本發(fā)明涉及電儲能器、例如用于機動車中的電儲能器。特別地,本發(fā)明涉及用于監(jiān)控電儲能器的不同儲存電芯的溫度的方法和對應(yīng)的裝置。
背景技術(shù):
1、至少部分電驅(qū)動的車輛具有用于儲存電能以用于運行車輛的電驅(qū)動馬達的儲能器。該儲能器通常具有多個單獨的儲存電芯、特別是多個圓形電芯,它們布置在儲能器的外殼中。
2、電儲能器的壽命和/或效率通常與儲能器的各個儲存電芯的溫度和/或溫度管理有關(guān)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本文致力于如下技術(shù)任務(wù),即,能夠?qū)崿F(xiàn)電儲能器的各個儲存電芯子集的特別高效且可靠的溫度管理,特別是以便提高儲能器的壽命和/或效率。
2、該任務(wù)通過獨立權(quán)利要求得以解決。有利的實施形式尤其是在從屬權(quán)利要求中描述。要指出的是,從屬于一個獨立專利權(quán)利要求的專利權(quán)利要求的附加特征在沒有該獨立專利權(quán)利要求的特征的情況下或者僅與該獨立專利權(quán)利要求的特征的一部分組合的情況下可以形成一個自身的且獨立于該獨立專利權(quán)利要求的所有特征的組合的發(fā)明,該發(fā)明可以成為一個獨立權(quán)利要求、分案申請或后續(xù)申請的主題。這同樣適用于在說明書中描述的技術(shù)教導,這些技術(shù)教導可以形成獨立于該獨立專利權(quán)利要求的特征的發(fā)明。
3、按照一個方面描述一種用于對電儲能器進行溫度監(jiān)控的裝置,該儲能器可以具有m個子集,每個子集由p個儲存電芯組成,其中m≥1和/或p≥1。p的典型數(shù)值處于2至6之間,和/或m的典型數(shù)值為50或更多、或者為100或更多。p個儲存電芯可以相互電并聯(lián)地布置。m個子集可以電串聯(lián)地布置。
4、儲能器可以具有60v或更高的、或者300v或更高的、特別是?800v或更高的額定電壓。儲能器可以被構(gòu)造用于儲存電能以用于運行機動車的驅(qū)動馬達。
5、儲能器包括(可選地恰好)r行儲存電芯,每行具有(可選地恰好)q列儲存電芯。換句話說,儲能器可以具有(可選地恰好)r×q個儲存電芯和/或儲存電芯位置的矩陣。在此,r×q可以等于m×p。各行可以分別沿著儲能器的縱向軸線延伸,且各列可以沿著儲能器的橫向軸線延伸,其中,橫向軸線垂直于縱向軸線布置。例如,縱向軸線可以對應(yīng)于安裝有該儲能器的車輛的縱向軸線,并且橫向軸線可以對應(yīng)于該車輛的橫向軸線。
6、在一個優(yōu)選示例中,r行和q列的儲存電芯位置分別由(恰好)一個儲存電芯占據(jù)。在這種情況下,儲能器總共包括r×q個儲存電芯。然而,如在更下面所陳述的,有利地可以使個別儲存電芯位置不被占據(jù)。
7、儲存電芯可以分別為圓柱形的,和/或儲存電芯可以是圓形電芯。在此,儲存電芯可以這樣彼此相鄰地布置,使得各儲存電芯分別沿著儲能器的豎直軸線延伸(該豎直軸線可以對應(yīng)于安裝有該儲能器的車輛的豎直軸線)。縱向軸線、橫向軸線和豎直軸線可以對應(yīng)于笛卡爾坐標系的軸線。
8、儲存電芯和/或儲存電芯位置(即用于各個儲存電芯的位置)可以在r?行和q列中呈蜂窩狀布置。在此,各(恰好)三個儲存電芯或儲存電芯位置可以包圍(恰好)一個空腔。此外,各(恰好)六個儲存電芯或儲存電芯位置可以包圍(恰好)另一個儲存電芯或(恰好)另一個儲存電芯位置。
9、儲能器可以具有用于調(diào)溫、特別是用于冷卻和/或加熱的調(diào)溫系統(tǒng)。該調(diào)溫系統(tǒng)可以具有一個或多個調(diào)溫管路,各調(diào)溫管路例如分別在兩個直接相鄰的儲存電芯行之間延伸。通過各個調(diào)溫管路能夠分別引導調(diào)溫流體,以便對貼靠在相應(yīng)的調(diào)溫管路上的儲存電芯進行調(diào)溫。
10、該裝置可以被設(shè)計用于確定對應(yīng)m?個儲存電芯子集的m個阻抗測量值。m個(復數(shù))阻抗測量值在此可以針對特定的測量頻率確定。一個阻抗測量值可以具有一個實部和一個虛部。
11、該裝置可以被設(shè)計用于在儲能器的極(特別是在端子處)引起測量交變電流。在此,測量交變電流可以具有所述特定的測量頻率并且具有測量幅度和測量相位。然后,可以針對m個儲存電芯子集中的每個子集,在相應(yīng)的儲存電芯子集處分別檢測由測量交變電流引起的測量交變電壓,其中,該測量交變電壓具有測量幅度和測量相位。
12、然后,可以以精確的方式基于測量交變電流的測量幅度和測量相位并且基于測量交變電壓的測量幅度和測量相位確定相應(yīng)的儲存電芯子集的阻抗測量值。
13、該裝置還被設(shè)計用于基于m個阻抗測量值實現(xiàn)對儲能器的溫度監(jiān)控。在此,阻抗測量值可以用作用于相應(yīng)的儲存電芯子集的溫度值的指示器。這樣能夠?qū)崿F(xiàn)特別高效且精確的溫度監(jiān)控。
14、該裝置可以被設(shè)計用于也基于特征數(shù)據(jù)實現(xiàn)溫度監(jiān)控(其中,特征數(shù)據(jù)通常是(在該裝置中使用之前)通過實驗確定的)。這些特征數(shù)據(jù)可以對于一個儲存電芯子集的溫度的多個不同值分別顯示該儲存電芯子集的阻抗參考值。換句話說,特征數(shù)據(jù)可以顯示儲存電芯子集的阻抗與溫度之間的關(guān)系。該關(guān)系可以用于以高效和精確的方式確定各個儲存電芯子集的溫度估計值,并用于對儲能器進行溫度監(jiān)控。
15、該裝置可以被設(shè)計用于,使用特征數(shù)據(jù)并基于m個阻抗測量值確定對應(yīng)的m個儲存電芯子集的對應(yīng)m個溫度估計值。為此目的,該裝置可以被設(shè)計用于,對于m個儲存電芯子集中的每個子集,分別從特征數(shù)據(jù)中確定與相應(yīng)的儲存電芯子集的阻抗測量值相對應(yīng)的參考值。然后,可以以精確的方式基于與所確定的參考值相關(guān)聯(lián)的溫度值(特別是作為與所確定的參考值相關(guān)聯(lián)的溫度值)從特征數(shù)據(jù)中確定相應(yīng)的儲存電芯子集的溫度估計值。
16、此外,該裝置可以被設(shè)計用于基于對應(yīng)m個儲存電芯子集的m個溫度估計值以特別精確的方式實現(xiàn)對儲能器的溫度監(jiān)控。
17、該裝置可以被設(shè)計用于基于m個阻抗測量值識別m個儲存電芯子集中的部分子集(例如基于所確定的溫度估計值),該部分子集具有偏離于(m個儲存電芯子集中的)互補的剩余子集的溫度。備選地,可以直接識別m個儲存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補的剩余子集的測量值,以便因此識別m個儲存電芯子集中對應(yīng)的部分子集,該部分子集具有偏離于互補的剩余子集的溫度。
18、當識別出一個或多個儲存電芯子集時,所述一個或多個儲存電芯子集具有(顯著)偏離于互補的剩余子集的溫度,那么這可以是對儲能器、特別是儲能器的調(diào)溫系統(tǒng)的故障的提示。然后可以引起措施(例如輸出故障報告),以便應(yīng)對該故障。
19、因此,該裝置可以被設(shè)計用于基于m個阻抗測量值識別m個儲存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補的剩余子集的測量值。為此目的,可以基于m個阻抗測量值確定m個阻抗測量值的平均值。然后,可以識別所述一個或多個儲存電芯子集,所述一個或多個儲存電芯子集的測量值偏離于該平均值超過預定義的偏離值(例如超過特定百分比和/或超過特定絕對值),以便識別m個儲存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補的剩余子集的測量值。
20、如在更上面所陳述的,偏離的阻抗測量值可以用作偏離的溫度的指示。因此,該裝置可以被設(shè)計用于確定與m個儲存電芯子集中的已識別的部分子集的調(diào)溫相關(guān)地存在技術(shù)問題。
21、例如,該裝置可以被設(shè)計用于,確定m個儲存電芯子集中的已識別的部分子集(在儲能器內(nèi)的)的空間位置與用于對儲能器調(diào)溫的調(diào)溫系統(tǒng)的一個或多個調(diào)溫管路的空間位置是否具有相關(guān)性、特別是是否一致。此外,當確定m個儲存電芯子集中的已識別的部分子集的空間位置與調(diào)溫系統(tǒng)的一個或多個調(diào)溫管路的空間位置具有相關(guān)性、特別是一致時,可以確定調(diào)溫系統(tǒng)具有缺陷(例如具有一個或多個至少部分堵塞的調(diào)溫管路)。
22、因此,能夠?qū)崿F(xiàn)對儲能器的調(diào)溫系統(tǒng)的高效且可靠的監(jiān)控。
23、該裝置可以被設(shè)計用于確定對應(yīng)m個儲存電芯子集的m個阻抗頻率曲線。在此,頻率曲線可以分別包括對于對應(yīng)多個測量頻率(例如對于5個或更多、或者10個或更多測量頻率)的多個阻抗測量值。然后,可以以特別精確的方式基于m個阻抗頻率曲線實現(xiàn)對儲能器的溫度監(jiān)控。
24、該裝置可以被設(shè)計用于,當儲能器處于參考狀態(tài)時,確定對應(yīng)m個儲存電芯子集的m個阻抗參考測量值。參考狀態(tài)例如可以是m個儲存電芯子集具有相同溫度的狀態(tài),或者至少可以從m?個儲存電芯子集具有相同溫度出發(fā)的狀態(tài)。這可以在(安裝有該儲能器的)車輛相對長時間靜置后是這種情況。
25、盡管m個儲存電芯子集具有相同的溫度,但由于各個儲存電芯的不同老化和/或制造公差,m個阻抗參考測量值可以彼此不同。
26、該裝置還可以被設(shè)計用于,當儲能器處于運行狀態(tài)(在該運行狀態(tài)下對儲能器進行當前的調(diào)溫)時,確定對應(yīng)m個儲存電芯子集的m個阻抗運行測量值。
27、在運行狀態(tài)下對儲能器的溫度監(jiān)控然后可以以特別精確的方式基于m個阻抗參考測量值并且基于m個阻抗運行測量值、特別是基于m個運行測量值與對應(yīng)m個參考測量值的比較實現(xiàn)。例如,為此目的可以確定對于對應(yīng)m個儲存電芯子集的m個差值。差值在此可以基于運行測量值與對應(yīng)的參考測量值的差來確定或者可以確定為運行測量值與對應(yīng)的參考測量值的差。
28、該裝置可以被設(shè)計用于基于m個差值識別m個儲存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補的剩余子集的差值。為此目的,可以基于m個差值確定這m個差值的平均值。然后,可以識別所述一個或多個儲存電芯子集,所述一個或多個儲存電芯子集的差值偏離于該平均值超過預定義的偏離值(例如超過特定百分比和/或超過特定絕對值),以便識別m個儲存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補的剩余子集的差值。如在更上面已經(jīng)陳述的,可以確定與m個儲存電芯子集中的已識別的部分子集的調(diào)溫相關(guān)地存在技術(shù)問題。
29、根據(jù)另一個方面,描述一種(道路)機動車(特別是轎車或貨車或公共汽車或摩托車),該機動車包括在本文中所描述的用于對車輛儲能器進行溫度監(jiān)控的裝置。
30、根據(jù)另一個方面,描述一種用于對電儲能器進行溫度監(jiān)控的方法。該儲能器可以具有m個子集,每個子集由p個儲存電芯組成,其中m≥1和/或p≥1。在此,p個儲存電芯可以相互電并聯(lián)地布置。此外,m個子集可以電串聯(lián)地布置。
31、該方法包括確定對應(yīng)m個儲存電芯子集的m?個(復數(shù)的)阻抗測量值。此外,該方法包括基于這m個阻抗測量值實現(xiàn)對儲能器的溫度監(jiān)控。
32、根據(jù)另一個方面,描述一種軟件(sw)程序。該sw程序可以被設(shè)計用于在處理器(例如在車輛的控制器上)上執(zhí)行并且由此執(zhí)行在本文中所描述的方法。
33、根據(jù)另一個方面,描述一種存儲介質(zhì)。該存儲介質(zhì)可以包括?sw?程序,該sw程序被設(shè)計用于在處理器上執(zhí)行并且由此執(zhí)行在本文中所描述的方法。
34、要注意的是,在本文中所描述的裝置和系統(tǒng)不僅可以單獨使用,也可以與在本文中所描述的其他裝置和系統(tǒng)組合使用。此外,在本文中所描述的裝置和系統(tǒng)的任何方面都可以以多種方式相互組合。特別是,權(quán)利要求的特征可以以多種方式相互組合。此外,在括號中列出的特征應(yīng)理解為可選特征。