B e s c h r e i b u n g

Hiermit wird der gesamte Inhalt der Prioritätsanmeldung DE 10 2011 008 466.5 durch Bezugnahme Bestandteil der vorliegenden Anmeldung.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie mit einer Steuereinrichtung und ein Verfahren zum Betrieb dieser Batterie. Die Erfindung wird in Bezug auf ein Kraftfahrzeug mit elektrischem Antrieb und dessen Versorgung durch eine erfindungsgemäße Batterie beschrieben. Die Erfindung kann vorteilhaft auch unabhängig von einem KFZ - Antrieb Anwendung finden.

Aus dem Stand der Technik sind Batterien zur Versorgung von KFZ - Antrieben bekannt. Einigen Bauarten ist gemein, dass sie für ihre Umgebung infolge der innewohnenden Energie bzw. deren unkontrolliertem Freiwerden oder infolge ihrer chemischen Bestandteile eine potentielle Gefahr darstellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Umgang mit Batterien sicherer zu gestalten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre der unabhängigen

Ansprüche gelöst. Zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Eine erfindungsgemäße Batterie weist eine oder mehrere elektrochemische Energiespeichereinrichtungen auf. Diese speichern zugeführte Energie in elektrochemischer Form und geben bei Bedarf elektrische Energie ab. Eine Steuereinrichtung der Batterie steuert und/oder überwacht die Zufuhr von Energie in die vorhandenen elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen und die Entnahme von Energie aus diesen elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen. Eine Messeinrichtung der Batterie erfasst zumindest zeitweise einen oder mehrere physikalische und/oder chemische Parameter einer oder mehrerer elektrochemischer Energiespeichereinrichtungen und stellt zugehörige Messwerte zur Verfügung. In einer Datenspeichereinrichtung sind Werte, insbesondere Messwerte abspeicherbar und bei Bedarf abrufbar. Vorzugsweise sind die Werte gemeinsam mit einem zweiten Wert abgespeichert, wobei der zweite Wert repräsentativ für den Zeitpunkt der Messung ist. Weiter weist die Batterie eine Ausgabeeinrichtung auf. Diese ist vorgesehen, zumindest zeitweise einen oder mehrere in der Datenspeichereinrichtung abgespeicherte Werte auszugeben.

Unter einer Batterie im Sinne der Erfindung ist eine Vorrichtung zu verstehen, welche insbesondere der Versorgung eines elektrischen Antriebs mit Energie dient. Dabei ist die Batterie mit Anschlussklemmen, einem Gehäuse und in bevorzugter Ausführungsform insbesondere so umfassend ausgebildet, dass zur Versorgung des Antriebs nur noch wenige elektrische Verbindungen mit der Maschine, Anlage bzw. dem Kraftfahrzeug herzustellen sind. Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Batterie mechanische Anschlussmittel auf, welche insbesondere zum schnellen Wechsel der ganzen Batterie vorgesehen sind.

Unter einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung im Sinne der

Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zum

Abspeichern zugeführter Energie und bei Bedarf zur Abgabe elektrischer Energie an einen Antrieb bzw. Verbraucher dient. Zum Speichern zugeführter elektrischer Energie wird diese zuvor in chemische Energie umgewandelt. Bei der Entnahme von Energie erfolgt deren Wandlung in umgekehrter Richtung. Vorzugsweise weist die Batterie mehrere elektrochemische Energiespeichereinrichtungen auf. Diese mehreren elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen sind miteinander elektrisch verschaltet. Eine bevorzugte

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie weist mehrere Gruppen elektrochemischer Energiespeichereinrichtungen auf, wobei die

elektrochemischen Zellen einer Gruppe in Reihe geschaltet sind. Vorzugsweise sind mehrere Gruppen in Reihe insbesondere für höhere Spannung und/oder mehrere Gruppen parallel insbesondere für höhere Ladekapazität verschaltet. Unter einer Steuereinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere den Betrieb und den Ruhezustand der elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen der Batterie steuert und überwacht. Weiter dient die Steuereinrichtung insbesondere der Verarbeitung von Messwerten, fordert bei Bedarf von der Messeinrichtung einen oder mehrere Messwerte an, speichert Werte in der Datenspeichereinrichtung ab, liest Werte der Datenspeichereinrichtung und/oder dient insbesondere der Kommunikation mit einer übergeordneten Steuerung einer Maschine, Anlage oder Kraftfahrzeug.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform steuert die Steuereinrichtung die Zufuhr und Entnahme (Austausch) von Energie aus zumindest einer der elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen unter Berücksichtigung von insbesondere deren Temperatur, Ladezustand und/oder Bedarf des

Verbrauchers. Damit wirkt die Steuereinrichtung insbesondere unterschiedlichen Ladezuständen und/oder übermäßigen Belastungen einzelner elektrochemischer Energiespeichereinrichtungen entgegen. Unter einer Messeinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche insbesondere zum Erfassen von physikalischen und/oder chemischen Parametern einer oder mehrerer elektrochemischer

Energiespeichereinrichtungen der Batterie dient. Als Ergebnis stellt die

Messeinrichtung einen oder mehrere zugehörige Messwerte zur Verfügung. Diese werden von der Steuereinrichtung weiterverarbeitet, in einer

Datenspeichereinrichtung abgespeichert und/oder von einer Ausgabeeinrichtung ausgegeben. Zum Messen weist die Messeinrichtung zumindest einen

Messfühler auf. Vorzugsweise weist die Messeinrichtung einen Messfühler je elektrochemischer Energiespeichereinrichtung auf. Vorzugsweise weist die

Messeinrichtung Messfühler für verschiedene physikalische und/oder chemische Parameter auf. Vorzugsweise verdichtet die Messeinrichtung die Messwerte ihrer Messfühler mithilfe von insbesondere Tiefpassfiltern und/oder bildet die zeitlichen Mittelwerte der erfassten Messwerte. Nach einer bevorzugten

Ausführungsform fragt die Messeinrichtung ihre Messfühler insbesondere auch ohne Aufforderung der Steuereinrichtung periodisch nacheinander ab. Vorteilhaft wird Rechenzeit der Steuereinrichtung eingespart.

Unter einem physikalischen und/oder chemischen Parameter im Sinne der Erfindung ist ein Parameter zu verstehen, welcher insbesondere der Erfassung des Zustands einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung dient. Das sind vorliegend insbesondere elektrische Größen wie elektrische Spannung, elektrischer Strom, elektrische Ladung, Innenwiderstand, Tiefentladung einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung, Kurzschlussstrom. Vorteilhaft sind unter physikalischen und/oder chemischen Parametern auch Temperatur, insbesondere höher als 130°C, insbesondere die Oberflächentemperatur,

Innendruck einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung, Feuchtigkeit, Korrosion und Alterung zu verstehen.

Unter einer Datenspeichereinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, welche zum Abspeichern insbesondere einzelner Werte,

Wertepaare, Verläufe von Messwerten, Zielwerten, Zielverläufe, Fortschrittsmeldungen einer Betriebssoftware der Steuereinrichtung, Fehlermeldungen und auch ausgewerteten Größen und Zuständen dient. Die in der Datenspeichereinrichtung abgespeicherten Werte, Verläufe, Auswertungen etc. können von der Steuereinrichtung ausgelesen und/oder von der Ausgabeeinrichtung ausgegeben werden, insbesondere an eine übergeordnete Steuerung und/oder an ein nicht der Batterie zugehöriges externes Gerät bzw. Einrichtung.

Vorzugsweise ist die Datenspeichereinrichtung als nichtflüchtiger

Speicherbaustein ausgebildet. Vorteilhaft bleiben die gespeicherten Daten in der Datenspeichereinrichtung auch nach Ausfall der Energieversorgung erhalten.

Unter einer Ausgabeeinrichtung im Sinne der Erfindung ist eine Einrichtung zu verstehen, die insbesondere der Ausgabe eines der Datenspeichereinrichtung abgespeicherten Wertes dient, vorzugsweise an eine übergeordnete Steuerung und oder an ein nicht der Batterie zugehöriges externes Gerät bzw. zur Einrichtung. Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ausgabeeinrichtung dazu zumindest ein optisches und/oder akustisches Ausgabemittel auf, wie insbesondere eine oder mehrere Leuchtdioden, Piepser und/oder eine Segmentanzeige. Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Ausgabeeinrichtung weist Kontakte zur Verbindung mit einer externen Einrichtung bzw. Gerät auf, welche mit der Ausgabeeinrichtung insbesondere nur zeitweise verbunden ist. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform arbeitet die Ausgabeeinrichtung interaktiv, sodass insbesondere über das externe Gerät gezielt auch einzelne in der Datenspeichereinrichtung abgespeicherte Werte zugänglich sind. Vorzugsweise gibt die Ausgabeeinrichtung insbesondere periodisch Werte aus, welche Aufschluss über den Ladezustand einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung geben, insbesondere deren Innenwiderstand, deren Ruhespannung, deren Temperatur, deren Innendruck, einen Messwert eines der Messfühler der Messeinrichtung, eine Fortschrittsmeldung der Betriebssoftware der Steuereinrichtung, eine Fehlermeldung, und/oder eine warnende Meldung. Dem Beobachter sollen vorteilhaft Daten und/oder Zustände bzw. Warnungen oder Meldungen über einwandfreien Zustand gegeben werden. Vorteilhaft kann der Beobachter visuell einen den nach Sicherheit abgestuften Zustand der Batterie erkennen, bis hin zum Defekt der Batterie. Mit Ausbildung einer Batterie gemäß der Erfindung gewinnt eine Person einen Eindruck zum Betriebszustand der Batterie bzw. einer ihrer elektrochemischer Energiespeichereinrichtungen. Vorteilhaft erfährt die Person auch ohne eigene Messungen oder Untersuchungen der Batterie mittels der Ausgabeeinrichtung insbesondere von unerwünschten bzw. gefährdenden Zuständen der Batterie bzw. einer ihrer elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen. Mit Kenntnis des Batteriezustands kann die Person Maßnahmen zum eigenen Schutz bzw. Maßnahmen zum Schutz der Umgebung ergreifen, insbesondere vor dem Wechsel der Batterie, beim Transport der Batterie unabhängig von einem Kraftfahrzeug, beim Bergen eines verunfallten Fahrzeuges und/oder beim

Bergen der Batterie insbesondere aus einem verunfallten Fahrzeug. So leistet die erfindungsgemäße Batterie einen Beitrag zur Verringerung der potentiellen Gefährdung von Lebewesen und Umgebung, indem die Ausgabeeinrichtung Aufschluss über den Grad des Gefährdungspotentials gibt. So wird die zu Grunde liegende Aufgabe gelöst.

Nachfolgend sind zu bevorzugende Weiterbildungen der Erfindung beschrieben.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Batterie eine oder mehrere elektrochemische Energiespeichereinrichtungen mit je einem Elektrodenstapel auf. Zum Elektrodenstapel ist zumindest eine Abfolge von Anodenblatt,

Separatorblatt und Kathodenblatt zusammengelegt. Vorzugsweise sind diese Blätter im Wesentlichen rechteckig ausgebildet. Die Elektrodenbaugruppe ist insbesondere formschlüssig von der Einhausung umgeben. Vorzugsweise ist die Einhausung als metallhaltige Verbundfolie oder zumindest teilweise als metallisches, insbesondere tiefgezogenes Formteil ausgebildet. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Elektrodenbaugruppe als Elektrodenwickel mit zumindest einer Abfolge aus Anodenband,

Separatorband und Kathodenband ausgebildet. Dieser Elektrodenwickel weist eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt auf. Vorzugsweise ist die

Elektrodenbaugruppe als Elektrodenflachwickel ausgebildet. Die Gestalt des Elektrodenflachwickels ist dann eher quaderförmig als zylindrisch. Die

Elektrodenbaugruppe ist insbesondere formschlüssig von der Einhausung umgeben. Vorzugsweise ist die Einhausung als metallhaltige Verbundfolie oder zumindest teilweise als metallisches, insbesondere tiefgezogenes Formteil ausgebildet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenbaugruppe Lithium - Ionen auf. Vorzugsweise weist die Elektrodenbaugruppe als

Aktivmaterial ein Lithiummetallphosphat (LiMP0 ₄ ) auf, besonders bevorzugt Lithiumeisenphosphat. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenbaugruppe als Aktivmaterial eine Mischung aus einem Lithium- Nickel-Mangan-Kobalt-Mischoxid (NMC) auf, welches nicht in einer

Spinellstruktur vorliegt, mit einem Lithium-Mangan-Oxid (LMO) in Spinellstruktur.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Elektrodenbaugruppe einen Separator auf, welcher nicht oder nur schlecht elektronenleitend ist und welcher aus einem zumindest teilweise stoffdurchlässigen Träger besteht. Der Träger ist vorzugsweise auf mindestens einer Seite mit einem anorganischen Material beschichtet. Als wenigstens teilweise stoffdurchlässiger Träger wird

vorzugsweise ein organisches Material verwendet, welches vorzugsweise als nicht verwebtes Vlies ausgestaltet ist. Das organische Material, welches vorzugsweise ein Polymer und besonders bevorzugt ein Polyethylenterephthalat (PET) umfasst, ist mit einem anorganischen, vorzugsweise ionenleitenden Material beschichtet, welches weiter vorzugsweise in einem Temperaturbereich von - 40° C bis 200° C ionenleitend ist. Das anorganische Material umfasst bevorzugt wenigstens eine Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Phosphate, Sulfate, Titanate, Silikate, Aluminosilikate mit wenigstens einem der Elemente Zr, AI, Li, besonders bevorzugt Zirkonoxid. Bevorzugt weist das anorganische, ionenleitende Material Partikel mit einem größten Durchmesser unter 100 nm auf. Ein solcher Separator wird beispielsweise unter dem Handelsnamen

"Separion" von der Evonik AG in Deutschland vertrieben. Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Messeinrichtung der Batterie einen Beschleunigungssensor auf. Der Beschleunigungssensor dient

insbesondere dazu, übermäßige Beschleunigungen bzw. Stöße zu erfassen, welche auf die Batterie bzw. deren elektrochemische Energiespeicher- einrichtungen einwirken. So ermöglicht der Beschleunigungssensor vorteilhaft das Erkennen eines Sturzes, eines Unfalls der Batterie oder eines

Zusammenpralls der Batterie mit einem Fremdkörper. Vorteilhaft wird eine gemessene Beschleunigung oberhalb eines vorbestimmten, insbesondere konstruktionsbedingten Grenzwerts als Hinweis auf eine mögliche

Beeinträchtigung der Funktion bzw. Sicherheit der Batterie gedeutet,

abgespeichert und ausgegeben. Vorzugsweise wird zum Erkennen eines Stoßes oder Unfalls insbesondere von der Steuereinrichtung ein Beschleunigungs-Zeit- Integral gebildet und bewertet

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Messeinrichtung als

Messfühler eine oder mehrere Sollbrucheinrichtungen auf. Vorzugsweise ist diese zumindest eine Sollbrucheinrichtung im Außenbereich der Batterie, besonders bevorzugt auf einer äußeren Begrenzungsfläche der Batterie angeordnet. Vorzugsweise ist die Sollbrucheinrichtung vorgesehen, in einem ersten Betriebszustand als Signal einen elektrischen Strom zu leiten bzw. eine Spannung abzugeben. Nach Zerbrechen und im zweiten Betriebszustand gibt die Sollbrucheinrichtung kein Signal mehr ab. Vorteilhaft wird das Ausbleiben des Signals der Sollbrucheinrichtung als Hinweis auf eine mögliche

Beeinträchtigung der Funktion bzw. Sicherheit der Batterie gedeutet,

abgespeichert und ausgegeben. Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Batterie zumindest zwei Betriebszustände auf. In einem ersten Betriebszustand ist zumindest die

Steuereinrichtung, vorzugsweise auch Messeinrichtung, Datenspeichereinrichtung und/oder Ausgabeeinrichtung von einer oder mehreren

elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen der Batterie mit Energie versorgt. In einem zweiten Betriebszustand sind die elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen der Batterie zu einer elektrischen Versorgung von Steuereinrichtung, Datenspeichereinrichtung, Messeinrichtung und/oder

Ausgabeeinrichtung nicht in der Lage. Das ist insbesondere dann der Fall, wenn eine oder mehrere elektrochemische Energiespeichereinrichtungen

unzureichend geladen sind, beschädigt sind und/oder von der Steuereinrichtung abgeschaltet bzw. isoliert wurden. Zum Erkennen der Ursache für den zweiten Betriebszustand sind insbesondere die Inhalte der Datenspeichereinrichtung aussagekräftig. Vorteilhaft kann eine Person zur Feststellung des

Betriebszustands der Batterie und/oder zur Feststellung einer Störung mittels der Ausgabeeinrichtung auf Inhalte der Datenspeichereinrichtung zugreifen bzw. die Speicherinhalte einsehen, insbesondere während des zweiten

Betriebszustands der Batterie.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Batterie eine elektrische Energiespeichereinheit auf. Diese dient insbesondere dazu, die

Steuereinrichtung, die Datenspeichereinrichtung, die Messeinrichtung und/oder die Ausgabeeinrichtung zumindest zeitweise mit Energie zu versorgen, insbesondere während des zweiten Betriebszustands. Vorzugsweise ist die elektrische Energiespeichereinheit als Sekundärbatterie ausgebildet.

Vorzugsweise wird die elektrische Energiespeichereinheit von zumindest einer der elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen der Batterie zumindest zeitweise geladen. Vorteilhaft ist die elektrische Energiespeichereinheit ausgebildet, insbesondere bei Unterschreiten einer vorbestimmten

Grenzspannung der einen oder mehreren elektrochemischen

Energiespeichereinrichtungen, die Versorgung von Steuereinrichtung,

Messeinrichtung, Datenspeichereinrichtung und/oder Ausgabeeinrichtung zumindest zeitweise zu leisten.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden zumindest

Ausgabeeinrichtung und Datenspeichereinrichtung über Kontakte der

Ausgabeeinrichtung von außen mit Energie versorgt, insbesondere wenn die elektrische Energiespeichereinheit entladen ist. Vorteilhaft kann auch bei unzureichend geladener Energiespeichereinheit zumindest ein Wert aus der Datenspeichereinrichtung abgefragt und ausgegeben werden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Ausgabeeinrichtung der Batterie eine drahtlose Kommunikationseinrichtung auf. Vorzugsweise ist diese Kommunikationseinrichtung als Transponder ausgebildet, besonders bevorzugt als RFID-Einrichtung. Vorteilhaft kann bei dieser Ausführungsform der Zustand der Batterie berührungslos festgestellt werden. In Kenntnis des Gefährdungspotentials der Batterie kann eine Person geeignete Schutzmaßnahmen ergreifen. Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden Anzeigeeinrichtung und Datenspeichereinrichtung im zweiten Betriebszustand der Batterie über die drahtlose Kommunikationseinrichtung vorteilhaft mit Energie versorgt.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist die Batterie eine

Positionsbestimmungseinrichtung auf. Diese dient insbesondere der

Übermittlung einer Angabe zur Position der Batterie. Vorzugsweise erfolgt das Versenden der Positionsangabe über Funk bzw. GSM. Vorzugsweise erfolgt das Versenden der Positionsangabe insbesondere zu vorbestimmten Zeitpunkten, insbesondere periodisch. Vorteilhaft wird auf diese Weise die Energieaufnahme der Positionsbestimmungseinrichtung begrenzt. Vorzugsweise wird mit der Positionsangabe eine Identifikation versendet, welche insbesondere Aufschluss über die Bauart und/oder die Seriennummer der Batterie gibt.

Nachfolgend sind verschiedene Betriebsverfahren der Batterie beschrieben.

Nach einem bevorzugten ersten Verfahren zum Betrieb (erstes Betriebsverfahren) einer erfindungsgemäßen Batterie erfasst die Messeinrichtung zumindest einen physikalischen und/oder chemischen Parameter zumindest einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung (Schritt S1 ), vorzugsweise insbesondere nacheinander verschiedene physikalische und/oder chemische Parameter zu mehreren elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen. Vorzugsweise erfolgt eine Verdichtung der Messwerte durch Filterung und/oder durch Bildung insbesondere zeitlicher Mittelwerte durch die Messeinrichtung. Die Messeinrichtung stellt Messwerte insbesondere über einen Signalbus zur Verfügung (Schritt S2) zum Verarbeiten durch die Steuereinrichtung und/oder zum Abspeichern in der Datenspeichereinrichtung (Schritt S3). Besonders bevorzugt wird ein Messwert gemeinsam mit einem zweiten Wert abgespeichert, wobei der zweite Wert repräsentativ für den Zeitpunkt der Messung ist.

Vorteilhaft entsteht auf diese Weise in der Datenspeichereinrichtung ein

Protokoll der Betriebsdaten der Batterie.

In bevorzugter Ausgestaltung des ersten Betriebsverfahrens bestimmt die Steuereinrichtung insbesondere nach S2 den Betriebszustand zumindest einer der elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen, insbesondere durch Differenzbildung und/oder Quotientenbildung von erfasstem Messwert und einem in der Datenspeichereinrichtung abgespeicherten zugehörigen Zielwert zu diesem physikalischen und/oder chemischen Parameter (Schritt S4). Auch das Verknüpfungsergebnis wird abgespeichert (Schritt S6). Abhängig vom

Verknüpfungsergebnis gibt die Steuereinrichtung als Ergebnis an (Schritt S7), dass ein bestimmter Betriebszustand vorliegt. Dabei wird zumindest

unterschieden zwischen dem ersten Betriebszustand der Batterie und deren zweitem Betriebszustand. Sofern insbesondere die gemessen und

ausgewerteten Klemmenspannungen einer oder mehrerer elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen außerhalb eines vorbestimmten Intervalls

(erwünschte Batteriespannung) liegen, liefert die Steuereinrichtung als Ergebnis das Vorliegen des zweiten Betriebszustands (Schritt S5). Dabei ist der zweite Betriebszustand vorzugsweise zumindest unterteilt in:

• unzureichenden Ladezustand zumindest einer der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung (Betriebszustand 2a),

• Defekt einer oder mehrerer elektrochemischer Energiespeichereinrichtungen (Betriebszustand 2b), und

· einer oder mehreren abgeschalteten elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen (Betriebszustand 2c). Für das Vorliegen eines unerwünschten Betriebszustands 2b oder 2c sind insbesondere zeitliche Temperaturgradienten und/oder Temperaturgradienten entlang einer Strecke der Batterie, Übertemperatur, Überspannung, zu hoher elektrischer Strom, das Überschreiten eines aussagekräftigen Grenzwerts als Bedingungen für das Vorliegen des Betriebszustands geeignet. Vorteilhaft wird Überbeanspruchung beim Transport vor Inbetriebnahme der Batterie und nach Auswerten von insbesondere Temperatur, Druck, Feuchte, Spitzenwert der Beschleunigung, Beschleunigungs-Zeit-Integral, Innenwiderstand einer Zelle Kurzschluss von Kontrollstrecken und/oder Strahlungsintensität erkannt.

Insbesondere ist eine Kombination von erfasstem Spannungsabfall und

Temperaturerhöhung im Vergleich mit in der Datenspeichereinrichtung hinterlegten Werten aussagekräftig für das Vorliegen des Betriebszustands 2b.

Der Betriebszustand 2c liegt insbesondere dann vor, wenn ein Messwert zu einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung außerhalb eines vorbestimmten Intervalls liegt, wobei von einer Schädigung der betreffenden elektrochemischen Energiespeichereinrichtung aber noch nicht ausgegangen werden kann. Vorteilhaft werden eine Temperatur einer elektrochemischen Energiespeichereinrichtung oberhalb einer vorbestimmten Maximaltemperatur und/oder ein Innendruck oberhalb eines vorbestimmten Maximaldrucks als Bedingungen für das Vorliegen des Betriebszustands 2c verwendet. Im

Betriebszustand 2c lässt die Steuereinrichtung vorteilhaft den weiteren

Austausch von elektrischer Energie mit der betroffenen elektrochemischen Energiespeichereinrichtung insbesondere aus Gründen der Sicherheit nicht weiter zu. In bevorzugter Ausführungsform weist eine erfindungsgemäße Batterie Gruppen miteinander verschalteter Zellen auf. Diese Gruppen dieser Batterie werden einzeln überwacht. Auch erfolgen Auswertungen und Bewertungen des

Zustands gruppenweise. So gewinnt der Beobachter vorteilhaft die Erkenntnis, dass die Gefahren von einer bestimmten Zellgruppe ausgehen. Vorteilhaft kann die gefährdende Zellgruppe vor einem Transport entnommen und/oder gewechselt werden.

Im Anschluss an zumindest einen der Schritte S2 bis S6 gibt die

Ausgabeeinrichtung einen in der Datenspeichereinrichtung abgespeicherten Wert aus (Schritt S7). Dabei werden bevorzugt solche Werte bzw. solche abgespeicherten Informationen ausgegeben, welche einer Person einen Hinweis über einen insbesondere unerwünschten Betriebszustand der Batterie geben. Bevorzugt erfolgt die Ausgabe der Werte bzw. des Betriebszustands mit einer der folgenden sinngemäßen Klassifizierungen:

• "gesund" für den ersten Betriebszustand,

• "gestört" für den Betriebszustand 2a,

• "gefährdend" für die Betriebszustände 2b oder 2c.

Besonders bevorzugt erfolgt diese Ausgabe in Form verschiedenfarbiger

Leuchtdioden, insbesondere mit den Farben grün für„gesund", gelb für„gestört" und rot für„gefährdend".

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des ersten Betriebsverfahrens werden zur Bestimmung des Vorliegens des zweiten Betriebszustands zumindest ein Signal eines Beschleunigungssensors und/oder einer Sollbrucheinrichtung ausgewertet. Wenn deren Messwerte außerhalb vorbestimmter Intervalle liegen, so wird vom Vorliegen des zweiten Betriebszustandes ausgegangen, insbesondere vom Vorliegen des Betriebszustands 2b (Schritt S8). Vorteilhaft wird einer Person, die Aufschluss über den Betriebszustand der Batterie sucht, auf das mögliche Vorliegen einer Beschädigung der Batterie infolge von insbesondere Sturz und/oder Unfall hingewiesen.

Nach einem zweiten bevorzugten Verfahren zum Betrieb (zweites

Betriebsverfahren) einer erfindungsgemäßen Batterie werden Steuereinrichtung, Datenspeichereinrichtung, Ausgabeeinrichtung und/oder die esseinrichtung von der elektrischen Energiespeichereinheit zumindest zeitweise mit elektrischer Energie versorgt (Schritt S9), insbesondere während des zweiten

ßetriebszustandes der Batterie (Notstromversorgung). So ist vorteilhaft die Versorgung und Funktion von Steuereinrichtung, Datenspeichereinrichtung,

Ausgabeeinrichtung und/oder Messeinrichtung insbesondere auch während des Ausfalls einer oder mehreren elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen der Batterie gewährleistet. Bei Ausfall oder unzureichend geladenen

elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen der Batterie ist die

Ausgabeeinrichtung infolge der Versorgung durch die elektrische

Energiespeichereinheit zur Anzeige von Werten und/oder Betriebszuständen aus der Datenspeichereinrichtung befähigt (Schritt S10). Vorzugsweise gibt die Ausgabeeinrichtung bei Versorgung durch die elektrische Energiespeichereinheit Inhalte der Datenspeichereinrichtung nur zu vorbestimmten Zeitpunkten aus. In bevorzugter Ausgestaltung des zweiten Betriebsverfahrens wird die

Ausgabeeinrichtung durch Abfrage von außen zur Ausgabe aufgefordert, insbesondere durch Abfrage eines nicht der Batterie zugehörigen externen Geräts. So wird vorteilhaft der Energieverbrauch der Ausgabeeinrichtung beschränkt. In bevorzugter Ausgestaltung des zweiten Betriebsverfahrens wird auf Abfrage durch eine nicht der Batterie zugehörigen externen Einrichtung insbesondere eine vorbestimmte Folge von Verfahrensschritten eingeleitet. Das dient insbesondere dazu, das Gefährdungspotential der Batterie aufgrund einer möglichst aktueller Messwerte zu ermitteln. Bevorzugt werden auf Abfrage durch eine nicht der Batterie zugehörigen externen Einrichtung die Schritte S1 -S2-S4, S1 -S2-S5 oder S1 -S2-S8 durchgeführt (Schritt S 11 ). Vorteilhaft löst die externe Abfrage einen ersten Selbstcheck der Batterie aus.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des zweiten Betriebsverfahrens durchläuft die Ausgabeeinrichtung einen Übergang von einem Ruhezustand, insbesondere während des zweiten Betriebzustands, und unter Versorgung durch die elektrische Energiespeichereinheit in einen aktivierten Zustand. Ausgelöst wird diese Aktivierung durch eine Abfrage einer nicht der Batterie zugehörigen externen Einrichtung (Schritt S12). Vorteilhaft wird so insbesondere die

Energieaufnahme der Ausgabeeinrichtung begrenzt. In bevorzugter

Ausgestaltung des zweiten Betriebsverfahrens folgt S1 1 auf S12.

In bevorzugter Ausgestaltung des ersten und/oder zweiten Betriebsverfahrens gibt die Ausgabeeinrichtung denselben bzw. dieselben Werte wiederholt aus, insbesondere mit einem vorbestimmten Zeitintervall zwischen zwei Ausgaben. Vorzugsweise wächst das vorbestimmte Zeitintervall mit abnehmender

Restladung der elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen der Batterie bzw. mit abnehmender Restladung der elektrischen Energiespeichereinheit insbesondere im zweiten Betriebszustand der Batterie. Insbesondere weist das Zeitintervall von bis zu 10 s auf nahezu vollständige Ladung hin, das Zeitintervall von bis zu 50 s auf 50% Restladung, das Zeitintervall von bis zu 100 s auf 10% Restladung, das Zeitintervall von bis zu 1000 s auf 1 % Restladung hin.

Besonders bevorzugt erfolgt diese Ausgabe auch durch wiederholtes Blinken zumindest einer Leuchtdiode insbesondere mit einer der Farben grün für den Zustand„gesund", gelb für„gestört" und rot für„gefährdend". Vorteilhaft wird eine Person gleichzeitig über den Zustand der Batterie und die Restladung informiert.

Nach einem bevorzugten dritten Betriebsverfahren empfängt die

Positionsbestimmungseinrichtung zumindest ein, vorzugsweise drei oder mehr Positionsbestimmungssignale (Schritt S13) insbesondere von Satelliten. Die empfangenen Positionsbestimmungssignale werden von der

Positionsbestimmungseinrichtung zur einer Positionsangabe ausgewertet (Schritt S14). Weiter versendet die Positionsbestimmungseinrichtung diese Positionsangabe (Schritt S15). Vorzugsweise erfolgt das Versenden der

Positionsangabe nur zu vorbestimmten Zeitpunkten insbesondere periodisch. Vorteilhaft wird so die Energieaufnahme der Positionsbestimmungseinrichtung begrenzt.

In bevorzugter Ausgestattung des dritten Betriebsverfahrens sendet die

Positionsbestimmungseinrichtung wiederholt, insbesondere mit einem

vorbestimmten Zeitintervall zwischen Sendevorgängen. Vorzugsweise wächst das vorbestimmte Zeitintervall mit abnehmender Restladung der

elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen der Batterie bzw.

insbesondere im zweiten Betriebszustand der Batterie mit abnehmender Restladung der elektrischen Energiespeichereinheit. Insbesondere weist das Zeitintervall von bis zu 100 s auf vollständige Ladung hin, das Zeitintervall von bis zu 500 s auf 50% Restladung, das Zeitintervall von 1.000 s auf 10%

Restladung, das Zeitintervall von bis zu 10.000 s auf 1 % Restladung hin.

Vorteilhaft wird eine von der Batterie entfernte Person über den Standort und die Restladung der Batterie informiert. In bevorzugter Ausgestattung des dritten Betriebsverfahrens wird von der

Positionsbestimmungseinrichtung wird der Positionsangabe eine Information versendet, welcher Aufschluss über den Betriebszustand der Batterie bietet. Vorteilhaft wird eine von der Batterie entfernte Person über den Standort und über den Betriebszustand der Batterie informiert. Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist die Batterie zum Betrieb gemäß dem ersten und dem zweiten Betriebsverfahren ausgestaltet. Vorzugsweise ist die derart ausgestaltete Batterie auch nach dem dritten Betriebsverfahren betreibbar.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Figuren. Es zeigt Fig.1 eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterie,

Fig.2 ein Flussdiagramm zu einem bevorzugten Betriebsverfahren

erfindungsgemäßen Batterie, und

Fig.3 ein anderes bevorzugtes Betriebsverfahren für eine erfindungsgemäße

Batterie.

Die Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Batterie 1 nach einer bevorzugten Ausführungsform. Die Batterie 1 weist in Reihe geschaltete elektrochemische Energiespeichereinrichtungen 2, 2a, 2b, 2c mit Anschlussklemmen 15, 15a zur Verbindung mit einem elektrischen Verbraucher auf, insbesondere mit dem elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs. Die Batterie 1 weist eine

Steuereinrichtung 3, eine Messeinrichtung 4, hier ausgebildet als Spannungsmesser, eine Datenspeichereinrichtung 5 sowie eine Ausgabeeinrichtung 6 auf. Weiter weist die Batterie eine Positionsbestimmungseinrichtung 10 sowie eine elektrische Energiespeichereinheit 9 auf. Nicht vollständig dargestellt ist, dass die Messeinrichtung 4 über zumindest einen Multiplexer, einen Zwischenspeicher, Filter und über diverse Messfühler für elektrischen Strom, Spannung, Temperatur und Druck verfügt. Mittels des Multiplexers werden nacheinander physikalische und/oder chemischen

Parameter der vorhandenen elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen 2, 2a, 2b, 2c gemessen. Damit die Datenspeichereinrichtung 5 nicht mit einer

Fülle von Daten überflutet wird, welche eine Untersuchung der Ursachen einer Störung der Batterie 1 nicht erleichtern, werden erfasste Messwerte zeitlich gemittelt. Vorteilhaft stellt die Messeinrichtung 4 Datenpakete anstelle von Einzelwerten zur Verfügung. Der Datenbus 11 verbindet die Steuereinrichtung 3, die Datenspeichereinrichtung 5, die Ausgabeeinrichtung 6, die Messeinrichtung 4 sowie die Positionsbestimmungseinrichtung 10. Vom Datenbus 1 1 führen auch gestrichelt dargestellte Steuerleitungen zum Antriebsregler 14 sowie zur Schalteinheit 13. An die Schalteinheit 13 sind die Reihenschaltung der elektrochemischen

Energiespeichereinrichtungen 2, 2a, 2b, 2c, die elektrische

Energiespeichereinheit 9 und der Leistungsbus 12 angeschlossen. An den

Leistungsbus 12 sind die Steuereinrichtung 3, die Datenspeichereinrichtung 5, die Ausgabeeinrichtung 6, die Messeinrichtung 4 sowie die

Positionsbestimmungseinrichtung 10 zu deren Energieversorgung

angeschlossen. Die Schalteinheit 13 weist verschiedene Schaltstellungen auf und ermöglicht insbesondere die Versorgung von Steuereinrichtung 3,

Datenspeichereinrichtung 5, Ausgabeeinrichtung 6, Messeinrichtung 4 und Positionsbestimmungseinrichtung 10 durch die Reihenschaltung der

elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen 2, 2a, 2b, 2c oder durch die elektrische Energiespeichereinheit 9. Weiter kann die Schalteinheit 13 so geschaltet sein, sodass die elektrische Energiespeichereinheit 9 vorteilhaft aus den elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen 2, 2a, 2b, 2c geladen wird.

An den Datenbus 1 1 ist weiter die Verbindungsleitung 16 zu einer nicht zur Batterie gehörigen und nicht dargestellten externen Einrichtung angeschlossen. Mittels der Verbindungsleitung 16 kann die Ausgabeeinrichtung 6 von ihrem Ruhezustand in ihren aktivierten Zustand überführt werden. Auch können über die Verbindungsleitung 16 Daten aus der Datenspeichereinrichtung 6

ausgelesen werden.

Weiter sind der Beschleunigungssensor 4a sowie die Sollbrucheinrichtung 4b an den Datenbus 1 1 angeschlossen. Die Sollbrucheinrichtung 4b ist auf der

Außenhaut der Batterie aufgebracht. Die Datenspeichereinrichtung 5 ist als nichtflüchtiger Speicherbaustein ausgebildet. Die Ausgabeeinrichtung 6 weist eine Kommunikationseinrichtung 6b zur drahtlosen Kommunikation mit einem nicht der Batterie zugehörigen externen Gerät auf. Vorteilhaft können über diese Kommunikationseinrichtung 6b Werte der Datenspeichereinrichtung 5 drahtlos an ein externes Gerät ausgegeben werden. Vorteilhaft werden

Datenspeichereinrichtung 5 und Ausgabeeinrichtung 6 drahtlos energieversorgt.

Die dargestellte Batterie 1 ist nach dem ersten Betriebsverfahren betreibbar, welches in bevorzugter Ausgestaltung in Figur 2 dargestellt ist. Dabei erfasst die Messeinrichtung 4 zunächst die physikalischen und/oder chemischen Parameter der vorhandenen elektrochemischen Energiespeichereinrichtungen 2, 2a, 2b, 2c (S1 ). Die Messwerte werden in der Datenspeichereinrichtung 5 abgespeichert (S3). In vorteilhafter Erweiterung des ersten Betriebsverfahrens werden die gemessenen Werte und/oder die Ergebnisse von Verknüpfungen von der Steuereinrichtung 3 zum Betriebszustand der Batterie 1 ausgewertet (S4) und abgespeichert (S6). Bei vorliegend vorbestimmter Bedingungen wird der Betriebszustand der Batterie als zweiter Betriebszustand erkannt (S5, S8). Bei Vorliegen des zweiten Betriebszustandes wird die Energiespeichereinheit 9 aktiviert (S9). Das geschieht, wie in Figur 1 dargestellt, vorteilhaft durch die Schalteinheit 13. In bevorzugter Ausgestaltung erfolgt die Aktivierung der

Energiespeichereinheit 9 mittels einer nicht dargestellten passiven Schaltung. Diese passive Schaltung gewährt der Versorgung durch die elektrochemischen Energiespeichereinheiten 2, 2a, 2b, 2c den Vorrang vor der Versorgung durch die elektrische Energiespeichereinheit 9, solange die Reihenschaltung der elektrochemischen Energieeinrichtung 2, 2a, 2b, 2c eine Mindestspannung, vorliegend 5V, überschreitet. Anderenfalls wird die Versorgung auch der

Ausgabeeinrichtung 6 durch die Energiespeichereinheit 9 übernommen. Die Ausgabeeinrichtung 6 zeigt nach Aktivierung der Energiespeichereinheit 9 den geänderten Betriebszustand zumindest über eine der Dioden 6a an (S10). Für den Fall das eine der elektrochemischen Energiespeichereinrichtung bzw. Zellen als gestört erscheint, so wird diese abgeschaltet.

Die in Figur 1 dargestellte Batterie ist auch nach einem zweiten

Betriebsverfahren betreibbar. Die im Ruhezustand befindliche

Ausgabeeinrichtung 6 wird durch ein Wecksignal aktiviert (S12). Sofern voreingestellt oder angefordert, werden zunächst die Schritte S1 und S2 durchgeführt. Es erfolgt eine Bewertung gemäß den Schritten S4, S5 und/oder S8. Jüngst festgestellte Werte oder ältere Werte werden ausgegeben (S10). So erfährt der Informationssuchende, in welchem Zustand sich die Batterie befindet und kann entsprechende Maßnahmen ergreifen. Die in Figur 1 dargestellte Batterie ist auch nach einem dritten Betriebsverfahren betreibbar. Dieses ist im unteren Teil der Figur 2 dargestellt. Sofern

voreingestellt, insbesondere zu vorbestimmten Zeitpunkten, oder auf Abfrage stellt die Positionsbestimmungseinrichtung 10 die Position der Batterie 1 fest (S12, S13). Die Positionsangabe wird anschließend versendet (S15). Sofern voreingestellt oder angefordert, werden abgefragte oder eingestellte Werte mit der Positionsangabe versendet (S16). Vorteilhaft erfährt der Informationssuchende so den Zustand der Batterie, auch ohne sich in unmittelbarer Nähe zu befinden.