Verfahren und Vorrichtung zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems sowie elektrisches Energiespeichersystem mit der Vorrichtung und entsprechende Verwendung

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems, umfassend mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit, sowie ein elektrisches Energiespeichersystem mit der genannten Vorrichtung und eine Verwendung des elektrischen Energiespeichersystems

Stand der Technik

Elektronische Steuergeräte werden im Automobilumfeld heutzutage in zunehmender Zahl eingesetzt, beispielsweise bedingt durch die zunehmende Automatisierung beim Fahren. Insbesondere ist für elektrisch angetriebene Fahrzeuge die Entwicklung von Batterien mit einem zugehörigen Batteriemanagementsystem notwendig. Ein Batteriemanagementsystem gewährleistet dabei typischerweise die sichere und zuverlässige Funktion der zugeordneten Batteriezellen und der daraus bestehenden Batteriesysteme, indem es Ströme, Spannungen, Temperaturen, Isolationswiderstände und gegebenenfalls weitere physikalische Größen der Batteriezellen beziehungsweise eines gesamten Batteriesystems überwacht und steuert. Mithilfe der genannten Größen lassen sich Managementfunktionen realisieren, die unter anderem Lebensdauer, Zuverlässigkeit und Sicherheit des Batteriesystems steigern können und beispielsweise mathematische Modelle zur besseren Steuerung und Regelung des Batteriesystems einsetzen.

Ein Batteriesystem ist üblicherweise in Module unterteilt, welche die Batteriezellen enthalten und oftmals auch eine räumliche Einheit bilden. Beispielsweise kann ein Batteriesystem aus 8 Modulen bestehen, wobei je Modul 12 Batteriezellen verbaut sind. Um die elektrischen Spannungen der einzelnen Batteriezellen zu erfassen, sind entsprechende Spannungssensoren vorgesehen. Dabei können die Spannungssensoren beispielsweise direkt mit einem zentralen Steuergerät elektrisch verbunden sein oder auch mit einem jeweiligen Modulsteuergerät elektrisch verbunden sein, welches die aufgezeichneten Daten beispielsweise in komprimierter Form an das zentrale Steuergerät weitergibt. Die Funktionsfähigkeit der in einem Batteriesystem verbauten Sensoren, beispielsweise der Spannungssensoren, ist somit von großer Bedeutung für den Betrieb des Batteriesystems. Ein Ausfall eines Spannungssensors, der beispielsweise mittels eines Selbsttests erkannt werden kann, kann beispielsweise dazu führen, dass aus Sicherheitsgründen dem Batteriesystem keine elektrische Energie mehr entnommen oder zugeführt werden kann.

Die Druckschrift DE 10 2010 045 514 beschreibt ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeuges mit einem elektrischen Energiespeicher, wobei bei Ausfall eines Sensors zur Abschätzung einer Klemmenspannung einer Batteriezelle eine weitere Klemmenspannung einer weiteren Batteriezelle herangezogen wird.

Die Druckschrift JP 2013-167544 beschreibt eine Vorrichtung zur Überwachung von Batteriezellen, wobei in einem Fehlerfall bei einer Spannungsmessung der Batteriezellen die über mehrere Batteriezellen abfallende Spannung verwendet wird.

Offenbarung der Erfindung Vorteile der Erfindung

Offenbart wird ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems, umfassend mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit, mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.

Dabei wird eine Zustandsgröße der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Die Zustandsgröße kann insbesondere eine elektrische Spannung umfassen. Weiterhin wird die Funktionsfähigkeit einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit überprüft. Diese Vorrichtung kann beispielsweise zur Ermittlung einer Ladezustandsgröße eingerichtet sein. Die Vorrichtung umfasst dabei insbesondere eine Spannungserfassungsvorrichtung, beispielsweise einen Spannungssensor und zugehörige Leitungen zu einem Steuergerät. Bei eingeschränkter o- der fehlender Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße wird eine erste weitere Zustandsgröße der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit basierend auf einem ersten mathematischen Modell der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit und basierend auf mindestens der bereits ermittelten Zustandsgröße der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Eingeschränkte oder fehlende Funktionsfähigkeit kann dabei beispielsweise bedeuten, dass aufgrund eines Abrisses einer Leitung kein Messwert mehr aufgezeichnet werden kann oder auch, dass ein aufgezeichneter Messwert außerhalb vorgegebener Grenzwerte liegt. Dies kann beispielsweise im Rahmen eines Selbsttests festgestellt werden. Als mathematisches Modell kann beispielsweise ein sogenanntes elektrisches Ersatzschaltbildmodell einer elektrischen Energiespeichereinheit dienen. Weiterhin kann das mathematische Modell ein datenbasiertes Kennfeld umfassen und/oder auf Wahrscheinlichkeiten basieren. Anschließend wird das elektrische Energiespeichersystem unter Verwendung der bei eingeschränkter oder fehlender Funktionsfähigkeit ermittelten ersten weiteren Zustandsgröße betrieben. Somit ist, zumindest in eingeschränkter Weise, ein Weiterbetrieb des elektrischen Energiespeichersystems möglich. In vorteilhafter Weise kann das elektrische Energiespeichersystem dadurch kontrolliert in einen sicheren Zustand überführt werden, beispielsweise mit entsprechender Vorankündigung an einen Nutzer des Systems. Auf eine unmittelbare schnelle Abschaltung des elektrischen Energiespeichersystems mit eventuell nachteiligen Folgen für den Nutzer beziehungsweise für Komponenten des elektrischen Energiespeichersystems kann somit verzichtet werden. Beispielsweise ist im Fahrzeugbereich ein sogenannter„Limp Home"-Modus denkbar, in dem Stromanforderungen an das elektrische Energiespeichersystem eingeschränkt sind.

Die Zustandsgrößen können dabei auf dem Ladezustand basieren, also Ladezustandsgrößen sein beziehungsweise umfassen, wie beispielsweise eine elektrische Spannung einer elektrischen Energiespeichereinheit, und/oder auf einem durch die elektrische Energiespeichereinheit fließenden Strom und/oder einer Temperatur der elektrischen Energiespeichereinheit basieren. Weiterhin ist es auch möglich, dass die Zustandsgrößen auf einem Druck, der beispielsweise im Inneren der elektrischen Energiespeichereinheit herrscht, oder einer daraus resultierenden äußeren Dehnung eines Gehäuses der elektrischen Energiespeichereinheit basieren.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß einer Ausgestaltung wird das elektrische Energiespeichersystem derart betrieben, dass ein erster Grenzwert der Zustandsgröße nicht überschritten wird und/oder ein zweiter Grenzwert der Zustandsgröße nicht unterschritten wird. Bei einer elektrischen Spannung als Zustandsgröße ist beispielsweise der erste Grenzwert zu 4,0 V festsetzbar und der zweite Grenzwert zu 3,0 V festsetzbar. Alternativ kann der erste Grenzwert beispielsweise aus einem ersten Bereich von 3,8 V bis 4,4 V gewählt werden und der zweite Grenzwert aus einem zweiten Bereich von 2,6 V bis 3,2 V gewählt werden. Dies ist abhängig von den jeweiligen Eigenschaften der entsprechenden elektrischen Energiespeichereinheit. Somit wird ein ausreichender Abstand zu die Sicherheit des elektrischen Energiespeichersystems gefährdenden Spannungswerten ermöglicht. Beispielsweise kann bei den oben exemplarisch genannten Grenzwerten eine Gefährdung der Sicherheit bei Überschreiten von 4,2 V eintreten. Somit wurde hier der Sicherheitsabstand zu 0,2 V eingestellt, um auch bei Vorliegen einer eingeschränkten oder fehlenden Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße ausreichend Sicherheitsreserven zu haben.

Gemäß einer Ausgestaltung wird mindestens eine Alterungszustandsgröße der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt, beispielsweise eine maximal mögliche Kapazität beziehungsweise speicherbare Ladungsmenge oder ein elektrischer Widerstand. Auch eine maximal mögliche speicherbare Energiemenge ist als Alterungszustandsgröße möglich. Da sich diese Größen mit der Zeit und in Abhängigkeit der Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit ändern, lässt sich von ihnen auf das Alter beziehungsweise den Abnutzungsgrad der elektrischen Energiespeichereinheit schließen. Anschließend wird das erste mathematische Modell basierend auf der mindestens einen Alterungszustandsgröße adaptiert. Dies erfolgt bevorzugt bei voller Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße. Somit wird in vorteilhafter Weise gewährleistet, dass das erste mathematische Modell der elektrischen Energiespeichereinheit das Verhalten der elektrischen Energiespeichereinheit so gut wie möglich abbildet. Dies ermöglicht einen genaueren und somit sichereren Betrieb des elektrischen Energiespeichersystems unter Verwendung der bei eingeschränkter oder fehlender Funktionsfähigkeit ermittelten ersten weiteren Zustandsgröße.

Gemäß einer Ausgestaltung, bei der das elektrische Energiespeichersystem eine Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten umfasst, wird die bei eingeschränkter oder fehlender Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße ermittelte erste weitere Zustandsgröße der elektrischen Energie- Speichereinheit mit einer zweiten weiteren Zustandsgröße, welche auf einer über die Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten abfallenden elektrischen Spannung basiert, verglichen. Somit wird eine Plausibilitätsprüfung der mittels des ersten mathematischen Modells ermittelten ersten weiteren Zustandsgröße ermöglicht, was die Zuverlässigkeit des Verfahrens in vorteilhafter Weise erhöht. In Abhängigkeit des Vergleichs der Zustandsgrößen wird das elektrische Energiespeichersystem unter Verwendung der bei eingeschränkter oder fehlender Funktionsfähigkeit ermittelten ersten weiteren Zustandsgröße betrieben, wobei zusätzlich nach einer ersten vordefinierten Zeitspanne oder alternativ nach Verbrauchen oder Aufnehmen einer ersten vordefinierten elektrischen Energie- menge bei einer vordefinierten maximal möglichen Leistungsabgabe/-aufnahme die Entnahme elektrischer Energie aus der elektrischen Energiespeichereinheit und/oder dem elektrischen Energiespeichersystem unterbunden wird. Beispielsweise kann aus dem Vergleich resultieren, dass die Differenz der Zustandsgrößen innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt, was einem Weiterbetrieb des elektrischen Energiespeichersystems nicht entgegensteht. Somit kann das elektrische Energiespeichersystem in vorteilhafter Weise zumindest innerhalb der ersten vordefinierten Zeitspanne oder alternativ im Rahmen der ersten vordefinierten Energiemenge bei vordefinierter maximal möglicher Leistungsabgabe/-auf- nahme sicher weiter betrieben werden.

Gemäß einer Ausgestaltung, bei der das elektrische Energiespeichersystem mindestens zwei elektrische Energiespeichereinheiten umfasst, wird eine dritte weitere Zustandsgröße mindestens einer weiteren elektrischen Energiespeichereinheit basierend auf einem zweiten mathematischen Modell ermittelt. Dabei kann das zweite mathematische Modell von seiner Art dem ersten mathematischen Modell entsprechen. Anschließend wird die dritte weitere Zustandsgröße der weiteren elektrischen Energiespeichereinheit mit der bei eingeschränkter oder fehlender Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße ermittelten ersten weiteren Zustandsgröße der elektrischen Energiespeichereinheit verglichen. Somit wird eine Plausibilitätsprüfung der mittels des ersten mathematischen Modells ermittelten ersten weiteren Zustandsgröße ermöglicht, was die Zuverlässigkeit des Verfahrens in vorteilhafter Weise erhöht. In Abhängigkeit des Vergleichs der Zustandsgrößen wird das elektrische Energiespeichersystem unter Verwendung der bei eingeschränkter oder fehlender Funktionsfähigkeit ermit- telten ersten weiteren Zustandsgröße betrieben, wobei zusätzlich nach einer zweiten vordefinierten Zeitspanne die Entnahme elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeichersystem unterbunden wird. Letzteres kann beispielsweise durch eine entsprechende Ansteuerung von sich in dem elektrischen Energiespeichersystem befindenden sogenannten Schützen erfolgen. Beispielsweise kann aus dem Vergleich resultieren, dass die Differenz der Zustandsgrößen innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt, was einem Weiterbetrieb des elektrischen Energiespeichersystems nicht entgegensteht. Somit kann das elektrische Energiespeichersystem in vorteilhafter Weise zumindest innerhalb der zweiten vordefinierten Zeitspanne sicher weiter betrieben werden, wobei beispielsweise auf Messwerte der weiteren elektrischen Energiespeichereinheit zurückgegriffen wird.

Gemäß einer Ausgestaltung wird jeweils mindestens eine Alterungszu- standsgröße der mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten vor der Überprüfung der Funktionsfähigkeit einer Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße mindestens einer elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Anschließend werden die Alterungszustandsgrößen der mindestens 2 elektrischen Energiespeichereinheiten miteinander verglichen. Innerhalb der Verfahrensschritte können sowohl das erste mathematische Modell als auch das zweite ma- thematische Modell eingesetzt werden. Somit kann in vorteilhafter Weise insbesondere festgestellt werden, ob die mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten ein ähnliches Alterungsverhalten aufweisen. In Abhängigkeit des Vergleichs der Zustandsgrößen und des Vergleichs der Alterungszustandsgrößen wird das elektrische Energiespeichersystem unter Verwendung der bei ein- geschränkter oder fehlender Funktionsfähigkeit ermittelten ersten weiteren Zustandsgröße betrieben. Dabei wird zusätzlich nach einer dritten vordefinierten Zeitspanne und/oder nach Aufbrauchen einer dritten vordefinierten Energiemenge mit gegebenenfalls ebenfalls vordefinierter maximal möglicher Leistungs- abgabe/-aufnahme die Entnahme elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeichersystem unterbunden, wobei die Länge der dritten vordefinierten Zeitspanne und/oder der dritten vordefinierten Energiemenge in Abhängigkeit der Zustandsgröße und oder/der Alterungszustandsgrößen definiert ist. Dies kann beispielsweise durch eine entsprechende Ansteuerung von sich in dem elektrischen Energiespeichersystem befindenden Abschalteinrichtungen, beispielsweise Schützen, erfolgen. Beispielsweise kann aus dem Vergleich resultieren, dass sowohl die Differenz der Zustandsgrößen innerhalb eines vordefinierten Bereichs liegt als auch die Differenz der Alterungszustandsgrößen innerhalb eines weiteren vordefinierten Bereichs liegt. Somit ist beispielsweise gewährleistet, dass die elektrische Energiespeichereinheit, deren Vorrichtung zur Ermittlung einer Zustandsgröße nicht mehr korrekt funktioniert, und eine weitere elektrische Energiespeichereinheit ein ähnliches elektrisches Verhalten aufweisen. Somit kann das elektrische Energiespeichersystem in vorteilhafter Weise zumindest innerhalb der dritten vordefinierten Zeitspanne und oder im Rahmen der dritten vordefinierten Energiemenge sicher weiter betrieben werden.

Gemäß einer Ausgestaltung sind das erste mathematische Modell und das zweite mathematische Modell gleich und/oder basieren auf Differenzialgleichungen. Somit ist in vorteilhafter Weise eine einfache Vergleichbarkeit zwischen den Modellen und ihren Parametern sowie Zuständen möglich. Weiterhin können die dynamischen Vorgänge innerhalb einer elektrischen Energiespeichereinheit gut durch Differenzialgleichungen beziehungsweise entsprechend diskretisierte Differenzengleichungen abgebildet werden.

Unter einer elektrischen Energiespeichereinheit kann insbesondere eine elektrochemische Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul mit mindestens einer elektrochemischen Batteriezelle und/oder ein Batteriepack mit mindestens einem Batteriemodul verstanden werden. Zum Beispiel kann die elektrische Energiespeichereinheit eine lithiumbasierte Batteriezelle oder ein lithiumbasiertes Batteriemodul oder ein lithiumbasiertes Batteriepack sein. Insbesondere kann die elektrische Energiespeichereinheit eine Lithium-Ionen-Batteriezelle oder ein Lithium-Ionen- Batteriemodul oder ein Lithium-Ionen-Batteriepack sein. Weiterhin kann die Bat- teriezelle vom Typ Lithium-Polymer-Akkumulator, Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, Blei-Säure-Akkumulator, Lithium-Luft-Akkumulator oder Lithium-Schwefel- Akkumulator beziehungsweise ganz allgemein ein Akkumulator beliebiger elektrochemischer Zusammensetzung sein. Auch ein Kondensator ist als elektrische Energiespeichereinheit möglich.

Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung eine Vorrichtung zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems, welche mindestens ein Mittel umfasst, das eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens nach einer der offenbarten Ausgestaltungen durchzuführen. Die vorgenannten Vorteile gelten entsprechend. Das mindestens eine Mittel kann beispielsweise ein Batteriemanagementsteuergerät und eine entsprechende Leistungselektronik, beispielsweise einen Wechselrichter, sowie Stromsensoren und/oder Spannungssensoren und/oder Temperatursensor umfassen. Auch eine elektronische Steuereinheit, insbesondere in der Ausprägung als elektronisches Batteriemanagementgerät, kann solch ein Mittel sein. Unter einer elektronischen Steuereinheit kann insbesondere ein elektronisches Steuergerät, welches beispielsweise einen Mikrocontroller und/oder einen applikationsspezifischen Hardwarebaustein, zum Beispiel einen ASIC, umfasst, verstanden werden, aber ebenso kann darunter ein Personal Computer oder eine speicherprogrammierbare Steuerung fallen.

Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung ein elektrisches Energiespeichersystem, welches eine Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten und eine oben beschriebenen Vorrichtung zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems umfasst. Die genannten Vorteile gelten entsprechend.

Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung die Verwendung des elektrischen Energiespeichersystems in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen einschließlich Hybridfahrzeugen, in stationären elektrischen Energiespeicheranlagen, in elektrisch betriebenen Handwerkzeugen, in portablen Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung sowie in Haushaltsgeräten. Die genannten Vorteile gelten entsprechend.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt u in der nachfolgenden Beschreibung näher ausgeführt.

Es zeigen:

Figur 1 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform;

Figur 2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform;

Figur 3 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform;

Figur 4 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform;

Figur 5 eine Darstellung eines zeitlichen Verlaufes einer nach dem erfindungs gemäßen Verfahren berechneten Ladezustandsgröße; und

Figur 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems.

Ausführungsformen der Erfindung

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten oder gleiche Verfahrensschritte

Figur 1 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform. In einem ersten Schritt Sil wird für mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit eines elektrischen Energiespeichersystems eine oder mehrere Größen, welche die aktuell aus der elektrischen Energiespeichereinheit entnehmbare Energie und/oder Leistung beschreiben, ermittelt. Dies ist beispielsweise ein Ladezustandswert. Der Ladezustandswert bewegt sich dabei typischerweise im Bereich zwischen 0 % und 100 % und kann als aktuell verfügbare Ladungsmenge angesehen werden. Innerhalb dieses Ermittlungsschrittes wird die elektrische Spannung, die zwischen den typischerweise zwei Polanschlüssen der elektrischen Energiespeichereinheit herrscht, erfasst. Im weiteren Verlauf des Verfahrens wird anschließend in einem zweiten Schritt

S12 die Funktionsfähigkeit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Spannung überprüft. Diese Überprüfung der Funktionsfähigkeit umfasst eine Prüfung, ob ein er- fasster Spannungswert in einem plausiblen Spannungsfenster liegt, beispielsweise zwischen 0 V und 5 V, insbesondere zwischen 0 V und 4,3 V. Dies ist ab- hängig von der Art der jeweils verwendeten elektrischen Energiespeichereinheit.

Weiterhin kann die Überprüfung der Funktionsfähigkeit auch einen sogenannten Selbsttest umfassen, bei dem eine bekannte Testspannung erfasst wird und die erfassten Testspannungswerte mit den bekannten Werten der Testspannung verglichen wird. Bei entsprechenden Abweichungen wird davon ausgegangen, dass die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Erfassung einer Spannung eingeschränkt ist. In einem dritten Schritt S13 wird bei eingeschränkter Funktionsfähigkeit der Vorrichtung zur Erfassung einer Spannung anschließend erneut ein weiterer Ladezustandswert der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt, wobei der Ermittlungsschritt auf einem ersten mathematischen Mo- dell des Spannungsverhaltens der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit und dem im ersten Schritt Sil ermittelten Ladezustandswert basiert. Anschließend wird das elektrische Energiespeichersystem in einem vierten Schritt S14 unter Verwendung des in dem dritten Schritt S13 ermittelten weiteren Ladezustandswertes betrieben.

Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform. In einem ersten Schritt S21 wird, wie oben beschrieben, ein Ladezustandswert mindestens einer elektrischen Energiespeichereinheit eines elektrischen Energiespeichersystems ermittelt. Anschließend erfolgt in einem zweiten Schritt S22 die Ermittlung eines elektrischen Innenwiderstands- wertes der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit. Dies kann beispielsweise mittels Quotientenbildung von Spannungswerten und Stromwerten der elektrischen Energiespeichereinheit erfolgen. Anschließend wird in einem dritten Schritt S23 ein erstes mathematisches Modell unter Verwendung des er- mittelten elektrischen Innenwiderstandes adaptiert, um das aktuelle elektrische

Spannungsverhalten der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit genau abzubilden. Vorteilhafterweise erfolgt die Ermittlung des elektrischen In- nenwiderstandswertes ebenfalls unter Verwendung des ersten mathematischen Modelles. Anschließend wird in einem vierten Schritt S24, oben beschrieben, die Funktionsfähigkeit einer Vorrichtung zur Erfassung einer Spannung überprüft. Bei eingeschränkter oder fehlender Funktionsfähigkeit wird in einem fünften Schritt

S25, wie oben beschrieben, erneut ein weiterer Ladezustandswert der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt, wobei der Ermittlungsschritt auf dem ersten mathematischen Modell der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit und dem im ersten Schritt S21 ermittelten Ladezustands- wert basiert. Anschließend wird das elektrische Energiespeichersystem in einem sechsten Schritt S26 unter Verwendung des in dem fünften Schritt S25 ermittelten weiteren Ladezustandswertes betrieben.

Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform. In einem ersten Schritt S31 wird ein elektrischer Spannungswert mindestens einer elektrischen Energiespeichereinheit eines elektrischen Energiespeichersystems mittels einer Spannungserfassungsvorrich- tung ermittelt. Das elektrische Energiespeichersystem umfasst hierbei eine Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten. Dabei kann die elektrische Spannung als Indikator für den Ladezustand der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit angesehen werden. Anschließend wird zu einem späteren Zeitpunkt in einem zweiten Schritt S32, wie oben beschrieben, die Funktionsfähigkeit der Spannungserfassungsvorrichtung überprüft. In einem dritten Schritt S33 wird bei eingeschränkter oder fehlender Funktionsfähigkeit der Spannungserfassungsvorrichtung ein erster weiterer elektrischer Spannungswert der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt, wobei dies basierend auf einem ersten mathematischen Modell der elektrischen Energiespeichereinheit und mindestens dem in dem ersten Schritt S31 ermittelten elektrischen Spannungswert erfolgt. In einem vierten Schritt S34 wird der in dem dritten Schritt S33 ermittelte weitere elektrische Spannungswert mit einem zweiten weiteren elektrischen Spannungswert verglichen, wobei der zweite weitere elektrische Spannungswert auf einer über die Mehrzahl an elektrischen Energiespeichereinheiten abfallenden elektrischen Spannung basiert. Dieser zweite weitere elektrische Spannungswert kann beispielsweise auf einer sogenannten Modulspannungsmessung basieren, welche die elektrische Spannung der in einem Mo- dul verbauten elektrischen Energiespeichereinheiten erfasst und somit typischerweise die elektrische Potentialdifferenz über die in dem Modul in Serie geschalteten elektrischen Energiespeichereinheiten wiedergibt. Ergibt sich beispielsweise aus dem Vergleich der beiden Spannungswerte, dass sie sich nur um einen Wert unterscheiden, der innerhalb einer vordefinierten Spannungsdifferenz liegt, wird das elektrische Energiespeichersystem in einem fünften Schritt S35 unter Verwendung des in dem dritten Schritt S33 ermittelten ersten weiteren elektrischen Spannungswertes der mindestens einen elektrischen Energiespeichereinheit weiter betrieben. Zusätzlich wird nach einer ersten vordefinierten Zeitspanne, beispielsweise gewählt aus dem Bereich von 5 Sekunden bis 60 Minuten, insbesondere im Bereich von 1 Minute bis 10 Minuten, die Entnahme elektrischer Energie aus der elektrischen Energiespeichereinheit und/oder dem elektrischen Energiespeichersystem unterbunden. Beispielsweise ist es bei Vorhandensein entsprechender elektrischer beziehungsweise elektronischer Bauteile denkbar, dass die mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit aus dem Stromkreis des elektrischen Energiespeichersystems weggeschaltet wird und somit aus ihr keine elektrische Energie mehr entnommen werden kann. Das elektrische Energiespeichersystem kann jedoch weiter betrieben werden.

Figur 4 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform. Dabei umfasst das elektrische Energiespeichersystem mindestens zwei elektrische Energiespeichereinheiten. In einem ersten Schritt S41 wird ein elektrischer Spannungswert einer ersten elektrischen Energiespeichereinheit der mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten mittels einer Spannungserfassungsvorrichtung ermittelt, wie dies bereits oben beschrieben wurde. Anschließend wird in einem zweiten Schritt S42, wie oben beschrieben, die Funktionsfähigkeit der Spannungserfassungsvorrichtung überprüft. Wird festgestellt, dass die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung eingeschränkt oder gänzlich fehlend ist, wird in einem dritten Schritt S43, wie oben beschrieben, ein erster weiterer elektrischer Spannungswert der ersten elektrischen Energiespeichereinheit basierend auf einem ersten mathematischen Modell und dem in dem ersten Schritt S41 ermittelten Spannungswert ermittelt. Anschließend wird in einem vierten Schritt S44 ein zweiter weiterer elektrischer Spannungswert einer weiteren elektrischen Energiespeichereinheit der mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten ermittelt, bevorzugt unter Verwendung des gleichen ersten mathematischen Modells. Anschließend wird in einem fünften Schritt S45 der in dem dritten Schritt S43 ermittelte erste weitere elektrische Spannungswert mit dem zweiten weiteren elektrischen Spannungswert der weiteren elektrischen Energiespeichereinheit verglichen. Ergibt sich aus dem Vergleich der beiden Spannungswerte, dass sie sich nur um einen Wert unterscheiden, der innerhalb einer vordefinierten Spannungsdifferenz liegt, wird das elektrische Energiespeichersystem in einem sechsten Schritt S46 unter Verwendung des in dem dritten Schritt S43 ermittelten ersten weiteren elektrischen Spannungswertes weiter betrieben, wobei zusätzlich nach einer vordefinierten Zeitspanne die Entnahme elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeichersystem unterbunden wird.

Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer fünften Ausführungsform. Dabei umfasst das elektrische Energiespeichersystem mindestens zwei elektrische Energiespeichereinheiten. In einem ersten Schritt S51 wird, wie oben angegeben, ein elektrischer Spannungswert einer ersten elektrischen Energiespeichereinheit der mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten mittels einer Spannungserfassungsvorrichtung ermittelt. Anschließend wird in einem zweiten Schritt S52 die sogenannte Kapazität, die maximal speicherbare Ladungsmenge einer elektrischen Energiespeichereinheit, für jede der mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten als Alterungszu- standsgröße ermittelt. Dazu können beispielsweise ein mathematisches Modell einer elektrischen Energiespeichereinheit und entsprechende regelungstechnische Strukturen wie ein Beobachter eingesetzt werden. Anschließend wird in einem dritten Schritt S53, wie oben beschrieben, die Funktionsfähigkeit der Span- nungserfassungsvorrichtung überprüft. Wird wie oben beschrieben festgestellt, dass die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung eingeschränkt oder gänzlich fehlend ist, wird in einem vierten Schritt S54 ein erster weiterer elektrischer Spannungswert der ersten elektrischen Energiespeichereinheit basierend auf einem ersten mathematischen Modell und dem in dem ersten Schritt S51 ermittelten weiteren Spannungswert ermittelt. In einem fünften Schritt S55 wird ein zweiter weiterer elektrischer Spannungswert einer weiteren elektrischen Energiespeichereinheit der mindestens zwei elektrischen Energiespeichereinheiten ermittelt, bevorzugt unter Verwendung des gleichen ersten mathematischen Modells. Anschließend werden in einem sechsten Schritt S56 die ermittelten Kapazitätswerte miteinan- der verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs kann hierbei sein, dass sich die Ka- pazitätswerte nur um einen Wert unterscheiden, der innerhalb einer vordefinierten Kapazitätsdifferenz liegt, die elektrischen Energiespeichereinheiten demzufolge ein ähnliches Alterungsverhalten aufweisen. Anschließend wird in einem siebten Schritt S57 der in Schritt S54 ermittelte erste weitere elektrische Spannungswert mit dem zweiten weiteren elektrischen Spannungswert verglichen. Das Ergebnis des Vergleichs der beiden Spannungswerte kann hierbei sein, dass sie sich nur um einen Wert unterscheiden, der innerhalb einer vordefinierten Spannungsdifferenz liegt. Liegen sowohl Kapazitätswerte als auch Spannungswerte derart beisammen, wird das elektrische Energiespeichersystem in einem achten Schritt S58 unter Verwendung des in dem vierten Schritt S54 ermittelten ersten weiteren elektrischen Spannungswertes betrieben, wobei zusätzlich nach einer vordefinierten Zeitspanne und/oder nach Verbrauchen einer vordefinierten Energiemenge bei vordefinierter maximal möglicher Leistung die Entnahme elektrischer Energie aus dem elektrischen Energiespeichersystem unterbunden oder eingeschränkt wird. Weiterhin wird die Länge der vordefinierten Zeitspanne und/oder der vordefinierten Energiemenge in Abhängigkeit der Spannungswerte und/oder der Kapazitätswert definiert. Somit kann beispielsweise je nach Spannungsdifferenz und/oder Kapazitätsdifferenz eine kürzere oder längere vordefinierten Zeitspanne und/oder eine vordefinierte Energiemenge bei vordefinierter maximal möglicher Leistung für den Weiterbetrieb vorgesehen werden.

Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 62 zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichersystems. Dabei werden entsprechende Messwerte, beispielsweise Strom- und Spannungsmesswerte, die innerhalb des auf der Vorrichtung auszuführenden erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden, über entsprechende Sensoren 61 eingelesen. Entsprechende Steuerbefehle, welches sich aus dem erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben, werden von der Vorrichtung 62 an entsprechende elektrische beziehungsweise elektronische Bauteile 63, beispielsweise einen Wechselrichter und/oder ein Schütz, ausgegeben.