Batterie

BESCHREIBUNG:

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feststellen der tatsächlichen Kapazität einer Batterie unter Verwendung einer Batteriekennlinie.

In einem Kraftfahrzeug, bei dem eine Batterie (= wiederaufladbare elektrische Energiequelle; Sekundärbatterie bzw. Akkumulator) als alleinige oder neben einer Verbrennungskraftmaschine als weitere Energiequelle zum Antrieb des Fahrzeugs Verwendung findet (Elektrofahrzeug, Hybrid-Fahrzeug), kommt der Kapazität der Batterie eine wichtige Rolle für die Reichweite des Kraftfahrzeugs zu, die dieses ohne erneute Aufladung der Batterie zurücklegen kann.

Es ist eine bekannte Tatsache, dass sich die entnehmbare Energiemenge, d. h. entnehmbare Strommenge beispielsweise eines derzeit erhältlichen Lithiumionen-Akkumulators mit zunehmendem Alter und/oder Anzahl an Lade- und Entladezyklen verringert.

Dieser Kapazitätsverlust, der umgangssprachlich allgemein als Alterung be- zeichnet wird und eine Ausprägung der Änderung des Verhaltens von Batterien im Lade- und Entladebetrieb (bestimmungsgemäßer Einsatz) oder durch kalendarische Alterung ist, kann derzeit nur unzureichend bestimmt werden.

Die bekannten Verfahren zur Bestimmung des Kapazitätsverl usts sind ent- weder sehr komplex und/oder schwer parametrierbar (z. B. bei Impedanzermittlungen) oder verwendete Alterungsmodelle sind nicht vollständig bzw. ausreichend parametriert und das kann zu erheblichen Abweichungen in der Berechnung führen. Einfache Verfahren haben meist den Nachteil, dass wichtige Parameter nicht berücksichtigt werden können oder auch einfach nicht bekannt sind (z. B. die Verlustleistung bzw. ein Wirkungsgrad, der über die Lebensdauer und den Einsatz der Batterien nicht konstant zu sein braucht).

Eine dedizierte Aussage über den aktuellen Energieinhalt, also die tatsächlich verfügbare Strommenge, kann im laufenden bzw. normalen Betrieb daher nicht einfach gemacht werden. Da die Batteriekapazität sich durch die Ausprägung von Alterung reduziert, werden aber bei nicht richtig nachgeführ- ter tatsächlicher (bzw. korrigierter) Batteriekapazität Aussagen über Verfügbarkeiten fehlschlagen bzw. ungenau sein.

Viele der bekannten Verfahren zur Bestimmung der aktuellen Kapazität einer Batterie erfordern die Ermittlung von Ladungszuständen (State of Charge, SOC) der Batterie, die auf Messungen von Ruhespannungen (Open Circuit Voltage, OCV) der Batterien basieren, sowie der Messung der zwischen zwei Ladungszuständen entnommenen Strommenge.

So beschreibt beispielsweise die EP 1 314 992 A2 eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen der Kapazität eines zum Antrieb eines Elektroautos bestimmten Akkumulators, bei dem über die jeweiligen Ruhespannungen im lastfreien Zustand ein erster Ladungszustand des Akkumulators und ein zweiter Ladungszustand des Akkumulators ermittelt werden, und aus der zwischen den zwei Ladungszuständen geflossenen Entlade-Strommenge die tatsächliche Kapazität des Akkumulators bestimmt wird.

Aus der DE 10 2007 037 041 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Batteriezustandserkennung einer Säure-Batterie unter Verwendung eines abgespeicherten Batteriemodells bekannt. Dabei wird die Ruhespannung der Säure-Batterie in Abhängigkeit von der der Batterie entnehmbaren Ladung in Form einer Kennlinie hinterlegt. Es erfolgt eine Ermittlung eines ersten Parameters, der den durch die Alterung der Batterie und eine Säureschichtung der Batterie verursachten Kapazitätsverlust der Batterie beschreibt. Weiterhin wird ein zweiter Parameter ermittelt, der Auskunft über die Steigung der Kennlinie gibt. Ferner erfolgt eine Adaption der gespeicherten Kennlinie unter Berücksichtigung des ersten und des zweiten Parameters.

Gemäß dieser Druckschrift erfolgt die Ermittlung der entnehmbaren Energiemenge und der tatsächlichen Kapazität einer Säure-Batterie durch Ermitt- lung einer Ruhespannungs-Amperestunden-Kennlinie. Im Vergleich zu einer neuen Batterie ohne Säureschichtung ist bei einer gealterten Batterie die Kennlinie parallel nach oben verschoben, und bei einer Batterie mit Säureschichtung weist die Kennlinie eine vergrößerte Steigung auf. Die Ruhe- spannungs-Amperestunden-Kennlinie kann durch Messung der Batterie- Ruhespannung vor und nach einer Entladung erfasst werden. Eine Adaption der gespeicherten Kennlinie erfolgt dann unter Verwendung der tatsächlich ermittelten Spannungs-Amperestunden-Kennlinie. Die DE 10 2010 006 965 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Bereichs einer Batteriekennlinie für eine Batterie in einem Fahrzeug wobei der aktuelle Ladungszustand der Batterie aus gemessenen Batterieparametern bestimmt wird, ein Verschiebungswert aus der Differenz eines gemessenen Batterieparameters und einem Standard-Wert, welcher aus einer Standard-Batteriekennlinie unter Berücksichtigung des bestimmten Landungszustands ermittelt wird, bestimmt wird, und wenigstens ein Bereich einer neuen Batteriekennlinie durch Addition des Verschiebungswertes zu der Standard-Batteriekennlinie ermittelt wird. Gemäß dieser Druckschrift erfolgt eine Bestimmung der aktuellen Batteriekennlinie durch Messung von Leerlaufspannungen nach einer längeren Ruhephase der Batterie bei verschiedenen Ladungszuständen einer Batterie. Die Abweichung der aktuellen Batteriekennlinie (Leerlaufspannung-aktueller Ladungszustand-Kennlinie) von der Batteriekennlinie einer „Standard- Batterie" wird aufgrund eines Vergleichs der jeweiligen Ruhespannungen bei gegebenen Ladungszuständen bzw. aufgrund eines Vergleichs von jeweiligen Ladungszuständen bei gegebenen Ruhespannungen ermittelt.

Und aus der JP 2002-243 813 A ist eine Recheneinheit bekannt, die eine Veränderung des Ladungszustandes eines Akkumulators aus dem über die Zeit integrierten Entladestrom des Akkumulators auf Grundlage der Leerlaufspannungen am Integrationsstartzeitpunkt und am Integrationsendzeitpunkt, sowie die Korrelation zwischen den Leerlaufspannungen und dem Ladungszustand des Akkumulators berechnet. Weiter berechnet die Recheneinheit die mit der Zeit eingetretene verschlechterte Kapazität des Akkumulators auf Grundlage eines integrierten Entladestromwerts, der auf Grundlage des Entladestroms und der Veränderung des Ladungszustands berechnet wird. Darüber hinaus berechnet die Recheneinheit die Kapazitäts- Verschlechterungs- Rate auf Grundlage der mit der Zeit eingetretenen ver- schlechterten Kapazität und der anfänglichen Kapazität des Akkumulators. Die DE 39 10 904 A1 hat ein Verfahren zur Überwachung des Ladezustandes einer wiederaufladbaren, verschlossenen Batterie zum Gegenstand, wobei die Klemmspannung U _K L nach einer Ladung einer Batterie - nach min- destens einer Belastung - gemessen und als Ruhespannung Uo gespeichert wird, und wobei zu verschiedenen Zeitpunkten die Momentanspannung Uti an den Klemmen gemessen und der Entladezustand in Abhängigkeit von der Differenz aus Ruhespannung U ₀ und Momentanspannung U _t i ermittelt wird. Wie aus dieser kurzen Übersicht zu entnehmen ist, ist bei allen oben beschriebenen Verfahren und Vorrichtungen die Messung eine Ruhespannung (Open Circuit Voltage, OCV) der Batterie erforderlich. Diese Ruhespannung kann mit hinreichender Genauigkeit jedoch nur gemessen werden, wenn nach dem Ende eines Entladevorgangs eine nicht unbeträchtliche Zeitdauer vergangen ist. So ist beispielsweise aus Fig. 6 von EP 1 314 992 A2 entnehmbar, dass eine Ruhephase von bis zu 3000 Sekunden, also von bis zu 50 Minuten erforderlich sein kann, bis die Spannung nach der Beendigung eines Entladevorgangs einen stabilen Wert angenommen hat. Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feststellen der tatsächlichen Kapazität einer Batterie zur Verfügung zu stellen, durch die die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden. Diese Aufgabe wird gelöst und weitere Vorteile werden erzielt durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 und die Vorrichtung gemäß Anspruch 8. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Feststellen der tatsächlichen Kapazi- tät einer Batterie erfolgt unter Verwendung eines Kennlinienfelds, wobei am Anfang eines Entladevorgangs die Anfangsspannung U _Be ginn der Batterie, die Entladestromstärke und die Temperatur der Batterie ermittelt werden, hieraus durch Vergleich mit den im Kennlinienfeld vorhandenen Daten eine Kennlinie ausgewählt und ein Anfangszustand der Batterie festgelegt wer- den. Am Ende des Entladevorgangs werden die Schlussspannung ÜMess der Batterie gemessen und diese Schlussspannung ÜMess mit der aufgrund der gewählten Kennlinie erwarteten Spannung ÜErwartet am Ende der Entladung verglichen und für den Fall, dass die Schlussspannung (ÜMess) kleiner als die aufgrund des Entladevorgangs erwartete Spannung (ÜErwartet) ist, wird festge- stellt, dass die tatsächliche Kapazität der Batterie kleiner ist als die am Anfang des Entladevorgangs angenommene entnehmbare Kapazität.. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zur Bewertung des Alterungszustands einer Batterie keine Ruhespannung (Open Circuit Votage, OCV) gemessen werden muss, das Verfahren bei normalen Einsatzzwecken verwendbar ist, einfach anzuwenden ist, da es keine speziellen Testmodi oder -Prozeduren benötigt, und nicht auf komplizierten Parametern und/oder Modellen beruht. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit im laufenden Betrieb auf einfache Weise eine dedizierte Aussage über den aktuellen Energieinhalt einer Batterie gemacht werden. Aufgrund der durch das erfindungsgemäße Verfahren richtig nachgeführten tatsächlichen bzw. korrigierten Batteriekapazität ist auch eine genaue Aussage über die tatsächlich verfügbare Strommenge einer Batterie möglich.

Gemäß einer ersten vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung erfolgt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Feststellung der tatsächlichen Kapazität der Batterie, indem die oben beschriebenen Schritte in der angegebenen Reihefolge mehrere Male in Folge wiederholt und eine Bewertung der ermittelten Differenz zwischen der Schlussspannung UMess und der erwarteten Spannung UErwartet durchgeführt werden.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn beim erfindungsgemäßen Verfahren die Feststellung der tatsächlichen Kapazität der Batterie erfolgt, nachdem die oben beschriebenen Schritte wenigstens 5 Mal in Folge durchgeführt wurden. Zur Feststellung der tatsächlichen Kapazität der Batterie kann vorteilhafter Weise beispielsweise wie folgt vorgegangen werden: In einem zweidimensionalen Koordinatensystem werden die Anfangsspannung U _Be ginn und die Schlussspannung UMess der Batterie gegen die Zeit in Abhängigkeit von der entnommenen Ladungsmenge, sowie die erwartete Spannung UErwartet gegen die Zeit in Abhängigkeit von der entnommenen Ladungsmenge eingetragen, die Steigung der Verbindungslinie zwischen der Anfangsspannung U _Beg inn und der Schlussspannung U ess, sowie die Steigung der Verbindungslinie zwischen der Anfangsspannung UBeginn und der erwarteten Spannung UErwartet ermittelt, und hieraus die Differenz der Steigungen der Verbindungs- linien oder der Winkel zwischen den Verbindungslinien ermittelt. Diese ermittelten Werte können dann zur Feststellung der tatsächlichen Kapazität herangezogen werden Selbstverständlich kann und wird in der Praxis das gerade beschriebene Verfahren - so wie alle anderen hier offenbarten Verfahren auch - unter Zuhilfenahme einer Recheneinheit und entsprechender digitaler bzw. digitalisierter Daten durchgeführt werden.

Da die Feststellung einer verringerten tatsächlichen Kapazität einer Batterie zum Beispiel für das Energiemanagement eines Elektrofahrzeugs oder Hyb- rid-Fahrzeugs von eminenter Wichtigkeit ist, und die tatsächliche Kapazität beispielsweise für eine Reichweitenvoraussage verwendet wird, ist es ge- mäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass für den Fall, dass die Bewertung des Alterungszustands eine im Vergleich zu einer neuwertigen Batterie verringerte tatsächliche Kapazität ergeben hat, eine verringerte nominale, entnehmbare, verfügbare und/oder tatsächliche Kapazität in einer Speichereinrichtung gespeichert wird/werden.

Diese(r) gespeicherte(n) Wert(e) stehen dann beispielsweise anderen Einrichtungen für weitere Berechnungen und/oder Bewertungen zur Verfügung und können beispielsweise aus der Speichereinrichtung ausgelesen werden. Für den Fall, dass die Bewertung des Alterungszustands eine im Vergleich zu einer neuwertigen Batterie verringerte tatsächliche Kapazität ergeben hat, wird/werden in vorteilhafter Weise bei einem durch eine mathematische Formel beschriebenen Kennlinienfeld und/oder bei einer durch eine mathematische Formel beschriebenen Kennlinie die Größe der nominalen, entnehmbaren und/oder verfügbaren Kapazität um ein vorgebbaren Wert zurückgenommen.

Aus Gründen der Systemstabilität ist es von Vorteil, wenn die ermittelte Änderung der tatsächlichen Kapazität nicht voll angerechnet wird, sondern nur eine Adaption in die entsprechende Änderungsrichtung beschrieben wird. Daher ist vorteilhaft, wenn die ermittelte Verringerung der tatsächlichen Kapazität nicht im vollem Umfang für die Bestimmung der nominalen, entnehmbaren und/oder verfügbaren Kapazität verwendet wird. Die vorliegende Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zum Feststellen der tatsächlichen Kapazität einer Batterie mit einer Speichereinrichtung, einer Spannungsmesseinrichtung, einer Strommesseinrichtung, einer Temperaturmesseinrichtung und einer Recheneinheit und einem darin ausführbaren Computerprogramm, wobei die Speichereinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens ein Kennlinienfeld einer Batterie zu speichern bzw. darin gespeichert zu haben, die Spannungsmesseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Anfangsspannung U _Be ginn der Batterie am Anfang und eine Schlussspannung UMess der Batterie am Ende eines Entladevorgangs zu messen, die Strommesseinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens die Stärke eines Entladestroms der Batterie zu messen, die Temperaturmesseinrichtung dazu eingerichtet ist, die Temperatur von wenigstens einer Batteriekomponente zu messen, und die Recheneinheit mit dem darauf ablaufenden Computerprogramm dazu eingerichtet ist, unter Berücksichtigung der An- fangsspannung U _Be ginn, der Schlussspannung Uwiess und der aufgrund der gewählten Kennlinie erwarteten Spannung UErwartet die tatsächliche Kapazität der Batterie festzustellen, derart, dass für den Fall, dass die Schlussspannung (UMess) kleiner als die aufgrund des Entladevorgangs erwartete Spannung (U _E rwartet) ist, festgestellt wird, dass die tatsächliche Kapazität der Batte- rie kleiner ist als die am Anfang des Entladevorgangs angenommene entnehmbare Kapazität.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist weiter dazu eingerichtet, ein jedes der oben beschriebenen Verfahren durchführen zu können. Eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart, dass sie zur Durchführung aller erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist, ist Fachleuten aufgrund ihrer Kenntnisse bekannt bzw. kann durch einige wenige Versuche leicht ermittelt werden. Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Dabei zeigen: Fig. 1 : Ein Diagramm mit einigen in einem Kennfeld einer Batterie hinterlegten Kennlinien;

Fig. 2: Ein Diagramm mit dem tatsächlichen Verlauf der Spannung einer Batterie aufgetragen gegen die Zeit in Abhängigkeit von der entnommenen La- dungsmenge und dem entsprechenden erwarteten Verlauf der Spannung aufgrund der ausgewählten Kennlinie

Fig. 3: Ein ähnliches Diagramm wie in Fig. 2, jedoch mit eingetragenen Verbindungsgeraden Zwischen U _Be ginn Und \J _Mess SOWie U _Be ginn Und U _E rwartet- Die Darstellungen in den Figuren sind rein schematisch und nicht maßstabsgerecht. Die nachfolgend erläuterten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Die vorliegende Erfindung ist selbstverständlich nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.

In der nachfolgenden Beschreibung haben die folgenden Begriffe die jeweils angegebene Bedeutung:

Nominale Kapazität: Die gemäß Angabe des Herstellers entnehmbare

Strommenge, normiert auf eine Standard- Temperatur und einen Referenzstrom (wird auch als Nennkapazität bezeichnet);

Entnehmbare Kapazität: die je nach Batterie-/Akkumulator-Technologie unterschiedlich große, tatsächlich entnehmbare Strommenge in Abhängigkeit von der Temperatur und der Stromstärke;

Verfügbare Kapazität: gemessene Kapazität bei Standard-Temperatur und Referenzstromstärke; wird zur Bewertung der Abweichung von der nominalen Kapazität verwendet;

Tatsächliche Kapazität: tatsächlich entnehmbare Kapazität in Abhängigkeit von der Temperatur und der Stromstärke;

Das in Fig. 1 gezeigte Diagramm zeigt Spannungsverläufe einer Batterie bei Entladung mit verschiedenen Stromstärken bei einer gegebenen Temperatur sowie den ungefähren Verlauf der Ruhespannung Uo.

Der im Diagramm angegebene I20 bedeutet einen 20-stündigen Entladestrom bezogen auf die nominale Kapazität. Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, sinkt mit steigender Stromstärke (=steigendes Vielfaches von l ₂ o) die Anfangsspannung (Spannungslage) der Batterie. Gleichzeitig sinkt bei höherer Stromstärke die entnehmbare Strommenge. Eine weitere Abhängigkeit besteht in Bezug auf die Temperatur der Batterie. Hier gilt vereinfacht, dass die Entlademengen geringer und die Batteriespannung niedriger werden, je niedriger die Temperatur ist. Mit Hilfe dieses Wissens oder durch Messungen kann ein Kennlinienfeld generiert oder erzeugt werden, wobei die einzelnen Kennlinien unter Berücksichtigung der Entladestromstärke, der Temperatur und der entnehmbaren Kapazität der Batterie generiert oder erzeugt werden.

Auf Grundlage des Kennlinienfelds kann unter Betrachtung der Entladestromstärke und der Temperatur der Batteriezustand beurteilt werden. Es kann der aktuelle Zustand der Batterie bewertet werden, es kann eine Abschätzung der entnehmbaren Ladungsmenge und mittels eines Ver- gleichs des tatsächlichen Spannungsverlaufs mit dem aufgrund der gewählten Kennlinie erwarteten Spannungsverlauf unter Berücksichtigung der tatsächlich entnommenen Ladungsmenge der Alterungszustand der Batterie bewertet werden. Erfindungsgemäß ist somit keine Bewertung eines Ruhezustandes der Batterie erforderlich.

Fig. 2 und Fig. 3 zeigen jeweils ein Diagramm, in dem der tatsächliche Verlauf der Spannung U einer Batterie aufgetragen gegen die Zeit t in Abhän- gigkeit von der entnommenen Ladungsmenge AQ und der erwartete entsprechende Verlauf der Spannung aufgrund der ausgewählten Kennlinie gezeigt sind. Wie aus den Diagrammen zu entnehmen ist, wird hierbei im Verlauf der Zeit t von einer im Wesentlichen konstanten Stromstärke l _e i _a ausgegangen.

Die zu wählende Kennlinie wird erfindungsgemäß aufgrund der Anfangsspannung Ußeginn der Batterie, der Entladestromstärke und der Temperatur der Batterie aus dem Kennlinienfeld ausgewählt. Am Ende des Entladevorgangs wird die Schlussspannung Ui iess der Batterie gemessen, und diese Schlussspannung U _Me ss wird mit der aufgrund der gewählten Kennlinie erwarteten Spannung U _Er wartet am Ende der Entladung verglichen. Für den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Fall, dass die Schlussspannung UMess kleiner als die erwartete Spannung UErwartet am Ende des Entladevorgangs ist, wird festgestellt, dass die tatsächliche Kapazität der Batterie kleiner ist als die am Anfang des Entladevorgangs angenommene entnehmbare Kapazität. Für die Berechnung der tatsächlichen Kapazität bzw. für die Berechnung der Verringerung der tatsächlichen Kapazität im Vergleich zur nominalen, entnehmbaren und/oder verfügbaren Kapazität kann auf bekannte Erfahrungswerte bzw. Berechnungsmethoden zurückgegriffen werden.

Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, kann in einem zweidimensionalen Koordinatensystem, dem bei Verwendung einer Recheneinheit ein zweidimensionales Datenarray entspricht, die Anfangsspannung Ußeginn und die Schlussspannung UMess der Batterie gegen die Zeit in Abhängigkeit von der entnomme- nen Ladungsmenge, sowie die erwartete Spannung UErwartet gegen die Zeit in Abhängigkeit von der entnommenen Ladungsmenge eingetragen werden.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird am Anfang eines Entladevorgangs die Anfangsspannung Ußeginn gemessen. Da diese u.a. von der Stärke des Entladestroms abhängig ist, ist„am Anfang" hier so zu verstehen, dass gegebenenfalls eine ausreichende Zeitdauer am Beginn des Entladevorgangs abgewartet werden kann (z.B. 1 , 2, 4, 6, 8, 10, 15, 30 Sekunden; 1 , 2, 3, 4, 5 Minuten), bis sich eine„stabile" Anfangsspannung eingestellt hat. Wie Fachleuten bekannt ist, hängt die Zeitdauer, bis zu der sich eine„stabile" Anfangsspannung einstellt, derart von der Entlade-Stromstärke ab, dass bei niedrigen Stromstärken (z.B. im Bereich von etwa 1xl ₂ o bis zu etwa 5x l ₂₀ ) eine Zeitdauer im Minutenbereich, und bei hohen Stromstärken (z.B. im Bereich ab etwa 10xl ₂ o) eine Zeitdauer von weniger als einer Minute ausreichend ist.

Da während eines Entladevorgangs in der Regel nicht bekannt ist, wann dieser endet, kann selbstverständlich die Spannung der Batterie während eines Entladevorgangs kontinuierlich oder in vorgebbaren Zeitabständen gemessen werden. Wenn dann der Entladevorgang beendet ist, wird die zuletzt während des Entladevorgangs gemessene Spannung als Schlussspannung UMess verwendet.

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, kann die ermittelte Differenz zwischen U ess und Unrwartet unter Berücksichtigung der verwendeten Kennlinie zur Bewertung des Alterungszustands einer Batterie verwendet werden.

Beispielsweise kann, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, die Steigung der Verbindungslinie zwischen der Anfangsspannung Ußeginn und der Schlussspannung U _Me ss, sowie die Steigung der Verbindungslinie zwischen der Anfangs- Spannung Ußeginn und der erwarteten Spannung UErwartet ermittelt werden, die Differenz der Steigungen der Verbindungslinien oder der Winkel φ zwischen den Verbindungslinien ermittelt und zur Feststellung der tatsächlichen Kapazität verwendet werden.

Überschreitet beispielsweise der in Fig. 3 gezeigte Winkel φ einen vorgebbaren Schwellwert, kann durch die Alterungsbewertung die entnehmbare Kapazität um einen bestimmten Betrag zurückgenommen, bzw. die Berechnung der verfügbaren Kapazität auf Basis einer„kleineren" Batterie durchgeführt werden.

Erfahrungsgemäß sollte die Feststellung der tatsächlichen Kapazität einer Batterie nicht nur auf einer Einzelmessung beruhen, sondern es sollte die Messung mehrere Male, bevorzugt mindestens 5 Mal oder öfter (z.B. 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 15) in Folge wiederholt werden und eine Bewertung der Abweichung UErwartet - Ui iess oder des Winkels φ vorgenommen werden. Hintergrund hierfür ist, dass die zu bestimmenden Größen durch viele Parameter beeinflusst werden können, und durch eine ausreichende Anzahl an Wiederholungen und entsprechende Bewertung der ermittelten Messergebnisse (z.B. Mittelwertbildung) eine ausreichend genaue Annäherung an den tatsächlich gegebenen Alterungszustand der Batterie erreicht werden kann. Allgemein gilt, dass mit einer steigenden Anzahl an Messungen auch die Genauigkeit bei der Beurteilung des Alterungszustands der Batterie zunimmt. Aus Gründen der Systemstabilität ist es oftmals auch von Vorteil, wenn die festgestellte Verringerung der tatsächlichen Kapazität nicht im vollen Umfang in die Berechnung der nominalen, entnehmbaren und/oder verfügbaren Kapazität eingeht, sondern lediglich eine Adaption in die entsprechende Änderungsrichtung vorgenommen wird. So kann beispielsweise die ermittelte Ver- ringerung der tatsächlichen Kapazität mit einem vorgebbaren Faktor <1 (z.B. 0,9; 0,8; 0,75; 0,6; 0,5) multipliziert und der sich so ergebende Bruchteil der ermittelten Verringerung der tatsächlichen Kapazität für die Bewertung bzw. Berechnung verwendet werden. Ist das verwendete Kennlinienfeld bzw. die verwendete Kennlinie durch eine mathematische Formel beschrieben, so kann beispielsweise die Größe der nominalen, entnehmbaren und/oder verfügbaren Kapazität um ein definiertes Delta zurückgenommen werden. Die Alterung und damit die Änderung der verfügbaren Kapazität einer Batterie ist keine stochastisch einsetzende sondern eine sich langsam ändernde Größe. Vor diesem Hintergrund können die erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise kontinuierlich, in vorgebbaren Zeitabständen und/oder nach eine vorgebbaren Anzahl an Lade- und Entladevorgängen wiederholt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist bei normalen Einsatzzwecken verwendbar, ist einfach anzuwenden, benötigt keine speziellen Testmodi oder -Prozeduren, und beruht nicht auf komplizierten Parametern und/oder Modellen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann somit im laufenden Betrieb auf einfache Weise eine dedizierte Aussage über den aktuellen Energieinhalt einer Batterie gemacht werden. Aufgrund der durch das erfindungsgemäße Verfahren richtig nachgeführten tatsächlichen bzw. korrigierten Bat- teriekapazität ist auch eine genaue Aussage über die tatsächlich verfügbare Strommenge einer Batterie möglich. Das erfindungsgemäße Verfahren hat weiter den Vorteil, dass es unabhängig von der Zelltechnologie anwendbar ist und keine Ah-Integration erfordert.