WO2013182440A2 - Verfahren zur bestimmung eines ohmschen innenwiderstandes eines batteriemoduls, batteriemanagementsystem und kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zur bestimmung eines ohmschen innenwiderstandes eines batteriemoduls, batteriemanagementsystem und kraftfahrzeug Download PDF

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    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method for determining an ohmic internal resistance of a battery module having at least one battery cell, for example, a lithium-ion battery cell, such as in
  • the invention therefore also relates to a motor vehicle and a battery management system.
  • Batteries with lower energy storage capacity are used, for example, for small portable electronic devices such as mobile phones, laptops, camcorders and the like, while high capacity batteries are used as the power source for the battery
  • Batteries can be connected, for example, by the serial connection of
  • Battery modules are formed, in some cases, parallel connections of the battery modules and the battery modules in turn from serial
  • Battery module strings include at least two serially connected battery modules, with further battery modules in parallel
  • the battery modules can be interconnected.
  • the battery modules have a coupling unit and can be individually switched on and off with their help. Therefore, the battery module string can be used by corresponding switching on and off of the modules to produce an oscillating voltage waveform.
  • a voltage profile can be generated with approximately sinusoidal course, which is used to drive electric or hybrid engines.
  • battery management systems For battery management, for example for the basic control of modules, to increase the safety of batteries, to increase efficiency and to extend the life of battery modules and battery modules composed of battery systems, battery management systems are used.
  • One task of battery management systems is to determine the current status of the battery modules. Among the important ones
  • Impedance of the state of charge, the temperature and the degree of aging of the battery cells depends.
  • ISO 12405 proposes to load batteries under test in a test environment for periods in the range of seconds with pulsed charge and discharge currents and to measure the voltage on the battery before and after the current pulse. The impedance then results as a ratio of the difference of the measured voltages to the strength of the current pulse.
  • the battery module is part of a battery module string with at least one additional battery module.
  • the method is by repeatedly connecting and disconnecting the
  • Battery module to the at least one further battery module characterized in that the at least one further battery module is under a load current and the method comprises the measurement of voltage levels of the battery module before switching on and after switching off. This allows impedance spectroscopy on a battery module of a
  • a switching off of another battery module takes place at the same time as switching on the battery module, wherein the other battery module is selected such that at least one of a battery module is selected
  • Discharge current of the battery module string and a temperature of the battery module string is unaffected by the substantially simultaneous switching.
  • the repeated switching on and off takes place with a predetermined time period between successive ones
  • the repeated switching on and off takes place with a varying period of time between successive ones
  • the repeated switching on and off occurs with a first varying period of time between
  • the battery management system is configured to determine changes in the transmitted battery module voltage levels of one of the at least two battery modules as a result of repeatedly connecting and disconnecting one of the at least two battery modules to at least one other of the at least two battery modules under a load current and for determining an impedance of the one of the at least two battery modules use, wherein changes in measurements of voltage levels of the battery module before the
  • the battery management system is configured to have coupling units of the battery modules of the battery module string
  • Figure 1 shows an exemplary battery module to which the invention can be used
  • FIG. 2 shows an exemplary battery module string to which the invention is attached
  • FIG. 3 shows an example of a system according to the invention of battery module string and battery management system.
  • the present invention has been made in the development of a BDC based, ie battery module string based, battery system for an electric or hybrid motor vehicle, and will be described hereinafter
  • Battery module strings are used from several battery modules that allow switching on and off under load.
  • the battery modules that allow switching on and off under load.
  • the battery modules that allow switching on and off under load.
  • FIG. 1 shows an exemplary battery module 100 with a coupling unit
  • the coupling unit 1 10 is either an integral part of the
  • Battery module 100 or, as shown in Figure 1, part of a battery module 100 comprehensive system 120.
  • the coupling unit 1 10 allows the
  • Battery module 100 on and off, so at least separate from one of the terminals also called terminals 105 and 106 of the system 120.
  • Coupling unit 1 10 of the example shown is for this purpose via a
  • Signal input 107 can be controlled. But it is also possible that the
  • Coupling unit 1 10 with a predetermined frequency the module without external control on and off. As a result, a square-wave voltage can be generated.
  • Battery module strand 130 are generated. Under load results in a voltage curve corresponding current waveform.
  • all modules combined in a string are switched on and off via a single, common coupling unit.
  • This can be designed to generate a sinusoidal or substantially rectangular voltage waveform with a predetermined frequency. Or it can generate voltage waveforms with variable frequency be provided that a driving possibility of the common
  • Coupling unit for varying the frequency exists.
  • each short-term connection and disconnection in the connected battery module 100 Under load, each short-term connection and disconnection in the connected battery module 100 generates a surge or pulse, since the current already flowing through the line 130 before the connection also flows through the switched-on module 100 during the connection.
  • the module voltage of combined in the module 100 battery cells and thus the voltage of the module 100 changes.
  • the time frame within which this change takes place is determined by a duration of the connection and is well below one second. It will therefore be a more accurate measurement of a
  • the repeated switching on and off can be carried out according to a first pattern with a fixed switch-on duration and a varying switch-off duration.
  • the Zuschaltdauer is the time between a connection and the immediately following shutdown and the shutdown the time between a shutdown and the immediately following connection. Then the frequency of similar current pulses is varied.
  • the impedance of the connected module can therefore be determined from the ratio of the voltage change to the current under different measuring conditions. This provision is therefore possible during operation, under load. If the measured impedance changes during operation, this is an indication of an aging process of the relevant module. Furthermore, it is possible
  • Storage unit stored reference impedance curve an indication of a
  • Switching is therefore tension-invariant. For example, in the case of a serial or parallel connection of a module to be tested, another module that was previously connected accordingly can be switched off. If then the module to be tested is switched off again, the other module is switched on again.
  • connection current-variable it is also possible to make the connection current-variable. Then, the load current flowing through the battery string is kept constant. Finally, it is also interesting for impedance measurements, the connection
  • Modules can therefore be grouped together into cluster pairs, whereby one module can be tested per cluster, while the other module of the respective cluster is switched simultaneously, but opposite to the module to be tested. Furthermore, when connections of modules 100 to the string 130 under different phase angles of the current, ie at different
  • Amperages, carried out for one, several or all modules of the strand 130 each have an impedance profile can be determined. If such a
  • Impedance profile changes during operation, without the specified target performance of a consumer device would have changed, this is an indication of one
  • a deviation of the measured impedance profile from the nominal impedance profile may be an indication of module aging.
  • FIG. 3 shows an exemplary battery management system 160 in FIG.
  • the battery management system 160 detects the voltage curves and the currents flowing from the battery module strings 130 to the power tool and controls the modules or systems arranged in the string 130 via connections 137 to the string 130.
  • the invention thus allows a quasi-continuous monitoring of
  • Module states during operation This makes it possible to detect efficiency losses or even module failures quickly and safely. This is advantageous because the detected as defective or aging modules can be replaced and because disturbances of the power provided by the battery string performance can be compensated by the defective or aging module by corresponding change in the controls of the coupling units at least partially.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines ohmschen Innenwiderstandes eines Batteriemoduls (100) mit mindestens einer Batteriezelle, beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, wie sie etwa in Traktionsbatterien von Elektro-oder Hybridkraftfahrzeugen, also in Kraftfahrzeugen mit zumindest teil-oder zeitweise elektrisch betriebenen Antrieben, Verwendung findet. Die Erfindung betrifft daher auch ein Kraftfahrzeug und ein Batteriemanagementsystem (160). Das beschriebene Verfahren umfasst die Bestimmung des ohmschen Innenwiderstandes aus Messungen von Spannungsstärken. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren das serielle Zuschalten des Batteriemoduls (100) zu mindestens einem weiteren unter einem Laststrom stehenden Batteriemodul (100) umfasst, wobei das Verfahren die Messung von Spannungsstärken des Batteriemoduls (100) vor und nach dem Zuschalten umfasst. Dies ermöglicht eine deutlich zeitnähere und fast zeitgleiche Messung von Strom-und Spannungsstärken, was wiederum eine bessere Bestimmung des tatsächlichen Abnutzungszustands des Batteriemoduls (100) und Vorhersagen zur Haltbarkeit von einzelnen Batteriezellen oder von Batteriemodulen (100) ermöglicht.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Bestimmung eines ohmschen Innenwiderstandes eines Batteriemoduls, Batteriemanagementsvstem und Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung eines ohmschen Innenwiderstandes eines Batteriemoduls mit mindestens einer Batteriezelle, beispielsweise eine Lithium-Ionen-Batteriezelle, wie sie etwa in
Traktionsbatterien von Elektro- oder Hybridkraftfahrzeugen, also in
Kraftfahrzeugen mit zumindest teil- oder zeitweise elektrisch betriebenen
Antrieben, Verwendung findet. Die Erfindung betrifft daher auch ein Kraftfahrzeug und ein Batteriemanagementsystem.
Stand der Technik
Durch verbesserte Speicherkapazität, häufigere Wiederaufladbarkeit und höhere Energiedichten finden Batterien immer breitere Anwendungen. Batterien mit geringerer Energiespeicherkapazität werden zum Beispiel für kleine tragbare elektronische Geräte wie Mobiltelefone, Laptops, Camcordern und dergleichen verwendet, während Batterien mit hoher Kapazität als Energiequelle für den
Antrieb von Motoren von Hybrid- oder Elektro-Fahrzeugen, etc. oder als
stationäre Batterien Verwendung finden.
Batterien können zum Beispiel durch das serielle Verschalten von
Batteriemodulen gebildet werden, wobei teilweise auch parallele Verschaltungen der Batteriemodule erfolgen und die Batteriemodule ihrerseits aus seriell
und/oder parallel verschalteten Batteriezellen bestehen können.
Für den Antrieb von Motoren von Hybrid- oder Elektro-Fahrzeugen sind
insbesondere Batteriemodulstränge geeignet, die auch als Batterie Converter
(BDC) bezeichnet werden. Batteriemodulstränge umfassen mindestens zwei seriell geschaltete Batteriemodule, wobei weitere Batteriemodule parallel
verschaltet sein können. Die Batteriemodule weisen dabei eine Kopplungseinheit auf und sind mit deren Hilfe individuell zu- und abschaltbar. Daher kann der Batteriemodulstrang durch entsprechendes Zu- und Abschalten der Module verwendet werden, einen oszillierenden Spannungsverlauf zu erzeugen. Bei entsprechender Auslegung kann zum Beispiel ein Spannungsprofil mit annähernd sinusförmigem Verlauf erzeugt werden, das zum Antrieb von Elektro- oder Hybridmotoren verwendbar ist.
Zum Batteriemanagement, zum Beispiel zur grundsätzlichen Ansteuerung von Modulen, zur Erhöhung der Sicherheit von Batterien, zur Effizienzsteigerung und zur Verlängerung der Lebenszeit von Batteriemodulen und aus Batteriemodulen zusammengesetzten Batteriesystemen werden Batteriemanagementsysteme eingesetzt. Eine Aufgabe von Batteriemanagementsystemen ist die Bestimmung des aktuellen Zustande der Batteriemodule. Zu den hierfür wichtigen
Informationen zählt die Impedanz, der ohmsche Innenwiderstand des
Batteriemoduls bzw. der im Batteriemodul enthaltenen Batteriezellen, wobei die
Impedanz vom Ladungszustand, der Temperatur und dem Alterungsgrad der Batteriezellen abhängt.
Nach dem Stand der Technik erfolgen zugehörige Messungen außerhalb des Normalbetriebs der Batterie. Zum Beispiel wird in ISO 12405 vorgeschlagen, zu testende Batterien in einer Testumgebung für Zeiträume im Sekundenbereich mit pulsförmigen Lade- und Entladeströmen zu belegen und die Spannung an der Batterie vor und nach dem Strompuls zu messen. Die Impedanz ergibt sich dann als Verhältnis der Differenz der gemessenen Spannungen zur Stärke des Strompulses.
Da die Strompulse für eine oder mehrere Sekunden anliegen, liegen auch die beiden Spannungsmessungen um diesen Zeitraum auseinander. Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren nach Anspruch 1 zur Bestimmung eines ohmschen Innenwiderstandes eines Batteriemoduls aus Messungen von
Spannungsstärken zur Verfügung gestellt. Das Batteriemodul ist dabei Teil eines Batteriemodulstrangs mit mindestens einem weiteren Batteriemodul.
Das Verfahren ist durch wiederholtes Zuschalten und Abschalten des
Batteriemoduls zu dem mindestens einen weiteren Batteriemodul gekennzeichnet, wobei das mindestens eine weitere Batteriemodul unter einem Laststrom steht und das Verfahren die Messung von Spannungsstärken des Batteriemoduls vor Zuschalten und nach dem Abschalten umfasst. Dies ermöglicht eine Impedanzspektroskopie an einem Batteriemodul eines
Batteriemodulstrangs im laufenden Betrieb.
In einer Ausführungsform erfolgt ein im Wesentlichen mit dem Zuschalten des Batteriemoduls gleichzeitiges Abschalten eines anderen Batteriemoduls, wobei das andere Batteriemodul so gewählt wird, dass zumindest eine von einer
Ausgabespannung des Batteriemodulstrangs, einer Lade- oder
Entladestromstärke des Batteriemodulstrangs und einer Temperatur des Batteriemodulstrangs durch das im Wesentlichen gleichzeitige Schalten unbeeinflusst ist.
Ein solches gleichzeitiges Zu- und Abschalten beeinflusst den laufenden Betrieb besonders wenig.
In einer anderen Ausführungsform erfolgt das wiederholte Zu- und Abschalten mit einer vorbestimmten Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden
Zuschaltungen und einer variierenden Zeitdauer zwischen einer Zuschaltung und einer darauffolgenden Abschaltung.
In einer weiteren anderen Ausführungsform erfolgt das wiederholte Zu- und Abschalten mit einer variierenden Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden
Zuschaltungen und einer vorbestimmten Zeitdauer zwischen einer Zuschaltung und einer darauffolgenden Abschaltung.
In noch einer weiteren anderen Ausführungsform erfolgt das wiederholte Zu- und Abschalten mit einer ersten variierenden Zeitdauer zwischen
aufeinanderfolgenden Zuschaltungen und einer zweiten variierenden Zeitdauer zwischen einer Zuschaltung und einer darauffolgenden Abschaltung, wobei das Verhältnis von erster zu zweiter variierender Zeitdauer vorbestimmt ist. Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Batteriemanagementsystem für einen
Batteriemodulstrang mit mindestens zwei zu- und abschaltbaren Batteriemodulen nach Anspruch 6 vorgestellt, wobei der Batteriemodulstrang eine Vorrichtung zur Messung von Batteriemodulspannungsstärken umfasst und weiterhin eine Vorrichtung zur Übermittlung gemessener Modulspannungsstärken an das Batteriemanagementsystem umfasst.
Das Batteriemanagementsystem ist ausgelegt, Änderungen der übermittelten Batteriemodulspannungsstärken eines der mindestens zwei Batteriemodule infolge wiederholten Zuschaltens und Abschaltens eines der mindestens zwei Batteriemodule zu mindestens einem unter einem Laststrom stehenden anderen der mindestens zwei Batteriemodule zu bestimmen und zur Bestimmung einer Impedanz des einen der mindestens zwei Batteriemodule zu verwenden, wobei Änderungen von Messungen von Spannungsstärken des Batteriemoduls vor dem
Zuschalten und nach dem Abschalten bestimmt werden.
In einer Ausführungsform ist das Batteriemanagementsystem ausgelegt, Kopplungseinheiten der Batteriemodule des Batteriemodulstrangs so
anzusteuern und die bestimmten Änderungen so weiterzuverarbeiten, dass ein ohmscher Innenwiderstand des einen Batteriemoduls nach einer der anderen Ausführungsformen des Verfahrens bestimmt wird.
Weiterhin wird ein Batteriemodulstrang mit dem vorgestellten
Batteriemanagementsystem erfindungsgemäß vorgeschlagen. Schließlich wird noch ein Kraftfahrzeug mit dem vorgeschlagenen Batteriemodulstrang beansprucht.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in der Beschreibung
beschrieben.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein beispielhaftes Batteriemodul, an dem die Erfindung Verwendung finden kann;
Figur 2 einen beispielhaften Batteriemodulstrang, an dem die Erfindung
Verwendung finden kann, und Figur 3 ein Beispiel eines erfindungsgemäßen Systems aus Batteriemodulstrang und Batteriemanagementsystem.
Ausführungsformen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Rahmen der Entwicklung eines BDC basierten, also Batteriemodulstrang basierten, Batteriesystems für ein Elektro- oder Hybridkraftfahrzeug gemacht und wird im Folgenden an diesem
Ausführungsbeispiel beschrieben. Die Erfindung ist aber nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern kann vorteilhaft in allen
Batteriemodulsträngen aus mehreren Batteriemodulen verwendet werden, die ein Zu- und Abschalten unter Last erlauben. Insbesondere ist der
Verwendungszweck des Batteriesystems für die Erfindung nicht von Belang. Figur 1 zeigt ein beispielhaftes Batteriemodul 100 mit einer Kopplungseinheit
1 10. Die Kopplungseinheit 1 10 ist entweder integraler Bestandteil des
Batteriemoduls 100 oder, wie in Figur 1 gezeigt, Teil eines das Batteriemodul 100 umfassenden Systems 120. Die Kopplungseinheit 1 10 erlaubt es, das
Batteriemodul 100 an- und abzuschalten, also zumindest von einem der auch Terminals genannten Pole 105 und 106 des Systems 120 zu trennen. Die
Kopplungseinheit 1 10 des dargestellten Beispiels ist hierfür über einen
Signaleingang 107 ansteuerbar. Es ist aber auch möglich, dass die
Kopplungseinheit 1 10 mit einer vorbestimmten Frequenz das Modul ohne externe Ansteuerung zu- und abschaltet. Dadurch kann eine Rechteckspannung erzeugt werden.
Werden nun mehrere solche Module 100 oder Systeme 120 seriell in einem Batteriemodulstrang 130 angeordnet, wie in Figur 2 gezeigt, und zeitversetzt wiederholend zu- und abgeschaltet, so kann ein annähernd sinusförmiger Spannungsverlauf einer Spannung zwischen den Terminals 135 und 136 des
Batteriemodulstrangs 130 erzeugt werden. Unter Last ergibt sich ein dem Spannungsverlauf entsprechender Stromverlauf.
In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel werden alle in einem Strang zusammengefassten Module über eine einzige, gemeinsame Kopplungseinheit zu- und abgeschaltet. Diese kann ausgelegt sein, einen sinusförmigen oder im Wesentlichen rechteckigen Spannungsverlauf mit vorbestimmter Frequenz zu erzeugen. Oder es können Spannungsverläufe mit variabler Frequenz erzeugt werden, sofern eine Ansteuerungsmöglichkeit der gemeinsamen
Kopplungseinheit zur Variierung der Frequenz besteht.
Unter Last erzeugt jede auch kurzfristige Zu- und Wiederabschaltung im zugeschalteten Batteriemodul 100 einen Stromstoß oder -puls, da der vor dem Zuschalten bereits durch den Strang 130 fließende Strom auch durch das zugeschaltete Modul 100 während der Zuschaltung fließt.
Infolge dieses Stromstoßes oder -pulses verändert sich die Modulspannung von in dem Modul 100 zusammengefassten Batteriezellen und damit auch die Spannung des Moduls 100. Der Zeitrahmen innerhalb dem diese Änderung erfolgt, ist dabei durch eine Dauer der Zuschaltung bestimmt und liegt deutlich unter einer Sekunde. Es wird daher eine genauere Messung einer
Spannungsänderung möglich.
Insbesondere ist es möglich, das zu prüfende Modul wiederholt zu- und abzuschalten und so eine Messkurve mit mehreren Messpunkten zu erzeugen.
Dabei kann das wiederholte Zu- und Abschalten nach einem ersten Muster mit fester Zuschaltdauer und variierender Abschaltdauer erfolgen. Dabei ist die Zuschaltdauer die Zeit zwischen einer Zuschaltung und der unmittelbar nachfolgenden Abschaltung und die Abschaltdauer die Zeit zwischen einer Abschaltung und der unmittelbar nachfolgenden Zuschaltung. Dann wird die Frequenz gleichartiger Strompulse variiert.
Oder das wiederholte Zu- und Abschalten erfolgt nach einem zweiten Muster mit variierender Zuschaltdauer und fester Abschaltdauer. Dann werden die mit gleicher Frequenz erzeugten Strompulse in ihrer Breite variiert.
Es ist auch möglich, sowohl Zuschaltdauer als auch Abschaltdauer zu variieren, dabei aber das Verhältnis von Zuschaltdauer zu Abschaltdauer konstant zu halten. Dies erzeugt ein drittes Muster.
Mithilfe der Messung der Spannungsänderung am Modul 100 infolge des Zu- und Wiederabschaltens und der Stromstärke des während der Zuschaltung durch das Modul fließenden Stroms kann daher die Impedanz des zugeschalteten Moduls aus dem Verhältnis Spannungsänderung zu Stromstärke unter verschiedenen Messbedingungen bestimmt werden. Diese Bestimmung ist also im laufenden Betrieb, unter Last, möglich. Sofern sich die gemessene Impedanz im Betrieb ändert, so ist dies ein Hinweis auf einen Alterungsprozess des betreffenden Moduls. Weiterhin ist es möglich,
Sollimpedanzkurven zu den Zuschaltmustern in einer Speichereinheit eines
Batteriemanagementsystems zu hinterlegen. Dann kann eine Abweichung einer bei einem gegebenen Zuschaltmuster aus Messungen bestimmten
Impedanzkurve von der zu dem gegebenen Zuschaltmuster in der
Speichereinheit hinterlegten Sollimpedanzkurve ein Hinweis für eine
Veränderung von Batteriezellen in dem Modul sein.
Dabei ist es auch möglich, die Zuschaltung so zu gestalten, dass die zwischen Polen des Batteriestrangs anliegende Spannung sich nicht ändert, die
Zuschaltung also spannungsinvariant ist. Zum Beispiel kann bei einer seriellen oder parallelen Zuschaltung eines zu prüfenden Moduls ein bisher entsprechend zugeschaltetes anderes Modul abgeschaltet werden. Wird dann das zu prüfende Modul wieder abgeschaltet, wird das andere Modul wieder zugeschaltet.
Es ist auch möglich, die Zuschaltung strominvariant zu gestalten. Dann wird der durch den Batteriestrang fließende Laststrom konstant gehalten. Schließlich ist es für Impedanzmessungen auch interessant, die Zuschaltung
temperaturinvariant zu gestalten, da der ohmsche Innenwiderstand eines Batteriemoduls sich mit der Temperatur verändert. Module können also zu auch Cluster genannten Modulpaaren zusammengefasst werden, wobei je Cluster ein Modul geprüft werden kann, während das andere Modul des jeweiligen Clusters zeitgleich, aber entgegengesetzt zum zu prüfenden Modul geschaltet wird. Weiterhin kann, wenn Zuschaltungen von Modulen 100 zum Strang 130 unter verschiedenen Phasenlagen des Stroms, also bei unterschiedlichen
Stromstärken, erfolgen, für eines, mehrere oder alle Module des Strangs 130 jeweils ein Impedanzprofil bestimmt werden. Sofern sich ein solches
Impedanzprofil im Betrieb ändert, ohne dass sich die vorgegebene Zielleistung eines Verbrauchsgerätes geändert hätte, so ist dies ein Hinweis auf einen
Alterungsprozess des betreffenden Moduls. Weiterhin ist es möglich,
entsprechende Sollimpedanzprofile in der Speichereinheit zu hinterlegen. Wieder kann eine Abweichung des gemessenen Impedanzprofils vom Sollimpedanzprofil ein Hinweis für Modulalterung sein.
Figur 3 zeigt ein beispielhaftes Batteriemanagementsystem 160 im
Zusammenspiel mit dem in Figur 2 gezeigten beispielhaften Strang 130. Das Batteriemanagementsystem 160 erfasst die von den Batteriemodulsträngen 130 dem Verbrauchsgerät zur Verfügung gestellten Spannungskurven und die fließenden Ströme und steuert über Verbindungen 137 zum Strang 130 die im Strang 130 angeordneten Module oder Systeme.
Die Erfindung erlaubt also eine quasi-kontinuierliche Überwachung der
Modulzustände im laufenden Betrieb. Dies ermöglicht, Effizienzeinbußen oder gar Defekte von Modulen schnell und sicher zu erkennen. Dies ist vorteilhaft, weil die als defekt oder alternd erkannten Module ausgetauscht werden können und weil Störungen der durch den Batteriestrang bereitgestellten Leistung durch das defekte oder alternde Modul durch entsprechende Änderung der Ansteuerungen der Kopplungseinheiten zumindest teilweise kompensiert werden können.

Claims

Ansprüche
1 . Verfahren zur Bestimmung eines ohmschen Innenwiderstandes eines
Batteriemoduls (100), wobei das Verfahren die Bestimmung des ohmschen Innenwiderstandes aus Messungen von Spannungsstärken umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren wiederholtes Zuschalten und Abschalten des Batteriemoduls (100) zu mindestens einem weiteren unter einem Laststrom stehenden Batteriemodul (100) umfasst, wobei das mindestens eine weitere
Batteriemodul (100) unter einem Laststrom steht und das Verfahren die Messung von Spannungsstärken des Batteriemoduls (100) vor dem
Zuschalten und nach dem Abschalten umfasst.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Batteriemodul (100) Teil eines
Batteriemodulstrangs (130) mit mehreren weiteren Batteriemodulen (100) ist und ein im Wesentlichen mit dem Zuschalten des Batteriemoduls (100) gleichzeitiges Abschalten eines anderen Batteriemoduls (100) erfolgt, wobei das andere Batteriemodul (100) so gewählt wird, dass zumindest eine von einer Ausgabespannung des Batteriemodulstrangs (130), einer Lade- oder Entladestromstärke des Batteriemodulstrangs (130) und einer Temperatur des Batteriemodulstrangs (130) durch das im Wesentlichen gleichzeitige Schalten unbeeinflusst ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wiederholte Zu- und
Abschalten mit einer vorbestimmten Zeitdauer zwischen
aufeinanderfolgenden Zuschaltungen und einer variierenden Zeitdauer zwischen einer Zuschaltung und einer darauffolgenden Abschaltung erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wiederholte Zu- und
Abschalten mit einer variierenden Zeitdauer zwischen aufeinanderfolgenden Zuschaltungen und einer vorbestimmten Zeitdauer zwischen einer
Zuschaltung und einer darauffolgenden Abschaltung erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wiederholte Zu- und
Abschalten mit einer ersten variierenden Zeitdauer zwischen
aufeinanderfolgenden Zuschaltungen und einer zweiten variierenden Zeitdauer zwischen einer Zuschaltung und einer darauffolgenden
Abschaltung erfolgt, wobei das Verhältnis von erster zu zweiter variierender Zeitdauer vorbestimmt ist.
Batteriemanagementsystem (160) für einen Batteriemodulstrang (130) mit mindestens zwei zu- und abschaltbaren Batteriemodulen (100), wobei der Batteriemodulstrang (130) eine Vorrichtung zur Messung von
Batteriemodulspannungsstärken unter Last umfasst und weiterhin eine Vorrichtung zur Übermittlung gemessener Modulspannungsstärken an das Batteriemanagementsystem umfasst, wobei das Batteriemanagementsystem (160) ausgelegt ist, Änderungen der übermittelten
Batteriemodulspannungsstärken eines der mindestens zwei Batteriemodule (100) infolge wiederholten Zuschaltens und Abschaltens eines der mindestens zwei Batteriemodule (100) zu mindestens einem unter einem Laststrom stehenden anderen der mindestens zwei Batteriemodule (100) zu bestimmen und zur Bestimmung einer Impedanz des einen der mindestens zwei Batteriemodule (100) zu verwenden, wobei Änderungen von
Messungen von Spannungsstärken des Batteriemoduls (100) vor dem Zuschalten und nach dem Abschalten bestimmt werden.
Batteriemanagementsystem (160) nach Anspruch 6, wobei das
Batteriemanagementsystem (160) ausgelegt ist, Kopplungseinheiten der Batteriemodule (100) des Batteriemodulstrangs (130) so anzusteuern und die bestimmten Änderungen so weiterzuverarbeiten, dass ein ohmscher Innenwiderstand des einen Batteriemoduls (100) nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5 bestimmt wird.
Batteriemodulstrang (130) mit einem Batteriemanagementsystem (160) nach Anspruch 6 oder 7 und mit mindestens zwei zu- und abschaltbaren
Batteriemodulen (100).
Kraftfahrzeug mit einem Batteriemodulstrang (130) nach Anspruch 8.
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