[发明专利]用以求得储能器的内部温度的方法及设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用以求得电化学储能器的内部温度的方法及设备，特别是用于机动车。

背景技术

电化学储能器的功率取决于其运行温度。这一点特别是、但并非仅仅适用于那些使用锂离子存储电池的储能器。在机动车领域所使用的储能器典型地包括大量的存储电池，这些存储电池彼此电气串接和/或并接，以便能够提供预定的输出电压和预定的输出电流。在当今开发的存储模块中存储电池是以文首述及的锂离子技术为基础。这种存储电池理想地在确定的温度范围内运行。这个温度范围例如可以界定在﹢5℃与﹢40℃的温度之间。如果存储电池的运行温度超过了温度上限的话，那么便发生会加速老化的情况，这样常常无法保持所要求的使用寿命。相反，如果存储电池在低于温度下限的情况下运行的话，那么电池的功率则大幅下降。存储电池还可能在这个温度范围内仅仅无效率地运转。所以在机动车领域内使用储能器时要对这些储能器进行调温。

为了能够精确而有效地对存储电池进行调温，需要尽可能精确地了解实际温度，即存储电池的内部温度。在求得的存储电池的实际温度的基础上，然后可以进行用于冷却或加热存储电池的温度调节。大多是通过储能器的或者单体的存储电池的壳体表面上的温度传感器来测定储能器的温度。然而此处测量获得的温度值与电化学储能器的实际内部温度不符。为此需要直接测定存储电池之一的电池线圈（Zellwickel）的内部温度。然而存储电池的内部温度的测定与高额的结构设计耗费是分不开的。一方面，储能器的制造过程费用更高，例如由于温度传感器用的电缆导引敷设。另一方面，为了完全满足对有关存储电池或储能器的密封性要求，还必须采取其他一些措施。

发明内容

本发明的目的是，提供一种方法和一种设备，借其能够以更加简单的方式求得电化学储能器的内部温度。

这个目的通过按照权利要求1的特征的方法和按照权利要求11的特征的电化学储能器得以实现。一些有益的设计可由各从属权利要求得出。

本发明提供一种用以求得电化学储能器的内部温度的方法，特别是用于机动车，其中，在储能器的控制器中，借助一种存储在该控制器内的、用于所述储能器的热模型，计算机辅助地求出电储能器的电池线圈的内部温度。

另外，本发明提供一种特别是用于机动车的电化学储能器，其包括一控制器，在该控制器内存储有电储能器的热模型，其中，该储能器构造成用以实施本发明的方法。

通过本发明，可以放弃使用用来直接测定电化学储能器的内部温度的温度传感器，这样有利于储能器的设计结构。另一方面，在使用用于储能器的热模型的情况下通过对内部温度的模拟，可以实现对储能器的存储电池的尽可能精确的温度调节。储能器通过更加精确的温度调节实现的时间上的更加均匀和更加温热的运转将使得储能器的运转总体上效率更高，而无损害储能器的存储电池的危险。同样也使超过储能器的存储电池的、导致加速老化的温度极限值的危险降低到最小。储能器的模拟的内部温度的另一个优点在于：更加准确的温度信号能够用作状态识别的其他方面所用的输入信号，诸如充电状态识别。通过这种方式还提高了其他状态评估的精确性。

储能器的热模型适宜地由热容量和热电阻构成。在此，一个热电阻设置在两个热容量之间。所述热容量代表着储能器的部件，诸如一个或者多个存储电池的电池线圈、存储电池的壳体、存储电池的连接端子、冷却装置等。借助热容量中的两个之间的一热电阻来掌握从一个热容量到其他热容量的导热量度。

特别是，在热模型内考虑了用于储能器的至少一个存储电池的电池线圈的、用于这个（这些）存储电池的外壳的、用于这个（这些）存储电池的至少一个连接端子的和可选地用于冷却装置的热容量。在热模型内将冷却装置作为热容量加以考虑是可选的，因为所述冷却装置可以根据调节情况接通或者断开。如果冷却装置未激活的话，那么在热模型内可以忽略这个冷却装置。只有在冷却装置运转时，才需要考虑其热容量。

另外适宜的是：在热模型内还对所述储能器的功率损失进行处理，该功率损失例如由在储能器内通过测量技术测得的电流求出。当在模拟的框架下对存储电池之一的电池线圈的温度进行求定时，由于该温度受到功率损失的影响，对储能器的功率损失的这种考虑是很重要的。

另外适宜的是：至少储能器的一个部件（该部件代表除了电池线圈之外的热容量之一）的温度通过测量技术被求得并在热模型内加以考虑。

优选考虑容易测量的温度，例如在壳体外侧上主导存在的温度。作为可选方案，也可以通过测量技术测得在连接端子上主导存在的温度，还有冷却装置的温度。