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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR ASCERTAINING AT LEAST ONE PERFORMANCE CHARACTERISTIC FOR THE OPERATION OF AN ELECTRICAL ENERGY STORE, AND CORRESPONDING COMPUTER PROGRAM, MACHINE-READABLE STORAGE MEDIUM AND COMPUTER APPARATUS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/126538
Kind Code:
A1
Abstract:
A method for ascertaining at least one performance characteristic for the operation of an electrical energy store is described, comprising the steps of: a) receiving operating data, in particular current and/or voltage and/or temperature measured values, of a multiplicity of electrical energy stores, wherein the multiplicity of electrical energy stores satisfy a predefined criterion, for example a predefined number of operating hours; b) ascertaining at least one ageing state variable, in particular an electrical capacitance, of the multiplicity of electrical energy stores by evaluating the operating data of the multiplicity of electrical energy stores; c) ascertaining at least one performance characteristic for the operation of an electrical energy store, in particular a maximum charging current, on the basis of the at least one ageing state variable; d) transmitting the at least one performance characteristic to a further multiplicity of electrical energy stores. Furthermore, a corresponding computer program, a corresponding machine-readable storage medium and a corresponding computer apparatus are described.

Inventors:
OTT JULIA (DE)
HOERLEIN RAINER HEINRICH (DE)
TIPPMANN SIMON (DE)
SCHARFF VINCENT (DE)
PAWAR SHWETA VIJAY (IN)
Application Number:
PCT/EP2019/083935
Publication Date:
June 25, 2020
Filing Date:
December 06, 2019
Export Citation:
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Assignee:
BOSCH GMBH ROBERT (DE)
International Classes:
H02J7/00; B60L58/16
Foreign References:
DE102009042656A12011-03-24
DE102014214314A12016-01-28
DE102017209674A12018-12-13
EP2151694A22010-02-10
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Claims:
Ansprüche

1. Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Betriebskenngröße für den Betrieb eines elektrischen Energiespeichers (71, 73), umfassend die Schritte:

a) Empfangen von Betriebsdaten, insbesondere von Strom- und/oder Span- nungs- und/oder Temperaturmesswerten, einer Vielzahl von elektrischen Energiespeichern (71, 73), wobei die Vielzahl von elektrischen Energie speichern (71, 73) ein vordefiniertes Kriterium, beispielsweise eine vorde finierte Anzahl an Betriebsstunden, erfüllt;

b) Ermitteln mindestens einer Alterungszustandsgröße, insbesondere einer elektrischen Kapazität, der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern (71, 73) durch Auswerten der Betriebsdaten der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern (71, 73);

c) Ermitteln mindestens einer Betriebskenngröße für den Betrieb eines

elektrischen Energiespeichers (71, 73), insbesondere eines maximalen Ladestroms, basierend auf der mindestens einen Alterungszu

standsgröße;

d) Übermitteln der mindestens einen Betriebskenngröße an eine weitere Vielzahl von elektrischen Energiespeichern (71, 73).

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend:

e) Anpassen eines Alterungsmodells eines elektrischen Energiespeichers (71, 73), wobei das Alterungsmodell eine Zuordnungsvorschrift zwischen der Alterungszustandsgröße und einer weiteren Größe, insbesondere ei nem Ladungsdurchsatz eines elektrischen Energiespeichers (71, 73), um fasst, in Abhängigkeit der mindestens einen Alterungszustandsgröße und der Betriebsdaten.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei im Schritt c) das Ermitteln der Betriebs kenngröße zusätzlich in Abhängigkeit des Alterungsmodells erfolgt.

4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin umfas send:

f) Einteilen der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern (71, 73) in Klas sen basierend auf den Betriebsdaten, wobei das Ermitteln der mindestens einen Alterungszustandsgröße in Schritt b) für jeweils mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit (71, 73) aus jeder Klasse erfolgt.

5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die weitere Vielzahl von elektrischen Energiespeichern (71, 73) mindestens eine Mehr zahl an elektrischen Energiespeichern (71, 73) umfasst, die das vordefinierte Kriterium nicht erfüllen.

6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebs kenngröße eine maximal zulässige Temperatur eines elektrischen Energie speichers (71, 73) und/oder einen maximal zulässigen Temperaturanstieg der Temperatur eines elektrischen Energiespeichers (71, 73) und/oder eine maxi mal zulässige lonenkonzentration in einer Energiespeichereinheit eines elektrischen Energiespeichers (71, 73) und/oder eine minimal zulässige lo nenkonzentration in einer Energiespeichereinheit eines elektrischen Energie speichers (71, 73) und/oder ein minimal zulässiges Überpotenzial in einer Elektrode eines elektrischen Energiespeichers (71, 73) umfasst.

7. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfah ren durch eine Rechnervorrichtung (72) ausgeführt wird, welche sich außer halb der elektrischen Energiespeicher (71, 73) befindet.

8. Computerprogramm, welches eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.

9. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 8 gespeichert ist.

10. Rechnervorrichtung (72), die eingerichtet ist, alle Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 auszuführen.

Description:
Beschreibung

Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Betriebskenngröße für den Betrieb ei nes elektrischen Energiespeichers sowie entsprechendes Computerprogramm, maschinenlesbares Speichermedium und Rechnervorrichtung

Die vorliegende Offenbarung geht aus von einem Verfahren zur Ermittlung min destens einer Betriebskenngröße für den Betrieb eines elektrischen Energiespei chers.

Stand der Technik

Im Zuge der zunehmenden Elektrifizierung, insbesondere von Kraftfahrzeugen, kommt elektrischen Energiespeichern eine immer größer werdende Bedeutung zu. Beim Betrieb dieser elektrischen Energiespeicher liegt ein besonderes Au genmerk auf einer möglichst geringen beziehungsweise der Anwendung entspre chenden Alterung, d.h. beispielsweise einer möglichst geringen Kapazitätsab nahme beziehungsweise einer möglichst geringen Innenwiderstandszunahme. Eine entsprechende Alterung lässt sich grob in zwei Kategorien einteilen: eine sogenannte zyklische Alterung und eine sogenannte kalendarische Alterung. Bei Kapazitätsabnahme beziehungsweise Widerstandszunahme im Betrieb des elektrischen Energiespeichers, das heißt unter Stromabgabe, spricht man von zyklischer Alterung. Tritt eine Alterung außerhalb des Betriebes auf, spricht man von kalendarischer Alterung.

Insbesondere bei einem Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher haben beide Effekte einen relevanten Einfluss. Bezüglich beider Einflussgrößen gibt es jedoch Möglichkeiten, diesen Einfluss zu verringern. Beispielsweise ist bei einem sehr hohen Ladezustand die Alterung eines elektrischen Energiespeichers in den meisten Fällen signifikant höher als bei einem niedrigen beziehungsweise reduzierten Ladezustand. Aus diesem Grund wird unter Umständen die Batterie nicht vollständig, d.h. bis zum technisch beziehungsweise physikalisch höchst möglichen Ladezustand geladen, obwohl einem Nutzer dies so angezeigt wird. Dadurch nehmen wiederum die Einsatzmöglichkeiten des elektrischen Energie speichers ab, da beispielsweise eine elektrische Reichweite eines Elektrofahr zeuges abnimmt. Dies ist aufgrund der ohnehin begrenzten elektrischen Reich weite des Elektrofahrzeugs nachteilig. Idealerweise kann eine Balance zwischen übermäßiger Alterung und einem entsprechend hohen Ladezustand gefunden werden.

Weiterhin wird beispielsweise ein maximal möglicher Ladestrom, insbesondere bei Temperaturen unter 5 °C, stark begrenzt, um einen Kapazitätsverlust des elektrischen Energiespeichers durch den Ladevorgang zu verhindern. Dies wirkt sich somit nachteilig auf die Ladezeit, insbesondere bei Vollladung, des elektri schen Energiespeichers aus.

Entsprechende Betriebskenngrößen, beispielsweise ein maximal zulässiger La dezustand beziehungsweise ein maximal zulässiger Ladestrom, werden in einem Batteriemanagementsystem hinterlegt und entsprechend während eines Betriebs des elektrischen Energiespeichers verwendet, wobei die entsprechenden Werte vor dem eigentlichen Betrieb des elektrischen Energiespeichers ermittelt wurden, beispielsweise durch Laborexperimente. Somit fließen Erkenntnisse aus dem Be trieb des elektrischen Energiespeichers nicht in die Anpassung der Betriebskenn größe ein.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Offenbart wird ein Verfahren zur Ermittlung mindestens einer Betriebskenngröße für den Betrieb eines elektrischen Energiespeichers mit den Merkmalen des un abhängigen Patentanspruchs.

Dabei werden Betriebsdaten einer Vielzahl von elektrischen Energiespeichern empfangen, wobei die Vielzahl von elektrischen Energiespeichern ein vordefinier tes Kriterium erfüllt. Betriebsdaten von elektrischen Energiespeichern können beispielsweise Strommesswerte, Spannungsmesswerte, Temperaturmesswerte, eine Anzahl an Schaltvorgängen von elektrischen und/oder mechanischen Schal tern, eine Anzahl an Betriebsstunden eines elektrischen Energiespeichers, ein vordefinierter elektrischer Energiedurchsatz durch einen elektrischen Energie speicher und/oder ein vordefinierter elektrischer Ladungsdurchsatz durch einen elektrischen Energiespeicher umfassen. Ein mögliches vordefiniertes Kriterium ist beispielsweise die vordefinierte Anzahl an Betriebsstunden eines elektrischen Energiespeichers beziehungsweise der vordefinierte elektrische Energiedurch satz durch einen elektrischen Energiespeicher beziehungsweise der vordefinierte elektrische Ladungsdurchsatz durch einen elektrischen Energiespeicher.

Weiterhin wird mindestens eine Alterungszustandsgröße der Vielzahl von elektri schen Energiespeichern ermittelt, wobei dies durch auswerten der Betriebsdaten der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern erfolgt. Eine entsprechende Alte rungszustandsgröße ist beispielsweise die elektrische Kapazität eines elektri schen Energiespeichers. Dabei können beispielsweise geeignete Algorithmen wie Schätzverfahren auf Basis der Methode der kleinsten Quadrate Einsatz fin den. Dabei kann auch nur ein Teil der Betriebsdaten der Vielzahl von elektri schen Energiespeichern ausgewertet werden, sodass gegebenenfalls Betriebs daten einer gewissen Anzahl an Energiespeichern der Vielzahl an Energiespei chern nicht ausgewertet werden.

Weiterhin wird mindestens eine Betriebskenngröße für den Betrieb eines elektri schen Energiespeichers ermittelt, wobei die Ermittlung der Betriebskenngröße basierend auf der mindestens einen Alterungszustandsgröße erfolgt. Eine ent sprechende Betriebskenngröße umfasst beispielsweise einen maximal möglichen Ladestrom bei einer vordefinierten Temperatur beziehungsweise einen maximal möglichen Ladezustand beziehungsweise einen minimal möglichen Ladezu stand.

Weiterhin wird die mindestens eine Betriebskenngröße an eine weitere Vielzahl von elektrischen Energiespeichern übermittelt. Dabei kann die weitere Vielzahl beispielsweise elektrische Energiespeicher, die das vordefinierte Kriterium nicht erfüllen, vulgo wenig genutzt werden, umfassen. Ebenso kann die weitere Viel zahl mit der Vielzahl identisch sein. Das Verfahren hat den Vorteil, dass die Daten und Erkenntnisse, welche aus dem Betrieb von viel genutzten elektrischen Energiespeichern gewonnen wer den, auch auf Energiespeicher übertragen werden, welche wenig genutzt wer den. Somit können diese wenig genutzten elektrischen Energiespeicher in opti mierter Weise betrieben werden, obwohl von ihnen noch nicht genügend eigene Betriebsdaten vorliegen, um eine sinnvolle Anpassung der Betriebskenngrößen aus den eigenen Betriebsdaten heraus zu ermöglichen. Die Erkenntnisse, welche aus dem Betrieb der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern, welche das vor definierte Kriterium erfüllen, gewonnen werden, werden somit in vorteilhafter Weise auf weitere elektrische Energiespeicher, beispielsweise wenig genutzte, übertragen.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegen stand der Unteransprüche.

Zweckmäßigerweise wird innerhalb des Verfahrens ein Alterungsmodell eines elektrischen Energiespeichers in Abhängigkeit der mindestens einen Alterungs zustandsgröße und der Betriebsdaten angepasst. Dabei umfasst das Alterungs modell eine Zuordnungsvorschrift zwischen der Alterungszustandsgröße und ei ner weiteren Größe, wobei die weitere Größe insbesondere ein Ladungsdurch satz eines elektrischen Energiespeichers ist. Das Alterungsmodell wird somit bei spielsweise dahingehend angepasst, dass ein durch das Alterungsmodell be schriebener Kapazitätsverlust in Abhängigkeit des Ladungsdurchsatzes an den aus den Betriebsdaten ermittelten Kapazitätsverlust in Abhängigkeit des La dungsdurchsatzes angepasst wird. Beispielsweise können die Betriebsdaten zei gen, dass die elektrischen Energiespeicher schneller altern als von dem Alte rungsmodell prognostiziert, das heißt mehr Kapazität verlieren als prognostiziert. Demzufolge ist eine Anpassung des Alterungsmodells erforderlich. Dies hat den Vorteil, dass eine präzisere Abschätzung der Alterung eines elektrischen Ener giespeichers möglich ist, was einen sicheren Betrieb des elektrischen Energie speichers begünstigt. Das Alterungsmodell kann beispielsweise als Kennfeld in einem Datenspeicher oder als mathematische Funktion realisiert sein.

Zweckmäßigerweise wird die Betriebskenngröße weiterhin in Abhängigkeit des Alterungsmodells ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass ein Alterungsoptimierter Betrieb eines elektrischen Energiespeichers ermöglicht wird, das heißt es kann beispielsweise die Lebensdauer eines elektrischen Energiespeichers verlängert werden beziehungsweise an die geforderte Lebensdauer des elektrischen Ener giespeichers angepasst werden. Eine erhöhte Alterung kann dadurch in vorteil hafter Weise beispielsweise wieder auf ein gewünschtes Maß reduziert werden.

Zweckmäßigerweise wird die Vielzahl von elektrischen Energiespeichern in Klas sen basierend auf den Betriebsdaten eingeteilt. Weiterhin erfolgt die Ermittlung der mindestens einen Alterungszustandsgröße für jeweils mindestens einen elektrischen Energiespeicher aus jeder Klasse. Dies ist vorteilhaft, da somit nicht für jeden elektrischen Energiespeicher eine Alterungszustandsgröße ermittelt wird, sondern für mindestens einen Repräsentanten jeder Klasse, was den Aus werteaufwand, insbesondere den Rechen- und Speicheraufwand, erheblich redu ziert. Durch die Einteilung in Klassen werden dennoch wesentliche Eigenschaf ten beziehungsweise Charakteristika der elektrischen Energiespeicher bei der Ermittlung der Alterungszustandsgröße berücksichtigt. Beispielsweise kann eine Einteilung in Klassen anhand des Ladungsdurchsatzes der elektrischen Energie speicher erfolgen. Somit ist auch eine Auswertung einer großen Anzahl von elektrischen Energiespeichern, beispielsweise mehrere tausend oder hunderttau send, beziehungsweise deren Betriebsdaten effizient möglich.

Zweckmäßigerweise umfasst die weitere Vielzahl von elektrischen Energiespei chern mindestens eine Mehrzahl an elektrischen Energiespeichern, die das vor definierte Kriterium nicht erfüllen. Dies hat den Vorteil, dass Erkenntnisse, die aus den Betriebsdaten der das vordefinierte Kriterium erfüllenden elektrischen Energiespeichern gewonnen werden, zielgerichtet für elektrische Energiespei cher eingesetzt werden, die dieses Kriterium nicht erfüllen, vulgo weniger genutzt werden. Somit wird der Betrieb dieser elektrischen Energiespeicher optimiert.

Zweckmäßigerweise umfasst die Betriebskenngröße eine maximal zulässige Temperatur eines elektrischen Energiespeichers, einen maximal zulässigen Temperaturanstieg der Temperatur eines elektrischen Energiespeichers, eine maximal zulässige lonenkonzentration in einer Energiespeichereinheit eines elektrischen Energiespeichers und/oder eine minimal zulässige lonenkonzentra tion in einer Energiespeichereinheit eines elektrischen Energiespeichers und/o der ein minimal zulässiges Überpotenzial in einer Elektrode eines elektrischen Energiespeichers. Dies ist vorteilhaft, da insbesondere eine hohe Temperatur ei nen stark negativen Einfluss auf die Lebensdauer eines elektrischen Energie speichers hat. Gleiches gilt für einen starken Anstieg der Temperatur eines elektrischen Energiespeichers. Demgegenüber kann sich eine Erhöhung dieser Werte positiv auf die elektrische Leistung des elektrischen Energiespeichers aus wirken, da beispielsweise ein höherer Strom abgerufen werden kann. Je nach den aus den Betriebsdaten gewonnenen Erkenntnissen in Zusammenhang mit der Alterungszustandsgröße kann somit eine Erhöhung oder Reduktion der maxi mal zulässigen Temperatur beziehungsweise des maximal zulässigen Tempera turanstiegs als Ergebnis der Ermittlung der Betriebsgröße resultieren. Vergleich bares gilt für die lonenkonzentration in einer Energiespeichereinheit eines elektri schen Energiespeichers, beispielsweise eine Batteriezelle. Die Festlegung eines minimal zulässigen Überpotenzials ist vorteilhaft, da bei dessen Unterschreitung gegebenenfalls unerwünschte Nebenreaktionen in der Elektrode ablaufen, bei spielsweise die Ablagerung von Lithium.

Zweckmäßigerweise wird das offenbarte Verfahren durch eine Rechnervorrich tung ausgeführt, welche sich außerhalb des elektrischen Energiespeichers befin det. Diese Rechnervorrichtung kann beispielsweise ein Computerserver sein. Dies ist vorteilhaft, da eine derartige Rechnervorrichtung über eine größere Re chenleistung und Speicherkapazität verfügt als typischerweise in einem elektri schen Energiespeicher vorhandene Batteriemanagementsteuergeräte und somit auch aufwändige Betriebsdatenauswertungen möglich sind. Weiterhin ist die Rechnervorrichtung als zentrale Datenaggregationsinstanz der Betriebsdaten der Vielzahl von elektrischen Energiespeichereinheiten einfach zu warten und admi nistrieren.

Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung ein Computerprogramm, welches ein gerichtet ist, alle Schritte des offenbarten Verfahrens auszuführen. Die oben ge nannten Vorteile gelten entsprechend.

Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung ein maschinenlesbares Speicherme dium, auf dem das offenbarte Computerprogramm gespeichert ist. Die oben ge nannten Vorteile gelten entsprechend. Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung eine Rechnervorrichtung, die einge richtet ist, alle Schritte des offenbarten Verfahrens auszuführen. Die oben ge nannten Vorteile gelten entsprechend.

Unter einer elektrischen Energiespeichereinheit kann insbesondere eine elektro chemische Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul mit mindestens einer elektro chemischen Batteriezelle und/oder ein Batteriepack mit mindestens einem Batte riemodul verstanden werden. Zum Beispiel kann die elektrische Energiespeicher einheit 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-Akkumula- tor, Blei-Säure-Akkumulator, Lithium-Luft-Akkumulator oder Lithium-Schwefel- Akkumulator beziehungsweise ganz allgemein ein Akkumulator beliebiger elekt rochemischer Zusammensetzung sein. Auch ein Kondensator ist als elektrische Energiespeichereinheit möglich.

Ein elektrischer Energiespeicher ist beispielsweise eine Batterie, welche mehrere Batteriemodule umfasst und darüber hinaus ein Batteriemanagementsystem auf weist, durch das beispielsweise Daten mit der Rechnervorrichtung ausgetauscht werden können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher ausgeführt.

Es zeigen:

Figur 1 ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer ersten Aus führungsform;

Figur 2 ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform; Figur 3 ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer dritten Aus führungsform; und

Figur 4 eine schematische Darstellung der offenbarten Rechnervorrichtung ge mäß einer Ausführungsform.

Ausführungsformen der Erfindung

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskompo nenten oder gleiche Verfahrensschritte.

Figur 1 zeigt ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform. Dabei werden in einem ersten Schritt Sil Strom-, Spannungs und Temperaturmesswerte einer Vielzahl von elektrischen Energiespeichern empfangen. Die Vielzahl von elektrischen Energiespeichern überschreitet dabei eine vordefinierte Anzahl an Betriebsstunden. Dies bedeutet, dass die Energie speicher einen gewissen Nutzungsgrad aufweisen. Die elektrischen Energiespei cher umfassen dabei mindestens eine elektrische Energiespeichereinheit.

In einem zweiten Schritt S12 werden die Betriebsdaten der Vielzahl von elektri schen Energiespeichern ausgewertet und dadurch die jeweilige verbleibende elektrische Kapazität der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern ermittelt. Dabei steht die verbleibende elektrische Kapazität als Maß beziehungsweise Größe für den Alterungszustand des jeweiligen elektrischen Energiespeichers.

In einem dritten Schritt S13 wird basierend auf den ermittelten verbleibenden elektrischen Kapazitäten ein maximaler Ladestromwert ermittelt, mit dem ein ent sprechender elektrischer Energiespeicher im Betrieb höchstens geladen werden kann. Wurde beispielsweise in dem zweiten Schritt S12 ermittelt, dass der jewei lige Alterungszustand der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern, also die jeweilige verbleibende elektrische Kapazität, unter Berücksichtigung der jeweili gen Anzahl an Betriebsstunden einen vordefinierten Grenzwert unterschreitet, die elektrischen Energiespeicher demzufolge unerwünscht schneller altern, wird der maximale Ladestromwert reduziert, was eine langsamere Alterung begüns tigt. Ebenso kann der maximale Ladestromwert erhöht werden, wenn ermittelt wurde, dass die verbleibende elektrische Kapazität über dem vordefinierten Grenzwert liegt.

In einem vierten Schritt S14 wird der ermittelte maximale Ladestromwert an eine weitere Vielzahl von elektrischen Energiespeichern übermittelt, wobei die weitere Vielzahl von elektrischen Energiespeichern bevorzugt weniger Betriebsstunden aufweist als die Vielzahl von elektrischen Energiespeichern. Somit kann die wei tere Vielzahl von elektrischen Energiespeichern den ermittelten maximalen Lade stromwert nutzen, um beispielsweise eine erhöhte Alterung zu vermeiden.

Figur 2 zeigt ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer zwei ten Ausführungsform. In einem ersten Schritt S21 werden Strom-, Spannungs-, und Temperaturmesswerte einer Vielzahl von elektrischen Energiespeichern empfangen. Dabei überschreiten die jeweiligen elektrischen Energiespeicher der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern einen vordefinierten elektrischen La dungsdurchsatz und weisen somit zumindest ein vordefiniertes Niveau an elektri scher Nutzung auf.

In einem zweiten Schritt S22 wird für eine ausgewählte Anzahl an elektrischen Energiespeichern der Vielzahl an elektrischen Energiespeichern jeweils ein elektrischer Innenwiderstand ermittelt, wobei dies mittels einer Auswertung der Strom-, Spannungs- und Temperaturmesswerte der ausgewählten Anzahl an elektrischen Energiespeichern erfolgt. Somit werden nicht alle Betriebsdaten aus gewertet. Die ausgewählte Anzahl kann beispielsweise eine vordefinierte Anzahl an zufällig ausgewählten elektrischen Energiespeicher aus der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern umfassen. Weiterhin kann im Rahmen der Aus wertung zusätzlich die Abhängigkeit des elektrischen Innenwiderstandes von der Temperatur ermittelt werden.

In einem dritten Schritt S23 wird ein Alterungsmodell, welches einen vorbestimm ten Zusammenhang zwischen dem elektrischen Innenwiderstand eines elektri schen Energiespeichers und dessen elektrischem Ladungsdurchsatz wiedergibt, angepasst. Da das Alterungsmodell auf vorbestimmten Daten basiert, welche beispielsweise im Rahmen von Laborexperimenten gewonnen wurden, spiegeln diese nicht notwendigerweise die Alterung in einer konkreten Anwendung wieder. In dem zweiten Schritt S22 wurde für eine ausgewählte Anzahl an elektrischen Energiespeichern der elektrische Innenwiderstand ermittelt. Da der jeweilige elektrische Ladungsdurchsatz dieser ausgewählten Anzahl an elektrischen Ener giespeichern bekannt ist beziehungsweise aus den übermittelten Betriebsdaten einfach berechnet werden kann, wird dieses Wissen genutzt, um das Alterungs modell an die tatsächlichen Gegebenheiten der konkreten Anwendung anzupas sen. Altern die elektrischen Energiespeicher beispielsweise stärker als von dem Alterungsmodell vorhergesagt, weisen sie also einen höheren elektrischen Innen widerstand auf als prognostiziert, wird dies durch die Anpassung des Alterungs modells für die Zukunft berücksichtigt.

In einem vierten Schritt S24 wird eine maximal zulässige Temperatur für den Be trieb eines elektrischen Energiespeichers ermittelt, wobei dabei berücksichtigt wird, dass eine Alterung eines elektrischen Energiespeichers beziehungsweise der ihn konstituierenden elektrischen Energiespeichereinheiten, somit die Zu nahme des elektrischen Innenwiderstandes einer elektrischen Energiespeicher einheit, bei hohen Temperaturen nahe der maximal zulässigen Temperatur, bei spielsweise für Lithiumionenzellen im Bereich um 45° C, typischerweise stärker ist als bei niedrigeren Temperaturen, beispielsweise im Bereich 30° C bis 35° C. Dabei basiert die maximal zulässige Temperatur auf den in dem zweiten Schritt S22 ermittelten Innenwiderstandswerten, um entweder die maximal zulässige Temperatur zu erhöhen, falls eine stärkere Alterung möglich ist, oder um die ma ximal zulässige Temperatur zu verringern, falls eine weniger starke Alterung er forderlich ist.

In einem fünften Schritt S25 wird anschließend die in dem vierten Schritt S24 er mittelte maximal zulässige Temperatur an eine weitere Vielzahl von elektrischen Energiespeichern übermittelt, wobei die weitere Vielzahl beispielsweise die nicht in der ausgewählten Anzahl enthaltenen elektrischen Energiespeicher umfassen kann, siehe den zweiten Schritt S22 oben.

Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform. In einem ersten Schritt S31 werden Strom-, Spannungs- und Temperaturmesswerte als Betriebsdaten einer Vielzahl von elektrischen Energie speichern empfangen. Dabei überschreiten die jeweiligen elektrischen Energie speicher der Vielzahl von elektrischen Energiespeichern einen vordefinierten elektrischen Ladungsdurchsatz und weisen somit zumindest ein vordefiniertes Niveau an elektrischer Nutzung auf.

In einem zweiten Schritt S32 werden die elektrischen Energiespeicher der Viel zahl von elektrischen Energiespeichern in Klassen basierend auf ihrem jeweili gen Ladungsdurchsatz eingeteilt. Jeder elektrische Energiespeicher überschrei tet bereits mindestens den vordefinierten Ladungsdurchsatz. Beispielsweise kann sich eine Einteilung in drei Klassen anbieten. Dazu kann beispielsweise der Ladungsdurchsatz des am wenigsten genutzten elektrischen Energiespeichers und des am meisten genutzten Energiespeichers herangezogen werden, wobei deren Differenz ermittelt und in drei gleich große Bereich eingeteilt wird. Ausge hend vom am wenigsten genutzten Energiespeicher kann anhand dieser Dreitei lung eine entsprechende Einteilung in Klassen erfolgen.

In einem dritten Schritt S33 werden die Betriebsdaten für eine vordefinierte An zahl an elektrischen Energiespeichern aus jeder Klasse ausgewertet und dadurch die jeweilige verbleibende elektrische Kapazität der elektrischen Ener giespeicher ermittelt. Dabei steht die verbleibende elektrische Kapazität als Maß beziehungsweise Größe für den Alterungszustand des jeweiligen elektrischen Energiespeichers.

In einem vierten Schritt S34 wird basierend auf den ermittelten verbleibenden elektrischen Kapazitäten ein minimal zulässiges Überpotenzial in einer Elektrode des elektrischen Energiespeichers ermittelt, welches dort als minimaler unterer Grenzwert noch zulässig ist. Da eine solches Überpotenzial nur schwierig bezie hungsweise nicht gemessen werden kann, wird es im Betrieb des elektrischen Energiespeichers mittels eines mathematischen Modells, beispielsweise von Ful- ler-Doyle-Newman, simulativ ermittelt. Das minimal zulässige Überpotenzial wird somit zum Vergleich mit dem simulativ ermittelten Wert herangezogen. Wird der minimal zulässige Wert unterschritten, muss das dem entsprechenden elektri schen Energiespeicher zugehörige Managementsystem, beispielsweise ein Bat teriemanagementsystem, entsprechende Maßnahmen einleiten, beispielsweise eine Stromreduzierung. In einem fünften Schritt S35 wird anschließend das in dem vierten Schritt S34 er mittelte minimal zulässige Überpotenzial an eine weitere Vielzahl von elektri schen Energiespeichern übermittelt, wobei die weitere Vielzahl beispielsweise die nicht in der vordefinierten Anzahl enthaltenen elektrischen Energiespeicher umfassen kann, siehe den zweiten Schritt S33 oben. Bevorzugt wird das minimal zulässige Überpotenzial auch elektrische Energiespeicher übermittelt, die den vordefinierten elektrischen Ladungsdurchsatz noch nicht erreicht haben, um de ren Verhalten, insbesondere der Alterung, günstig zu beeinflussen.

Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung der offenbarten Rechnervorrichtung 72 gemäß einer Ausführungsform. Dabei ist exemplarisch ein elektrischer Ener giespeicher 71 einer nicht dargestellten Vielzahl von elektrischen Energiespei chern dargestellt, der mit der Rechnervorrichtung 72 Daten austauschen kann, was durch den entsprechenden doppelspitzigen Pfeil symbolisiert ist. Weiterhin ist ein weiterer elektrischer Energiespeicher 73 dargestellt, an den eine ermittelte Betriebskenngröße von der Rechnervorrichtung 72 übermittelt werden kann, was durch den entsprechenden doppelspitzigen Pfeil symbolisiert ist. Die Doppel spitze des jeweiligen Pfeils bedeutet dabei, dass Daten in beide Richtungen aus getauscht werden können.