DE102016215425A1 - Method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery - Google Patents

Method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery Download PDF

Info

Publication number
DE102016215425A1
DE102016215425A1 DE102016215425.7A DE102016215425A DE102016215425A1 DE 102016215425 A1 DE102016215425 A1 DE 102016215425A1 DE 102016215425 A DE102016215425 A DE 102016215425A DE 102016215425 A1 DE102016215425 A1 DE 102016215425A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
value
battery
representative
comparison value
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102016215425.7A
Other languages
German (de)
Inventor
Benno Schweiger
David Maier
Stefan Römersperger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102016215425.7A priority Critical patent/DE102016215425A1/en
Publication of DE102016215425A1 publication Critical patent/DE102016215425A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61Types of temperature control
    • H01M10/613Cooling or keeping cold
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/62Heating or cooling; Temperature control specially adapted for specific applications
    • H01M10/625Vehicles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63Control systems
    • H01M10/635Control systems based on ambient temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/20Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

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.
The object of the invention is achieved by a method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery, comprising the steps:
  • 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.
The invention will now be explained with reference to a drawing. Show it:
  • 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 1 Bezug genommen.It is going on first 1 Referenced.

Darstellt ist eine Vorrichtung 2 zur Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie, wie z.B. eines Hochvoltspeichers eines Kraftfahrzeugs mit Elektroantrieb. Dabei kann es sich um ein vollelektrisches Kraftfahrzeug handeln oder um ein Kraftfahrzeug mit Hybridantrieb.Shown is a device 2 for monitoring a cooling device for cooling a traction battery, such as a high-voltage accumulator of a motor vehicle with electric drive. It may be a fully electric motor vehicle or a motor vehicle with hybrid drive.

Die Vorrichtung 2 weist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4, eine Referenzwertbestimmungseinrichtung 6, eine Vergleichseinrichtung 8 und eine Ausgabeeinrichtung 10 auf. Dabei können die Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4, die Referenzwertbestimmungseinrichtung 6, die Vergleichseinrichtung 8 und/oder die Ausgabeeinrichtung 10 Hard- und/oder Softwarekomponenten zur Durchführung der nachfolgend beschriebenen Aufgaben aufweisen.The device 2 has in the present embodiment, a comparison value determination device 4 , a reference value determination device 6 , a comparison device 8th and an output device 10 on. In this case, the comparison value determination device 4 , the reference value determination device 6 , the comparison device 8th and / or the output device 10 Have hardware and / or software components for performing the tasks described below.

Die Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4 ist dazu ausgebildet, innerhalb eines vorbestimmten Intervalls n mit einer Periodendauer N einen für eine Batterietemperatur BTn repräsentativen Wert und einen für eine Umgebungstemperatur UTn repräsentativen Wert zu einzulesen und auszuwerten. Die Batterietemperatur BTn kann mit einem zur Erfassung der Batterietemperatur BTn vorgesehenen Temperatursensor erfasst werden, während die Umgebungstemperatur UTn mit einem Temperatursensor zur Erfassung der Außen- oder Lufttemperatur erfasst werden kann. Die Periodendauer N des Intervalls n kann in einem Bereich von einer Sekunde bis zu fünf Minuten liegen, um so die thermische Trägheit der Traktionsbatterie zu berücksichtigen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt die Periodendauer N eine Minute.The comparison value determination device 4 is designed to be within a predetermined interval n with a period duration N one for a battery temperature BT n representative value and one for an ambient temperature UT n to read and evaluate the representative value. The battery temperature BT n can use a to record the battery temperature BT n provided temperature sensor can be detected while the ambient temperature UT n can be detected with a temperature sensor for detecting the outside or air temperature. The period duration N of the interval n may be in the range of one second to five minutes to accommodate the thermal inertia of the traction battery. In the present embodiment, the period is N a minute.

Der repräsentative Wert für die Batterietemperatur BTn und der repräsentative Wert für die Umgebungstemperatur UTn können z.B. mittels eines CAN-Buses von den jeweiligen Temperatursensoren zu der Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4 übertragen werden.The representative value for the battery temperature BT n and the representative value for the ambient temperature UT n can eg by means of a CAN bus from the respective temperature sensors to the comparison value determination device 4 be transmitted.

Die Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, den repräsentativen Wert für die Batterietemperatur BTn und den repräsentativen Wert für die Umgebungstemperatur UTn heranzuziehen, um eine Temperaturdifferenz ΔT zu bestimmen.The comparison value determination device 4 is formed in the present embodiment, the representative value for the battery temperature BT n and the representative value for the ambient temperature UT n to use a temperature difference .DELTA.T to determine.

Ferner ist die Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel dazu ausgebildet, einen Batteriewärmestrom ΔTλs der Traktionsbatterie zu bestimmen. Hierzu verwendet die Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4 die bestimmte Temperaturdifferenz ΔT und eine Batteriekonstante λs der Traktionsbatterie, die deren Wärmeleitfähigkeit beschreibt und bildet das Produkt aus diesen beiden Werten. Further, the comparison value determination means 4 formed in the present embodiment, a battery heat flow ΔTλs to determine the traction battery. For this purpose, the comparative value determination device uses 4 the specific temperature difference .DELTA.T and a battery constant .lambda..sub.s the traction battery, which describes their thermal conductivity and forms the product of these two values.

Des Weiteren ist, wie später noch detailliert beschrieben wird, die Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4 dazu ausgebildet, den Vergleichwert VW in dem Intervall n zu bestimmen. Ferner wird in jedem Intervall n ein repräsentativer Wert für die thermische Energie EBat, n der Traktionsbatterie bestimmt, d.h., es wird ein repräsentativer Wert für die thermische Energie EBat, n der Traktionsbatterie für ein aktuelles Intervall n bestimmt und ein zweiter repräsentativer Wert für die thermische Energie EBat, n-1 der Traktionsbatterie für ein Vorintervall n-1 herangezogen.Furthermore, as will be described later in detail, the comparison value determining means 4 adapted to the comparison value VW in the interval n to determine. Furthermore, in every interval n a representative value for the thermal energy E Bat, n of the traction battery, ie, it becomes a representative value for the thermal energy E Bat, n the traction battery for a current interval n determined and a second representative value for the thermal energy E Bat, n-1 the traction battery for a pre-interval n-1 used.

Die thermische Energie EBat, n der Traktionsbatterie für das aktuelle Intervall n wird durch Auswertung der Batterietemperatur BTn für das aktuelle Intervall n und der spezifischen Wärmekapazität der Traktionsbatterie bestimmt, während die thermische Energie EBat, n-1 der Traktionsbatterie für das Vorintervall n-1 wird durch Auswertung der Batterietemperatur BTn-1 für das Vorintervall n-1 und ebenfalls der spezifischen Wärmekapazität der Traktionsbatterie bestimmt wird.The thermal energy E Bat, n the traction battery for the current interval n is determined by evaluation of the battery temperature BT n for the current interval n and determines the specific heat capacity of the traction battery, while the thermal energy E Bat, n-1 the traction battery for the pre-interval n-1 is determined by evaluating the battery temperature BT n-1 for the pre-interval n-1 and also the specific heat capacity of the traction battery is determined.

Schließlich ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel die Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4 dazu ausgebildet, einen Wärmeenergieverlust Pv der Traktionsbatterie zu berücksichtigen, der in dem Intervall n auftritt.Finally, in the present embodiment, the comparison value determination device 4 adapted to account for a heat energy loss P v of the traction battery, in the interval n occurs.

Somit wertet die Vergleichswertbestimmungseinrichtung 4 im vorliegenden Ausführungsbeispiel den repräsentativen Wert für die Batterietemperatur BTn , den repräsentativen Wert für die Umgebungstemperatur UTn , die Batteriekonstante λs, den Wärmeenergieverlust Pv, einen repräsentativen Wert für die thermische Energie EBat, n der Traktionsbatterie in dem aktuellen Intervall n und einen zweiten repräsentativen Wert EBat, n-1 für die thermische Energie der Traktionsbatterie in einem Vorintervall n-1 aus, um den Vergleichwert VW zu bestimmen. Der Vergleichswert VW ist repräsentativ für die aufgenommene Kühlleistung Pk.Thus, the comparison value determination means evaluates 4 in the present embodiment, the representative value for the battery temperature BT n , the representative value for the ambient temperature UT n , the battery constant .lambda..sub.s , the heat energy loss Pv, a representative value for the thermal energy E Bat , n the traction battery in the current interval n and a second representative value E Bat, n-1 for the thermal energy of the traction battery in a pre-interval n-1 off to the comparison value VW to determine. The comparison value VW is representative of the absorbed cooling power P k .

Die aufgenommene Kühlleistung Pk wird unter Verwendung folgender Gleichung in zeitdiskreter Form für die Wärmeenergiebilanz der Traktionsbatterie bestimmt: E B a t , n = E B a t , n 1 + P V N + Δ Τ λ s N P K N

Figure DE102016215425A1_0001
The absorbed cooling power P k is determined using the following equation in discrete-time form for the heat energy balance of the traction battery: e B a t . n = e B a t . n - 1 + P V N + Δ Τ λ s N - P K N
Figure DE102016215425A1_0001

Dabei steht EBat, n für einen repräsentativen Wert der thermischen Energie der Traktionsbatterie in dem aktuellen Intervall n, EBat, n-1 für einen repräsentativen Wert der thermischen Energie der Traktionsbatterie in dem Vorintervall n-1, PvN für den Wärmeenergieverlust in dem Intervall n und ΔTλsN Batteriewärmestrom in dem Intervall n, jeweils mit der Periodendauer N.It says E Bat , n for a representative value of the thermal energy of the traction battery in the current interval n . E Bat, n-1 for a representative value of the traction battery thermal energy in the pre-interval n-1 , PvN for the heat energy loss in the interval n and ΔTλsN battery heat flux in the interval n , each with the period duration N ,

Aufgelöst nach Pkühl lautet die Gleichung für die Wärmeenergiebilanz in zeitdiskreter Form: P K = 1 N ( E B a t , n 1 E B a t , n + P V Τ λ s N )

Figure DE102016215425A1_0002
Solved after P cool , the equation for the heat energy balance in discrete-time form is: P K = 1 N ( e B a t . n - 1 - e B a t . n + P V + Δ Τ λ s N )
Figure DE102016215425A1_0002

Die Referenzwertbestimmungseinrichtung 6 ist zum Bestimmen des Referenzwertes RW ausgebildet, der repräsentativ für die von der Kühlvorrichtung bereitgestellte Kühlleistung BK ist. Z.B. kann der Referenzwert RW bestimmt werden, indem eine Leistungsaufnahme LA eines Kühlkompressors der Kühlvorrichtung erfasst und bestimmt wird.The reference value determination device 6 is for determining the reference value RW representative of the cooling power provided by the cooling device B K is. For example, the reference value RW be determined by a power consumption LA a cooling compressor of the cooling device is detected and determined.

Die Vergleichseinrichtung 8 ist zum Vergleichen des Vergleichswertes VW mit dem Referenzwert RW ausgebildet und erzeugt ein Ansteuersignal AS, wenn der Vergleichswert VW, z.B. aufgrund einer zu hohen Batterietemperatur BTn , größer als der Referenzwert RW ist.The comparison device 8th is for comparing the comparison value VW with the reference value RW trained and generates a drive signal AS if the comparison value VW , eg due to a too high battery temperature BT n , greater than the reference value RW is.

Die Ausgabeeinrichtung 10 ist dazu ausgebildet, auf Empfang des Ansteuersignals AS hin das Fehlersignal FS zu erzeugen und auszugeben, z.B. in den CAN-Bus einzuspeisen.The output device 10 is designed to receive the drive signal AS out the error signal FS to generate and output, eg to feed into the CAN bus.

Es wird nun unter zusätzliche Bezugnahme auf die 2 der Betrieb der Vorrichtung 2 zur Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie erläutert. It will now be with additional reference to the 2 the operation of the device 2 for monitoring a cooling device for cooling a traction battery explained.

In einem Schritt 100 werden ein repräsentativen Wert für die Batterietemperatur BTn und ein repräsentativer Wert für die Umgebungstemperatur UTn von der Vergleichwertbestimmungseinrichtung 4 eingelesen und die Temperaturdifferenz ΔT bestimmt.In one step 100 become a representative value for the battery temperature BT n and a representative value for the ambient temperature UT n from the comparison value determination device 4 read in and the temperature difference .DELTA.T certainly.

In einem Schritt 200 wird von der Vergleichwertbestimmungseinrichtung 4 die Batteriekonstante λs eingelesen und mit der Temperaturdifferenz ΔT multipliziert, um den Batteriewärmestrom ΔTλs zu bestimmen.In one step 200 is determined by the comparison value determination device 4 the battery constant .lambda..sub.s read in and with the temperature difference .DELTA.T multiplied by the battery heat current ΔTλs to determine.

In einem Schritt 300 werden von der Vergleichwertbestimmungseinrichtung 4 ein repräsentativer Wert für eine thermische Energie EBat, n der Traktionsbatterie in dem Intervall n und der zweite repräsentativer Wert EBat, n-1 für eine thermische Energie der Traktionsbatterie in dem Vorintervall In-1 sowie der Wärmeenergieverlust Pv eingelesen und der Vergleichswert VW bestimmt, der repräsentativ für die von der Traktionsbatterie aufgenommene Kühlleistung PK istIn one step 300 are determined by the comparison value determination device 4 a representative value for a thermal energy E Bat, n the traction battery in the interval n and the second representative value E Bat, n-1 for a thermal energy of the traction battery in the pre-interval I n-1 and the heat energy loss Pv read in and the comparison value VW which is representative of the power absorbed by the traction battery cooling power P K is

In einem Schritt 400 wird von der Referenzwertbestimmungseinrichtung 6 z.B. eine Leistungsaufnahme LA eines Kühlkompressors der Kühlvorrichtung erfasst und durch Auswertung der Leistungsaufnahme der Referenzwert RW bestimmt.In one step 400 is from the reference value determination device 6 eg a power consumption LA a cooling compressor of the cooling device detected and by evaluating the power consumption of the reference value RW certainly.

In einem Schritt 500 werden der Vergleichswert VE und der Referenzwert RW von der Vergleichseinrichtung 8 verglichen. Wenn der Vergleichswert VW größer als der Referenzwert RW ist erzeugt die Vergleichseinrichtung 8 das Ansteuersignal AS, woraufhin die Ausgabeeinrichtung 10 das Fehlersignals FS erzeugt und in Form einer Fehlermeldung z.B. in den CAN-Bus einspeist.In one step 500 become the reference value VE and the reference value RW from the comparator 8th compared. If the comparison value VW greater than the reference value RW is generated the comparator 8th the drive signal AS , whereupon the output device 10 the error signal FS generated and fed in the form of an error message, for example, in the CAN bus.

Ferner wird das Verfahren in Intervallen n mit der vorbestimmten Periodendauer N wiederholt. Insbesondere wird in jedem Intervall n, n-1 die jeweilige thermische Energie der Traktionsbatterie EBat, n , EBat, n-1 bestimmt und die Differenz aus diesen Werten gebildet, um so Veränderungen im thermischen Energiehaushalt der Traktionsbatterie zu berücksichtigen.Furthermore, the procedure is at intervals n with the predetermined period N repeated. In particular, in every interval n . n-1 the respective thermal energy of the traction battery E Bat, n . E Bat, n-1 determined and the difference formed from these values, so as to take into account changes in the thermal energy budget of the traction battery.

Abweichend vom vorliegenden Ausführungsbeispiel kann die Reihenfolge der Schritte 100 bis 500 auch eine andere sein, oder es können auch Schritte 100 bis 500 parallel, d.h. zeitgleich bzw. simultan durchgeführt werden. So kann z.B. das Verfahren auch mit dem Schritt 400 beginnen, gefolgt von den Schritten 100 bis 300, um dann mit dem Schritt 500 zu enden, oder es können z.B. die Schritte 300 und 400 zeitgleich durchgeführt werden.Notwithstanding the present embodiment, the order of the steps 100 to 500 also be different, or it can also be steps 100 to 500 parallel, ie be carried out simultaneously or simultaneously. For example, the method can also be used with the step 400 begin, followed by the steps 100 to 300 , then with the step 500 to end, or it can, for example, the steps 300 and 400 be carried out at the same time.

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-interval n -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)

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 (PK) ist, Bestimmen eines Referenzwertes (RW), der repräsentativ für die von der Kühlvorrichtung bereitgestellte Kühlleistung (BK) 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, und Absetzen einer Fehlermeldung auf das Fehlersignal (FS) hin.A method of monitoring a cooling device for cooling a traction battery, comprising the steps of: determining a comparison value (VW) representative of the cooling power (P K ) received by the battery, determining a reference value (RW) representative of that of the cooling device provided cooling power (B K ), 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 issuing an error message the error signal (FS). Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Bestimmung des Vergleichswertes (VW) ein für eine Batterietemperatur (BTn) repräsentativer Wert und ein für eine Umgebungstemperatur (UTn) repräsentativer Wert erfasst und ausgewertet werden.Method according to Claim 1 , wherein for the determination of the comparison value (VW) a value representative of a battery temperature (BT n ) and a value representative of an ambient temperature (UT n ) are detected and evaluated. Verfahren nach Anspruch 2, wobei unter Auswertung des repräsentativen Wertes für die Batterietemperatur (BTn) und des repräsentativen Wertes für die Umgebungstemperatur (UTn) eine Temperaturdifferenz (ΔT) bestimmt wird, und der Vergleichswert (VW) unter Heranziehung der Temperaturdifferenz(ΔT) bestimmt wird.Method according to Claim 2 , wherein a temperature difference (ΔT) is determined by evaluating the representative value for the battery temperature (BT n ) and the representative value for the ambient temperature (UT n ), and the comparison value (VW) is determined by taking the temperature difference (ΔT). Verfahren nach Anspruch 3, wobei unter Auswertung einer Batteriekonstante (As) für die Batterie und der Temperaturdifferenz (ΔT) ein repräsentativer Wert für einen Batteriewärmestrom (ΔTλs) der Traktionsbatterie bestimmt wird, und der Vergleichswert (VW) unter Heranziehung des repräsentativen Wertes für den Batteriewärmestrom (ΔTλS) bestimmt wird.Method according to Claim 3 wherein, evaluating a battery constant (As) for the battery and the temperature difference (ΔT), a representative value for a battery thermal current (ΔTλs) of the traction battery is determined, and the comparison value (VW) is determined using the representative value for the battery thermal current (ΔTλS) becomes. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Vergleichwert (VW) unter Heranziehung von einem repräsentativen Wert für eine thermische Energie der Batterie (EBat, n) bestimmt wird.Method according to one of Claims 1 to 4 wherein the comparison value (VW) is determined using a representative value for a thermal energy of the battery (E Bat, n ). Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Vergleichwert (VW) in Intervallen (n, n-1) bestimmt wird, und der Vergleichwert (VW) unter Heranziehung von einem repräsentativen Wert für eine thermische Energie (EBat, n) der Traktionsbatterie in einem Intervall (n) und von einem zweiten repräsentativen Wert für eine thermische Energie der Batterie (EBat, n-1) in einem Vorintervall (n-1)bestimmt wird.Method according to Claim 5 in which the comparison value (VW) is determined at intervals (n, n-1), and the comparison value (VW) using a representative value for a thermal energy (E Bat, n ) of the traction battery in an interval (n) and from a second representative value for a thermal energy of the battery (E Bat, n-1 ) in a pre-interval (n-1). Computerprogrammprodukt, aufweisend Programmmodule, die ausgebildet sind, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.Computer program product comprising program modules adapted to perform a method according to any one of Claims 1 to 6 perform. Vorrichtung (2) zur Überwachung einer Kühlvorrichtung zur Kühlung einer Traktionsbatterie, mit einer Vergleichswertbestimmungseinrichtung (4) zum Bestimmen eines Vergleichswertes (VW), der repräsentativ für die von der Batterie aufgenommene Kühlleistung (PK) ist, einer Referenzwertbestimmungseinrichtung (6) zum Bestimmen eines Referenzwertes (RW), der repräsentativ für die von der Kühlvorrichtung bereitgestellte Kühlleistung (BK) ist, einer Vergleichseinrichtung (8) zum Vergleichen des Vergleichswertes (VW) mit dem Referenzwert (RW), und einer Ausgabeeinrichtung (10) zum Erzeugen und Ausgeben eines Fehlersignals (FS), wenn eine Differenz zwischen dem Vergleichswert (VW) und dem Referenzwert (RW) vorliegt und zum Absetzen einer Fehlermeldung auf das Fehlersignal (FS) hin. Device (2) for monitoring a cooling device for cooling a traction battery, having a comparison value determination device (4) for determining a comparison value (VW), which is representative of the cooling power (P K ) received by the battery, of a reference value determination device (6) for determining a Reference value (RW) representative of the cooling power (B K ) provided by the cooling device, comparison means (8) for comparing the comparison value (VW) with the reference value (RW), and output means (10) for generating and outputting one Error signal (FS), if there is a difference between the comparison value (VW) and the reference value (RW) and for issuing an error message to the error signal (FS). Vorrichtung (2) nach Anspruch 8, wobei die Vergleichswertbestimmungseinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, einen für . eine Batterietemperatur (BTn) repräsentativen Wert und einen für eine Umgebungstemperatur (UTn) repräsentativen Wert zu erfassen und auszuwerten.Device (2) according to Claim 8 wherein the comparison value determining means (4) is adapted to provide a for. to detect and evaluate a battery temperature (BT n ) representative value and a value representative of an ambient temperature (UT n ). Vorrichtung (2) nach Anspruch 9, wobei Vergleichswertbestimmungseinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, unter Auswertung des repräsentativen Wertes für die Batterietemperatur (BTn) und des repräsentativen Wertes für die Umgebungstemperatur (UTn) eine Temperaturdifferenz (ΔT) zu bestimmen, und den Vergleichswert (VW) unter Heranziehung der Temperaturdifferenz (ΔT) zu bestimmen.Device (2) according to Claim 9 wherein comparison value determination device (4) is designed to determine a temperature difference (ΔT) by evaluating the representative value for the battery temperature (BT n ) and the representative value for the ambient temperature (UT n ), and using the comparison value (VW) Temperature difference (ΔT) to determine. Vorrichtung (2) nach Anspruch 10, wobei die Vergleichswertbestimmungseinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, unter Auswertung einer Batteriekonstante (λs) für die Traktionsbatterie und der Temperaturdifferenz (ΔT) einen repräsentativer Wert für einen Batteriewärmestrom (ΔTλs) der Traktionsbatterie zu bestimmen, und den Vergleichswert (VW) unter Heranziehung des repräsentativen Wertes für den Batteriewärmestrom (ΔTλs) zu bestimmen.Device (2) according to Claim 10 wherein the comparison value determination device (4) is designed to determine a representative value for a battery thermal current (ΔTλs) of the traction battery by evaluating a battery constant (λs) for the traction battery and the temperature difference (ΔT), and using the comparison value (VW) representative value for the battery heat flux (ΔTλs). Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei die Vergleichswertbestimmungseinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, den Vergleichwert (VW) unter Heranziehung von einem repräsentativen Wert für eine thermische Energie der Batterie (EBat) zu bestimmen.Device (2) according to one of Claims 8 to 11 wherein the comparison value determining means (4) is adapted to determine the comparison value (VW) using a representative value for a thermal energy of the battery (E Bat ). Vorrichtung (2) nach Anspruch 12, wobei die Vergleichswertbestimmungseinrichtung (4) dazu ausgebildet ist, den Vergleichwert (VW) in Intervallen (n, n-11) zu bestimmen, und den Vergleichwert (VW) unter Heranziehung von einem repräsentativen Wert für eine thermische Energie (EBat, n) der Traktionsbatterie in einem Intervall (n) und von einem zweiten repräsentativen Wert für eine thermische Energie (EBat,n-1) der Traktionsbatterie in einem Vorintervall (n-1) zu bestimmen.Device (2) according to Claim 12 wherein the comparison value determining means (4) is adapted to determine the comparison value (VW) at intervals (n, n-1 1 ), and the comparison value (VW) using a representative value for a thermal energy (E Bat, n ) of the traction battery at an interval (n) and from a second representative value for a thermal energy (E Bat, n-1 ) of the traction battery in a pre-interval (n-1). Kraftfahrzeug mit einer Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 8 bis 13.Motor vehicle with a device (2) according to one of Claims 8 to 13 ,
DE102016215425.7A 2016-08-17 2016-08-17 Method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery Pending DE102016215425A1 (en)

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)

Publication Number Publication Date
DE102016215425A1 true DE102016215425A1 (en) 2018-05-17

Family

ID=62026790

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016215425.7A Pending DE102016215425A1 (en) 2016-08-17 2016-08-17 Method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102016215425A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
CN111791755B (en) * 2019-04-09 2024-02-13 微宏公司 Battery thermal management method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3766120B1 (en) Characterisation of lithium plating in rechargeable batteries
DE102014214010B4 (en) Apparatus for estimating open circuit battery voltage based on transient resistance effects
DE102015222979A1 (en) Apparatus and method for calculating a degree of deterioration
DE102015109290B4 (en) Simplified modeling of battery thermodynamics for controls
DE102013220015A1 (en) Method and system for estimating battery capacity in a vehicle
DE102015203461A1 (en) SYSTEM AND METHOD FOR THE ASSESSMENT OF HEALTH CONDITION ON THE BASIS OF BATTERY MODEL PARAMETERS
DE102015103561A1 (en) FREQUENCY BASED ESTIMATION OF BATTERY MODEL PARAMETERS
DE102015109327A1 (en) Estimates of battery current limits based on equivalent circuits
WO2009065667A1 (en) Monitoring the temperature sensors of a pulse-controlled inverter
DE102006033629B4 (en) Method and device for determining the state of a battery
DE102016207571A1 (en) Diagnostic method, operating method for a battery assembly, method of operating a device, control unit and device
EP2586090B1 (en) Method for determining at least one state of a plurality of battery cells, computer program, battery and motor vehicle
WO2023052521A1 (en) Determination of an ageing value for batteries with current-voltage time series in time domain and load domain
DE102011080512B4 (en) Method for monitoring the function of temperature sensors in a battery system
DE102016215425A1 (en) Method for monitoring a cooling device for cooling a traction battery
DE102018132658A1 (en) Method for computer-aided evaluation of a measurement of an electrical variable in a high-voltage electrical system of a predetermined electrically driven motor vehicle
DE102016207740A1 (en) Method for determining a model
DE102012217193A1 (en) Method for operating a vehicle electrical system
DE102009054547B4 (en) Determining the internal resistance of a battery cell of a traction battery
DE102012201528A1 (en) Method and device for monitoring a temperature of a temperature-sensitive system
DE102011120238A1 (en) Method for operating high volt battery utilized for supplying electrical power to electrical drive unit of e.g. electric car, involves closing battery cells depending on change of electrical variable on unauthorized exchange
DE102012212380A1 (en) Method for providing indicators for the state of danger of a battery
EP3445600A1 (en) Method and device for determining the flow direction of a coolant
EP4016098A1 (en) Method and device for robust online determination of the state of large battery storage systems
DE102016108974A1 (en) A method for determining a state of aging of a rechargeable battery and system with a rechargeable battery

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed