DE102019127911A1

DE102019127911A1 - Verfahren und vorrichtung zur überwachung einer elektrochemischen energiespeicherzelle sowie fahrzeug

Info

Publication number: DE102019127911A1
Application number: DE102019127911.9A
Authority: DE
Inventors: Jan Philipp Schmidt
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-10-16
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2021-04-22

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle, insbesondere einer Lithium-Ionenzelle, mit folgenden Schritten: Erfassen einer Impedanz der Energiespeicherzelle bei zwei oder mehreren unterschiedlichen Frequenzen; Ermitteln von Temperaturausgangswerten, welche eine Temperatur der Energiespeicherzelle charakterisieren, basierend auf der bei unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz; Ermitteln mindestens eines mittleren Temperaturausgangswerts basierend auf den Temperaturausgangswerten; Auswählen von Temperaturausgangswerten, die eine Abweichung von dem mindestens einen mittleren Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert; und Ermitteln mindestens eines Temperaturwerts basierend auf den ausgewählten Temperaturausgangswerten. Die Erfindung betrifft ferner eine entsprechende Vorrichtung sowie ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle, insbesondere einer Lithium-Ionenzelle, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
Die elektrische Energie zum Antrieb von Elektro- bzw. Hybridfahrzeugen wird in der Regel von elektrochemischen Energiespeicherzellen zur Verfügung gestellt. Verschiedene Eigenschaften wie Kapazität, Ladezeit und/oder Lebensdauer der Energiespeicherzellen sind dabei von der Temperatur der Zelle abhängig. Beispielsweise verringert sich die sog. Zyklenlebensdauer, d.h. die Anzahl der möglichen Ent- und Wiederaufladeprozesse, bei hohen Temperaturen. Ebenso kann der Betrieb einer Energiespeicherzelle bei geringen Temperaturen das Elektrodenmaterial schädigen. Im Allgemeinen gibt es daher einen optimalen Betriebstemperaturbereich für elektrochemische Energiespeicherzellen.
Um eine effiziente und sichere Verwendung von Energiespeicherzellen zu ermöglichen, wird in der Regel deren Temperatur überwacht und die Leistungsaufnahme bzw. Leistungsabgabe dementsprechend geregelt. Dazu werden Temperatursensoren an den Energiespeicherzellen angeordnet und in einem Regelkreis zur Steuerung des Betriebs der Zellen integriert.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, die Überwachung der Temperatur von elektrochemischen Energiespeicherzellen weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle, insbesondere einer Lithium-Ionenzelle, gemäß den unabhängigen Ansprüchen sowie einem Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle, insbesondere einer Lithium-Ionenzelle, weist folgende Schritte auf: Erfassen einer Impedanz der Energiespeicherzelle bei zwei oder mehreren unterschiedlichen Frequenzen; Ermitteln von Temperaturausgangswerten, welche eine Temperatur der Energiespeicherzelle charakterisieren, basierend auf der bei unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz; Ermitteln mindestens eines mittleren Temperaturausgangswerts basierend auf den Temperaturausgangswerten; Auswählen von Temperaturausgangswerten, die eine Abweichung von dem mindestens einen mittleren Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert; und Ermitteln mindestens eines Temperaturwerts basierend auf den ausgewählten Temperaturausgangswerten.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle, insbesondere einer Lithium-Ionenzelle, weist auf: eine Erfassungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, eine Impedanz der Energiespeicherzelle bei zwei oder mehreren unterschiedlichen Frequenzen zu erfassen, und eine Auswertungseinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, Temperaturausgangswerte, welche eine Temperatur der Energiespeicherzelle charakterisieren, basierend auf der bei unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz zu ermitteln, mindestens einen mittleren Temperaturausgangswert basierend auf den Temperaturausgangswerten zu ermitteln, Temperaturausgangswerte, die eine Abweichung von dem mindestens einen mittleren Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, auszuwählen, und mindestens einen Temperaturwert basierend auf den ausgewählten Temperaturausgangswerten zu ermitteln.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, weist mindestens eine elektrochemische Energiespeicherzelle und eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle auf.
Ein Aspekt der Erfindung basiert auf dem Ansatz, mindestens einen Temperaturwert, welcher eine in oder an der Energiespeicherzelle - im Folgenden auch als „Zelle“ bezeichnet - herrschende Temperatur charakterisiert, basierend auf einer erfassten Impedanz der Energiespeicherzelle zu ermitteln, wobei mögliche Störungen bei der Erfassung der Impedanz, die etwa aufgrund von Einkopplungen, Rauschen und/oder Clipping aufgrund der hohen Dynamik der Zellenspannung z.B. bei Beschleunigungs- oder Rekuperationsvorgängen verursacht werden können und sich durch sog. Ausreißer im jeweils erfassten Impedanzverlauf deutlich bemerkbar machen, nicht etwa durch eine „direkte“ Bearbeitung, z.B. Filterung, des erfassten Impedanzverlaufs selbst, sondern „indirekt“ durch eine Bearbeitung, z.B. Filterung und/oder Glättung, von aus dem erfassten Impedanzverlauf abgeleiteten Temperaturausgangswerten eliminiert oder zumindest reduziert werden. Dadurch wird eine deutlich bessere und robustere Filterung, insbesondere Elimination von Ausreißern, erreicht als dies bei einer direkten Bearbeitung des jeweils erfassten Impedanzverlaufs möglich wäre, da die bei einer Messung jeweils zu erwartende Impedanz selbst meist nicht a priori bekannt ist, so dass Ausreißer nicht ohne Weiteres etwa durch Vergleich des Impedanzverlaufs selbst mit festen Schwellenwerten erkannt bzw. eliminiert werden können.
Insgesamt wird dadurch die Überwachung der Temperatur von elektrochemischen Energiespeicherzellen verbessert.
Vorzugsweise entspricht der mindestens eine mittlere Temperaturausgangswert dem Median der Temperaturausgangswerte, insbesondere dem Median der jeweils in einem vorgegebenen Frequenzbereich liegenden Temperaturausgangswerte. Dadurch wird der Einfluss einzelner, besonders ausgeprägter Ausreißer in den abgeleiteten Temperaturausgangswerten bei der Ermittlung des mittleren Temperaturausgangswerts reduziert, was die Elimination besonders ausgeprägter und anderer Ausreißer bzw. das Auswählen der Temperaturausgangswerte, die innerhalb einer vorgegebenen Schwelle um den mittleren Temperaturausgangswert liegen, weiter verbessert bzw. erleichtert.
Vorzugsweise entspricht der mindestens eine Temperaturwert einem aus den ausgewählten Temperaturausgangswerten gebildeten Mittelwert, insbesondere dem arithmetischen Mittelwert. Der jeweils ermittelte Temperaturwert stellt dadurch insbesondere einen Durchschnittswert der nach der vorgenommenen Auswahl verbliebenen, d.h. der ausgewählten, Temperaturausgangswerte dar, in welchem z.B. messtechnisch und/oder durch den Betrieb der Zelle bedingte Schwankungen und/oder Störungen weiter reduziert sind.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung werden beim Ermitteln der Temperaturausgangswerte erste Temperaturausgangswerte, welche eine im Bereich von Elektroden der Energiespeicherzelle herrschende Temperatur charakterisieren, basierend auf dem Imaginärteil oder der Phase der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz ermittelt und/oder zweite Temperaturausgangswerte, welche eine an einem mit mindestens einer Elektrode der Energiespeicherzelle verbundenen Ableiterelement herrschende Temperatur charakterisieren, basierend auf dem Realteil oder dem Betrag der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz ermittelt.
Diese bevorzugte Ausführung basiert auf dem Ansatz, mithilfe einer getrennten Betrachtung bzw. Auswertung des Real- und/oder Imaginärteils einer jeweils erfassten Impedanz der Zelle Rückschlüsse auf an unterschiedlichen Orten in bzw. an der Zelle vorherrschende Temperaturen und/oder durch unterschiedliche physikalische und/oder chemische Mechanismen in der Zelle beeinflusste bzw. verursachte Temperaturen ziehen zu können. Dadurch ist es möglich, anhand des Imaginärteils der Impedanz z.B. auf chemische Vorgänge im Inneren der Zelle und/oder auf eine mittlere Temperatur im Inneren des Zellenwickels bzw. Zellenstapels bzw. anhand des Realteils der Impedanz z.B. auf elektrische Leitungsverluste und/oder eine Temperatur im Bereich eines Ableiterelements, insbesondere einer Ableiterspange, zu schließen. Je Impedanzmessung bei einer Frequenz können zwei an unterschiedlichen Orten bzw. Bereichen in bzw. an der Energiespeicherzelle vorliegende Temperaturausgangswerte ermittelt werden, was zu einer Vereinfachung bei der Ermittlung der Temperaturausgangswerte führt. Dadurch kann ferner auf Temperatursensoren in bzw. an der Zelle entweder ganz verzichtet oder zumindest deren Anzahl deutlich reduziert werden, was zu einer Kosteneinsparung führt.
Vorzugsweise wird beim Ermitteln des mindestens einen mittleren Temperaturausgangswerts ein mittlerer erster Temperaturausgangswert basierend auf den ersten Temperaturausgangswerten ermittelt und/oder ein mittlerer zweiter Temperaturausgangswert basierend auf den zweiten Temperaturausgangswerten ermittelt.
Vorzugsweise werden beim Auswählen der Temperaturausgangswerte erste Temperaturausgangswerte ausgewählt, die eine Abweichung von dem mittleren ersten Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert, und/oder zweite Temperaturausgangswerte ausgewählt, die eine Abweichung von dem mittleren zweiten Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert.
Vorzugsweise wird beim Ermitteln des mindestens einen Temperaturwerts ein erster Temperaturwert basierend auf den ausgewählten ersten Temperaturausgangswerten ermittelt und/oder ein zweiter Temperaturwert basierend auf den ausgewählten zweiten Temperaturausgangswerten ermittelt.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen werden bei der Ermittlung des mindestens einen mittleren Temperaturausgangswerts die ersten bzw. zweiten Temperaturausgangswerte, die auf der Basis des Imaginärteils bzw. Realteils der jeweils erfassten Impedanzen ermittelt wurden, vorteilhafterweise separat betrachtet, so dass nach einer entsprechenden Auswahl von ersten bzw. zweiten Temperaturausgangswerten durch einen Vergleich mit separaten ersten und zweiten Schwellenwerten aus den ausgewählten ersten bzw. zweiten Temperaturausgangswerten ein erster bzw. zweiter Temperaturwert abgeleitet werden kann, welcher eine im Bereich von Elektroden der Energiespeicherzelle herrschende Temperatur bzw. eine an einem mit mindestens einer Elektrode der Energiespeicherzelle verbundenen Ableiterelement herrschende Temperatur charakterisiert, wobei im ersten bzw. zweiten Temperaturwert jeweils separat und damit besonders zuverlässig Störungen bzw. Ausreißer in erfindungsgemäßer Weise eliminiert oder zumindest reduziert worden sind.
Vorzugsweis werden die ersten Temperaturausgangswerte basierend auf dem Imaginärteil bzw. der Phase der bei unterschiedlichen Frequenzen oberhalb von 700 Hz erfassten Impedanz ermittelt. Bei Frequenzen über 700 Hz sinkt der Einfluss eines Ladungszustandes der Energiespeicherzelle auf die Impedanz, wodurch eine gezielte Bestimmung der ersten Temperaturausgangswerte, insbesondere ausschließlich, auf Basis des Imaginärteils bzw. der Phase der jeweils erfassten Impedanz ermöglicht wird. Somit wird eine besonders einfache Ermittlung der ersten Temperaturwerte ermöglicht.
Vorzugsweise werden die zweiten Temperaturausgangswerte basierend auf dem Realteil bzw. dem Betrag der bei unterschiedlichen Frequenzen oberhalb von 3 kHz erfassten Impedanz ermittelt. Bei höheren Frequenzen sinken insbesondere die kapazitiven und diffusionsbedingten Beiträge zur Impedanz, wodurch insbesondere eine Temperaturabhängigkeit des Realteils der Impedanz prävalieren kann. Somit wird eine besonders einfache und zuverlässige Bestimmung der zweiten Temperaturausgangswerte, insbesondere ausschließlich, auf Basis des Realteils bzw. des Betrags der Impedanz ermöglicht.
Alternativ oder zusätzlich zu den zweiten Temperaturausgangswerten werden die ersten Temperaturausgangswerte auf der Basis des Imaginärteils bzw. der Phase der bei Frequenzen oberhalb von 3 kHz jeweils erfassten Impedanz ermittelt.
Vorzugsweise werden die ersten Temperaturausgangswerte Tint unter Verwendung einer zumindest vom Imaginärteil Im (Z) der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz Z abhängigen linearen oder quadratischen ersten Funktion berechnet. Eine besonders einfache lineare Funktion für die Ermittlung der ersten Temperaturwerte Tint, die insbesondere für Frequenzen oberhalb von 700Hz geeignet ist, sieht vorzugsweise folgendermaßen aus: $T_{int} = x_{0} + Im (Z) x_{lm1},$
mit den Parametern x₀ und x_Im1, welche vorgegeben sind und/oder bei einer vorab durchgeführten Kalibriermessung an der Energiespeicherzelle oder einer Energiespeicherzelle desselben oder ähnlichen Typs ermittelt wurden. Unter Verwendung geeigneter Parameter x₀ und X_Im1 kann so die mittlere Zellkerntemperatur jeweils auf Basis einer Impedanzmessung besonders einfach berechnet werden.
Vorzugsweise hängt die erste Funktion zusätzlich zum Imaginärteil Im (Z) vom Realteil Re (Z) der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz Z und/oder vom aktuellen Ladungszustand (SOC) der Energiespeicherzelle ab. Durch eine zusätzliche Berücksichtigung des Realteils der erfassten Impedanz und/oder des Ladungszustands der Energiespeicherzelle kann, insbesondere auch bei Frequenzen unterhalb von 700 Hz, eine noch genauere Bestimmung der ersten Temperaturausgangswerte T_int erzielt werden. Eine beispielhafte Funktion ist im Folgenden angegeben: $T_{int} = x_{0} + Im (Z) x_{lm1} + Re (Z) x_{Re1} + {SOCx}_{SOC1},$
mit den Parametern x₀, x_Im1, X_Re1 und X_SOC1, welche vorgegeben sind und/oder bei einer vorab durchgeführten Kalibriermessung an der Energiespeicherzelle oder einer Energiespeicherzelle desselben oder ähnlichen Typs ermittelt wurden.
Vorzugsweise werden die zweiten Temperaturausgangswerte T_int+ unter Verwendung einer zumindest vom Realteil Re (Z) der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz Z abhängigen linearen oder quadratischen zweiten Funktion berechnet. Eine besonders einfache Funktion zur Ermittlung des zweiten Temperaturwerts T_int+, insbesondere für die Berechnung der Temperatur des Ableiterelements bzw. einer Ableiterspange basierend auf einer bei einer Frequenz oberhalb von 3 kHz erfassten Impedanz Z, kann beispielhaft wie folgt aussehen: $T_{int} = x_{0} + Im (Z) x_{Re2},$
mit den Parametern x₀ und X_Re2, welche vorgegeben sind und/oder bei einer vorab durchgeführten Kalibriermessung an der Energiespeicherzelle oder einer Energiespeicherzelle desselben oder ähnlichen Typs ermittelt wurden. Unter Verwendung geeigneter Parameter x₀ und X_Re2 können so die Temperatur des Ableiterelements bzw. der Ableiterspange auf Basis einer Impedanzmessung besonders einfach berechnet werden.
Vorzugsweise hängt die zweite Funktion zusätzlich zum Realteil Re (Z) vom Imaginärteil Im (Z) der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz Z und/oder vom aktuellen Ladungszustand SOC der Energiespeicherzelle ab. Durch eine zusätzliche Berücksichtigung des Imaginärteils Im(Z) der erfassten Impedanz Z und/oder des Ladungszustands SOC der Energiespeicherzelle kann, insbesondere bei Frequenzen unterhalb von 3 kHz, eine noch genauere Bestimmung der zweiten Temperaturausgangswerte T_int+ erzielt werden. Eine beispielhafte Funktion ist im Folgenden angegeben: $T_{int +} = x_{0} + Im (Z) x_{lm2} + Re (Z) x_{Re2} + {SOCx}_{SOC2},$
mit den Parametern x₀, X_Im2, X_Re2 und X_SOC2, welche vorgegeben sind und/oder bei einer vorab durchgeführten Kalibriermessung an der Energiespeicherzelle oder einer Energiespeicherzelle desselben oder ähnlichen Typs ermittelt wurden.
Vorzugsweise werden ein oder mehrere Parameter der ersten Funktion und/oder der zweiten Funktion basierend auf bei einer Kalibriermessung erfassten zeitlichen Verläufen einer jeweils im Bereich der Elektroden und des Ableiterelements herrschenden ersten bzw. zweiten Temperatur und des Realteils und Imaginärteils der Impedanz der Energiespeicherzelle ermittelt. Die erste bzw. zweite Temperatur wird dabei vorzugsweise unmittelbar durch einen oder mehrere entsprechend positionierte Temperatursensoren erfasst. Hierzu können, beispielsweise im Rahmen von Versuchsreihen, Temperaturwerte und Impedanzen bei zwei oder mehreren unterschiedlichen Frequenzen und/oder Zeitpunkten, insbesondere über einen vorgegebenen Zyklus, mehrmals gemessen und in einem aus der ersten bzw. zweiten Funktion gebildeten Gleichungssystem korreliert werden. Hieraus können dann die Parameter für die entsprechende, insbesondere lineare bzw. quadratische, Funktion, welche die Impedanz-Temperatur-Beziehung repräsentieren kann, ermittelt werden. Derartig empirisch bestimmte Parameter können dann zur Ermittlung von ersten und zweiten Temperaturwerten mittels einer gemessenen Impedanz im Betrieb der Energiespeicherzelle genutzt werden.
Vorteilhaft kann auf diese Weise eine standardisierte Eingangsgröße, insbesondere ein Imaginärteil und/oder Realteil der Impedanz, zur Bestimmung des oder der Temperaturwerte verwendet werden. Ferner kann, durch das Bestimmen der Parameter in einer Kalibriermessung, ein Berechnungsmodell für die Energiespeicherzelle bereitgestellt werden, welches in hoher Dependenz zu einem realen Betriebsverhalten der Energiespeicherzelle steht. Somit kann eine optimierte Bestimmung der Parameter erfolgen.
Vorzugsweise werden ein oder mehrere Parameter der ersten Funktion und/oder der zweiten Funktion mittels multivariater linearer Regression ermittelt. Ein Vorteil der Anwendung der multivarianten linearen Regression liegt in der Gewichtung der Parameter als beeinflussende Größe für die korrekte Bestimmung eines Temperaturwerts. Hierdurch kann eine Vereinfachung des aufgestellten Berechnungsmodells, insbesondere eine Vereinfachung in Abhängigkeit von der Frequenz, bei der eine Impedanzmessung durchgeführt wird, erfolgen.
Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren, in denen durchgängig dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet werden. Es zeigen wenigstens teilweise schematisch:

1 ein Beispiel einer Vorrichtung zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle;
2 ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs der Frequenzen, bei welchen die Impedanz erfasst wird;
3 ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs des Imaginärteils einer Impedanz;
4 jeweils ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf eines aus dem Imaginärteil der Impedanz ermittelten ersten Temperaturausgangswerts T_int (a) und eines aus dem Realteil der Impedanz ermittelten zweiten Temperaturausgangswerts T_int+ (b);
5 ein Beispiel einer Zelle zur Veranschaulichung der Temperaturerfassung bei der Kalibrierung;
6 ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs der erfassten Temperaturen der Zelle; und
7 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Vorgehensweise bei der Ermittlung des ersten und zweiten Temperaturwerts aus einer bei mehreren Frequenzen erfassten Impedanz.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels einer Vorrichtung zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle 1, insbesondere einer Lithium-Ionenzelle, mit einer Erfassungseinrichtung 4, einer Auswertungseinrichtung 5 und einer Steuerungseinrichtung 7.
Die Energiespeicherzelle 1, im Folgenden auch „Zelle“ genannt, weist im vorliegenden Beispiel mindestens einen von einem Zellengehäuse umgebenen Elektrodenwickel 2 auf, dessen positive und negative Elektroden mit jeweils einem Ableiterelement 3a, 3b elektrisch verbunden sind. Die Ableiterelemente 3a, 3b werden entweder direkt oder mittels zusätzlicher Anschlusselemente aus dem Gehäuseinneren herausgeführt. Anstelle mindestens eines Elektrodenwickels 2 kann die Zelle 1 mindestens einen Elektrodenstapel aufweisen.
Die Erfassungseinrichtung 4 ist dazu eingerichtet, ein Prüfsignal 4a in Form einer Wechselspannung an der Zelle 1 anzulegen und ein daraufhin von der Zelle 1 abgegebenes Antwortsignal 4b zu detektieren und daraus eine Impedanz Z der Zelle 1 bzw. einen entsprechenden Impedanzwert zu ermitteln. Alternativ kann das Prüfsignal 4a auch ein gepulstes Signal, ein Rauschen, z.B. als Pseudo Random Bit Stream (PRBS) oder eine Sinc-Funktion enthalten.
Vorzugsweise ist die Erfassungseinrichtung 4 dazu eingerichtet, mehrere Prüfsignale 4a bei verschiedenen Frequenzen an die elektrischen Ein- und Ausgänge der Zelle 1 anzulegen, so dass deren Impedanz Z bzw. entsprechende Impedanzwerte bei verschiedenen Frequenzen erfasst bzw. ermittelt wird bzw. werden.
Vorzugsweise die die Erfassungseinrichtung 4 dazu eingerichtet, mittels einer sog. Frequenzrotation die jeweilige Impedanz Z sequenziell bei unterschiedlichen Frequenzen zu erfassen. Dadurch wird erreicht, dass innerhalb eines Zeitbereichs, sog. Zeitslot, die Impedanz Z immer bei mehreren unterschiedlichen Frequenzen erfasst werden kann. Dadurch korrespondieren unterschiedliche Frequenzen mit entsprechenden Zeitpunkten.
Zur Veranschaulichung der Frequenzrotation zeigt 2 ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs der Frequenzen, bei welchen die Impedanz Z sequentiell erfasst wird bzw. werden kann.
Die bei verschiedenen Frequenzen bzw. Zeitpunkten erfasste Impedanz Z bzw. die entsprechenden Impedanzwerte werden an die Auswertungseinrichtung 5 übermittelt, welche dazu eingerichtet ist, jeweils einen ersten Temperaturausgangswert T_int+ welcher eine im Bereich des Elektrodenwickels 2, insbesondere im Bereich des Kerns des Elektrodenwickels 2, herrschende Temperatur charakterisiert, basierend auf dem Imaginärteil oder der Phase der jeweils erfassten Impedanz Z zu ermitteln und/oder jeweils einen zweiten Temperaturausgangswert T_int+ , welcher eine am, im vorliegenden Beispiel positiven, Ableiterelement 3a herrschende Temperatur charakterisiert, basierend auf dem Realteil oder dem Betrag der jeweils erfassten Impedanz Z zu ermitteln.
Die Auswertungseinrichtung 5 ist ferner dazu eingerichtet, für die bei unterschiedlichen Frequenzen bzw. Zeitpunkten erhaltenen Temperaturausgangswerte Tint, T_int+ jeweils mindestens einen mittleren Temperaturausgangswert, vorzugsweise jeweils den Median, zu ermitteln und Temperaturausgangswerte Tint, T_int+ , die eine Abweichung von dem mindestens einen mittleren Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert, auszuwählen. Aus den jeweils ausgewählten Temperaturausgangswerten Tint bzw. T_int+ wird dann jeweils mindestens ein Temperaturwert T_int bzw. T'_int+ ermittelt, indem z.B. der Mittelwert aus den jeweils ausgewählten Temperaturausgangswerten Tint bzw. T_int+ gebildet wird.
Die Steuerungseinrichtung 7 ist vorzugsweise dazu eingerichtet, den Betrieb der Zelle 1 in Abhängigkeit vom ersten Temperaturwert T'_int und/oder vom zweiten Temperaturwert T'_int+ zu steuern bzw. zu regeln und/oder den ersten Temperaturwert T'_int und/oder zweiten Temperaturwert T'_int+ an einer Ausgabeeinrichtung 8 auszugeben und/oder Funktionen des Fahrzeugs, in welchem sich die Zelle 1 befindet, in Abhängigkeit vom ersten Temperaturwert T'_int und/oder vom zweiten Temperaturwert T'_int+ zu steuern.
3 zeigt ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs des Imaginärteils Im(Z) der Impedanz Z, die im Betrieb der Energiespeicherzelle 1 bei einer Vielzahl von Frequenzen bzw. Zeitpunkten innerhalb eines Zeitraums von ca. fünf Stunden erfasst wurde. Wie zu erkennen ist, weist der zeitliche Verlauf in bestimmten Bereichen ausgeprägte Ausreißer auf, welche z.B. durch Störungen der Messtechnik bzw. Rauschen und/oder Clipping verursacht sein können.
Anstatt die Ausreißer aus dem Verlauf des Imaginärteils Im(Z) der Impedanz Z zu eliminieren und dann daraus die ersten Temperaturausgangswerte Tint abzuleiten, werden vorzugsweise aus dem - sozusagen ungefilterten - Verlauf des Imaginärteils Im(Z) der Impedanz Z zunächst erste Temperaturausgangswerte Tint ermittelt und diese dann einer Filterung unterzogen, indem diejenigen ersten Temperaturausgangswerte T_int verworfen werden, die außerhalb einer vorgegebenen Schwelle bezogen auf einen mittleren ersten Temperaturausgangswert liegen, und diejenigen ersten Temperaturausgangswerte Tint ausgewählt bzw. für eine weitere Verarbeitung beibehalten werden, die innerhalb der vorgegebenen Schwelle bezogen auf den mittleren Temperaturausgangswert liegen. Aus den ausgewählten ersten Temperaturausgangswerten T_int wird dann, vorzugsweise durch Bildung eines arithmetischen Mittelwerts, ein erster Temperaturwert T'_int gebildet.
Entsprechend werden Ausreißer in einem zeitlichen Verlauf (nicht dargestellt) des Realteils Re(Z) der Impedanz Z, die im Betrieb der Energiespeicherzelle 1 bei einer Vielzahl von Frequenzen bzw. Zeitpunkten erfasst wurde, vorzugsweise nicht aus dem Verlauf des Realteils Re(Z) der Impedanz Z selbst eliminiert, sondern es werden aus dem - sozusagen ungefilterten - Verlauf des Realteils Re(Z) der Impedanz Z zunächst zweite Temperaturausgangswerte T_int+ ermittelt und diese dann einer Filterung unterzogen, indem diejenigen zweiten Temperaturausgangswerte T_int+ verworfen werden, die außerhalb einer vorgegebenen Schwelle bezogen auf einen mittleren zweiten Temperaturausgangswert liegen, und diejenigen zweiten Temperaturausgangswerte T_int+ ausgewählt bzw. für eine weitere Verarbeitung beibehalten werden, die innerhalb der vorgegebenen Schwelle bezogen auf den mittleren zweiten Temperaturausgangswert liegen. Aus den ausgewählten zweiten Temperaturausgangswerten T_int+ wird dann, vorzugsweise durch Bildung eines arithmetischen Mittelwerts, ein zweiter Temperaturwert T'_int+ gebildet.
In einer bevorzugten und besonders einfach gestalteten Ausführung ist die Auswertungseinrichtung 5 dazu eingerichtet, die bei den unterschiedlichen Frequenzen bzw. Zeitpunkten im Bereich des Elektrodenwickels 2 jeweils vorherrschenden ersten Temperaturausgangswerte Tint unter Verwendung der vorstehend angegebenen Variante der ersten Funktion (1) aus dem Imaginärteil Im(Z) der jeweils erfassten Impedanz zu ermitteln, wobei die Parameter x₀ und X_Im1 vorzugsweise vorgegeben und/oder in einer Speichereinrichtung 6 gespeichert sind, auf welche die Auswertungseinrichtung 5 zugreifen kann. Die Verwendung dieser besonders einfachen Funktion liefert insbesondere bei Impedanzen Z, die bei Frequenzen oberhalb von etwa 700 Hz erfasst wurden, zuverlässige erste Temperaturausgangswerte Tint.
Alternativ kann die erste Funktion zusätzlich zum Imaginärteil Im (Z) auch vom Realteil Re(Z) der Impedanz Z und/oder vom aktuellen Ladungszustand SOC (state of charge) der Energiespeicherzelle 1 abhängen. Der jeweils aktuelle Ladungszustand kann z.B. durch Bestimmen der von der Zelle 1 abgegebenen Ladungsmenge ermittelt werden, indem z.B. der von der Zelle 1 abgegebene Strom gemessen und über die Zeit integriert wird. Ausgehend von einem anfänglichen Ladungszustand, etwa unmittelbar nach dem Aufladen der Zelle 1, kann dann auf den jeweils aktuellen Ladungszustand SOC geschlossen werden. Durch eine zusätzliche Berücksichtigung des Realteils der erfassten Impedanz bzw. des Ladungszustands der Energiespeicherzelle 1 kann, insbesondere auch bei Frequenzen unterhalb von 700 Hz, eine noch genauere Bestimmung der ersten Temperaturausgangswerte T_int erreicht werden. Bei einer solchen ersten Funktion kann es sich um die vorstehend angegebene Variante der ersten Funktion (2) handeln, wobei die Parameter x₀, x_Im1, X_Re1 und X_SOC1 vorzugsweise vorgegeben und/oder in der Speichereinrichtung 6 gespeichert sind, auf welche die Auswertungseinrichtung 5 zugreifen kann.
In einer weiteren bevorzugten und besonders einfach gestalteten Ausführung ist die Auswertungseinrichtung 5 alternativ oder zusätzlich dazu eingerichtet, die bei unterschiedlichen Frequenzen bzw. Zeitpunkten im Bereich eines Ableiterelements 3a bzw. einer Ableiterspange jeweils vorherrschenden zweiten Temperaturwerte T_int+ unter Verwendung vorstehend angegebenen Variante der zweiten Funktion (3) aus dem Realteil Re(Z) der jeweils erfassten Impedanz zu ermitteln, wobei die Parameter x₀ und X_Re2 vorzugsweise vorgegeben und/oder in der Speichereinrichtung 6 gespeichert sind, auf welche die Auswertungseinrichtung 5 zugreifen kann. Die Verwendung dieser besonders einfachen Funktion liefert insbesondere bei Impedanzen Z, die bei Frequenzen oberhalb von etwa 3 kHz erfasst wurden, zuverlässige zweite Temperaturausgangswerte T_int+ .
Alternativ kann die zweite Funktion zusätzlich zum Realteil Re (Z) auch vom Imaginärteil Im(Z) der Impedanz Z und/oder vom aktuellen Ladungszustand SOC der Energiespeicherzelle 1 abhängen. Durch eine zusätzliche Berücksichtigung des Imaginärteils Im(Z) der erfassten Impedanz Z bzw. des Ladungszustands SOC der Energiespeicherzelle kann, insbesondere bei Frequenzen unterhalb von 3 kHz, eine noch genauere Bestimmung der zweiten Temperaturausgangswerte T_int+ erzielt werden. Beispielsweise kann es sich bei einer solchen zweiten Funktion um die vorstehend angegebene Variante der zweiten Funktion (4) handeln, wobei die Parameter x₀, X_Im2, X_Re2 und X_SOC2 vorzugsweise vorgegeben und/oder in der Speichereinrichtung 6 gespeichert sind, auf welche die Auswertungseinrichtung 5 zugreifen kann.
4 zeigt jeweils ein Beispiel für einen zeitlichen Verlauf eines aus dem in 3 gezeigten Verlauf des Imaginärteils der Impedanz, wie vorstehend beschrieben, ermittelten ersten Temperaturwerts T'_int (a) und einen aus einem entsprechenden Verlauf (nicht dargestellt) des Realteils der Impedanz ermittelten zweiten Temperaturwert T_int+ (b). Wie aus den Verläufen ersichtlich ist, wurden durch die vorstehend beschriebene - sozusagen nachgelagerte - Filterung der aus dem Imaginärteil bzw. Realteil abgeleiteten ersten bzw. zweiten Temperaturausgangswerte T_int+ T_int+ mögliche Ausreißer in den daraus ermittelten ersten bzw. zweiten Temperaturwerten T'_int , T'_int+ erfolgreich eliminiert.
Vorzugsweise werden die vorstehend genannten Parameter x₀, x_Im1, x_Re1 und/oder x_SOC1 der ersten Funktion (1) bzw. (2) bzw. x₀, X_Im2, X_Re2 und/oder X_SOC2 der zweiten Funktion (3) bzw. (4) bei einer vorab an der Zelle 1 oder an einer Zelle gleichen oder ähnlichen Typs durchgeführten Kalibriermessung ermittelt und in der Speichereinrichtung 6 gespeichert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung werden ein oder mehrere der vorstehend genannten Parameter x₀, x_Im1, x_Re1 und/oder x_SOC1 der ersten Funktion (1) bzw. (2) bzw. x₀, X_Im2, X_Re2 und/oder X_SOC2 der zweiten Funktion (3) bzw. (4) basierend auf bei einer Kalibriermessung erfassten zeitlichen Verläufen einer jeweils im Bereich des Elektrodenwickels 2 bzw. des Ableiterelements 3a herrschenden ersten bzw. zweiten Temperatur einerseits und den zugehörigen, d.h. gleichzeitig erfassten, zeitlichen Verläufen des Realteils bzw. Imaginärteils der Impedanz der Energiespeicherzelle 1 andererseits ermittelt.
Die erste bzw. zweite Temperatur wird bei der Kalibriermessung vorzugsweise auf der Grundlage von Temperaturwerten und/oder entsprechenden Sensorsignalen ermittelt, welche von einem oder mehreren entsprechend positionierten Temperatursensoren erfasst bzw. erzeugt werden.
Dies wird anhand der in 5 gezeigten Zelle 1 beispielhaft veranschaulicht. Im Bereich des Elektrodenwickels 2 sind im vorliegenden Beispiel an unterschiedlichen Orten mehrere Temperatursensoren angeordnet, welche die an den betreffenden Orten jeweils herrschenden Temperaturen T₁ , T₂ , T₃ und T₄ erfassen. Ferner ist im Bereich des Ableiterelements 3a und/oder am Ableiterelement 3a ein weiterer Temperatursensor angeordnet, der die dort herrschende Temperatur T₅ erfasst. Vorzugsweise wird aus den Temperaturen T₁ , T₂ , T₃ und T₄ im Bereich des Wickels 2 eine mittlere innere Temperatur T_{int_mean} wie folgt berechnet: $T_{int_mean} = (T_{1} + T_{2} + T_{3} + T_{4}) / 4.$
6 zeigt ein Beispiel eines zeitlichen Verlaufs der auf diese Weise erhaltenen mittleren inneren Temperatur T_{int_mean} und der Temperatur T₅ im Bereich des Ableiterelements 3a der Zelle 1.
Anhand des gezeigten zeitlichen Verlaufs der mittleren inneren Temperatur T_{int_mean} und des zugehörigen zeitlichen Verlaufs des Imaginärteils der Impedanz der Zelle 1 können dann, z.B. mittels multivariater linearer Regression, die Parameter x₀ und X_Im1 der ersten Funktion (1) bestimmt werden. Entsprechend können die Parameter x₀, x_Im1, X_Re1 und/oder X_SOC1 der ersten Funktion (2) anhand des gezeigten zeitlichen Verlaufs der mittleren inneren Temperatur T_{int_mean} und des zugehörigen zeitlichen Verlaufs des Imaginärteils der Impedanz sowie des Realteils der Impedanz und/oder des zugehörigen zeitlichen Verlaufs des Ladungszustands SOC der Zelle 1 ermittelt werden.
Analog können anhand des gezeigten zeitlichen Verlaufs der Temperatur T₅ im Bereich des Ableiterelements 3a und des zugehörigen zeitlichen Verlaufs des Realteils der Impedanz der Zelle 1, z.B. mittels multivariater linearer Regression, die Parameter x₀ und X_Im2 der zweiten Funktion (3) bestimmt werden. Entsprechend können die Parameter x₀, X_Im2, X_Re2 und/oder X_SOC2 der zweiten Funktion (4) anhand des gezeigten zeitlichen Verlaufs der Temperatur T₅ und des zugehörigen zeitlichen Verlaufs des Realteils der Impedanz sowie des Imaginärteils der Impedanz und/oder des zugehörigen zeitlichen Verlaufs des Ladungszustands SOC der Zelle 1 ermittelt werden.
7 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Beispiels zum Vorgehen bei der Ermittlung des ersten und zweiten Temperaturwerts T'_int , T'_int+ aus einer bei mehreren Frequenzen erfassten Impedanz Z.
Der linke Teil der 7 zeigt, wie aus dem Imaginärteil Im(Z) einer bei neun unterschiedlichen Frequenzen bzw. Zeitpunkten erfassten Impedanz Z und dem jeweiligen Ladungszustand SOC der Zelle 1 der erste Temperaturwerts T'_int ermittelt wird.
Dabei werden anhand eines Modells für die ersten Temperaturausgangswerte Tint insgesamt neun erste Temperaturausgangswerte T_int,x mit x = 1 bis 9 ermittelt. Das Modell kann vorzugsweise eine weitere Variante der vorstehend beschriebenen Variante der ersten Funktion (2) beinhalten, die z.B. wie folgt aussehen kann: $T_{int,x} = x_{0} + Im (Z) x_{lm1} + {SOCx}_{SOC1} .$
Mittels Upsampling bzw. Interpolation können die jeweiligen Messpunkte auf gleiche Zeiten umgerechnet werden. Für die ersten Temperaturausgangswerte T_int,x wird dann der Median bestimmt, und es werden bei einer anschließenden Filterung nur diejenigen (9-m) ersten Temperaturausgangswerte T_int,x ausgewählt bzw. nicht verworfen, die innerhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts th um den Median liegen, wobei alle übrigen (m) ersten Temperaturausgangswerte T_int,x verworfen werden. Nach einem anschließenden Downsampling auf Zeitintervalle von 5 Sekunden wird aus den verbleibenden (9-m) ersten Temperaturausgangswerten T_int,x ein, vorzugsweise arithmetischer, Mittelwert gebildet, um den ersten Temperaturwert T'_int zu erhalten.
Der rechte Teil der 7 zeigt, wie aus dem Realteil Re(Z) einer bei vier unterschiedlichen Frequenzen bzw. Zeitpunkten erfassten Impedanz Z und dem jeweiligen Ladungszustand SOC der Zelle 1 der zweite Temperaturwerts T'_int+ ermittelt wird.
Dabei werden anhand eines Modells für die zweiten Temperaturausgangswerte T_int+ insgesamt vier erste Temperaturausgangswerte T_int+,x mit x = 1 bis 4 ermittelt. Das Modell kann vorzugsweise eine weitere Variante der vorstehend beschriebenen Variante der zweiten Funktion (4) beinhalten, die z.B. wie folgt aussehen kann: $T_{int,+} = x_{0} + Re (Z) x_{Re2} + {SOCx}_{SOC2} .$
Mittels Upsampling bzw. Interpolation können die jeweiligen Messpunkte auf gleiche Zeiten umgerechnet werden. Für die zweiten Temperaturausgangswerte T_int+,x wird dann der Median bestimmt, und es werden bei einer anschließenden Filterung nur diejenigen (4-m) zweiten Temperaturausgangswerte T_int+,x ausgewählt bzw. nicht verworfen, die innerhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts th um den Median liegen, wobei alle übrigen (m) zweiten Temperaturausgangswerte T_int+,x verworfen werden. Nach einem anschließenden Downsampling auf Zeitintervalle von 5 Sekunden wird aus den verbleibenden (4-m) zweiten Temperaturausgangswerten T_int+,x ein, vorzugsweise arithmetischer, Mittelwert gebildet, um den zweiten Temperaturwert T'_int+ zu erhalten.
Bezugszeichenliste

1: Energiespeicherzelle, Zelle
2: Elektrodenwickel
3a, 3b: Ableiterelemente
4: Erfassungseinrichtung
4a: Prüfsignal
4b: Antwortsignal
5: Auswertungseinrichtung
6: Speichereinrichtung
7: Steuerungseinrichtung
8: Ausgabeeinrichtung
Tint+ Tint,x: erste Temperaturausgangswerte
Tint+, Tint+,x: zweite Temperaturausgangswerte
T'int: erster Temperaturwert
T'int+: zweiter Temperaturwert
T1 - T5: mittels Temperatursensoren erfasste Temperaturen
Tint_mean: mittlere innere Temperatur
Z: Impedanz

Claims

Verfahren zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle (1), insbesondere einer Lithium-Ionenzelle, mit folgenden Schritten: - Erfassen einer Impedanz (Z) der Energiespeicherzelle (1) bei zwei oder mehreren unterschiedlichen Frequenzen, - Ermitteln von Temperaturausgangswerten (T_int, T_int+), welche eine Temperatur der Energiespeicherzelle (1) charakterisieren, basierend auf der bei unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz (Z), - Ermitteln mindestens eines mittleren Temperaturausgangswerts basierend auf den Temperaturausgangswerten (T_int, T_int+), - Auswählen von Temperaturausgangswerten (T_int, T_int+), die eine Abweichung von dem mindestens einen mittleren Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert (th), und - Ermitteln mindestens eines Temperaturwerts (T'_int, T'_int+) basierend auf den ausgewählten Temperaturausgangswerten (T_int, T_int+).
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine mittlere Temperaturausgangswert dem Median der Temperaturausgangswerte (T_int, T_int+) entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der mindestens eine Temperaturwert (T_int, T'_int+) einem aus den ausgewählten Temperaturausgangswerten (T_int, T_int+) gebildeten Mittelwert, insbesondere dem arithmetischen Mittelwert, entspricht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei beim Ermitteln der Temperaturausgangswerte (T_int, T_int+) - erste Temperaturausgangswerte (T_int), welche eine im Bereich von Elektroden (2) der Energiespeicherzelle (1) herrschende Temperatur charakterisieren, basierend auf dem Imaginärteil (Im(Z)) oder der Phase der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz (Z) ermittelt werden und/oder - zweite Temperaturausgangswerte (T_int+), welche eine an einem mit mindestens einer Elektrode (2) der Energiespeicherzelle verbundenen Ableiterelement (3a, 3b) herrschende Temperatur charakterisieren, basierend auf dem Realteil (Re(Z)) oder dem Betrag der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz (Z) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei beim Ermitteln des mindestens einen mittleren Temperaturausgangswerts - ein mittlerer erster Temperaturausgangswert basierend auf den ersten Temperaturausgangswerten (T_int) ermittelt wird und/oder - ein mittlerer zweiter Temperaturausgangswert basierend auf den zweiten Temperaturausgangswerten (T_int+) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei beim Auswählen der Temperaturausgangswerte (T_int, T_int+) - erste Temperaturausgangswerte (T_int) ausgewählt werden, die eine Abweichung von dem mittleren ersten Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener erster Schwellenwert (th), und/oder - zweite Temperaturausgangswerte (T_int+) ausgewählt werden, die eine Abweichung von dem mittleren zweiten Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener zweiter Schwellenwert (th).
Verfahren nach Anspruch 6, wobei beim Ermitteln des mindestens einen Temperaturwerts (T'_int, T'_int+) - ein erster Temperaturwert (T'_int) basierend auf den ausgewählten ersten Temperaturausgangswerten (T_int) ermittelt wird und/oder - ein zweiter Temperaturwert (T'_int+) basierend auf den ausgewählten zweiten Temperaturausgangswerten (T_int+) ermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei - die ersten Temperaturausgangswerte (T_int) basierend auf dem Imaginärteil (Im(Z)) bzw. der Phase der bei unterschiedlichen Frequenzen oberhalb von 700 Hz erfassten Impedanz (Z) ermittelt werden und/oder - die zweiten Temperaturausgangswerte (T_int+) basierend auf dem Realteil (Re(Z)) bzw. dem Betrag der bei unterschiedlichen Frequenzen oberhalb von 3 kHz erfassten Impedanz (Z) ermittelt werden.
Verfahren nach einem Ansprüche 4 bis 8, wobei - die ersten Temperaturausgangswerte (T_int) unter Verwendung einer zumindest vom Imaginärteil (Im(Z)) der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz (Z) abhängigen linearen oder quadratischen ersten Funktion (T_int(Im(Z), Re(Z), SOC)) berechnet werden und/oder - die zweiten Temperaturausgangswerte (T_int+) unter Verwendung einer zumindest vom Realteil (Re(Z)) der bei den unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz (Z) abhängigen linearen oder quadratischen zweiten Funktion (T_int+(Re(Z), Im(Z), SOC)) berechnet werden.
Verfahren nach Anspruch 9 wobei Parameter (x₀, X_Im1 X_Re, X_SOC) der ersten Funktion (T_int(Im(Z), Re(Z), SOC)) und/oder der zweiten Funktion (T_int+(Re(Z), Im(Z), SOC)) basierend auf bei einer Kalibriermessung erfassten zeitlichen Verläufen - einer jeweils im Bereich der Elektroden (2) und/oder des Ableiterelements (3a, 3b) herrschenden ersten bzw. zweiten Temperatur (T_{int_mean}, T₅) und - des Realteils (Re(Z)) und/oder Imaginärteils (Im(Z)) der Impedanz (Z) der Energiespeicherzelle ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei Parameter (x₀, X_Im1 X_Re, xsoc) der ersten Funktion (T_int(Im(Z), Re(Z), SOC)) und/oder der zweiten Funktion (T_int+(Re(Z), Im(Z), SOC)) mittels multivariater linearer Regression ermittelt werden.
Vorrichtung zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle (1), insbesondere einer Lithium-Ionenzelle, mit einer Erfassungseinrichtung (4), welche dazu eingerichtet ist, eine Impedanz (Z) der Energiespeicherzelle (1) bei zwei oder mehreren unterschiedlichen Frequenzen zu erfassen, und einer Auswertungseinrichtung (5), welche dazu eingerichtet ist, - Temperaturausgangswerte (T_int, T_int+), welche eine Temperatur der Energiespeicherzelle (1) charakterisieren, basierend auf der bei unterschiedlichen Frequenzen erfassten Impedanz (Z) zu ermitteln, - mindestens einen mittleren Temperaturausgangswert basierend auf den Temperaturausgangswerten (T_int, T_int+) zu ermitteln, - Temperaturausgangswerte (T_int, T_int+), die eine Abweichung von dem mindestens einen mittleren Temperaturausgangswert aufweisen, welche kleiner ist als ein vorgegebener Schwellenwert (th), auszuwählen, und - mindestens einen Temperaturwert (T_int, T'_int+) basierend auf den ausgewählten Temperaturausgangswerten (T_int, T_int+) zu ermitteln.
Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit mindestens einer elektrochemischen Energiespeicherzelle (1) und einer Vorrichtung zur Überwachung einer elektrochemischen Energiespeicherzelle (1) nach dem vorangehenden Anspruch.