AT526093B1

AT526093B1 - Test device for determining electrical properties of a battery and method therefor

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Publication number: AT526093B1
Application number: ATA50817/2022A
Authority: AT
Original assignee: Federico Coren
Priority date: 2022-10-21
Filing date: 2022-10-21
Publication date: 2023-11-15
Also published as: AT526093A4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Testvorrichtung (1) zur Ermittlung elektrischer Eigenschaften einer Batterie (2), insbesondere zur Batteriemodellierung, wobei die Teststation eine Presseinrichtung zum Ausüben einer variierbaren Presskraft (F) auf eine in einem Einsatzzustand mit der Testvorrichtung (1) gekoppelte Batterie (2) und eine Temperierungseinrichtung zum gesteuerten Temperieren der Batterie (2) während einer Beaufschlagung der Batterie (2) mit der Presskraft (F) aufweist. Zur Erreichung einer hohen Genauigkeit ist vorgesehen, dass die Temperierungseinrichtung mit mehreren Festkörperwärmepumpen (3) gebildet ist, wobei die Festkörperwärmepumpen (3) derart angeordnet sind, dass mit den Festkörperwärmepumpen (3) im Einsatzzustand mehrere Bereiche der Batterie (2), insbesondere individuell, temperierbar sind. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung elektrischer Eigenschaften einer Batterie (2).The invention relates to a test device (1) for determining electrical properties of a battery (2), in particular for battery modeling, wherein the test station has a pressing device for exerting a variable pressing force (F) on a battery (2) coupled to the test device (1) in an operational state ) and a temperature control device for controlled temperature control of the battery (2) while the battery (2) is subjected to the pressing force (F). In order to achieve a high level of accuracy, it is provided that the temperature control device is formed with a plurality of solid-state heat pumps (3), the solid-state heat pumps (3) being arranged in such a way that several areas of the battery (2), in particular individually, are connected to the solid-state heat pumps (3) when in use. can be tempered. The invention further relates to a method for determining the electrical properties of a battery (2).

Description

TESTVORRICHTUNG ZUR ERMITTLUNG ELEKTRISCHER EIGENSCHAFTEN EINER BATTERIE SOWIE VERFAHREN HIERZU TEST DEVICE FOR DETERMINING ELECTRICAL PROPERTIES OF A BATTERY AND METHOD THEREOF

[0001] Die Erfindung betrifft eine Testvorrichtung zur Ermittlung elektrischer Eigenschaften einer Batterie, insbesondere zur Batteriemodellierung, wobei die Testvorrichtung eine Presseinrichtung zum Ausüben einer variierbaren Presskraft auf eine in einem Einsatzzustand mit der Testvorrichtung gekoppelte Batterie und eine Temperierungseinrichtung zum gesteuerten Temperieren der Batterie während einer Beaufschlagung der Batterie mit der Presskraft aufweist. The invention relates to a test device for determining electrical properties of a battery, in particular for battery modeling, wherein the test device has a pressing device for exerting a variable pressing force on a battery coupled to the test device in an operating state and a temperature control device for controlled temperature control of the battery during loading of the battery with the pressing force.

[0002] Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung elektrischer Eigenschaften einer Batterie, insbesondere zur Batteriemodellierung, wobei eine Batterie mit einer Testvorrichtung, insbesondere einer Testvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekoppelt ist, wobei mit einer Presseinrichtung der Testvorrichtung eine varilierbare Presskraft auf die Batterie ausgeübt wird und während des Ausübens der Presskraft auf die Batterie die Batterie mit einer Temperierungseinrichtung der Testvorrichtung temperiert wird. The invention further relates to a method for determining electrical properties of a battery, in particular for battery modeling, wherein a battery is coupled to a test device, in particular a test device according to one of claims 1 to 12, wherein a variable pressing force is provided with a pressing device of the test device is exerted on the battery and while the pressing force is being exerted on the battery, the battery is tempered with a temperature control device of the test device.

[0003] Ein elektrisches und mechanisches Verhalten einer Batteriezelle, insbesondere bei Auslegung der Batteriezelle für eine Anwendung in einem Industriebereich oder Automotive-Bereich, hängt üblicherweise stark von einer Temperatur der Batteriezelle und einem auf die Batteriezelle wirkenden Druck ab. Für einen effizienten Betrieb der Batteriezelle ist üblicherweise ein bestimmter auf die Batteriezelle wirkender Minimaldruck erforderlich, wobei ab einem bestimmten Druck oberhalb des Minimaldrucks für eine Betriebseffizienz und strukturelle Integrität der Batteriezelle schädliche Effekte zunehmen. [0003] An electrical and mechanical behavior of a battery cell, particularly when designing the battery cell for an application in an industrial sector or automotive sector, usually depends heavily on a temperature of the battery cell and a pressure acting on the battery cell. For efficient operation of the battery cell, a certain minimum pressure acting on the battery cell is usually required, with harmful effects increasing from a certain pressure above the minimum pressure for operating efficiency and structural integrity of the battery cell.

[0004] Um praktikable Anwendungsbedingungen für eine Batteriezelle festzulegen, werden elektrische Eigenschaften der Batteriezelle üblicherweise mit einer Testvorrichtung ermittelt, wobei die Testvorrichtung in der Regel eine Presseinrichtung und eine Heizeinrichtung aufweist, um mit der Presseinrichtung eine Presskraft auf die Batteriezelle auszuüben und mit der Heizeinrichtung die Batteriezelle zu heizen. Damit können elektrische Eigenschaften der Batteriezelle abhängig von einem auf die Batteriezelle wirkenden Druck und einer Temperatur der Batteriezelle ermittelt werden, um mit den ermittelten elektrischen Eigenschaften eine Modellierung der Batteriezelle zur Bestimmung und Optimierung von Anwendungsbedingungen für die Batteriezelle bzw. eine Auslegung der Batteriezelle durchzuführen. In order to determine practical application conditions for a battery cell, electrical properties of the battery cell are usually determined using a test device, the test device generally having a pressing device and a heating device in order to exert a pressing force on the battery cell with the pressing device and with the heating device To heat battery cell. This allows electrical properties of the battery cell to be determined depending on a pressure acting on the battery cell and a temperature of the battery cell in order to use the determined electrical properties to model the battery cell to determine and optimize application conditions for the battery cell or to design the battery cell.

[0005] Eine Genauigkeit eines Heizens der Batteriezelle mit der Heizeinrichtung wird häufig dadurch begrenzt, dass eine Temperatur der Batteriezelle abhängig von einer Wärmeproduktion der Batteriezelle im elektrischen Betrieb der Batteriezelle ist und die Wärmeproduktion bzw. Temperatur der Batteriezelle entlang einer Oberfläche der Batteriezelle nicht homogen verteilt ist. Häufig ist eine Änderung der Temperatur der Batteriezelle außerdem mit einer Änderung einer Steifigkeit der Batteriezelle verbunden, sodass eine angepasste Steuerung einer Presskraftbeaufschlagung der Batteriezelle durch die Presseinrichtung erforderlich ist und eine Genauigkeit der Presskraftbeaufschlagung begrenzt wird. Dies wirkt sich nachteilig auf eine Genauigkeit einer Ermittlung von elektrischen Eigenschaften der Batteriezelle mit der Testvorrichtung aus. The accuracy of heating the battery cell with the heating device is often limited by the fact that a temperature of the battery cell is dependent on heat production of the battery cell during electrical operation of the battery cell and the heat production or temperature of the battery cell is not homogeneously distributed along a surface of the battery cell is. A change in the temperature of the battery cell is often also associated with a change in the rigidity of the battery cell, so that an adapted control of the pressing force applied to the battery cell by the pressing device is required and the accuracy of the pressing force is limited. This has a disadvantageous effect on the accuracy of determining electrical properties of the battery cell using the test device.

[0006] Bekannt sind Testvorrichtungen, welche ein Temperieren der Batteriezelle mittels temperierten Luftstroms vorsehen. Eine derartige Temperierung weist in der Regel eine kleine Reaktionsfähigkeit in Bezug auf Temperaturänderung der Batteriezelle auf und ist aufgrund einer kleinen Wärmekapazität des Luftstromes häufig nur begrenzt zum Ausgleich von Temperaturdifferenzen auf einer Oberfläche der Batteriezelle geeignet. Es wurden Testvorrichtungen entwickelt, welche eine Temperierung der Batteriezelle mit einer Temperierungsflüssigkeit, insbesondere mit Wasser, vorsehen. Eine solche Temperierung ist üblicherweise praktikabel zur Umsetzung eines hohen Wärmeflusses, führt allerdings zu einer ausgeprägten Wärmeträgheit des Systems, wobei Temperaturunterschiede auf einer Oberfläche der Batteriezelle einer messtechnischen Berücksichtigung entzogen werden. Test devices are known which provide for temperature control of the battery cell by means of a temperature-controlled air flow. Such a temperature control usually has a low responsiveness with regard to temperature changes of the battery cell and, due to a small heat capacity of the air flow, is often only suitable to a limited extent for compensating for temperature differences on a surface of the battery cell. Test devices have been developed which provide for temperature control of the battery cell with a temperature control liquid, in particular with water. Such temperature control is usually practical for implementing a high heat flow, but leads to a pronounced thermal inertia of the system, whereby temperature differences on a surface of the battery cell are not taken into account in measurement technology.

[0007] Hier setzt die Erfindung an. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Testvorrichtung der ein[0007] This is where the invention comes into play. The object of the invention is to provide a test device

gangs genannten Art anzugeben, welche eine Ermittlung elektrischer Eigenschaften einer Batterie, insbesondere zur Batteriemodellierung, mit hoher Genauigkeit ermöglicht. initially mentioned type, which enables the electrical properties of a battery to be determined with high accuracy, in particular for battery modeling.

[0008] Weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine Ermittlung elektrischer Eigenschaften einer Batterie, insbesondere zur Batteriemodellierung, mit hoher Genauigkeit ermöglicht. Another object of the invention is to provide a method of the type mentioned at the outset, which enables the electrical properties of a battery to be determined with high accuracy, in particular for battery modeling.

[0009] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die Temperierungseinrichtung mit mehreren Festkörperwärmepumpen gebildet ist, wobei die Festkörperwärmepumpen derart angeordnet sind, dass mit den Festkörperwärmepumpen im Einsatzzustand mehrere, insbesondere räumlich verschiedene, Bereiche der Batterie, insbesondere individuell, temperierbar, insbesondere heizbar und/oder kühlbar, sind. The object is achieved according to the invention in that, in a device of the type mentioned at the outset, the temperature control device is formed with a plurality of solid-state heat pumps, the solid-state heat pumps being arranged in such a way that with the solid-state heat pumps in the operating state, several, in particular spatially different, areas of the battery, in particular individual, temperature-controlled, in particular heatable and/or coolable.

[0010] Grundlage der Erfindung ist die Idee, die Testvorrichtung derart auszugestalten, dass eine Temperierungseinrichtung der Testvorrichtung eine schnelle Reaktionsfähigkeit in Bezug auf Temperaturänderungen einer Batterie, welche im Einsatzzustand mit der Testvorrichtung gekoppelt ist, aufweist, um die Batterie bereichsabhängig mit der Temperierungseinrichtung zu temperieren, insbesondere zu heizen und/oder zu kühlen. Durch die schnelle Reaktionsfähigkeit wird ermöglicht, auf Temperaturänderungen der Batterie, insbesondere deren Oberfläche, zeiteffizient mit einer angepassten Temperierung und/oder einer angepassten Beaufschlagung der Batterie mit der Presskraft durch die Presseinrichtung zu reagieren. Es hat sich gezeigt, dass dies umsetzbar ist, wenn die Temperierungseinrichtung mit mehreren Festkörperwärmepumpen zur Temperierung von mehreren Bereichen der Batterie gebildet ist. The basis of the invention is the idea of designing the test device in such a way that a temperature control device of the test device has a rapid response capability with regard to temperature changes of a battery, which is coupled to the test device in the operating state, in order to temperature control the battery with the temperature control device depending on the area , in particular to heat and/or cool. The rapid responsiveness makes it possible to react to temperature changes of the battery, in particular its surface, in a time-efficient manner with an adapted temperature control and/or an adapted application of the pressing force to the battery by the pressing device. It has been shown that this can be implemented if the temperature control device is formed with several solid-state heat pumps for temperature control of several areas of the battery.

[0011] Eine Festkörperwärmepumpe ermöglicht üblicherweise eine Wärmeübertragung zwischen zwei unterschiedlichen Temperaturreservoirs unter Nutzung einer Antriebsenergie als Nutzwärme, wobei zur Umsetzung ein Festkörpereffekt, insbesondere Materialeffekt eines Festkörpers, genutzt wird. Die Antriebsenergie ist üblicherweise eine elektrische und/oder magnetische Energie, üblicherweise durch Anlegen eines elektrischen und/oder magnetischen Feldes. Der Festkörpereffekt kann ein Peltier-Effekt oder ein magnetokalorischer Effekt sein. Die Festkörperwärmepumpe ist üblicherweise mit den beiden Temperaturreservoirs wärmeübertragbar verbunden bzw. gesteuert verbindbar. Im Einsatzzustand ist eines der Temperaturreservoirs üblicherweise durch die Batterie, insbesondere einem Bereich einer Oberfläche der Batterie gebildet, oder mit der Batterie, insbesondere dem Bereich der Oberfläche der Batterie, wärmeübertragbar gekoppelt. Das andere Temperaturreservoir ist üblicherweise durch einen von der Batterie bzw. Presseinrichtung im Wesentlichen wärmeflussentkoppelten Wärmespeicher gebildet, sodass im Einsatzzustand eine, insbesondere gesamte, Wärmeübertragung zwischen den Temperaturniveaus im Wesentlichen durch die Festkörperwärmepumpe bestimmt wird. A solid-state heat pump usually enables heat transfer between two different temperature reservoirs using drive energy as useful heat, with a solid-state effect, in particular the material effect of a solid, being used for the implementation. The driving energy is usually electrical and/or magnetic energy, usually by applying an electric and/or magnetic field. The solid state effect can be a Peltier effect or a magnetocaloric effect. The solid-state heat pump is usually connected to the two temperature reservoirs in a heat-transferable manner or can be connected in a controlled manner. When in use, one of the temperature reservoirs is usually formed by the battery, in particular a region of a surface of the battery, or is heat-transferably coupled to the battery, in particular the region of the surface of the battery. The other temperature reservoir is usually formed by a heat storage device that is essentially decoupled from the battery or pressing device in terms of heat flow, so that in the operating state, heat transfer, in particular the entire heat transfer between the temperature levels is essentially determined by the solid-state heat pump.

[0012] Einsatzzustand bezeichnet üblicherweise einen Zustand der Testvorrichtung, in welchem die Testvorrichtung mit einer Batterie gekoppelt ist, um elektrische Eigenschaften der Batterie mit der Testvorrichtung, insbesondere unter Beaufschlagung der Batterie mit einer Presskraft der Presseinrichtung bzw. Temperierung der Batterie mit der Temperierungseinrichtung, zu ermitteln. Temperierung kann ein Heizen und/oder Kühlen sein. Die Batterie kann mit, insbesondere aus, einer Batteriezelle oder einem Verbund von mehreren Batteriezellen gebildet sein. Die Batteriezelle kann ein galvanisches Element, insbesondere eine Primärzelle oder eine Sekundärzelle oder eine Tertiärzelle, sein. [0012] Operating state usually refers to a state of the test device in which the test device is coupled to a battery in order to determine electrical properties of the battery with the test device, in particular when the battery is subjected to a pressing force of the pressing device or temperature control of the battery with the temperature control device determine. Temperature control can be heating and/or cooling. The battery can be formed with, in particular, a battery cell or a composite of several battery cells. The battery cell can be a galvanic element, in particular a primary cell or a secondary cell or a tertiary cell.

[0013] Vorzugsweise sind die Festkörperwärmepumpen derart angeordnet, dass mehrere Bereiche der Batterie mit den Festkörperwärmepumpen individuell, insbesondere gesondert voneinander, temperierbar, insbesondere heizbar und/oder kühlbar, sind. Vorzugsweise kann eine Temperierung verschiedener der Bereiche mit den Festkörperwärmepumpen unterschiedlich variiert werden. Dadurch kann mit der Temperierungseinrichtung auf eine inhomogene Temperaturverteilung der Batterie reagiert werden. Ublicherweise werden die Festkörperwärmepumpen entsprechend gesteuert, insbesondere geregelt, in der Regel mit einer, insbesondere nachfolgend definierten, Steuerungseinrichtung der Testvorrichtung. Preferably, the solid-state heat pumps are arranged in such a way that several areas of the battery with the solid-state heat pumps can be tempered individually, in particular separately from one another, in particular heatable and/or cooled. Preferably, the temperature control of various areas can be varied differently using the solid-state heat pumps. This allows the temperature control device to react to an inhomogeneous temperature distribution of the battery. The solid-state heat pumps are usually controlled accordingly, in particular regulated, usually with a control device of the test device, in particular defined below.

[0014] Die Temperierungseinrichtung, insbesondere die Festkörperwärmepumpen, sind übli-[0014] The temperature control device, in particular the solid-state heat pumps, are common

cherweise mit der Presseinrichtung gekoppelt, in der Regel mechanisch verbunden, insbesondere derart, dass während einer Beaufschlagung der Batterie mit der Presskraft die Festkörperwärmepumpen wärmeübertragend mit der Batterie verbunden sind. chically coupled to the pressing device, usually mechanically connected, in particular in such a way that when the battery is subjected to the pressing force, the solid-state heat pumps are connected to the battery in a heat-transferring manner.

[0015] Bevorzugt ist es, wenn die Festkörperwärmepumpen derart mit der Presseinrichtung gekoppelt sind, dass die Festkörperwärmepumpen während eines Ausübens der Presskraft mit der Presseinrichtung auf die Batterie nicht mit der Presskraft beaufschlagt sind. Dies gilt insbesondere im Einsatzzustand. Dadurch kann eine Beeinträchtigung der Festkörperwärmepumpen durch die Presskraft vermieden werden. It is preferred if the solid-state heat pumps are coupled to the pressing device in such a way that the solid-state heat pumps are not subjected to the pressing force while the pressing force is being exerted on the battery with the pressing device. This is particularly true when in use. This means that any impairment of the solid-state heat pumps caused by the pressing force can be avoided.

[0016] Wenngleich weniger bevorzugt, kann es zweckmäßig sein, wenn die Festkörperwärmepumpen derart mit der Presseinrichtung gekoppelt sind, dass die Festkörperwärmepumpen während eines Ausübens der Presskraft mit der Presseinrichtung auf die Batterie mit der Presskraft beaufschlagt sind. Eine solche Umsetzung kann bei kleinen Lasten und/oder robusten Festkörperwärmepumpen praktikabel sein. Im Besonderen können die Festkörperwärmepumpen derart mit der Presseinrichtung gekoppelt sein, dass die Presskraft über die Festkörperwärmepumpen auf die Batterie ausübbar ist. Dies gilt insbesondere im Einsatzzustand. Although less preferred, it may be expedient if the solid-state heat pumps are coupled to the pressing device in such a way that the solid-state heat pumps are subjected to the pressing force while the pressing force is exerted on the battery by the pressing device. Such an implementation may be practical for small loads and/or robust solid-state heat pumps. In particular, the solid-state heat pumps can be coupled to the pressing device in such a way that the pressing force can be exerted on the battery via the solid-state heat pumps. This is particularly true when in use.

[0017] Üblicherweise weist die Presseinrichtung mehrere relativ zueinander bewegbare Presselemente auf, um die Batterie zwischen Pressflächen der Presselemente anzuordnen und mit Bewegen der Pressflächen relativ zueinander die Presskraft auf die Batterie aufzubringen. Die Presselemente können gesteuert, insbesondere geregelt, relativ zueinander bewegbar, insbesondere verschiebbar, ausgebildet sein. Üblicherweise weist das jeweilige Presselement eine Pressfläche auf, um im Einsatzzustand zum Ausüben der Presskraft auf die Batterie die Pressfläche presskraftbeaufschlagt gegen die Batterie, insbesondere eine Oberfläche der Batterie, zu pressen. Im Einsatzzustand kann mit Ausüben und/oder Variieren der Presskraft auf die Batterie ein Druck in der Batterie geändert, insbesondere variiert, werden. Eine entsprechende Steuerung, insbesondere Regelung, der Presseinrichtung kann mit einer, insbesondere nachfolgend definierten, Steuerungseinrichtung der Testvorrichtung erfolgen. The pressing device usually has a plurality of pressing elements that can be moved relative to one another in order to arrange the battery between pressing surfaces of the pressing elements and to apply the pressing force to the battery by moving the pressing surfaces relative to one another. The pressing elements can be designed to be controlled, in particular regulated, movable relative to one another, in particular displaceable. Typically, the respective pressing element has a pressing surface in order to press the pressing surface against the battery, in particular a surface of the battery, in the operating state in order to exert the pressing force on the battery. When in use, a pressure in the battery can be changed, in particular varied, by exerting and/or varying the pressing force on the battery. A corresponding control, in particular regulation, of the pressing device can be carried out with a control device of the test device, in particular defined below.

[0018] Die Presselemente können plattenförmig ausgebildet sein. Die jeweilige Pressfläche kann im Wesentlichen eine ebene Fläche sein. Zweckmäßig ist es, wenn die Pressflächen von zwei Presselementen, welche in Bezug auf eine im Einsatzzustand zwischen den Pressflächen angeordnete Batterie einander gegenüberliegen im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sind. The pressing elements can be plate-shaped. The respective pressing surface can essentially be a flat surface. It is expedient if the pressing surfaces of two pressing elements, which lie opposite one another in relation to a battery arranged between the pressing surfaces when in use, are oriented essentially parallel to one another.

[0019] In der Regel sind die Presselemente derart angeordnet, dass zwischen den Pressflächen ein größenvariierbarer Freiraum, insbesondere Abstand, zur Anordnung einer Batterie zwischen den Pressflächen, insbesondere im Freiraum, vorhanden ist. Die Presseinrichtung ist üblicherweise ausgebildet, die Presselemente relativ zueinander, insbesondere gesteuert, bevorzugt geregelt, zu bewegen, um eine Größe des Freiraums, insbesondere des Abstands, zu variieren. Mit Variieren einer Größe des Freiraumes, insbesondere Abstandes, zwischen den Pressflächen kann die Presskraft auf die Batterie ausgeübt werden. In der Regel sind die Presselemente jeweils mit mehreren der Festkörperwärmepumpen, insbesondere mechanisch, gekoppelt. Ublicherweise sind die Festkörperwärmepumpen jeweils mit einem der Presselemente mitbewegbar mit dem Presselement verbunden, insbesondere an diesem angeordnet. In der Regel sind die Presselemente derart angeordnet, dass die Pressflächen der Presselemente dem Freiraum und/oder einander zugewandt sind. Beispielsweise kann die Testvorrichtung zwei relativ zueinander bewegbare Presselemente aufweisen, welche derart angeordnet sind, dass deren Pressflächen einander zugewandt sind und/oder zwischen deren Pressflächen ein größenvariierbarer Freiraum zur Aufnahme einer Batterie gebildet ist. Die Pressflächen der beiden Presselemente können im Wesentlichen parallel zueinander orientiert sein. As a rule, the pressing elements are arranged in such a way that there is a freely variable space, in particular a distance, between the pressing surfaces for arranging a battery between the pressing surfaces, in particular in the free space. The pressing device is usually designed to move the pressing elements relative to one another, in particular in a controlled, preferably regulated manner, in order to vary a size of the free space, in particular the distance. By varying the size of the free space, in particular the distance, between the pressing surfaces, the pressing force can be exerted on the battery. As a rule, the pressing elements are each coupled, in particular mechanically, to several of the solid-state heat pumps. Usually, the solid-state heat pumps are each connected to one of the pressing elements in a movable manner with the pressing element, in particular arranged on it. As a rule, the pressing elements are arranged such that the pressing surfaces of the pressing elements face the free space and/or each other. For example, the test device can have two pressing elements that can be moved relative to one another and are arranged in such a way that their pressing surfaces face each other and/or a size-variable free space for receiving a battery is formed between their pressing surfaces. The pressing surfaces of the two pressing elements can be oriented essentially parallel to one another.

[0020] In der Regel definieren die Festkörperwärmepumpen mehrere Temperierungsabschnitte der Pressfläche zumindest eines der Presselemente, um die Temperierungsabschnitte mit den Festkörperwärmepumpen, insbesondere individuell, zu temperieren, insbesondere zu heizen 0der zu kühlen. Vorzugsweise gilt dies für die Pressflächen von mehreren der Presselemente. Ublicherweise sind hierzu mehrere Festkörperwärmepumpen mit dem jeweiligen Presselement wärmeübertragbar gekoppelt, insbesondere am jeweiligen Presselement angeordnet, um die As a rule, the solid-state heat pumps define a plurality of temperature control sections of the pressing surface of at least one of the pressing elements in order to control the temperature, in particular to heat or cool, the temperature control sections with the solid-state heat pumps, in particular individually. This preferably applies to the pressing surfaces of several of the pressing elements. For this purpose, several solid-state heat pumps are usually coupled to the respective pressing element in a heat-transferable manner, in particular arranged on the respective pressing element in order to achieve this

Temperierungsabschnitte mit den Festkörperwärmepumpen zu temperieren. Auf diese Weise können im Einsatzzustand mit den Temperierungsabschnitten wärmeübertragend verbundene Bereiche der Batterie über die Temperierungsabschnitte temperiert, insbesondere geheizt oder gekühlt, werden. Ublicherweise ist der jeweiligen Festkörperwärmepumpe ein eigener Temperierungsabschnitt einer der Pressflächen zur Temperierung des Temperierungsabschnittes mit der Festkörperwärmepumpe zugeordnet. Die mehreren Temperierungsabschnitte der jeweiligen Pressfläche sind üblicherweise räumlich verschiedene Abschnitte der Pressfläche. Vorzugsweise sind die Festkörperwärmepumpen individuell steuerbar, insbesondere regelbar, ausgebildet, um die Temperierungsabschnitte individuell, insbesondere mit individuell variierbaren Temperierungsleistungen, zu temperieren. Die Temperierungsleistungen können Heizleistungen oder Kühlleistungen sein. Ublicherweise sind die jeweilige Festkörperwärmepumpe und ein dieser zur Temperierung zugeordneter Temperierungsabschnitt an einander gegenüberliegenden Seiten des jeweiligen Presselementes angeordnet, um mit der Festkörperwärmepumpe den Temperierungsabschnitt durch das Presselement hindurch zu temperieren. Dies gilt insbesondere in Draufsicht auf die Pressfläche des jeweiligen Presselementes. Draufsicht auf die Pressfläche bezeichnet üblicherweise eine Sicht auf die Pressfläche in einer Richtung orthogonal zur Pressfläche. Temperature control sections with the solid state heat pumps. In this way, when in use, areas of the battery that are connected to the temperature control sections in a heat-transferring manner can be tempered, in particular heated or cooled, via the temperature control sections. Usually, the respective solid-state heat pump is assigned its own temperature control section of one of the pressing surfaces for temperature control of the temperature control section with the solid-state heat pump. The multiple temperature control sections of the respective pressing surface are usually spatially different sections of the pressing surface. The solid-state heat pumps are preferably designed to be individually controllable, in particular adjustable, in order to regulate the temperature of the temperature control sections individually, in particular with individually variable temperature control outputs. The temperature control performance can be heating performance or cooling performance. Usually, the respective solid-state heat pump and a temperature-control section assigned to it for temperature control are arranged on opposite sides of the respective pressing element in order to temperature-control the temperature-control section through the pressing element with the solid-state heat pump. This applies in particular in a top view of the pressing surface of the respective pressing element. Top view of the press surface usually refers to a view of the press surface in a direction orthogonal to the press surface.

[0021] Praktikabel ist es, wenn an zumindest einem der Presselemente Festkörperwärmepumpen an einer von der Pressfläche abgewandten Seite des Presselementes mit dem Presselement wärmeübertragbar verbunden, insbesondere am Presselement angeordnet, sind. Dies kann für mehrere der Presselemente gelten. Die abgewandte Seite ist vorzugsweise eine der Pressfläche des jeweiligen Presselementes gegenüberliegende Seite des Presselementes. Zweckmäßig können ein oder mehrere der Festkörperwärmepumpen zumindest teilweise in Vertiefungen der Presselemente angeordnet sein. It is practical if solid-state heat pumps are heat-transferably connected to the pressing element on at least one of the pressing elements on a side of the pressing element facing away from the pressing surface, in particular arranged on the pressing element. This can apply to several of the pressing elements. The side facing away is preferably a side of the pressing element opposite the pressing surface of the respective pressing element. One or more of the solid-state heat pumps can expediently be arranged at least partially in recesses in the pressing elements.

[0022] Vorteilhaft ist es, wenn die Temperierungsabschnitte der Pressfläche des Presselementes in mehreren Reihen entlang der Pressfläche angeordnet sind. Zweckmäßig können die Festkörperwärmepumpen am jeweiligen Presselement entsprechend angeordnet sein. Dies gilt insbesondere in Draufsicht auf die Pressfläche des jeweiligen Presselementes. Zweckmäßig können, insbesondere hierzu, die Festkörperwärmepumpen in mehreren Reihen wärmeübertragbar mit dem jeweiligen Presselement verbunden und/oder am Presselement angeordnet sein. Dadurch ist eine flexible Temperierung umsetzbar. Dies gilt für ein oder mehrere der Presselemente. It is advantageous if the temperature control sections of the pressing surface of the pressing element are arranged in several rows along the pressing surface. The solid-state heat pumps can expediently be arranged accordingly on the respective pressing element. This applies in particular in a top view of the pressing surface of the respective pressing element. Appropriately, in particular for this purpose, the solid-state heat pumps can be heat-transferably connected to the respective pressing element in several rows and/or arranged on the pressing element. This allows flexible temperature control to be implemented. This applies to one or more of the pressing elements.

[0023] Die Festkörperwärmepumpen sind üblicherweise an einer der Pressfläche des jeweiligen Presselementes gegenüberliegenden Seite des Presselementes angeordnet. Dadurch kann ein der jeweiligen Festkörperwärmepumpe für eine Temperierung zugeordneter Temperierungsabschnitt mit der Festkörperwärmepumpe durch das jeweilige Presselement hindurch temperiert werden. The solid-state heat pumps are usually arranged on a side of the pressing element opposite the pressing surface of the respective pressing element. As a result, a temperature control section assigned to the respective solid-state heat pump for temperature control can be tempered with the solid-state heat pump through the respective pressing element.

[0024] Die Testvorrichtung kann eine, insbesondere elektrische, Steuerungseinrichtung zur Steuerung, insbesondere Regelung, der Festkörperwärmepumpen und/oder der Presseinrichtung aufweisen. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, die Festkörperwärmepumpen individuell, insbesondere gesondert voneinander, zu steuern, insbesondere zu regeln. Insbesondere kann eine Temperierungsleistung, insbesondere Heizleistung oder Kühlleistung, der Festkörperwärmepumpen individuell variiert werden. Die Steuerungseinrichtung ist üblicherweise ausgebildet, die Presskraft zu steuern, insbesondere zu regeln. Die Steuereinrichtung kann hierzu einen Mikrocontroller aufweisen. The test device can have a, in particular electrical, control device for controlling, in particular regulating, the solid-state heat pumps and/or the pressing device. The control device is preferably designed to control, in particular regulate, the solid-state heat pumps individually, in particular separately from one another. In particular, a temperature control output, in particular heating output or cooling output, of the solid-state heat pumps can be varied individually. The control device is usually designed to control, in particular regulate, the pressing force. For this purpose, the control device can have a microcontroller.

[0025] In der Regel ist die jeweilige Festkörperwärmepumpe mit einem ersten Temperaturreservoir und einem zweiten Temperaturreservoir wärmeübertragbar gekoppelt, um mit der Festkörperwärmepumpe Wärme zwischen den Temperaturreservoirs zu übertragen. Das erste Temperaturreservoir und zweite Temperaturreservoir weisen üblicherweise voneinander verschiedene Temperaturen auf. Das erste Temperaturreservoirs kann ein der Festkörperwärmepumpe zur Temperierung zugeordneter Temperierungsabschnitt bzw. im Einsatzzustand ein Bereich der Batterie sein. Das zweite Temperaturreservoir kann durch einen von der Batterie bzw. Presseinrichtung im Wesentlichen wärmeflussentkoppelten Wärmespeicher der Testvorrichtung gebildet sein, sodass im Einsatzzustand eine, insbesondere gesamte, Wärmeübertragung zwischen den As a rule, the respective solid-state heat pump is heat-transferably coupled to a first temperature reservoir and a second temperature reservoir in order to transfer heat between the temperature reservoirs using the solid-state heat pump. The first temperature reservoir and second temperature reservoir usually have different temperatures from one another. The first temperature reservoir can be a temperature control section assigned to the solid-state heat pump for temperature control or, in the operational state, an area of the battery. The second temperature reservoir can be formed by a heat accumulator of the test device that is essentially decoupled from the battery or pressing device, so that in the use state there is, in particular entire, heat transfer between the

Temperaturniveaus im Wesentlichen durch die Festkörperwärmepumpe bestimmt wird. Zweckmäßig können zumindest ein oder mehrere Festkörperwärmepumpen derart umgesetzt sein. Temperature levels are essentially determined by the solid-state heat pump. At least one or more solid-state heat pumps can expediently be implemented in this way.

[0026] Von Vorteil ist es, wenn eine oder mehrere der Festkörperwärmepumpen zur Temperierung jeweils mit einem, insbesondere als, Peltier-Element ausgebildet sind. Das Peltier-Element kann durch mehrere, insbesondere miteinander gekoppelte, Peltier- Elemente umgesetzt sein. Mit dem Peltier-Element kann eine effiziente Temperierung der Temperierungsabschnitte bzw. Bereiche der Batterie umgesetzt werden. Im Besonderen kann dadurch eine schnelle Anderung der Temperierung, insbesondere mit genauer Steuerung, erfolgen. Üblicherweise sind mehrere, insbesondere im Wesentlichen sämtliche, der Festkörperwärmepumpen derart umgesetzt. In der Regel weist das Peltier-Element der jeweiligen Festkörperwärmepumpe einen elektrischen Leiterkreis mit zwei Kontaktstellen jeweils zwischen Materialien unterschiedlicher Peltier-Koeffizienten bzw. Seebeck-Koeffizienten auf, sodass mit einem elektrischen Strom durch die elektrische Leiterschleife Wärme von einer der Kontaktstellen zur andere Kontaktstelle basierend auf dem Peltier-Effekt transportiert wird. Zweckmäßig kann eine der Kontaktstellen mit dem ersten Temperaturreservoir und die andere Kontaktstelle mit dem zweiten Temperaturreservoir wärmeübertragbar gekoppelt sein, um über die elektrische Leiterschleife Wärme zwischen den Temperaturreservoirs zu übertragen. It is advantageous if one or more of the solid-state heat pumps for temperature control are each designed with a Peltier element, in particular as a Peltier element. The Peltier element can be implemented by several Peltier elements, in particular coupled to one another. With the Peltier element, efficient temperature control of the temperature control sections or areas of the battery can be implemented. In particular, this allows the temperature control to be changed quickly, especially with precise control. Usually several, in particular essentially all, of the solid-state heat pumps are implemented in this way. As a rule, the Peltier element of the respective solid-state heat pump has an electrical conductor circuit with two contact points between materials of different Peltier coefficients or Seebeck coefficients, so that heat is transferred from one of the contact points to the other contact point based on an electrical current through the electrical conductor loop is transported by the Peltier effect. One of the contact points can expediently be heat-transferably coupled to the first temperature reservoir and the other contact point to the second temperature reservoir in order to transfer heat between the temperature reservoirs via the electrical conductor loop.

[0027] Alternativ oder kumulativ ist es günstig, wenn zumindest eine der Festkörperwärmepumpen eine magnetokalorische Wärmepumpe ist, welche ausgebildet ist, zur Temperierung ein magnetisches Material der Festkörperwärmepumpe, in der Regel periodisch, mit einem Magnetfeld zu beaufschlagen, um eine Temperatur des magnetischen Materials zur Generierung eines Wärmeflusses, üblicherweise zwischen den Temperaturreservoirs, insbesondere zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturreservoir, zu ändern. Es können mehrere, insbesondere im Wesentlichen sämtliche, der Festkörperwärmepumpen derart umgesetzt sein. Alternatively or cumulatively, it is advantageous if at least one of the solid-state heat pumps is a magnetocaloric heat pump, which is designed to apply a magnetic field to a magnetic material of the solid-state heat pump, usually periodically, for temperature control in order to achieve a temperature of the magnetic material Generating a heat flow, usually between the temperature reservoirs, in particular between the first and the second temperature reservoir. Several, in particular essentially all, of the solid-state heat pumps can be implemented in this way.

[0028] Alternativ oder kumulativ kann zumindest eine der Festkörperwärmepumpen eine elastokalorische Wärmepumpe sein, welche ausgebildet ist, zur Temperierung ein Verformungsmaterial, insbesondere ein Formgedächtnismaterial, der Festkörperwärmepumpe, in der Regel periodisch, zu verformen, um eine Temperatur des Verformungsmaterials zur Generierung eines Wärmeflusses, üblicherweise zwischen den Temperaturreservoirs, insbesondere zwischen dem ersten und dem zweiten Temperaturreservoir, zu ändern. Es können mehrere, insbesondere im Wesentlichen sämtliche, der Festkörperwärmepumpen derart umgesetzt sein. Alternatively or cumulatively, at least one of the solid-state heat pumps can be an elastocaloric heat pump, which is designed to deform a deformation material, in particular a shape memory material, of the solid-state heat pump, usually periodically, for temperature control in order to maintain a temperature of the deformation material in order to generate a heat flow. usually between the temperature reservoirs, in particular between the first and the second temperature reservoir. Several, in particular essentially all, of the solid-state heat pumps can be implemented in this way.

[0029] Mit derartigen Umsetzungen von Festkörperwärmepumpen kann eine effiziente Temperierung sowie schnelle Anderung der Temperierung, insbesondere Heizung und/oder Kühlung, der Temperierungsabschnitte bzw. der Bereiche der Batterie mit den Festkörperwärmepumpen erreicht werden. With such implementations of solid-state heat pumps, efficient temperature control and rapid changes in the temperature control, in particular heating and/or cooling, of the temperature control sections or the areas of the battery can be achieved with the solid-state heat pumps.

[0030] Von Vorteil ist es, wenn die Testvorrichtung ein oder mehrere Wärmetauscher aufweist, welche mit den Festkörperwärmepumpen gekoppelt sind, um mit den Wärmetauschern Wärme von den Festkörperwärmepumpen abzuführen oder diesen zuzuführen. Auf diese Weise kann mit den Festkörperwärmepumpen Wärme effizient zwischen den Temperaturreservoirs übertragen werden. Die Wärmetauscher können mit einem oder mehreren, insbesondere vorgenannten, Wärmespeichern gekoppelt sein, um mit den Wärmetauschern Wärme zwischen den Festkörperwärmepumpen und Wärmespeichern zu übertragen. Zweckmäßig kann das zweite Temperaturreservoir der jeweiligen Festkörperwärmepumpe mit einem Wärmetauscher und/oder mit dem mit dem Wärmetauscher gekoppelten Wärmespeicher gebildet sein. It is advantageous if the test device has one or more heat exchangers which are coupled to the solid-state heat pumps in order to remove heat from the solid-state heat pumps or to supply them with the heat exchangers. In this way, solid-state heat pumps can efficiently transfer heat between the temperature reservoirs. The heat exchangers can be coupled to one or more heat accumulators, in particular those mentioned above, in order to use the heat exchangers to transfer heat between the solid-state heat pumps and heat accumulators. The second temperature reservoir of the respective solid-state heat pump can expediently be formed with a heat exchanger and/or with the heat storage coupled to the heat exchanger.

[0031] Günstig ist es, wenn die Testvorrichtung mehrere Temperatursensoren zur Temperaturbestimmung aufweist, um eine Steuerung, insbesondere Regelung, der Festkörperwärmepumpen abhängig von Messdaten der Temperatursensoren durchzuführen. Dabei kann zweckmäßig die Temperatur von mehreren Bereichen der Batterie und/oder mehreren der Temperierungsabschnitte bestimmt werden. Vorteilhaft ist es, wenn mit den Temperatursensoren eine Temperatur von mehreren, insbesondere einem Großteil, vorzugsweise sämtlichen der Temperaturabschnitte, vorzugsweise gesondert, bestimmbar ist. Zweckmäßig können die Temperatursensoren wärmeübertragend mit den Presselementen, insbesondere den Temperierungsabschnitten, ver-It is advantageous if the test device has several temperature sensors for temperature determination in order to carry out control, in particular regulation, of the solid-state heat pumps depending on measurement data from the temperature sensors. The temperature of several areas of the battery and/or several of the temperature control sections can expediently be determined. It is advantageous if the temperature sensors can be used to determine a temperature of several, in particular a large part, preferably all, of the temperature sections, preferably separately. The temperature sensors can expediently be used to transfer heat to the pressing elements, in particular the temperature control sections.

bunden sein, insbesondere an diesen angeordnet sein. Günstig ist es, wenn der jeweiligen Festkörperwärmepumpe ein, insbesondere eigener, Temperatursensor zugeordnet ist, welcher Temperatursensor ausgebildet ist, eine Temperatur eines mit der Festkörperwärmepumpe zu temperierenden Abschnittes der Batterie bzw. Temperierungsabschnittes zu bestimmen. Dadurch kann die jeweilige Festkörperwärmepumpe abhängig von Messdaten des jeweiligen Temperatursensors gesteuert, insbesondere geregelt, werden. Zweckmäßig können mehreren, insbesondere einer Mehrheit, vorzugsweise im Wesentlichen sämtlichen, der Festkörperwärmepumpen ein solcher Temperatursensor zugeordnet sein. Die Temperatursensoren können beispielsweise Thermoelemente sein. Zweckmäßig kann die Steuerungseinrichtung ausgebildet sein, die Festkörperwärmepumpen, insbesondere abhängig von einer Temperaturbestimmung mit den Temperatursensoren, zu steuern, insbesondere zu regeln. be tied, in particular arranged on these. It is advantageous if the respective solid-state heat pump is assigned a temperature sensor, in particular its own, which temperature sensor is designed to determine a temperature of a section of the battery or temperature control section to be tempered with the solid-state heat pump. As a result, the respective solid-state heat pump can be controlled, in particular regulated, depending on measurement data from the respective temperature sensor. Such a temperature sensor can expediently be assigned to several, in particular a majority, preferably essentially all, of the solid-state heat pumps. The temperature sensors can be thermocouples, for example. The control device can expediently be designed to control, in particular regulate, the solid-state heat pumps, in particular depending on a temperature determination with the temperature sensors.

[0032] Üblicherweise ist zumindest eines der Presselemente mit einer Stützstruktur der Presseinrichtung, insbesondere starr, verbunden, um über die Stützstruktur die Presskraft auf das Presselement aufzubringen. Zweckmäßig können mehrere der Presselemente mit einer, insbesondere eigenen, Stützstruktur verbunden sein. Zur Reduzierung von ungewollten Wärmeflüssen über die Stützstruktur ist es günstig, wenn die Stützstruktur mit miteinander verbundenen Balken, insbesondere in Form eines Stabwerkes oder Fachwerkes, gebildet ist. Zweckmäßig ist es, wenn in Draufsicht auf die Pressfläche des jeweiligen Presselementes die Stützstruktur zwischen den zum Presselement korrespondierenden Festkörperwärmepumpen, insbesondere zwischen den am Presselement angeordneten Festkörperwärmepumpen, mit dem Presselement verbunden ist. Dadurch kann eine Beeinträchtigung der Festkörperwärmepumpen durch die Stützstruktur, insbesondere ein Aufbringen der Presskraft über die Stützstruktur, reduziert, insbesondere vermieden, werden. Beispielsweise kann die Stützstruktur ein oder mehrere, insbesondere balkenförmige, Anschlusselemente aufweisen, welche zwischen den Festkörperwärmepumpen mit dem Presselement verbunden sind. Draufsicht auf die Pressfläche bezeichnet üblicherweise eine Sicht auf die Pressfläche in einer Richtung orthogonal zur Pressfläche. Typically, at least one of the pressing elements is connected, in particular rigidly, to a support structure of the pressing device in order to apply the pressing force to the pressing element via the support structure. Appropriately, several of the pressing elements can be connected to a, in particular separate, support structure. In order to reduce unwanted heat flows through the support structure, it is advantageous if the support structure is formed with interconnected beams, in particular in the form of a framework or truss. It is expedient if, in a plan view of the pressing surface of the respective pressing element, the support structure is connected to the pressing element between the solid-state heat pumps corresponding to the pressing element, in particular between the solid-state heat pumps arranged on the pressing element. As a result, impairment of the solid-state heat pumps by the support structure, in particular application of the pressing force via the support structure, can be reduced, in particular avoided. For example, the support structure can have one or more, in particular bar-shaped, connection elements, which are connected to the pressing element between the solid-state heat pumps. Top view of the press surface usually refers to a view of the press surface in a direction orthogonal to the press surface.

[0033] Die Stützstruktur ist in der Regel mit, insbesondere aus, einem Material gebildet, welches eine kleinere Wärmeleitfähigkeit als ein Material der Presselemente, insbesondere des Presselementes, an welchem die jeweilige Stützstruktur angeordnet ist, aufweist. Die Presselemente sind üblicherweise mit, insbesondere aus, Aluminium oder einer Aluminiumbasislegierung oder Kupfer oder einer Kupferbasislegierung gebildet. Die Stützstruktur ist üblicherweise mit, insbesondere aus, einer Eisenbasislegierung, insbesondere Stahl, gebildet. The support structure is generally formed with, in particular of, a material which has a lower thermal conductivity than a material of the pressing elements, in particular of the pressing element on which the respective support structure is arranged. The pressing elements are usually formed with, in particular, aluminum or an aluminum-based alloy or copper or a copper-based alloy. The support structure is usually formed with, in particular, an iron-based alloy, in particular steel.

[0034] Von Vorteil ist es, wenn ein Verfahren zur Ermittlung elektrischer Eigenschaften einer Batterie, insbesondere zur Batteriemodellierung, umgesetzt ist, wobei eine Batterie mit einer Testvorrichtung, insbesondere einer in diesem Dokument beschriebenen Testvorrichtung, gekoppelt ist bzw. wird, wobei mit einer Presseinrichtung der Testvorrichtung eine variierbare Presskraft auf die Batterie ausgeübt wird und während des Ausübens der Presskraft auf die Batterie die Batterie mit einer Temperierungseinrichtung der Testvorrichtung temperiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungseinrichtung mit mehreren Festkörperwärmepumpen gebildet ist, wobei die Festkörperwärmepumpen derart angeordnet sind, dass mit den Festkörperwärmepumpen im Einsatzzustand mehrere Bereiche der Batterie, insbesondere individuell, temperiert werden. Wie vorstehend in diesem Dokument beschrieben, können auf diese Weise elektrische Eigenschaften der Batterie mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Durch Ausüben, insbesondere Varieren, der Presskraft kann ein Druck in der Batterie eingestellt, insbesondere variiert werden. Dies kann mit Verformen einer Oberfläche der Batterie erfolgen. Damit können elektrische Eigenschaften der Batteriezelle abhängig von einem auf die Batteriezelle wirkenden Druck und einer Temperatur der Batteriezelle ermittelt werden. Mit den ermittelten elektrischen Eigenschaften kann eine, insbesondere hardwaresimulierte und/oder computersimulierte, Modellierung der Batteriezelle durchgeführt werden. Dadurch können Anwendungsbedingungen für die Batteriezelle bestimmt und/oder optimiert werden. It is advantageous if a method for determining electrical properties of a battery, in particular for battery modeling, is implemented, wherein a battery is or is coupled to a test device, in particular a test device described in this document, with a pressing device a variable pressing force is exerted on the battery by the test device and while the pressing force is being exerted on the battery, the battery is tempered with a temperature control device of the test device, characterized in that the temperature control device is formed with a plurality of solid-state heat pumps, the solid-state heat pumps being arranged in such a way that with The solid-state heat pumps can be used to control the temperature of several areas of the battery, especially individually. In this way, as described above in this document, electrical properties of the battery can be determined with high accuracy. By exerting, in particular varying, the pressing force, a pressure in the battery can be set, in particular varied. This can be done by deforming a surface of the battery. This allows electrical properties of the battery cell to be determined depending on a pressure acting on the battery cell and a temperature of the battery cell. Using the determined electrical properties, modeling of the battery cell, in particular hardware-simulated and/or computer-simulated, can be carried out. This allows application conditions for the battery cell to be determined and/or optimized.

[0035] Das Verfahren kann, entsprechend den Merkmalen und Wirkungen, welche im Rahmen einer Testvorrichtung, insbesondere vorstehend, in diesem Dokument beschrieben sind, ausgebildet sein. Analoges gilt auch für die Testvorrichtung im Hinblick auf das Verfahren. The method can be designed in accordance with the features and effects that are described in the context of a test device, in particular above, in this document. The same applies to the test device with regard to the method.

[0036] Üblicherweise wird im Einsatzzustand während einer Beaufschlagung der Batterie mit der Presskraft durch die Presseinrichtung und einer Temperierung der Batterie mit der Temperierungseinrichtung die Batterie, insbesondere elektrisch, geladen oder entladen, um die elektrischen Eigenschaften der Batterie zu bestimmen. Das Laden oder das Entladen der Batterie kann mit der Steuerungseinrichtung gesteuert, insbesondere geregelt, werden bzw. die Steuerungseinrichtung entsprechend ausgebildet sein. Typically, in the operating state, the battery is charged or discharged, in particular electrically, while the pressing force is applied to the battery by the pressing device and the battery is tempered with the temperature control device, in order to determine the electrical properties of the battery. The charging or discharging of the battery can be controlled, in particular regulated, with the control device or the control device can be designed accordingly.

[0037] Bevorzugt ist es, wenn mehrere Bereiche der Batterie, insbesondere deren Oberfläche, individuell mit den Festkörperwärmepumpen temperiert, insbesondere geheizt oder gekühlt, werden. Vorteilhaft ist es, wenn die Festkörperwärmepumpen derart gesteuert, insbesondere geregelt, werden, dass ein Temperaturgradient entlang einer Pressfläche zumindest eines Presselementes der Presseinrichtung, mit welcher Pressfläche die Presskraft auf die Batterie aufgebracht wird, erzeugt wird. Der Temperaturgradient kann im Wesentlichen linear sein. Bewährt hat es sich, wenn die Festkörperwärmepumpen derart gesteuert, insbesondere geregelt, werden, dass eine vorgegebene ungleichmäßige Temperaturverteilung entlang einer Pressfläche zumindest eines Presselementes der Presseinrichtung, mit welcher Pressfläche die Presskraft auf die Batterie aufgebracht wird, erzeugt wird. Der Temperaturgradient bzw. die Temperaturverteilung kann durch gesteuerte, insbesondere geregelte, Temperierung von Temperierungsabschnitten der Pressfläche des jeweiligen Presselementes umgesetzt sein. Vorzugsweise werden die Temperierungsabschnitte mit den Festkörperwärmepumpen individuell temperiert, insbesondere geheizt oder gekühlt, bzw. zu den Temperierungsabschnitten korrespondierende Festkörperwärmepumpen individuell gesteuert, insbesondere geregelt. Der Temperaturgradient bzw. die Temperaturverteilung kann sich jeweils auf die Temperatur der Temperierungsabschnitte als Datenpunkte beziehen. Ublicherweise korrespondieren benachbarte Datenpunkte zu räumlich benachbarten Temperierungsabschnitten der jeweiligen Pressfläche. Der Temperaturgradient und/oder die Temperaturverteilung kann jeweils entlang einer oder mehreren zur jeweiligen Pressfläche parallelen Temperatureinstellrichtungen gebildet werden. Insbesondere können die mehreren Temperatureinstellrichtungen zwei zueinander winklige, insbesondere orthogonale, Temperatureinstellrichtungen sein. Zweckmäßig kann an Pressflächen von mehreren der Presselemente ein solcher Temperaturgradient und/oder eine solche Temperaturverteilung erzeugt werden. It is preferred if several areas of the battery, in particular its surface, are individually tempered, in particular heated or cooled, using the solid-state heat pumps. It is advantageous if the solid-state heat pumps are controlled, in particular regulated, in such a way that a temperature gradient is generated along a pressing surface of at least one pressing element of the pressing device, with which pressing surface the pressing force is applied to the battery. The temperature gradient can be essentially linear. It has proven useful if the solid-state heat pumps are controlled, in particular regulated, in such a way that a predetermined non-uniform temperature distribution is generated along a pressing surface of at least one pressing element of the pressing device, with which pressing surface the pressing force is applied to the battery. The temperature gradient or the temperature distribution can be implemented by controlled, in particular regulated, temperature control of temperature control sections of the pressing surface of the respective pressing element. Preferably, the temperature control sections are individually controlled, in particular heated or cooled, with the solid-state heat pumps, or solid-state heat pumps corresponding to the temperature control sections are individually controlled, in particular regulated. The temperature gradient or the temperature distribution can each relate to the temperature of the temperature control sections as data points. Typically, adjacent data points correspond to spatially adjacent temperature control sections of the respective pressing surface. The temperature gradient and/or the temperature distribution can each be formed along one or more temperature setting directions parallel to the respective pressing surface. In particular, the plurality of temperature setting directions can be two mutually angled, in particular orthogonal, temperature setting directions. Such a temperature gradient and/or such a temperature distribution can expediently be generated on pressing surfaces of several of the pressing elements.

[0038] Weitere Merkmale, Vorteile und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Darstellung eines Ausführungsbeispiels. In den Zeichnungen, auf welche dabei Bezug genommen wird, zeigen: Further features, advantages and effects of the invention result from the following illustration of an exemplary embodiment. The drawings to which reference is made show:

[0039] Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Testvorrichtung mit einer zwischen Presselementen der Testvorrichtung eingefügten Batterie; 1 shows a schematic representation of a test device with a battery inserted between pressing elements of the test device;

[0040] Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Presselementes der Testvorrichtung der Fig. 1 mit auf dem Presselement angeordneten Festkörperwärmepumpen. 2 shows a schematic representation of a pressing element of the test device of FIG. 1 with solid-state heat pumps arranged on the pressing element.

[0041] In Fig. 1 ist eine Testvorrichtung 1 zur Ermittlung elektrischer Eigenschaften einer Batterie 2 schematisch dargestellt. Die Testvorrichtung 1 weist eine Presseinrichtung mit zwei relativ zueinander bewegbaren Presselementen 4 auf, um mit Bewegen der Presselemente 4 eine varlierbare Presskraft F auf eine im Einsatzzustand zwischen den Presselementen 4 angeordnete Batterie 2 auszuüben. Dadurch kann ein definierter Druck auf die Batterie 2 ausgeübt und/oder in der Batterie 2 eingestellt werden. Die Presselemente 4 weisen einander zugewandte Pressflächen 6 auf, zwischen welchen die Batterie 2 anordenbar ist. Die Testvorrichtung 1 weist eine mit mehreren Festkörperwärmepumpen 3 gebildete Temperierungseinrichtung auf, wobei die Festkörperwärmepumpen 3 derart mit den Presselementen 4 verbunden sind, dass im Einsatzzustand mehrere Bereiche der Batterie 2, vorzugsweise individuell, temperierbar, insbesondere heizbar oder kühlbar, sind. Hierzu sind am jeweiligen Presselement 4 mehrere Festkörperwärmepumpen 3 angeordnet, sodass die Festkörperwärmepumpen 3 mehrere Temperierungsabschnitte 7 der Pressfläche 6 des Presselementes 4 definieren, um mit den Festkörperwärmepumpen 3 die Temperierungsabschnitte 7, insbesondere individuell, zu temperieren. Zweckmäßig kann jedem Temperierungsabschnitt 7 eine eigene Festkörperwärmepumpe 3 zur Temperierung des Temperierungsabschnitts 7 zugeordnet sein. A test device 1 for determining electrical properties of a battery 2 is shown schematically in FIG. The test device 1 has a pressing device with two relatively movable pressing elements 4 in order to exert a variable pressing force F on a battery 2 arranged between the pressing elements 4 in the operating state when the pressing elements 4 are moved. This allows a defined pressure to be exerted on the battery 2 and/or set in the battery 2. The pressing elements 4 have mutually facing pressing surfaces 6, between which the battery 2 can be arranged. The test device 1 has a temperature control device formed with a plurality of solid-state heat pumps 3, the solid-state heat pumps 3 being connected to the pressing elements 4 in such a way that, in the operating state, several areas of the battery 2, preferably individually, can be tempered, in particular heated or cooled. For this purpose, several solid-state heat pumps 3 are arranged on the respective pressing element 4, so that the solid-state heat pumps 3 define several temperature control sections 7 of the pressing surface 6 of the pressing element 4 in order to use the solid-state heat pumps 3 to control the temperature control sections 7, in particular individually. Each temperature control section 7 can expediently be assigned its own solid-state heat pump 3 for temperature control of the temperature control section 7.

[0042] Die Festkörperwärmepumpen 3 sind an einer der Pressfläche 6 gegenüberliegenden Seite des Presselementes 4 am jeweiligen Presselement 4 angeordnet. Der zu einer Festkörperwärmepumpe 3 korrespondierende Temperierungsabschnitt 7 ist jener Abschnitt der Pressfläche 6, welche der Festkörperwärmepumpe 3 am jeweiligen Presselement 4 gegenüberliegt. Dadurch kann mit der jeweiligen Festkörperwärmepumpe 3 eine Temperierung des jeweiligen Temperierungsabschnitts 7 durch das jeweilige Presselement 4 hindurch bzw. mit einem Wärmefluss W im jeweiligen Presselement 4 zwischen der Festkörperwärmepumpe 3 und dem Temperierungsabschnitt 7 umgesetzt werden. Vorzugsweise ist die jeweilige Festkörperwärmepumpe 3 jeweils durch ein, insbesondere mehrere, Peltier-Elemente gebildet, um mit den Peltier-Elementen den jeweiligen Temperierungsabschnitt 7 zu temperieren, insbesondere zu heizen oder zu kühlen. The solid-state heat pumps 3 are arranged on a side of the pressing element 4 opposite the pressing surface 6 on the respective pressing element 4. The temperature control section 7 corresponding to a solid-state heat pump 3 is that section of the pressing surface 6 which lies opposite the solid-state heat pump 3 on the respective pressing element 4. As a result, the respective solid-state heat pump 3 can be used to control the temperature of the respective temperature-control section 7 through the respective pressing element 4 or with a heat flow W in the respective pressing element 4 between the solid-state heat pump 3 and the temperature-control section 7. Preferably, the respective solid-state heat pump 3 is formed by one, in particular several, Peltier elements in order to control the temperature, in particular to heat or cool, the respective temperature control section 7 with the Peltier elements.

[0043] Das jeweilige Presselement 4 ist üblicherweise mit einer Stützstruktur 5 der Presseinrichtung verbunden, um durch Kraftbeaufschlagung der Stützstruktur 5 die Presskraft F auf das Presselement 4 aufzubringen. Vorteilhaft ist es, wenn in Draufsicht auf die Pressfläche 6 des jeweiligen Presselementes 4 die Stützstruktur 5 zwischen den am Presselement 4 angeordneten Festkörperwärmepumpen 3 mit dem Presselement 4 verbunden ist. The respective pressing element 4 is usually connected to a support structure 5 of the pressing device in order to apply the pressing force F to the pressing element 4 by applying force to the support structure 5. It is advantageous if, in a top view of the pressing surface 6 of the respective pressing element 4, the support structure 5 is connected to the pressing element 4 between the solid-state heat pumps 3 arranged on the pressing element 4.

[0044] In Fig. 2 ist eines der Presselemente 4 der Testvorrichtung 1 der Fig. 1 mit auf dem Presselement 4 angeordneten Festkörperwärmepumpen 3 schematisch dargestellt. Die Stützstruktur 5 ist in Fig. 2 nicht dargestellt, um eine Anordnung der Festkörperwärmepumpen 3 ersichtlich darzustellen. Die Festkörperwärmepumpen 3 sind am Presselement 4 auf einer der Pressfläche 6 gegenüberliegende Seite des Presselementes 4 in mehreren Reihen angeordnet. Die jeweilige Festkörperwärmepumpe 3 ist wärmeübertragend mit dem Presselement 4 verbunden. 2 shows one of the pressing elements 4 of the test device 1 of FIG. 1 with solid-state heat pumps 3 arranged on the pressing element 4. The support structure 5 is not shown in FIG. 2 in order to clearly show an arrangement of the solid-state heat pumps 3. The solid-state heat pumps 3 are arranged in several rows on the pressing element 4 on a side of the pressing element 4 opposite the pressing surface 6. The respective solid-state heat pump 3 is connected to the pressing element 4 in a heat-transferring manner.

[0045] Dadurch sind korrespondierend zu den Festkörperwärmepumpen 3 die Temperierungsabschnitte 7 der Pressfläche 6 in mehreren Reihen angeordnet. In analoger Weise können am anderen Presselement 4 Festkörperwärmepumpen 3 in mehreren Reihen angeordnet sein. As a result, the temperature control sections 7 of the pressing surface 6 are arranged in several rows, corresponding to the solid-state heat pumps 3. In an analogous manner, 4 solid-state heat pumps 3 can be arranged in several rows on the other pressing element.

[0046] Das jeweilige Presselement 4 kann beispielsweise eine Längserstreckung und/oder eine Breitenerstreckung jeweils zwischen 10 cm und 500 cm, insbesondere zwischen 20 cm und 100 cm, bevorzugt 40 cm, aufweisen. Die jeweilige Festkörperwärmepumpe 3, insbesondere deren Peltier-Element, bzw. eine Kontaktfläche dieser mit dem Presselement 4 zur Wärmeübertragung kann beispielsweise eine Längserstreckung und/oder eine Breitenerstreckung jeweils zwischen 1 cm und 10 cm, insbesondere zwischen 2 cm und 7 cm, bevorzugt 5 cm, aufweisen. Ublicherweise sind die Längserstreckung und die Breitenerstreckung des Presselementes 4 bzw. der Festkörperwärmepumpe 3 jeweils im Wesentlichen parallel zur Pressfläche 6 des jeweiligen Presselementes 4 orientiert. The respective pressing element 4 can, for example, have a longitudinal extent and/or a width extent of between 10 cm and 500 cm, in particular between 20 cm and 100 cm, preferably 40 cm. The respective solid-state heat pump 3, in particular its Peltier element, or a contact surface thereof with the pressing element 4 for heat transfer can, for example, have a longitudinal extent and/or a width extent between 1 cm and 10 cm, in particular between 2 cm and 7 cm, preferably 5 cm , exhibit. Typically, the longitudinal extent and the width extent of the pressing element 4 or the solid-state heat pump 3 are each oriented essentially parallel to the pressing surface 6 of the respective pressing element 4.

[0047] Wenn die Temperierungseinrichtung mit mehreren Festkörperwärmepumpen 3 gebildet ist, sodass im Einsatzzustand mehrere Bereiche der Batterie 2 bzw. mehrere Temperierungsabschnitte 7 der Pressfläche 6 des jeweiligen Presselementes 4, insbesondere individuell, temperierbar sind, ist eine Temperierung mehrerer Bereiche der Batterie 2, insbesondere deren Oberfläche, mit schneller Reaktionsfähigkeit ermöglicht. Dadurch kann auf Temperaturänderungen der Batterie 2, insbesondere wenn die Temperaturänderungen inhomogen verteilt auf der Batterie 2 erfolgen, mit einer angepassten Temperierung und/oder mit einer angepassten Beaufschlagung der Batterie 2 mit der Presskraft F durch die Presseinrichtung, zeiteffizient reagiert werden. Dies ermöglicht eine Ermittlung von elektrischen Eigenschaften der Batterie 2 in Abhängigkeit von der Temperatur und Presskraft F mit hoher Genauigkeit. [0047] If the temperature control device is formed with a plurality of solid-state heat pumps 3, so that in the operating state several areas of the battery 2 or several temperature control sections 7 of the pressing surface 6 of the respective pressing element 4 can be tempered, in particular individually, a temperature control of several regions of the battery 2, in particular whose surface allows for quick responsiveness. As a result, temperature changes in the battery 2, in particular if the temperature changes are inhomogeneously distributed on the battery 2, can be responded to in a time-efficient manner with an adapted temperature control and/or with an adapted application of the pressing force F to the battery 2 by the pressing device. This makes it possible to determine the electrical properties of the battery 2 as a function of the temperature and pressing force F with high accuracy.

Claims

Patent claims

1. Test device (1) for determining electrical properties of a battery (2), in particular for battery modeling, wherein the test device (1) has a pressing device for exerting a variable pressing force (F) on a battery (1) coupled to the test device (1) in an operating state. 2) and a temperature control device for controlled temperature control of the battery (2) while the battery (2) is subjected to the pressing force (F), characterized in that the temperature control device is formed with a plurality of solid-state heat pumps (3), the solid-state heat pumps (3) are arranged in such a way that several areas of the battery (2), in particular individually, can be tempered with the solid-state heat pumps (3) when in use.

2. Test device (1) according to claim 1, characterized in that the solid-state heat pumps (3) are coupled to the pressing device in such a way that the solid-state heat pumps (3) do not interact with the pressing force while the pressing force (F) is being exerted on the battery (2). (F) are applied.

3. Test device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the pressing device has a plurality of pressing elements (4) which can be moved relative to one another in order to arrange the battery (2) between pressing surfaces (6) of the pressing elements (4) and with moving the pressing surfaces (6) to apply the pressing force (F) to the battery (2) relative to one another, the solid-state heat pumps (3) defining a plurality of temperature control sections (7) of the pressing surface (6) of at least one of the pressing elements (4) in order to use the temperature control sections (7). to control the temperature of the solid-state heat pumps (3), especially individually.

4. Test device (1) according to claim 3, characterized in that at least one of the pressing elements (4) is connected to a support structure (5) of the test device (1) in order to apply the pressing force (F) to the pressing element via the support structure (5). (4) to be applied, the support structure (5) being formed with interconnected beams, in particular in the form of a framework or truss.

5. Test device (1) according to claim 3 or 4, characterized in that the temperature control sections (7) of the pressing surface (6) of the pressing element (4) are arranged in several rows along the pressing surface (6).

6. Test device (1) according to one of claims 3 to 5, characterized in that the solid-state heat pumps (3) are connected to the pressing element (4) on a side of the pressing element (4) facing away from the pressing surface (6).

7. Test device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that one or more of the solid-state heat pumps (3) are designed for temperature control with a Peltier element.

8. Test device (1) according to one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of the solid-state heat pumps (3) is a magnetocaloric heat pump, which is designed to apply a magnetic field to a magnetic material of the solid-state heat pump (3) for temperature control, to change a temperature of the magnetic material to generate a heat flow.

9. Test device (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that at least one of the solid-state heat pumps (3) is an elastocaloric heat pump, which is designed to deform a deformation material, in particular a shape memory material, for temperature control in order to achieve a temperature of the Changing the deformation material to generate a heat flow.

10. Test device (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the test device (1) has one or more heat exchangers which are coupled to the solid-state heat pumps (3) in order to receive heat from the solid-state heat pumps (3) with the heat exchangers. to dissipate or supply it.

11. Test device (1) according to one of claims 1 to 10, characterized in that the test device (1) has a plurality of temperature sensors for temperature determination in order to carry out control, in particular regulation, of the solid-state heat pumps (3) depending on measurement data from the temperature sensors.

12. Test device (1) according to one of claims 1 to 11, characterized in that the test device (1) has a control device which is designed to control, in particular depending on a temperature determination with temperature sensors, the solid-state heat pumps (3). regulate.

13. A method for determining electrical properties of a battery (2), in particular for battery modeling, wherein a battery (2) is coupled to a test device (1), in particular a test device (1) according to one of claims 1 to 12, wherein with a Pressing device of the test device (1) a variable pressing force (F) is exerted on the battery (2) and while the pressing force (F) is being exerted on the battery (2), the battery (2) is tempered with a temperature control device of the test device (1). , characterized in that the temperature control device is formed with a plurality of solid-state heat pumps (3), the solid-state heat pumps (3) being arranged in such a way that several areas of the battery (2), in particular individually, are tempered with the solid-state heat pumps (3) when in use.

14. The method according to claim 13, characterized in that the solid-state heat pumps (3) are controlled, in particular regulated, in such a way that a temperature gradient along a pressing surface (6) of at least one pressing element (4) of the pressing device, with which pressing surface (6) the pressing force (F) is applied to the battery (2).

15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the solid-state heat pumps (3) are controlled, in particular regulated, in such a way that a predetermined non-uniform temperature distribution along a pressing surface (6) of at least one pressing element (4) of the pressing device, with which pressing surface ( 6) the pressing force (F) is applied to the battery (2) is generated.

1 sheet of drawings