DE102023104047A1 - Method for determining a state of charge of an energy storage device of a motor vehicle and motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines ersten Ladezustands (SOC1) eines ersten Energiespeichers (14) für ein Kraftfahrzeug (10), welcher mindestens eine erste Batteriezelle (16) eines ersten Zelltyps aufweist. Dabei wird eine erste elektrische Leistung (P1, P1') des ersten Energiespeichers (14) im Betrieb ermittelt, in Abhängigkeit von der ermittelten ersten elektrischen Leistung (P1, P1') ein zweiter Ladezustand (SOC2) eines separat vom ersten Energiespeicher (14) bereitgestellten und unabhängig vom ersten Energiespeicher (14) betreibbaren, realen oder simulierten zweiten Energiespeichers (22, 22') mit mindestens einer Batteriezelle (24, 24') eines zweiten Zelltyps ermittelt, der vom ersten Zelltyp verschieden ist, und der erste Ladezustand (SOC1) des ersten Energiespeichers (14) in Abhängigkeit vom ermittelten zweiten Ladezustand (SOC2) ermittelt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Ladezustands eines ersten Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug, welcher mindestens eine erste Batteriezelle eines ersten Zelltyps aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for determining a state of charge of a first energy storage device for a motor vehicle, which has at least one first battery cell of a first cell type. Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle.
Energiespeicher für Kraftfahrzeuge, insbesondere Hochvolt-Energiespeicher für Elektrofahrzeuge, weisen typischerweise vielzählige Batteriezellen auf. Diese sind oftmals als LFP (Lithium-Eisenphosphat)-Zellen ausgebildet, da dieser Zelltyp zahlreiche Vorteile mit sich bringt und sich als besonders geeignet für Hochvolte-Energiespeicher erwiesen hat. Ein Nachteil dieses Zelltyps besteht allerdings in der Genauigkeit der Messung beziehungsweise Bestimmung des Ladezustands, der auch als SOC (State of Charge) bezeichnet wird, mittels der Ruhespannungskennlinie, die auch als OCV (Open Circuit Voltage)-Kennlinie bezeichnet wird. Die SOC-Bestimmung ist deshalb sehr ungenau, weil die Ruhespannungskennlinie von LFP-Zellen über einen großen Ladezustandsbereich hinweg eine sehr geringe Steigung hat und dabei fast horizontal verläuft. Eine kleine Ungenauigkeit in der OCV-Bestimmung, das heißt in der Bestimmung der Ruhespannung, führt zu einem großen Fehler bei der Ladezustandsbestimmung. Typischerweise liegt bei LFP-Zellen die SOC-Genauigkeit bei ca. +/- 10 Prozent bei der Verwendung der Ruhespannungskennlinie. Die Ladezustandsanzeige kann für einen Benutzer des Kraftfahrzeugs daher auch sehr sprunghafte und nicht nachvollziehbare Anzeigewerte liefern.Energy storage systems for motor vehicles, particularly high-voltage energy storage systems for electric vehicles, typically have numerous battery cells. These are often designed as LFP (lithium iron phosphate) cells, as this cell type offers numerous advantages and has proven to be particularly suitable for high-voltage energy storage systems. A disadvantage of this cell type, however, is the accuracy of the measurement or determination of the state of charge, which is also known as SOC (State of Charge), using the rest voltage characteristic, which is also known as OCV (Open Circuit Voltage) characteristic. The SOC determination is very inaccurate because the rest voltage characteristic of LFP cells has a very slight slope over a large state of charge range and runs almost horizontally. A small inaccuracy in the OCV determination, i.e. in the determination of the rest voltage, leads to a large error in the state of charge determination. Typically, the SOC accuracy for LFP cells is around +/- 10 percent when using the rest voltage characteristic. The charge level indicator can therefore provide very erratic and incomprehensible display values for a vehicle user.
Wünschenswert wäre es also, die Genauigkeit bei der Ladezustandsbestimmung des Ladezustands solcher LFP-Zellen zu erhöhen.It would therefore be desirable to increase the accuracy in determining the state of charge of such LFP cells.
Die
Probleme, die sich aus einer sehr flachen Kennlinie ergeben, übertragen sich folglich auch auf ein solches Modell.Problems resulting from a very flat characteristic curve are therefore also transferred to such a model.
Die
Um den Ladezustand zu schätzen, wird hierbei also ein zusätzliches Batteriesystem mit einem zweiten Zelltyp verwendet. Der Betrieb unterschiedlicher Zelltypen in einer Batterie beziehungsweise der Betrieb einer Batterie, die unterschiedliche Zelltypen umfasst, ist dabei enorm aufwendig. Unterschiedliche Zelltypen haben dabei grundsätzlich unterschiedliche Verhaltensweisen und Eigenschaften. Beispielsweise können die Grenzwerte für die Batterieüberwachung für unterschiedliche Zelltypen ganz unterschiedlich ausfallen. Beispielsweise kann ihnen ein unterschiedlicher, optimaler Betriebstemperaturbereich zugeordnet sein, die Grenzen für einen maximalen Leistungsabruf unterschiedlich sein, die Balancing-Strategien unterschiedlich sein und so weiter. Auch die mechanische Auslegung, zum Beispiel des Gehäuses, der Swelling-Kompensation, der Crashschutzmaßnahmen oder ähnliches muss individuell an den jeweiligen Speichertyp angepasst sein. Außerdem weisen Zellen eines anderen Zelltyps als Lithium-Eisenphosphatzellen Nachteile, zum Beispiel eine geringere Energiespeicherdichte, oder ähnliches auf, die dann ebenso in Kauf genommen werden müssen. Auch unterschiedliche Alterungen oder Lebensdauern müssen einkalkuliert werden beziehungsweise beenden die Gesamtlebensdauer des Energiespeichers entsprechend früher. Für eine genauere Ermittlung des Ladezustands ist folglich ein hoher Preis zu bezahlen.In order to estimate the state of charge, an additional battery system with a second cell type is used. Operating different cell types in a battery or operating a battery that includes different cell types is extremely complex. Different cell types have fundamentally different behaviors and properties. For example, the limit values for battery monitoring can be very different for different cell types. For example, they can be assigned a different, optimal operating temperature range, the limits for maximum power demand can be different, the balancing strategies can be different, and so on. The mechanical design, for example of the housing, the swelling compensation, the crash protection measures or similar, must also be individually adapted to the respective storage type. In addition, cells of a cell type other than lithium iron phosphate cells have disadvantages, such as a lower energy storage density, or similar, which must then also be accepted. Different aging or service life must also be taken into account or end the overall service life of the energy storage device earlier. For a more precise determination of the There is therefore a high price to pay for the charge level.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die eine möglichst genaue Ermittlung eines Ladezustands eines ersten Energiespeichers auf möglichst effiziente und einfache Weise ermöglichen.The object of the present invention is therefore to provide a method and a motor vehicle which enable the state of charge of a first energy storage device to be determined as accurately as possible in the most efficient and simple way possible.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung sowie der Figuren.This object is achieved by a method and a motor vehicle having the features according to the respective independent patent claims. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the dependent patent claims, the description and the figures.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Ermitteln eines ersten Ladezustands eines ersten Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug, welcher mindestens eine erste Batteriezelle eines ersten Zelltyps aufweist, wird eine erste elektrische Leistung des ersten Energiespeichers im Betrieb ermittelt, in Abhängigkeit von der ermittelten ersten elektrischen Leistung ein zweiter Ladezustand eines separat vom ersten Energiespeicher bereitgestellten und unabhängig vom ersten Energiespeicher betreibbaren, realen oder simulierten zweiten Energiespeichers mit mindestens einer Batteriezelle eines zweiten Zelltyps ermittelt, der vom ersten Zelltyp verschieden ist, und der erste Ladezustand des ersten Energiespeichers in Abhängigkeit vom ermittelten zweiten Ladezustand ermittelt.In a method according to the invention for determining a first state of charge of a first energy storage device for a motor vehicle, which has at least one first battery cell of a first cell type, a first electrical power of the first energy storage device is determined during operation, a second state of charge of a real or simulated second energy storage device provided separately from the first energy storage device and operable independently of the first energy storage device with at least one battery cell of a second cell type that is different from the first cell type is determined depending on the determined second state of charge.
Die Erfindung beruht dabei auf mehreren Erkenntnissen: Zum einen gibt es Batteriezellen, die beispielsweise NMC (Nickel-Mangan-Cobalt)-Batteriezellen, die eine deutlich günstigere OCV-Kennlinie aufweisen als LFP-Batteriezellen. Dadurch kann mit solchen Batteriezellen, die vorliegend als zweite Batteriezelle des zweiten Zelltyps bezeichnet werden, eine deutlich genauere Ladezustandsermittlung basierend auf einer solchen Ruhespannungskennlinie bereitgestellt werden. Eine weitere grundlegende Erkenntnis der Erfindung besteht zudem jedoch vor allem darin, dass es dafür nicht erforderlich ist, dass eine solche zweite Batteriezelle des zweiten Zelltyps beziehungsweise im Allgemeinen vorliegend der zweite Energiespeicher auch zum Betrieb des Kraftfahrzeugs beitragen muss beziehungsweise überhaupt Bestandteil eines Energiespeichersystems des Kraftfahrzeugs sein muss. Die Zellen des zweiten Energiespeichers sind also vorliegend nicht innerhalb eines Gesamtbatteriesystems und insbesondere nicht innerhalb eines Energiespeichergehäuses des ersten Energiespeichers mit den Zellen des ersten Energiespeichers verschaltet, sondern der zweite Energiespeicher kann separat vom ersten Energiespeicher betrieben werden, sofern dieser überhaupt real im Kraftfahrzeug verbaut ist, oder der Betrieb des zweiten Energiespeichers kann sogar simuliert werden, und zwar auf Basis der Betriebsdaten des ersten Energiespeichers, nämlich der ersten elektrischen Leistung. Handelt es sich beim zweiten Energiespeicher um einen realen Energiespeicher, kann dieser z.B. in einem vom ersten Energiespeicher vollkommen separaten Stromkreis betrieben werden. Ein besonders großer Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass dadurch, dass der zweite Energiespeicher gar nicht zum Betrieb des Kraftfahrzeugs oder zum Betrieb irgendwelcher Verbraucher des Kraftfahrzeugs beitragen muss, auch ganz anders dimensioniert sein kann als der erste Energiespeicher. Beispielsweise ist eine einzelne zweite Batteriezelle des zweiten Zelltyps als der zweite Energiespeicher bereits ausreichend. Der zweite Energiespeicher kann auch ganz andere Eigenschaften, zum Beispiel bezüglich Kapazität oder Energiespeicherdichte oder ähnliches, aufweisen, was jedoch den Betrieb des eigentlichen Energiespeichers, nämlich des ersten Energiespeichers, nicht beeinträchtigt. Es bedarf auch keines sonderlich großen Bauraums für den zweiten Energiespeicher, sollte dieser tatsächlich real im Kraftfahrzeug verbaut werden und nicht nur simuliert werden. Auch sind keine sonderlichen Überwachungsmechanismen eines solchen „Nebenenergiespeichers“ erforderlich. Wie später näher erläutert, kann zum Beispiel der Betrieb eines realen zweiten Energiespeichers auf einfache Weise dadurch simuliert werden, indem dieser über einen Widerstand entladen wird, ohne dass die dabei dem Energiespeicher entnommene Ladeleistung zu irgendeinem Betrieb eines Verbrauchers oder einer Komponente des Kraftfahrzeugs beiträgt, und indem der zweite Energiespeicher durch eine einfache Energiequelle, zum Beispiel eine Niedervolt-Bordnetzbatterie des Kraftfahrzeugs, geladen wird.The invention is based on several findings: Firstly, there are battery cells, for example NMC (nickel-manganese-cobalt) battery cells, which have a significantly more favorable OCV characteristic curve than LFP battery cells. As a result, such battery cells, which are referred to here as the second battery cell of the second cell type, can provide a much more precise determination of the state of charge based on such an open-circuit voltage characteristic curve. Another fundamental finding of the invention, however, is that it is not necessary for such a second battery cell of the second cell type or, in general, the second energy storage device to also contribute to the operation of the motor vehicle or even to be part of an energy storage system of the motor vehicle. The cells of the second energy storage device are therefore not connected to the cells of the first energy storage device within an overall battery system and in particular not within an energy storage housing of the first energy storage device, but the second energy storage device can be operated separately from the first energy storage device, provided that the latter is actually installed in the motor vehicle, or the operation of the second energy storage device can even be simulated, based on the operating data of the first energy storage device, namely the first electrical power. If the second energy storage device is a real energy storage device, it can, for example, be operated in a circuit that is completely separate from the first energy storage device. A particularly great advantage of this approach is that, since the second energy storage device does not have to contribute to the operation of the motor vehicle or to the operation of any consumers of the motor vehicle, it can also be dimensioned completely differently to the first energy storage device. For example, a single second battery cell of the second cell type is already sufficient as the second energy storage device. The second energy storage device can also have completely different properties, for example in terms of capacity or energy storage density or similar, but this does not affect the operation of the actual energy storage device, namely the first energy storage device. The second energy storage device does not require a particularly large installation space if it is actually installed in the motor vehicle and not just simulated. No special monitoring mechanisms for such a "secondary energy storage device" are required either. As explained in more detail later, the operation of a real second energy storage device can, for example, be easily simulated by discharging it via a resistor without the charging power drawn from the energy storage device contributing to any operation of a consumer or component of the motor vehicle, and by charging the second energy storage device using a simple energy source, for example a low-voltage on-board power supply battery of the motor vehicle.
Wird also der erste Energiespeicher mit einer solchen ersten Leistung geladen oder entladen, so kann ein korrespondierender Lade- oder Entladevorgang auch für den zweiten Energiespeicher entweder real oder simuliert durchgeführt werden. Anstatt dann den Ladezustand des ersten Energiespeichers direkt zu ermitteln, wird stattdessen der Ladezustand des zweiten Energiespeichers bestimmt, und darüber dann entsprechend der erste Ladezustand des ersten Energiespeichers ermittelt. Im einfachsten Fall kann die Betriebsweise des zweiten Energiespeichers, sei es ein realer oder simulierter Energiespeicher, so ausgestaltet sein, dass dieser immer den gleichen Ladezustand wie der reale erste Energiespeicher aufweist. Das Laden und Entladen dieses zweiten Energiespeichers kann dann entsprechend korrespondierend zum ersten Energiespeicher so erfolgen, dass sich immer der gleiche Ladezustand ergibt. Bei unterschiedlichen Kapazitäten der beiden Energiespeicher kann dies einfach durch eine Skalierung der entsprechenden Lade- oder Entladeleistung des zweiten Energiespeichers berücksichtigt werden.If the first energy storage device is charged or discharged with such a first power, a corresponding charging or discharging process can also be carried out for the second energy storage device, either in real or simulated form. Instead of determining the charge level of the first energy storage device directly, the charge level of the second energy storage device is determined instead, and the first charge level of the first energy storage device is then determined accordingly. In the simplest case, the operation of the second energy storage device, whether it is a real or simulated energy storage device, can be designed in such a way that it always has the same charge level as the real first energy storage device. The charging and discharging of this second energy storage device can then take place in a corresponding manner to the first energy storage device so that the same charge level is always achieved. If the capacities of the two energy storage devices are different, this can be done simply by scaling the corresponding The charging or discharging power of the second energy storage device must be taken into account.
Damit ist es also vorteilhafterweise möglich, ohne zusätzlich erforderlichen Bauraum oder mit nur geringfügig zusätzlich erforderlichem Bauraum und ohne Änderung der Betriebsweise des ersten Energiespeichers oder sonstiger Überwachungsmechanismen eine Möglichkeit bereitzustellen, um auf einfache und effiziente Weise den Ladezustand des ersten Energiespeichers sehr genau zu ermitteln, selbst wenn dieser Zellen eines Zelltyps umfasst, die über große Ladezustandsbereiche eine extrem flache Ruhespannungskennlinie aufweisen.It is therefore advantageously possible to provide a way to determine the state of charge of the first energy storage device very precisely in a simple and efficient manner, without requiring additional installation space or with only minimal additional installation space and without changing the mode of operation of the first energy storage device or other monitoring mechanisms, even if the latter comprises cells of a cell type that have an extremely flat open-circuit voltage characteristic curve over large state of charge ranges.
Zur Erfindung kann auch eine Steuereinrichtung für ein Kraftfahrzeug gehören, die dazu ausgelegt ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren oder einer seiner Ausführungsformen, die später noch näher erläutert werden, auszuführen. Auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuereinrichtung soll als zur Erfindung gehörend angesehen werden.The invention may also include a control device for a motor vehicle which is designed to carry out a method according to the invention or one of its embodiments, which will be explained in more detail later. A motor vehicle with such a control device should also be considered to be part of the invention.
Ein solches Kraftfahrzeug kann insbesondere die Steuereinrichtung sowie den ersten Energiespeicher umfassen. Wie bereits beschrieben, kann der zweite Energiespeicher real sein oder aber lediglich simuliert werden. Im erstgenannten Fall ist auch der zweite Energiespeicher im Kraftfahrzeug verbaut. Dabei ist es vorgesehen, dass der zweite Energiespeicher so betrieben wird, dass dieser nicht zur Versorgung eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs, sei es das Niedervolt-Bordnetz oder das Hochvolt-Bordnetz, beiträgt. Insbesondere muss der zweite Energiespeicher dabei zu keinem Betrieb irgendeines Verbrauchers oder irgendeiner Komponente des Kraftfahrzeugs beitragen. Der zweite Energiespeicher kann dabei auch grundsätzlich in einem separaten Stromkreis verschaltet sein und betrieben werden. Dieser Stromkreis kann von allen übrigen im Kraftfahrzeug verbauten Schaltungen separiert sein. Bevorzugt ist es jedoch, dass der zweite Energiespeicher mit einem Energiespeicher des Kraftfahrzeugs, insbesondere einem Niedervolt-Energiespeicher eines Niedervolt-Bordnetzes des Kraftfahrzeugs, gekoppelt ist oder bei Bedarf koppelbar ist und zum Zwecke des Aufladens des zweiten Energiespeichers gekoppelt wird, zum Beispiel über entsprechende Schaltelemente. Die Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs kann dazu ausgelegt sein, die Kopplung mit dem Niedervolt-Energiespeicher zu steuern, ebenso wie eine Kopplung des zweiten Energiespeichers mit einem Verbraucher, zum Beispiel einem elektrischen Widerstand, zum Zwecke des Entladens des zweiten Energiespeichers, wie später näher beschrieben. Dieser Verbraucher muss neben dem Entladen des zweiten Energiespeicher keine weitere Funktion haben. Da der zweite Energiespeicher sehr klein dimensioniert werden kann, insbesondere auch hinsichtlich seiner Kapazität, geht hierdurch auch kaum Energie verloren.Such a motor vehicle can in particular comprise the control device and the first energy storage device. As already described, the second energy storage device can be real or merely simulated. In the former case, the second energy storage device is also installed in the motor vehicle. It is provided that the second energy storage device is operated in such a way that it does not contribute to the supply of an on-board network of the motor vehicle, be it the low-voltage on-board network or the high-voltage on-board network. In particular, the second energy storage device does not have to contribute to the operation of any consumer or any component of the motor vehicle. The second energy storage device can also in principle be connected and operated in a separate circuit. This circuit can be separated from all other circuits installed in the motor vehicle. However, it is preferred that the second energy storage device is coupled to an energy storage device of the motor vehicle, in particular a low-voltage energy storage device of a low-voltage on-board network of the motor vehicle, or can be coupled if necessary and is coupled for the purpose of charging the second energy storage device, for example via corresponding switching elements. The control device of the motor vehicle can be designed to control the coupling with the low-voltage energy storage device, as well as a coupling of the second energy storage device with a consumer, for example an electrical resistor, for the purpose of discharging the second energy storage device, as described in more detail later. This consumer does not have to have any other function besides discharging the second energy storage device. Since the second energy storage device can be dimensioned very small, especially in terms of its capacity, hardly any energy is lost as a result.
Die Steuereinrichtung kann auch dazu ausgelegt sein, die elektrische Leistung des ersten Energiespeichers im Betrieb zu ermitteln. Der Betrieb bezieht sich hierbei auf den Betrieb des ersten Energiespeichers. Wird dieser also betrieben, das heißt fließt also entweder ein Ladestrom in den ersten Energiespeicher oder ein Entladestrom aus dem ersten Energiespeicher zum Betrieb irgendeiner Kraftfahrzeugkomponente, so kann die zugehörige elektrische Leistung von der Steuereinrichtung ermittelt werden. Zu diesem Zweck können ihr diverse Messgrößen von Sensoren zugeführt werden. Insbesondere kann es dabei vorgesehen sein, den Lade- beziehungsweise Entladestrom durch einen entsprechenden Stromsensor zu erfassen und daraus die korrespondierende elektrische Leistung zu ermitteln. Auch kann eine aktuelle Spannung des ersten Energiespeichers mittels eines Spannungssensors erfasst werden und der Spannungswert zur Ermittlung der elektrischen Leistung verwendet werden. Auch kann die Steuereinrichtung dazu ausgelegt sein, andere Größen des ersten Energiespeichers und/oder des zweiten Energiespeichers über Sensorinformationen zu erfassen oder daraus zu bestimmen, zum Beispiel eine zugeordnete jeweilige Kapazität, eine Temperatur, usw. Die Steuereinrichtung kann zudem einen Speicher aufweisen, um die Energiespeicher betreffende Daten, Messgrößen oder ähnliches zu speichern oder abzulegen. Auch können in einem solchen Speicher Kennlinienfelder hinterlegt sein, sowie eventuelle Parameter zur Verwendung zur Simulation des zweiten Energiespeichers, genauer gesagt zur Simulation dessen Betriebs. Die Steuereinrichtung ist also dazu ausgelegt, die erste elektrische Leistung des ersten Energiespeichers im Betrieb zu ermitteln, einen zweiten Ladezustand des zweiten Energiespeichers in Abhängigkeit von der ermittelten ersten elektrischen Leistung zu bestimmen, und in Abhängigkeit vom zweiten Ladezustand den ersten Ladezustand des ersten Energiespeichers zu bestimmen.The control device can also be designed to determine the electrical power of the first energy storage device during operation. Operation here refers to the operation of the first energy storage device. If this is operated, i.e. if either a charging current flows into the first energy storage device or a discharging current flows from the first energy storage device to operate any motor vehicle component, the associated electrical power can be determined by the control device. For this purpose, various measured variables from sensors can be fed to it. In particular, it can be provided to record the charging or discharging current using a corresponding current sensor and to determine the corresponding electrical power from this. A current voltage of the first energy storage device can also be recorded using a voltage sensor and the voltage value can be used to determine the electrical power. The control device can also be designed to record other variables of the first energy storage device and/or the second energy storage device using sensor information or to determine them from this, for example an associated respective capacity, a temperature, etc. The control device can also have a memory in order to store or save data, measured variables or the like relating to the energy storage device. Characteristic curve fields can also be stored in such a memory, as well as possible parameters for use in simulating the second energy storage device, or more precisely, in simulating its operation. The control device is therefore designed to determine the first electrical power of the first energy storage device during operation, to determine a second charge state of the second energy storage device depending on the determined first electrical power, and to determine the first charge state of the first energy storage device depending on the second charge state.
Der letztendlich ermittelte erste Ladezustand kann zum Beispiel über eine Ausgabeeinrichtung des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden, zum Beispiel an den Benutzer des Kraftfahrzeugs über ein Display angezeigt werden und/oder gespeichert werden. Im Allgemeinen kann die Steuereinrichtung ein Signal in Abhängigkeit vom ermittelten zweiten Ladezustand bereitstellen. In Abhängigkeit vom ermittelten zweiten Ladezustand kann mindestens eine Funktion des Kraftfahrzeugs gesteuert werden.The ultimately determined first charge level can be output via an output device of the motor vehicle, for example, displayed to the user of the motor vehicle via a display and/or stored. In general, the control device can provide a signal depending on the determined second charge level. At least one function of the motor vehicle can be controlled depending on the determined second charge level.
Der erste Energiespeicher umfasst bevorzugt mehrere Batteriezellen des ersten Zelltyps. Bevorzugt umfasst der erste Energiespeicher ausschließlich Batteriezellen vom ersten Zelltyp. Der erste Energiespeicher kann zum Beispiel als eine Hochvoltbatterie für das Kraftfahrzeug ausgebildet sein.The first energy storage device preferably comprises several battery cells of the first cell type. The first energy storage device preferably comprises exclusively battery cells of the first cell type. The The first energy storage device can, for example, be designed as a high-voltage battery for the motor vehicle.
Der zweite Energiespeicher kann nur eine einzelne Batteriezelle vom zweiten Zelltyp umfassen oder auch mehrere Batteriezellen vom zweiten Zelltyp. Zumindest wenn der zweite Energiespeicher real ist, ist dieser vorzugsweise möglichst klein dimensioniert und z.B. nicht als ein Hochvoltenergiespeicher ausgebildet, sondern z.B. als ein Niedervoltenergiespeicher, z.B. so dass dieser durch eine Niedervoltspannung aufladbar ist. Diese kann dann einfach aus dem Niedervoltbordnetz durch eine Niedervoltbatterie bereitgestellt werden. Auch hier ist es bevorzugt, für den Fall, dass der zweite Energiespeicher mehrere zweite Batteriezellen umfasst, dass diese alle vom gleichen Zelltyp, nämlich vom zweiten Zelltyp, sind.The second energy storage device can comprise just a single battery cell of the second cell type or multiple battery cells of the second cell type. At least if the second energy storage device is real, it is preferably dimensioned as small as possible and is not designed as a high-voltage energy storage device, for example, but rather as a low-voltage energy storage device, e.g. so that it can be charged using a low-voltage voltage. This can then simply be provided from the low-voltage vehicle electrical system by a low-voltage battery. Here too, if the second energy storage device comprises multiple second battery cells, it is preferred that these are all of the same cell type, namely the second cell type.
Der erste und der zweite Zelltyp unterscheiden sich dabei hinsichtlich der verwendeten Zellchemie. Entsprechend unterscheiden sich die beiden Zelltypen auch hinsichtlich ihrer OCV-Kennlinie. Der erste und der zweite Zelltyp sind dabei bevorzugt derart gewählt beziehungsweise beschaffen, dass eine dem ersten Energiespeicher zugeordnete OCV-Kennlinie gegenüber einer für den gleichen Temperaturbereich definierten OCV-Kennlinie des zweiten Energiespeichers in zumindest einem Ladezustandsbereich eine geringere Steigung aufweist, insbesondere bevorzugt über einen Großteil des Ladezustandsbereichs von 0 bis 100 Prozent SOC oder sogar mit Bezug auf den gesamten Ladezustandsbereich von 0 Prozent bis 100 Prozent.The first and second cell types differ in terms of the cell chemistry used. Accordingly, the two cell types also differ in terms of their OCV characteristic curve. The first and second cell types are preferably selected or designed in such a way that an OCV characteristic curve assigned to the first energy storage device has a smaller gradient in at least one state of charge range than an OCV characteristic curve of the second energy storage device defined for the same temperature range, particularly preferably over a large part of the state of charge range from 0 to 100 percent SOC or even with reference to the entire state of charge range from 0 percent to 100 percent.
Dabei ist es bevorzugt, dass die mindestens eine erste Batteriezelle vom ersten Zelltyp eine LFP-Batteriezelle darstellt. Mit anderen Worten sollen alle vom ersten Energiespeicher umfassten Batteriezellen bevorzugt als solche LFP-Batteriezellen ausgebildet sein. Diese haben sich für die Verwendung in Hochvolt-Energiespeichern bewährt und haben gegenüber anderen Zelltypen große Vorteile.It is preferred that the at least one first battery cell of the first cell type is an LFP battery cell. In other words, all battery cells included in the first energy storage device should preferably be designed as such LFP battery cells. These have proven themselves for use in high-voltage energy storage devices and have great advantages over other cell types.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellt die mindestens eine reale oder simulierte zweite Batteriezelle des zweiten Zelltyps eine NMC-Batteriezelle dar. Auch eine NMC-Batteriezelle zählt genauso wie die LFP-Batteriezelle zu den Lithium-Ionen-Batteriezellen. Die NMC-Batteriezelle, auch Nickel-Mangan-Cobalt-Batteriezelle genannt, verwendet am positiven Pol Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxide, die Lithium-Ionen abgeben und wieder aufnehmen können.According to a further advantageous embodiment of the invention, the at least one real or simulated second battery cell of the second cell type is an NMC battery cell. An NMC battery cell, like the LFP battery cell, is also a lithium-ion battery cell. The NMC battery cell, also called a nickel-manganese-cobalt battery cell, uses lithium nickel-manganese-cobalt oxides at the positive pole, which can release and reabsorb lithium ions.
Eine solche NMC-Batteriezelle hat den enormen Vorteil, dass ihre zugeordnete OCV-Kennlinie über den gesamten Ladezustandsbereich von 0 bis 100 Prozent eine ausreichend große Steigung aufweist, um eine besonders genaue Ladezustandsermittlung über die Ruhespannung dieses Zelltyps zu ermöglichen, und zudem, dass ihre OCV-Kennlinie über den gesamten Ladezustandsbereich sogar nahezu linear verläuft.Such an NMC battery cell has the enormous advantage that its associated OCV characteristic curve has a sufficiently large gradient over the entire state of charge range from 0 to 100 percent to enable particularly accurate state of charge determination via the rest voltage of this cell type, and also that its OCV characteristic curve is even almost linear over the entire state of charge range.
Nichtsdestoweniger ist auch die Verwendung von Batteriezellen eines anderen Zelltyps für den zweiten Energiespeicher denkbar, zum Beispiel auch LMO(Lithium-Manganoxid)-Batteriezellen oder LTO(Lithium-Titanat-Oxid)-Batteriezellen. Auch diese weisen eine OCV-Kennlinie mit ausreichend großer Steigung über einen großen Ladezustandsbereich auf, um eine genaue Ermittlung des Ladezustands basierend auf einer Ruhespannung zu ermöglichen.Nevertheless, the use of battery cells of a different cell type for the second energy storage device is also conceivable, for example LMO (lithium manganese oxide) battery cells or LTO (lithium titanate oxide) battery cells. These also have an OCV characteristic curve with a sufficiently large slope over a large state of charge range to enable an accurate determination of the state of charge based on an open-circuit voltage.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellt der zweite Energiespeicher einen realen zweiten Energiespeicher dar, der im Betrieb des ersten Energiespeichers, gemäß welchem mindestens ein erster Verbraucher, insbesondere Kraftfahrzeugverbraucher, mit der ersten elektrischen Leistung durch den ersten Energiespeicher versorgt wird, derart korrespondierend betrieben wird, dass ein zweiter Verbraucher, insbesondere ein elektrischer Widerstand, mit einer zweiten elektrischen Leistung durch den zweiten Energiespeicher versorgt wird, die in Abhängigkeit von der ermittelten ersten elektrischen Leistung eingestellt wird. Versorgt also der erste Energiespeicher einen oder mehrere Kraftfahrzeugverbraucher, so kann die zugehörige elektrische Leistung, die dabei dem Energiespeicher entnommen wird, über Zeit gemessen beziehungsweise erfasst werden. Der zweite Energiespeicher kann dann mit einer korrespondierenden zweiten elektrischen Leistung betrieben werden, um zu erreichen, dass sich der zweite Energiespeicher genauso entlädt wie der erste Energiespeicher. Sinkt also beispielsweise im Zuge des Betriebs gemäß der ersten elektrischen Leistung der Ladezustand des ersten Energiespeichers um 10 Prozent, so soll korrespondierend auch der zweite Energiespeicher mit einer korrespondierenden zweiten elektrischen Leistung betrieben beziehungsweise die Leistung diesem entnommen werden, sodass dessen Ladezustand ebenfalls um 10 Prozent sinkt. Hat beispielsweise der zweite Energiespeicher die gleiche Kapazität wie der erste Energiespeicher, so korrespondiert die erste elektrische Leistung zur zweiten elektrischen Leistung. Um diese entsprechende Leistung im zweiten Energiespeicher zu entnehmen, kann ein einfacher elektrischer Widerstand verwendet werden. Dieser kann beispielsweise mit einem einstellbar veränderbaren elektrischen Widerstandswert ausgebildet sein, was jedoch nicht notwendigerweise der Fall sein muss. Die zweite elektrische Leistung, die zur ersten elektrischen Leistung korrespondiert beziehungsweise in Abhängigkeit von dieser ermittelt wird, muss dabei nicht notwendigerweise über den gleichen Zeitraum wie auch die erste elektrische Leistung entnommen werden. Mit anderen Worten können sich die entsprechenden Entladeströme auch unterscheiden. Der zweite Energiespeicher kann dann zum Beispiel so lange mit dem bestimmten elektrischen Widerstand gekoppelt werden, bis dem zweiten Energiespeicher eine elektrische Leistung entnommen wurde, die zur ermittelten zweiten elektrischen Leistung korrespondiert. Die Kopplung mit dem elektrischen Widerstand kann durch die Steuereinrichtung gesteuert werden. Eine Kopplung mit dem elektrischen Widerstand und die entsprechende Leistungsentnahme des zweiten Energiespeichers können dabei auch synchron beziehungsweise minimal zeitverzögert zum Betrieb des ersten Energiespeichers erfolgen. Der elektrische Widerstand kann auch als Änderbarer und steuerbarer Widerstand ausgebildet sein. Um dabei bis auf einen möglichen Skalierungsfaktor die gleiche elektrische Leistung im zweiten Energiespeicher zu entnehmen, kann die Steuereinrichtung den elektrischen Widerstand auch hinsichtlich seiner Größe beispielsweise abhängig von einer aktuellen ersten elektrischen Leistung des ersten Energiespeichers regeln.In a further advantageous embodiment of the invention, the second energy store represents a real second energy store which, during operation of the first energy store, according to which at least one first consumer, in particular a motor vehicle consumer, is supplied with the first electrical power by the first energy store, is operated in such a way that a second consumer, in particular an electrical resistor, is supplied with a second electrical power by the second energy store, which is set depending on the determined first electrical power. If the first energy store supplies one or more motor vehicle consumers, the associated electrical power that is taken from the energy store can be measured or recorded over time. The second energy store can then be operated with a corresponding second electrical power in order to ensure that the second energy store discharges in the same way as the first energy store. If, for example, the charge level of the first energy storage device drops by 10 percent during operation according to the first electrical power, the second energy storage device should also be operated with a corresponding second electrical power or the power should be taken from it so that its charge level also drops by 10 percent. If, for example, the second energy storage device has the same capacity as the first energy storage device, the first electrical power corresponds to the second electrical power. In order to take this corresponding power from the second energy storage device, a simple electrical resistor can be used. This can, for example, be designed with an adjustable, changeable electrical resistance value, but this does not necessarily have to be the case. The second electrical power, which corresponds to the first electrical power or is determined as a function of it, must not necessarily over the same period of time as the first electrical power. In other words, the corresponding discharge currents can also differ. The second energy storage device can then, for example, be coupled to the specific electrical resistance until an electrical power has been drawn from the second energy storage device that corresponds to the determined second electrical power. The coupling to the electrical resistance can be controlled by the control device. A coupling to the electrical resistance and the corresponding power extraction from the second energy storage device can also take place synchronously or with a minimal time delay to the operation of the first energy storage device. The electrical resistance can also be designed as a variable and controllable resistance. In order to draw the same electrical power from the second energy storage device, apart from a possible scaling factor, the control device can also regulate the electrical resistance in terms of its size, for example depending on a current first electrical power from the first energy storage device.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung stellt der zweite Energiespeicher einen realen zweiten Energiespeicher dar, der im Betrieb des ersten Energiespeichers, gemäß welchem mindestens der erste Energiespeicher mit der ersten elektrischen Leistung geladen wird, derart korrespondierend betrieben wird, dass der zweite Energiespeicher mit der zweiten elektrischen Leistung geladen wird, insbesondere durch eine Niedervolt-Batterie des Kraftfahrzeugs, wobei die zweite Leistung in Abhängigkeit von der ermittelten ersten Leistung eingestellt beziehungsweise bestimmt wird. Der zweite Energiespeicher kann also nicht nur korrespondierend zum ersten entladen werden, sondern auch korrespondierend geladen werden. Auch dies kann zeitverzögert zum ersten Energiespeicher erfolgen, oder auch synchron.In a further advantageous embodiment of the invention, the second energy storage device represents a real second energy storage device which, during operation of the first energy storage device, according to which at least the first energy storage device is charged with the first electrical power, is operated in such a way that the second energy storage device is charged with the second electrical power, in particular by a low-voltage battery of the motor vehicle, wherein the second power is set or determined depending on the determined first power. The second energy storage device can therefore not only be discharged in accordance with the first, but also charged in accordance with it. This can also take place with a time delay to the first energy storage device, or synchronously.
Dadurch ergibt sich also vorteilhafterweise immer der gleiche Ladezustand für den zweiten Energiespeicher wie für den ersten Energiespeicher. Der zweite Ladezustand des zweiten Energiespeichers lässt sich aufgrund der deutlich günstiger verlaufenden OCV-Kennlinie des zweiten Energiespeichers deutlich genauer ermitteln. Daher kann also dann der zweite Ladezustand des zweiten Energiespeichers bestimmt werden und dieser mit dem Ladezustand des ersten Energiespeichers gleichgesetzt werden.This advantageously means that the second energy storage device always has the same charge level as the first energy storage device. The second charge level of the second energy storage device can be determined much more accurately due to the significantly more favorable OCV characteristic curve of the second energy storage device. The second charge level of the second energy storage device can therefore then be determined and equated with the charge level of the first energy storage device.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist dem ersten Energiespeicher eine erste Kapazität zugeordnet und dem zweiten Energiespeicher eine zweite Kapazität, wobei der zweite Ladezustand des zweiten Energiespeichers in Abhängigkeit von der ersten und zweiten Kapazität, insbesondere in Abhängigkeit von einem Verhältnis der ersten und zweite Kapazität, ermittelt wird. Hat also beispielsweise der erste Energiespeicher die doppelte Kapazität wie der zweite Energiespeicher, so wird, um einen korrespondierenden Ladezustand der beiden Energiespeicher zu erreichen, der zweite Energiespeicher mit einer zweiten elektrischen Leistung geladen oder entladen, die halb so groß ist wie die korrespondierende erste Leistung, mit der der erste Energiespeicher korrespondierend geladen oder entladen wird. Grundsätzlich wäre es auch möglich, den ersten und den zweiten Energiespeicher immer mit der gleichen Ladeleistung zu laden oder zu entladen, jedoch würde dies voraussetzen, dass die Kapazität des zweiten Energiespeichers mindestens so groß ist wie die des ersten Energiespeichers, um ein Überladen zu verhindern. Anschließend könnte dann entsprechend der resultierende Ladezustand korrespondierend skaliert werden, beispielsweise wenn die Kapazität des zweiten Energiespeichers doppelt so groß wäre, wie die des ersten Energiespeichers, so beträgt der zweite Ladezustand immer die Hälfte des ersten Ladezustands, wenn der zweite Energiespeicher mit der gleichen Ladeleistung geladen oder entladen wird, wie der erste Energiespeicher. Bevorzugt ist es jedoch, dass die Kapazität des zweiten Energiespeichers, wenn es sich um einen realen Energiespeicher handelt, maximal so groß ist, wie die des ersten Energiespeichers oder sogar kleiner. Dies ermöglicht es, einen besonders kleinen zweiten Energiespeicher zu verwenden, der zum Beispiel nur eine einzelne Batteriezelle oder nur wenige Batteriezellen umfasst.In a further very advantageous embodiment of the invention, a first capacity is assigned to the first energy storage device and a second capacity to the second energy storage device, wherein the second charge state of the second energy storage device is determined as a function of the first and second capacities, in particular as a function of a ratio of the first and second capacities. For example, if the first energy storage device has twice the capacity of the second energy storage device, in order to achieve a corresponding charge state of the two energy storage devices, the second energy storage device is charged or discharged with a second electrical power that is half as high as the corresponding first power with which the first energy storage device is correspondingly charged or discharged. In principle, it would also be possible to always charge or discharge the first and second energy storage devices with the same charging power, but this would require that the capacity of the second energy storage device is at least as high as that of the first energy storage device in order to prevent overcharging. The resulting state of charge could then be scaled accordingly, for example if the capacity of the second energy storage device were twice as large as that of the first energy storage device, the second state of charge would always be half of the first state of charge if the second energy storage device is charged or discharged with the same charging power as the first energy storage device. However, it is preferred that the capacity of the second energy storage device, if it is a real energy storage device, is at most as large as that of the first energy storage device or even smaller. This makes it possible to use a particularly small second energy storage device that, for example, only comprises a single battery cell or only a few battery cells.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die zweite Leistung in Abhängigkeit von dem Verhältnis der ersten und zweiten Kapazität ermittelt, insbesondere so, dass eine durch die erste Leistung bedingte erste prozentuale Ladezustandsänderung des ersten Energiespeichers gleich einer zweiten prozentualen Ladezustandsänderung des zweiten Energiespeichers bedingt durch die zweite Leistung ist. Ist also die Kapazität des ersten Energiespeichers immer so groß wie die des zweiten Energiespeichers, so beträgt die zweite Ladeleistung das 1/n-fache der ersten Ladeleistung. Durch diese Skalierungsmöglichkeit kann grundsätzlich ein beliebig kleiner zweiter Energiespeicher verwendet werden. Dies erlaubt eine besonders bauraumeffiziente Verwendung eines realen Energiespeichers. Dieses Prinzip ist aber nicht nur auf den realen Energiespeicher beschränkt, sondern lässt sich analog auch für den simulierten zweiten Energiespeicher umsetzen.In a further advantageous embodiment of the invention, the second power is determined as a function of the ratio of the first and second capacities, in particular such that a first percentage change in the state of charge of the first energy storage device caused by the first power is equal to a second percentage change in the state of charge of the second energy storage device caused by the second power. If the capacity of the first energy storage device is always as large as that of the second energy storage device, the second charging power is 1/n times the first charging power. This scaling option means that a second energy storage device of any size can be used. This allows a real energy storage device to be used in a particularly space-efficient manner. However, this principle is not only limited to the real energy storage device, but can also be implemented analogously for the simulated second energy storage device.
Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Ermittlung des zweiten Ladezustands in Abhängigkeit von einem vorgegebenen OCV-Kennfeld durchgeführt, das dem zweiten Zelltyp zugeordnet ist und welches einen Zusammenhang zwischen einer Ruhespannung und dem zweiten Ladezustand für den zweiten realen oder simulierten Energiespeicher, insbesondere in Abhängigkeit von der Temperatur des zweiten Energiespeichers, angibt. Ein solches OCV-Kennfeld korrespondiert zur zuvor genannten OCV-Kennlinie. Insbesondere kann ein solches OCV-Kennfeld dabei vielzählige OCV-Kennlinien, nämlich für unterschiedliche Temperaturen oder Temperaturbereiche, umfassen. Diese Ausführungsform hat zahlreiche Vorteile: Zum einen ist die Ermittlung des Ladezustands über eine solche OCV-Kennlinie beziehungsweise ein OCV-Kennfeld in der Regel sehr genau, insbesondere wenn hierbei nunmehr das OCV-Kennfeld genutzt wird, welches dem zweiten Zelltyp zugeordnet ist. Die OCV-Spannung kann einfach gemessen werden, zum Beispiel wenn sich der zweite Energiespeicher ausreichend lange in Ruhe befunden hat. Aus der ermittelten Ruhespannung und der zugehörigen, gemessenen Temperatur, kann entsprechend über dieses Kennfeld einfach der aktuelle Ladezustand des zweiten Energiespeichers und damit auch des ersten Energiespeichers gemessen werden. Die Temperatur kann beispielsweise als die Temperatur des ersten Energiespeichers erfasst werden. Dies ist vor allem dann der Fall, wenn es sich beim zweiten Energiespeicher um einen simulierten Energiespeicher handelt. Aber auch, wenn der zweite Energiespeicher einen realen Energiespeicher darstellt, ist dies vorteilhaft, da dann keine eigenen Temperatursensoren für den zweiten Energiespeicher verbaut werden müssen. Denkbar ist dies jedoch dennoch. Mit anderen Worten kann es sich bei der Temperatur auch um eine direkt am zweiten Energiespeicher oder im zweiten Energiespeicher gemessene Temperatur handeln. Dies ermöglicht gerade bei der Verwendung eines realen zweiten Energiespeichers eine besonders genaue Ermittlung des Ladezustands.In a further very advantageous embodiment of the invention, the determination of the second state of charge is dependent on a predetermined given OCV characteristic map, which is assigned to the second cell type and which indicates a relationship between a rest voltage and the second state of charge for the second real or simulated energy storage device, in particular as a function of the temperature of the second energy storage device. Such an OCV characteristic map corresponds to the previously mentioned OCV characteristic curve. In particular, such an OCV characteristic map can comprise numerous OCV characteristics, namely for different temperatures or temperature ranges. This embodiment has numerous advantages: Firstly, determining the state of charge via such an OCV characteristic curve or an OCV characteristic map is generally very accurate, in particular if the OCV characteristic map assigned to the second cell type is used. The OCV voltage can be easily measured, for example when the second energy storage device has been at rest for a sufficiently long time. From the determined rest voltage and the associated measured temperature, the current charge state of the second energy storage device and thus also of the first energy storage device can be easily measured using this map. The temperature can, for example, be recorded as the temperature of the first energy storage device. This is particularly the case if the second energy storage device is a simulated energy storage device. But even if the second energy storage device is a real energy storage device, this is advantageous because then no separate temperature sensors have to be installed for the second energy storage device. However, this is still conceivable. In other words, the temperature can also be a temperature measured directly on the second energy storage device or in the second energy storage device. This enables a particularly precise determination of the charge state, especially when using a real second energy storage device.
Ein solches OCV-Kennfeld kann darüber hinaus in einer Speichereinrichtung der oben beschriebenen Steuereinrichtung gespeichert sein.Such an OCV map can also be stored in a memory device of the control device described above.
Bei der Ermittlung des ersten Ladezustands für den ersten Energiespeicher kann im Übrigen genauso vorgegangen werden, wenn statt des zweiten realen Energiespeichers ein simulierter Energiespeicher verwendet wird.When determining the first state of charge for the first energy storage device, the same procedure can be followed if a simulated energy storage device is used instead of the second real energy storage device.
Entsprechend stellt es eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn der zweite Energiespeicher durch eine Steuereinrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs basierend auf einem mathematischen Modell des zweiten Energiespeichers simuliert wird, wobei die Steuereinrichtung im Betrieb des zweiten Energiespeichers mit der zweiten Leistung, die in Abhängigkeit von der ermittelten ersten Leistung ermittelt wird, simuliert, und die insbesondere eine zu einer Alterung des ersten Energiespeichers korrespondierende Alterung des zweiten Energiespeichers simuliert und den ersten Ladezustand in Abhängigkeit von der simulierten Alterung ermittelt.Accordingly, it represents a further very advantageous embodiment of the invention if the second energy storage device is simulated by a control device, in particular of the motor vehicle, based on a mathematical model of the second energy storage device, wherein the control device simulates the operation of the second energy storage device with the second power, which is determined as a function of the determined first power, and which in particular simulates an aging of the second energy storage device corresponding to an aging of the first energy storage device and determines the first state of charge as a function of the simulated aging.
Die Alterung eines jeweiligen Energiespeichers schlägt sich dabei zum Beispiel in dessen Kapazität nieder. Diese nimmt typischerweise im Laufe der Zeit ab. Auch Alterungseffekte können somit vorteilhafterweise bei der Ermittlung des ersten Ladezustands berücksichtigt werden, was eine genaue Ladezustandsermittlung erlaubt. Dies gilt im Allgemeinen auch für die oben genannte Ladezustandsermittlung unter Verwendung eines realen zweiten Energiespeichers. Dabei können Alterungseffekte dadurch Berücksichtigung finden, indem zum Beispiel wiederholt die aktualisierten jeweiligen Kapazitäten der beiden Energiespeicher, nämlich des ersten und des zweiten Energiespeichers, berücksichtigt werden. Dadurch kann auch das oben beschriebene Verhältnis dieser Kapazitäten aktualisiert werden und auch die entsprechenden Auswirkungen auf die Ermittlung der zweiten elektrischen Leistung zum Betrieb des zweiten Energiespeichers. Mit anderen Worten lässt sich hierdurch vorteilhafterweise auch berücksichtigen, wenn die Energiespeicher beispielsweise unterschiedlich stark altern und sich ihre Kapazitäten unterschiedlich stark reduzieren oder verändern. Dies hat dann vorteilhafterweise keine negativen Auswirkungen auf die Genauigkeit des ersten Ladezustands beziehungsweise dessen Ermittlung. Für die Simulation des Betriebs des zweiten Energiespeichers kann wiederum ganz analog vorgegangen werden. Auch hierbei können unterschiedliche Alterungseffekte in korrespondierender Weise berücksichtigt werden. Dabei muss das mathematische Modell nicht notwendigerweise so konstruiert sein, dass auch der simulierte zweite Energiespeicher Alterungseffekten unterliegt. Selbst wenn der simulierte zweite Energiespeicher nicht altert, kann eine korrekte Berücksichtigung der Alterung des ersten Energiespeichers dadurch stattfinden, indem wiederum die aktualisierten Verhältnisse der Kapazitäten der beiden Energiespeicher, nämlich des realen ersten Energiespeichers und des simulierten zweiten Energiespeichers, berücksichtigt werden. Durch die Simulation des Betriebs des zweiten Energiespeichers kann entsprechend auch dessen zweite Ruhespannung simuliert werden. Über die Verwendung des oben beschriebenen Kennlinienfeldes lässt sich hieraus wiederum dessen Ladezustand ermitteln, der dann mit dem Ladezustand des ersten Energiespeichers gleichgesetzt werden kann. Die Simulation des zweiten Energiespeichers ermöglicht es vorteilhafterweise, einen zweiten Energiespeicher zu simulieren, der prinzipiell eine beliebig große Kapazität aufweisen kann. Insbesondere und zur Vereinfachung kann dieser zum Beispiel die gleiche Kapazität aufweisen, wie auch der erste Energiespeicher. Rechnerisch lässt sich dies ganz einfach ohne Mehraufwand im mathematischen Modell berücksichtigen, ohne dass hierfür mehr Bauraum im Kraftfahrzeug selbst erforderlich ist. Die simulierte Kapazität des simulierten zweiten Energiespeichers kann dann simuliert der gleichen Alterung unterliegen wie die des ersten Energiespeichers.The aging of a respective energy storage device is reflected, for example, in its capacity. This typically decreases over time. Ageing effects can also be advantageously taken into account when determining the first state of charge, which allows an accurate state of charge determination. This generally also applies to the above-mentioned state of charge determination using a real second energy storage device. Ageing effects can be taken into account by, for example, repeatedly taking into account the updated respective capacities of the two energy storage devices, namely the first and the second energy storage device. This also allows the ratio of these capacities described above to be updated and also the corresponding effects on the determination of the second electrical power for the operation of the second energy storage device. In other words, this can also advantageously take into account if the energy storage devices age to different degrees, for example, and their capacities reduce or change to different degrees. This then advantageously has no negative effects on the accuracy of the first state of charge or its determination. The operation of the second energy storage device can again be simulated in a completely analogous manner. Here, too, different aging effects can be taken into account in a corresponding manner. The mathematical model does not necessarily have to be constructed in such a way that the simulated second energy storage device is also subject to aging effects. Even if the simulated second energy storage device does not age, the aging of the first energy storage device can be correctly taken into account by taking into account the updated ratios of the capacities of the two energy storage devices, namely the real first energy storage device and the simulated second energy storage device. By simulating the operation of the second energy storage device, its second rest voltage can also be simulated accordingly. Using the characteristic field described above, its state of charge can be determined from this, which can then be equated with the state of charge of the first energy storage device. The simulation of the second energy storage device advantageously makes it possible to simulate a second energy storage device that can in principle have any capacity. In particular and for the sake of simplicity For example, this can have the same capacity as the first energy storage device. This can be easily taken into account in the mathematical model without any additional effort and without requiring more installation space in the vehicle itself. The simulated capacity of the simulated second energy storage device can then be subject to the same aging as that of the first energy storage device.
Im Allgemeinen kann dem mathematischen Modell zur Simulation des zweiten Energiespeichers und dessen Betrieb als Eingangsgrößen, insbesondere auch wiederholt in aktualisierter Form, die erste elektrische Leistung, insbesondere auch deren zeitlicher Verlauf, die erste Kapazität des ersten Energiespeichers und die Temperatur des ersten Energiespeichers zugeführt werden.In general, the first electrical power, in particular also its temporal progression, the first capacity of the first energy storage device and the temperature of the first energy storage device can be fed to the mathematical model for simulating the second energy storage device and its operation as input variables, in particular also repeatedly in an updated form.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass ein dritter Ladezustand des ersten Energiespeichers mittels einer Ruhespannungskennlinie bestimmt wird, die dem ersten Energiespeicher zugeordnet ist, insbesondere wobei sich die Ermittlung des dritten Ladezustands auf den gleichen Zeitpunkt bezieht wie der ermittelte erste Ladezustand. Anschließend kann der ermittelte erste Ladezustand des ersten Energiespeichers und der ermittelte dritte Ladezustand des ersten Energiespeichers verglichen werden. Überschreitet eine Abweichung einen vorbestimmten Grenzwert, so kann zum Beispiel eine Fehlermeldung ausgegeben werden oder ein Eintrag in einen Fehlerspeicher erfolgen. Oder eine anderen Funktion ausgelöst werden. Der Grenzwert kann durch eine Bestimmungsgenauigkeit des dritten Ladezustands gegeben sein. Dadurch ist eine Plausibilisierung des ermittelten ersten Ladezustands möglich. Eine starke Abweichung kann zum Beispiel darauf hinweisen, dass ein Defekt des zweiten Energiespeichers beziehungsweise ein Fehler bei der Berechnung mittels der Simulation des zweiten Energiespeichers vorliegt. Durch diese Feststellung der Abweichung kann zum Beispiel eine Neukalibrierung eingeleitet werden. Auch andere Maßnahmen sind denkbar. Eine solche Plausibilisierung kann zum Beispiel wiederholt durchgeführt werden, um zu gewährleisten, dass das Ermittlungsverfahren noch funktioniert und kein Fehler oder Defekt des zweiten Energiespeichers vorliegt. Im Falle eines realen zweiten Energiespeichers kann bei Feststellung eines Defekts des zweiten Energiespeichers beispielsweise einfach ein Austausch des zweiten Energiespeichers vorgenommen werden.According to a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that a third charge state of the first energy storage device is determined by means of a rest voltage characteristic curve that is assigned to the first energy storage device, in particular where the determination of the third charge state relates to the same point in time as the determined first charge state. The determined first charge state of the first energy storage device and the determined third charge state of the first energy storage device can then be compared. If a deviation exceeds a predetermined limit, an error message can be issued, for example, or an entry can be made in an error memory. Or another function can be triggered. The limit can be given by an accuracy of determining the third charge state. This makes it possible to check the plausibility of the determined first charge state. A strong deviation can, for example, indicate that there is a defect in the second energy storage device or an error in the calculation using the simulation of the second energy storage device. By determining the deviation in this way, a recalibration can be initiated, for example. Other measures are also conceivable. Such a plausibility check can, for example, be carried out repeatedly to ensure that the investigation process is still working and that there is no error or defect in the second energy storage device. In the case of a real second energy storage device, if a defect in the second energy storage device is detected, the second energy storage device can simply be replaced.
Der Grenzwert für den Vergleich kann zum Beispiel in Abhängigkeit von der Genauigkeit ermittelt werden, mit welcher sich der dritte Ladezustand des ersten Energiespeichers über die zugeordnete OCV-Kennlinie beziehungsweise das zugeordnete OCV-Kennlinienfeld bereitstellen lässt. Diese Genauigkeit kann insbesondere vom Ladezustand selbst abhängig sein. Es kann aber auch pauschal ein Grenzwert vorgegeben sein, der die maximal mögliche oder eine mittlere Ungenauigkeit berücksichtigt, zum Beispiel +/- 10 Prozent.The limit value for the comparison can, for example, be determined depending on the accuracy with which the third state of charge of the first energy storage device can be provided via the assigned OCV characteristic curve or the assigned OCV characteristic curve field. This accuracy can depend in particular on the state of charge itself. However, a general limit value can also be specified that takes into account the maximum possible or an average inaccuracy, for example +/- 10 percent.
Für Anwendungsfälle oder Anwendungssituationen, die sich bei dem Verfahren ergeben können und die hier nicht explizit beschrieben sind, kann vorgesehen sein, dass gemäß dem Verfahren eine Fehlermeldung und/oder eine Aufforderung zur Eingabe einer Nutzerrückmeldung ausgegeben und/oder eine Standardeinstellung und/oder ein vorbestimmter Initialzustand eingestellt wird.For use cases or application situations that may arise during the method and which are not explicitly described here, it may be provided that, in accordance with the method, an error message and/or a request to enter user feedback is issued and/or a default setting and/or a predetermined initial state is set.
Des Weiteren betrifft die Erfindung auch ein Kraftfahrzeug, das dazu ausgelegt ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine seiner Ausführungsformen durchzuführen.Furthermore, the invention also relates to a motor vehicle which is designed to carry out a method according to the invention or one of its embodiments.
Zu der Erfindung gehört auch die Steuereinrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuereinrichtung kann eine Datenverarbeitungsvorrichtung oder eine Prozessoreinrichtung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller und/oder zumindest einen FPGA (Field Programmable Gate Array) und/oder zumindest einen DSP (Digital Signal Processor) aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Prozessoreinrichtung kann z.B. auf zumindest einer Schaltungsplatine und/oder auf zumindest einem SoC (System on Chip) basieren.The invention also includes the control device for the motor vehicle. The control device can have a data processing device or a processor device that is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention. For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and/or at least one microcontroller and/or at least one FPGA (Field Programmable Gate Array) and/or at least one DSP (Digital Signal Processor). Furthermore, the processor device can have program code that is set up to carry out the embodiment of the method according to the invention when executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device. The processor device can be based, for example, on at least one circuit board and/or on at least one SoC (System on Chip).
Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs bzw. der Steuereinrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs bzw. der Steuereinrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the motor vehicle according to the invention or the control device, which have features as have already been described in connection with the further developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding further developments of the motor vehicle according to the invention or the control device are not described again here.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger car or truck, or as a passenger bus or motorcycle.
Als eine weitere Lösung umfasst die Erfindung auch ein computerlesbares Speichermedium, umfassend Programmcode, der bei der Ausführung durch einen Computer oder einen Computerverbund diesen veranlasst, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Das Speichermedium kann zumindest teilweise als ein nicht-flüchtiger Datenspeicher (z.B. als eine Flash-Speicher und/oder als SSD - solid state drive) und/oder zumindest teilweise als ein flüchtiger Datenspeicher (z.B. als ein RAM - random access memory) bereitgestellt sein. Das Speichermedium kann in dem Computer oder Computerverbund angeordnet sein. Das Speichermedium kann aber auch beispielsweise als sogenannter Appstore-Server und/oder Cloud-Server im Internet betrieben sein. Durch den Computer oder Computerverbund kann eine Prozessorschaltung mit beispielsweise zumindest einem Mikroprozessor bereitgestellt sein. Der Programmcode kann als Binärcode und/oder als Assembler-Code und/oder als Quellcode einer Programmiersprache (z.B. C) und/oder als Programmskript (z.B. Python) bereitgestellt sein.As a further solution, the invention also comprises a computer-readable storage medium, comprising program code which, when executed by a computer or a computer network, causes the computer to carry out an embodiment of the method according to the invention. The storage medium can be provided at least partially as a non-volatile data memory (e.g. as a flash memory and/or as an SSD - solid state drive) and/or at least partially as a volatile data memory (e.g. as a RAM - random access memory). The storage medium can be arranged in the computer or computer network. However, the storage medium can also be operated, for example, as a so-called app store server and/or cloud server on the Internet. The computer or computer network can provide a processor circuit with, for example, at least one microprocessor. The program code can be provided as binary code and/or as assembler code and/or as source code of a programming language (e.g. C) and/or as a program script (e.g. Python).
Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen. Die Erfindung umfasst also auch Realisierungen, die jeweils eine Kombination der Merkmale mehrerer der beschriebenen Ausführungsformen aufweisen, sofern die Ausführungsformen nicht als sich gegenseitig ausschließend beschrieben wurden.The invention also includes combinations of the features of the described embodiments. The invention therefore also includes implementations that each have a combination of the features of several of the described embodiments, provided that the embodiments have not been described as mutually exclusive.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
-
1 eine grafische Darstellung von OCV-Kennlinien von Batteriezellen verschiedener Zelltypen; -
2 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und -
3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
-
1 a graphical representation of OCV characteristics of battery cells of different cell types; -
2 a schematic representation of a motor vehicle according to an embodiment of the invention; and -
3 a schematic representation of a motor vehicle according to a further embodiment of the invention.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the components of the embodiments described each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and which also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure should also include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by other features of the invention already described.
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, identical reference symbols designate functionally identical elements.
Die Erfindung und ihre Ausführungsformen ermöglichen es nun vorteilhafterweise, die Bestimmung eines solchen Ladezustands SOC auf einfache Weise hinsichtlich ihrer Genauigkeit zu verbessern, wie nun nachfolgend anhand von Beispielen erläutert wird.The invention and its embodiments now advantageously make it possible to improve the determination of such a state of charge SOC in a simple manner with regard to its accuracy, as will now be explained below using examples.
Vorteilhafterweise weist nun das Kraftfahrzeug 10 noch einen zweiten Energiespeicher 22 mit mindestens einer Batteriezelle 24 eines zweiten Zelltyps auf, der vom Zelltyp der ersten Batteriezellen 16 verschieden ist. Vorliegend handelt es sich bei diesen zweiten Batteriezellen 24 oder dieser zweiten Batteriezelle 24 um eine NMC-Batteriezelle 24. Der Energiespeicher 22 kann dabei auch nur eine einzelne solche Batteriezelle 24 oder zumindest eine äußerst geringe Anzahl solcher Batteriezellen 24 umfassen. Dieser zweite Energiespeicher 22 wird nun korrespondierend zum ersten Energiespeicher 14 betrieben. Es wird also vorliegend eine NMC-Zelle 24 oder mehrere solcher NMC-Zellen parallel zur LFP-Batterie 14 verwendet beziehungsweise betrieben. Dabei wird die NMC-Zelle 24 beziehungsweise im Allgemeinen der zweite Energiespeicher 22 parallel zur LFP-Batterie 14 geladen und entladen, das heißt korrespondierend hierzu geladen und entladen. Dieses Laden und Entladen kann dabei auch zeitlich synchron erfolgen. Ein zeitlicher Versatz ist jedoch ebenfalls möglich. Grundsätzlich ist es dabei vorteilhaft, wenn sichergestellt wird, dass in alle Zellen, das heißt den ersten Zellen 16 sowie den zweiten Zellen 24, gegebenenfalls in skalierter Form, die gleichen Leistungsströme zu- und abfließen. Auch kann in die SOC-Ermittlung eine mittels statistischer Maßnahmen ermittelte Abhängigkeit von LFP-Zelle 16 und NMC-Zelle 24 einfließen.Advantageously, the
Grundsätzlich kann der zweite Energiespeicher 22 hinsichtlich seiner Speicherfähigkeit so ausgelegt sein wie auch der erste Energiespeicher 14. Der zweite Energiespeicher 22 kann aber auch anders ausgelegt sein, und zum Beispiel eine deutlich geringere Kapazität aufweisen als der erste Energiespeicher 14. Um nun den zweiten Energiespeicher 22 korrespondierend zum ersten Energiespeicher 14 zu betreiben, kann also im Betrieb des ersten Energiespeichers 14 die erste elektrische Leistung P1 beziehungsweise P1' erfasst werden, je nachdem, ob der erste Energiespeicher 14 entsprechend im Betrieb geladen oder entladen wird. Aus dieser erfassten ersten Leistung P1, P1' kann eine korrespondierende zweite Leistung P2, P2' für den zweiten Energiespeicher 22 ermittelt werden. Im Falle, dass die Kapazitäten der Energiespeicher 22, 14 übereinstimmen, ist die zweite elektrische Leistung P2 beziehungsweise P2' identisch zur ersten elektrischen Leistung P1 beziehungsweise P1'. Ist die Kapazität des zweiten Energiespeichers 22 entsprechend kleiner, so sind auch die korrespondierenden zweiten Leistungen P2 beziehungsweise P2' korrespondierend kleiner als die ersten Leistungen P1 beziehungsweise P1'. Der zweite Energiespeicher 22 wird dann korrespondierend zum ersten Energiespeicher 14 betrieben und zum Beispiel geladen oder entladen. Das Laden des Energiespeichers 22 kann über eine Niedervolt-Batterie 26 eines Niedervolt-Bordnetzes des Kraftfahrzeugs 10 erfolgen. Das Entladen des Energiespeichers 24 kann zum Beispiel über einen Widerstand 28, der zum Beispiel auch als steuerbarer Widerstand 28 beziehungsweise veränderbarer Widerstand 28 ausgestaltet sein kann, erfolgen. Wird also der erste Energiespeicher 14 durch Abgabe der ersten Leistung P1 an den Verbraucher 18 entladen, so wird auch korrespondierend der zweite Energiespeicher 22 durch Abgabe der Versorgungsleistung P2 an den Widerstand 28 entladen. Wird der erste Energiespeicher 14 über eine externe Energiequelle und die Ladeeinrichtung 20 mit der Ladeleistung P1' geladen, so wird korrespondierend der zweite Energiespeicher 22 über die Niedervolt-Batterie 26 mit der korrespondierenden zweiten Ladeleistung P2' geladen. Somit weist also idealerweise der zweite Energiespeicher 22 immer den gleichen Ladezustand auf wie der erste Energiespeicher 14. Das korrespondierende Laden und Entladen der beiden Energiespeicher 14, 22 beziehungsweise im Allgemeinen deren Betrieb kann durch die Steuereinrichtung 12 gesteuert werden. Außerdem kann diese Steuereinrichtung 12 nun vorteilhafterweise den Ladezustand SOC1 des ersten Energiespeichers 14 wie folgt ermitteln: Hierzu kann zum Beispiel in einem Ruhezustand des zweiten Energiespeichers 24 dessen Ruhespannung Uocv ermittelt werden und mittels der zweiten Kennlinie K2, die dem Zelltyp der zweiten Batteriezelle 24 zugeordnet ist und die in einem Speicher der Steuereinrichtung 12 abgelegt sein kann, kann der zweite Ladezustand SOC2 des zweiten Energiespeichers 22 bestimmt werden. Da dieser identisch zum ersten Ladezustand SOC1 des ersten Energiespeichers 14 ist, ist dadurch auch letztendlich der Ladezustand SOC1 des ersten Energiespeichers 14 bestimmt. In Abhängigkeit von diesem ermittelten ersten Ladezustand SOC1 kann eine weitere Einrichtung 30 des Kraftfahrzeugs 10 gesteuert werden. Beispielsweise kann dieser Ladezustand SOC1, insbesondere auch zeitlich verzögert, z.B. beim nächsten Start des Kraftfahrzeugs 10, auf einer Anzeigeeinrichtung als Beispiel für eine solche Einrichtung 30 einem Benutzer angezeigt werden.In principle, the second
Die NMC Zelle 22' bzw. Zellen 22' werden also nicht physisch ins Fahrzeug 10 eingebaut. Vielmehr besitzt das durch die Steuereinrichtung 12 implementierte Batteriemanagementsystem einen Digital Twin 22' der NMC Zelle 22. Das Batteriemanagementsystem rechnet dann mittels der Stromlade und -entlademengen virtuell den Ladezustand SOC2 des Digital Twins 22' der NMC Zelle 22 und passt den Ladezustand der NMC Zelle, d.h. der simulierten Zelle 22', auf die LFP Gesamtbatterie 14 an.
The NMC cell 22' or cells 22' are therefore not physically installed in the
Die Steuereinrichtung 12 kann hierzu dieselben Eingangsgrößen des ersten Energiespeichers 14 nutzen, wie zum Beispiel in
Die beschriebenen Verfahren zur Ladezustandsermittlung können insbesondere fortwährend beziehungsweise wiederholt stattfinden. Dabei erfolgt sozusagen während des Betriebs des ersten Energiespeichers 14 eine permanente Überwachung und Erfassung der entsprechenden ersten Leistungen P1, P1'. Darauf basierend wird auch der zweite Energiespeicher 22, 22' korrespondierend betrieben beziehungsweise simuliert betrieben, insbesondere fortwährend. Die Ermittlung des Ladezustands kann dabei nach einer Ruhephase des Kraftfahrzeugs 10 stattfinden. Dies ist zumindest im Falle des realen zweiten Energiespeichers 22 vorteilhaft. Im Falle des simulierten Energiespeichers 22' kann dieser Ruhezustand entsprechend auch simuliert werden und es muss nicht erst eine Ruhephase abgewartet werden.The described methods for determining the state of charge can in particular take place continuously or repeatedly. In this case, the corresponding first powers P1, P1' are permanently monitored and recorded during the operation of the first
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Verbesserung der heuristischen Ladezustandserkennung der LFP-Zelle mithilfe einer NMC-Zelle beziehungsweise simulierten NMC-Zelle bereitgestellt werden kann. Dadurch kann die Genauigkeit der SOC-Bestimmung unter Verwendung der Ruhespannungskennlinie erhöht werden und vor allem im Falle der simulierten NMC-Zelle zusätzlich der Vorteil erzielt werden, dass sich hierdurch die Teilepreise nicht erhöhen, weil keine zusätzliche Hardware notwendig ist. Außerdem wird kein zusätzlicher Bauraum benötigt.Overall, the examples show how the invention can provide an improvement in the heuristic charge state detection of the LFP cell using an NMC cell or simulated NMC cell. This can increase the accuracy of the SOC determination using the open-circuit voltage characteristic and, especially in the case of the simulated NMC cell, the additional advantage is that the parts prices do not increase because no additional hardware is required. In addition, no additional installation space is required.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- EP 4027158 A1 [0006]EP 4027158 A1 [0006]
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