DE102009000336A1 - Impedance measurement of electrochemical energy storage in vehicles - Google Patents
Impedance measurement of electrochemical energy storage in vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- DE102009000336A1 DE102009000336A1 DE102009000336A DE102009000336A DE102009000336A1 DE 102009000336 A1 DE102009000336 A1 DE 102009000336A1 DE 102009000336 A DE102009000336 A DE 102009000336A DE 102009000336 A DE102009000336 A DE 102009000336A DE 102009000336 A1 DE102009000336 A1 DE 102009000336A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- impedance
- electrical circuit
- electrochemical energy
- circuit according
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 title claims description 16
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 title claims description 6
- 238000001453 impedance spectrum Methods 0.000 claims description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 11
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 7
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 238000001566 impedance spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910005813 NiMH Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910008088 Li-Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012465 LiTi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006327 Li—Mn Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003271 Ni-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005580 NiCd Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010063493 Premature ageing Diseases 0.000 description 1
- 208000032038 Premature aging Diseases 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- ZRXYMHTYEQQBLN-UHFFFAOYSA-N [Br].[Zn] Chemical compound [Br].[Zn] ZRXYMHTYEQQBLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWLBWHPWXLPSNU-UHFFFAOYSA-L [Na].[Cl-].[Cl-].[Ni++] Chemical compound [Na].[Cl-].[Cl-].[Ni++] TWLBWHPWXLPSNU-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000003679 aging effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N silver zinc Chemical compound [Zn].[Ag] BSWGGJHLVUUXTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N vanadium atom Chemical compound [V] LEONUFNNVUYDNQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
- H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/389—Measuring internal impedance, internal conductance or related variables
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4285—Testing apparatus
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine elektrische Schaltung zur Messung einer Impedanz von Zellen eines elektrochemischen Energiespeichers in Fahrzeugen, umfassend einen elektrochemischen Energiespeicher mit n Zellen, wobei jede Zelle jeweils einen Plus- und einen Minuspol aufweist und n eine positive, natürliche Zahl > 0 ist; eine Impedanzmesseinrichtung, ausgebildet, eine Impedanz bei einer vorgegebenen oder vorgebbaren Frequenz zu bestimmen; sowie Auswahlschalter, die derart funktional angeordnet sind, dass je nach Schaltung der Auswahlschalter eine Impedanz einer ausgewählten Zelle des elektrochemischen Energiespeichers messbar ist.The invention relates to an electrical circuit for measuring an impedance of cells of an electrochemical energy store in vehicles, comprising an electrochemical energy store with n cells, each cell each having a plus and a minus and n is a positive, natural number> 0; an impedance measuring device configured to determine an impedance at a predetermined or predeterminable frequency; and selector switches, which are arranged in such a functional manner that, depending on the circuit of the selector switch, an impedance of a selected cell of the electrochemical energy store can be measured.
Description
Stand der TechnikState of the art
In hybridisierten Kraftfahrzeugen und Elektrofahrzeugen sind elektrochemische Energiespeicher wie NiMH- oder Lithium-Ionen-Batterien entscheidende Komponenten. Neben hohen Energie- und Leistungsdichten ist vor allem eine lange Lebensdauer der Energiespeicher von großer Bedeutung.In hybridized motor vehicles and electric vehicles are electrochemical Energy storage such as NiMH or lithium-ion batteries crucial Components. In addition to high energy and power densities is above all a long life of energy storage of great importance.
Aus diesem Grund wird ein Batteriemanagementsystem benötigt, um die Batterie stets unter optimalen Randbedingungen betreiben zu können. Dieses muss den Zustand der Batterie und ihre wichtigsten Parameter bestimmen, um die Lebensdauer optimieren zu können.Out For this reason, a battery management system is needed to Always operate the battery under optimal conditions can. This needs the condition of the battery and its main parameters determine to optimize the life.
Viele Maßnahmen zur Vermeidung schädigender Einflüsse sind bereits bekannt und können von einfach zu ermittelnden Batterieparametern abgeleitet werden, wie z. B.:
- • Einhaltung von oberen und unteren Spannungsgrenzen
- • Temperierung innerhalb eines optimalen Fensters
- • Limitierung von Lade- und Entladeströmen
- • Betrieb bei optimalem Ladezustand
- • Compliance with upper and lower voltage limits
- • Temperature control within an optimal window
- • Limitation of charging and discharging currents
- • Operation at optimum state of charge
Mit einfachen Mitteln ist dennoch nicht jede Art der Schädigung bzw. der Lebensdauerreduktion auszuschließen. Beispielhaft wird im Folgenden auf einen Effekt verwiesen, der zu vorzeitiger Alterung elektrochemischer Energiespeicher führen kann.With simple means, however, is not every type of injury or to exclude the service life reduction. Exemplary will be in the following referred to an effect that leads to premature aging electrochemical Lead energy storage can.
Ein elektrochemischer Energiespeicher umfasst zwei Elektroden (Anode und Kathode), die räumlich durch einen Separator voneinander getrennt sind und durch gemeinsame Tränkung mit einem Elektrolyt zu einem elektrochemischen System verbunden werden. Augen an der Batterie kann im Ruhezustand die so genannte Leerlaufspannung (Open-Circuit-Voltage, OCV) gemessen werden. Diese ist ihrerseits die Differenz der Leerlaufpotentiale (Open-Circuit-Potential, OCP) der beiden Elektroden, die nur gegenüber einer Referenzelektrode gemessen werden kann. Eine solche Referenzelektrode steht in Batterien der Serienfertigung aus Kostengründen nicht zur Verfügung. Zur korrekten Funktion der Batterie ist es unabdingbar, dass Anode und Kathode in der Produktion exakt aufeinander abgestimmt werden. Während des Betriebs kann es durch Alterungseffekte dazu kommen, dass sich die Elektroden unterschiedlich verändern, so dass das empfindliche Gleichgewicht zwischen Anode und Kathode gestört wird. In einem solchen Fall wird die Batterie besonders bei extremen Ladezuständen, das heißt im voll geladenen bzw. vollständig entladenen Zustand geschädigt. Dies kann zu einer schnellen Reduktion der Lebensdauer, oder zu einem nahezu abrupten Defekt der Zelle führen.One electrochemical energy storage comprises two electrodes (anode and cathode), which spatially separated by a separator and by common impregnation with an electrolyte connected to an electrochemical system become. Eyes on the battery can be at rest the so-called Open-circuit voltage (OCV) are measured. These is itself the difference of the open-circuit potentials (open circuit potential, OCP) of the two electrodes, which are only opposite to a reference electrode can be measured. Such a reference electrode is in batteries the series production for cost reasons not available. For the correct function of the battery, it is essential that the anode and cathode are closely matched in production. While Due to aging effects, it may happen that change the electrodes differently, making the sensitive Balance between anode and cathode is disturbed. In such a case The battery is especially in extreme states of charge, ie in full loaded or completely discharged state damaged. This can lead to a quick reduction in the lifetime, or too cause an almost abrupt defect in the cell.
Ein probates Mittel zur Verhinderung der Schädigung ist die geeignete Reduktion des Ladezustandsbereichs, in dem die Batterie betrieben wird. Dies reduziert einerseits die nutzbare Energiemenge geringfügig, kann aber zu einer erheblichen Lebensdauerverlängerung führen.One The proven means of preventing the damage is the appropriate reduction the state of charge area in which the battery is operated. This on the one hand reduces the usable amount of energy slightly, can but lead to a significant lifetime extension.
Um die notwendige Einschränkung des Betriebsbereichs bestimmen zu können, sind Informationen über die einzelnen Elektroden notwendig – insbesondere deren Kapazitäten – die anhand üblicher Messmethoden nicht zugänglich sind.Around the necessary restriction of the operating area are information about the individual electrodes necessary - in particular their capacities - those using standard measuring methods inaccessible are.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen oder mehrere Nachteile des Standes der Technik zu vermindern oder zu vermeiden.task It is one or more disadvantages of the present invention of the prior art to reduce or avoid.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die Aufgabe wird gelöst durch Bereitstellung einer elektrischen Schaltung zur Messung einer Impedanz von Zellen eines elektrochemischen Energiespeichers in Fahrzeugen, umfassend
- a) einen elektrochemischen Energiespeicher mit n Zellen, wobei jede Zelle jeweils einen Plus- und einen Minuspol aufweist und n eine positive, natürliche Zahl > 0 ist;
- b) eine Impedanzmesseinrichtung, ausgebildet, eine Impedanz bei einer vorgegebenen oder vorgebbaren Frequenz zu bestimmen;
- c) Auswahlschalter, die derart funktional angeordnet sind, dass je nach Schaltung der Auswahlschalter eine Impedanz einer ausgewählten Zelle des elektrochemischen Energiespeichers messbar ist.
- a) an electrochemical energy store with n cells, each cell having a positive and a negative pole and n is a positive, natural number>0;
- b) an impedance measuring device, configured to determine an impedance at a predetermined or predetermined frequency;
- c) selection switches, which are arranged in such a functional manner that, depending on the circuit of the selection switch, an impedance of a selected cell of the electrochemical energy storage device can be measured.
Eine
vielversprechende Messmethode zur Analyse des Zustands der verschiedenen
Komponenten der Batterie ist die Impedanzspektroskopie. Dabei wird
die Batterie mit einem sinusförmigen
Signal variabler Frequenz angeregt und durch Messung von Strom und
Spannung die komplexe Impedanz in Abhängigkeit der Frequenz ermittelt,
siehe Beispiel in
Aus der Analyse des Verlaufs dieser Impedanzkurve und ihrer Änderung bei fortschreitender Alterung der Batteriezelle können Parameter der Batterie bestimmt werden, die eine Separation verschiedener Effekte zulassen. Unter anderem kann z. B. auf die Kapazitäten der beiden Elektroden oder auf andere Parameter geschlossen werden, die zur Verlängerung der Lebensdauer der Batterie herangezogen werden können.Out the analysis of the course of this impedance curve and its change as the battery cell ages, parameters may change the battery to be determined, which is a separation of different Allow effects. Among other things, z. B. on the capacities of both electrodes or other parameters are closed, the extension the life of the battery can be used.
Gemäß der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung wird ein elektrochemischer Energiespeicher mit n Zellen eingesetzt, wobei jede Zelle jeweils einen Plus- und einen Minuspol aufweist und n eine positive, natürliche Zahl > 0 ist. Solche elektrochemischen Energiespeicher können insbesondere Batterien oder Akkumulatoren aller gebräuchlichen Akkumulatortechnologien sein. Es können Batterien oder Akkumulatoren vom Typ Pb – Bleiakku, NiCd – Nickel-Cadmium-Akku, NiH2 – Nickel-Wasserstoff-Akkumulator, NiMH – Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, Li-Ion – Lithium-Ionen-Akku, LiPo – Lithium-Polymer-Akku, LiFe – Lithium-Metall-Akku, Li-Mn – Lithium-Mangan-Akku, LiFePO4 – Lithium-Eisen-Phosphat-Akkumulator, LiTi – Lithium-Titanat-Akku, RAM – Rechargeable Alkaline Manganese, Ni-Fe – Nickel-Eisen-Akku, Na/NiCl – Natrium-Nickelchlorid-Hochtemperaturbatterie, SCiB – Super Charge Ion Battery, Silber-Zink-Akku, Silikon-Akku, Vanadium-Redox-Akkumulator und/oder Zink-Brom-Akku verwendet werden. Insbesondere können Batterien vom Typ der Blei/Säure-, Nickel-Cadmium-, Nickel-Metallhydrid- und/oder Natrium/Natriumnickelchlorid-Batterie eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden Batterien vom Typ der Lithium-Ionen-Batterie verwendet.According to the electrical circuit according to the invention is an electrochemical Energiespei each cell has a plus and a minus pole and n is a positive, natural number> 0. Such electrochemical energy storage devices may in particular be batteries or accumulators of all conventional accumulator technologies. It can be batteries or rechargeable batteries of the type Pb - lead acid battery, NiCd - nickel cadmium rechargeable battery, NiH2 - nickel-hydrogen rechargeable battery, NiMH - nickel metal hydride rechargeable battery, Li-ion - lithium-ion rechargeable battery, LiPo - lithium polymer Battery, LiFe - Lithium Metal Battery, Li-Mn - Lithium Manganese Battery, LiFePO 4 - Lithium Iron Phosphate Battery, LiTi - Lithium Titanate Battery, RAM - Rechargeable Alkaline Manganese, Ni-Fe - Nickel-iron battery, Na / NiCl - sodium-nickel chloride high-temperature battery, SCiB - Super Charge Ion Battery, Silver-Zinc Battery, Silicone Battery, Vanadium Redox Battery and / or Zinc Bromine Battery can be used. In particular, batteries of the lead / acid, nickel-cadmium, nickel-metal hydride and / or sodium / sodium nickel chloride battery type can be used. Particular preference is given to using batteries of the lithium ion battery type.
Die erfindungsgemäße elektrische Schaltung weist Auswahlschalter auf, die derart funktional angeordnet sind, dass je nach Schaltung der Auswahlschalter eine Impedanz einer ausgewählten Zelle des elektrochemischen Energiespeichers messbar ist. Dabei sind einzelne Schalter jeweils mit einem Plus- oder einem Minuspol einer ausgewählten Zelle des elektrochemischen Energiespeichers verbunden, so dass je nach Schalterstellung eine einzelne ausgewählte Zelle in die elektrische Schaltung galvanisch einkoppelbar ist und damit einer Impedanzmessung gezielt zugeführt werden kann. Je nach Schalterstellung kann also eine Zelle des elektrochemischen Energiespeichers ausgewählt und vermessen werden. Dabei kann ein Pol einer Zelle mit mehr als einem Schalter verbunden sein. Als Auswahlschalter können Kleinleistungsschalter verwendet werden, bevorzugt können Halbleiterschalter eingesetzt werden.The electrical according to the invention Circuit has selection switches which are arranged so functional are that, depending on the circuit of the selector switch an impedance of chosen Cell of the electrochemical energy storage is measurable. there are single switches each with a plus or a minus pole of a selected cell of the connected electrochemical energy storage, so that depending on the switch position a single selected one Cell is galvanically coupled into the electrical circuit and so that an impedance measurement can be selectively supplied. Depending on switch position Thus, a cell of the electrochemical energy storage can be selected and be measured. One pole of a cell may contain more than one Switch connected. As selector switch can small circuit breaker can be used, preferably Semiconductor switches are used.
Die einzelnen Elemente der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung können über eine oder mehrere Verbindungsleitungen elektrisch leitend mit einem oder mehreren anderen Elementen der Schaltung verbunden sein. Als Verbindungsleitungen zwischen den Auswahlschaltern und den jeweiligen Plus- oder Minuspolen einzelner Zellen können die in einem elektrochemischen Energiespeicher gegebenenfalls ohnehin vorhandenen Leitungen zur Einzelzellspannungsmessung und/oder zum Zellbalancing verwendet werden.The individual elements of the electrical circuit according to the invention can over one or a plurality of connecting lines electrically conductive with one or more be connected to other elements of the circuit. As connecting lines between the selector switches and the respective plus or minus poles single cells can optionally in an electrochemical energy store anyway existing lines for single cell voltage measurement and / or for Cell Balancing can be used.
Die
erfindungsgemäße elektrische
Schaltung weist eine Impedanzmesseinrichtung auf, die derart ausgebildet
und in der Schaltung angeordnet ist, dass eine Impedanz einer ausgewählten Zelle
bei entsprechender Auswahlschalterstellung bei einer vorgegebenen
oder vorgebbaren Frequenz bestimmbar ist. Die Impedanzmesseinrichtung
dient dazu, ein Signal bestimmter Frequenz bereitzustellen und einer
ausgewählten
Zelle zuzuleiten, einen Messstrom Imess zu
bestimmen und eine Messspannung Umess zu bestimmen.
Die Impedanz der ausgewählten
Zelle bei der bestimmten Frequenz kann dann ermittelt werden durch:
Mit der Impedanzmesseinrichtung der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung lassen sich sowohl Impedanzspektren ausgewählter Zellen eines elektrochemischen Energiespeichers über einen bestimmten Frequenzbereich bestimmen, als auch ein oder mehrere einzelne Impedanzwerte ausgewählter Zellen bei einer oder mehreren einzelnen Frequenzen ermitteln.With the impedance measuring device of the electrical circuit according to the invention can be both impedance spectra of selected cells of an electrochemical Energy storage over determine a particular frequency range, as well as one or more individual impedance values of selected cells determine at one or more individual frequencies.
Die Impedanzmesseinrichtung kann einen Frequenzgenerator zur Bereitstellung eines Signals bestimmbarer Frequenz, eine Strommesseinrichtung zur Bestimmung eines Messstroms Imess und eine Spannungsmesseinrichtung zur Bestimmung einer Messspannung Umess aufweisen. Insbesondere kann die Strommesseinrichtung über eine erste Auswahlschalteranordnung und die Spannungseinrichtung über eine zweite Auswahlschalteranordnung mit einem Plus- oder einem Minuspol einer ausgewählten Zelle des elektrochemischen Energiespeichers verbindbar ausgebildet sein.The impedance measuring device may include a frequency generator for providing a signal of a determinable frequency, a current measuring device for determining a measuring current I mess and a voltage measuring device for determining a measuring voltage U mess . In particular, the current measuring device may be connectable via a first selector switch arrangement and the voltage device via a second selector switch arrangement to a plus or a minus pole of a selected cell of the electrochemical energy store.
Als Strommesseinrichtung kann grundsätzlich jede Einrichtung eingesetzt werden, die geeignet ist, einen Messstrom Imess zu bestimmen. Bevorzugt werden solche Strommesseinrichtungen verwendet, die eine Verstärkerstufe mit hohem Eingangswiderstand aufweisen und/oder einen Widerstand, der zur phasen- und amplitudenrichtigen Messung des Messstroms dient. Eine geeignete Strommesseinrichtung kann zwei Koppelkondensatoren aufweisen, die einen Widerstand umgeben und die jeweils mit einer Verstärkerstufe verbunden sind. Bevorzugt sind die Verstärkerstufen der Strommesseinrichtung galvanisch getrennt in die elektrische Schaltung einkoppelbar ausgestaltet. Die Verstärkerstufen der Strommesseinrichtung können mit einem oder mehreren Analog-Digital-Wandlern verbunden sein.As a current measuring device basically any device can be used which is suitable to determine a measuring current I mess . Preferably, such current measuring devices are used, which have an amplifier stage with high input resistance and / or a resistor which serves for the phase and amplitude correct measurement of the measuring current. A suitable current measuring device may comprise two coupling capacitors surrounding a resistor and each connected to an amplifier stage. Preferably, the amplifier stages of the current measuring device are designed so that they can be coupled into the electrical circuit in a galvanically separated manner. The amplifier stages of the current measuring device may be connected to one or more analog-to-digital converters.
Als Spannungsmesseinrichtung kann grundsätzlich jede Einrichtung eingesetzt werden, die geeignet ist, eine Messspannung Umess zu bestimmen. Eine geeignete Spannungsmesseinrichtung weist einen Kopplungskondensator auf, der mit einer Verstärkerstufe verbunden ist. Bevorzugt ist die Verstärkerstufe galvanisch getrennt in die elektrische Schaltung einkoppelbar ausgeführt. Die Verstärkerstufe der Spannungseinrichtung kann mit einem Analog-Digital-Wandler verbunden sein.As a voltage measuring device, basically any device can be used which is suitable for determining a measuring voltage U mess . A suitable voltage measuring device has a coupling capacitor which is connected to an amplifier stage. Preferably, the amplifier stage is executed galvanically isolated in the electrical circuit einkoppelbar. The amplifier stage the voltage device may be connected to an analog-to-digital converter.
Die Impedanzmesseinrichtung der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung kann einen Frequenzgenerator aufweisen. Als Frequenzgenerator kann grundsätzlich jede Einrichtung eingesetzt werden, die ein Signal bestimmbarer Frequenz bereitstellt, welches gegebenenfalls dazu verwendet werden kann, eine Impedanz einer ausgewählten Zelle zu bestimmen. Der Frequenzgenerator kann ein Signal einer oder mehrerer bestimmbarer Frequenzen bereitstellen, wobei unterschiedliche Frequenzen in diskreten Schritten auswählbar oder festlegbar sein können oder in einem bestimmten Frequenzbereich in einer kontinuierlichen Art und Weise angewählt werden können. Insbesondere kann der Frequenzgenerator als Oszillator ausgebildet sein. Der Oszillator kann auf verschiedene Weisen realisiert werden, beispielsweise als Colpitts- oder als Hartley-Oszillator. Bevorzugt kann ein LC-Oszillator eingesetzt werden. Insbesondere kann der Oszillator eine Schwingspule aufweisen.The Impedance measuring device of the electrical circuit according to the invention may have a frequency generator. As a frequency generator can in principle Any device that uses a signal can be used Frequency provides, which may be used for this purpose can, an impedance of a selected cell to determine. The frequency generator may be a signal of one or more provide determinable frequencies, with different frequencies selectable in discrete steps or be definable or in a certain frequency range in a continuous Way selected can be. In particular, the frequency generator can be designed as an oscillator be. The oscillator can be realized in different ways, for example, as a Colpitts or Hartley oscillator. Prefers An LC oscillator can be used. In particular, the Oscillator have a voice coil.
Bevorzugt ist der Frequenzgenerator in die elektrische Schaltung galvanisch getrennt eingekoppelt. Auf diese Weise kann sich der Frequenzgenerator auf beliebigem Potential gegenüber der zu messenden Zelle befinden, beispielsweise auf Massepotential eines übergeordneten Controllers oder Steuergeräts, z. B. eines Batteriemanagementsystems. Weist der Frequenzgenerator eine Schwingspule auf, so kann das Signal über einen gemeinsamen Spulenlenker mit einer zweiten Spule, die gegebenenfalls mit der erfindungsgemäßen elektrischen Schaltung verbunden ist, galvanisch getrennt übertragen und der ausgewählten Zelle zugeführt werden.Prefers the frequency generator is galvanic in the electrical circuit disconnected. In this way, the frequency generator can at any potential opposite the cell to be measured, for example at ground potential a parent Controller or controller, z. B. a battery management system. Indicates the frequency generator a voice coil on, so can the signal through a common bobbin link with a second coil, optionally with the electrical according to the invention Circuit is connected, galvanically separated and transferred to the selected cell supplied become.
Die erfindungsgemäße elektrische Schaltung kann einen oder mehrere Analog-Digital-Wandler aufweisen, die derart angeordnet und mit einem Controller oder einer übergeordneten Steuereinheit verbunden sind, dass für jede Zelle des elektrochemischen Energiespeichers eine Impedanzmessung ausführbar und analysierbar ist.The electrical according to the invention Circuit may include one or more analog-to-digital converters, such arranged and connected to a controller or a higher-level control unit are that for each cell of the electrochemical energy store can perform an impedance measurement and is analyzable.
Dabei kann der Controller oder die übergeordnete Steuereinheit derart ausgebildet sein, dass die Auswahl einer bestimmten Zelle eines elektrochemischen Energiespeichers durch Steuerung einer entsprechenden Schaltung der Auswahlschalter veranlasst und gegebenenfalls überwacht wird. Der Controller kann die Einkopplung eines Signals bestimmter Frequenz, sowie die Messung eines Messstroms Imess und/oder einer Messspannung Umess auslösen, koordinieren und überwachen. Der Controller kann die gemessenen Daten an ein Auswertesystem weiterleiten oder selbst auswerten. Die Auswertung der Daten kann dabei beispielsweise eine Berechnung von Impedanzwerten aus den gemessenen Daten umfassen, sowie die Bestimmung einer Auswertgröße, die beispielsweise aus einzelnen Impedanzwerten bestehen kann oder aus Werten, die aus einem Impedanzspektrum ermittelt werden. Die Auswertung kann auch einen Vergleich der Auswertgröße mit einem Referenzwert umfassen. In Abhängigkeit vom Ergebnis des Vergleichs zwischen Auswertgröße und Referenzwert kann der Controller oder eine übergeordnete Steuereinheit bestimmte Ausgaben, Anweisungen oder Aktivitäten auslösen.In this case, the controller or the higher-level control unit may be designed such that the selection of a specific cell of an electrochemical energy store is initiated and optionally monitored by controlling a corresponding circuit of the selection switch. The controller can trigger, coordinate and monitor the coupling of a signal of a specific frequency, as well as the measurement of a measuring current I mess and / or a measuring voltage U mess . The controller can forward the measured data to an evaluation system or even evaluate it. The evaluation of the data can include, for example, a calculation of impedance values from the measured data, as well as the determination of an evaluation variable, which can consist of individual impedance values, for example, or of values which are determined from an impedance spectrum. The evaluation can also include a comparison of the evaluation variable with a reference value. Depending on the result of the comparison between the evaluation value and the reference value, the controller or a higher-level control unit can trigger certain outputs, instructions or activities.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf eine Schaltungsanordnung zur Messung einer Impedanz von Zellen eines elektrochemischen Energiespeichers in Fahrzeugen, wobei ein Frequenzgenerator über eine Strommesseinrichtung und einen ersten Auswahlschalter mit dem Pluspol einer ausgewählten Zelle des elektrochemischen Energiespeichers verbindbar ist und der Minuspol derselben ausgewählten Zelle über einen zweiten Auswahlschalter und eine Spannungsmesseinrichtung mit dem Frequenzgenerator verbindbar ist.The The present invention also relates to a circuit arrangement for measuring an impedance of cells of an electrochemical energy store in vehicles, wherein a frequency generator via a current measuring device and a first selection switch with the positive pole of a selected cell the electrochemical energy storage is connectable and the negative pole same selected Cell over a second selection switch and a voltage measuring device can be connected to the frequency generator.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Kraftfahrzeug, welches eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung umfasst. Dabei sind unter dem Begriff „Kraftfahrzeug” alle angetriebenen Fahrzeuge zu verstehen, die einen elektrochemischen Energiespeicher aufweisen, unabhängig davon welchen Antrieb diese Kraftfahrzeuge aufweisen. Insbesondere umfasst der Begriff „Kraftfahrzeug” HEV (elektrische Hybridfahrzeuge), PHEV (Plug-In-Hybridfahrzeuge), EV (Elektrofahrzeuge), Brennstoffzellenfahrzeuge, sowie alle Fahrzeuge, die einen elektrochemischen Energiespeicher für die elektrische Energieversorgung einsetzen.The The invention also relates to a motor vehicle which has a electrical according to the invention Circuit comprises. Here are all driven under the term "motor vehicle" Understand vehicles that have an electrochemical energy storage have, independently of which drive these vehicles have. Especially includes the term "motor vehicle" HEV (electrical Hybrid vehicles), PHEV (plug-in hybrid vehicles), EV (electric vehicles), Fuel cell vehicles, as well as all vehicles that have an electrochemical Energy storage for use the electrical energy supply.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Batteriemanagementsystem eines Kraftfahrzeugs, welches eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung umfasst.The The invention also relates to a battery management system of a Motor vehicle comprising an electrical circuit according to the invention.
Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Lebenszeitverlängerung von Zellen eines elektrochemischen Energiespeichers in Fahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, dass eine erfindungsgemäße elektrische Schaltung eingesetzt wird und in Abhängigkeit der damit bestimmten Veränderung des Impedanzspektrums einer oder mehrerer Zellen des elektrochemischen Energiespeichers Die Betriebsstrategie des Energiespeichers angepasst wird. Unter die Betreibsstrategie eines elektrochemischen Energiespeichers fällt unter anderem die Steuerung und/oder Regelung des Ladezustandsbereichs, in dem der elektrochemische Energiespeicher betrieben wird. Bevorzugt wird eine Anpassung des Ladezustandsbereichs, in dem der elektrochemische Energiespeicher betrieben wird, von einem Batteriemanagementsystem gesteuert. Dabei wird der Ladezustandsbereich mit fortschreitendem Alterungszustand des elektrochemischen Energiespeichers begrenzt und gegebenenfalls eingeengt.The invention also relates to a method for extending the lifetime of cells of an electrochemical energy store in vehicles, characterized in that an electrical circuit according to the invention is used and the operating strategy of the energy store is adjusted depending on the thus determined change in the impedance spectrum of one or more cells of the electrochemical energy store , The operating strategy of an electrochemical energy store includes, inter alia, the control and / or regulation of the state of charge state in which the electrochemical energy store is operated. An adaptation of the state of charge region in which the electrochemical energy store is operated is preferably controlled by a battery management system. In this case, the state of charge state increases as the aging progresses level of the electrochemical energy storage limited and optionally concentrated.
Die Erfindung stellt eine elektrische Schaltung zur Verfügung, mit deren Hilfe die Impedanz von Zellen elektrochemischer Energiespeicher in Fahrzeugen mit geringem Aufwand und geringen Kosten ermöglicht wird, um über übliche Informationen hinausgehende Parameter der Batterie bestimmen und damit die Lebensdauer optimieren zu können.The The invention provides an electrical circuit, with whose help is the impedance of cells electrochemical energy storage in vehicles with little effort and low cost, about usual information determine beyond the parameters of the battery and thus the life to be able to optimize.
Ein Vorteil der Erfindung ist ein Beitrag zur detaillierten Analyse des Zustands und anderer Parameter von Fahrzeugbatterien mittels Impedanzspektroskopie mit dem Ziel der Lebensdaueroptimierung.One Advantage of the invention is a contribution to the detailed analysis of the state and other parameters of vehicle batteries by means of Impedance spectroscopy with the aim of lifetime optimization.
Zusammenfassend können die Vorteile der Erfindung und ihre Maßnahmen zur kostengünstigen Realisierung einer Impedanzspektroskopie im Fahrzeug wie folgt aufgelistet werden:
- • Die erfindungsgemäße Lösung kann auf vorhandener Verdrahtung zur Zellspannungsmessung und zum Balancing aufbauen.
- • Für n Zellen sind gegebenenfalls nur n + 1 Kleinleistungsschalter notwendig, die kostengünstig als Halbleiterschalter ausgeführt werden können.
- • Für beliebig viele Zellen muss nur ein Oszillator und eine Schaltung bestehend aus 3 Verstärkern aufgebaut werden.
- • Oszillator und Verstärker können galvanisch von den Zellen entkoppelt sein und können auf beliebiges Potential bezogen werden.
- • Die notwendige Energieaufnahme ist bei der Verwendung eines LC-Oszillators minimal.
- • Die Messung und Analyse der Impedanzspektroskopie kann von einem gegebenenfalls bereits vorhandenen Mikroprozessor eines Batteriemanagementsystems vorgenommen werden.
- • Die Durchführung empfiehlt sich z. B. im Abstand mehrerer Wochen und kann vorteilhaft im Ruhezustand des Fahrzeugs vorgenommen werden.
- • Durch geeignete Analyse der Veränderung der Impedanz durch Alterung einer Batteriezelle und/oder einer Batterie kann gegebenenfalls durch geeignete Anpassung des Betriebsbereichs der Batterie eine deutliche Lebensdauersteigerung erzielt werden.
- The solution according to the invention can be based on existing wiring for cell voltage measurement and for balancing.
- • For n cells, only n + 1 miniature circuit breakers may be necessary, which can be cost-effectively implemented as semiconductor switches.
- • For any number of cells, only one oscillator and one circuit consisting of 3 amplifiers must be set up.
- • Oscillator and amplifier can be galvanically decoupled from the cells and can be referenced to any potential.
- • The necessary energy consumption is minimal when using an LC oscillator.
- • The measurement and analysis of the impedance spectroscopy can be carried out by an already existing microprocessor of a battery management system.
- • The implementation is recommended z. B. at intervals of several weeks and can be advantageously made in the idle state of the vehicle.
- • By suitable analysis of the change in impedance due to aging of a battery cell and / or a battery can be achieved if necessary by suitably adjusting the operating range of the battery a significant increase in lifespan.
Figurencharacters
Detaillierte Beschreibung von Aufbau und Funktion ausgewählter Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektrischen SchaltungDetailed description of construction and Function selected embodiments the electrical according to the invention circuit
Über Kleinleistungsschalter S1 bis S9 (z. B. Halbleiterschalter) kann jeweils eine der Zellen mit ihrem Plus- und ihrem Minuspol mit einer Oszillatorschaltung verbunden werden. Dieser Oszillator muss unabhängig von der Anzahl der Zellen nur einmal realisiert werden, und kann vorteilhaft als LC-Oszillator ausgeführt werden. Als Verbindungsleitungen zu jeder einzelnen Zelle können die in einem Batteriepack für Fahrzeuge ohnehin notwendigen Leitungen zur Einzelzellspannungsmessung und/oder zum Zellbalancing verwendet werden.About small circuit breaker S1 to S9 (eg, semiconductor switch) may each be one of the cells with its plus and its negative pole with an oscillator circuit get connected. This oscillator must be independent of the number of cells can be realized only once, and can be advantageous as an LC oscillator accomplished become. As connecting lines to each individual cell, the in a battery pack for Vehicles anyway necessary lines for single cell voltage measurement and / or used for cell balancing.
Der Oszillator kann dabei auf verschiedene Weisen realisiert werden, zum Beispiel als Colpitts- oder Hartley-Oszillator. Die Schwingspule L1 kann durch einen gemeinsamen Spulenkern mit der Spule L2 gekoppelt werden, um galvanisch getrennt Energie in Form einer sinusförmigen Schwingung in die zu untersuchende Zelle zu übertragen. Auf diese Weise kann der Oszillator sich auf beliebigem Potential gegenüber der Zelle befinden, zum Beispiel auf Massepotential des übergeordneten Steuergerätes des Batteriemanagements. Gleichzeitig muss nur die Energie aufgebracht werden, die in Form von ohmschen Verlusten in der Schwingung verloren geht. Die Frequenz der Oszillation kann kontinuierlich oder in geeigneter Weise in diskreten Schritten und/oder Werten einstellbar sein.The oscillator can be realized in various ways, for example as a Colpitts or Hartley oscillator. The voice coil L 1 can be coupled by a common coil core with the coil L 2 in order to transmit galvanically separated energy in the form of a sinusoidal oscillation in the cell to be examined. In this way, the oscillator can be at any potential with respect to the cell, for example at ground potential of the higher-level control unit of the battery management. At the same time, only the energy that is lost in the form of ohmic losses in the oscillation has to be applied. The frequency of the oscillation may be adjustable continuously or appropriately in discrete steps and / or values.
Über die Koppelkondensatoren C1 bis C3 werden die AC-Frequenzanteile dreier Potentiale an Verstärkerstufen übertragen und können zur Auswertung der Spannungen U1 bis U3 an Analog-Digital-Wandler weitergegeben werden.About the coupling capacitors C 1 to C 3 , the AC frequency components of three potentials are transmitted to amplifier stages and can be passed to the evaluation of the voltages U 1 to U 3 to analog-to-digital converter.
Dabei kann aufgrund des hohen zu erwartenden Eingangswiderstands Rein der Verstärker bereits mit geringen Kapazitätswerten eine niedrige Eckfrequenz fg = 1/(2ΠReinCn) der Übertragung realisiert werden, so dass auch niedrige Frequenzen untersucht werden können.In this case, because of the expected high input resistance R a of the amplifier even with small capacitance values a low cut-off frequency f g = 1 / (2ΠR a C n) of the transmission can be realized, so that low frequencies can also be examined.
Die Spannungen U1 und U2 entsprechen den AC-Anteilen der Potentiale des positiven und des negativen Zellpols. Die Messspannung Umess = U2 – U1 entspricht daher für Frequenzen f » fg dem verstärkten Spannungsabfall über der Impedanz der Zelle.The voltages U 1 and U 2 correspond to the AC components of the potentials of the positive and the negative cell pole. The measuring voltage U mess = U 2 - U 1 therefore corresponds to frequencies f "f g the amplified voltage drop across the impedance of the cell.
Der Widerstand R1 dient zur phasen- und amplitudenrichtigen Messung des Teststroms. Für Frequenzen f » fg ist der verstärkt gemessene Strom: Imess = (U3 – U2)/R1.The resistor R 1 is used for phase and amplitude correct measurement of the test current. For frequencies f »f g the amplified measured current is: I mess = (U 3 - U 2 ) / R 1 .
Sind
alle Verstärkungen
V1 bis V3 gleich,
so kann die Impedanz Zm der Zelle m bestimmt
werden durch:
Durch Bestimmung der Impedanz Zm für eine oder mehrere verschiedene Frequenzen kann mit Hilfe geeigneter Analog-Digital-Wandlung durch einen Mikroprozessor eines Batteriemanagementsystems für jede Zelle eine Impedanzspektroskopie- oder Impedanzmessung ausgeführt und analysiert werden. Aufgrund der Schalteranordnung, die die Anzahl der notwendigen Schalter minimiert, muss je nach untersuchter Zelle gegebenenfalls eine Phasendrehung von 180° berücksichtigt werden.By determining the impedance Z m for one or more different frequencies, an impedance spectroscopy or impedance measurement can be performed and analyzed for each cell by appropriate analog-to-digital conversion by a microprocessor of a battery management system. Due to the switch arrangement, which minimizes the number of switches required, a phase shift of 180 ° may have to be taken into account, depending on the cell investigated.
Die Untersuchung der Zellen kann, zeitlich unkritisch, während des Fahrzeugstillstands durchgeführt werden, zum Beispiel über Nacht. Zu diesem Zeitpunkt steht auch die volle Rechenleistung des Mikroprozessors des Batteriemanagementsystems des Fahrzeugs zur Verfügung. Die Häufigkeit der Untersuchung richtet sich nach der Alterungsgeschwindigkeit der Zellen, als Richtgröße sollte die Durchführung einmal pro Woche oder pro Monat ausreichend sein.The Examination of the cells can, uncritically, during the Vehicle standstill performed be, for example, over Night. At this time stands also the full computing power of the Microprocessor of the battery management system of the vehicle for Available. The frequency The examination depends on the rate of aging the cells, as a benchmark should the implementation be sufficient once a week or per month.
Es
werden insgesamt zwei Leitungen und zwei Schalter für jeden
Pol einer Zelle eines elektrochemischen Energiespeichers benötigt. Zusätzlich kommt
ein vierter Verstärker
zum Einsatz. Die Messspannung ergibt sich durch:
Der zusätzliche Aufwand dieser Ausführungsform liegt im Wesentlichen in der Erweiterung des notwendigen Kabelbaums und der höheren Anzahl der notwendigen Schalter. Diese Variante kann sich beispielsweise dann als vorteil haft erweisen, wenn die Impedanzmessung im Rahmen einer Zweidrahtmessung nicht präzise gut ist.Of the additional Effort of this embodiment essentially lies in the extension of the necessary wiring harness and the higher one Number of necessary switches. This variant can, for example then prove to be advantageous if the impedance measurement in the frame a two-wire measurement not precise good is.
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009000336A DE102009000336A1 (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Impedance measurement of electrochemical energy storage in vehicles |
| PCT/EP2010/050379 WO2010084070A1 (en) | 2009-01-21 | 2010-01-14 | Impedance measurement of electrochemical energy stores in vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102009000336A DE102009000336A1 (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Impedance measurement of electrochemical energy storage in vehicles |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102009000336A1 true DE102009000336A1 (en) | 2010-07-22 |
Family
ID=42060571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102009000336A Withdrawn DE102009000336A1 (en) | 2009-01-21 | 2009-01-21 | Impedance measurement of electrochemical energy storage in vehicles |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102009000336A1 (en) |
| WO (1) | WO2010084070A1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012034792A1 (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-22 | Sb Limotive Company Ltd. | Battery having cell voltage and battery current detection and comprising only one electrical isolation device |
| WO2013156744A1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-10-24 | Renault S.A.S. | Device for charging a battery of an electric-drive motor vehicle comprising onboard diagnostic means |
| DE102013214821A1 (en) | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Robert Bosch Gmbh | Electrochemical storage module and method for examining an electrochemical storage cell in a module |
| DE102013218081A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-12 | Robert Bosch Gmbh | Battery module device and method for determining a complex impedance of a battery module arranged in a battery module |
| WO2016131779A1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | Audi Ag | Monitoring a state variable of at least one battery cell of a battery |
| DE102015210906A1 (en) | 2015-06-15 | 2016-12-15 | Robert Bosch Gmbh | Measuring system for compensating current measurement |
| DE102021003117A1 (en) | 2021-06-20 | 2022-12-22 | Ulrich Twelmeier | Method and device for preventing or reducing the risk of a short circuit in a lithium-ion battery caused by dendrites |
| DE102021006585A1 (en) | 2021-06-20 | 2022-12-22 | Ulrich Twelmeier | Method and device for preventing or reducing the risk of a short circuit in a lithium-ion battery caused by dendrites |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8648602B2 (en) * | 2011-06-01 | 2014-02-11 | Nxp B.V. | Battery impedance detection system, apparatus and method |
| DE102014012542A1 (en) * | 2014-08-28 | 2016-03-03 | Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) | Method for determining an operating state of a battery system |
| DE102016215991A1 (en) | 2016-08-25 | 2018-03-01 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for determining the age of an electrochemical energy store |
| CN113917257B (en) * | 2021-09-26 | 2023-02-24 | 大连理工大学 | Dynamic tracking and monitoring method and system for internal resistance of energy storage power station |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2556475B1 (en) * | 1983-12-12 | 1986-09-05 | Asulab Sa | METHOD FOR MEASURING THE DISCHARGE OF A BATTERY AND APPARATUS USING THE SAME |
| GB2352820B (en) * | 1999-08-03 | 2003-09-17 | Elliott Ind Ltd | Assessing a parameter of cells in the batteries of uninterruptable power supplies |
| US7378818B2 (en) * | 2002-11-25 | 2008-05-27 | Tiax Llc | Bidirectional power converter for balancing state of charge among series connected electrical energy storage units |
| JP4999353B2 (en) * | 2006-04-26 | 2012-08-15 | パナソニック株式会社 | Power storage device, portable device and electric vehicle |
-
2009
- 2009-01-21 DE DE102009000336A patent/DE102009000336A1/en not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-01-14 WO PCT/EP2010/050379 patent/WO2010084070A1/en not_active Ceased
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012034792A1 (en) * | 2010-09-14 | 2012-03-22 | Sb Limotive Company Ltd. | Battery having cell voltage and battery current detection and comprising only one electrical isolation device |
| CN103118897A (en) * | 2010-09-14 | 2013-05-22 | 罗伯特·博世有限公司 | Battery having cell voltage and battery current detection and comprising only one electrical isolation device |
| CN103118897B (en) * | 2010-09-14 | 2016-04-06 | 罗伯特·博世有限公司 | There is the storage battery of cell voltage and battery current acquiring unit and an only electromotive force disengagement gear |
| US9310442B2 (en) | 2010-09-14 | 2016-04-12 | Robert Bosch Gmbh | Battery having cell voltage and battery current detection and comprising only one electrical isolation device |
| WO2013156744A1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-10-24 | Renault S.A.S. | Device for charging a battery of an electric-drive motor vehicle comprising onboard diagnostic means |
| FR2989840A1 (en) * | 2012-04-20 | 2013-10-25 | Renault Sa | DEVICE FOR CHARGING A BATTERY OF A MOTOR VEHICLE WITH ELECTRICAL TRACTION COMPRISING ONBOARD DIAGNOSTIC MEANS |
| DE102013214821A1 (en) | 2013-07-30 | 2015-02-05 | Robert Bosch Gmbh | Electrochemical storage module and method for examining an electrochemical storage cell in a module |
| DE102013218081A1 (en) * | 2013-09-10 | 2015-03-12 | Robert Bosch Gmbh | Battery module device and method for determining a complex impedance of a battery module arranged in a battery module |
| WO2016131779A1 (en) * | 2015-02-18 | 2016-08-25 | Audi Ag | Monitoring a state variable of at least one battery cell of a battery |
| KR101949073B1 (en) | 2015-02-18 | 2019-02-15 | 아우디 아게 | Monitoring of state variables of at least one battery cell of the battery |
| US10539628B2 (en) | 2015-02-18 | 2020-01-21 | Audi Ag | Monitoring a state variable of at least one battery cell of a battery |
| DE102015210906A1 (en) | 2015-06-15 | 2016-12-15 | Robert Bosch Gmbh | Measuring system for compensating current measurement |
| WO2016202535A1 (en) | 2015-06-15 | 2016-12-22 | Robert Bosch Gmbh | Measurement system for measuring equalising current |
| DE102021003117A1 (en) | 2021-06-20 | 2022-12-22 | Ulrich Twelmeier | Method and device for preventing or reducing the risk of a short circuit in a lithium-ion battery caused by dendrites |
| DE102021006585A1 (en) | 2021-06-20 | 2022-12-22 | Ulrich Twelmeier | Method and device for preventing or reducing the risk of a short circuit in a lithium-ion battery caused by dendrites |
| WO2022268551A1 (en) | 2021-06-20 | 2022-12-29 | Twelmeier Ulrich | Method and device for preventing or reducing the risk of a short circuit caused by dendrites in a lithium-ion rechargeable battery |
| DE102021003117B4 (en) | 2021-06-20 | 2023-03-16 | Ulrich Twelmeier | Method and device for preventing or reducing the risk of a short circuit in a lithium-ion battery caused by dendrites |
| DE102021006585B4 (en) | 2021-06-20 | 2023-04-06 | Ulrich Twelmeier | Method for preventing or reducing the risk of a short circuit in a lithium-ion battery caused by dendrites |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2010084070A1 (en) | 2010-07-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102009000336A1 (en) | Impedance measurement of electrochemical energy storage in vehicles | |
| EP3887837B1 (en) | Method and device for estimating the state of health of an exchangeable rechargeable battery | |
| DE102010024241B4 (en) | A method of use with a vehicle battery stack comprising a plurality of battery cells | |
| DE102019211913B4 (en) | Method for determining the ageing state of a battery as well as control unit and vehicle | |
| DE102009038663B4 (en) | Motor vehicle with a plurality of batteries and method for battery diagnosis | |
| DE112021004361T5 (en) | Methods and systems for in situ impedance spectroscopy analysis of battery cells in multi-cell battery packs | |
| DE10157859A1 (en) | Device for charging of battery packet with several battery segments, has each battery segment charged as function of charge property from group consisting of time, battery type, environment, and battery temperature | |
| DE102012013413A1 (en) | Hybrid electrochemical energy storage | |
| WO2016083295A1 (en) | Multiple energy accumulator system for motor vehicle electrical systems | |
| EP2611646A1 (en) | Method for balancing out states of charge of a battery having a plurality of battery cells, and a corresponding battery management system and battery | |
| WO2012072434A1 (en) | Method for ascertaining the open circuit voltage of a battery, battery with a module for ascertaining the open circuit voltage and a motor vehicle having a corresponding battery | |
| DE102013108198B4 (en) | Method for performing cell balancing of a battery system based on capacity values | |
| DE112012003131T5 (en) | Charge control device and charge control method for a secondary battery | |
| DE102011100605A1 (en) | Measuring method for an electrochemical energy storage device and measuring device | |
| DE102014224608A1 (en) | Battery control device | |
| EP2858849B1 (en) | Method for determining the internal ohmic resistance of a battery module, battery management system and motor vehicle | |
| EP2944009B1 (en) | Method and apparatus for increasing the available capacity in a line of batteries by matching the cell charge quantities, battery management system, battery and battery charger | |
| DE102012010487B4 (en) | Method and device for determining the actual capacity of a battery | |
| WO2015014764A2 (en) | Electrochemical storage module and method for examining an electrochemical storage cell in a module | |
| EP1855344B1 (en) | Assembly of accumulators | |
| DE102013214817A1 (en) | Method for diagnosing a condition of a battery | |
| DE102018104212A1 (en) | LITHIUM ENHANCEMENT TO INFLUENCE CAPACITY LOSS IN LI-ION BATTERIES | |
| DE102013215316A1 (en) | Method for detecting the state of an energy storage | |
| DE102014108601A1 (en) | Method for connecting a plurality of battery units to a two-pole input of a bidirectional battery converter and bidirectional battery converter and photovoltaic inverter | |
| DE102012012765A1 (en) | Method for charging battery device for electric drive system of e.g. hybrid vehicle, involves supplying predetermined charging current into battery device when cell voltages of individual cells are determined to reach final charging voltage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |