[发明专利]圆柱形储能器中的芯温度

说明书

应以简单的方式测定储能器(1)的芯温度(T_ZK)。为此，测量所述储能器(1)的护套温度(T_rA)。同样测量通过所述储能器(1)的电流。借助热模型，根据所述所测得的护套温度(T_rA)和所述所测得的电流来测定所述储能器(1)的芯温度(T_ZK)。

技术领域

本发明涉及一种测定储能器中的芯温度的方法。此外，本发明还涉及一种具有用于实施这种方法的控制装置的储能器以及一种相应的电动工具和一种计算机程序产品。

背景技术

迄今为止，锂离子蓄电池的电池管理系统中的调节和控制基本上是基于电流、电压和温度而实现的，其均作为测量参数而被测明。问题在于，主要仅通过外部的热传感器来进行温度测量并且总是缓慢地进行这个温度测量。

引入锂离子单电池中的热能对于单电池电化学上的压力具有决定性作用，因为这个热能最终负责跨三维单电池形成空间温度场。视具体情境而定，即根据先前的负载情况或已设定的温度场，进一步进行热输入会导致温度场发生变化，就像通过单电池壳体散发到环境中的热量也会改变温度场一样。除了作为化学和微物理反应的决定性驱动因素的电位水平以及单电池中所存在的电化学物质或载体材料(形成结构、进行支撑等)以外，局部温度也是电化学反应的重要因素(在此例如是反应速度)，但也会对微物理过程(例如离子扩散率)起到辅助、抑制作用或者甚至会改变和破坏材料构造。

由公开案DE 10 2011 080 512 A1已知，结合基于模型的计算，例如结合针对电池系统的数学温度模型，来测定操作系统针对当前工作状态的期望的标称温度。在此情况下，可以将温度模型的值与温度的测量值进行比较。在调温系统未激活的工作模式下，温度模型可以动态地计算电池单体和电池系统的升温并将其与这个电池系统的温度传感器的测量值进行比较。

此外，公开案US 8 829 904 B2涉及锂离子单电池的内部温度的建模。建模的内部温度包含三维温度曲线。

此外，公开案CN 105206888A揭示了一种锂离子电池的内部温度的监测方法。在不同的环境条件下进行锂离子电池的充放电测试，以便获得电池表面温度的变化曲线。检查相关参数，例如电池的内阻和开路电压温度系数。基于产热率建立锂离子电池的热耦合模型。因此，可以模拟放电过程中的温度变化。这个温度建模基于相应微分方程的解。

上文所示出的用于模拟各个单电池的内部温度的模型通常非常复杂且计算量很大。因此，在几分之一秒内对各个储能器或与其相关的电气设备进行非时变的控制几乎是无法实现的。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种理念，基于所述理念可以对储能器进行快速的温度控制。

本发明用以达成上述目的的解决方案在于根据独立权利要求的方法、储能器、电动工具和计算机程序产品。本发明的有利的进一步方案参阅从属权利要求。

因此，根据本发明，提供一种测定储能器中的芯温度的方法，所述方法在于

-测量所述储能器的护套温度，

-测量通过所述储能器的电流，以及

-借助热模型，根据所述所测得的护套温度和所述所测得的电流来测定所述储能器的芯温度。

本发明基于以下理念：将对储能器中温度的测定集中于对储能器中的芯温度的确定上，从而可以提高模拟或建模速度。这个芯温度通常是能量存储内最高的温度。因此，芯温度站主导地位的储能器的芯部也会是最快老化的区域。就此而言，芯温度也是在温度监测过程中起决定性作用的温度。最重要的是，芯温度，即通常为储能器中的最高温度，不应超过某个极限值。视情况可以动态对这个极限值进行匹配。