用于至少一个蓄电池元件的温度调节的方法、蓄电池及具有这样的蓄电池的机动车技术

本发明专利技术涉及一种用于至少一个蓄电池元件的温度调节的方法、一种蓄电池以及一种具有此类的蓄电池的机动车，它们尤其是能够用于在至少一个蓄电池元件充电或者放电时避免对于该至少一个蓄电池元件的损伤。为此在用于至少一个蓄电池元件的温度调节的方法中提出首先预先给定温度值(Tmin)并且确定在第一温度T(t0)时开始的所述至少一个蓄电池元件的冷却特性。通过分析所述冷却特性来确定第一时刻(tmin)，在所述第一时刻所述蓄电池温度T达到或者已经低于所述温度值(Tmin)。接下来确定所述至少一个蓄电池元件的充电或者放电的开始的第二时刻(t_end)。倘若tmin<t_end，则如此地以热量来加载所述至少一个蓄电池元件，使得所述蓄电池温度(T)在所述第二时刻(t_end)大于或者等于所述温度值(Tmin)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于至少一个蓄电池元件的温度调节的方法、蓄电池及具有这样的蓄电池的机动车
本专利技术涉及一种用于至少一个蓄电池元件的温度调节的方法、蓄电池及具有这样的蓄电池的机动车，它们尤其是能够被用于在至少一个蓄电池元件的充电或者放电时避免所述至少一个蓄电池元件的损坏。
技术介绍
锂离子蓄电池是一种能够再充电的电储能器，其已经在手机、笔记本电脑、便携式消费装置等上得以应用。在汽车的应用中，锂离子蓄电池呈现为用于驱动系统的电气化的关键技术。根据客户要求的不同能够拟定不同的解决方案，例如在混合动力车辆(英文为HEV)实现部分的电气化并且在(纯)电动车辆(英文为EV)中100％地利用源自锂离子蓄电池的电能。其中，能够根据使用规范的不同而模块化地构建锂离子蓄电池并且将其串联或者并联地电气连接。蓄电池通常既能够通过电机也能够通过连接端而加载在外部的网络之上。对于这样的技术的成功的实施重要的方面在于首先是锂离子蓄电池的运行安全性。在此要求必须在优选的温度范围之内来运行该蓄电池。因为蓄电池温度对于功率供给、老化程度(功率降低)或者使用寿命和蓄电池安全性(起火危险)具有较大的影响。由此得出，考虑周到的热管理构思对于在车辆中的锂离子蓄电池的应用来说是不可或缺的。对于汽车应用来说保护锂离子蓄电池免于过热以及避免低温是重要的。为此将由热管理系统通过必要的温度测量或者监控以及有效的对策来实现。在锂离子蓄电池中，功率能力在充电和放电时是与温度相关的，因此，相较于该蓄电池处于优选的运行温度范围之内来说在较低的温度时蓄电池例如允许显著地较低的充电电流或者放电电流。这将引起该蓄电池的充电在冬天时或者低于冰点的低温时持续更长时间并且该电动或者混合动力车辆的启动性能将显著地放缓。此外，在较低的温度时的过强的充电或者放电电流均会导致锂离子单池的不可逆的损坏，进而不再能够在一段持续时间上确保安全的运行。由公开文献DE19806135A1描述了一种用于确定车辆蓄电池的温度的方法，其中将间接地根据至少一个电机温度和环境温度来计算该温度。由公开文献DE102009046568A1已知了一种用于驱动车辆的方法，其中，根据配属于行驶路段的负载属性来实现车辆蓄电池的温度管理。
技术实现思路
依据本专利技术在用于至少一个蓄电池元件的温度调节的方法中预先给定最低温度的温度值Tmin，在该温度应该实现至少一个蓄电池元件的充电或者放电。此外，依据本专利技术将确定所述至少一个蓄电池元件的冷却特性，其中在温度T(t0)时开始冷却。有利地，所述冷却特性描述了在所述至少一个蓄电池元件未加负载时尤其是未充电或者放电时的所述至少一个蓄电池元件的冷却。一个优选的实施形式如此设置，即所述至少一个蓄电池元件为机动车(EV或者HEV)的牵引蓄电池。在这种情况下，所述冷却特性描述了在所述机动车停车时的所述至少一个蓄电池元件的冷却。优选地，所述冷却特性通过冷却曲线来描述。依据本专利技术还设置了分析所述冷却特性，以便确定第一时刻，在所述第一时刻所述蓄电池温度T下降到所述温度值Tmin或者低于所述温度值Tmin。特别地，所述分析包括对所述冷却曲线的分析。所述冷却曲线有利地考虑蓄电池温度和环境温度中的至少一个参数。此外，将确定通过所述至少一个蓄电池元件的充电或者放电而再次开始例如通过机动车的启动而再次开始的负载的第二时刻。所述第一时刻和所述第二时刻将做比较以便确定由于所述至少一个蓄电池元件的充电或者放电而引起的负载在所述蓄电池温度T下降到所述温度值之前或者低于所述蓄电池温度T之前是否开始。由此也能够检验所述第一时刻是否位于所述第二时刻之前。倘若所述第一时刻位于所述第二时刻之前，就意味着所述至少一个蓄电池元件的负载在过低的温度时实现了。为了避免这样的情况，将以热量来加载所述至少一个蓄电池元件，例如通过加热元件。如此地实现以热量来加载使得所述蓄电池温度T在所述第二时刻时大于或者等于所述温度值Tmin。在一个优选的实施形式中设置，即在所述第一时刻位于所述第二时刻之前的情况下确定额定蓄电池温度T(t0)_soll，所述额定蓄电池温度在所确定的冷却特性时致使所述第一时刻在没有(附加的)具有热量的加载的情况下位于所述第二时刻之后或者所述第一和所述第二时刻一样。因此将确定这样的温度，蓄电池在所述冷却开始时必须至少应该具有该温度，由此该蓄电池在基于所确定的冷却特性时在所述第二时刻低于所述温度值Tmin，而无需对所述蓄电池进行加热。一个优选的实施形式如此设置，即所述额定蓄电池温度T(t0)_soll通过冷却特性的外推法来确定。在另一个优选的实施形式之中如此设置，即所述至少一个蓄电池元件的温度在使用所述至少一个蓄电池元件期间尤其是在电动机动车行驶期间如此地加以调节，即所述蓄电池温度T在使用结束时至少和所述额定蓄电池温度T(t0)_soll一样高。由此能够达到使得在使用所述至少一个蓄电池元件之后的冷却过程以额定蓄电池温度T(t0)_soll来开始并且因此使得所述至少一个蓄电池元件在第二时刻之前不会比Tmin更低地加以冷却。其中能够设置该调解，使得根据所述使用的负载属性尤其是在所述机动车停车之前的行驶将主动的冷却适配至所述额定蓄电池温度T(t0)_soll。特别地，所述冷却根据所述负载属性提前地结束。在另一个优选的实施形式中设置，多个使用的尤其是行驶的所述蓄电池温度加以存储和分析。有利地，将自适应性方法用于这样的分析，尤其是例如模糊逻辑，因为模糊逻辑特别好地适合于学习使用或者行驶特性。此外，尤其是也能够存储和分析具有相应的热管理和相应的调节参数的温度曲线。一个优选的实施形式设置了，将所述使用的分析包括使用的分类。例如，去或者从工作地的行驶能够具有本质上相同的或者相似的参数值如负载属性、出发时间和耐用度形成第一分类、周末的采购行驶形成第二分类或者在一个确定的季节的行驶形成第三分类。每个这样的分类相应于一个确定的分类特定的冷却特性并且优选地每个分类与一个分类特定的额定蓄电池温度T(t0)相关联。本专利技术的另一方面涉及一种蓄电池，其与一个模块相组合，所述模块被如此地加以设置，使得用于实施蓄电池的温度调节的方法是可实施的，其中，所述方法至少包括以下步骤：-预先给定温度值Tmin，-在第一温度T(t0)时开始所述至少一个蓄电池元件的冷却特性的确定，-通过分析所述冷却特性来确定第一时刻，在所述第一时刻所述蓄电池温度T达到或者已经低于所述温度值，-确定所述至少一个蓄电池元件的充电或者放电的开始的第二时刻，-倘若所述第一时刻位于所述第二时刻之前，则如此地以热量来加载所述至少一个蓄电池元件，使得所述蓄电池温度T在所述第二时刻大于或者等于所述温度值Tmin。优选地，所述蓄电池为锂离子蓄电池或者所述蓄电池包括被构造为锂离子蓄电池单池的电化学单池。本专利技术的另一方面涉及一种机动车，其具有用于驱动所述机动车的电驱动电机和与所述电驱动电机相连接的或者可连接的依据前述解决方案所描述的专利技术方面的蓄电池。然而，所述蓄电池并非限于此类的应用目的，而是也能够应用在其他的电气系统之中。在从属权利要求中给出并且在接下来的说明书中描述本专利技术的有利的改进方案。附图说明下面将借助于附图和后续的说明书进一步阐述本专利技术的实施例。附图中：图1示出了在电动车辆行驶中通过温度管理来实现蓄电池温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于至少一个蓄电池元件的温度调节的方法，其特征在于‑预先给定温度值Tmin，‑确定在第一温度T(t0)时开始的所述至少一个蓄电池元件的冷却特性，‑通过分析所述冷却特性来确定第一时刻tmin，在所述第一时刻所述蓄电池温度T达到或者已经低于所述温度值Tmin，‑确定所述至少一个蓄电池元件的充电或者放电的开始的第二时刻t_end，‑倘若tmin<t_end，则如此地以热量来加载所述至少一个蓄电池元件，使得所述蓄电池温度T在所述第二时刻t_end时大于或者等于所述温度值Tmin。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.27 DE 102011089962.61.一种用于至少一个蓄电池元件的温度调节的方法，其特征在于-预先给定温度值Tmin，-确定在第一温度T(t0)时开始的所述至少一个蓄电池元件的冷却特性，-通过分析所述冷却特性来确定第一时刻tmin，在所述第一时刻所述蓄电池温度T达到或者已经低于所述温度值Tmin，-确定所述至少一个蓄电池元件的充电或者放电的开始的第二时刻t_end，-倘若tmin<t_end，则如此地以热量来加载所述至少一个蓄电池元件，使得所述蓄电池温度T在所述第二时刻t_end时大于或者等于所述温度值Tmin，并且确定额定蓄电池温度T(t0)_soll，所述额定蓄电池温度T(t0)_soll使得所述至少一个蓄电池元件直至所述第二时刻t_end也不会冷却到所述温度值Tmin之下，并且在随后对所述至少一个蓄电池元件的使用的期间加以调节所述蓄电池温度T，以使得所述蓄电池温度T在冷却的开始t0时高于或者...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·严，C·潘克伊维茨，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：德国;DE