DE102016215425A1 - Method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie, mit den Schritten:Bestimmen eines Vergleichswertes (VW), der repräsentativ für die von der Batterie aufgenommene Kühlleistung (P) ist,Bestimmen eines Referenzwertes (RW), der repräsentativ für die von der Kühlvorrichtung bereitgestellte Kühlleistung (B) ist,Vergleichen des Vergleichswertes (VW) mit dem Referenzwert (RW),Erzeugen eines Fehlersignals (FS), wenn eine Differenz zwischen dem Vergleichswert (VW) und dem Referenzwert (RW) vorliegt, undAbsetzen einer Fehlermeldung auf das Fehlersignal (FS) hin.The invention relates to a method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery, comprising the steps of: determining a comparison value (VW) that is representative of the cooling power (P) received by the battery, determining a reference value (RW) that is representative of the cooling power (B) provided by the cooling device is, comparing the comparison value (VW) with the reference value (RW), generating an error signal (FS) when there is a difference between the comparison value (VW) and the reference value (RW), and canceling an error message to the error signal (FS).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie.The invention relates to a method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery.
Eine Traktionsbatterie (auch als Traktionsakku, Antriebsbatterie oder Zyklenbatterie bezeichnet) ist ein Energiespeicher, der zur Energieversorgung eines Antriebs eines Elektrofahrzeugs dient. Sie bestehen aus mehreren zusammen geschalteten Akkumulatorenzellen oder Zellenblöcken.A traction battery (also referred to as traction battery, traction battery or cycle battery) is an energy storage that is used to power a drive of an electric vehicle. They consist of several accumulator cells or cell blocks connected together.
Derartige Traktionsbatterien werden im Betrieb mittels einer Kühleinrichtung gekühlt, um sie vor Überhitzung durch Wärme zu schützen, die aufgrund von Umwandlungsvorgängen in der Traktionsbatterie beim Laden oder Entladen entsteht. Die Kühleinrichtung wälzt im Betrieb ein Kühlmittel in einem Kühlmittelkreislauf um. Um die Funktionsfähigkeit der Kühleinrichtung zu überprüfen ist es bekannt, mittels Durchflusssensoren zu erfassen, ob ausreichend Kühlmittel umgewälzt wird, um die Traktionsbatterie ausreichend zu kühlen. Die Durchflusssensoren nehmen jedoch knappen Bauraum in Anspruch. Ferner erhöht die Montage und der Anschluss der Durchflusssensoren den Fertigungsaufwand und damit die Herstellungskosten.Such traction batteries are cooled in operation by means of a cooling device to protect them from overheating by heat generated due to conversion processes in the traction battery during charging or discharging. During operation, the cooling device circulates a coolant in a coolant circuit. In order to check the functionality of the cooling device, it is known to detect by means of flow sensors whether sufficient coolant is circulated in order to cool the traction battery sufficiently. However, the flow sensors take up scarce space. Furthermore, the assembly and the connection of the flow sensors increases the production costs and thus the production costs.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Wege aufzuzeigen, wie mit geringerem Fertigungsaufwand und bei reduziertem Bauraumbedarf eine Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie erreicht werden kann.It is therefore an object of the invention to show ways in which monitoring of a cooling device for cooling a traction battery can be achieved with less manufacturing effort and with reduced space requirements.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie, mit den Schritten:
- Bestimmen eines Vergleichswertes, der repräsentativ für die von der Traktionsbatterie aufgenommene Kühlleistung ist,
- Bestimmen eines Referenzwertes, der repräsentativ für die von der Kühlvorrichtung bereitgestellte Kühlleistung ist,
- Vergleichen des Vergleichswertes mit dem Referenzwert,
- Erzeugen eines Fehlersignals, wenn eine Differenz zwischen dem Vergleichswert und dem Referenzwert vorliegt und Absetzen einer Fehlermeldung auf das Fehlersignal hin.
- Determining a comparison value that is representative of the cooling power consumed by the traction battery,
- Determining a reference value representative of the cooling power provided by the cooling device,
- Comparing the comparison value with the reference value,
- Generating an error signal when there is a difference between the comparison value and the reference value and issuing an error message to the error signal.
Somit wendet sich die Erfindung davon ab, einen Kühlmitteltransport in einem Kühlmittelkreiskauf der Kühlvorrichtung direkt messtechnisch zu erfassen, sondern schlägt stattdessen vor, durch einen Vergleich der aufgenommenen und der bereitgestellten Kühlleistung bzw. hierfür repräsentativer Werte auf eine Störung im Kühlmittelkreislauf zu schließen, woraufhin dann ein Fehlersignal erzeugt wird. Mit anderen Worten, es wird ein Modell des thermischen Verhaltens der Traktionsbatterie genutzt, um die aufgenommene Kühlleistung bzw. einen hierfür repräsentativen Wert zu bestimmen, der dann mit einer messtechnisch einfacher zu erfassenden bereitgestellten Kühlleistung verglichen wird. Die bereitgestellte Kühlleistung kann z.B. durch Erfassen einer Leistungsaufnahme eines Kühlkompressors der Kühlvorrichtung bestimmt werden. So wird kein knapper Bauraum von Durchflusssensoren in Anspruch genommen und es ist auch keine Montage und Anschluss von Durchflusssensoren nötig.Thus, the invention turns away from directly measuring a coolant transport in a coolant circuit purchase of the cooling device, but instead proposes to conclude by comparing the recorded and the provided cooling capacity or values representative thereof to a fault in the coolant circuit, whereupon a Error signal is generated. In other words, a model of the thermal behavior of the traction battery is used to determine the absorbed cooling capacity or a value representative of this, which is then compared with a cooling performance provided with greater ease of measurement. The provided cooling capacity may e.g. be determined by detecting a power consumption of a cooling compressor of the cooling device. So no short space of flow sensors is required and it is also no installation and connection of flow sensors needed.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass zur Bestimmung des Vergleichswertes ein für eine Batterietemperatur repräsentativer Wert und ein für eine Umgebungstemperatur repräsentativer Wert erfasst und ausgewertet werden. Die Batterietemperatur kann mit ohnehin zur Erfassung der Batterietemperatur vorgesehenen Temperatursensoren erfasst werden, während die Umgebungstemperatur mit einem Temperatursensor zur Erfassung der Außen- oder Lufttemperatur erfasst werden kann. Somit werden ohnehin vorhandene Temperatursensoren verwendet. Es entfällt somit eine Montage weiterer Bauteile.It is preferably provided that a value representative of a battery temperature and a value representative of an ambient temperature are detected and evaluated in order to determine the comparison value. The battery temperature can be detected with temperature sensors already provided for detecting the battery temperature, while the ambient temperature can be detected with a temperature sensor for detecting the outside or air temperature. Thus, existing temperature sensors are used anyway. It thus eliminates a mounting of other components.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass unter Auswertung des repräsentativen Wertes für die Batterietemperatur und des repräsentativen Wertes für die Umgebungstemperatur eine Temperaturdifferenz bestimmt wird, und der Vergleichswert unter Heranziehung der Temperaturdifferenz bestimmt wird. So werden die Batterietemperatur und die Umgebungstemperatur in einfach zu verarbeitender Weise miteinander verknüpft.Preferably, it is provided that a temperature difference is determined by evaluating the representative value for the battery temperature and the representative value for the ambient temperature, and the comparison value is determined using the temperature difference. Thus, the battery temperature and the ambient temperature are linked together in an easy-to-process manner.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass unter Auswertung einer Batteriekonstante für die Traktionsbatterie und der Temperaturdifferenz ein repräsentativer Wert für einen Batteriewärmestrom der Traktionsbatterie bestimmt wird, und der Vergleichswert unter Heranziehung des repräsentativen Wertes für den Batteriewärmestrom bestimmt wird. Es wird somit ein aufgrund der baulichen Ausgestaltung der Traktionsbatterie und der Temperaturdifferenz sich einstellender Wärmestrom direkt oder indirekt bestimmt und so die Genauigkeit der Bestimmung der aufgenommenen Kühlleistung erhöht.It is preferably provided that a representative value for a battery heat flow of the traction battery is determined by evaluating a battery constant for the traction battery and the temperature difference, and the comparison value is determined using the representative value for the battery heat flow. It is thus due to the structural design of the traction battery and the Temperature difference adjusting heat flow directly or indirectly determined and thus increases the accuracy of the determination of the absorbed cooling capacity.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Vergleichwert unter Heranziehung von einem repräsentativen Wert für eine thermische Energie der Traktionsbatterie bestimmt wird. Somit wird der energetische Zustand der Traktionsbatterie bestimmt und berücksichtigt. So kann die Genauigkeit der Bestimmung der aufgenommenen Kühlleistung nachmals erhöht werden.It is preferably provided that the comparison value is determined using a representative value for a thermal energy of the traction battery. Thus, the energetic state of the traction battery is determined and taken into account. Thus, the accuracy of the determination of the absorbed cooling capacity can be increased again.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass der Vergleichwert in Intervallen bestimmt wird, und der Vergleichwert unter Heranziehung von einem repräsentativen Wert für eine thermische Energie der Traktionsbatterie in einem Intervall und von einem zweiten repräsentativen Wert für eine thermische Energie der Traktionsbatterie in einem Vorintervall bestimmt wird. Somit wird das Verfahren in einem vorbestimmten Intervall wiederholt. Die Periodendauer des Intervalls kann in einem Bereich von einer Sekunde bis zu fünf Minuten liegen, um so die thermische Trägheit der Traktionsbatterie zu berücksichtigen. Durch das Heranziehen des repräsentativen Wertes für die thermische Energie in einem Intervall, d.h. dem energetische Zustand der Traktionsbatterie, und dem Heranziehen des repräsentativen Wertes für die thermische Energie in einem Vorintervall können auf einfache Weise Veränderungen des energetischen Zustands der Traktionsbatterie erfasst und berücksichtigt werden. Dabei kann die thermische Energie der Traktionsbatterie durch Auswertung der Batterietemperatur und der spezifischen Wärmekapazität der Traktionsbatterie bestimmt werden.It is preferably provided that the comparison value is determined at intervals, and the comparison value is determined using a representative value for a thermal energy of the traction battery in one interval and a second representative value for a thermal energy of the traction battery in a pre-interval. Thus, the process is repeated at a predetermined interval. The period of the interval may be in the range of one second to five minutes so as to account for the thermal inertia of the traction battery. By taking the representative value for the thermal energy in an interval, i. the energetic state of the traction battery, and taking the representative value for the thermal energy in a pre-interval can be detected and taken into account in a simple manner changes in the energetic state of the traction battery. In this case, the thermal energy of the traction battery can be determined by evaluating the battery temperature and the specific heat capacity of the traction battery.
Ferner gehören zur Erfindung ein Computerprogrammprodukt, aufweisend Programmmodule, die ausgebildet sind, ein derartiges Verfahren durchzuführen, eine Vorrichtung zur Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie, und ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Vorrichtung zur Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie.The invention also relates to a computer program product comprising program modules adapted to carry out such a method, a device for monitoring a cooling device for cooling a traction battery, and a motor vehicle having such a device for monitoring a cooling device for cooling a traction battery.
Es wird nun die Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung erläutert. Es zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie, und -
2 in schematischer Darstellung einen Ablauf eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a schematic representation of an embodiment of a device for monitoring a cooling device for cooling a traction battery, and -
2 a schematic representation of a sequence of an embodiment of a method according to the invention.
Es wird zunächst auf
Darstellt ist eine Vorrichtung
Die Vorrichtung
Die Vergleichswertbestimmungseinrichtung
Der repräsentative Wert für die Batterietemperatur
Die Vergleichswertbestimmungseinrichtung
Ferner ist die Vergleichswertbestimmungseinrichtung
Des Weiteren ist, wie später noch detailliert beschrieben wird, die Vergleichswertbestimmungseinrichtung
Die thermische Energie
Schließlich ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Vergleichswertbestimmungseinrichtung
Somit wertet die Vergleichswertbestimmungseinrichtung
Die aufgenommene Kühlleistung Pk wird unter Verwendung folgender Gleichung in zeitdiskreter Form für die Wärmeenergiebilanz der Traktionsbatterie bestimmt:
Dabei steht EBat,
Aufgelöst nach Pkühl lautet die Gleichung für die Wärmeenergiebilanz in zeitdiskreter Form:
Die Referenzwertbestimmungseinrichtung
Die Vergleichseinrichtung
Die Ausgabeeinrichtung
Es wird nun unter zusätzliche Bezugnahme auf die
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
In einem Schritt
Ferner wird das Verfahren in Intervallen
Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Reihenfolge der Schritte
So wird es ohne messtechnische Erfassung einer Kühlmittelströmung mittels Durchflusssensoren möglich, durch einen Vergleich der aufgenommenen und der bereitgestellten Kühlleistung bzw. hierfür repräsentativer Werte auf eine Störung im Kühlmittelkreislauf zu schließen.Thus, without metrological detection of a coolant flow by means of flow sensors, it is possible to conclude by a comparison of the absorbed and the provided cooling capacity or values representative thereof for a disturbance in the coolant circuit.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 22
- Vorrichtungcontraption
- 44
- VergleichswertbestimmungseinrichtungComparative value determination means
- 66
- ReferenzwertbestimmungseinrichtungReference value determination means
- 88th
- Vergleichseinrichtungcomparator
- 1010
- Ausgabeeinrichtung output device
- 100100
- Schrittstep
- 200200
- Schrittstep
- 300300
- Schrittstep
- 400400
- Schrittstep
- 500500
- Schritt step
- ASAS
- Ansteuersignalcontrol signal
- BK B K
- bereitgestellte Kühlleistungprovided cooling capacity
- BTn BT n
- Batterietemperatur im Intervall nBattery temperature in the interval n
- EBat, n E Bat, n
- thermische Energie der Batterie im Intervall nthermal energy of the battery in the interval n
- EBat, n-1 E Bat, n-1
-
thermische Energie der Batterie im Vorintervall
n -1thermal energy of the battery in the pre-intervaln -1 - FSFS
- Fehlersignalerror signal
- nn
- Intervallinterval
- n-1n-1
- Vorintervallpre-interval
- NN
- Periodendauerperiod
- LALA
- Leistungsaufnahmeinput
- PK P K
- aufgenommene Kühlleistungabsorbed cooling capacity
- PV P V
- WärmeenergieverlustHeat energy loss
- RWRW
- Referenzwertreference value
- UTn UT n
- Umgebungstemperatur im Intervall nAmbient temperature in the interval n
- VWVW
- Vergleichswert comparison value
- ΔT.DELTA.T
- Temperaturdifferenztemperature difference
- ΔTλsΔTλs
- BatteriewärmestromBattery heat flow
- λs.lambda..sub.s
- Batteriekonstantebattery constant
Claims (14)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016215425.7A DE102016215425A1 (en) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | Method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016215425.7A DE102016215425A1 (en) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | Method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery |
Publications (1)
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DE102016215425A1 true DE102016215425A1 (en) | 2018-05-17 |
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ID=62026790
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DE102016215425.7A Pending DE102016215425A1 (en) | 2016-08-17 | 2016-08-17 | Method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery |
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DE (1) | DE102016215425A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111791755A (en) * | 2019-04-09 | 2020-10-20 | 微宏动力系统(湖州)有限公司 | Battery thermal management method |
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2016
- 2016-08-17 DE DE102016215425.7A patent/DE102016215425A1/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN111791755A (en) * | 2019-04-09 | 2020-10-20 | 微宏动力系统(湖州)有限公司 | Battery thermal management method |
CN111791755B (en) * | 2019-04-09 | 2024-02-13 | 微宏公司 | Battery thermal management method |
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