DE112011103331T5

DE112011103331T5 - Wartung eines Batteriepacks für ein Elektrofahrzeug

Info

Publication number: DE112011103331T5
Application number: DE112011103331T
Authority: DE
Inventors: Kevin I. Bertness
Original assignee: Midtronics Inc
Current assignee: Midtronics Inc
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2011-09-29
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2031-09-30
Also published as: WO2012044767A2; JP6430555B2; DE112011103331B4; WO2012044767A3; JP2017117797A; US20120079710A1; JP2014502002A; US8738309B2

Abstract

Ein Verfahren zum Reparieren eines gebrauchten Batteriepacks (102) eines Elektrofahrzeuges (100) umfasst ein Entfernen des Batteriepacks (102) von dem Fahrzeug. Es werden Batterietests an wenigstens einigen von der Mehrzahl von Batterien durchgeführt und es werden Batterie-Testergebnisse für jede der getesteten Batterien aufgenommen und in einer Datenbank (222) gespeichert. Eine Mehrzahl von Ersatzbatterien wird getestet und Testergebnisse für jede der Ersatzbatterien werden in der Datenbank (222) gespeichert. Die Batterie-Testergebnisse werden von der Datenbank abgerufen und verwendet, um ein instandgesetztes Batteriepack (102) zu erzeugen. Eine Vorrichtung (200) umfasst eine Datenbank (222) zum Speichern von Testergebnissen.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft solche Elektrofahrzeuge, welche Batteriepacks zum Speichern von Elektrizität verwenden. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Instandsetzung bzw. Wartung solcher Batteriepacks.
Herkömmlicherweise haben Fahrzeuge als ihre Antriebsquelle interne Verbrennungskraftmaschinen verwendet, und zwar mit Benzin als Kraftstoff. Jedoch wird die Anzahl an Fahrzeugen, welche zusätzliche Energie in Batterien speichern, zunehmend größer. Solche Fahrzeuge können eine verbesserte Kraftstoffausnutzung bereitstellen und können mit alternativen Energiequellen betrieben werden.
Einige Arten von Elektrofahrzeugen werden lediglich mit Elektromotoren bzw. Elektrizität betrieben. Andere Arten von Elektrofahrzeugen umfassen eine interne Verbrennungskraftmaschine. Die interne Verbrennungskraftmaschine kann verwendet werden, um Elektrizität zu erzeugen und die vom Elektromotor geleistete Energie ersetzen. Diese Arten von Fahrzeugen sind als „Hybrid”-Elektrofahrzeuge bekannt.
Der Betrieb eines Elektrofahrzeuges erfordert eine Elektrizitätsquelle. Typischerweise speichern Elektrofahrzeuge Elektrizität in großen Batteriepacks, welche aus einer Mehrzahl von Batterien bestehen. Diese Batterien können durch eine Anzahl von individuellen Zellen gebildet werden bzw. können selber individuelle Zellen sein, und zwar in Abhängigkeit von der Ausführung der Batterie bzw. des Batteriepacks. Die Packs nehmen viel Platz in Anspruch und ein Ersetzen kann kostspielig sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Verfahren zum Instandsetzen bzw. Reparieren eines gebrauchten Batteriepacks eines Elektrofahrzeuges umfasst ein Entfernen des Batteriepacks vom Fahrzeug. Es werden Batterietests an wenigstens einigen Batterien von der Mehrzahl von Batterien durchgeführt und es wird ein Batterie-Testergebnis für jede getestete Batterie erhalten und in einer Datenbank gespeichert. Es wird eine Mehrzahl von Ersatzbatterien getestet, und Testergebnisse für jede Ersatzbatterie werden in der Datenbank gespeichert. Die Batterie-Testergebnisse werden aus der Datenbank abgerufen und verwendet, um ein instandgesetztes Batteriepack zu bilden. Eine Vorrichtung umfasst eine Datenbank zum Speichern von Testergebnissen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Elektrofahrzeuges.
2 ist ein vereinfachtes schematisches Diagramm eines Batteriepacks zur Verwendung in dem Elektrofahrzeug aus 1.
3 ist ein Blockdiagramm einer Einrichtung zur Verwendung beim Instandsetzen eines Batteriepacks.
4 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Einrichtung zur Verwendung bei einer Auswahl von Batterien zur Verwendung beim Instandsetzen eines Batteriepacks.
5 stellt eine in 3 und 4 gezeigte Datenbank dar.
6 ist ein Flussdiagramm, welches Schritte beim Instandsetzen eines Batteriepacks zeigt.
Detaillierte Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen
Wie bereits im Hintergrund-Abschnitt erläutert, sind Batteriepacks für Elektrofahrzeuge in der Lage, große Mengen an Energie zu speichern. Die Batteriepacks nehmen viel Platz in Anspruch und sind schwer zu handhaben bzw. daran einen Test durchzuführen, da diese Hochspannungen aufweisen. Weiterhin sind die Batteriepacks kostenintensiv. Unter einem Aspekt sieht die vorliegende Erfindung vor, dass eine einzelne schadhafte Batterie innerhalb des Batteriepacks die Möglichkeiten bzw. die Leistung des Gesamt-Batteriepacks reduzieren kann. Eine schadhafte Batterie bzw. Batterien kann bzw. können die Menge an in dem Batteriepack gespeicherter Energie reduzieren, die Rate reduzieren, bei welcher das Batteriepack wieder aufgeladen werden kann und kann weitere Batterien im Batteriepack zu einem vorzeitigen Verschleiß bringen.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Batteriepack von dem Elektrofahrzeug entfernt, wodurch eine Wartung daran durchgeführt werden kann. Insbesondere werden individuelle Batterien des Packs getestet. Der neue Satz an Batterien wird aus gebrauchten Batterien, welche zuvor in einem oder mehreren Batteriepacks verwendet wurden, zusammen mit einer oder mehreren zusätzlichen Batterien gebildet. Das Ersetzen an Batterien, welche verwendet werden, um das instandgesetzte Batteriepack zu bilden, wird derart ausgewählt, dass sie wenigstens ein Testergebnis aufweisen, welches mit dem der anderen Batterien übereinstimmt. Das instandgesetzte Batteriepack kann dann in einem Elektrofahrzeug angeordnet werden und als eine Energiequelle für das Fahrzeug verwendet werden.
1 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Elektrofahrzeuges 100. Das Elektrofahrzeug 100 kann derart ausgebildet sein, um lediglich auf Grundlage von Elektrizität betrieben zu werden, oder kann eine interne Verbrennungskraftmaschine umfassen. Das Fahrzeug 100 umfasst ein Batteriepack 102 und wenigstens einen Elektromotor 104. Fahrzeugelektronik und ein Steuersystem 106 koppeln das Batteriepack und den Elektromotor miteinander und sind dazu ausgelegt, um dessen Betrieb zu steuern. Räder 110 des Fahrzeuges 100 sind dazu ausgebildet, das Fahrzeug in Antwort auf eine zugeführte mechanische Energie vom Elektromotor 104 voranzutreiben. Der Elektromotor 104 wird unter Verwendung von Energie von der Batterie 102 betrieben. In einigen Ausführungsformen kann ein regeneratives Bremssystem verwendet werden, in welchem Bremsenergie von den Rädern 110 durch den Elektromotor 104 oder eine sonstige Einrichtung wieder gewonnen wird. Die wieder gewonnene Energie kann verwendet werden, um das Batteriepack 102 wieder aufzuladen.
1 zeigt ebenso optionale Komponenten des Fahrzeuges 100. Diese optionalen Komponenten gestatten es dem Fahrzeug 100, als ein „Hybrid”-Fahrzeug betrieben zu werden. In einer solchen Ausführungsform wird eine interne Verbrennungskraftmaschine 120 bereitgestellt, welche unter Verwendung von, beispielsweise, Benzin-basiertem Kraftstoff 122 betrieben wird. Der Motor 120 kann dazu ausgebildet sein, um in direkter mechanischer Weise die Räder 110 und/oder einen elektrischen Generator 122 anzutreiben. Der elektrische Generator 122 kann dazu ausgebildet sein, das Batteriepack 102 aufzuladen und/oder den Elektromotor 104 direkt mit Elektrizität zu versorgen.
Das Batteriepack 102 ist eine kritische Komponente des Elektrofahrzeuges 100. Ein Betrieb des Batteriepacks 102 bestimmt den Leistungsgrad des Fahrzeuges, die Gesamtreichweite des Fahrzeuges, die Rate, bei welcher das Batteriepack 102 aufgeladen werden und die Rate, bei welcher sich das Batteriepack 102 entlädt.
2 ist ein vereinfachtes Diagramm einer beispielhaften Ausführungsform des Batteriepacks 102. In 2 ist eine Mehrzahl von einzelnen Batterien 140 dargestellt, welche in Reihe und parallel zueinander verbunden sind. Jede Batterie der einzelnen Batterien 140 kann eine einzelne Zelle umfassen oder kann mehrere in Reihe und/oder parallel verbundene Zellen umfassen. Diese können entnehmbare Batteriemodule sein, welche durch eine einzelne Zelle bzw. eine Gruppe von Zellen gebildet werden. Falls Elemente 140 eine Gruppe von Zellen sind, können in einigen Ausführungsformen einzelne Verbindungen innerhalb der Batterie zur Verfügung stehen und gemäß der Erfindung verwendet werden.
Während der Lebensdauer des Fahrzeuges 100 wird das Batteriepack 102 mit zunehmender Zeit und Verwendung verschleißen. Dieser Verschleiß kann graduell sein, oder kann plötzlich aufgrund einer Fehlfunktion einer Komponente innerhalb des Packs 102 auftreten. Wenn eine solche Fehlfunktion auftritt, oder wenn das Pack in zunehmendem Maße verschlissen ist, wird das gesamte Batteriepack 102 typischerweise ersetzt. Das Batteriepack 102 ist eine der Primär-Komponenten des Elektrofahrzeuges 100 und sein Ersetzen kann sehr kostenintensiv sein. Unter einem Aspekt ist die vorliegende Erfindung auf ein Durchführen einer Erneuerung des Batteriepacks 102 gerichtet. Die Erneuerung kann nach oder vor einer Fehlfunktion des Batteriepacks durchgeführt werden.
Unter einem Aspekt umfasst die Erfindung das Erkennen, dass die Fehlfunktion, Verschleiß, oder eine bevorstehende Fehlfunktion des Batteriepacks 102 aufgrund des Versagens bzw. Verschleißens einer bzw. mehrerer der einzelnen Batterien 140 innerhalb des Packs 102 auftreten kann. In einem solchen Fall kann das Batteriepack 102 überholt bzw. erneuert werden oder auf sonstige Weise repariert werden, und zwar durch Identifizieren der ausgefallenen, nicht funktionierenden oder verschlissenen Batterien 140 und Ersetzen dieser durch funktionsfähige Batterien 140. Unter einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung das Erkennen, dass das einfache Ersetzen einer fehlerhaften Batterie 140 in einem Batteriepack 102 nicht die optimale Konfiguration für das reparierte bzw. erneuerte Batteriepack 102 bereitstellen kann. Insbesondere wird eine „neue” Batterie 140, welche als Ersatz für eine „schlechte” Batterie 140 innerhalb des Batteriepacks 102 verwendet wird, eine Batterie bilden, welche hinsichtlich der anderen Batterien 140 in dem Pack 102 nicht entsprechend angepasst bzw. ausgeglichen ist. Diese unausgeglichene Batterie 140 kann eine weitere Verschlechterung des Batteriepacks 102 verursachen. Daher umfasst die vorliegende Erfindung unter einem weiteren Aspekt ein Auswählen von Batterien 140, welche ähnliche Eigenschaften bzw. gemessene Parameter für ein Ersetzen schlechter Batterien 140 innerhalb eines Batteriepacks 102 aufweisen.
Unter einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, in welcher bzw. in welchem Batterien 140 zur Verwendung in Batteriepacks 102 für einen Ersatz auf Grundlage gemessener Parameter sortiert und ausgewählt werden. Die gemessenen Parameter können derart ausgewählt werden, dass sie innerhalb eines gewünschten Bereiches miteinander übereinstimmen. Beispielhafte Parameter umfassen statische Parameter, bei denen eine statische Eigenschaft einer Batterie unter Verwendung einer statischen Funktion gemessen wird, als auch dynamische Parameter, bei denen eine Eigenschaft einer Batterie unter Verwendung einer dynamischen Funktion gemessen wird. Beispielhafte Parameter umfassen dynamische Parameter, wie zum Beispiel ein Leitfähigkeitswiderstand, einen Scheinleitwert, eine Impedanz usw., als auch statische Äquivalente. Testparameter unter Belastung können ebenso verwendet werden. Weitere beispielhafte Parameter umfassen eine Batteriekapazität, Batterie-Ladezustand, Batteriespannung usw.
3 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer Batteriepack-Wartungsvorrichtung 200 zur Durchführung einer Wartung bzw. Instandsetzung an einem Batteriepack 102. 3 zeigt ein Beispiel eines Batterie-Testschaltkreises, wobei die in 3 gezeigte Wartungsvorrichtung 200 mit der Batterie 140 gekoppelt ist, welche einen positiven Anschluss 202 und einen negativen Anschluss 204 aufweist. Eine Potentialklemme 206 ist für den Anschluss 202 bereitgestellt und eine ähnliche Potentialklemme 208 ist für den Anschluss 204 bereitgestellt. Mittels der Potentialklemmen 206 und 208 wird die Batterie 140 mit einer Störfunktion 210 gekoppelt. Die Störfunktion wendet an der Batterie 140 ein Störfunktion-Signal an. Das Störfunktion-Signal kann eine zeitlich veränderliche Komponente aufweisen und kann ein aktives Signal sein, in welches ein elektrisches Signal in die Batterie eingespeist wird oder kann ein passives Signal sein, in welches ein Strom von der Batterie gezogen wird. Der Messschaltkreis 212 ist dazu ausgebildet, eine Antwort der Batterie 140 auf das angewendete Störfunktion-Signal von der Störfunktion 210 zu messen. Der Messschaltkreis 212 stellt ein Messsignal für einen Mikroprozessor 214 bereit. Der Mikroprozessor 214 wird gemäß im Speicher 220 abgelegter Anweisungen betrieben. Der Speicher 220 kann ebenso dazu ausgebildet sein, um von der Batterie 140 gemessene Parameter zu enthalten. Ein Nutzer-Eingabe-/Ausgabe-Schaltkreis 220 wird für eine Verwendung durch einen Nutzer bereitgestellt. Weiterhin ist die Vorrichtung 200 derart ausgebildet, um Daten in der Datenbank 220 abzuspeichern. Das Testen der Batterie kann wahlweise gemäß Techniken ausgeführt werden, welche von Midtronics, Inc. of Willowbrook, Illinois, und Dr. Keith S. Champlin eingeführt wurden.
Während des Betriebes ist die Vorrichtung 200 in der Lage, einen Parameter der Batterie 114 mittels der Potentialklemmen 206 und 208 zu messen. Beispielsweise kann eine Störfunktion durch die Störfunktion 210 angewendet werden. Der Messschaltkreis 212 kann die Wirkung des angewendeten Störfunktion-Signales auf die Batterie 140 überwachen und in Antwort darauf eine Ausgabe für den Mikroprozessor 214 bereitstellen. Dies kann verwendet werden, um einen dynamischen Parameter der Batterie zu messen, wie zum Beispiel eine dynamische Leitfähigkeit usw. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf dieses besondere Testverfahren beschränkt und andere Techniken können ebenso verwendet werden. Weiterhin kann das Testen der Batterie 140 bzw. der Gruppe von Batterien 140 unter Verwendung von Sensoren innerhalb des Batteriepacks 102 ausgeführt werden. In einer solchen Ausführungsform kann das Testen ohne Zerlegen des Batteriepacks 102 durchgeführt werden. Der Mikroprozessor 214 kann gemäß im Speicher 220 abgelegter programmierter Anweisungen betrieben werden. Der Speicher 220 kann ebenso Informationen vom Mikroprozessor 214 speichern. Der Betrieb der Vorrichtung 200 kann durch eine Nutzer-Eingabe/Ausgabe 220 gesteuert werden, welche beispielsweise eine manuelle Eingabe umfassen kann, wie zum Beispiel über eine Tastatur und/oder eine Ausgabe, wie zum Beispiel auf einer Anzeigeeinrichtung. Wie unten detaillierter beschrieben wird, können gemessene Batterieparameter in der Datenbank 222 für späteres Abrufen gespeichert werden.
4 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Batterie-Auswahlsystems 250 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung. Das Batterie-Auswahlsystem 250 kann in die Vorrichtung 200, wie in 3 dargestellt ist, integriert sein, oder kann ein separates System sein. System 250 kann typischerweise in einem Computer oder Mikroprozessorsystem umgesetzt sein und dazu ausgebildet sein, um auf Information in der Datenbank 222 zuzugreifen. Das System 250 umfasst eine Steuerung 252, welche mit der Datenbank 222 gekoppelt ist, und Batterie-Auswahlkriterien 254. Die Steuerung 252 untersucht in der Datenbank 222 gespeicherte Batterieparameter auf Grundlage der Auswahlkriterien 254. Auf Grundlage dieser Untersuchung stellt die Steuerung 252 eine Auswahlinformationsausgabe 255 bereit. Die Auswahlinformationsausgabe 255 stellt Information hinsichtlich in der Datenbank 222 identifizierter Batterien bereit, und zwar welche verwendet werden sollten, um ein erneuertes Batteriepack 102 zu bilden. Die Auswahlinformationsausgabe 255 kann ebenso Information hinsichtlich einer bestimmten Position umfassen, wo in der physischen bzw. elektrischen Ausführungsform des Batteriepacks 102 eine bestimmte Batterie 140 angeordnet werden sollte. Ebenso wird eine Nutzer-Eingabe/Ausgabe 256 bereitgestellt, welche eine physische Eingabe umfassen kann, wie zum Beispiel eine Tastatur und/oder eine Ausgabe, wie zum Beispiel eine Anzeigeeinrichtung. Die Nutzer-Eingabe/Ausgabe kann verwendet werden, um Anweisungen für die Steuerung 252 und Mittel für die Steuerung 252 bereitzustellen, um einem Nutzer eine Ausgabe anzuzeigen. Die Auswahlausgabeinformation 255 kann mittels der Nutzer-Eingabe/Ausgabe 256 vorgenommen werden oder mittels weiterer Einrichtungen. Weiterhin können die Auswahlkriterien 254 nach Bedarf aktualisiert werden. In einigen Ausführungsformen kann die Steuerung 252 ebenso dazu ausgebildet sein, um Daten innerhalb der Datenbank 222 zu modifizieren. Die Auswahlkriterien 254 und die Datenbank 222 können in einem Speicher umgesetzt werden, wie zum Beispiel dem in 3 dargestellten Speicher 220.
5 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform einer Datenbank 222. Die Datenbank 222 umfasst eine Anzahl verschiedener Felder. Ein Batterie-Identifikationsfeld 224 wird verwendet, um Information zu speichern, welche eine Batterie 140 identifiziert. Die Batterie 140 kann eine Batterie aus einem bestehenden Batteriepack 102 sein oder kann eine neue Batterie 140 sein. Wenigstens ein Batterieparameter 226 ist einer identifizierten Batterie zugeordnet. In einigen Ausführungsformen ist mehr als ein Batterieparameter 226 einer bestimmten Batterie 140 zugeordnet.
Die Batterie-Identifizierung 224 kann gemäß einer beliebigen Technik ausgeführt werden, welche Information bereitstellt, welche zur Identifizierung einer Batterie verwendet werden kann. Dies kann beispielsweise eine Seriennummer oder dergleichen umfassen. Die Identifizierungsinformation kann während des Erneuerungsvorgangs erzeugt werden, oder zu einem anderen Zeitpunkt, beispielsweise während der Herstellung einer Batterie 140 oder eines Batteriepacks 102. Diese Information kann manuell in die Datenbank 222 eingegeben werden, und zwar unter Verwendung von beispielsweise einer Nutzer-Eingabe/Ausgabe 220, wie in 3 dargestellt ist, oder einer in 4 dargestellten Nutzer-Eingabe/Ausgabe 256, oder kann in die Datenbank 222 unter Verwendung von automatisierteren Techniken eingegeben werden, wie zum Beispiel einem Barcode-Scanner, RFID-Markierung usw. Die Nutzer-Eingabe/Ausgabe 220 und 256 können solche Eingaben umfassen. Die Batterieparameter 226 können eine beliebige Information umfassen, welche auf eine identifizierte Batterie 140 bezogen ist. Die Information kann durch einen Batterietest erhaltene Information sein oder kann durch andere Einrichtungen erhaltene Information sein. Beispielsweise kann Information hinsichtlich des Alters der Batterie verwendet werden, Information hinsichtlich der Frage, ob die Batterie 140 aus einem Batteriepack 102 kam, in welchem ein Nutzer irgendwelche Probleme identifiziert hat oder nicht, Herstellungsinformationen, geographische Ortsinformationen, Informationen hinsichtlich eines Ortes einer Batterie innerhalb des Batteriepacks 102 usw. Beispiele weiterer Parameter umfassen Parameter, welche durch ein Testen der Batterie gesammelt wurden, und können Temperaturwerte usw. umfassen. Diese Parameter können die Ergebnisse eines beliebigen Typs von Batterietests bzw. Messdaten oder vor, während oder nach Durchführung eines Tests gesammelte Daten umfassen, und sind nicht auf die hierin beschriebenen beschränkt.
6 ist ein in Schritten dargestelltes vereinfachtes Blockdiagramm 300 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Schritt startet bei dem Start-Block 302. Bei Block 304 werden, wie oben erörtert, Batterieparameter gesammelt. Diese Batterieparameter werden in der Datenbank 222 gespeichert und Information zugeordnet, welche eine entsprechende Batterie 140 identifiziert. Bei Block 306 werden die Auswahlkriterien 254 an die in der Datenbank 222 enthaltenen Daten angewendet. Auf Grundlage dieser Auswahlkriterien stellt bei Block 308 die in 4 dargestellte Steuerung 352 die Auswahlinformationausgabe 255 bereit, welche die Information hinsichtlich des erneuerten Batteriepacks identifiziert, wie oben erläutert.
Während des Betriebs des oben beschriebenen Systems werden jegliche schlechte Batterien 14 innerhalb des Batteriepacks 102 durch Testen identifiziert und aus dem Batteriepack entfernt. Dies kann ein Laden und Entladen des Batteriepacks 102 erforderlich machen. Weiterhin können verbleibende Batterien 140 in dem Batteriepack 102, als auch etwaige Ersatzbatterien 140, geladen bzw. entladen werden, so dass sie alle in etwa denselben Ladungszustand aufweisen.
Die Batterien können getestet werden, während sie in dem Pack verbleiben, und zwar durch Verbindungen an individuellen Punkten zwischen mehreren Batterien. Bei einem weiteren Beispiel werden die Batterien durch Sammeln von Daten mittels eines internen Datenbusses des Fahrzeuges 100 getestet. In einem weiteren Beispiel kann das gesamte Batteriepack 102 getestet werden, indem ein bekannter Strom dem gesamten Pack 102 zugeführt wird, oder einem Abschnitt davon. Dieser Strom kann ein Gleichstrom sein, ein zeitlich veränderlicher Gleichstrom, ein bipolarer Strom, ein unipolarer Wechselstrom usw. Während der Strom angelegt ist, kann eine Batterie 140 oder Gruppen von Batterien 140 innerhalb des Batteriepacks 102 überwacht werden. Dieses Überwachen kann durch Sensoren durchgeführt werden, welche sich im Batteriepack 102 befinden oder durch Sensoren, welche separat an der Batterie 102 angewendet werden.
Die vorliegende Erfindung umfasst das Erkennen, dass in einer Hochspannungsreihe von Batterien ein einfaches Ersetzen einer fehlerhaften Batterie 140 durch eine neue Batterie 140 keine optimale Lösung beim Instandsetzen des Batteriepacks 102 darstellt. Der Grund dafür ist, dass die Ersatzbatterie 140 einen anderen Zustand aufweisen kann als die anderen Batterien 140 in dem Batteriepack 102. Daher ist es wünschenswert, dass die Batterien 140 in dem Batteriepack 102 sich im selben Zustand befinden, das heißt, dass sie eine ähnliche Kapazität, Ladungszustand, Spannung, Impedanz, Leitfähigkeit oder weitere Parameter aufweisen, und zwar in Abhängigkeit von den Auswahlkriterien 254.
Die bestimmten Auswahlkriterien 254 können nach Bedarf ausgewählt werden. Beispielsweise können die Auswahlkriterien 254 durch Testen vieler Batterien 140 an vielen unterschiedlichen Batteriepacks 102 bestimmt werden, und zwar durch ein Identifizieren, welcher bzw. welche Parameter 226 einen schädlichen Einfluss ausübt, falls sie sich nicht im selben Zustand wie die anderen Batterien 140 innerhalb eines Batteriepacks 102 befinden, weiterhin durch Identifizieren eines Bereiches akzeptierbarer Werte eines bestimmten Parameters 226, wobei eine Beziehung zwischen mehreren Parametern 226 identifiziert wird und/oder ein Identifizieren einer bestimmten physischen oder elektrischen Konfiguration solcher Batterien 140 innerhalb eines Batteriepacks 102. Unter Verwendung eines beispielhaften Belastungstests kann eine Gruppe von Batterien 140 vollständig aufgeladen und dann wieder entladen werden, und zwar für eine Zeitdauer bei einer gewünschten Entladerate. Die Spannung der Batterien 140 während oder nach dem Entladen kann gemessen werden. Die Batterien 140, welche eine Spannung aufweisen, welche sich innerhalb eines ausgewählten Prozentwertes der Spannung der anderen Batterien 140 befinden, können für eine Verwendung in einem instandgesetzten Batteriepack 102 identifiziert werden. Dieser Auswahlprozess kann lediglich an Batterien 140 angewendet werden, welche verwendet werden, um fehlerhafte Batterien 140 in einem Batteriepack 102 zu ersetzen, oder kann an zusätzlichen Batterien 140 im Batteriepack 102 angewendet werden, einschließlich aller Batterien 140 in einem bestimmten Batteriepack 102. Weiterhin können die Batterien 140, welche als Ersatz für fehlerhafte Batterien 140 verwendet werden, selbst aus weiteren Batteriepacks 102 entnommen werden, welche gerade instandgesetzt bzw. zerlegt werden. Diese Ersatzbatterien 140 können ebenso neue oder sonst wie ungebrauchte Batterien 140 umfassen. Die hierin diskutierte Batterie 140 kann eine individuelle Zelle umfassen oder kann mehrere Zellen bzw. Batterien umfassen. Die Batterie 140 und/oder Zellen können gemäß einer beliebigen geeigneten Batterietechnologie betrieben werden. Die oben erörterte Datenbank 222 kann in einem beliebigen geeigneten Datenbank 222-Format umgesetzt werden. In einer Ausführungsform kann die Datenbank 222 manuell umgesetzt werden. In einer weiteren Ausführungsform ist die Datenbank in einem Speicher abgelegt, beispielsweise einem Computerspeicher.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass Änderungen hinsichtlich Form und Detail vorgenommen werden können, ohne den Grundgedanken und Umfang der Erfindung zu verlassen. Wie oben bereits erörtert, kann der Schritt des Identifizierens auf Grundlage verschiedener Parameter durchgeführt werden. Einige dieser Parameter können unabhängig voneinander durch die Testeinrichtung oder sonst wie eingestellt werden, beispielsweise hinsichtlich Spannung bzw. Ladungszustand einer bestimmten Batterie bzw. Zelle. Andere Parameter können nicht geändert werden, beispielsweise Leitfähigkeit, Impedanz usw. Beim Vorbereiten eines Setzens eines Batteriepacks können die Parameter, welche unabhängig voneinander eingestellt werden können, nach Bedarf geändert werden, beispielsweise durch Laden bzw. Entladen einer Batterie, um eine bessere Übereinstimmung mit anderen Batterien in dem Ersatz-Batteriepack bereitzustellen. Der Schritt des Identifizierens kann derart ausgebildet sein, dass eine größere Wichtung den Parametern zugeteilt wird, welche nicht eingestellt werden können. In einer solchen Ausführungsform können vor Zusammensetzen des Ersatzbatteriepacks Parameter, welche hinsichtlich einer besseren Übereinstimmung eingestellt werden können, entsprechend geändert werden. Weiterhin kann eine Information in einer Datenbank entwickelt werden, welche sich auf eine Spannung bzw. Ladezustand hinsichtlich Leitfähigkeit bzw. Impedanz für eine spezifische Art von Batterie bezieht. In einer solchen Situation kann, falls die Datenbank-Information anzeigt, dass eine Übereinstimmung hinsichtlich eines gleichen Zustands einstellbarer Parameter schwer erzielbar ist, die Messeinrichtung und/oder das Verfahren derart ausgebildet sein, dass eine bestimmte Batterie nicht verwendet wird und dadurch Zeit während des Erneuerungsvorgangs eingespart wird.

Claims

Verfahren zum Reparieren eines gebrauchten Batteriepacks eines Elektrofahrzeuges, umfassend: Entfernen des Batteriepacks vom Fahrzeug, wobei das Batteriepack eine Mehrzahl von Batterien umfasst; Durchführen von Batterietests an wenigstens einigen der Batterien von der Mehrzahl der Batterien, Erhalten eines Batterie-Testergebnisses für die getesteten Batterien und Speichern der Batterie-Testergebnisse in einer Datenbank; Erhalten einer Mehrzahl von Satz Batterien; Durchführen von Batterietests an der Mehrzahl von Ersatzbatterien, Erhalten eines Testergebnisses der Ersatzbatterien und Speichern der Batterie-Testergebnisse in der Datenbank; Abrufen der Batterie-Testergebnisse von der Datenbank; und Identifizieren von Batterien auf Grundlage der abgerufenen Batterie-Testergebnisse zur Verwendung beim Bilden eines erneuerten Batteriepacks.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Identifizierens von Batterien ein Anwenden von Auswahlkriterien an den in der Datenbank gespeicherten Batterie-Testergebnissen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Auswahlkriterien auf Grundlage einstellbarer Parameter der Batterien basiert sind, wobei das Verfahren weiterhin ein Einstellen der einstellbaren Parameter wenigstens einer Batterie umfasst.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Auswahlkriterien auf Grundlage einstellbarer Parameter der Batterien basiert sind, wobei die Auswahlkriterien eine einfachere Gewichtungsfunktion an dem einstellbaren Parameter mit Bezug auf einen nicht-einstellbaren Parameter anwenden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Auswahlkriterien ein Vergleich von Parametern der Batterien miteinander umfassen und ein Identifizieren von Parametern, welche innerhalb eines Auswahlbereiches sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Auswahlkriterien auf mehreren Parametern der Batterien basiert sind.
Verfahren nach Anspruch 1, einschließlich eines Speicherns einer Batterie-Identifikationsinformation in der Datenbank, welche einem Testergebnis für eine bestimmte Batterie zugeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend ein Umsetzen der Datenbank in einem Computerspeicher.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Batterietest ein Anwenden einer Zwangsfunktion an einer Batterie sowie ein Beobachten eines Ergebnisses umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Batterien individuelle Zellen umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Batterien Gruppen von Zellen umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Durchführen von Batterietests an den Batterien in dem Batteriepack vor einem Entfernen des Batteriepacks vom Fahrzeug durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Durchführen von Batterietests an Batterien in dem Batteriepack nach einem Entfernen des Batteriepacks vom Fahrzeug durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ersatzbatterien von einem anderen Batteriepack erhalten werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Ersatzbatterien neue Batterien umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend ein Identifizieren einer Konfiguration von Batterien für eine Anordnung in dem erneuerten Batteriepack auf Grundlage der Batterietestergebnisse.
Verfahren nach Anspruch 1, umfassend ein Umsetzen des Schrittes des Identifizierens in einem Computer.
Vorrichtung zur Verwendung beim Erneuern eines gebrauchten Batteriepacks von dem Elektrofahrzeug, umfassend: Einen Batterie-Testschaltkreis, welcher eingerichtet ist, um Batterietests an Batterien in dem gebrauchten Batteriepack durchzuführen; Eine Datenbank, welche eingerichtet ist, um eine Batterie-Identifikationsinformation zu erhalten und wenigstens einen zugeordneten Batterieparameter, welcher von dem Batterie-Testschaltkreis erhalten worden ist; Auswahlkriterien, welche Batterien für eine Verwendung zum Bilden eines erneuerten Batteriepacks identifizieren; und eine Steuerung, welche eingerichtet ist, um Information von der Datenbank abzurufen, die Auswahlkriterien anzuwenden und in Antwort darauf eine Auswahlinformationausgabe bereitzustellen, welche anzeigt, welche in der Datenbank identifizierten Batterien für eine Verwendung beim Bilden eines erneuerten Batteriepacks geeignet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Auswahlkriterien ein Vergleichen von Parametern von Batterien miteinander umfassen und ein Identifizieren von Parametern, welche innerhalb eines ausgewählten Bereiches sind.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Auswahlkriterien auf einem einstellbaren Parameter der Batterien basiert sind, wobei die Steuerung weiterhin eingerichtet ist, um den einstellbaren Parameter der wenigstens einen Batterie einzustellen.
Vorrichtung nach Anspruch 19, wobei die Auswahlkriterien auf einem einstellbaren Parameter der Batterien basiert sind, wobei die Auswahlkriterien eine einfachere Wichtungsfunktion an einem einstellbaren Parameter mit Bezug auf einen nicht-einstellbaren Parameter anwenden.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Auswahlkriterien auf mehreren Parametern der Batterien basiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Datenbank eine Batterie-Identifikationsinformation umfasst, welche einem Testergebnis für eine bestimmte Batterie zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Batterietest ein Anwenden einer Zwangsfunktion an einer Batterie umfasst und ein Beobachten eines Ergebnisses.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Batterien individuelle Zellen umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Batterien Gruppen von Zellen umfassen.
Vorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Auswahlinformationausgabe eine Information umfasst, welche eine Konfiguration der Batterien für eine Anordnung in dem erneuerten Batteriepack auf Grundlage der Batterie-Testergebnisse identifizieren.