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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriepacks, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, welches eine Mehrzahl von Batteriezellen und ein Managementsystem zum Überwachen und Steuern der Batteriezellen aufweist, wobei mindestens eine Zustandsgröße von jeder der Batteriezellen gemessen wird. Die Erfindung betrifft auch ein Batteriepack, welches eine Mehrzahl von Batteriezellen und ein Managementsystem zum Überwachen und Steuern der Batteriezellen umfasst, welches zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
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Stand der Technik
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Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft vermehrt elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen werden. In solchen Elektrofahrzeugen werden aufladbare Batterien eingesetzt, vorwiegend um elektrische Antriebseinrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen. Für solche Anwendungen eignen sich insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezellen. Lithium-Ionen-Batteriezellen zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Lithium-Ionen-Batteriezellen weisen hohe Anforderungen bezüglich der funktionalen Sicherheit auf. Ein nicht sachgemäßer Betrieb von Lithium-Ionen-Batteriezellen kann zu exothermen Reaktionen bis hin zum Brand und/oder zur Entgasung führen.
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Ein Batteriepack umfasst eine Mehrzahl von derartigen Lithium-Ionen-Batteriezellen, die elektrisch sowohl seriell als auch parallel miteinander verschaltet sein können. Ein derartiges Batteriepack umfasst ferner ein Managementsystem, welches den Betrieb der Batteriezellen überwacht und derart steuert, dass die Batteriezellen sicher und nachhaltig bezüglich ihrer Lebensdauer betrieben werden.
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Von dem Managementsystem eines Batteriepacks werden für jede Batteriezelle aktuelle Zustandsgrößen gemessen, beziehungsweise ermittelt. Diese Zustandsgrößen umfassen verschiedene Parameter, wie beispielsweise einen Ladezustand, einen Alterungszustand, einen Innenwiderstand, eine Kapazität, eine Temperatur, sowie eine Spannung.
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Mit zunehmendem Alterungszustand wird die Performance einer Batteriezelle schlechter. Es ist bekannt, dass die Alterungszustände von Batteriezellen in dem gleichen Batteriepack sich nicht zwingend gleichmäßig entwickeln. Somit können in einem Batteriepack Batteriezellen mit signifikant unterschiedlichen Alterungszuständen vorhanden sein. Die Performance eines Batteriepacks wird dabei in der Regel von derjenigen Batteriezelle mit dem höchsten Alterungszustand begrenzt. Ebenso ist bekannt, dass der Alterungszustand einer Batteriezelle stärker zunimmt, wenn die Batteriezelle außerhalb eines vorgegebenen optimalen Temperaturbereichs betrieben wird.
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Aus der
US 2015/0258897 A1 ist ein Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug bekannt, welches mehrere Batteriezellen umfasst. Es sind Erfassungseinheiten vorgesehen, welche Daten erfassen, wie beispielsweise einen Strom sowie eine Gesamtspannung. Weitere Daten, wie beispielsweise ein Ladezustand, werden berechnet. Anhand dieser Daten wird dann die schlechteste Batteriezelle identifiziert.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriepacks, insbesondere in einem Kraftfahrzeug, vorgeschlagen. Das Batteriepack weist dabei eine Mehrzahl von Batteriezellen auf, welche elektrisch sowohl seriell als auch parallel miteinander verschaltet sein können. Das Batteriepack weist auch ein Managementsystem zum Überwachen und Steuern der Batteriezellen auf.
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Gemäß dem Verfahren wird zunächst mindestens eine Zustandsgröße von jeder der Batteriezellen des Batteriepacks gemessen oder geschätzt. Hierzu weist das Batteriepack geeignete Sensoren auf, mittels welchen die entsprechenden Zustandsgrößen der einzelnen Batteriezellen messbar sind.
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Anschließend werden die gemessenen oder geschätzten Zustandsgrößen der einzelnen Batteriezellen des Batteriepacks miteinander verglichen. Somit wird festgestellt, ob, und in welchem Maß, die besagten Zustandsgrößen der einzelnen Batteriezellen des Batteriepacks voneinander abweichen.
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Anschließend wird diejenige Batteriezelle des Batteriepacks markiert, deren Zustandsgröße einen Maximalwert oder einen Minimalwert der Zustandsgrößen der Batteriezellen aufweist. Die besagte Zustandsgröße der markierten Batteriezelle weicht also von den entsprechenden Zustandsgrößen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks ab.
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Es wird auch geprüft, wie stark die besagte Zustandsgröße der markierten Batteriezelle von den entsprechenden Zustandsgrößen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks abweicht. Insbesondere wird geprüft, ob die besagte Zustandsgröße der markierten Batteriezelle um mehr als einen vorgegebenen Schwellenwert von den entsprechenden Zustandsgrößen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks abweicht.
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Die markierte Batteriezelle wird dann elektrisch von den übrigen Batteriezellen des Batteriepacks getrennt, wenn deren Zustandsgröße um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den Zustandsgrößen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks abweicht.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die mindestens eine Zustandsgröße, die von jeder der Batteriezellen des Batteriepacks geschätzt wird, ein Alterungszustand der Batteriezelle. Ein geringer Alterungszustand der Batteriezelle entspricht dabei einer guten Performance der Batteriezelle, und ein hoher Alterungszustand der Batteriezelle entspricht einer schlechten Performance der Batteriezelle.
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Nach der Messung werden die geschätzten Alterungszustände der einzelnen Batteriezellen des Batteriepacks miteinander verglichen. Somit wird festgestellt, ob, und in welchem Maß, die geschätzten Alterungszustände der einzelnen Batteriezellen des Batteriepacks voneinander abweichen.
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Anschließend wird diejenige Batteriezelle des Batteriepacks markiert, deren geschätzter Alterungszustand einen Maximalwert der geschätzten Alterungszustände der Batteriezellen aufweist. Der Alterungszustand der markierten Batteriezelle ist demnach höher als die geschätzten Alterungszustände der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks. Somit weist die markierte Batteriezelle die schlechteste Performance der Batteriezellen des Batteriepacks auf. Der Alterungszustand einer Batteriezelle (SoH ≙ State of Health) ist abhängig von beispielsweise dem Lebensalter der Batteriezelle sowie der Anzahl der erlebten Lade- und Entladezyklen, vom Innenwiderstand und von der Impedanz. Zur Schätzung des Alterungszustands einer Batteriezelle gehen demnach eine Fülle von Informationen in die Schätzung ein.
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Es wird auch geprüft, wie stark der geschätzte Alterungszustand der markierten Batteriezelle von den geschätzten Alterungszuständen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks abweicht. Insbesondere wird geprüft, ob der geschätzte Alterungszustand der markierten Batteriezelle um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den geschätzten Alterungszuständen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks abweicht.
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Die markierte Batteriezelle des Batteriepacks wird dann abgeschaltet, wenn deren geschätzter Alterungszustand um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den geschätzten Alterungszuständen der übrigen Batteriezellen abweicht. Beim Abschalten wird mindestens ein Terminal der markierten Batteriezelle mittels eines Hauptschalters elektrisch von den übrigen Batteriezellen des Batteriepacks getrennt. Nach dem Abschalten fließt somit kein Strom mehr durch die markierte und abgeschaltete Batteriezelle.
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Die abgeschaltete Batteriezelle des Batteriepacks ist somit nicht mehr in Betrieb und der geschätzte Alterungszustand der abgeschalteten Batteriezelle verändert sich daher nicht mehr signifikant, sondern bleibt zumindest annähernd konstant. Die übrigen Batteriezellen des Batteriepacks bleiben jedoch in Betrieb. Die geschätzten Alterungszustände der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks verändern sich somit weiter und werden weiter erhöht. Somit gleichen sich die geschätzten Alterungszustände der übrigen Batteriezellen an den geschätzten Alterungszustand der abgeschalteten Batteriezelle an. Nach einer gewissen Zeit weicht dann der geschätzte Alterungszustand der abgeschalteten Batteriezelle um weniger als den vorgegebenen Schwellenwert von den geschätzten Alterungszuständen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks ab. Das Batteriepack ist dann wieder zumindest annähernd homogen, und die abgeschaltete Batteriezelle kann wieder zugeschaltet werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die mindestens eine Zustandsgröße, die von jeder der Batteriezellen des Batteriepacks gemessen wird, eine Temperatur.
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Nach der Messung werden die gemessenen Temperaturen der einzelnen Batteriezellen des Batteriepacks miteinander verglichen. Somit wird festgestellt, ob, und in welchem Maß, die besagten Temperaturen der einzelnen Batteriezellen des Batteriepacks voneinander abweichen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird diejenige Batteriezelle des Batteriepacks markiert, deren Temperatur einen Maximalwert der Temperaturen der Batteriezellen aufweist. Beim Betrieb einer Batteriezelle bei einer zu hohen Temperatur kann die Alterung der Batteriezelle beschleunigt werden. Beim Betrieb einer Batteriezelle bei einer zu hohen Temperatur kann also der Alterungszustand der Batteriezelle schneller erhöht werden.
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Es wird auch geprüft, wie stark die Temperatur der markierten Batteriezelle von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks abweicht. Insbesondere wird geprüft, ob die Temperatur der markierten Batteriezelle um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert höher ist als die Temperaturen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks.
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Die markierte Batteriezelle des Batteriepacks wird dann abgeschaltet, wenn deren Temperatur um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen abweicht. Dies ist der Fall, wenn die Temperatur der markierten Batteriezelle um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert höher ist als die Temperaturen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks. Beim Abschalten wird mindestens ein Terminal der markierten Batteriezelle mittels eines Hauptschalters elektrisch von den übrigen Batteriezellen des Batteriepacks getrennt. Nach dem Abschalten fließt somit kein Strom mehr durch die markierte und abgeschaltete Batteriezelle.
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Die abgeschaltete Batteriezelle des Batteriepacks ist somit nicht mehr in Betrieb und wird daher auch nicht weiter signifikant erwärmt. Die abgeschaltete Batteriezelle kann somit abkühlen, wodurch deren Temperatur verringert wird. Die übrigen Batteriezellen des Batteriepacks bleiben jedoch in Betrieb. Somit wird die Temperatur der abgeschalteten Batteriezelle an die Temperaturen der übrigen Batteriezellen angeglichen. Nach einer gewissen Zeit weicht dann die Temperatur der abgeschalteten Batteriezelle um weniger als den vorgegebenen Schwellenwert von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks ab. Die abgeschaltete Batteriezelle kann dann wieder zugeschaltet werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird diejenige Batteriezelle des Batteriepacks markiert, deren Temperatur einen Minimalwert der Temperaturen der Batteriezellen aufweist. Beim Betrieb einer Batteriezelle bei einer zu geringen Temperatur kann Lithiumplating an den Elektroden der Batteriezelle auftreten. Beim Betrieb einer Batteriezelle bei einer zu geringen Temperatur kann also die Batteriezelle beschädigt oder zerstört werden.
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Es wird auch geprüft, wie stark die Temperatur der markierten Batteriezelle von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks abweicht. Insbesondere wird geprüft, ob die Temperatur der markierten Batteriezelle um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert geringer ist als die Temperaturen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks.
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Die markierte Batteriezelle wird dann mit einem vorgegebenen Strom beaufschlagt, wenn deren Temperatur um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen abweicht. Dies ist der Fall, wenn die Temperatur der markierten Batteriezelle um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert geringer ist als die Temperaturen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks. Zur Beaufschlagung der markierten Batteriezelle mit dem vorgegebenen Strom wird mindestens ein Terminal der markierten Batteriezelle mittels eines Hauptschalters elektrisch von den übrigen Batteriezellen des Batteriepacks getrennt. Das besagte Terminal der markierten Batteriezelle wird beispielsweise mittels eines Nebenschalters mit einer entsprechenden Stromquelle verbunden, welche den vorgegebenen Strom liefert. Somit fließt der vorgegebenen Strom durch die markierte Batteriezelle.
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Die markierte Batteriezelle des Batteriepacks wird durch den vorgegebenen Strom, der durch die markierte Batteriezelle fließt, erwärmt. Dadurch wird deren Temperatur erhöht. Die übrigen Batteriezellen des Batteriepacks bleiben in Betrieb. Somit wird die Temperatur der markierten Batteriezelle an die Temperaturen der übrigen Batteriezellen angeglichen. Nach einer gewissen Zeit weicht dann die Temperatur der markierten Batteriezelle um weniger als den vorgegebenen Schwellenwert von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen des Batteriepacks ab. Die markierte Batteriezelle kann dann wieder zugeschaltet werden.
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Es wird auch ein Batteriepack vorgeschlagen. Das Batteriepack umfasst dabei eine Mehrzahl von Batteriezellen. Das Batteriepack weist auch ein Managementsystem zum Überwachen und Steuern der Batteriezellen auf. Das Managementsystem ist dabei zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet.
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Die Batteriezellen können innerhalb des Batteriepacks parallel verschaltet sein. Die Batteriezellen können innerhalb des Batteriepacks auch seriell verschaltet sein. Ferner können die Batteriezellen innerhalb des Batteriepacks sowohl seriell als auch parallel miteinander verschaltet sein.
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Das Batteriepack weist geeignete Sensoren auf, mittels welchen die entsprechenden Zustandsgrößen der einzelnen Batteriezellen messbar sind. Insbesondere weist das Batteriepack Sensoren zur Messung von Temperaturen der einzelnen Batteriezellen und Sensoren zur Messung von Alterungszuständen der einzelnen Batteriezellen auf.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet einerseits, ein Batteriepack mit Batteriezellen, welche unterschiedliche Alterungszustände aufweisen, homogen zu betreiben. Während die meisten Zustandsgrößen einer Batteriezelle über geeignete Sensoren gemessen werden können, kann der Alterungszustand (SoH ≙ State of Health) einer Batteriezelle nur geschätzt werden. In die Schätzung des Alterungszustands gehen das Lebensalter der Batterie und die Anzahl erlebter Lade- und Entladezyklen ein, ferner der Innenwiderstand sowie die Impedanz, um nur einige Beispiele zu nennen. Durch Abschalten von Batteriezellen, welche einen höheren geschätzten Alterungszustand aufweisen, verbleiben nur Batteriezellen elektrisch in dem Batteriepack, welche geringere und annähernd gleiche geschätzte Alterungszustände aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet andererseits, ein Batteriepack derart zu betreiben, dass die geschätzten Alterungszustände der Batteriezellen annähernd gleich bleiben. Durch Abschalten von Batteriezellen, welche eine erhöhte Temperatur aufweisen, wird eine beschleunigte Alterung dieser Batteriezellen verhindert. Insbesondere kann ein Batteriepack derart betrieben werden, dass Beschädigungen sowie Zerstörungen der Batteriezellen durch Lithiumplating an den Elektroden der Batteriezelle vermieden werden. Durch Abschalten von Batteriezellen, welche eine zu tiefe Temperatur aufweisen, wird Lithiumplating dieser Batteriezellen verhindert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit die Lebensdauer eines Batteriepacks vorteilhaft verlängert werden. Ferner kann das Batteriepack stets mit hoher Performance betrieben werden, wenn Batteriezellen mit schlechter Performance, insbesondere mit hohem Alterungszustand, abgeschaltet sind. Ein erfindungsgemäßes Batteriepack ist auch robust gegen Produktionsstreuungen und individuelle Defekte einzelner Batteriezellen.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Batteriepacks in einer ersten Ausführungsvariante und
- 2 eine Beschaltungsvariante des Batteriepacks.
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Ausführungsformen der Erfindung
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In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriepacks 7, welches insbesondere zur Verwendung in einem Elektrofahrzeug vorgesehen ist. Das Batteriepack 7 umfasst eine Mehrzahl von Batteriezellen 2, vorliegend neun Batteriezellen 2. Auch eine andere Anzahl von Batteriezellen 2 ist denkbar. Jede der Batteriezellen 2 des Batteriepacks 7 weist ein negatives Terminal und ein positives Terminal auf. Jede Batteriezelle 2 liefert eine Zellenspannung, welche zwischen dem negativen Terminal und dem positiven Terminal anliegt.
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Das Batteriepack 7 umfasst auch einen negativen Pol 21 und einen positiven Pol 22. Zwischen dem negativen Pol 21 und dem positiven Pol 22 liegt eine Packspannung an. Die negativen Terminals der Batteriezellen 2 sind miteinander und mit dem negativen Pol 21 elektrisch verbunden. Das Batteriepack 7 umfasst ferner eine Mehrzahl von Hauptschaltern 15. Dabei ist jeder Batteriezelle 2 genau ein Hauptschalter 15 zugeordnet und seriell mit der Batteriezelle 2 verschaltet. Die Hauptschalter 15 sind elektrisch auch mit dem positiven Pol 22 verbunden.
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Wenn die Hauptschalter 15 geschlossen sind, so sind die Batteriezellen 2 elektrisch in Parallelschaltung 32 miteinander verschaltet. Die Packspannung zwischen dem negativen Pol 21 und dem positiven Pol 22 des Batteriepacks 7 entspricht dann den Zellenspannungen der Batteriezellen 2. Wenn einer der Hauptschalter 15 geöffnet ist, so ist die zugehörige Batteriezelle 2 elektrisch von den übrigen Batteriezellen 2 getrennt.
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Eine serielle Verschaltung der Batteriezellen 2 zwischen dem negativen Pol 21 und dem positiven Pol 22 des Batteriepacks 7 ist ebenfalls denkbar. Die Topologie innerhalb des Batteriepacks 7, insbesondere die Anordnung der Hauptschalter 15, ist dabei entsprechend anzupassen, vgl. Darstellung gemäß 2.
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Das Batteriepack 7 umfasst ferner eine Mehrzahl von hier nicht dargestellten Nebenschaltern. Dabei ist jeder Batteriezelle 2 genau ein Nebenschalter zugeordnet und seriell mit der Batteriezelle 2 verschaltet. Jeder der Nebenschalter ist elektrisch mit einer Stromquelle verbunden. Wenn ein Nebenschalter geschlossen ist, so fließt ein Strom von der Stromquelle durch die zugehörige Batteriezelle 2.
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Das Batteriepack 7 weist auch hier nicht dargestellte Sensoren zur Messung von Temperaturen der einzelnen Batteriezellen 2 auf. Auch weist das Batteriepack 7 hier nicht dargestellte Sensoren zur Schätzung von Alterungszuständen der einzelnen Batteriezellen 2 auf. Jeder der Batteriezellen 2 sind ein Sensor zur Messung der Temperatur der Batteriezelle 2 und ein Sensor zur Schätzung des Alterungszustandes der Batteriezelle 2 zugeordnet.
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Das Batteriepack 7 umfasst auch ein Managementsystem 30. Das Managementsystem 30 dient zum Überwachen und Steuern der Batteriezellen 2. Das Managementsystem 30 ist mit den hier nicht dargestellten Sensoren zur Messung von Temperaturen und Schätzung von Alterungszuständen der Batteriezellen 2 verbunden. Insbesondere dient das Managementsystem 30 auch zum Ansteuern der Hauptschalter 15 und der Nebenschalter. Dazu ist das Managementsystem 30 auch mit den Hauptschaltern 15 und Nebenschaltern verbunden.
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Im Betrieb des Batteriepacks 7 werden Messwerte, die von den Sensoren erfasst werden, an das Managementsystem 30 übertragen. Das Verfahren zum Betreiben des Batteriepacks 7 wird nachfolgend anhand von beispielshaften Zahlenwerten der besagten Messwerte erläutert.
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In einem ersten Beispiel beträgt der geschätzte Alterungszustand von einer Batteriezelle 2 115%. Die geschätzten Alterungszustände der übrigen Batteriezellen 2 betragen zwischen 104% und 106%. Eine neue Batteriezelle 2, welche noch nicht gealtert ist, hat einen optimalen Alterungszustand von 100%. Ein Schwellenwert ist mit 5% vorgegeben.
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Das Managementsystem 30 vergleicht die geschätzten Alterungszustände der Batteriezellen 2. Das Managementsystem 30 erkennt die Batteriezelle 2, welche mit dem geschätzten Alterungszustand von 115% den Maximalwert der Alterungszustände der Batteriezellen 2 aufweist, und markiert diese.
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Das Managementsystem 30 prüft dann, ob der geschätzte Alterungszustand der markierten Batteriezelle 2 um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den geschätzten Alterungszuständen der übrigen Batteriezellen 2 des Batteriepacks 7 abweicht. Im vorliegenden Fall weicht der geschätzte Alterungszustand der markierten Batteriezelle 2 um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den geschätzten Alterungszuständen der übrigen Batteriezellen 2 ab.
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Daraufhin schaltet das Managementsystem 30 die markierte Batteriezelle 2 durch Öffnen des zugeordneten Hauptschalters 15 ab.
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In einem zweiten Beispiel beträgt die Temperatur von einer Batteriezelle 2 75°C. Die Temperaturen der übrigen Batteriezellen 2 betragen zwischen 50°C und 60°C. Ein Schwellenwert ist mit 10°C vorgegeben.
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Das Managementsystem 30 vergleicht die gemessenen Temperaturen der Batteriezellen 2. Das Managementsystem 30 erkennt die Batteriezelle 2, welche mit der Temperatur von 75% den Maximalwert der Temperaturen der Batteriezellen 2 aufweist, und markiert diese.
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Das Managementsystem 30 prüft dann, ob die Temperatur der markierten Batteriezelle 2 um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen 2 des Batteriepacks 7 abweicht. Im vorliegenden Fall weicht die Temperatur der markierten Batteriezelle 2 um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen 2 ab.
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Daraufhin schaltet das Managementsystem 30 die markierte Batteriezelle 2 durch Öffnen des zugeordneten Hauptschalters 15 ab.
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In einem zweiten Beispiel beträgt die Temperatur von einer Batteriezelle 2 0°C. Die Temperaturen der übrigen Batteriezellen 2 betragen zwischen 15°C und 20°C. Ein Schwellenwert ist mit 10°C vorgegeben.
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Das Managementsystem 30 vergleicht die gemessenen Temperaturen der Batteriezellen 2. Das Managementsystem 30 erkennt die Batteriezelle 2, welche mit der Temperatur von 0% den Minimalwert der Temperaturen der Batteriezellen 2 aufweist, und markiert diese.
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Das Managementsystem 30 prüft dann, ob die Temperatur der markierten Batteriezelle 2 um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen 2 des Batteriepacks 7 abweicht. Im vorliegenden Fall weicht die Temperatur der markierten Batteriezelle 2 um mehr als den vorgegebenen Schwellenwert von den Temperaturen der übrigen Batteriezellen 2 ab.
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Daraufhin trennt das Managementsystem 30 die markierte Batteriezelle 2 durch Öffnen des zugeordneten Hauptschalters 15 von den übrigen Batteriezellen 2. Zusätzlich schließt das Managementsystem 30 den der markierten Batteriezelle 2 zugeordneten Nebenschalter. Die markierte Batteriezelle 2 ist somit mit der Stromquelle verbunden, welche einen vorgegebenen Strom zum Erwärmen der Batteriezelle 2 liefert.
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In der Darstellung gemäß 2 ist in schematischer Weise eine Reihenschaltung 34 einer Anzahl von Batteriezellen 2 eines Batteriepacks 7 dargestellt. In der in 2 dargestellten Ausführungsvariante werden die einzelnen Batteriezellen 2 des Batteriepacks 7, von dem hier nur beispielhaft zwei Batteriezellen 2 dargestellt sind, mittels des Hauptschalters 15 geschaltet. Dem jeweiligen Hauptschalter 15 für eine jeweilige Batteriezelle 2 ist ein Nebenschalter 38 zugeordnet. Ist die jeweilige Batteriezelle 2 zu umgehen, bleibt der Hauptschalter 15 offen, wohingegen der Nebenschalter 38 geschlossen wird, sodass die abgeschaltete Batteriezelle 2 aufgrund des offenstehenden Hauptschalters 15 über den geschlossenen Nebenschalter 38 und die Umgehungsleitung 36 umgangen werden kann. Die Schaltung der Hauptschalter 15 sowie der Nebenschalter 38, die jeder der Batteriezellen 2 des Batteriepacks 7 zugeordnet sind, erfolgt über das in 2 schematisch dargestellte Managementsystem 30. Die Anzahl der Batteriezellen 2 des Batteriepacks 7 gemäß der Darstellung in 2 befindet sich zwischen dem negativen Pol 21 sowie dem positiven Pol 22.
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Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2015/0258897 A1 [0006]
