用于监测机动车辆内电池状态的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于监测机动车辆内的电池状态的方法，其中确定和监测电池的内部温度(T)。这里，电池的内部温度(T)在限定间隔的不同时刻(k)确定并且传输至评估单元，评估单元通过将在间隔内的温度变化(ΔT)除以在该间隔内的时间变化(Δt)来至少由温度值(T1，T2)持续地确定温度梯度(TGrad)。温度梯度(TGrad)的至少一个极限值(S1)被存储在评估单元中，评估单元在由评估单元所确定的温度梯度(TGrad)达到该极限值(S1)时产生报警信号。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】说明书本专利技术涉及，在该方法中确定和监测电池的内部温度。以举例的方式，机动车辆的起动机电池是蓄电池，该蓄电池向内燃发动机的起动机传输电流。相对地，用于驱动车辆的电动车辆的电池称为牵引电池。此外，电动车辆或混合动力车辆也可以具有起动机电池。以举例的方式，铅蓄电池或锂离子蓄电池可以用作电池，而在下文中这些也可以称作铅电池或锂离子电池。当铅电池或铅蓄电池例如由于内部短路或其他机制老化并且开始“析气”时，它们的温度通常上升。随着温度严重升高，这会使电解质开始沸腾并且从电池中逸出。即使锂离子电池或锂离子蓄电池被损坏，它们也会由于内部反应或电流流动而变得非常热。在任何情况下，由此作为结果所产生的酸蒸汽、水蒸气和/或烟雾会对人构成潜在的安全风险，或者由于这样的电池散发出难闻的气味而至少可以是顾客不满意的原因。这在插电式电动车辆或插电式混合动力车辆(插电车辆)领域是尤其重要的。在电池充电期间当在车库内过夜充电时，车辆通常在相对长的时间段中无监督。此外，在电池呈现出上述现象的情况下，可以认为它们在可预见的未来可能会故障。无论如何应该避免这种电池功能的故障以及由此的车辆故障。这可以通过例如驾驶员或维修人员足够早地意识到即将到来的电池故障来实现。出于这样的目的，必须基于多种参数来监测电池状态。为了确定电池故障，由于温度是电池状态的指示器，因此例如可以监测电池温度。这通常使用常规的热传感器(Polnischensensor)来执行，热传感器可以作为电池监测传感器(BMS)。如果使用这种传感器测量的温度例如达到特定的极限值，则可以认为是电池的临界状态。然而，当确定电池耗损时，也可以以其他方式使用电池温度。例如专利EP I 387177 A2公开了一种用于确定电化学能存储的耗损的方法，在该方法中，随着时间推移根据电池温度来确定耗损变量。在这里耗损变量被确定为温度相关耗损率随时间推移的总和，耗损率的值随电池温度的上升而超比例地上升。因此，可以将电池温度上升对电池耗损的超比例的影响纳入考量。在低的低电压范围(14-48V)的车辆系统通常与电力驱动系统分离，如存在于电动车辆和混合动力车辆中的。但是，在这样的低电压系统中，电池监测不常见。但是，由于改进的用户行为，尤其是关于车库内过夜的无监督的车辆电池充电方面，电池监测已获得了新的意义。因此，本专利技术的目的是提供一种通过电池的温度监测电池状态的方法，该方法尤其适用于监测低压系统的电池。根据本专利技术，通过根据独立权利要求1的方法可以实现该目的。该方法进一步有利的扩展由从属权利要求2-10呈现。应该注意到的是，在权利要求中单独设定的特征可以以任何技术上可行的方式彼此结合并且可以说明本专利技术的另外的实施例。说明书尤其结合附图来另外地表征和详述了本专利技术。根据本专利技术的方法用于监测机动车辆内的电池状态，其确定和监测电池的内部温度。该方法的特征是以限定的间隔在不同时刻(k)确定电池的内部温度(T)并且将内部温度(T)传输到评估单元，评估单元通过将间隔内的温度变化(AT)除以该间隔内的时间变化(At)来至少由温度值(Tl，T2)连续地确定温度梯度(Ttoad)。温度梯度(Ttead)的至少一个极限值(SI)存储在评估单元内，并且当评估单元确定的温度梯度(Ttoad)到达该极限值(SI)时，评估单元产生报警信号。例如温度值可以从传感器直接或间接地传输至评估单元。而且，评估单元不必是独立的模块，但其功能也可以通过多个独立模块的协作形成。在这里，评估单元所产生的报警信号可以以不同的方式处理。以举例的方式，它可以激活某种标志，该标志之后可以通过不同的方式被系统纳入考量。该方法优选地用在电池充电过程期间。而且，电池可以是机动车辆的低电压系统的一部分，但该方法并不限于该应用领域。评估单元的报警信号标志着电池的不正常充电。由此，可以确定损坏的电池状态，在这种情况下一方面电池的充电容量降低，而且也可以产生上述效果，例如酸蒸汽、水蒸气和/或烟雾的逸出。这种状态通常称作“劣化的电池”。在这里，电池的内部温度⑴可以以不同的方式确定，其中通常只是估算。因此本专利技术的电池的“内部温度”也指代仅大约对应于电池内温度的温度。此处，以举例的方式，可以使用温度传感器在电池的电极处测量的温度，从而间接地由此温度确定内部电池温度。但是，也可以使用其他用于确定或估算内部电池温度的方法。以举例的方式，这些可以是使用电池邻近环境中的温度的模型。在本专利技术的一个实施例中，在温度梯度(Tfrad)的确定之前通过评估单元处理或调节温度信号。这尤其具有如下优势，由此可以更好地保护系统防止传感器或通信网络与评估单元之间或线路系统中的信号干扰。这种类型的干扰另外会引起短期的测量误差，并且所产生的错误温度梯度的确定会导致错误的报警。根据温度数据的处理，尤其优选地计算在限定的监测间隔TfcnitOT内的温度值的平均值，在该平均值计算中仅将落在绝对最大值和绝对最小值之间的温度值纳入考量。而且，当两个连续的温度值之间的温度变化超出了在监测间隔Tfcnitm内限定的极限值时，在平均值计算中拒绝并且不使用异常温度值，即逸出温度值。以滑动平均值计算的形式的温度数据的这种处理在后续温度梯度的确定中阻止了将不可能的温度值纳入考量，不可能的温度值可以导致测量误差。但是，也可以在没有这类调节的情况下执行平均值的计算。当温度值被持续摒弃的时间达到限定极限值时，该处理也可以通过将评定为异常的和被拒绝的温度值再用于平均值的计算的方法来补充。如果温度确实改变了，即使在长时间段内虚假的温度数据阻止了该变化的记录，以这种方式也可以计算和纠正温度梯度。当例如通过热传感器监测电池温度时，必须注意到的是，那里所测量的温度的增加可以由多种影响引起。一方面它可以归因于电池的内部变热，这表明电池的弱化或损坏。但是，也可以部分地或全部地由外部热源引起。如果不将通过外部热源的温度增加考虑在内，虽然电池是完好的，但车辆监测系统经常会表明电池损坏或者甚至会在风险最小化策略的过程中将电池从电压源分离。由于它损坏了车辆的功能性并且错误报警导致顾客不满意，因此要避免该情况。因此，为了解决这个问题，本专利技术的另一实施例中的方法建议修正温度值，其通过在每种情况中使用确定的电池温度和电池外部温度之间的差作为用于平均值计算的温度值(Tl，T2)来实现。以这种方式，在电池周围的热源对于在电池电极处测量的温度的影响可以被纳入考量并且降低该影响。因此，也可以补偿变化的环境温度。出于这样的目的，电池优选地容纳在电池壳内，电池壳最大可能程度地为电池屏蔽外部热影响。然后可以在电池壳内的热传感器处测量电池的内部温度，而环境温度例如通过安装在电池壳内另一点处的另外的温度传感器来确定。如果环境温度不可用或如果出于其他原因只使用或只能使用测量的电池内部温度，那么为了降低错误报警的风险，温度梯度的极限值(SI)通常应该设置为足够高。但是，这意味着检测不到只引起低的温度梯度的不正常的荷电状态。为了降低这种风险，也可以根据车辆的操作模式来选择所应用的极限值(SI)。另外地或可选地，因此对于机动车辆不同的操作状态可以在评估单元中存储多个极限值，根据机动车辆当前的操作状态来选择用于与温度梯度(Ttoad)进行比较的极限值(SI)。在插电式电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测机动车辆内的电池状态的方法，在所述方法中确定和监测所述电池的内部温度，其中：以限定间隔在不同时刻(k)确定所述电池的所述内部温度(T)并且将所述内部温度(T)传输至评估单元，所述评估单元通过将间隔内的温度变化(ΔT)除以所述间隔内的时间变化(Δt)来至少由温度值(T1，T2)持续地确定温度梯度(TGrad)，并且其中所述温度梯度(TGrad)的至少一个极限值(S1)被存储在所述评估单元中，所述评估单元在由所述评估单元确定的所述温度梯度(TGrad)达到所述极限值(S1)时产生报警信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马克·艾弗特，埃克哈德·卡登，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US