用于監(jiān)視儲能器的裝置和方法以及具有該裝置的儲能器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)視儲能器（20；30）的裝置（710，720，730，740），該儲能器包括：多個電池組電池（5001111?500klmn），其布置在多個電池組分組（2001?200k，30011?300kl，400111?400klm）中；以及溫控裝置，其用于借助于溫控劑的多個子流對電池組電池（5001111?500klmn）進行溫控，其中將子流中的每個分配給電池組分組（2001?200k，30011?300kl，400111?400klm）之一，其特征在于：多個傳感器設(shè)備（720），其用于檢測電池組電池（5001111?500klmn）的溫度測量值，其中傳感器設(shè)備（720）中的每個都被布置為使得其能夠檢測電池組電池（5001111?500klmn）之一的溫度測量值；用于從所檢測的溫度測量值中確定多個溫度平均值的設(shè)備（710，740），其中所確定的溫度平均值中的每個都被確定為使得其被分配給電池組分組（2001?200k，30011?300kl，400111?400klm）之一；以及用于評估所述多個所確定的溫度平均值并且在所確定的溫度平均值之一超過溫度閾值時確定分配給所分配的電池組分組（2001?200k，30011?300kl，400111?400klm）的子流具有障礙的設(shè)備（740），本發(fā)明還涉及一種電池組系統(tǒng)、一種車輛、一種方法、一種計算機程序和一種計算機程序產(chǎn)品。
【專利說明】
用于監(jiān)視儲能器的裝置和方法以及具有該裝置的儲能器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于監(jiān)視儲能器或電池組系統(tǒng)的一種裝置和一種方法、以及一種具有該裝置的儲能器。此外，本發(fā)明涉及一種具有該儲能器的車輛、尤其是機動車輛、如電動車輛或混合動力車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]可預(yù)見的是，在工業(yè)中或者在家用技術(shù)中的靜止應(yīng)用的情況下、比如在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的情況下以及在移動應(yīng)用的情況下、比如在電動車輛(electric vehicled電動車輛)，EV)或混合動力車輛(hybrid electric vehicles(混合電動車輛)，HEV)的情況下，作為可再充電儲能器越來越多地使用新型電池組系統(tǒng)、比如具有鋰離子蓄電池或鎳金屬氫化物蓄電池的電池組系統(tǒng)。
[0003]這些電池組系統(tǒng)必須在可用電量、充電/放電效率、可靠性、壽命和由于頻繁部分放電引起的不期望的容量損失方面滿足非常高的要求。
[0004]電池組系統(tǒng)或儲能器包括多個電池組電池。由于其電池內(nèi)阻和發(fā)生的電化學(xué)過程，電池組電池在充電和放電期間升溫。電池組電池可以串聯(lián)(串聯(lián)連接)，以便提高電壓，和/或并聯(lián)，以便提高最大電流。在此，電池組電池可以聯(lián)合成電池組單元或電池組模塊。電池組模塊束住電池組電池并且吸收機械應(yīng)力，使得保護電池組電池免于損壞。此外，電池組模塊可以實現(xiàn)電池組電池的機械張緊，并且提供電隔離。此外，電池組模塊可以用于電池組電池的溫控(T emper i erung )。
[0005]圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的儲能器10的示意圖，該儲能器10例如可以用于靜止應(yīng)用。儲能器或電池組系統(tǒng)10包括多個電池組電池500mi至500ki_所述多個電池組電池5001111至5001^?被組織在多個電池組模塊400m至400kim*，使得每個電池組模塊包括η個電池組電池。所述多個電池組模塊400m至400kim被組織在多個電池組串300η至300ki中，使得每個電池組串包括m個電池組模塊。所述多個電池組串300η至3001{1被組織在多個子電池組2001至2001{中，使得每個子電池組包括I個電池組串。所述多個子電池組2001至2001{被組織成電池組100，使得電池組包括k個子電池組。電池組100包括線路ll(h、1102以用于連接子電池組2001至20015，使得電能在接線端子12(h、1202處可用。
[0006]電池組電池的運行所允許的溫度范圍通常處于0°C和+40° C之間、優(yōu)選+25° C和+35° C之間。在運行溫度的下部范圍中，電池組電池的性能可能明顯降低。在大約0° C以下的溫度下，電池組電池的內(nèi)阻大大升高，并且電池組電池的性能和效率隨著進一步降低的溫度連續(xù)減小。在此，也可能出現(xiàn)電池組電池的不可逆的損壞。即使超過運行溫度，電池的性能也可能明顯降低。在高于大約40°C的溫度下，電池組電池的壽命減小。在此，同樣可能出現(xiàn)電池組電池的不可逆的損傷。此外，電池組電池中和/或電池組模塊或者電池組內(nèi)的對于電池組電池的運行所允許的溫差(溫度梯度)通常處于5開爾文和10開爾文之間。在較大溫差的情況下，電池組電池的不同區(qū)域或者電池組模塊或電池組的不同電池組電池可能受到不同載荷，或者甚至(部分地)過載和/或被損壞。此外，由于溫差和/或溫度改變而在電池組中出現(xiàn)形成冷凝水的危險。該損壞可能導(dǎo)致電池組電池的加速老化、或者電池組電池的熱穿透(Thermal Runaway(熱逸散))，熱穿透對于人和環(huán)境構(gòu)成危險。
[0007]為了驅(qū)動車輛，作為牽引電池組可以使用電池組系統(tǒng)，在該電池組系統(tǒng)中例如串聯(lián)或并聯(lián)大約100個電池組電池。在高壓電池組系統(tǒng)的情況下，總電壓因此例如可以為450V或600V。
[0008]在車輛的混合傳動系中運行具有非常高的動態(tài)性的鋰離子大功率電池組電池。在例如由于制動時的制動能的回收或者加速時的升壓支持出現(xiàn)的短時尖峰載荷期間，電池組電池必須在非常短的時間內(nèi)(充電時)吸收或者(放電時)輸出高功率。由于電池組電池的內(nèi)阻，該短的尖峰載荷導(dǎo)致電池組電池的顯著升溫。電池組電池在充電或放電時的效率是非常高的(大約95%);盡管如此在此產(chǎn)生的廢熱不可忽略。在例如60KW牽引功率的情況下，5%的損耗得出3KW損耗功率。此外，例如在夏季月份中或者在較溫暖的地區(qū)中，可能為40° C和以上的外部溫度可能處于所允許的溫度范圍之外，使得電池組電池在沒有冷卻裝置的情況下不能達到例如1年的壽命。
[0009]為了保證電池組模塊或電池組系統(tǒng)的安全性、功能和壽命，因此需要在預(yù)先給定的溫度范圍內(nèi)運行電池組電池。一方面如上所述在運行電池組電池期間產(chǎn)生必須排出以便避免電池組電池的加熱超出臨界最大溫度的熱。另一方面，可能需要在低溫的情況下將電池組電池加熱到最低溫度上。為了遵循預(yù)先給定的溫度范圍，對電池組模塊或電池組系統(tǒng)進行溫控，即根據(jù)需要進行冷卻或加熱。
[0010]為此，電池組模塊或電池組系統(tǒng)可以包括流體、比如諸如醇之類的液體、例如丙烷I，2，3三醇(甘油，丙三醇)、油或水、例如鹽水或液體混合物作為溫控劑、例如溫控劑循環(huán)中的冷卻劑。
[0011 ] 例如，電池組電池的冷卻可以通過上面安裝有所述電池組電池的冷卻板來實現(xiàn)。在冷卻板中，要么由諸如冷水(空氣熱冷卻器)之類的冷卻劑、或者由通過熱蒸發(fā)的制冷劑(蒸發(fā)器)來吸收電池組電池的熱，并且通過冷卻器將其排出到環(huán)境或者空調(diào)(Aircondit1ning(空調(diào))，AC)中。冷卻系統(tǒng)除了冷卻板或蒸發(fā)器和冷卻器以外還包括例如由塑料或鋁之類的金屬制成的軟管和/或管子以用于連接冷卻板、蒸發(fā)器和/或冷卻器。此夕卜，冷卻系統(tǒng)可以包括用于阻斷和/或調(diào)節(jié)溫控劑流的設(shè)備、比如阻斷設(shè)備、如阻斷龍頭、阻斷活門或者阻斷滑閥、或者閥門、比如手動操作閥門、電機操作閥門或者電磁閥門。此外，冷卻系統(tǒng)可以包括流量傳感器、例如橢圓輪式儀表、(滾動)流量表、旋翼式輪式儀表、磁感應(yīng)流量傳感器、感應(yīng)流量傳感器、超聲流量傳感器或者科里奧利質(zhì)量流量傳感器以用于識別冷卻系統(tǒng)的故障和/或障礙、如堵塞、阻斷設(shè)備或調(diào)節(jié)設(shè)備的故障或障礙、導(dǎo)致溫控劑流中斷的泄露。
[0012]EPl 309 029 A2公開了用于監(jiān)控冷卻裝置和探測電池組包系統(tǒng)中的異常的方法和裝置，該電池組包系統(tǒng)由多個電池組包塊組成，所述電池組包塊彼此串聯(lián)、并聯(lián)或通過由串聯(lián)電路和并聯(lián)電路構(gòu)成的組合彼此連接，其中電池組包塊中的每個都通過串聯(lián)多個電池形成，并且每個電池組包塊包含冷卻單元以用于提供所屬電池組包塊中的空氣流，并且當(dāng)一個電池組包塊與另一電池組包塊之間的充電狀態(tài)差異超過閾值時切換電池組包塊的冷卻模式。
[0013]為了提高電池組系統(tǒng)的失效安全性、可靠性和可用性并且降低電池組系統(tǒng)的成本，因此需要改進溫控系統(tǒng)的監(jiān)視。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]發(fā)明優(yōu)點
根據(jù)本發(fā)明的具有獨立權(quán)利要求的特征的裝置和方法所具有的優(yōu)點是，可以監(jiān)視溫控劑流并且識別和用信號通知冷卻系統(tǒng)的障礙或故障、如阻塞、組件故障或泄露。由此可以改進儲能器或電池組系統(tǒng)的失效安全性、可靠性和可用性。此外，可以放棄流量傳感器。由此，可以簡化電池組系統(tǒng)的構(gòu)造并且減少電池組系統(tǒng)的部件數(shù)目。因此，可以進一步提高失效安全性。此外，可以減少例如制造成本、維護成本或修理成本之類的成本并且節(jié)約資源。
[0015]適宜地，溫度閾值可以對應(yīng)于預(yù)先確定的最大溫度值。由此，可以遵循儲能器的最大允許的運行溫度。因此，可以提高電池組電池的安全性和壽命預(yù)期。
[0016]適宜地，溫度閾值可以由來自多個溫度平均值的溫度平均值來確定或共同確定。由此，儲能器的電池組電池可以在考慮到其年齡或其當(dāng)前載荷的情況下彼此相比較。此外，可以放棄提供和存儲預(yù)先確定的比較值。
[0017]適宜地，用于確定的設(shè)備可以被構(gòu)造成分散式預(yù)處理設(shè)備。由此可以減少值的傳輸以及中央處理設(shè)備的載荷。此外，可以減少連接線路的數(shù)目。
[0018]適宜地，用于確定的設(shè)備和/或用于評估和確定的設(shè)備可以被構(gòu)造成中央處理設(shè)備。由此可以減少監(jiān)視裝置的復(fù)雜度。此外，可以提高監(jiān)視裝置的靈活性和可維護性。
[0019]適宜地，電池組分組可以被構(gòu)造成子電池組、電池組串或電池組模塊。由此可以將監(jiān)視裝置與儲能器的構(gòu)造相匹配。
[0020]本發(fā)明提供了一種包括前述裝置的電池組系統(tǒng)。
[0021]此外，本發(fā)明提供了一種車輛、尤其是機動車輛、如電動車輛、混合動力車輛或電動摩托(電動自行車、E自行車)、電動自行車(電腳踏車，電腳踏)、航海器、如電動船或潛艇(U船)、航空器或者宇航器，其包括前述的并與車輛連接的裝置或者前述的并與車輛連接的電池組系統(tǒng)。
[0022]適宜地，溫度閾值對應(yīng)于預(yù)先確定的最大溫度值。由此，可以遵循儲能器的最大允許的運行溫度。因此，可以提高電池組電池的安全性和壽命預(yù)期。
[0023]適宜地，溫度閾值可以由來自多個溫度平均值的溫度平均值來確定或共同確定。由此，儲能器的電池組電池可以在考慮到其年齡或其當(dāng)前載荷的情況下彼此相比較。此外，可以放棄提供和存儲預(yù)先確定的比較值。
[0024]適宜地，用于確定的設(shè)備可以被構(gòu)造成分散式預(yù)處理設(shè)備。由此可以減少值的傳輸以及中央處理設(shè)備的載荷。此外，可以減少連接線路的數(shù)目。
[0025]適宜地，用于確定的設(shè)備或用于評估和確定的設(shè)備可以被構(gòu)造成中央處理設(shè)備。由此可以減少監(jiān)視裝置的復(fù)雜度。此外，可以提高監(jiān)視裝置的靈活性和可維護性。
[0026]適宜地，電池組分組可以被構(gòu)造成子電池組、電池組串或電池組模塊。由此可以將監(jiān)視裝置與儲能器的構(gòu)造相匹配。
[0027]此外，本發(fā)明提供了一種計算機程序，其存儲在數(shù)據(jù)載體上或者計算機的存儲器中并且包括計算機可讀指令，所述指令在所述指令在計算機上執(zhí)行時被確定用于執(zhí)行前述方法之一O
[0028]此外，本發(fā)明提供了一種包括前述計算機程序的計算機程序產(chǎn)品。
[0029]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，不一定以所述順序來執(zhí)行方法步驟。在另一實施方式中，方法步驟也可以彼此嵌套(交織)。
[0030]此外可能的是，可以將所描述的方法的各個片段構(gòu)造成各個可銷售單元并且將該方法的其余片段構(gòu)造成其它可銷售單元。因此，根據(jù)本發(fā)明的方法可以被實施成基于計算機的不同實體、例如客戶端-服務(wù)器實體上的分布式系統(tǒng)。因此，例如可能的是，模塊就其而言包括不同子模塊。
【附圖說明】
[0031]本發(fā)明的實施例在附圖中予以示出并且在下面的描述中予以進一步闡述。
[0032]其中:
圖1示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的儲能器10的示意圖；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的儲能器20的示意圖；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的儲能器30的示意圖；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在部分失效情況下的示例性時間溫度走向曲線；
以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在完全失效情況下的示例性時間溫度走向曲線。
【具體實施方式】
[0033]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的儲能器20的示意圖。
[0034]儲能器或電池組系統(tǒng)20包括多個電池組電池500mi至500kimn。每個電池組電池例如可以具有4.5V的電壓和60-75Ah的容量。所述多個電池組電池500mi至500kimn被組織在多個電池組模塊400m至400kim中，使得每個電池組模塊包括η個電池組電池。每個電池組模塊例如可以包括η=11至13個串聯(lián)的電池組電池，并且因此具有50-60V的電壓和60-75Ah的容量。所述多個電池組模塊400m至400kim被組織在多個電池組串300η至300ki中，使得每個電池組串包括m個電池組模塊。每個電池組串例如可以包括m=l 3至20個串聯(lián)的電池組模塊，并且因此具有640-1170V的電壓和60-75Ah的容量。所述多個電池組串300η至300ki被組織在多個子電池組200ι至200k中，使得每個子電池組包括I個電池組串。每個子電池組例如可以包括1=80個并聯(lián)的電池組串，并且因此具有640-1170V的電壓和4800-6000Ah的容量。所述多個子電池組2001至2001{被組織成電池組100，使得電池組包括k個子電池組。電池組100例如可以包括k=2至4個并聯(lián)的子電池組，并且因此具有640-1170V的電壓和9600-24000Ah的容量并且總共包括22800-374400個電池組電池。電池組100包括線路IlO1UlO2以用于連接子電池組使得電能在接線端子120!、1202處可用。
[0035]電池組電池5001111至500klmn可以棱柱式地為例如方形的，并且分別包括電池殼體和具有各兩個例如由鋁或銅制成的電池電接線端子的電池蓋板。為了電連接，電池電接線端子例如可以分別包括螺孔。例如由鋁或銅制成的連接件、例如電池連接器可以用于將電池組電池500mi至500kimn電連接成電池組模塊400m至400kim，所述連接件根據(jù)相應(yīng)要求將電池組電池500mi至500W的電池接線端子彼此電連接。為了制造電池組模塊400ηι至400kim，可以將連接件、例如在對電池組電池500mi至500kim進行空間定向以后例如借助于激光焊接在電池接線端子上。
[0036]電池組電池500mi至500kimn可以被構(gòu)造成不可再充電的一次電池或一次元件、或者可再充電的二次電池。二次電池例如可以被構(gòu)造成鋰離子蓄電池(鋰蓄電池、鋰離子蓄電池、Li離子蓄電池、鋰離子二次電池組)或者鋰聚合物蓄電池(Li聚合物蓄電池、鋰聚合物蓄電池)。電池組電池500mi至500kimn可以利用電極卷軸(果凍卷(JeIIy Roll)，JR，瑞士卷)例如被構(gòu)造成具有電極卷軸的鋰離子蓄電池(JR-Li離子蓄電池)。電池組電池5001111至500klmn可以被構(gòu)造成袋裝電池(袋裝電池)。在此，用于容納和保存電解質(zhì)的袋子(口袋)可以包括一個、兩個、三個或更多個電極卷軸。此外，保護包封體(Protecti ve Enve I op (保護包封物))可以包圍一個或多個電極卷軸和/或一個或多個袋子。保護包封體可以包括結(jié)實(防撞、防彈、防射擊、防槍擊、彈道、反彈道、防子彈)材料、例如彈道織物、如彈道聚酰胺織物(彈道尼龍織物、彈道尼龍)。因此，電極卷軸可以被保護免受外部損壞，例如在事故中和/或在電極卷軸的熱穿透時，所述熱穿透可能對相鄰電池組電池施加顯著的力。
[0037]此外，儲能器20包括溫控裝置，其用于借助于溫控劑、例如諸如醇、例如丙烷1，2，3三醇(甘油，丙三醇)、油或水、例如鹽水或液體混合物之類的液體對電池組電池500im至500!^?進行溫控、即冷卻或升溫。例如，為了冷卻可以由諸如冷水(空氣熱冷卻器)之類的冷卻劑、或者由通過熱蒸發(fā)的制冷劑(蒸發(fā)器)來吸收電池組電池500ηη至500klmn的熱，并且通過冷卻器或熱交換器800將其輸出到環(huán)境或者空調(diào)(Aircondit1ning(空調(diào))，AC)中。溫控裝置包括熱交換器以用于在電池組電池500ηη至500klmn與流經(jīng)溫控裝置的溫控劑之間進行熱交換。熱交換器例如可以被構(gòu)造成冷卻板。例如，每個電池組模塊400m至400klm都可以包括一個冷卻板或多個冷卻板。電池組電池500mi至500kimn可以被安裝在冷卻板上。
[0038]此夕卜，溫控裝置包括連接設(shè)備、如流入管道15(^15(^-150^ 150n_150ki和流出管道170、17(h-170k以用于連接溫控裝置的部件。連接設(shè)備可以被構(gòu)造成軟管和/或管子，并且例如可以包括塑料或諸如鋁、鐵或鋼之類的金屬。例如，溫控劑向電池組電池500mi至500kimn方向上的流入可以如圖2中示例性示出的那樣通過主流入管道150、從主流入管道150分叉的子電池組流入管道15(h-150k、以及分別從子電池組流入管道15(h-150k*叉的電池組串流入管道150n-150ki來進行。在與電池組電池500mi至500kimn的熱交換以后，溫控劑的流出可以如圖2中示例性示出的那樣通過電池組串流出管道170n-170kl來進行，所述電池組串流出管道170n-170ki分別通入子電池組流出管道17(h-170k，所述子電池組流出管道17(h-170k通入主流出管道170。
[0039]此外，溫控裝置可以包括用于阻斷和/或調(diào)節(jié)溫控劑流的調(diào)整設(shè)備。所述調(diào)整設(shè)備例如可以被構(gòu)造成阻斷設(shè)備、如阻斷龍頭、阻斷活門或者阻斷滑閥、或者閥門、如手動操作閥門、電機操作閥門或者電磁閥門。例如，溫控劑向電池組電池500mi至500kimn方向的流入可以如圖2中示例性示出的那樣借助于分別布置在電池組串流入管道150n-150kl*的電池組串流入閥門160n-160ki被單獨或個別地調(diào)節(jié)。在與電池組電池500mi至500kimn熱交換以后，溫控劑的流出可以如圖2中示例性示出的那樣借助于分別布置在電池組串流出管道170n-170kl*的電池組串流出閥門ISO11-1SOkl被單獨或個別地調(diào)節(jié)。為了調(diào)節(jié)和/或阻斷流量，可以成對地控制流入閥門160n-160ki和分別對應(yīng)的流出閥門180n_180ki。
[0040]溫控裝置可以包括熱交換器800，該熱交換器與主流入管道150和主流出管道170連接，使得溫控裝置具有(閉合)的溫控劑循環(huán)。此外，溫控裝置可以包括運送設(shè)備900、如栗，該運送設(shè)備900與主流入管道150或主流出管道170連接，使得溫控劑流可以被增強和/或被調(diào)節(jié)。
[0041 ] 此外，儲能器20包括用于監(jiān)視儲能器20和電池組電池500mi至500kimn的監(jiān)視裝置。監(jiān)視裝置包括用于檢測電池組電池500ηη至500klmn的溫度測量值的多個傳感器設(shè)備720、以及用于處理所檢測的溫度測量值的處理設(shè)備740。處理設(shè)備740可以包括:接口 746，其用于傳輸或接收所檢測的溫度測量值;諸如寫讀存儲器(隨機存取存儲器，RAM)之類的存儲器744，其用于存儲所接收的溫度測量值和存儲用于處理所存儲的溫度測量值的指令或命令；以及諸如微處理器或微控制器之類的處理器，其用于借助于所存儲的指令來處理所存儲的溫度測量值。傳感器設(shè)備720被布置為使得它們可以檢測電池組電池500ηη至500klmn的溫度并且通過線路730直接或間接地與接口 760連接。優(yōu)選地給每個電池組電池500mi至500kimn分配傳感器設(shè)備720，使得每個電池組電池500ηη至500klmn的溫度都可以被檢測。
[0042]此外，監(jiān)視裝置可以包括多個用于預(yù)處理所檢測的溫度測量值的預(yù)處理設(shè)備710，其中每個預(yù)處理設(shè)備710被分配所述多個傳感器設(shè)備720中的多個。預(yù)處理設(shè)備710可以如圖3中示例性示出的那樣分別被分配給電池組串300η至300kl。替代地，預(yù)處理設(shè)備710可以分別被分配給電池組模塊400m至400klm或子電池組2001至2001{。但是預(yù)處理設(shè)備710優(yōu)選地根據(jù)流入管道150、1501-1501^、15011-1501{1的和/或流出管道170、1701-1701{的結(jié)構(gòu)被分配，使得分配給所述多個傳感器設(shè)備720的電池組電池500ηη至500klmn由溫控劑的(子)流來溫控。預(yù)處理設(shè)備710可以類似于處理設(shè)備740那樣處理由所述多個所分配的傳感器設(shè)備720所檢測的溫度測量值，使得對所有所檢測的溫度測量值的預(yù)處理可以并行化和/或溫度測量值的傳輸可以簡化。例如，平均值形成已經(jīng)可以在相應(yīng)預(yù)處理設(shè)備710中進行。因此，監(jiān)視方法可以通過處理設(shè)備740和所述多個預(yù)處理設(shè)備710來分布地實施。
[0043]用于監(jiān)視儲能器20、尤其是其溫度以及因此還有其溫控裝置的監(jiān)視方法首先包括:借助于傳感器設(shè)備720檢測每個電池組電池500ηη至500klmn的溫度以作為所檢測的溫度測量值，并且必要時重復(fù)該檢測。此外，監(jiān)視方法可以包括:從所檢測的溫度測量值中選擇溫度測量值。此外，監(jiān)視方法可以包括:分別從所選擇的溫度測量值中確定溫度平均值(平均值形成)，其中所選擇的溫度測量值可以分別被分配給一組電池組電池500ηη至500klmn(電池組分組)、如子電池組電池組串300η至300k1、或者電池組模塊400m至400klm，使得可以為每個子電池組2001至2001{確定溫度平均值(子電池組平均值溫度)、為每個電池組串300η至30(^確定溫度平均值(電池組串平均值溫度)和/或為每個電池組模塊400m至400klm確定溫度平均值(電池組模塊平均值溫度)。此外，監(jiān)視方法可以包括:分別從所選擇的溫度測量值中確定溫度最大值，其中所選擇的溫度測量值可以分別被分配給子電池組2001至2001{、電池組串300η至300k1、或者電池組模塊400m至400kim，使得可以為每個子電池組2001至20015確定溫度最大值(子電池組最大溫度)、為每個電池組串300η至300ki確定溫度最大值(電池組串最大溫度)和/或為每個電池組模塊400m至400kim確定溫度最大值(電池組模塊最大溫度)。監(jiān)視方法可以相應(yīng)地包括:分別從所選擇的溫度測量值中選擇溫度最小值。從所選擇的溫度測量值中確定溫度平均值、確定溫度最大值和/或確定溫度最小值優(yōu)選地分別通過預(yù)處理設(shè)備710進行。
[0044]此外，監(jiān)視方法可以包括:從所確定的溫度平均值、即子電池組平均值溫度、電池組串平均值溫度或模塊平均值溫度中確定溫度平均值(平均值形成)。此外，監(jiān)視方法可以包括:從所確定的溫度平均值中確定最大溫度平均值，使得可以確定最大的子電池組平均值溫度(“最熱的”子電池組)、電池組串平均值溫度(“最熱的”電池組串)或電池組模塊平均值溫度(“最熱的”電池組模塊)。此外，監(jiān)視方法可以包括:從所確定的溫度平均值中確定最小溫度平均值，使得可以確定最小的子電池組平均值溫度(“最冷的”子電池組)、電池組串平均值溫度(“最冷的”電池組串)或電池組模塊平均值溫度(“最冷的”電池組模塊)。從所確定的溫度平均值中確定溫度平均值、最大溫度平均值和/或最小溫度平均值優(yōu)選地通過處理設(shè)備740進行。
[0045]此外，監(jiān)視方法可以包括將所確定的溫度平均值彼此或相互比較。在此，所確定的溫度平均值的所述比較可以包括:將多個所確定的溫度平均值與(所確定的溫度平均值中)一個所確定的溫度平均值相比較。如果所確定的溫度平均值的相互比較得出所確定的溫度平均值之一的顯著差異，則監(jiān)視方法可以識別出溫控裝置的故障，該故障的位置與不同的所確定的溫度平均值相對應(yīng)，尤其是在電氣規(guī)范的范圍內(nèi)進行儲能器20的充電或放電時。
[0046]此外，監(jiān)視方法可以包括:將多個所確定的溫度平均值、一個所確定的溫度平均值和/或最大溫度平均值與預(yù)先確定的與儲能器20的臨界運行溫度相對應(yīng)的溫度值Tk相比較；以及輸出用于最大運行溫控裝置的指令。該比較和用于最大運行的指令的輸出優(yōu)選地通過處理設(shè)備740進行。
[0047]此外，監(jiān)視方法可以包括:將多個所確定的溫度平均值、一個所確定的溫度平均值和/或最大溫度平均值與預(yù)先確定的與儲能器20的最大允許的運行溫度相對應(yīng)的最大溫度值Tmax相比較；以及輸出用于關(guān)斷儲能器20的指令。如果多個所確定的溫度平均值或一個所確定的溫度平均值與預(yù)先確定的最大溫度值Tmax的比較得出超過預(yù)先確定的最大溫度值Tmax，則監(jiān)視方法可以識別出例如沿著流入管道Ιδ?ΚΙδΟ^ΙδΟη-ΙδΟια和主流出管道170、170^17(^-17(^1的溫控裝置的故障，尤其是當(dāng)在電氣規(guī)范內(nèi)進行儲能器20的充電或放電時。例如，超過電池組串30012的所確定的電池組串平均值溫度可以識別或探測出并用信號通知電池組串流入管道150i2或電池組串流出管道170i2的堵塞、或者處于閉合位置的流入閥門16012或流出閥門18012的失效。與此相應(yīng)地，超過子電池組200k的所確定的子電池組平均值溫度可以識別或探測出并用信號通知子電池組流入管道150k或子電池組流出管道170k的堵塞。此外，共同地超過多個所確定的溫度平均值、例如電池組串300^-300^的所確定的電池組串平均值溫度可以識別或探測出子電池組流入管道15(h的堵塞并且限定于電池組串流入管道150η和15012之間的零件，因為沒有超過電池組串300η的所確定的電池組串平均值溫度用信號通知了暢通的子電池組流出管道17(h。比較和用于關(guān)斷的指令的輸出優(yōu)選地通過處理設(shè)備740進行。
[0048]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的儲能器30的示意圖。
[0049]圖3中所示的儲能器30基本上對應(yīng)于參考圖2所描述的儲能器20。溫控劑向電池組電池500ηη至500klmn方向的流入可以如圖3中示例性示出的那樣借助于布置在子電池組串流入管道15(h-150k中的子電池組流入閥門16(h-160k來調(diào)節(jié)。在與電池組電池500mi至500klmn熱交換以后，溫控劑的流出可以如圖3中示例性示出的那樣借助于布置在子電池組流出管道17(h-170k中的子電池組流出閥門ISO1-1SOk來調(diào)節(jié)。
[0050]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在部分失效的情況下的示例性時間溫度走向曲線。
[0051]沿著水平時間軸t標(biāo)出了時刻t4Q至t42。沿著垂直的溫度軸T，標(biāo)出了具有預(yù)先確定的最小溫度Tmin、例如+25。C和預(yù)先確定的最大溫度Tmax、例如+40。C的允許溫度范圍、以及用于接通溫控裝置的最大運行的臨界溫度Tk、例如+35 °C。在時間走向曲線中示例性地繪出了圖2中所示的儲能器20的電池組串30012-300ki的所確定的電池組串平均值溫度T3(XK12)、T30(Kxy)以及從其中確定的溫度平均值Tmittei。
[0052]在時刻T40，在溫控裝置中出現(xiàn)關(guān)于電池組串30012的故障、例如電池組串流入管道15012或電池組串流出管道17012的堵塞、或者處于閉合位置的流入閥門16012或流出閥門18012的失效。由于冷卻裝置的部分失效，電池組串30012的所確定的電池組串平均值溫度Τ300α?升高，并且由此所確定的溫度平均值TmitteI也按份額升高。
[0053]在時刻T41，電池組串30012的所確定的電池組串平均值溫度T3Q(K12)達到臨界溫度Tk，并且監(jiān)視裝置引起溫控裝置的最大運行。電池組串30012的所確定的電池組串平均值溫度T300a?以及還有所確定的溫度平均值UitteI進一步升高。
[0054]在時刻Τ42，電池組串30012的所確定的電池組串平均值溫度T3Q(K12)達到最大溫度Tmax，并且監(jiān)視裝置引起儲能器20的關(guān)斷。優(yōu)先地或替代地，監(jiān)視裝置可以關(guān)斷所涉及的電池組串30012。
[0055]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的在完全失效情況下的示例性時間溫度走向曲線。
[0056]沿著水平時間軸t標(biāo)出了時刻t5Q至t52。如已經(jīng)參考圖4所描述的那樣，沿著垂直溫度軸T標(biāo)出了具有預(yù)先確定的最小溫度Tmi4P預(yù)先確定的最大溫度Tmax的允許溫度范圍、以及臨界溫度Tk。在時間走向曲線中示例性地繪出了圖2中所示的儲能器20的電池組串30012-300kl的所確定的電池組串平均值溫度T3(XKxy)以及從其中確定的溫度平均值TmitteU
[0057]在時刻t5Q，在溫控裝置中例如出現(xiàn)電池組流入管道150或電池組流出管道170的堵塞或者栗900的失效。由于冷卻裝置的完全失效，電池組串30012-300ki的所確定的電池組串平均值溫度T3(XKxy)升高，并且由此所確定的溫度平均值TmitteI也升高。
[0058]在時刻T51，電池組串30012_300ki的所確定的電池組串平均值溫度T3(XKxy)或所確定的溫度平均值Tmittel達到臨界溫度Tk，并且監(jiān)視裝置引起溫控裝置的最大運行。電池組串30012-300ki的所確定的電池組串平均值溫度T300(xy)以及還有所確定的溫度平均值UitteI進一步升高。
[0059]在時刻T52，電池組串30012_300ki的所確定的電池組串平均值溫度T3(XKxy)或所確定溫度平均值Tmittel達到最大溫度Tmax，并且監(jiān)視裝置引起儲能器20的關(guān)斷。
[0060]儲能器20、30的特征、例如圖2和3中所示閥門可以彼此組合。
【主權(quán)項】
1.用于監(jiān)視儲能器(20;30)的裝置(710，720，730，740)，所述儲能器包括:多個電池組電池(500m1-500kimn)，其布置在多個電池組分組 UOOijOOk，SOO11-SOOki，400m-400kim)中；以及溫控裝置，其用于借助于溫控劑的多個子流對電池組電池(SOOm1-SOOklmn)進行溫控，其中將子流中的每個分配給電池組分組UOOijOOkJOOn-SOOkidOOmlOOkim)之一，其特征在于: 多個傳感器設(shè)備(720)，其用于檢測電池組電池(δΟΟηη-δΟΟι^η)的溫度測量值，其中傳感器設(shè)備(720)中的每個都被布置為使得其能夠檢測電池組電池(δΟΟηη-δΟΟι^η)之一的溫度測量值； 用于從所檢測的溫度測量值中確定多個溫度平均值的設(shè)備(710，740)，其中所確定的溫度平均值中的每個都被確定為使得其被分配給電池組分組UOOilOOkdOOn-SOOki，400iii_400kim)之一；以及 用于評估所述多個所確定的溫度平均值并且在所確定的溫度平均值之一超過溫度閾值時確定分配給所分配的電池組分組QOOijOOkJOOn-SOOkidOOm-^Okim)的子流具有障礙的設(shè)備(740)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置(710，720，730，740)，其中 溫度閾值對應(yīng)于預(yù)先確定的最大溫度值;或者 溫度閾值由來自多個溫度平均值的溫度平均值來確定或共同確定。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置(710，720，730，740)，其中 用于確定的設(shè)備(710，740)被構(gòu)造成分散式預(yù)處理設(shè)備(710); 用于確定的設(shè)備(710，740)被構(gòu)造成中央處理設(shè)備(740);或者 用于評估和確定的設(shè)備(740)被構(gòu)造成中央處理設(shè)備(740)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的裝置(710，720，730，740)，其中電池組分組(200廣200k，300^-30(^1，400m-400kim)被構(gòu)造成子電池組(20(^-20010、電池組串(300^-30(^1)或者電池組模塊(400m-400kim)。5.—種儲能器(20;30)，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的裝置(710，720，730，740)。6.一種車輛、機動車輛、電動車輛或混合動力車輛，包括: 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的與所述車輛連接的裝置(710，720，730,740)；或者 根據(jù)要求5所述的與所述車輛連接的電池組系統(tǒng)。7.用于監(jiān)視儲能器(20;30)的方法，所述儲能器(20;30)包括:多個電池組電池(500ml-500klmn)，其布置在多個電池組分組(2001-200k，30011-300kl，400m-400klm)中；以及溫控裝置，其用于借助于溫控劑的多個子流對電池組電池(SOOm1-SOOklmn)進行溫控，其中將子流中的每個分配給電池組分組(20(^-20(^，300n-300ki，400m-400kim)之一，其特征在于: 借助于多個傳感器設(shè)備(720)檢測電池組電池(500m1-500kimn)的溫度測量值，其中傳感器設(shè)備(720)中的每個都被布置為使得其能夠檢測電池組電池(δΟΟηη-δΟΟι^η)之一的溫度測量值； 借助于第一設(shè)備(710，740)從所檢測的溫度測量值中確多個溫度平均值，其中所確定的溫度平均值中的每個都被確定為使得其被分配給電池組分組UOOijOOkJOOn-SOOki，400iii_400kim)之一；以及 借助于第二設(shè)備(740)評估所述多個所確定的溫度平均值，并且在所確定的溫度平均值之一超過溫度閾值時確定分配給所分配的電池組分組UOihjOOkJOOn-SOOkidOOm-400klm)的子流具有障礙。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中 溫度閾值對應(yīng)于預(yù)先確定的最大溫度值;或者 溫度閾值由來自多個溫度平均值的溫度平均值來確定或共同確定。9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其中 用于確定的設(shè)備(710，740)被構(gòu)造成分散式預(yù)處理設(shè)備(710); 用于確定的設(shè)備(710，740)被構(gòu)造成中央處理設(shè)備(740);或者 用于評估和確定的設(shè)備(740)被構(gòu)造成中央處理設(shè)備(740)。10.根據(jù)權(quán)利要求7至10之一所述的方法，其中 電池組分組 UOOijOOk，300^-30(^1，400m-400kim)被構(gòu)造成子電池組(20(h-200k)、電池組串(SOO11-SOOki)或者電池組模塊(400m-400kim)。11.一種計算機程序，其存儲在數(shù)據(jù)載體上或計算機(710，740)的存儲器(744)中并且包括計算機(710，740)可讀的指令，所述指令被確定用于在所述指令在計算機(710，740)上執(zhí)行時執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求7至10之一所述的方法。12.—種包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機程序的計算機程序產(chǎn)品。
【文檔編號】H01M10/48GK105830275SQ201480068596
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2014年12月1日
【發(fā)明人】G.埃斯特格拉爾
【申請人】羅伯特·博世有限公司