用于监视储能器的装置和方法以及具有该装置的储能器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于监视储能器（20；30）的装置（710，720，730，740），该储能器包括：多个电池组电池（5001111?500klmn），其布置在多个电池组分组（2001?200k，30011?300kl，400111?400klm）中；以及温控装置，其用于借助于温控剂的多个子流对电池组电池（5001111?500klmn）进行温控，其中将子流中的每个分配给电池组分组（2001?200k，30011?300kl，400111?400klm）之一，其特征在于：多个传感器设备（720），其用于检测电池组电池（5001111?500klmn）的温度测量值，其中传感器设备（720）中的每个都被布置为使得其能够检测电池组电池（5001111?500klmn）之一的温度测量值；用于从所检测的温度测量值中确定多个温度平均值的设备（710，740），其中所确定的温度平均值中的每个都被确定为使得其被分配给电池组分组（2001?200k，30011?300kl，400111?400klm）之一；以及用于评估所述多个所确定的温度平均值并且在所确定的温度平均值之一超过温度阈值时确定分配给所分配的电池组分组（2001?200k，30011?300kl，400111?400klm）的子流具有障碍的设备（740），本发明还涉及一种电池组系统、一种车辆、一种方法、一种计算机程序和一种计算机程序产品。
【专利说明】
用于监视储能器的装置和方法以及具有该装置的储能器
技术领域
[0001]本发明涉及用于监视储能器或电池组系统的一种装置和一种方法、以及一种具有该装置的储能器。此外，本发明涉及一种具有该储能器的车辆、尤其是机动车辆、如电动车辆或混合动力车辆。
【背景技术】
[0002]可预见的是，在工业中或者在家用技术中的静止应用的情况下、比如在风力发电设备的情况下以及在移动应用的情况下、比如在电动车辆(electric vehicled电动车辆)，EV)或混合动力车辆(hybrid electric vehicles(混合电动车辆)，HEV)的情况下，作为可再充电储能器越来越多地使用新型电池组系统、比如具有锂离子蓄电池或镍金属氢化物蓄电池的电池组系统。
[0003]这些电池组系统必须在可用电量、充电/放电效率、可靠性、寿命和由于频繁部分放电引起的不期望的容量损失方面满足非常高的要求。
[0004]电池组系统或储能器包括多个电池组电池。由于其电池内阻和发生的电化学过程，电池组电池在充电和放电期间升温。电池组电池可以串联(串联连接)，以便提高电压，和/或并联，以便提高最大电流。在此，电池组电池可以联合成电池组单元或电池组模块。电池组模块束住电池组电池并且吸收机械应力，使得保护电池组电池免于损坏。此外，电池组模块可以实现电池组电池的机械张紧，并且提供电隔离。此外，电池组模块可以用于电池组电池的温控(T emper i erung )。
[0005]图1示出了根据现有技术的储能器10的示意图，该储能器10例如可以用于静止应用。储能器或电池组系统10包括多个电池组电池500mi至500ki_所述多个电池组电池5001111至5001^?被组织在多个电池组模块400m至400kim*，使得每个电池组模块包括η个电池组电池。所述多个电池组模块400m至400kim被组织在多个电池组串300η至300ki中，使得每个电池组串包括m个电池组模块。所述多个电池组串300η至3001{1被组织在多个子电池组2001至2001{中，使得每个子电池组包括I个电池组串。所述多个子电池组2001至2001{被组织成电池组100，使得电池组包括k个子电池组。电池组100包括线路ll(h、1102以用于连接子电池组2001至20015，使得电能在接线端子12(h、1202处可用。
[0006]电池组电池的运行所允许的温度范围通常处于0°C和+40° C之间、优选+25° C和+35° C之间。在运行温度的下部范围中，电池组电池的性能可能明显降低。在大约0° C以下的温度下，电池组电池的内阻大大升高，并且电池组电池的性能和效率随着进一步降低的温度连续减小。在此，也可能出现电池组电池的不可逆的损坏。即使超过运行温度，电池的性能也可能明显降低。在高于大约40°C的温度下，电池组电池的寿命减小。在此，同样可能出现电池组电池的不可逆的损伤。此外，电池组电池中和/或电池组模块或者电池组内的对于电池组电池的运行所允许的温差(温度梯度)通常处于5开尔文和10开尔文之间。在较大温差的情况下，电池组电池的不同区域或者电池组模块或电池组的不同电池组电池可能受到不同载荷，或者甚至(部分地)过载和/或被损坏。此外，由于温差和/或温度改变而在电池组中出现形成冷凝水的危险。该损坏可能导致电池组电池的加速老化、或者电池组电池的热穿透(Thermal Runaway(热逸散))，热穿透对于人和环境构成危险。
[0007]为了驱动车辆，作为牵引电池组可以使用电池组系统，在该电池组系统中例如串联或并联大约100个电池组电池。在高压电池组系统的情况下，总电压因此例如可以为450V或600V。
[0008]在车辆的混合传动系中运行具有非常高的动态性的锂离子大功率电池组电池。在例如由于制动时的制动能的回收或者加速时的升压支持出现的短时尖峰载荷期间，电池组电池必须在非常短的时间内(充电时)吸收或者(放电时)输出高功率。由于电池组电池的内阻，该短的尖峰载荷导致电池组电池的显著升温。电池组电池在充电或放电时的效率是非常高的(大约95%);尽管如此在此产生的废热不可忽略。在例如60KW牵引功率的情况下，5%的损耗得出3KW损耗功率。此外，例如在夏季月份中或者在较温暖的地区中，可能为40° C和以上的外部温度可能处于所允许的温度范围之外，使得电池组电池在没有冷却装置的情况下不能达到例如1年的寿命。
[0009]为了保证电池组模块或电池组系统的安全性、功能和寿命，因此需要在预先给定的温度范围内运行电池组电池。一方面如上所述在运行电池组电池期间产生必须排出以便避免电池组电池的加热超出临界最大温度的热。另一方面，可能需要在低温的情况下将电池组电池加热到最低温度上。为了遵循预先给定的温度范围，对电池组模块或电池组系统进行温控，即根据需要进行冷却或加热。
[0010]为此，电池组模块或电池组系统可以包括流体、比如诸如醇之类的液体、例如丙烷I，2，3三醇(甘油，丙三醇)、油或水、例如盐水或液体混合物作为温控剂、例如温控剂循环中的冷却剂。
[0011 ] 例如，电池组电池的冷却可以通过上面安装有所述电池组电池的冷却板来实现。在冷却板中，要么由诸如冷水(空气热冷却器)之类的冷却剂、或者由通过热蒸发的制冷剂(蒸发器)来吸收电池组电池的热，并且通过冷却器将其排出到环境或者空调(Aircondit1ning(空调)，AC)中。冷却系统除了冷却板或蒸发器和冷却器以外还包括例如由塑料或铝之类的金属制成的软管和/或管子以用于连接冷却板、蒸发器和/或冷却器。此夕卜，冷却系统可以包括用于阻断和/或调节温控剂流的设备、比如阻断设备、如阻断龙头、阻断活门或者阻断滑阀、或者阀门、比如手动操作阀门、电机操作阀门或者电磁阀门。此外，冷却系统可以包括流量传感器、例如椭圆轮式仪表、(滚动)流量表、旋翼式轮式仪表、磁感应流量传感器、感应流量传感器、超声流量传感器或者科里奥利质量流量传感器以用于识别冷却系统的故障和/或障碍、如堵塞、阻断设备或调节设备的故障或障碍、导致温控剂流中断的泄露。
[0012]EPl 309 029 A2公开了用于监控冷却装置和探测电池组包系统中的异常的方法和装置，该电池组包系统由多个电池组包块组成，所述电池组包块彼此串联、并联或通过由串联电路和并联电路构成的组合彼此连接，其中电池组包块中的每个都通过串联多个电池形成，并且每个电池组包块包含冷却单元以用于提供所属电池组包块中的空气流，并且当一个电池组包块与另一电池组包块之间的充电状态差异超过阈值时切换电池组包块的冷却模式。
[0013]为了提高电池组系统的失效安全性、可靠性和可用性并且降低电池组系统的成本，因此需要改进温控系统的监视。
【发明内容】
[0014]发明优点
根据本发明的具有独立权利要求的特征的装置和方法所具有的优点是，可以监视温控剂流并且识别和用信号通知冷却系统的障碍或故障、如阻塞、组件故障或泄露。由此可以改进储能器或电池组系统的失效安全性、可靠性和可用性。此外，可以放弃流量传感器。由此，可以简化电池组系统的构造并且减少电池组系统的部件数目。因此，可以进一步提高失效安全性。此外，可以减少例如制造成本、维护成本或修理成本之类的成本并且节约资源。
[0015]适宜地，温度阈值可以对应于预先确定的最大温度值。由此，可以遵循储能器的最大允许的运行温度。因此，可以提高电池组电池的安全性和寿命预期。
[0016]适宜地，温度阈值可以由来自多个温度平均值的温度平均值来确定或共同确定。由此，储能器的电池组电池可以在考虑到其年龄或其当前载荷的情况下彼此相比较。此外，可以放弃提供和存储预先确定的比较值。
[0017]适宜地，用于确定的设备可以被构造成分散式预处理设备。由此可以减少值的传输以及中央处理设备的载荷。此外，可以减少连接线路的数目。
[0018]适宜地，用于确定的设备和/或用于评估和确定的设备可以被构造成中央处理设备。由此可以减少监视装置的复杂度。此外，可以提高监视装置的灵活性和可维护性。
[0019]适宜地，电池组分组可以被构造成子电池组、电池组串或电池组模块。由此可以将监视装置与储能器的构造相匹配。
[0020]本发明提供了一种包括前述装置的电池组系统。
[0021]此外，本发明提供了一种车辆、尤其是机动车辆、如电动车辆、混合动力车辆或电动摩托(电动自行车、E自行车)、电动自行车(电脚踏车，电脚踏)、航海器、如电动船或潜艇(U船)、航空器或者宇航器，其包括前述的并与车辆连接的装置或者前述的并与车辆连接的电池组系统。
[0022]适宜地，温度阈值对应于预先确定的最大温度值。由此，可以遵循储能器的最大允许的运行温度。因此，可以提高电池组电池的安全性和寿命预期。
[0023]适宜地，温度阈值可以由来自多个温度平均值的温度平均值来确定或共同确定。由此，储能器的电池组电池可以在考虑到其年龄或其当前载荷的情况下彼此相比较。此外，可以放弃提供和存储预先确定的比较值。
[0024]适宜地，用于确定的设备可以被构造成分散式预处理设备。由此可以减少值的传输以及中央处理设备的载荷。此外，可以减少连接线路的数目。
[0025]适宜地，用于确定的设备或用于评估和确定的设备可以被构造成中央处理设备。由此可以减少监视装置的复杂度。此外，可以提高监视装置的灵活性和可维护性。
[0026]适宜地，电池组分组可以被构造成子电池组、电池组串或电池组模块。由此可以将监视装置与储能器的构造相匹配。
[0027]此外，本发明提供了一种计算机程序，其存储在数据载体上或者计算机的存储器中并且包括计算机可读指令，所述指令在所述指令在计算机上执行时被确定用于执行前述方法之一O
[0028]此外，本发明提供了一种包括前述计算机程序的计算机程序产品。
[0029]在本发明的范围内，不一定以所述顺序来执行方法步骤。在另一实施方式中，方法步骤也可以彼此嵌套(交织)。
[0030]此外可能的是，可以将所描述的方法的各个片段构造成各个可销售单元并且将该方法的其余片段构造成其它可销售单元。因此，根据本发明的方法可以被实施成基于计算机的不同实体、例如客户端-服务器实体上的分布式系统。因此，例如可能的是，模块就其而言包括不同子模块。
【附图说明】
[0031]本发明的实施例在附图中予以示出并且在下面的描述中予以进一步阐述。
[0032]其中:
图1示出了根据现有技术的储能器10的示意图；
图2示出了根据本发明的一个实施方式的储能器20的示意图；
图3示出了根据本发明的另一个实施方式的储能器30的示意图；
图4示出了根据本发明的实施方式的在部分失效情况下的示例性时间温度走向曲线；
以及图5示出了根据本发明的实施方式的在完全失效情况下的示例性时间温度走向曲线。
【具体实施方式】
[0033]图2示出了根据本发明的一个实施方式的储能器20的示意图。
[0034]储能器或电池组系统20包括多个电池组电池500mi至500kimn。每个电池组电池例如可以具有4.5V的电压和60-75Ah的容量。所述多个电池组电池500mi至500kimn被组织在多个电池组模块400m至400kim中，使得每个电池组模块包括η个电池组电池。每个电池组模块例如可以包括η=11至13个串联的电池组电池，并且因此具有50-60V的电压和60-75Ah的容量。所述多个电池组模块400m至400kim被组织在多个电池组串300η至300ki中，使得每个电池组串包括m个电池组模块。每个电池组串例如可以包括m=l 3至20个串联的电池组模块，并且因此具有640-1170V的电压和60-75Ah的容量。所述多个电池组串300η至300ki被组织在多个子电池组200ι至200k中，使得每个子电池组包括I个电池组串。每个子电池组例如可以包括1=80个并联的电池组串，并且因此具有640-1170V的电压和4800-6000Ah的容量。所述多个子电池组2001至2001{被组织成电池组100，使得电池组包括k个子电池组。电池组100例如可以包括k=2至4个并联的子电池组，并且因此具有640-1170V的电压和9600-24000Ah的容量并且总共包括22800-374400个电池组电池。电池组100包括线路IlO1UlO2以用于连接子电池组使得电能在接线端子120!、1202处可用。
[0035]电池组电池5001111至500klmn可以棱柱式地为例如方形的，并且分别包括电池壳体和具有各两个例如由铝或铜制成的电池电接线端子的电池盖板。为了电连接，电池电接线端子例如可以分别包括螺孔。例如由铝或铜制成的连接件、例如电池连接器可以用于将电池组电池500mi至500kimn电连接成电池组模块400m至400kim，所述连接件根据相应要求将电池组电池500mi至500W的电池接线端子彼此电连接。为了制造电池组模块400ηι至400kim，可以将连接件、例如在对电池组电池500mi至500kim进行空间定向以后例如借助于激光焊接在电池接线端子上。
[0036]电池组电池500mi至500kimn可以被构造成不可再充电的一次电池或一次元件、或者可再充电的二次电池。二次电池例如可以被构造成锂离子蓄电池(锂蓄电池、锂离子蓄电池、Li离子蓄电池、锂离子二次电池组)或者锂聚合物蓄电池(Li聚合物蓄电池、锂聚合物蓄电池)。电池组电池500mi至500kimn可以利用电极卷轴(果冻卷(JeIIy Roll)，JR，瑞士卷)例如被构造成具有电极卷轴的锂离子蓄电池(JR-Li离子蓄电池)。电池组电池5001111至500klmn可以被构造成袋装电池(袋装电池)。在此，用于容纳和保存电解质的袋子(口袋)可以包括一个、两个、三个或更多个电极卷轴。此外，保护包封体(Protecti ve Enve I op (保护包封物))可以包围一个或多个电极卷轴和/或一个或多个袋子。保护包封体可以包括结实(防撞、防弹、防射击、防枪击、弹道、反弹道、防子弹)材料、例如弹道织物、如弹道聚酰胺织物(弹道尼龙织物、弹道尼龙)。因此，电极卷轴可以被保护免受外部损坏，例如在事故中和/或在电极卷轴的热穿透时，所述热穿透可能对相邻电池组电池施加显著的力。
[0037]此外，储能器20包括温控装置，其用于借助于温控剂、例如诸如醇、例如丙烷1，2，3三醇(甘油，丙三醇)、油或水、例如盐水或液体混合物之类的液体对电池组电池500im至500!^?进行温控、即冷却或升温。例如，为了冷却可以由诸如冷水(空气热冷却器)之类的冷却剂、或者由通过热蒸发的制冷剂(蒸发器)来吸收电池组电池500ηη至500klmn的热，并且通过冷却器或热交换器800将其输出到环境或者空调(Aircondit1ning(空调)，AC)中。温控装置包括热交换器以用于在电池组电池500ηη至500klmn与流经温控装置的温控剂之间进行热交换。热交换器例如可以被构造成冷却板。例如，每个电池组模块400m至400klm都可以包括一个冷却板或多个冷却板。电池组电池500mi至500kimn可以被安装在冷却板上。
[0038]此夕卜，温控装置包括连接设备、如流入管道15(^15(^-150^ 150n_150ki和流出管道170、17(h-170k以用于连接温控装置的部件。连接设备可以被构造成软管和/或管子，并且例如可以包括塑料或诸如铝、铁或钢之类的金属。例如，温控剂向电池组电池500mi至500kimn方向上的流入可以如图2中示例性示出的那样通过主流入管道150、从主流入管道150分叉的子电池组流入管道15(h-150k、以及分别从子电池组流入管道15(h-150k*叉的电池组串流入管道150n-150ki来进行。在与电池组电池500mi至500kimn的热交换以后，温控剂的流出可以如图2中示例性示出的那样通过电池组串流出管道170n-170kl来进行，所述电池组串流出管道170n-170ki分别通入子电池组流出管道17(h-170k，所述子电池组流出管道17(h-170k通入主流出管道170。
[0039]此外，温控装置可以包括用于阻断和/或调节温控剂流的调整设备。所述调整设备例如可以被构造成阻断设备、如阻断龙头、阻断活门或者阻断滑阀、或者阀门、如手动操作阀门、电机操作阀门或者电磁阀门。例如，温控剂向电池组电池500mi至500kimn方向的流入可以如图2中示例性示出的那样借助于分别布置在电池组串流入管道150n-150kl*的电池组串流入阀门160n-160ki被单独或个别地调节。在与电池组电池500mi至500kimn热交换以后，温控剂的流出可以如图2中示例性示出的那样借助于分别布置在电池组串流出管道170n-170kl*的电池组串流出阀门ISO11-1SOkl被单独或个别地调节。为了调节和/或阻断流量，可以成对地控制流入阀门160n-160ki和分别对应的流出阀门180n_180ki。
[0040]温控装置可以包括热交换器800，该热交换器与主流入管道150和主流出管道170连接，使得温控装置具有(闭合)的温控剂循环。此外，温控装置可以包括运送设备900、如栗，该运送设备900与主流入管道150或主流出管道170连接，使得温控剂流可以被增强和/或被调节。
[0041 ] 此外，储能器20包括用于监视储能器20和电池组电池500mi至500kimn的监视装置。监视装置包括用于检测电池组电池500ηη至500klmn的温度测量值的多个传感器设备720、以及用于处理所检测的温度测量值的处理设备740。处理设备740可以包括:接口 746，其用于传输或接收所检测的温度测量值;诸如写读存储器(随机存取存储器，RAM)之类的存储器744，其用于存储所接收的温度测量值和存储用于处理所存储的温度测量值的指令或命令；以及诸如微处理器或微控制器之类的处理器，其用于借助于所存储的指令来处理所存储的温度测量值。传感器设备720被布置为使得它们可以检测电池组电池500ηη至500klmn的温度并且通过线路730直接或间接地与接口 760连接。优选地给每个电池组电池500mi至500kimn分配传感器设备720，使得每个电池组电池500ηη至500klmn的温度都可以被检测。
[0042]此外，监视装置可以包括多个用于预处理所检测的温度测量值的预处理设备710，其中每个预处理设备710被分配所述多个传感器设备720中的多个。预处理设备710可以如图3中示例性示出的那样分别被分配给电池组串300η至300kl。替代地，预处理设备710可以分别被分配给电池组模块400m至400klm或子电池组2001至2001{。但是预处理设备710优选地根据流入管道150、1501-1501^、15011-1501{1的和/或流出管道170、1701-1701{的结构被分配，使得分配给所述多个传感器设备720的电池组电池500ηη至500klmn由温控剂的(子)流来温控。预处理设备710可以类似于处理设备740那样处理由所述多个所分配的传感器设备720所检测的温度测量值，使得对所有所检测的温度测量值的预处理可以并行化和/或温度测量值的传输可以简化。例如，平均值形成已经可以在相应预处理设备710中进行。因此，监视方法可以通过处理设备740和所述多个预处理设备710来分布地实施。
[0043]用于监视储能器20、尤其是其温度以及因此还有其温控装置的监视方法首先包括:借助于传感器设备720检测每个电池组电池500ηη至500klmn的温度以作为所检测的温度测量值，并且必要时重复该检测。此外，监视方法可以包括:从所检测的温度测量值中选择温度测量值。此外，监视方法可以包括:分别从所选择的温度测量值中确定温度平均值(平均值形成)，其中所选择的温度测量值可以分别被分配给一组电池组电池500ηη至500klmn(电池组分组)、如子电池组电池组串300η至300k1、或者电池组模块400m至400klm，使得可以为每个子电池组2001至2001{确定温度平均值(子电池组平均值温度)、为每个电池组串300η至30(^确定温度平均值(电池组串平均值温度)和/或为每个电池组模块400m至400klm确定温度平均值(电池组模块平均值温度)。此外，监视方法可以包括:分别从所选择的温度测量值中确定温度最大值，其中所选择的温度测量值可以分别被分配给子电池组2001至2001{、电池组串300η至300k1、或者电池组模块400m至400kim，使得可以为每个子电池组2001至20015确定温度最大值(子电池组最大温度)、为每个电池组串300η至300ki确定温度最大值(电池组串最大温度)和/或为每个电池组模块400m至400kim确定温度最大值(电池组模块最大温度)。监视方法可以相应地包括:分别从所选择的温度测量值中选择温度最小值。从所选择的温度测量值中确定温度平均值、确定温度最大值和/或确定温度最小值优选地分别通过预处理设备710进行。
[0044]此外，监视方法可以包括:从所确定的温度平均值、即子电池组平均值温度、电池组串平均值温度或模块平均值温度中确定温度平均值(平均值形成)。此外，监视方法可以包括:从所确定的温度平均值中确定最大温度平均值，使得可以确定最大的子电池组平均值温度(“最热的”子电池组)、电池组串平均值温度(“最热的”电池组串)或电池组模块平均值温度(“最热的”电池组模块)。此外，监视方法可以包括:从所确定的温度平均值中确定最小温度平均值，使得可以确定最小的子电池组平均值温度(“最冷的”子电池组)、电池组串平均值温度(“最冷的”电池组串)或电池组模块平均值温度(“最冷的”电池组模块)。从所确定的温度平均值中确定温度平均值、最大温度平均值和/或最小温度平均值优选地通过处理设备740进行。
[0045]此外，监视方法可以包括将所确定的温度平均值彼此或相互比较。在此，所确定的温度平均值的所述比较可以包括:将多个所确定的温度平均值与(所确定的温度平均值中)一个所确定的温度平均值相比较。如果所确定的温度平均值的相互比较得出所确定的温度平均值之一的显著差异，则监视方法可以识别出温控装置的故障，该故障的位置与不同的所确定的温度平均值相对应，尤其是在电气规范的范围内进行储能器20的充电或放电时。
[0046]此外，监视方法可以包括:将多个所确定的温度平均值、一个所确定的温度平均值和/或最大温度平均值与预先确定的与储能器20的临界运行温度相对应的温度值Tk相比较；以及输出用于最大运行温控装置的指令。该比较和用于最大运行的指令的输出优选地通过处理设备740进行。
[0047]此外，监视方法可以包括:将多个所确定的温度平均值、一个所确定的温度平均值和/或最大温度平均值与预先确定的与储能器20的最大允许的运行温度相对应的最大温度值Tmax相比较；以及输出用于关断储能器20的指令。如果多个所确定的温度平均值或一个所确定的温度平均值与预先确定的最大温度值Tmax的比较得出超过预先确定的最大温度值Tmax，则监视方法可以识别出例如沿着流入管道Ιδ?ΚΙδΟ^ΙδΟη-ΙδΟια和主流出管道170、170^17(^-17(^1的温控装置的故障，尤其是当在电气规范内进行储能器20的充电或放电时。例如，超过电池组串30012的所确定的电池组串平均值温度可以识别或探测出并用信号通知电池组串流入管道150i2或电池组串流出管道170i2的堵塞、或者处于闭合位置的流入阀门16012或流出阀门18012的失效。与此相应地，超过子电池组200k的所确定的子电池组平均值温度可以识别或探测出并用信号通知子电池组流入管道150k或子电池组流出管道170k的堵塞。此外，共同地超过多个所确定的温度平均值、例如电池组串300^-300^的所确定的电池组串平均值温度可以识别或探测出子电池组流入管道15(h的堵塞并且限定于电池组串流入管道150η和15012之间的零件，因为没有超过电池组串300η的所确定的电池组串平均值温度用信号通知了畅通的子电池组流出管道17(h。比较和用于关断的指令的输出优选地通过处理设备740进行。
[0048]图3示出了根据本发明的另一实施方式的储能器30的示意图。
[0049]图3中所示的储能器30基本上对应于参考图2所描述的储能器20。温控剂向电池组电池500ηη至500klmn方向的流入可以如图3中示例性示出的那样借助于布置在子电池组串流入管道15(h-150k中的子电池组流入阀门16(h-160k来调节。在与电池组电池500mi至500klmn热交换以后，温控剂的流出可以如图3中示例性示出的那样借助于布置在子电池组流出管道17(h-170k中的子电池组流出阀门ISO1-1SOk来调节。
[0050]图4示出了根据本发明的实施方式的在部分失效的情况下的示例性时间温度走向曲线。
[0051]沿着水平时间轴t标出了时刻t4Q至t42。沿着垂直的温度轴T，标出了具有预先确定的最小温度Tmin、例如+25。C和预先确定的最大温度Tmax、例如+40。C的允许温度范围、以及用于接通温控装置的最大运行的临界温度Tk、例如+35 °C。在时间走向曲线中示例性地绘出了图2中所示的储能器20的电池组串30012-300ki的所确定的电池组串平均值温度T3(XK12)、T30(Kxy)以及从其中确定的温度平均值Tmittei。
[0052]在时刻T40，在温控装置中出现关于电池组串30012的故障、例如电池组串流入管道15012或电池组串流出管道17012的堵塞、或者处于闭合位置的流入阀门16012或流出阀门18012的失效。由于冷却装置的部分失效，电池组串30012的所确定的电池组串平均值温度Τ300α?升高，并且由此所确定的温度平均值TmitteI也按份额升高。
[0053]在时刻T41，电池组串30012的所确定的电池组串平均值温度T3Q(K12)达到临界温度Tk，并且监视装置引起温控装置的最大运行。电池组串30012的所确定的电池组串平均值温度T300a?以及还有所确定的温度平均值UitteI进一步升高。
[0054]在时刻Τ42，电池组串30012的所确定的电池组串平均值温度T3Q(K12)达到最大温度Tmax，并且监视装置引起储能器20的关断。优先地或替代地，监视装置可以关断所涉及的电池组串30012。
[0055]图5示出了根据本发明的实施方式的在完全失效情况下的示例性时间温度走向曲线。
[0056]沿着水平时间轴t标出了时刻t5Q至t52。如已经参考图4所描述的那样，沿着垂直温度轴T标出了具有预先确定的最小温度Tmi4P预先确定的最大温度Tmax的允许温度范围、以及临界温度Tk。在时间走向曲线中示例性地绘出了图2中所示的储能器20的电池组串30012-300kl的所确定的电池组串平均值温度T3(XKxy)以及从其中确定的温度平均值TmitteU
[0057]在时刻t5Q，在温控装置中例如出现电池组流入管道150或电池组流出管道170的堵塞或者栗900的失效。由于冷却装置的完全失效，电池组串30012-300ki的所确定的电池组串平均值温度T3(XKxy)升高，并且由此所确定的温度平均值TmitteI也升高。
[0058]在时刻T51，电池组串30012_300ki的所确定的电池组串平均值温度T3(XKxy)或所确定的温度平均值Tmittel达到临界温度Tk，并且监视装置引起温控装置的最大运行。电池组串30012-300ki的所确定的电池组串平均值温度T300(xy)以及还有所确定的温度平均值UitteI进一步升高。
[0059]在时刻T52，电池组串30012_300ki的所确定的电池组串平均值温度T3(XKxy)或所确定温度平均值Tmittel达到最大温度Tmax，并且监视装置引起储能器20的关断。
[0060]储能器20、30的特征、例如图2和3中所示阀门可以彼此组合。
【主权项】
1.用于监视储能器(20;30)的装置(710，720，730，740)，所述储能器包括:多个电池组电池(500m1-500kimn)，其布置在多个电池组分组 UOOijOOk，SOO11-SOOki，400m-400kim)中；以及温控装置，其用于借助于温控剂的多个子流对电池组电池(SOOm1-SOOklmn)进行温控，其中将子流中的每个分配给电池组分组UOOijOOkJOOn-SOOkidOOmlOOkim)之一，其特征在于: 多个传感器设备(720)，其用于检测电池组电池(δΟΟηη-δΟΟι^η)的温度测量值，其中传感器设备(720)中的每个都被布置为使得其能够检测电池组电池(δΟΟηη-δΟΟι^η)之一的温度测量值； 用于从所检测的温度测量值中确定多个温度平均值的设备(710，740)，其中所确定的温度平均值中的每个都被确定为使得其被分配给电池组分组UOOilOOkdOOn-SOOki，400iii_400kim)之一；以及 用于评估所述多个所确定的温度平均值并且在所确定的温度平均值之一超过温度阈值时确定分配给所分配的电池组分组QOOijOOkJOOn-SOOkidOOm-^Okim)的子流具有障碍的设备(740)。2.根据权利要求1所述的装置(710，720，730，740)，其中 温度阈值对应于预先确定的最大温度值;或者 温度阈值由来自多个温度平均值的温度平均值来确定或共同确定。3.根据权利要求1或2所述的装置(710，720，730，740)，其中 用于确定的设备(710，740)被构造成分散式预处理设备(710); 用于确定的设备(710，740)被构造成中央处理设备(740);或者 用于评估和确定的设备(740)被构造成中央处理设备(740)。4.根据权利要求1至3之一所述的装置(710，720，730，740)，其中电池组分组(200广200k，300^-30(^1，400m-400kim)被构造成子电池组(20(^-20010、电池组串(300^-30(^1)或者电池组模块(400m-400kim)。5.—种储能器(20;30)，包括: 根据权利要求1至4之一所述的装置(710，720，730，740)。6.一种车辆、机动车辆、电动车辆或混合动力车辆，包括: 根据权利要求1至4之一所述的与所述车辆连接的装置(710，720，730,740)；或者 根据要求5所述的与所述车辆连接的电池组系统。7.用于监视储能器(20;30)的方法，所述储能器(20;30)包括:多个电池组电池(500ml-500klmn)，其布置在多个电池组分组(2001-200k，30011-300kl，400m-400klm)中；以及温控装置，其用于借助于温控剂的多个子流对电池组电池(SOOm1-SOOklmn)进行温控，其中将子流中的每个分配给电池组分组(20(^-20(^，300n-300ki，400m-400kim)之一，其特征在于: 借助于多个传感器设备(720)检测电池组电池(500m1-500kimn)的温度测量值，其中传感器设备(720)中的每个都被布置为使得其能够检测电池组电池(δΟΟηη-δΟΟι^η)之一的温度测量值； 借助于第一设备(710，740)从所检测的温度测量值中确多个温度平均值，其中所确定的温度平均值中的每个都被确定为使得其被分配给电池组分组UOOijOOkJOOn-SOOki，400iii_400kim)之一；以及 借助于第二设备(740)评估所述多个所确定的温度平均值，并且在所确定的温度平均值之一超过温度阈值时确定分配给所分配的电池组分组UOihjOOkJOOn-SOOkidOOm-400klm)的子流具有障碍。8.根据权利要求7所述的方法，其中 温度阈值对应于预先确定的最大温度值;或者 温度阈值由来自多个温度平均值的温度平均值来确定或共同确定。9.根据权利要求7或8所述的方法，其中 用于确定的设备(710，740)被构造成分散式预处理设备(710); 用于确定的设备(710，740)被构造成中央处理设备(740);或者 用于评估和确定的设备(740)被构造成中央处理设备(740)。10.根据权利要求7至10之一所述的方法，其中 电池组分组 UOOijOOk，300^-30(^1，400m-400kim)被构造成子电池组(20(h-200k)、电池组串(SOO11-SOOki)或者电池组模块(400m-400kim)。11.一种计算机程序，其存储在数据载体上或计算机(710，740)的存储器(744)中并且包括计算机(710，740)可读的指令，所述指令被确定用于在所述指令在计算机(710，740)上执行时执行根据权利要求7至10之一所述的方法。12.—种包括根据权利要求11所述的计算机程序的计算机程序产品。
【文档编号】H01M10/48GK105830275SQ201480068596
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2014年12月1日
【发明人】G.埃斯特格拉尔
【申请人】罗伯特·博世有限公司