本發(fā)明涉及電儲(chǔ)能器、例如用于機(jī)動(dòng)車中的電儲(chǔ)能器。特別地,本發(fā)明涉及用于監(jiān)控電儲(chǔ)能器的不同儲(chǔ)存電芯的溫度的方法和對(duì)應(yīng)的裝置。
背景技術(shù):
1、至少部分電驅(qū)動(dòng)的車輛具有用于儲(chǔ)存電能以用于運(yùn)行車輛的電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的儲(chǔ)能器。該儲(chǔ)能器通常具有多個(gè)單獨(dú)的儲(chǔ)存電芯、特別是多個(gè)圓形電芯,它們布置在儲(chǔ)能器的外殼中。
2、電儲(chǔ)能器的壽命和/或效率通常與儲(chǔ)能器的各個(gè)儲(chǔ)存電芯的溫度和/或溫度管理有關(guān)。
技術(shù)實(shí)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(chǔ)能器的各個(gè)儲(chǔ)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(chǔ)能器的壽命和/或效率。
2、該任務(wù)通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求得以解決。有利的實(shí)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(gè)獨(dú)立專利權(quán)利要求的專利權(quán)利要求的附加特征在沒(méi)有該獨(dú)立專利權(quán)利要求的特征的情況下或者僅與該獨(dú)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(gè)自身的且獨(dú)立于該獨(dú)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(gè)獨(dú)立權(quán)利要求、分案申請(qǐng)或后續(xù)申請(qǐng)的主題。這同樣適用于在說(shuō)明書(shū)中描述的技術(shù)教導(dǎo),這些技術(shù)教導(dǎo)可以形成獨(dú)立于該獨(dú)立專利權(quán)利要求的特征的發(fā)明。
3、按照一個(gè)方面描述一種用于對(duì)電儲(chǔ)能器進(jìn)行溫度監(jiān)控的裝置,該儲(chǔ)能器可以具有m個(gè)子集,每個(gè)子集由p個(gè)儲(chǔ)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(gè)儲(chǔ)存電芯可以相互電并聯(lián)地布置。m個(gè)子集可以電串聯(lián)地布置。
4、儲(chǔ)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(chǔ)能器可以被構(gòu)造用于儲(chǔ)存電能以用于運(yùn)行機(jī)動(dòng)車的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
5、儲(chǔ)能器包括(可選地恰好)r行儲(chǔ)存電芯,每行具有(可選地恰好)q列儲(chǔ)存電芯。換句話說(shuō),儲(chǔ)能器可以具有(可選地恰好)r×q個(gè)儲(chǔ)存電芯和/或儲(chǔ)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(chǔ)能器的縱向軸線延伸,且各列可以沿著儲(chǔ)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(duì)應(yīng)于安裝有該儲(chǔ)能器的車輛的縱向軸線,并且橫向軸線可以對(duì)應(yīng)于該車輛的橫向軸線。
6、在一個(gè)優(yōu)選示例中,r行和q列的儲(chǔ)存電芯位置分別由(恰好)一個(gè)儲(chǔ)存電芯占據(jù)。在這種情況下,儲(chǔ)能器總共包括r×q個(gè)儲(chǔ)存電芯。然而,如在更下面所陳述的,有利地可以使個(gè)別儲(chǔ)存電芯位置不被占據(jù)。
7、儲(chǔ)存電芯可以分別為圓柱形的,和/或儲(chǔ)存電芯可以是圓形電芯。在此,儲(chǔ)存電芯可以這樣彼此相鄰地布置,使得各儲(chǔ)存電芯分別沿著儲(chǔ)能器的豎直軸線延伸(該豎直軸線可以對(duì)應(yīng)于安裝有該儲(chǔ)能器的車輛的豎直軸線)??v向軸線、橫向軸線和豎直軸線可以對(duì)應(yīng)于笛卡爾坐標(biāo)系的軸線。
8、儲(chǔ)存電芯和/或儲(chǔ)存電芯位置(即用于各個(gè)儲(chǔ)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(gè)儲(chǔ)存電芯或儲(chǔ)存電芯位置可以包圍(恰好)一個(gè)空腔。此外,各(恰好)六個(gè)儲(chǔ)存電芯或儲(chǔ)存電芯位置可以包圍(恰好)另一個(gè)儲(chǔ)存電芯或(恰好)另一個(gè)儲(chǔ)存電芯位置。
9、儲(chǔ)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(gè)或多個(gè)調(diào)溫管路,各調(diào)溫管路例如分別在兩個(gè)直接相鄰的儲(chǔ)存電芯行之間延伸。通過(guò)各個(gè)調(diào)溫管路能夠分別引導(dǎo)調(diào)溫流體,以便對(duì)貼靠在相應(yīng)的調(diào)溫管路上的儲(chǔ)存電芯進(jìn)行調(diào)溫。
10、該裝置可以被設(shè)計(jì)用于確定對(duì)應(yīng)m?個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的m個(gè)阻抗測(cè)量值。m個(gè)(復(fù)數(shù))阻抗測(cè)量值在此可以針對(duì)特定的測(cè)量頻率確定。一個(gè)阻抗測(cè)量值可以具有一個(gè)實(shí)部和一個(gè)虛部。
11、該裝置可以被設(shè)計(jì)用于在儲(chǔ)能器的極(特別是在端子處)引起測(cè)量交變電流。在此,測(cè)量交變電流可以具有所述特定的測(cè)量頻率并且具有測(cè)量幅度和測(cè)量相位。然后,可以針對(duì)m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的每個(gè)子集,在相應(yīng)的儲(chǔ)存電芯子集處分別檢測(cè)由測(cè)量交變電流引起的測(cè)量交變電壓,其中,該測(cè)量交變電壓具有測(cè)量幅度和測(cè)量相位。
12、然后,可以以精確的方式基于測(cè)量交變電流的測(cè)量幅度和測(cè)量相位并且基于測(cè)量交變電壓的測(cè)量幅度和測(cè)量相位確定相應(yīng)的儲(chǔ)存電芯子集的阻抗測(cè)量值。
13、該裝置還被設(shè)計(jì)用于基于m個(gè)阻抗測(cè)量值實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能器的溫度監(jiān)控。在此,阻抗測(cè)量值可以用作用于相應(yīng)的儲(chǔ)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(jì)用于也基于特征數(shù)據(jù)實(shí)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(guò)實(shí)驗(yàn)確定的)。這些特征數(shù)據(jù)可以對(duì)于一個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的溫度的多個(gè)不同值分別顯示該儲(chǔ)存電芯子集的阻抗參考值。換句話說(shuō),特征數(shù)據(jù)可以顯示儲(chǔ)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(gè)儲(chǔ)存電芯子集的溫度估計(jì)值,并用于對(duì)儲(chǔ)能器進(jìn)行溫度監(jiān)控。
15、該裝置可以被設(shè)計(jì)用于,使用特征數(shù)據(jù)并基于m個(gè)阻抗測(cè)量值確定對(duì)應(yīng)的m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的對(duì)應(yīng)m個(gè)溫度估計(jì)值。為此目的,該裝置可以被設(shè)計(jì)用于,對(duì)于m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的每個(gè)子集,分別從特征數(shù)據(jù)中確定與相應(yīng)的儲(chǔ)存電芯子集的阻抗測(cè)量值相對(duì)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(chǔ)存電芯子集的溫度估計(jì)值。
16、此外,該裝置可以被設(shè)計(jì)用于基于對(duì)應(yīng)m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的m個(gè)溫度估計(jì)值以特別精確的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能器的溫度監(jiān)控。
17、該裝置可以被設(shè)計(jì)用于基于m個(gè)阻抗測(cè)量值識(shí)別m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的部分子集(例如基于所確定的溫度估計(jì)值),該部分子集具有偏離于(m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的)互補(bǔ)的剩余子集的溫度。備選地,可以直接識(shí)別m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補(bǔ)的剩余子集的測(cè)量值,以便因此識(shí)別m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中對(duì)應(yīng)的部分子集,該部分子集具有偏離于互補(bǔ)的剩余子集的溫度。
18、當(dāng)識(shí)別出一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存電芯子集時(shí),所述一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存電芯子集具有(顯著)偏離于互補(bǔ)的剩余子集的溫度,那么這可以是對(duì)儲(chǔ)能器、特別是儲(chǔ)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(bào)告),以便應(yīng)對(duì)該故障。
19、因此,該裝置可以被設(shè)計(jì)用于基于m個(gè)阻抗測(cè)量值識(shí)別m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補(bǔ)的剩余子集的測(cè)量值。為此目的,可以基于m個(gè)阻抗測(cè)量值確定m個(gè)阻抗測(cè)量值的平均值。然后,可以識(shí)別所述一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存電芯子集,所述一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的測(cè)量值偏離于該平均值超過(guò)預(yù)定義的偏離值(例如超過(guò)特定百分比和/或超過(guò)特定絕對(duì)值),以便識(shí)別m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補(bǔ)的剩余子集的測(cè)量值。
20、如在更上面所陳述的,偏離的阻抗測(cè)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(jì)用于確定與m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的已識(shí)別的部分子集的調(diào)溫相關(guān)地存在技術(shù)問(wèn)題。
21、例如,該裝置可以被設(shè)計(jì)用于,確定m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的已識(shí)別的部分子集(在儲(chǔ)能器內(nèi)的)的空間位置與用于對(duì)儲(chǔ)能器調(diào)溫的調(diào)溫系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)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(dāng)確定m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的已識(shí)別的部分子集的空間位置與調(diào)溫系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)調(diào)溫管路的空間位置具有相關(guān)性、特別是一致時(shí),可以確定調(diào)溫系統(tǒng)具有缺陷(例如具有一個(gè)或多個(gè)至少部分堵塞的調(diào)溫管路)。
22、因此,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)儲(chǔ)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(jì)用于確定對(duì)應(yīng)m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的m個(gè)阻抗頻率曲線。在此,頻率曲線可以分別包括對(duì)于對(duì)應(yīng)多個(gè)測(cè)量頻率(例如對(duì)于5個(gè)或更多、或者10個(gè)或更多測(cè)量頻率)的多個(gè)阻抗測(cè)量值。然后,可以以特別精確的方式基于m個(gè)阻抗頻率曲線實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能器的溫度監(jiān)控。
24、該裝置可以被設(shè)計(jì)用于,當(dāng)儲(chǔ)能器處于參考狀態(tài)時(shí),確定對(duì)應(yīng)m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的m個(gè)阻抗參考測(cè)量值。參考狀態(tài)例如可以是m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集具有相同溫度的狀態(tài),或者至少可以從m?個(gè)儲(chǔ)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(chǔ)能器的)車輛相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間靜置后是這種情況。
25、盡管m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集具有相同的溫度,但由于各個(gè)儲(chǔ)存電芯的不同老化和/或制造公差,m個(gè)阻抗參考測(cè)量值可以彼此不同。
26、該裝置還可以被設(shè)計(jì)用于,當(dāng)儲(chǔ)能器處于運(yùn)行狀態(tài)(在該運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)儲(chǔ)能器進(jìn)行當(dāng)前的調(diào)溫)時(shí),確定對(duì)應(yīng)m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的m個(gè)阻抗運(yùn)行測(cè)量值。
27、在運(yùn)行狀態(tài)下對(duì)儲(chǔ)能器的溫度監(jiān)控然后可以以特別精確的方式基于m個(gè)阻抗參考測(cè)量值并且基于m個(gè)阻抗運(yùn)行測(cè)量值、特別是基于m個(gè)運(yùn)行測(cè)量值與對(duì)應(yīng)m個(gè)參考測(cè)量值的比較實(shí)現(xiàn)。例如,為此目的可以確定對(duì)于對(duì)應(yīng)m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的m個(gè)差值。差值在此可以基于運(yùn)行測(cè)量值與對(duì)應(yīng)的參考測(cè)量值的差來(lái)確定或者可以確定為運(yùn)行測(cè)量值與對(duì)應(yīng)的參考測(cè)量值的差。
28、該裝置可以被設(shè)計(jì)用于基于m個(gè)差值識(shí)別m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補(bǔ)的剩余子集的差值。為此目的,可以基于m個(gè)差值確定這m個(gè)差值的平均值。然后,可以識(shí)別所述一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存電芯子集,所述一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的差值偏離于該平均值超過(guò)預(yù)定義的偏離值(例如超過(guò)特定百分比和/或超過(guò)特定絕對(duì)值),以便識(shí)別m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的部分子集,該部分子集具有偏離于互補(bǔ)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(gè)儲(chǔ)存電芯子集中的已識(shí)別的部分子集的調(diào)溫相關(guān)地存在技術(shù)問(wèn)題。
29、根據(jù)另一個(gè)方面,描述一種(道路)機(jī)動(dòng)車(特別是轎車或貨車或公共汽車或摩托車),該機(jī)動(dòng)車包括在本文中所描述的用于對(duì)車輛儲(chǔ)能器進(jìn)行溫度監(jiān)控的裝置。
30、根據(jù)另一個(gè)方面,描述一種用于對(duì)電儲(chǔ)能器進(jìn)行溫度監(jiān)控的方法。該儲(chǔ)能器可以具有m個(gè)子集,每個(gè)子集由p個(gè)儲(chǔ)存電芯組成,其中m≥1和/或p≥1。在此,p個(gè)儲(chǔ)存電芯可以相互電并聯(lián)地布置。此外,m個(gè)子集可以電串聯(lián)地布置。
31、該方法包括確定對(duì)應(yīng)m個(gè)儲(chǔ)存電芯子集的m?個(gè)(復(fù)數(shù)的)阻抗測(cè)量值。此外,該方法包括基于這m個(gè)阻抗測(cè)量值實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能器的溫度監(jiān)控。
32、根據(jù)另一個(gè)方面,描述一種軟件(sw)程序。該sw程序可以被設(shè)計(jì)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(gè)方面,描述一種存儲(chǔ)介質(zhì)。該存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括?sw?程序,該sw程序被設(shè)計(jì)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(dú)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(hào)中列出的特征應(yīng)理解為可選特征。