DE102016211612A1 - Verfahren und Vorrichtung - Google Patents

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Christopher Betzin
Holger Wolfschmidt
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Siemens AG
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    • B64D27/02—Aircraft characterised by the type or position of power plant
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    • Y02T50/60—Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Abstract

Es wird ein Verfahren vorgeschlagen, das die folgenden Schritte umfasst: – Bereitstellen eines elektrochemischen Energiespeichers; – Erfassen eines zeitlichen Verlaufes (200) der Gleichgewichtsspannung Uocv des elektrochemischen Energiespeichers; – Erfassen eines zeitlichen Verlaufes (400) einer Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers; – Erfassen eines zeitlichen Verlaufes (600) einer Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers; – Bestimmen eines ersten Zeitversatzes ∆tocv;s (41) zwischen dem zeitlichen Verlauf (200) der Gleichgewichtsspannung Uocv und dem zeitlichen Verlauf (400) der Oberflächentemperatur Ts; – Bestimmen eines zweiten Zeitversatzes ∆ts;a (42) zwischen dem zeitlichen Verlauf (400) der Oberflächentemperatur Ts und dem zeitlichen Verlauf (600) der Umgebungstemperatur Ta; und – Ermitteln eines thermischen Widerstandsquotienten r = ∆tocv;s/∆ts;a des elektrochemischen Energiespeichers aus dem Quotienten des ersten und zweiten Zeitversatzes ∆tocv;s, ∆ts;a (41, 42). Weiterhin betrifft die Erfindung einen elektrochemischen Energiespeicher sowie ein Luftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Energiespeicher.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines thermischen Widerstandsquotienten eines elektrochemischen Energiespeichers sowie ein Verfahren zur Temperierung eines elektrochemischen Energiespeichers mittels des ermittelten Widerstandsquotienten. Weiterhin betrifft die Erfindung einen elektrochemischen Energiespeicher sowie ein Luftfahrzeug, das einen erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicher umfasst.
  • Elektrochemische Energiespeicher erfordern für ihren zuverlässigen Betrieb eine Steuerung oder Regelung. Hierbei ist es erforderlich, dass die Betriebssicherheit des elektrochemischen Energiespeichers stets gewährleistet ist. Von besonderer Bedeutung ist hierbei die Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers, da aus dieser auf den inneren Zustand des elektrochemischen Energiespeichers geschlossen werden kann. Insbesondere bei einem Transport von Personen mittels teil- oder vollständig elektrifizierten Fortbewegungsmitteln, insbesondere mittels eines elektrischen Flugzeuges oder einem elektrischen Fahrzeug, ist die Betriebssicherheit des elektrochemischen Energiespeichers von höchster Bedeutung.
  • Allerdings werden bei solchen Hochleistungsanwendungen eines elektrochemischen Energiespeichers, beispielsweise beim elektrischen Fliegen mittels eines elektrischen Flugzeuges, typischerweise sehr hohe Temperaturen, insbesondere aufgrund von ohmschen Verlusten innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers, erzeugt. Es ist daher erforderlich eine ausreichende Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers zu ermöglichen und bereitzustellen.
  • Hierzu kann ein Temperatursensor zur Erfassung einer Temperatur an einer Oberfläche des elektrochemischen Energiespeichers vorgesehen sein.
  • Eine solche Erfassung der Temperatur wird in den Dokumenten DE 102012020324 A1 und WO 2013056877 A1 vorgeschlagen.
  • Allerdings unterliegt ein elektrochemischer Energiespeicher aufgrund seiner Geometrie, seiner Masse und seiner inneren Temperaturgradienten einer thermischen Trägheit. Mit anderen Worten entspricht die durch den Temperatursensor an der Oberfläche des elektrochemischen Energiespeichers erfasste Temperatur nicht der im Inneren des elektrochemischen Energiespeichers vorliegenden Temperatur. Die thermische Trägheit des elektrochemischen Energiespeichers führt somit zu einem zeitverzögerten Erfassen der maximalen Temperatur, die innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers vorherrscht. Dadurch besteht die Gefahr, dass zu spät auf einen Anstieg der Temperatur innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers reagiert werden kann, was zu Sicherheitsproblemen führen kann.
  • Es ist daher erforderlich die innere Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers möglichst zeitlich aktuell zu erfassen.
  • Hierzu schlägt das Dokument DE 112013003186 T5 vor, die Temperatur einer Batterie mit wenigstens einer ihrer Batteriezellen oder Zellen über einen Temperatursensor innerhalb der Batteriezelle zu erfassen. Mit anderen Worten wird die Batteriezelle der Batterie mit einem in ihr eingebrachten oder integrierten Temperatursensor versehen. Hieraus ergibt sich der Nachteil, dass das chemische sowie thermische Gleichgewicht innerhalb der Zelle durch den Temperatursensor gestört wird. Zudem erfolgt die Erfassung der Temperatur nur punktuell, das heißt, dass die erfasste Temperatur möglicherweise nicht repräsentativ für die maximale zulässige Temperatur innerhalb der Zelle ist. Weiterhin ist ein solches Verfahren zur Erfassung der Temperatur nicht über den gesamten Betriebsbereich der Batterie realisierbar.
  • Eine weitere Methode die interne Temperatur einer Zelle einer Batterie zu bestimmen ist eine temperaturabhängige Impedanz-Messung. Ein solches Verfahren wird beispielsweise in der DE 102013103921 A1 vorgeschlagen. Eine Erfassung der Temperatur mittels einer Impedanz-Messung weist den Nachteil auf, dass mit dieser nicht auf die thermische Trägheit der Batterie geschlossen werden kann. Weiterhin ist eine Onlineüberwachung der Batterie oder der Zelle nicht möglich.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betriebssicherheit eines elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere für ein Luftfahrzeug, zu erhöhen.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 5, einen elektrochemischen Energiespeicher mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 9 sowie durch ein Luftfahrzeug mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 14 gelöst. In den abhängigen Patentansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung angegeben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ermitteln eines thermischen Widerstandsquotienten r eines elektrochemischen Energiespeichers, umfasst die folgenden Schritte:
    • – Bereitstellen des elektrochemischen Energiespeichers;
    • – Erfassen eines zeitlichen Verlaufes der Gleichgewichtsspannung Uocv des elektrochemischen Energiespeichers;
    • – Erfassen eines zeitlichen Verlaufes einer Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers;
    • – Erfassen eines zeitlichen Verlaufes einer Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers;
    • – Bestimmen eines ersten Zeitversatzes ∆tocv;s zwischen dem zeitlichen Verlauf der Gleichgewichtsspannung Uocv und dem zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur Ts;
    • – Bestimmen eines zweiten Zeitversatzes ∆ts;a zwischen dem zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur Ts und dem zeitlichen Verlauf der Umgebungstemperatur Ta; und
    • – Ermitteln des thermischen Widerstandsquotienten r = ∆tocv;s/∆ts;a des elektrochemischen Energiespeichers aus dem Quotienten des ersten und zweiten Zeitversatzes ∆tocv;s, ∆ts;a.
  • Der elektrochemische Energiespeicher ist hierbei dazu ausgebildet eine elektrische Leistung oder elektrische Spannung bereitzustellen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es den thermischen Widerstandsquotienten r des elektrochemischen Energiespeichers zu ermitteln. Das ist deshalb von besonderer Bedeutung, da die thermische Trägheit des elektrochemischen Energiespeichers, die durch den thermischen Widerstandsquotienten r quantifiziert werden kann, zu einem zeitverzögerten Auftreten oder Erfassen der maximalen Temperatur oder maximal zulässigen Temperatur innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers führt. Durch die erfindungsgemäße Ermittlung des thermischen Widerstandsquotienten r kann auf die thermische Trägheit des elektrochemischen Energiespeichers geschlossen werden. Dadurch kann unter Berücksichtigung des ermittelten thermischen Widerstandsquotienten r eine Einschätzung über die Temperatur innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers erhalten werden.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem ersten Schritt der elektrochemische Energiespeicher, dessen thermischer Widerstandsquotient r bestimmt werden soll, bereitgestellt.
  • In einem zweiten, dritten und vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die zeitlichen Verläufe der Gleichgewichtsspannung Uocv, der Oberflächentemperatur Ts und der Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers erfasst. Der zweite, dritte und vierte Schritt können zeitgleich oder in beliebiger Reihenfolge erfolgen. Typischerweise kann hierzu, das heißt zur Erfassung der genannten zeitlichen Verläufe, die Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers zeitlich variiert werden. Aus der zeitlichen Variation der Umgebungstemperatur Ta erfolgt dann eine zeitliche Variation der Gleichgewichtsspannung Uocv und der Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers. Hierbei entsprechen die genannten zeitlichen Variationen den genannten zeitlichen Verläufen. Weiterhin kann zur Erfassung der Oberflächentemperatur Ts und der Umgebungstemperatur Ta jeweils ein Temperatursensor vorgesehen sein. Hierbei hängt der durch die Änderung der Umgebungstemperatur Ta induzierte zeitliche Verlauf der Gleichgewichtsspannung Uocv und somit auch deren Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur Ta von der Entropie ab. Die Entropie des elektrochemischen Energiespeichers basiert auf der Umordnung von atomaren räumlichen Ordnungszuständen. Die Abhängigkeit der Temperatur basiert auf atomaren Freiheitsgraden, beispielsweise Schwingungen Translationen und/oder Rotationen von Molekülen. Daher weisen die der Temperaturänderung oder Temperaturausbreitung zugrundeliegenden physikalischen Prozesse eine zur Änderung der Gleichgewichtsspannung Uocv vergleichbare Zeitkonstante auf. Das ist deshalb der Fall, da diese über die Änderung der Entropie durch die Boltzmann-Konstante in Beziehung stehen. Der vorliegenenden Erfindung liegt daher zum einen die Erkenntnis zu Grunde, dass durch die genannten gleichartigen Zeitkonstanten auf eine interne, charakteristische oder globale Temperatur (im weiteren als Innentemperatur bezeichnet) des elektrochemischen Energiespeichers geschlossen werden kann. Dies wird mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens durch die Ermittlung des thermischen Widerstandsquotienten r ermöglicht.
  • Sind die genannten zeitlichen Verläufe der Gleichgewichtsspannung Uocv, der Oberflächentemperatur Ts und der Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers erfasst, so wird in einem fünften Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens der erste Zeitversatz ∆tocv;s zwischen dem zeitlichen Verlauf der Gleichgewichtsspannung Uocv und dem zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur Ts bestimmt. Der erste Zeitversatz ∆tocv;s resultiert aus der thermischen Trägheit des elektrochemischen Energiespeichers. Mit anderen Worten ist der innere thermische Widerstand des elektrochemischen Energiespeichers proportional zum ersten Zeitversatz ∆tocv;s.
  • In einem sechsten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zweite Zeitversatz ∆ts;a zwischen dem zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur Ts und dem zeitlichen Verlauf der Umgebungstemperatur Ta bestimmt. Mit anderen Worten ist der äußere thermische Widerstand des elektrochemischen Energiespeichers proportional zum zweiten Zeitversatz ∆ts;a, da der genannte äußere thermische Widerstand des elektrochemischen Energiespeichers dem zweiten Zeitversatz ∆ts;a zugrunde liegt.
  • Da der erste Zeitversatz ∆tocv;s zum inneren thermischen Widerstand und der zweite Zeitversatz ∆ts;a zum äußeren thermischen Widerstand proportional ist, kann der thermische Widerstandsquotient r erfindungsgemäß durch Bildung des Quotienten aus dem ersten und zweiten Zeitversatzes ∆tocv;s, ∆ts;a in einem siebten Schritt ermittelt werden.
  • Ist der thermische Widerstandsquotient r des elektrochemischen Energiespeichers bekannt, so kann dieser zur Verbesserung der Betriebssicherheit des elektrochemischen Energiespeichers herangezogen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher besonders für elektrochemische Energiespeicher von Vorteil, die eine hohe Betriebssicherheit erfordern, beispielsweise für elektrochemische Energiespeicher, die für elektrische Luftfahrzeuge, insbesondere elektrische Flugzeuge, vorgesehen sind. Das ist deshalb der Fall, da das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erhöhung der Betriebssicherheit und somit zu einer Verringerung von Sachschäden und Personenschäden führt.
  • Typischerweise liegt der zeitliche Verlauf der Gleichgewichtsspannung Uocv, der Oberflächentemperatur Ts und der Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers in diskreten Werten vor. Ein quasikontinuierlicher Verlauf der genannten zeitlichen Verläufe kann vorgesehen sein. Die zeitlichen Verläufe der genannten physikalischen Größen (Gleichgewichtsspannung, Oberflächentemperatur und Umgebungstemperatur) bilden jeweils eine Kurve aus, wobei die Kurven zueinander jeweils einen Zeitversatz aufweisen, der dem ersten oder dem zweiten Zeitversatz ∆tocv;s, ∆ts;a entspricht.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der erste Zeitversatz ∆tocv;s durch einen Zeitunterschied zwischen einem charakteristischen Wert der Gleichgewichtsspannung Uocv und einem charakteristischen Wert der Oberflächentemperatur Ts bestimmt, wobei die charakteristischen Werte dadurch gekennzeichnet sind, dass die Steigung des zeitlichen Verlaufes der Gleichgewichtsspannung Uocv betragsmäßig größer als ein erster Schwellenwert und die Steigung des zeitlichen Verlaufes der Oberflächentemperatur Ts betragsmäßig größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
  • Mit anderen Worten weisen die zeitlichen Verläufe signifikante Werte oder Stellen auf (charakteristische Werte), zwischen denen der jeweilige Zeitversatz bestimmt wird. Um die genannten charakteristischen Werte der genannten zeitlichen Verläufe zu bestimmen wird die Steigung, das heißt die Ableitung oder finite Differenz der genannten zeitlichen Verläufe herangezogen. Hierbei werden die charakteristischen Werte der Oberflächentemperatur Ts und der Gleichgewichtsspannung Uocv derart bestimmt, dass ihre Steigungen oberhalb des ersten beziehungsweise zweiten Schwellenwertes liegen. Beispielsweise können die genannten zeitlichen Verläufe der Gleichgewichtsspannung Uocv oder der Oberflächentemperatur Ts einen deutlichen oder markanten Abfall aufweisen, der durch ihrer Steigungen und die entsprechenden Schwellenwerte erfasst und definiert wird. Insbesondere können die zeitlichen Verläufe der Gleichgewichtsspannung Uocv und der Oberflächentemperatur Ts eine Flanke oder Stufe aufweisen. Hierbei können die charakteristischen Werte der Gleichgewichtsspannung Uocv und der Oberflächentemperatur Ts durch die Bestimmung der halben Höhe der Flanke festgelegt werden. Die Schwellenwerte können vom elektrochemischen Energiespeicher und dessen Ausführungen und Ausgestaltungen abhängig sein.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der zweite Zeitversatz ∆ts;a durch einen Zeitunterschied zwischen dem charakteristischen Wert der Oberflächentemperatur Ts und einem charakteristischen Wert der Umgebungstemperatur Ta bestimmt, wobei der charakteristische Wert der Umgebungstemperatur dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steigung des zeitlichen Verlaufes der Umgebungstemperatur Ta betragsmäßig größer als ein dritter Schwellenwert ist.
  • Mit anderen Worten wird der zweite Zeitversatz ∆ts;a durch den Zeitunterschied zwischen dem zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur Ts und der Umgebungstemperatur Ta festgelegt. Hierbei wird der charakteristische Wert der Oberflächentemperatur Ts durch die Steigung des zeitlichen Verlaufes der Oberflächentemperatur Ts derart festgelegt, dass die zugehörige Steigung betragsmäßig größer als der zweite Schwellenwert ist. Analog hierzu ist der charakteristische Wert der Umgebungstemperatur Ta dadurch gekennzeichnet, dass die Steigung ihres zeitlichen Verlaufes betragsmäßig größer als der dritte Schwellenwert ist. Zur Bestimmung des zweiten zeitlichen Verlaufes wird daher der bereits bestimmte charakteristische Wert der Umgebungstemperatur Ta herangezogen. Dadurch lässt sich der thermische Widerstandsquotient r in Bezug auf eine Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers besonders gut bestimmen.
  • Die Schwellenwerte können gleich, teilweise gleich oder zueinander verschieden sein.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der elektrochemische Energiespeicher in einer Klimakammer angeordnet und der zeitliche Verlauf der Umgebungstemperatur Ta mittels der Klimakammer erzeugt.
  • Dadurch wird vorteilhafterweise ein Kalibrierungsverfahren zur Ermittlung des thermischen Widerstandsquotienten r des elektrochemischen Energiespeichers bereitgestellt. Vorteilhafterweise ist es daher beispielsweise nur einmal erforderlich den thermischen Widerstandsquotienten r des elektrochemischen Energiespeichers zu ermitteln. Das ist deshalb der Fall, da der thermische Widerstandsquotient r während des Betriebs des elektrochemischen Energiespeichers typischerweise als konstant angesehen werden kann. Eine mehrmalige Ermittlung des Widerstandsquotienten r kann vorgesehen sein.
  • Mit anderen Worten wird der zeitliche Verlauf der Umgebungstemperatur Ta mittels der Klimakammer erzeugt, das heißt, dass die Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers gezielt mittels der Klimakammer verändert und zeitlich variiert wird. Aufgrund der zeitlichen Veränderung der Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers erfolgt eine zeitliche Veränderung der Gleichgewichtsspannung Uocv und der Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers, die den jeweiligen zeitlichen Verläufen der genannten Größen entspricht. Typischerweise ist es hierbei vorgesehen zunächst die Umgebungstemperatur Ta auf einem ersten Wert konstant zu halten und nach einer festgelegten Zeit diese stufenartig auf einen bezüglich dem ersten Wert niedriger zweiten Wert zu reduzieren. Mit anderen Worten ist ein stufenartiger oder stufenförmiger zeitlicher Verlauf der Umgebungstemperatur Ta von Vorteil. Beispielsweise kann der erste Wert der Umgebungstemperatur Ta im Bereich um 60 Grad Celsius und der zweite Wert im Bereich um 25 Grad Celsius festgelegt werden werden.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Temperierung eines elektrochemischen Energiespeichers wird wenigstens ein mittels der vorliegenden Erfindung ermittelter Widerstandsquotient r mittels eines Thermomanagementsystems gespeichert. Weiterhin erfolgt mittels des Thermomanagementsystems eine Steuerung oder Regelung der Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers unter Berücksichtigung des gespeicherten Widerstandsquotienten r.
  • Mit anderen Worten wird der erfindungsgemäße ermittelte thermische Widerstandsquotient r des elektrochemischen Energiespeichers für die Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers herangezogen.
  • Als Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers wird die Anpassung, Veränderung, Überwachung, Aufrechterhaltung, Steuerung und/oder Regelung der Temperatur, insbesondere einer Innentemperatur, des elektrochemischen Energiespeichers bezeichnet. Hierbei ist das Thermomanagementsystem beispielsweise dazu ausgebildet eine Vorrichtung zu umfassen oder Maßnahmen vorzusehen, die die Temperatur des elektrochemischen Energiespeichers erhöhen, erniedrigen und/oder konstant halten.
  • Das Thermomanagementsystem kann zur Speicherung des thermischen Widerstandsquotienten r eine Rechenvorrichtung mit einem durch diese lesbaren Speichermedium umfassen. Weiterhin kann das Thermomanagementsystem eine Kühlvorrichtung umfassen, die dazu ausgebildet ist den elektrochemischen Energiespeicher, insbesondere während seines Betriebes, zu kühlen. Das Thermomanagementsystem kann weiterhin eine Mehrzahl von Temperatursensoren, beispielsweise zum Erfassen der Oberflächentemperatur Ts und der Umgebungstemperatur Ta, aufweisen. Hierbei können die durch die Temperatursensoren erzeugten Signale an die Rechenvorrichtung zur weiteren Verarbeitung weitergegeben und/oder zu Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers unter Berücksichtigung des gespeicherten Widerstandsquotienten r herangezogen werden.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Steuerung oder Regelung der Temperierung mittels einer Veränderung der durch den elektrochemischen Energiespeicher bereitgestellten Leistung und/oder mittels einer Veränderung einer Kühlleistung einer für den elektrochemischen Energiespeicher vorgesehenen Kühlvorrichtung durchgeführt.
  • Vorteilhafterweise wird dadurch die Betriebssicherheit des elektrochemischen Energiespeichers weiter verbessert.
  • Das Thermomanagementsystem kann Mittel zur Veränderung der durch den elektrochemischen Energiespeicher bereitgestellten Leistung oder zur Veränderung der Kühlleistung umfassen. Insbesondere ist die Kühlvorrichtung informativ, strukturell und/oder thermisch mit dem Thermomanagementsystem des elektrochemischen Energiespeichers verbunden oder gekoppelt.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird eine Oberflächentemperatur Ts und eine Umgebungstemperatur Ta (hier aktuelle Werte der Oberflächentemperatur und Umgebungstemperatur) des elektrochemischen Energiespeichers erfasst und mittels des Thermomanagementsystems eine Innentemperatur Ti des elektrochemischen Energiespeichers gemäß Ti = Ts + (Ts – Ta)·r bestimmt. Weiterhin erfolgt die Steuerung oder Regelung der Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers in Abhängigkeit der bestimmten Innentemperatur Ti.
  • Basierend auf den ermittelten Widerstandsquotienten r wird vorteilhafterweise eine globale oder charakteristische Temperatur, das heißt die Innentemperatur Ti, des elektrochemischen Energiespeichers bestimmt. Zur Bestimmung der Innentemperatur sind weiterhin eine aktuelle Umgebungstemperatur Ta sowie eine aktuelle Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers erforderlich. Die Ermittlung der bestimmten Innentemperatur Ti ermöglicht hierbei eine verbesserte Betriebssicherheit des elektrochemischen Energiespeichers, da diese die thermische Trägheit, die über den thermischen Widerstandsquotienten r eingeht, mitberücksichtigt.
  • Weiterhin kann die Innentemperatur Ti während des Betriebes des elektrochemischen Energiespeichers bestimmt werden. Dadurch wird eine quasikontinuierliche Überwachung der Innentemperatur Ti des elektrochemischen Energiespeichers ermöglicht, ohne dass Temperatursensoren im Inneren des elektrochemischen Energiespeichers erforderlich sind. Zur Bestimmung der Innentemperatur Ti ist nur der aktuelle Wert der Umgebungstemperatur Ta und der Oberflächentemperatur Ts erforderlich, falls der thermische Widerstandsquotient r vorher mittels der vorliegenden Erfindung ermittelt worden ist.
  • Weitere zur oben genannten Gleichung zur Bestimmung der Innentemperatur Ti mathematisch äquivalente Formulierungen können vorgesehen sein.
  • Ein besonderer Vorteil der Bestimmung der Innentemperatur Ti des elektrochemischen Energiespeichers ist, dass hierzu nur die Umgebungstemperatur Ta sowie die Oberflächentemperatur Ts erfasst werden müssen. Es ist daher nicht erforderlich eine Temperatur innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers, beispielsweise mittels eines im Inneren angeordneten Temperatursensors, zu erfassen. Auch für die Ermittlung des thermischen Widerstandsquotienten r ist eine solche innere Temperaturmessung nicht erforderlich. Dadurch wird vorteilhafterweise das chemische und/oder thermische Gleichgewicht des elektrochemischen Energiespeichers durch die Bestimmung der Innentemperatur Ti nicht oder nur gering beeinflusst oder gestört. Dies ist insbesondere bei Batterien beziehungsweise Batteriezellen von Vorteil.
  • Die Bestimmung der Innentemperatur Ti über die oben genannte mathematische Beziehung kann innerhalb des Thermomanagementsystems mittels einer Überwachungssoftware integriert werden.
  • Mit anderen Worten weist das Thermomanagementsystem bevorzugt eine Überwachungssoftware auf, mittels welcher die Innentemperatur Ti des elektrochemischen Energiespeichers bestimmt und/oder überwacht wird.
  • Vorteilhafterweise kann dadurch die Betriebssicherheit des elektrochemischen Energiespeichers erhöht werden.
  • Beispielsweise erfasst das Thermomanagementsystem mittels hierzu vorgesehenen Temperatursensoren die aktuelle Umgebungstemperatur Ta und die aktuelle Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers. Sind die genannten aktuellen Temperaturen erfasst und ist der vorher ermittelte thermische Widerstandsquotient r, beispielsweise mittels des Thermomanagementsystems gespeichert, so wird aus den genannten Werten die Innentemperatur Ti bestimmt. Die Innentemperatur Ti kann dann der Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers zugrunde gelegt werden. Liegt die bestimmte Innentemperatur Ti beispielsweise oberhalb eines Schwellenwertes, so kann das Thermomanagementsystem Maßnahmen oder Mittel zur Temperierung, beispielsweise zur Kühlung des elektrochemischen Energiespeichers, bereitstellen und/oder einleiten. Insbesondere ist eine Steuerung oder Regelung der Innentemperatur Ti des elektrochemischen Energiespeichers mittels einer Kühlvorrichtung vorgesehen, sodass die Innentemperatur Ti unterhalb des genannten Schwellenwertes verbleibt oder wieder unter diesen reduziert wird. Vorteilhafterweise ist für die Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers und dessen Überwachung nur eine Steuergröße oder Regelgröße erforderlich (Innentemperatur Ti). Dennoch wird die thermische Trägheit des elektrochemischen Energiespeichers hierbei vorteilhafterweise berücksichtigt. Dadurch wird vorteilhafterweise die Betriebssicherheit des elektrochemischen Energiespeichers verbessert.
  • Weiterhin ermöglicht die Bestimmung der Innentemperatur Ti eine Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit in Bezug auf die Alterung des elektrochemischen Energiespeichers (engl. Forecast). Zusätzlich können Abschätzungen über die zeitliche maximale Leistungsbereitstellung des elektrochemischen Energiespeichers gewonnen oder ermittelt werden. Die Alterung des elektrochemischen Energiespeichers kann durch eine Steuerung oder Regelung, das heißt beispielsweise durch eine Leistungsreduktion und/oder eine Kühlleistungserhöhung, die insbesondere durch das Thermomanagementsystem eingeleitet werden, reduziert werden. Insbesondere für elektrische Luftfahrzeuge, beispielsweise elektrische Flugzeuge, ist die hierdurch bewirkte Verbesserung der Betriebssicherheit des elektrochemischen Energiespeichers von Vorteil.
  • Der erfindungsgemäße elektrochemische Energiespeicher umfasst ein Thermomanagementsystem, einen Oberflächentemperatursensor zur Erfassung einer Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers und einen Umgebungstemperatursensor zur Erfassung einer Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers. Erfindungsgemäß ist das Thermomanagementsystem zur Speicherung eines gemäß der vorliegenden Erfindung ermittelten Widerstandsquotienten r und zur Steuerung oder Regelung einer Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers in Abhängigkeit einer gemäß Ti = Ts + (Ts – Ta)·r bestimmten Innentemperatur Ti ausgebildet.
  • Es ergeben sich zum bereits genannten erfindungsgemäßen Verfahren zur Temperierung eines elektrochemischen Energiespeichers gleichartige und gleichwertige Vorteile des erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeichers.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Oberflächentemperatursensor an einer Oberfläche des elektrochemischen Energiespeichers angeordnet.
  • Vorteilhafterweise wird dadurch die Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers besonders gut erfasst. Dadurch wird eine besonders vorteilhafte Bestimmung der Innentemperatur Ti und somit eine vorteilhafte Steuerung oder Regelung der Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere mittels des Thermomanagementsystems, ermöglicht.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der elektrochemische Energiespeicher als eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Blei-Batterie, eine Nickel-Batterie, eine Redox-Fluss-Batterie oder ein Kondensator ausgebildet.
  • Vorteilhafterweise können dadurch technisch ausgereifte und fortschrittliche elektrochemische Energiespeicher verwendet werden. Weiterhin wird dadurch die Möglichkeit der Integration oder Anwendung der vorliegenden Erfindung auf bekannte elektrochemische Energiespeicher erweitert und verbessert.
  • Das erfindungsgemäße Luftfahrzeug, insbesondere ein elektrisches Flugzeug oder ein elektrisches Passagierflugzeug, ist dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen elektrochemischen Energiespeicher gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
  • Mit anderen Worten weist das erfindungsgemäße Luftfahrzeug einen erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicher auf. Das ist deshalb von Vorteil, da dadurch die Betriebssicherheit des Luftfahrzeuges, die entscheidend für dessen Betrieb ist, erhöht, weiter verbessert und sichergestellt werden wird.
  • Als Luftfahrzeug ist insbesondere ein elektrisches Flugzeug oder ein elektrisches Passagierflugzeug, ein elektrischer Hubschrauber oder eine elektrische Drohne vorgesehen. Hierbei ist es besonders bevorzugt den erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicher zum Vortrieb des Luftfahrzeuges zu verwenden.
  • Mit anderen Worten wird der elektrochemische Energiespeicher hauptsächlich zum Antrieb des Luftfahrzeuges verwendet, wobei dieser wenigstens zu 50 Prozent, das heißt hauptsächlich, die elektrische Energie für den Vortrieb des Luftfahrzeuges bereitstellt. Weiterhin ergeben sich zum erfindungsgemäßen elektrochemischen Energiespeicher gleichartige und gleichwertige Vorteile des erfindungsgemäßen Luftfahrzeuges.
  • Bevorzugt umfasst das Luftfahrzeug ein Thermomanagementsystem, das zur Temperierung gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen schematisiert:
  • 1 ein Diagramm, mittels welchem ein thermischer Widerstandsquotient r eines elektrochemischen Energiespeichers gemäß der vorliegenden Erfindung ermittelt werden kann; und
  • 2 eine Vergrößerung eines Bereiches des Diagramms aus 1.
  • Gleichartige, gleichwertige oder gleichwirkende Elemente können in Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen sein.
  • 1 zeigt das exemplarische Diagramm, mittels welchem der thermische Widerstandsquotient r des elektrochemischen Energiespeichers ermittelt werden kann.
  • An der Abszisse 100 des dargestellten Diagramms ist die Zeit in Stunden aufgetragen. An einer ersten Ordinate 101 des Diagramms ist die Oberflächentemperatur Ts sowie Umgebungstemperatur Ta in Grad Celsius aufgetragen. An einer zweiten Ordinate 102 ist die Gleichgewichtsspannung Uocv in Volt aufgetragen.
  • Das Diagramm zeigt drei zeitliche Verläufe oder Kurven. Hierbei entspricht der zeitliche Verlauf 200 dem zeitlichen Verlauf der Gleichgewichtsspannung Uocv. Der zeitliche Verlauf 400 korrespondiert zur zeitlichen Variation der Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers. Der zeitliche Verlauf 600 entspricht der zeitlichen Variation der Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers.
  • Zur Ermittlung des dargestellten Diagramms kann die Umgebungstemperatur Ta, gemäß dem dargestellten und ihr zugehörigen zeitlichen Verlauf 600, mittels einer Klimakammer, die den elektrochemischen Energiespeicher umfasst, variiert werden. Beispielsweise wird für einen Zeitraum von etwa fünf Stunden die Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers im Bereich um 60 Grad Celsius annähernd konstant gehalten. Nach etwa fünf Stunden wird die Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers auf etwa 25 Grad Celsius reduziert. Durch die genannte Reduktion der Umgebungstemperatur Ta, die zu dem stufenförmigen zeitlichen Verlauf 600 führt, variiert auch die Gleichgewichtsspannung Uocv sowie die Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers zeitlich. Insbesondere sind die zeitlichen Verläufe 200, 400 der Gleichgewichtsspannung Uocv sowie der Oberflächentemperatur Ts auch stufenförmig ausgebildet. Diese weisen jedoch zueinander einen Zeitversatz auf. Dieser Zeitversatz korrespondiert zur thermischen Trägheit des elektrochemischen Energiespeichers. Weisen die zeitlichen Verläufe 200, 400, 600 einen wie hier dargestellten deutlichen Abfall (Flanke oder Stufe) auf, so kann aus diesem der thermische Widerstandsquotient r des elektrochemischen Energiespeichers ermittelt werden.
  • Die Ermittlung des thermischen Widerstandsquotienten r ist in 2 verdeutlicht, wobei 2 eine Vergrößerung des in 1 dargestellten gestrichelt eingerahmten Bereiches zeigt.
  • Wie bereits in 1 ist an der Abszisse 100 des in 2 dargestellten Diagramms die Zeit in Stunden aufgetragen. Die erste und zweite Ordinate 101, 102 entsprechen den Ordinaten des Diagramms in 1.
  • Aufgrund der deutlichen Änderung der Gleichgewichtsspannung Uocv, der Umgebungstemperatur Ta und der Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers können im dargestellten Bereich charakteristische Werte 220, 420, 620 der jeweiligen zeitlichen Verläufe 200, 400, 600 ermittelt und identifiziert werden. Ab den charakteristischen Werten 220, 420, 620 fällt der jeweilige zeitliche Verlauf der zugehörigen Größen deutlich ab (stufenförmiger Verlauf). Dieses stufenförmige Abfallen oder Abknicken der zeitlichen Verläufe 200, 400, 600 kann durch die jeweiligen Steigungen der zeitlichen Verläufe 200, 400, 600 quantifiziert werden. Hierzu werden die charakteristischen Werte 220, 420, 620 derart definiert oder festgelegt, dass deren Steigungen, die beispielsweise mittels einer finiten Differenz bestimmt werden, betragsmäßig jeweils oberhalb eines zugehörigen Schwellenwertes liegen. Mit anderen Worten erfolgt ab den charakteristischen Werten 220, 420, 620 ein deutliches oder signifikantes Abknicken der zeitlichen Verläufe 200, 400, 600.
  • Aufgrund der thermischen Trägheit des elektrochemischen Energiespeichers weisen die zeitlichen Verläufe 200, 400 der Gleichgewichtsspannung Uocv und der Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers bezüglich dem zeitlichen Verlauf 600 der Umgebungstemperatur Ta, die beispielsweise mittels einer Klimakammer variiert und eingestellt wird, einen zeitlichen Versatz (Zeitversatz) auf. Insbesondere weist der charakteristische Wert 220 der Gleichgewichtsspannung Uocv zum charakteristischen Wert 420 der Oberflächentemperatur Ts einen ersten Zeitversatz ∆tocv;s 41 auf. Der erste Zeitversatz 41 liegt hierbei in der Größenordnung von Minuten.
  • Weiterhin weist der charakteristische Wert 420 der Oberflächentemperatur Ts zum charakteristischen Wert 620 der Umgebungstemperatur Ta, der zeitlich am frühesten angeordnet ist, einen zweiten Zeitversatz ∆ts;a 42 auf.
  • Der erste Zeitversatz 41 korrespondiert hierbei zu einem inneren thermischen Widerstand des elektrochemischen Energiespeichers. Der zweite Zeitversatz 42 korrespondiert zu einem äußeren thermischen Widerstand des elektrochemischen Energiespeichers. Mit anderen Worten kann aus einem Quotienten, der mittels des ersten und zweiten Zeitversatzes 41, 42 gebildet ist, der Widerstandsquotient r aus dem inneren und dem äußeren thermischen Widerstand des elektrochemischen Energiespeichers ermittelt werden. Der thermische Widerstandsquotient r wird durch r = ∆tocv;s/∆ts;a ermittelt. Ein Ermitteln des inversen Widerstandsquotienten r–1 = 1/r kann vorgesehen sein.
  • Die charakteristischen Werte der zeitlichen Verläufe 200, 400, 600 können auch über die halbe Höhe ihrer Flanke oder Stufe festgelegt werden. Dadurch wird eine gleichwertige und alternative Bestimmung des thermischen Widerstandsquotienten r ermöglicht.
  • Zur Bestimmung des zeitlichen Verlaufes 400 der Oberflächentemperatur Ts kann eine Mehrzahl von erfassten Oberflächentemperaturen herangezogen werden. Mit anderen Worten ist an der Oberfläche des elektrochemischen Energiespeichers eine Mehrzahl von Oberflächentemperatursensoren angeordnet, die jeweils eine am Ort ihrer Anbringung vorherrschende Oberflächentemperatur des elektrochemischen Energiespeichers erfassen. Die genannten Oberflächentemperatursensoren können an verschiedenen Seitenflächen des elektrochemischen Energiespeichers angeordnet sein. Zur Ermittlung des zeitlichen Verlaufes der Oberflächentemperatur Ts, die gemäß des oben beschriebenen und erfindungsgemäßen Verfahrens zur Ermittlung des thermischen Widerstandquotienten r herangezogen wird, kann der gemittelte zeitliche Verlauf der erfassten Oberflächentemperaturen herangezogen werden. Beispielsweise hat sich die Erfassung von drei Oberflächentemperaturen und deren Mittelung zum zeitlichen Verlauf der Oberflächentemperatur Ts als vorteilhaft erwiesen.
  • Basierend auf dem ermittelten thermischen Widerstandsquotienten r kann eine innere, globale oder charakteristische Innentemperatur Ti des elektrochemischen Energiespeichers gemäß Ti = Ts + (Ts – Ta)·r bestimmt werden. Die bestimmte Innentemperatur Ti ist besonders für eine Überwachung, Steuerung und/oder Regelung der Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers von Vorteil. Bevorzugt erfolgt hierbei die Überwachung, Steuerung oder Regelung der Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers mittels eines Thermomanagementsystems, das beispielsweise eine Überwachungssoftware, die mittels einer Rechenvorrichtung implementiert ist, umfasst. Weiterhin kann das Thermomanagementsystem eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des elektrochemischen Energiespeichers sowie Mittel zum Reduzieren einer durch den elektrochemischen Energiespeicher bereitgestellten elektrischen Leistung umfassen.
  • Hierbei kann das Thermomanagementsystem die Innentemperatur Ti des elektrochemischen Energiespeichers wenigstens einmal, quasikontinuierlich oder in konstanten Zeitabschnitten, auch im Onlinebetrieb, während des Betriebes des elektrochemischen Energiespeichers erfassen. Der ermittelte thermische Widerstandsquotient r, der beispielsweise mittels der dargestellten Diagramme ermittelt wurde, kann mittels des Thermomanagementsystems gespeichert und zur Bestimmung der Innentemperatur Ti herangezogen werden. Hierzu umfasst das Thermomanagementsystems die Rechenvorrichtung und einen durch diese lesbares Speichermedium umfassen.
  • Weiterhin ist die vorliegende Erfindung insbesondere für Lithium-Ionen-Batterien, Blei-Batterien, Nickel-Batterien, Redox-Fluss-Batterien und/oder Kondensatoren von Vorteil. Die vorliegende Erfindung kann für Batteriesysteme, Batteriemodule und/oder Zusammenschaltungen von Batterien (seriell oder parallel) vorgesehen sein. Beispielsweise ist für jede einzelne Batteriezelle eines Batteriemoduls das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung ihres thermischen Widerstandsquotienten r, insbesondere zur Bestimmung der Innentemperatur Ti, vorgesehen.
  • Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Ermittlung der thermischen Trägheit (Widerstandsquotient r) und der Innentemperatur Ti über temperaturabhängige physikalische Zusammenhänge, ohne das Gleichgewicht innerhalb des elektrochemischen Energiespeichers zu beeinflussen oder zu stören. Die hierzu verwendeten Verfahrensschritte können mittels einer Überwachungssoftware des Thermomanagementsystem realisiert werden. Dadurch wird vorteilhafterweise die Betriebssicherheit des elektrochemischen Energiespeichers, insbesondere in Bezug auf elektrisch betriebene Luftfahrzeuge, die den elektrochemischen Energiespeicher umfassen, verbessert.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt oder andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102012020324 A1 [0005]
    • WO 2013056877 A1 [0005]
    • DE 112013003186 T5 [0008]
    • DE 102013103921 A1 [0009]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Ermitteln eines thermischen Widerstandsquotienten r eines elektrochemischen Energiespeichers, umfassend die Schritte: – Bereitstellen des elektrochemischen Energiespeichers; – Erfassen eines zeitlichen Verlaufes (200) der Gleichgewichtsspannung Uocv des elektrochemischen Energiespeichers; – Erfassen eines zeitlichen Verlaufes (400) einer Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers; – Erfassen eines zeitlichen Verlaufes (600) einer Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers; – Bestimmen eines ersten Zeitversatzes ∆tocv;s (41) zwischen dem zeitlichen Verlauf (200) der Gleichgewichtsspannung Uocv und dem zeitlichen Verlauf (400) der Oberflächentemperatur Ts; – Bestimmen eines zweiten Zeitversatzes ∆ts;a (42) zwischen dem zeitlichen Verlauf (400) der Oberflächentemperatur Ts und dem zeitlichen Verlauf (600) der Umgebungstemperatur Ta; und – Ermitteln des thermischen Widerstandsquotienten r = ∆tocv;s/∆ts;a des elektrochemischen Energiespeichers aus dem Quotienten des ersten und zweiten Zeitversatzes ∆tocv;s, ∆ts;a (41, 42).
  2. Verfahren gemäß Anspruch 1, bei dem der erste Zeitversatz ∆tocv;s (41) durch einen Zeitunterschied zwischen einem charakteristischen Wert (220) der Gleichgewichtsspannung Uocv und einem charakteristischen Wert (420) der Oberflächentemperatur Ts bestimmt wird, wobei die charakteristischen Werte (220, 420) dadurch gekennzeichnet sind, dass die Steigung des zeitlichen Verlaufes (200) der Gleichgewichtsspannung Uocv betragsmäßig größer als ein erster Schwellenwert und die Steigung des zeitlichen Verlaufes (400) der Oberflächentemperatur Ts betragsmäßig größer als ein zweiter Schwellenwert ist.
  3. Verfahren gemäß Anspruch 2, bei dem der zweite Zeitversatz ∆ts;a (42) durch einen Zeitunterschied zwischen dem charakteristischen Wert (420) der Oberflächentemperatur Ts und einem charakteristischen Wert (620) der Umgebungstemperatur Ta bestimmt wird, wobei der charakteristische Wert (620) der Umgebungstemperatur Ta dadurch gekennzeichnet ist, dass die Steigung des zeitlichen Verlaufes (600) der Umgebungstemperatur Ta betragsmäßig größer als ein dritter Schwellenwert ist.
  4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der elektrochemische Energiespeicher in einer Klimakammer angeordnet und der zeitliche Verlauf (600) der Umgebungstemperatur Ta mittels der Klimakammer erzeugt wird.
  5. Verfahren zur Temperierung eines elektrochemischen Energiespeichers, bei dem wenigstens ein mittels einem der Ansprüche 1 bis 4 ermittelter Widerstandsquotienten r mittels eines Thermomanagementsystem gespeichert wird, und bei dem mittels des Thermomanagementsystems eine Steuerung oder Regelung der Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers unter Berücksichtigung des gespeicherten Widerstandsquotienten r erfolgt.
  6. Verfahren gemäß Anspruch 5, bei dem die Steuerung oder Regelung der Temperierung mittels einer Veränderung der durch den elektrochemischen Energiespeicher bereitgestellten Leistung und/oder mittels einer Veränderung einer Kühlleistung einer für den elektrochemischen Energiespeicher vorgesehenen Kühlvorrichtung erfolgt.
  7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, bei dem eine Oberflächentemperatur Ts und eine Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers erfasst und mittels des Thermomanagementsystems eine Innentemperatur Ti des elektrochemischen Energiespeichers gemäß Ti = Ts + (Ts – Ta)·r bestimmt wird, und die Steuerung oder Regelung der Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers in Abhängigkeit der bestimmten Innentemperatur Ti erfolgt.
  8. Verfahren gemäß Anspruch 7, bei dem das Thermomanagementsystem eine Überwachungssoftware aufweist, mittels welcher die bestimmte Innentemperatur Ti des elektrochemischen Energiespeichers überwacht wird.
  9. Elektrochemischer Energiespeicher, umfassend ein Thermomanagementsystem, einen Oberflächentemperatursensor zur Erfassung einer Oberflächentemperatur Ts des elektrochemischen Energiespeichers und einen Umgebungstemperatursensor zur Erfassung einer Umgebungstemperatur Ta des elektrochemischen Energiespeichers, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermomanagementsystem zur Speicherung eines gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4 bestimmten Widerstandsquotienten r und zur Steuerung oder Regelung einer Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers in Abhängigkeit einer gemäß Ti = Ts + (Ts – Ta)·r bestimmten Innentemperatur Ti ausgebildet ist.
  10. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Thermomanagementsystem eine Überwachungssoftware zur Überwachung der bestimmten Innentemperatur Ti aufweist.
  11. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Oberflächentemperatursensor an einer Oberfläche des elektrochemischen Energiespeichers angeordnet ist.
  12. Elektrochemischer Energiespeicher gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Blei-Batterie, eine Nickel-Batterie, eine Redox-Fluss-Batterie oder ein Kondensator ausgebildet ist.
  13. Luftfahrzeug, insbesondere elektrisches Flugzeug oder elektrisches Passagierflugzeug, dadurch gekennzeichnet, dass dieses einen elektrochemischen Energiespeicher gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12 umfasst.
  14. Luftfahrzeug gemäß Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrochemische Energiespeicher zum Vortrieb des Luftfahrzeuges ausgebildet ist.
  15. Luftfahrzeug gemäß Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ein Thermomanagementsystem zur Temperierung des elektrochemischen Energiespeichers gemäß einem der Ansprüche 5 bis 8 umfasst.
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