DE102020100426A1

DE102020100426A1 - Verfahren und Diagnosewerkzeug für ein Batteriepack

Info

Publication number: DE102020100426A1
Application number: DE102020100426.5A
Authority: DE
Inventors: Andrew J. Cornelli; Ciro A. Spigno
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2020-01-10
Publication date: 2020-08-06
Also published as: US20200249279A1; CN111537896A

Abstract

Ein Verfahren zur Diagnose von Batteriepackfehlern beinhaltet das Anschließen eines Diagnoseservicewerkzeugs (DST) an das Batteriepack und das Messen von Batterieparametern unter Verwendung eines oder mehrerer elektrischer Sensoren, einschließlich einer Spannung jeder Zelle/Zellgruppe. Das Verfahren beinhaltet das Berechnen eines durchschnittsgemittelten Ladezustandes (SOC) jedes Batterieabschnitts über das DST unter Verwendung der Batterieparameter und das Identifizieren einer bestimmten der Zellen oder Zellgruppen mit einem niedrigsten Zell-SOC aus den Zellen/Zellgruppen jedes jeweiligen Abschnitts. Für jeden einzelnen Batterieabschnitt wird eine ΔDer SOC-Wert wird als Differenz zwischen dem Durchschnittswert des Abschnitts und dem niedrigsten Zell-SOC berechnet, einschließlich des Vergleichs des ΔSOC-Wert für jeden Abschnitt bis zu einem kalibrierten Schwellenwert. Eine Reparaturmaßnahme wird in Bezug auf den Batteriepack über das DST als Reaktion auf die ΔSOC-Wert für einen oder mehrere Abschnitte, die den kalibrierten Schwellenwert überschreiten.

Description

EINFÜHRUNG
Elektrochemische Batteriepacks werden als Gleichstromversorgung (DC) an Bord von Fahrzeugen und mobilen Systemen, in Kraftwerken und als Kernkomponenten anderer elektrischer Systeme eingesetzt. Hochenergie-Batteriepacks bestehen aus mehreren Teilen miteinander verbundener Batteriezellen. Jede Batteriezelle verfügt über einen internen Zellaufbau, der in einigen Konfigurationen eine dünne Schicht aus Isoliermaterial beinhaltet, die zwischen gegenüberliegenden, geladenen Elektrodenfolien angeordnet ist. Der Zellenaufbau ist in einem äußeren Folienbeutel mit einem Elektrolytmaterial versiegelt, wobei Verlängerungen der Elektrodenfolien aus den Taschenrändern herausragen, um dadurch positive und negative Zelllaschen zu bilden. Die Zellenlaschen werden schließlich über leitfähige Verbindungselemente, Sammelschienen oder Schweißkappen verschweißt oder miteinander verbunden, um einen bestimmten Batterieabschnitt zu konstruieren.
Einzelne Zell spannungen und Ladezustände der Zellen werden über einen Batteriesystemmanager berechnet, verfolgt und abgerechnet, z.B. eine eingebaute Batteriesteuerung, die den Zustand des Batteriepacks überwacht, die Restkapazität oder die elektrische Reichweite schätzt und automatische Algorithmen für den Zellausgleich über ein Ladungsungleichgewicht informiert, das im Batteriepack vorhanden sein kann. Latente Konstruktionsfehler, elektrische Fehler oder Fehler bei der Ausführung solcher Cell-Balancing-Algorithmen oder der zugehörigen Cell-Sense-Hardware und/oder Schwankungen der Selbstausgleichsraten der verschiedenen Batteriezellen können jedoch zu Zellspannungsdifferenzen oder Ladungsungleichgewichten im gesamten Batteriepack führen.
Elektrische Fehler, die sich aus den oben genannten Bedingungen ergeben, können einen Benutzer eines Fahrzeugs oder eines anderen elektrischen Systems, das mit einem Batteriepack ausgestattet ist, veranlassen, eine Serviceeinrichtung zur Reparatur oder zum Austausch des Batteriepacks aufzusuchen. Angesichts der Komplexität neu entstehender hochenergetischer, mehrzelliger Batteriepacks kann es erforderlich sein, dass ein System-Service-Techniker Spannungsdaten aus dem Batteriepack als Binärdatei extrahiert und die extrahierte Binärdatei an eine externe Batterieanalyseeinrichtung weiterleitet. Dort kann ein Team von Batteriespezialisten die binären Daten konvertieren und analysieren, um festzustellen, ob und wo sich eine defekte Batteriezelle im gewarteten Batteriepack befinden kann. Eine von den Batteriespezialisten abgeleitete Reparaturmaßnahme wird anschließend an den Servicetechniker vor Ort zur Reparatur oder zum Austausch des Batteriepacks weitergeleitet. Der gesamte Diagnose- und Reparaturzyklus kann in Bezug auf Zeit, Kosten und mögliche diagnostische Ungenauigkeiten suboptimal sein.
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf Verfahren und Servicewerkzeuge zur Diagnose eines mehrzelligen Batteriepacks, z.B. eines Hochspannungsakkus zum Betreiben eines batterieelektrischen oder hybriden Elektrofahrzeugs. Der hierin vorgesehene Batteriepack beinhaltet mehrere in Reihe geschaltete Batteriezellen oder Gruppen davon. Jede einzelne Zelle oder Zellgruppe ist aus parallel geschalteten Batteriezellen der allgemein oben beschriebenen Folienbeutelkonstruktion oder einer ähnlichen Konstruktion aufgebaut. Zu den repräsentativen Fehlern in einem solchen Batteriepack gehören im Allgemeinen niedrige Zellspannungspegel und Fehler bei der Erkennung von Batteriezellen, die beide mit Hilfe der hierin offenbarten Strategie- und Servicewerkzeuge diagnostiziert und behandelt werden können.
Das Servicewerkzeug kann als tragbare Computervorrichtung ausgeführt werden, die eingerichtet ist, um über eine SPI-Verbindung (Serial Port Interface) oder ein anderes geeignetes Protokoll mit einer Onboard-Steuerung, z.B. einem Batteriemanagementsystem (BMS) eines exemplarischen Kraftfahrzeugs, zu kommunizieren. Wie anerkannt, kann ein BMS verwendet werden, um den Ladezustand und den Zustand eines Batteriepacks zu überwachen und den Betrieb und die Wärmeentwicklung des Batteriepacks zu regeln, und wird daher kontinuierlich mit Akkuspannungs- und -stromdaten versorgt, die als Teil des vorliegenden Verfahrens vorteilhaft verwendet werden können.
Nach Anschluss an das GLT und/oder an den Batteriepack ist das Servicewerkzeug eingerichtet, um die Diagnosegenauigkeit des Batteriepacks durch Berechnung der SOC-Werte (SOC = Differential State of Ladezustand auf Zellen- und Batterieabschnittsebene) zu verbessern, d.h. eine Differenz oder ein „Delta“ (Δ) zwischen einem durchschnittlichen SOC jedes Batterieabschnitts und einem SOC der schwächsten/niedrigsten Energiebatteriezelle/Zellgruppe davon. Die Zelle und die Abschnitt ΔSOC-Werte werden danach zur Diagnose spezifischer Batteriefehler verwendet, einschließlich des oben genannten niederzelligen Fehlers und einiger Arten extremer Zellsensorfehler. Zum Beispiel sind viele Zellsensorfehler auf Widerstandsprobleme zurückzuführen, die sich als eine hohe Zelle neben einer niedrigen Zelle darstellen. Wenn der SOC der niedrigen Zelle noch relativ nahe am SOC der hohen Zelle liegt, wird der ΔSOC-Wert möglicherweise nicht in der Lage sein, den Zellsensorfehler zu erkennen. In einem solchen Fall könnten die Zellspannungen benachbarter Zellen verglichen werden. Eine entsprechende Reparaturmaßnahme wird dann als Reaktion auf die diagnostizierten Fehler eingeleitet.
In einer exemplarischen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Diagnose von Fehlern in einem Batteriepack mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen oder Zellgruppen offenbart. Die Batteriezellen oder Zellgruppen sind in mehreren Batterieabschnitten des Batteriepacks angeordnet. Das Verfahren beinhaltet das Anschließen eines Diagnoseservicewerkzeugs (diagnostic service tools, DST) an das Batteriepack, dann das Messen eines Satzes von Batterieparametern unter Verwendung eines oder mehrerer elektrischer Sensoren, einschließlich des Messens einer entsprechenden Spannung jeder der Batteriezellen oder Zellgruppen und möglicherweise der Temperatur. Das Verfahren beinhaltet ferner das Berechnen eines durchschnittlichen Ladezustandes (SOC) jedes der Batterieabschnitte über das DST unter Verwendung des Satzes von Batterieparametern und das Identifizieren einer bestimmten der Batteriezellen oder Zellgruppen mit einem niedrigsten Zell-SOC aus den Batteriezellen oder Zellgruppen jedes einzelnen der Batterieabschnitte.
Zusätzlich beinhaltet das Verfahren in dieser Ausführungsform das Berechnen, über das DST für jeden einzelnen der Batterieabschnitte, eines ΔSOC-Werts als Differenz zwischen dem abschnittsgemittelten SOC und dem niedrigsten Zell-SOC sowie dem Vergleich des ΔSOC-Werts für jeden der Batterieabschnitte bis zu einem kalibrierten Schwellenwert. Danach beinhaltet das Verfahren das Ausführen einer Reparaturmaßnahme in Bezug auf den Batteriepack über das DST, in Reaktion auf den ΔSOC-Wert für mindestens einen der Batterieabschnitte, der den kalibrierten Schwellenwert überschreitet. Eine solche Reparaturmaßnahme könnte die Einleitung der Reparaturmaßnahme über das DST beinhalten, gefolgt von einer manuellen oder automatisierten Reparatur, um die von dem DST eingeleitete Reparaturmaßnahme zu erreichen.
Der Batteriepack kann mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) in Verbindung stehen, so dass das Verbinden des DST mit dem Batteriepack das Verbinden des DST mit dem BMS über eine Kommunikationsverbindung beinhaltet.
Der Batteriepack und das BMS können Teil eines Kraftfahrzeugs sein, in dem der Batteriepack über ein Wechselrichtermodul mit einer elektrischen Maschinenaktion verbunden ist.
Das DST kann eine Anzeigevorrichtung beinhalten oder mit ihr in Verbindung stehen, wobei die Reparaturmaßnahme die Anzeige einer erforderlichen Reparaturmaßnahme über die Anzeigevorrichtung beinhaltet.
Die Reparaturmaßnahme kann Folgendes umfassen, als Reaktion auf den ΔSOC-Wert für zwei der Batterieabschnitte, der den kalibrierten Schwellenwert überschreiten, durch Austausch des Batteriepacks.
Die Durchführung der Reparaturmaßnahme kann als Reaktion auf den ΔSOC-Wert für einen einzelnen der Batterieabschnitte erfolgen, der den kalibrierten Schwellenwert überschreitet, durch Austausch oder Reparatur des einzelnen der Batterieabschnitte.
Einige Ausführungsformen des Verfahrens beinhalten das Empfangen eines Datensignals von dem BMS, das ein Baudatum des Batteriepacks anzeigt, und dann das Bestimmen, über das DST unter Verwendung des Datensignals und einer aufgezeichneten Wartungshistorie und/oder einer Bauparameterhistorie einer Population von Batteriepacks, ob das Baudatum innerhalb eines Zeitraums liegt, in dem eine vorbestimmte Anzahl von Fehlern in einer oder beiden der Historien aufgezeichnet wird. Die Reparaturmaßnahme kann das Ersetzen des Batteriepacks als Reparaturmaßnahme beinhalten, wenn das Baudatum innerhalb der Frist liegt.
Die Durchführung der Reparaturmaßnahme kann das automatische Ausfüllen eines Reparaturauftrags und einer Stückliste über die Sommerzeit beinhalten.
Ein Diagnoseservicewerkzeug wird auch zur Fehlerdiagnose im oben genannten Batteriepack offenbart. Das Werkzeug beinhaltet einen Prozessor und einen Speicher, auf dem oder in dem Anweisungen aufgezeichnet sind, die vom Prozessor ausgeführt werden können, wobei die Ausführung der Anweisungen bewirkt, dass das Diagnoseservicewerkzeug, wenn es mit dem Batteriepack verbunden ist, einen Satz von Batterieparametern von einem oder mehreren elektrischen Sensoren empfängt, einschließlich einer entsprechenden Spannung jeder der Batteriezellen oder Zellgruppen. Das Werkzeug berechnet unter Verwendung des Satzes von Batterieparametern auch einen durchschnittsgemittelten SOC-Wert für jeden der Batterieabschnitte und identifiziert aus den Batteriezellen oder Zellgruppen jedes einzelnen der Batterieabschnitte eine bestimmte der Batteriezellen oder Zellgruppen mit dem niedrigsten Zell-SOC.
Das Werkzeug ist auch eingerichtet, um für jeden einzelnen der Batterieabschnitte einen ΔSOC-Wert als Differenz zwischen dem durchschnittsgemittelten SOC und dem niedrigsten Zell-SOC zu bestimmen, um den ΔSOC-Wert für jeden der Batterieabschnitte bis zu einem kalibrierten Schwellenwert zu vergleichen und einer Reparaturmaßnahme in Bezug auf das Batteriepack als Reaktion auf den ΔSOC-Wert für mindestens einen der Batterieabschnitte, der den kalibrierten Schwellenwert überschreitet, auszuführen.
Die obige Zusammenfassung soll nicht jede mögliche Ausführungsform oder jeden Aspekt der vorliegenden Offenbarung darstellen. Vielmehr soll die vorstehende Zusammenfassung einige der hierin offenbarten neuen Aspekte und Merkmale veranschaulichen. Die vorgenannten Merkmale und Vorteile sowie andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung der repräsentativen Ausführungsformen und Modalitäten für die Durchführung der vorliegenden Offenbarung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren und den beigefügten Ansprüchen.
Figurenliste

1 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Kraftfahrzeugs mit einem elektrischen Antriebsstrang, einem mehrzelligen Antriebsbatteriesatz und einem tragbaren Servicewerkzeug in Form eines Diagnoseservicewerkzeugs (DST), das eingerichtet ist, um vorbestimmte Fehler des Batteriesatzes nach dem vorliegenden Verfahren zu diagnostizieren.
2 ist eine schematische Darstellung einer exemplarischen Zellgruppenkonfiguration, die als Teil des in 1 dargestellten Batteriepacks verwendet werden kann.
3 ist ein Diagramm einer möglichen Ladezustandsverteilung für einen Beispielsatz von Batteriezellgruppen.
4 ist ein Flussdiagramm, das eine exemplarische Ausführungsform eines Verfahrens zur Fehlerdiagnose in dem in 1 dargestellten Batteriepack beschreibt.

Die vorliegende Offenbarung ist empfänglich für Änderungen und alternative Formen, wobei repräsentative Ausführungsformen beispielhaft in den Figuren dargestellt und im Folgenden ausführlich beschrieben sind. Erfinderische Aspekte dieser Offenbarung sind nicht auf die offenbarten Formulare beschränkt. Vielmehr soll die vorliegende Offenbarung Änderungen, Äquivalente, Kombinationen und Alternativen abdecken, die in den Anwendungsbereich der Offenbarung fallen, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Unter Bezugnahme auf die Figuren, wobei gleiche Bezugszeichen verwendet werden, um gleiche oder identische Komponenten in den verschiedenen Ansichten zu identifizieren, ist in 1 ein exemplarisches Antriebsstrangsystem 10 dargestellt. Das Antriebsstrangsystem 10 beinhaltet einen mehrzelligen, wiederaufladbaren Batteriepack (B_HV) 12, wobei der hier verwendete Index „HV“ für Hochspannung steht. Der Begriff „Hochspannung“ wiederum bezieht sich in einigen Ausführungsformen auf Spannungspegel von etwa 60-300V oder mehr, wobei Spannungspegel von 18-60V in Abhängigkeit von der gewünschten Nutzung des Antriebsstrangsystems 10 und des Batteriepacks 12 im Verhältnis zu 12-15V Hilfsspannungspegeln „Hochspannung“ sind. Das Antriebsstrangsystem 10 beinhaltet ein Batteriemanagementsystem (BMS) 50 oder eine andere eingebaute Batteriesteuerung. Wie im Folgenden erläutert, wird ein Diagnoseservicewerkzeug (DST) 55, das als tragbares Service-Scan-Tool/Computer eingerichtet ist, z.B. ein J2534-kompatibles Servicewerkzeug, mit einem computerausführbaren Algorithmus programmiert, der ein Verfahren 100 verkörpert, dessen Beispiel im Folgenden in Bezug auf 4 beschrieben wird.
In Echtzeit kann das BMS 50 verwendet werden, um eine verbleibende Menge an nutzbarer Energie/elektrischer Leistung im Batteriepack 12 oder einzelnen Batterieabschnitten 12S des Batteriepacks 12 zu schätzen sowie um elektrische Parameter zu überwachen, die für die gesamte Steuerung und den Zustand des Batteriepacks 12 relevant sind. So kann beispielsweise das BMS 50 Spannung, Strom, Ladezustand und Temperatur des Batteriepacks 12 und, wenn möglich, seiner einzelnen Batterieabschnitte 12S oder der Batteriezellen 14 überwachen (siehe 2). Wenn das BMS 50 in einem exemplarischen Fahrzeug 30, wie in 1 dargestellt, z.B. einem batterieelektrischen oder hybriden elektrischen Kraftfahrzeug, verwendet wird, kann das BMS 50 einen verbleibenden elektrischen Fahrbereich des Fahrzeugs 30 schätzen und/oder andere Steuerfunktionen ausführen, um den ordnungsgemäßen Betrieb des Batteriepacks 12 sicherzustellen.
In Bezug auf das exemplarische Fahrzeug 30 kann das Antriebssystem 10 optional als oder zur Verwendung in einem Kraftfahrzeug mit einem Satz von Straßenrädern 20 ausgeführt sein. Mindestens ein Teil der Straßenräder 20 sind angetriebene Räder, wobei die motorische Drehung solcher Straßenräder 20 das Fahrzeug 30 antreibt. Alternativ kann das Antriebssystem 10 von 1 auch zum Antreiben anderer Fahrzeugtypen verwendet werden, wie beispielsweise Schienenfahrzeuge/Züge, Flugzeuge und Seeschiffe. Ebenso kann das Antriebssystem 10 in nicht-fahrzeuggebundenen Anwendungen eingesetzt werden, einschließlich Kraftwerken, Robotern, mobilen Plattformen, Hebezeugen, Bohrern oder anderen derartigen Antriebsausrüstungen. Zur Veranschaulichung der Einfachheit und Konsistenz wird das Fahrzeug 30 im Folgenden als exemplarische Anwendung des Antriebsstrangsystems 10 dargestellt, ohne das Antriebsstrangsystem 10 auf eine solche Ausführungsform zu beschränken.
Unter kurzer Bezugnahme auf 2 ist das Batteriepack 12 von 1 aus Serienverbindungen einer oder mehrerer Batteriezellen 14 aufgebaut, die eine Reihenschaltung von einzelnen Batteriezellen 14 oder eine verbundene Reihe von Batteriezellgruppen 13 sein können. Jede Batteriezellengruppe 13 kann einzelne Batteriezellen 14 beinhalten, die beispielsweise als Triplett der Batteriezellen 14A, 14B und 14C dargestellt sind. Wie bereits erwähnt, beinhalten die Batteriezellen 14 eine dünne Schicht aus Isoliermaterial (nicht dargestellt), die zwischen positiven (+) und negativen (-) Metallelektrodenfolien angeordnet ist. Obwohl aus Gründen der Klarheit weggelassen, sind die Elektrodenfolien in einem versiegelten Außenbeutel mit einem Elektrolytmaterial eingeschlossen, wobei Verlängerungen der Elektrodenfolien als positive und negative Zelllaschen 15+ bzw. 15- aus dem Beutel herausragen. Die Zellenlaschen werden schließlich über Verbindungselemente oder Schweißkappen (nicht dargestellt) zu einem Batteriepack 12 verschweißt.
In der exemplarischen Zelltripelverkörperung von 2 können die drei Batteriezellen 14A, 14B und 14C, die aus Gründen der Übersichtlichkeit auch mit C1, C2 und C3 bezeichnet sind, innerhalb der Zellgruppe 13 elektrisch parallel geschaltet werden. Eine anwendungsspezifische Nummer der Batterie-Zellgruppen 13 wird in elektrischer Reihe miteinander verbunden, um den Batteriepack zu konstruieren und eine aufgabengerechte Spannungskapazität bereitzustellen. So können beispielsweise sechsundneunzig (96) oder mehr der veranschaulichten Zellgruppen 13 in der veranschaulichten exemplarischen Konfiguration des Batteriepacks 12 verwendet werden, wie sie durch die Zellgruppen 1, 2, ....,48, 49, ...95 und 96 dargestellt werden. Mehr oder weniger Batteriezellen 14 oder Zellgruppen 13 können in anderen Ausführungsformen verwendet werden.
3 veranschaulicht fünf exemplarische Batterie-Zellgruppen 13 eines gegebenen Batterieabschnitts 12S von 1 bei verschiedenen Ladezuständen, wobei der Ladezustand (SOC) auf der vertikalen Achse und der Zellindex (INDX), d.h. die nominalen Zellgruppen mit den Nominalen 1, 2, 3, 4 und 5, auf der horizontalen Achse dargestellt sind. Das Batteriepack 12 oder jeder Batterieabschnitt 12S kann obere und untere SOC-Grenzwerte aufweisen, die mit SOC_H bzw. SOC_L bezeichnet sind, über oder unter denen das BMS 50 den Betrieb des Batteriepack 12 abschalten kann, wobei der Batterieabschnitt 12S auch einen durchschnittlichen SOC (SOC_AVG) im Abschnitt aufweist. Die Zellgruppe 13 mit dem niedrigsten Zell-SOC ist mit 13L markiert.
Der abschnittsgemittelte-SOC kann auf verschiedene Weise bestimmt werden, z.B. nach dem in U.S. Patent Nr. 9,575,128 nach Frost et al. offenbarten Ansatz, der hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit aufgenommen wird. Andere Ansätze beinhalten das Referenzieren einer Nachschlagetabelle, die durch eine durchschnittliche Abschnittsspannung indiziert ist, d.h. eine Spannung über einer ersten und letzten Batteriezelle 14/Zellgruppe 13 eines gegebenen Batterieabschnitts 12S. Die durchschnittliche Abschnittsspannung kann berechnet werden, indem eine gemessene, modellierte, berechnete oder anderweitig bestimmte Abschnittsspannung für einen gegebenen Batterieabschnitt 12S durch die Anzahl der im Batterieabschnitt 12S verwendeten Batteriezellen 14/Zellgruppen 13 dividiert wird, d. h., $V_{A V G} = \frac{V_{S}}{# C e l l s}$
wobei V_AVG die durchschnittliche Zellenspannung für den Batterieabschnitt 12S ist, V_S die Abschnittsspannung ist und #Cells die Anzahl der Batteriezellen 14 oder Zellgruppen 13 im Batterieabschnitt 12S ist. Diese Informationen können von dem DST 55 von 1 bei der Ausführung des Verfahrens 100 verwendet werden.
Unter erneuter Bezugnahme auf 1 ist das Batteriepack 12 im dargestellten exemplarischen Antriebsstrangsystem 10 über ein Traktionswechselrichtermodul (TPIM) 16 mit einer elektrischen Maschine (M_E) 18, wie beispielsweise einem Fahrmotor oder einer Motor-Generator-Einheit, elektrisch verbunden. Das Batteriepack 12 arbeitet als Gleichstrom-Energiespeicher, weshalb das Batteriepack 12 über einen Gleichspannungs-Bus (VDC) mit dem TPIM 16 verbunden ist. Ein Wechselspannungsbus (VAC) wird verwendet, um das TPIM 16 mit der elektrischen Maschine 18 zu verbinden. Das Motorabtriebsdrehmoment (Pfeil T_M) wird über einen Rotor 19 der elektrischen Maschine 18 an eine gekoppelte Last abgegeben. Im Beispielfahrzeug 30 von 1 kann die gekoppelte Last beispielsweise der Satz von Antriebsrädern 20 sein, die in Bezug auf eine Fahrzeugkarosserie 17 positioniert sind, wobei das Motorabtriebsdrehmoment (Pfeil T_M) allein oder in Verbindung mit einem optionalen Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) zum Antrieb des Fahrzeugs 30 verwendet wird.
Weiterhin ist diese Vorrichtung in Bezug auf das BMS 50 in Verbindung mit dem Batteriepack 12 und eingerichtet, um gemessene Batteriesignale (Pfeil Bx) in Echtzeit, d.h. während des laufenden Betriebs des Antriebssystems 10, zu empfangen. Das BMS 50 kann einen Prozessor (P) und einen Speicher (M) beinhalten. Batteriesignale (Pfeil Bx) beinhalten, sind aber nicht unbedingt darauf beschränkt, die Spannung des Batteriepacks 12 und jedes seiner Bestandteile 12S und der Batteriezellen 14/Zellgruppen 13, einen Packstrom (Gesamtstrom, der in das Batteriepack 12 fließt) und eine Temperatur auf Pack- und/oder Zell-/Zellgruppenebene, die jeweils über einen Satz von Sensoren 21 gemessen und gemeldet werden können, die in Bezug auf das Batteriepack 12 positioniert sind. Der Speicher (M) beinhaltet einen greifbaren, nichtflüchtigen Speicher, z.B. Nur-Lese-Speicher, z.B. optisch, magnetisch, Flash, etc. Das BMS 50 beinhaltet auch ausreichende Mengen an Direktzugriffsspeicher, elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speicher und dergleichen sowie einen Hochgeschwindigkeits-Taktgeber und -Zähler, Analog-Digital- und Digital-Analog-Schaltungen, Ein-/Ausgabeschaltungen und Vorrichtungen sowie entsprechende Signalaufbereitung und Pufferschaltung.
Getrennt vom Fahrzeug 30 und seiner residenten BMS 50 ist das DST 55 eine tragbare elektronische Computervorrichtung mit einem Anzeigebildschirm (DISP) 25, der eingerichtet ist, um während des Betriebs des Fahrzeugs 30 direkt mit dem BMS 50 und/oder dem Batteriepack 12 verbunden zu sein. Das DST55 ist mit Anweisungen programmiert, die das aktuelle Verfahren 100 aus 4 verkörpern. Die Ausführung des Verfahrens 100 durch das DST 55 ermöglicht es dem DST 55, vorbestimmte Fehler des Batteriepacks 12 innerhalb einer Serviceeinrichtung automatisch zu identifizieren und zu diagnostizieren, ohne dass eine externe Analyse in der oben beschriebenen Weise erforderlich ist. Nach Ausführung des Verfahrens 100 erzeugt und sendet das DST 55 automatisch Diagnosesignale (Pfeil-CC_D), um Reparatur- oder Austauschaktionen im oben genannten Servicekontext einzuleiten. Die Diagnosesignale (Pfeil-CC_D) können in bestimmten Ausführungsformen einen Satz von Datensignalen beinhalten, die an die Anzeigevorrichtung 25 übertragen werden, wie beispielsweise einen Bildschirm, der an der Sommerzeit 55 befestigt oder in der Serviceeinrichtung angeordnet ist.
Ähnlich wie das BMS 50 beinhaltet das DST 55 von 1 einen Prozessor (P) und einen Speicher (M), wobei der Speicher (M) einen greifbaren, nichtflüchtigen Speicher beinhaltet, z.B. Nur-Lese-Speicher, z.B. optisch, magnetisch, Flash, etc. Ebenso beinhaltet das DST 55 ausreichende Mengen an Direktzugriffsspeicher, elektrisch löschbaren programmierbaren Nur-Lese-Speichern usw. sowie einen Hochgeschwindigkeits-Taktgeber und -Zähler, Analog-Digital- und Digital-Analog-Schaltungen, Ein-/Ausgabeschaltungen und Vorrichtungen sowie geeignete Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen. Die Batteriesignale (Pfeil Bx) stehen dem DST 55 bei der Durchführung des Verfahrens 100 zur Verfügung, z.B. direkt aus dem Batteriepack 12 und/oder über eine Schnittstellenverbindung mit dem BMS 50.
4 stellt eine exemplarische Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens 100 dar. Beginnend mit Schritt S102 bestimmt das DST55 die Zellenspannungen für jede der Batteriezellen 14 oder Zellgruppen 13 und ordnet dann jede der Zellenspannungen einer entsprechenden der Batterieabschnitte 12S zu. Das heißt, jede Batteriezelle 14/Zellgruppe 13 befindet sich in einem entsprechenden Batterieabschnitt 12S im Batteriepack 12. Wenn die Zellenspannungen (und möglicherweise andere Werte wie die Temperatur) gemessen und an das DST 55 gemeldet werden, z.B. direkt oder über die Kommunikation mit dem BSM 50, wird der entsprechende Standort jeder Batteriezelle 14/Zellgruppe 13, die die gemeldeten Spannungsdaten liefert, eindeutig identifiziert. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S104 fort, wenn das DST55 das Sammeln und Organisieren der Zellspannungsdaten beendet hat.
Schritt S104 beinhaltet das Bestimmen eines durchschnittlichen SOC und eines minimalen Zell-SOC für jeden Batterieabschnitt 12S des Batteriepacks 12, wiederum unter Verwendung des DST 55. Einige exemplarische Ansätze zur Ableitung des abschnittsgemittelten SOC werden oben unter Bezugnahme auf 3 dargelegt, z.B. durch Hinzufügen der einzelnen SOCs jeder einzelnen konstituierenden Batteriezelle 14/Zellgruppe 13 und Division durch die Gesamtzahl der Batteriezellen 14/Zellgruppen 13 im Batterieabschnitt 12S, Verwendung einer Voltage-to-SOC-Lookup-Tabelle, etc. Für den minimalen Zellen-SOC kann das DST 55 die einzelnen SOCs für jede der Batteriezellen 14/Zellgruppen 13 miteinander vergleichen und den niedrigsten Wert auswählen. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S106 fort, sobald das DST 55 den durchschnittlichen SOC und den minimalen SOC der Zelle für jeden der Batterieabschnitte 12S abgeleitet hat.
Bei Schritt S106 vergleicht das DST 55 für jeden Batterieabschnitt 12S des Batteriepacks 12 erneut die Daten aus Schritt S104, d.h. den minimalen Zellen-SOC und den durchschnittsgemittelten SOC, um dazwischen eine Differenz oder einen Delta-Ladezustand (ΔSOC) zu berechnen, wobei ΔSOC = SOC_AVG - SOC_MIN für jeden der Batterieabschnitte 12S. Der Ausgang von Schritt S106 ist ein Satz von ΔSOC Werten, mit einem ΔSOC Wert pro Batterieabschnitt 12S. Das DST 55 vergleicht als nächstes die einzelnen ΔSOC Werte mit einem kalibrierten ΔSOC Schwellenwert. Ein solcher Schwellenwert kann als prozentuale Differenz bestimmt werden, beispielsweise ein minimaler Zell-SOC, der mindestens 5 bis 10 Prozent niedriger ist als der entsprechende durchschnittsgemittelte-SOC im Abschnitt. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S107 fort, wenn der kalibrierte ΔSOC-Schwellenwert nicht erreicht wird, und mit Schritt S108 in der Alternative, wenn der kalibrierte ΔSOC-Schwellenwert erreicht wird.
Bei Schritt S107 bestimmt das DST 55 von 1 aus den Ergebnissen von Schritt S106, dass eine Reparatur des Batteriepacks 12 derzeit nicht erforderlich ist, und setzt danach einen entsprechenden Diagnosecode im Speicher (M) des DST 55, der ein solches Diagnoseergebnis anzeigt. Das Verfahren 100 fährt danach mit Schritt S120 fort.
Schritt S108 beinhaltet das Bestimmen, über das DST 55, ob die Ergebnisse von Schritt S106 anzeigen, dass mehr als ein Batterieabschnitt 12S einen Hoch-Schwellenwert ΔSOC hat. Ein solches Ergebnis kann auftreten, wenn der minimale Zellen-SOC für einen gegebenen Batterieabschnitt 12S mindestens 5 bis 10 Prozent niedriger ist als der durchschnittliche SOC für diesen bestimmten Batterieabschnitt 12S. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S110 fort, wenn nur ein Batterieabschnitt 12S einen Hoch-Schwellenwert ΔSOC hat, und mit Schritt S112 in der Alternative, wenn mehrere Batterieabschnitte 12S einen Hoch-Schwellenwert ΔSOC haben, der gemäß Schritt S106 berechnet wurde.
Schritt S110 wird erreicht, wenn das DST 55 bei Schritt S108 bestimmt, dass nur ein Batterieabschnitt 12S einen Hoch-Schwellenwert ΔSOC hat. Schritt S110 beinhaltet das Bestimmen, ob das betreffende Batteriepack 12 ein Baudatum oder ein Herstellungsdatum aufweist, das in einen Zeitraum fällt, in dem eine Wartungshistorie und/oder eine Bauparameterhistorie einer Population des Batteriepacks 12 zeigt, dass eine vorbestimmte Anzahl von Fehlern in der Wartungshistorie und/oder der Bauparameterhistorie aufgezeichnet wurde, oder dass anderweitig anzeigt, dass eine hohe Anzahl von defekten Batteriezellen 14/Zellgruppen 13 während einer Population verwendet worden sein kann, die einer bestimmten Charge oder einem bestimmten Bauweise entspricht. Das heißt, da die Batteriepacks 12 oft mit Batteriezellen 14/Zellgruppen 13 aus derselben Lieferantencharge montiert werden, können historische Qualitätsinformationen als Teil von Schritt S110 verwendet werden, um festzustellen, ob eine Reparatur des Batteriepacks 12 nicht eine kostengünstige Option ist.
Um diese Kenntnisse zu erlangen, kann das DST 55 ein Datensignal von dem BMS 50 empfangen, das das Baudatum der Batterie 12 anzeigt, z.B. als Teil der Batteriesignale (Pfeil BX), und dann anhand des Datensignals und der Wartungs- und/oder Bauparameterhistorie bestimmen, ob das Baudatum innerhalb des Zeitraums liegt, in dem eine vorbestimmte Anzahl von Fehlern während der jeweiligen Wartungs- und/oder Bauparameterhistorie aufgezeichnet wird. Baudatumsinformationen können Teil eines Datums-/Zeitstempels oder Codes des jeweiligen zu diagnostizierenden Batteriepacks 12 sein, Informationen, die dem DST 55 über seine Kommunikationsschnittstelle mit dem BMS 50 und/oder dem Batteriepack 12 oder über einen entsprechenden Kommunikationsanschluss des Fahrzeugs 30 in einer solchen Ausführungsform zur Verfügung stehen können. Das DST 55 kann in seinem Speicher (M) festhalten, dass der Batteriepack 12 während der oben genannten Zeit der verdächtigen Qualität oder mit Komponenten aus einer verdächtigen Charge, die den langfristigen Zustand des Batteriepacks 12 vorhersagen können, gebaut wurde oder nicht. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S112 fort, wenn der betreffende Batteriepack 12 während eines solchen Zeitraums gebaut wurde, und mit Schritt S114 in der Alternative, wenn der Batteriepack 12 nicht mit dem hergestellt wurde, was historische Wartungsaufzeichnungen als potenziell verdächtige Akkuzellen 14/Zellgruppen 13 anzeigen können.
Schritt S112 des Verfahrens 100 ist erreicht, wenn das DST 55 bei Schritt S108 bestimmt, dass mehrere verschiedene Batterieabschnitte 12S einen Hoch-Schwellenwert ΔSOC haben, oder wenn das Batteriepack 12 mit mindestens einem Batterieabschnitt 12S mit einem Hoch-Schwellenwert ΔSOC während des oben genannten Zeitfensters aufgebaut wurde, in dem die Qualität oder Lebensdauer der Batteriezellen 14 verdächtig sein kann. Schritt S112 beinhaltet das Aufzeichnen eines entsprechenden Diagnosecodes, der eine erste erforderliche Reparaturmaßnahme anzeigt. So kann beispielsweise der Diagnosecode den Austausch des gesamten Batteriepacks 12 erfordern.
Im Allgemeinen sind die in einem Batteriepack 12 verwendeten Batteriezellen 14/Zellgruppen 13, wie vorstehend erwähnt, in der Regel etwa zur gleichen Zeit aufgebaut. Wenn ein Batteriepack 12 mehrere defekte Batteriezellen 14 aufweist, kann das DST 55 bestimmen, dass sich eine erhöhte Wahrscheinlichkeit ergibt, dass sich ein bestimmter Ausfallmodus wiederholt, wenn zwei Batterieabschnitte 12S als defekt im Batteriepack 12 gelten. Daher kann das Verfahren 100 verwendet werden, um wiederholte Besuche in der Serviceabteilung für das gleiche Batteriepack 12 zu vermeiden, indem man sich entscheidet, nicht zwei Akkueinheiten 12S zu ersetzen, sondern das Batteriepack 12 als Ganzes. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S120 nach Abschluss von Schritt S112 fort.
Bei Schritt S114 identifiziert das DST 55 von 1 den Batterieabschnitt 12S mit der defekten Batteriezelle 14/Zellgruppe 13 und fährt mit Schritt S116 fort. Das heißt, das DST 55 ist sich aus der Ausführung der vorgenannten Schritte bewusst, dass es einen einzelnen Batterieabschnitt 12S mit einem Hoch-Schwellenwert ΔSOC gibt und, dass der jeweilige Batterieabschnitt 12S nicht Teil eines Batteriepacks 12 ist, das mit verdächtigen Batteriezellen 14/Zellgruppen 13 gebaut wurde. Somit zeichnet das DST 55 vorübergehend die Identität der defekten Batteriezelle 14/Zellgruppe 13 in seinem Speicher (M) auf und fährt mit Schritt S116 fort.
Bei Schritt S116 zeichnet das DST 55 einen Diagnosecode auf, der auf eine zweite erforderliche Reparaturmaßnahme hinweist. Der Diagnosecode kann den Austausch des defekten Batterieabschnitts 12S als zweite erforderliche Reparaturmaßnahme erfordern. Das Verfahren 100 fährt danach mit Schritt S120 fort.
Schritt S120 beinhaltet das Ausführen einer Diagnosesteuerungs- und/oder Reparaturmaßnahme als Reaktion auf den aufgezeichneten Diagnosecode. Schritt S120 kann das Anzeigen der ersten oder zweiten erforderlichen Reparaturmaßnahmen aus den Schritten S112 bzw. S116 über die Anzeigevorrichtung 25 von 1 beinhalten. Im Rahmen von Schritt S120 können ein Reparaturauftrag und eine Stückliste automatisch an die Reparaturwerkstatt übermittelt werden, die die Sommerzeit 55 betreibt, so dass die angezeigte Reparaturmaßnahme automatisch in die Warteschlange gestellt und bei der Reparaturwerkstatt eingeleitet wird.
Abhängig von der Schwere der diagnostizierten Fehler, z.B. der Größe des bestimmten ΔSOC-Wertes oder dem Betrag, um den der ΔSOC-Wert einen kalibrierten Schwellenwert überschreitet, sei es aufgrund einer niedrigen Zelle oder eines defekten Zellsensorbetriebs, kann das DST 55 Steuersignale an das BSM 50 senden, die dazu führen, dass das BMS 50 den Betrieb des Batteriepacks 12 in irgendeiner Weise einschränkt, z.B. durch Einstellen niedrigerer Spannungs- und/oder Stromgrenzen des Batteriepacks 12. Eine solche Maßnahme kann dazu beitragen, das Batteriepack 12 in einem geschwächten Zustand vor Beschädigung zu schützen und das zulässige Ausgangsdrehmoment der elektrischen Maschine 18 aus 1 im Beispielfahrzeug 30 zu reduzieren. Eine solche Kontrollmaßnahme würde wiederum einen begrenzten Betrieb des Fahrzeugs 30 ermöglichen, bis die Reparatur geplant werden kann.
Alternativ oder gleichzeitig kann der Schritt S120 den Benutzer über das System mit dem defekten Batteriepack 12 informieren, z.B. den Betreiber des Fahrzeugs 30 aus 1, über das Diagnoseergebnis, so dass der Benutzer die empfohlene Reparaturmaßnahme planen oder genehmigen kann. Schritt S120 kann auch das Anzeigen einer „no fault found“-Meldung beinhalten, die auf einen fehlerfreien Diagnosecode aus Schritt S107 hinweist, wenn ein Hoch-Schwellenwert ΔSOC- im Batteriepack 12 bei Schritt S106 nicht erkannt wird.
Das vorstehend beschriebene Verfahren 100 und DST 55, wie vorstehend offenbart, zielen daher darauf ab, die Effizienz der Serviceabteilungen des Autohauses in Bezug auf die Diagnose von Problemen mit niedriger Zellspannung oder Zellsensorik zu erhöhen. Dies wird durch die Integration von Logik in das DST55 erreicht, die es einem Servicetechniker ermöglicht, eine Dispositions- und Reparaturstrategie direkt aus der Verwendung des DST 55 zu erhalten. Im Rahmen dieser Disposition kann der Servicetechniker bestimmte Batteriezellen 14/Zellgruppen 13, Batterieabschnitte 12S, Batteriepacks 12 und/oder Sensorik identifizieren, die repariert oder ausgetauscht werden müssen.
Darüber hinaus kann die Verwendung von ΔSOC-Informationen anstelle von Informationen über Spannungs- oder Spannungsdifferenzen dazu beitragen, Fehler zu reduzieren, die zur Reparatur oder zum Austausch eines tatsächlich Batteriepacks 12 mit ordnungsgemäß funktionierenden Batteriezellen 14/Zellgruppen 13 oder Batterieabschnitten 12S führen. Solche Fehler können häufiger bei Batteriepacks 12 mit Batteriechemikalien auftreten, die nichtlineare SOC-Open-Circuit-Spannungskurven (OCV) aufweisen, z.B. Lithium-Ionen-Batterien.
Während das DST55 im Wartungsszenario wie vorstehend beschrieben verwendet werden kann, wird der Fachmann zu schätzen wissen, dass die vorliegenden Lehren proaktiv an Bord des Fahrzeugs 30 verwendet werden könnten, wobei die Diagnoseergebnisse und Steueraktionen des Antriebssystems 10 an einen Händler, eine Reparaturwerkstatt oder einen anderen entfernten Standort, z.B. über eine Telematikeinheit, gemeldet werden. Somit kann das Verfahren 100 oder die dafür vorgesehenen Prozesse an Bord oder außerhalb des Fahrzeugs bei Bedarf durchgeführt werden, um die verschiedenen hierin dargelegten Vorteile zu realisieren.
Ebenso ermöglicht die Integration und Verwendung des DST 55 mit der Anzeigevorrichtung 25 von 1 eine visuelle Echtzeit-Rückmeldung der Fehlerortung an den Servicetechniker, wodurch die Notwendigkeit einer Fernkommunikation mit einer entfernten Batteriereparatureinrichtung im Gesamtprozess der Diagnose und Reparatur des oben beschriebenen Batteriepacks 12 vermieden wird. Diese und andere damit verbundene Vorteile werden angesichts dieser Offenbarung von den Fachleuten leicht geschätzt.
Während einige der bevorzugten Ausführungsformen und andere Ausführungsformen ausführlich beschrieben wurden, gibt es verschiedene alternative Designs und Ausführungsformen für die Praxis der vorliegenden Lehren, die in den beigefügten Ansprüchen definiert sind. Die Fachleute werden erkennen, dass Änderungen an den offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus beinhalten die vorliegenden Konzepte ausdrücklich Kombinationen und Teilkombinationen der beschriebenen Elemente und Merkmale. Die detaillierte Beschreibung und die Figuren sind unterstützend und beschreibend für die vorliegende Lehre, wobei der Umfang der vorliegenden Lehre ausschließlich durch die Ansprüche definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 9575128 [0026]

Claims

Ein Verfahren zum Diagnostizieren von Fehlern in einem Batteriepack mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen oder Zellgruppen, wobei die Batteriezellen oder Zellgruppen in mehreren Batterieabschnitten des Batteriepacks angeordnet sind, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Anschließen eines Diagnoseservicegerätes (DST) an den Batteriepack; Messen eines Satzes von Batterieparametern unter Verwendung eines oder mehrerer elektrischer Sensoren, einschließlich Messen einer entsprechenden Spannung jeder der Batteriezellen oder Zellgruppen; Berechnen, über das DST unter Verwendung des Satzes von Batterieparametern, eines abschnittsgemittelten Ladezustands (SOC) für jeden der Batterieabschnitte; Identifizieren einer bestimmten der Batteriezellen oder Zellgruppen mit einem niedrigsten Zell-SOC aus den Batteriezellen oder Zellgruppen jedes einzelnen der B atterieab schnitte; Berechnen, über das DST für jeden einzelnen der Batterieabschnitte, eines ΔSOC-Werts als Differenz zwischen dem abschnittsgemittelten SOC und dem niedrigsten Zell-SOC; Vergleichen des ΔSOC-Werts für jeden der Batterieabschnitte mit einem kalibrierten Schwellenwert; und Ausführen, über das DST, einer Reparaturmaßnahme in Bezug auf den Batteriepack, als Reaktion auf den ΔSOC-Wert für mindestens einen der Batterieabschnitte, der den kalibrierten Schwellenwert überschreitet.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Batteriepack in Verbindung mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) steht und wobei das Verbinden des DST mit dem Batteriepack das Verbinden des DST mit dem BMS über eine Kommunikationsverbindung beinhaltet.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen einer Reparaturmaßnahme das Ersetzen des Batteriepacks in Reaktion auf das Überschreiten des kalibrierten Schwellwertes durch den ΔSOC-Wert von zwei der Batterieabschnitte beinhaltet.
Das Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Ausführen einer Reparaturmaßnahme das Ersetzen oder Reparieren des einzelnen der Batterieabschnitte in Reaktion auf das Überschreiten des kalibrierten Schwellenwert durch den ΔSOC-Wert für einen einzelnen der Batterieabschnitte beinhaltet..
Das Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Empfangen eines Datensignals von dem BMS, das ein Baudatum des Batteriepacks anzeigt; Bestimmen, über das DST unter Verwendung des Datensignals und einer Wartungshistorie und/oder einer Bauparameterhistorie einer Batteriepack-Population, ob das Baudatum innerhalb eines Zeitraums liegt, in dem eine vorbestimmte Anzahl von Fehlern in der Wartungshistorie und/oder der Bauparameterhistorie erfasst wird; und Ersetzen des Batteriepacks als Reparaturmaßnahme, wenn das Baudatum innerhalb der Zeitspanne liegt.
Ein Diagnoseservicewerkzeug zum Diagnostizieren von Fehlern in einem Batteriepack mit einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen oder Zellgruppen, wobei die Batteriezellen oder Zellgruppen in mehreren Batterieabschnitten des Batteriepacks angeordnet sind, wobei das Werkzeug einen Prozessor und einen Speicher, auf oder in dem Anweisungen aufgezeichnet sind die durch den Prozessor ausführbar sind, beinhaltet, und wobei die Ausführung der Anweisungen durch den Prozessor das Diagnoseservicewerkzeug, wenn es mit dem Batteriepack verbunden ist, veranlasst zum: Empfangen eines Satzes von Batterieparametern von einem oder mehreren elektrischen Sensoren, einschließlich einer entsprechenden Spannung jeder der Batteriezellen oder Zellgruppen; Berechnen eines abschnittsgemittelten Ladezustands (SOC) jedes einzelnen Batterieabschnitts unter Verwendung des Satzes von Batterieparametern; Identifizieren, aus den Batteriezellen oder Zellgruppen jedes einzelnen der Batterieabschnitte, einer bestimmten der Batteriezellen oder Zellgruppen mit einem niedrigsten Zell-SOC; Berechnen, über das DST für jeden der jeweiligen Batterieabschnitte, eines ΔSOC-Werts als eine Differenz zwischen dem abschnittsgemittelten SOC und dem niedrigsten Zell-SOC; Vergleichen des ΔSOC-Werts für jeden der Batterieabschnitte mit einem kalibrierten Schwellenwert; und Ausführen einer Reparaturmaßnahme in Bezug auf den Batteriepack, als Reaktion auf den ΔSOC-Wert für mindestens einen der Batterieabschnitte, der den kalibrierten Schwellenwert überschreitet.
Das Diagnoseservicewerkzeug nach Anspruch 6, wobei der Batteriepack mit einem Batteriemanagementsystem (BMS) verbunden ist, und wobei das Diagnoseservicewerkzeug eingerichtet ist, um über eine Kommunikationsverbindung mit dem BMS verbunden zu werden.
Das Diagnoseservicewerkzeug nach Anspruch 7, wobei die Reparaturmaßnahme Folgendes beinhaltet, als Reaktion auf das Überschreiten des kalibrierten Schwellwerts durch den ΔSOC-Wert für einen einzelnen der Batterieabschnitte, der Batteriezellen oder der Zellgruppen, Einleiten des Austauschs oder der Reparatur des einzelnen der Batterieabschnitte, der Batteriezellen oder der Zellgruppen.
Das Diagnoseservicewerkzeug nach Anspruch 7, wobei das Diagnoseservicewerkzeug eingerichtet ist, zum: Empfangen eines Datensignals von dem BMS, das ein Baudatum des Batteriepacks anzeigt; Bestimmen, unter Verwendung des Datensignals und einer Wartungshistorie und/oder einer Bauparameterhistorie einer Batteriepack-Population, ob das Baudatum innerhalb eines Zeitraums liegt, in dem eine vorbestimmte Anzahl von Fehlern in der Wartungshistorie und/oder der Bauparameterhistorie aufgezeichnet wird; und Einleiten des Austauschs des Batteriepacks als Reparaturmaßnahme, wenn das Baudatum innerhalb der Zeitspanne liegt.
Das Diagnoseservicewerkzeug nach Anspruch 7, wobei die Reparaturmaßnahme das automatische Ausfüllen eines Reparaturauftrags und einer Stückliste beinhaltet.