DE102021213817A1 - Verfahren und Vorrichtung zum thermischen Regeln eines technischen Systems - Google Patents

Abstract

Verfahren zum thermischen Regeln eines technischen Systems (100), aufweisend die Schritte:
- Messen einer Temperatur (T) des technischen Systems (100);
- Ermitteln einer prädizierten Temperatur (T_Präd) aus der gemessenen Temperatur (T) an einer hinsichtlich Überhitzung kritischen Stelle des technischen Systems (100) mit einem definierten Zeithorizont;
- Ermitteln eines Skalierungsfaktors (K_L) aus der prädizierten Temperatur (T_Präd) und einer vorgegebenen oberen Grenztemperatur (T_OG) des technischen Systems, wobei die obere Grenztemperatur (T_OG) des technischen Systems (100) nicht überschritten werden sollte; und
- Multiplizieren eines Vorgabewerts (Sw) beim Betreiben des technischen Systems (100) mit dem ermittelten Skalierungsfaktor (K_L), wodurch die prädizierte Temperatur (T_Präd) des technischen Systems (100) auf einen Wert geregelt wird, der im Wesentlichen der oberen Grenztemperatur (T_OG) entspricht.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum thermischen Regeln eines technischen Systems. Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum thermischen Regeln eines technischen Systems. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt.
• Stand der Technik
• Im Zuge der immer populärer werdenden Elektromobilität kristallisieren sich zwei Einschränkungen im Betrieb von Elektro-, Plugin-Hybrid-, Hybridfahrzeugen oder Elektrorollern heraus:
1. 1) die elektrische Reichweite, und
2. 2) die thermische Abregelung von (Hochvolt-)Batterie, Elektromotor oder Inverter.
• Offenbarung der Erfindung
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zum thermischen Regeln eines technischen Systems bereitzustellen.
• Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt gelöst mit einem Verfahren zum thermischen Regeln eines technischen Systems mit den Schritten:
• - Messen einer Temperatur des technischen Systems;
• - Ermitteln einer prädizierten Temperatur aus der gemessenen Temperatur an einer hinsichtlich Überhitzung kritischen Stelle des technischen Systems mit einem definierten Zeithorizont;
• - Ermitteln eines Skalierungsfaktors aus der prädizierten Temperatur und einer vorgegebenen oberen Grenztemperatur des technischen Systems, wobei die obere Grenztemperatur des technischen Systems nicht überschritten werden sollte; und
• - Multiplizieren eines Vorgabewerts beim Betreiben des technischen Systems mit dem ermittelten Skalierungsfaktor, wodurch die prädizierte Temperatur des technischen Systems auf einen Wert geregelt wird, der im Wesentlichen der oberen Grenztemperatur entspricht.
• Auf diese Weise wird die prädizierte Temperatur die obere Grenztemperatur eingeregelt, wodurch ein Bauteilschutz für das technische System realisiert wird. Solange die prädizierte Temperatur die obere Grenztemperatur nicht erreicht, kann das technische System mit einem uneingeschränkten Vorgabewert beaufschlagt werden.
• Im Ergebnis wird auf diese Weise eine thermische Regelung für das System bereitgestellt, welche das technische System im Betrieb effizient vor Überhitzung schützen kann. Erreicht wird dies durch einen Regelungsansatz unter Verwendung einer Temperaturprädiktion für das technische System.
• Die Aufgabe wird gemäß einem zweiten Aspekt gelöst mit zum Regeln eines technischen Systems, das ausgebildet ist, das vorgeschlagene Verfahren auszuführen. Beispielsweise kann eine derartige Vorrichtung als ein elektronisches Fahrzeug-Steuergerät ausgebildet sein.
• Die Aufgabe wird gemäß einem dritten Aspekt gelöst mit einem Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens, wenn es auf einer vorgeschlagenen elektronischen Vorrichtung abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.
• Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.
• Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Zeithorizont von einer Wärmekapazität und/oder einem Wärmeleitwert des technischen Systems abhängt. Auf diese Weise kann die Temperaturprädiktion um eine definierte Zeitspanne in die Zukunft erfolgen. Die Zeitdauer hängt davon ab, wie schnell sich die Temperatur des technischen Systems ändern kann. Der Zeithorizont kann daher für jedes technische System anders sein und wird insbesondere aus Datenblättern, Serienversuchen, mathematisch-physikalischen Modellen des technischen Systems gewonnen.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass die prädizierte Temperatur mittels eines mathematischen Modells des technischen Systems aus der gemessenen Temperatur ermittelt wird. Aufgrund der genauen Kenntnis von Eigenschaften des technischen Modells kann daraus ein Modell erstellt werden, das benutzt wird, um an einer hinsichtlich Überhitzung kritischen Stelle des technischen Systems die Temperatur zu ermitteln.
• Eine weitere bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass im Falle, dass die prädizierte Temperatur kleiner ist als die obere Grenztemperatur, der Skalierungsfaktor 1 beträgt. Auf diese Weise wird vorteilhaft ein Sicherheitspuffer für das technische System realisiert, indem die obere Grenztemperatur nicht vollständig ausgereizt wird.
• Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass während eines Annäherns der prädizierten Temperatur an die obere Grenztemperatur der Skalierungsfaktor linear zwischen 0 und <1 skaliert wird. Dadurch wird bei bei inaktiver Regelung der Skalierungsfaktor 1 und nimmt bei aktiver Regelung einen Wert zwischen 0 und < 1 an. Im Ergebnis wird die Regelung also nur dann aktiv, wenn das technische System thermisch gefährdet ist.
• Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Verfahrens sehen vor, dass die prädizierte Temperatur des technischen Systems auf eine definiert unterhalb der oberen Grenztemperatur liegende Temperatur geregelt wird.
• Weitere vorteilhafte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Verfahrens sehen vor, dass das Verfahren zum thermischen Regeln eines aus Folgendem verwendet wird: Batterie, Elektromotor, Inverter.
• Vorteilhaft kann das vorgeschlagene Verfahren auf diese Weise für eine Vielzahl unterschiedlicher technischer Systeme verwendet werden, wobei das Verfahren für jedes System verwendet werden kann, welches überhitzen kann und auf diese Weise vor einer thermischen Überlastung geschützt werden kann.
• Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente haben darin gleiche Bezugszeichen. Die Figuren sind insbesondere dazu gedacht, die erfindungswesentlichen Prinzipien zu verdeutlichen.
• Offenbarte Vorrichtungsmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Verfahrensmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend das Verfahren zum thermischen Regeln eines technischen Systems aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und technischen Vorteilen betreffend die Vorrichtung zum thermischen Regeln eines technischen Systems ergeben und umgekehrt.
• In den Figuren zeigt:
• 1 ein Systembild mit einer Darstellung eines herkömmlichen Verfahrens zum Regeln eines technischen Systems;
• 2-4 herkömmliche zeitliche Verläufe von Parametern des technischen Systems von 1;
• 5-7 zeitliche Verläufe von Parametern des technischen Systems, die mit dem vorgeschlagenen Verfahren realisierbar sind;
• 8-10 die zeitlichen Verläufe der 5-7 in einer höheren zeitlichen Auflösung;
• 11 ein Systembild mit einer Darstellung einer prinzipiellen Wirkungsweise des vorgeschlagenen Verfahrens;
• 12 ein Blockschaltbild einer vorgeschlagenen Vorrichtung; und
• 13 einen prinzipiellen Ablauf eines Verfahrens zum thermischen Regeln eines technischen Systems.
• Beschreibung von Ausführungsformen
• Im Folgenden wird unter einem technischen System 100 ein aufladbarer elektrischer Energiespeicher (z.B. Batterie, Akkumulator) verstanden, es versteht sich jedoch von selbst, dass das vorgeschlagene Verfahren auch für andere technische Systeme 100 verwendet werden kann (z.B. Beispiel in Form eines Verbrennungsmotors, Elektromotors, Inverters, usw.). In den genannten technischen Systemen 100 sind in der Regel Thermometer eingebaut, die Temperaturen in der Regel zyklisch messen, wobei die gemessenen Temperaturwerte ausgewertet werden.
• Eine herkömmliche thermische Abregelung („thermisches Derating“) funktioniert in der Regel folgendermaßen:
• Für die thermische Abregelung werden eine obere und eine untere Grenztemperatur definiert, wobei die obere Grenztemperatur nicht höher als eine zulässige Bauteiltemperatur der betreffenden Komponente sein sollte. Die untere Grenztemperatur wird üblicherweise durch Prüfstandtests oder auch empirisch ermittelt. Der oberen Grenztemperatur wird ein Skalierungsfaktor „0“ zugeordnet, der unteren Grenztemperatur wird ein Skalierungsfaktor „1“ zugeordnet. Mit Hilfe dieser Zuordnung kann eine Kennlinie bestehend aus den Wertepaaren obere Grenztemperatur, oberer Skalierungsfaktor und untere Grenztemperatur, unterer Skalierungsfaktor erzeugt werden.
• In einem technischen System 100 kann eine thermische Regelung mit der genannten Kennlinie gemäß dem Regelungsprinzip von 1 umgesetzt werden. Eine als kritische Temperatur T_Krit bezeichnete Größe beschreibt die höchste zulässige Temperatur in dem betreffenden technischen System 100. Diese kritische Temperatur T_Krit darf im Betrieb dieses technischen Systems 100 zu keinem Zeitpunkt überschritten werden. Zu Beginn einer Fahrt unter Verwendung der Batterie sei die kritische Temperatur T_Krit der Batterie beispielsweise 25°C und eine obere Grenztemperatur T_OG der Batterie sei z.B. 50°C. Bei einer kritischen Temperatur T_Krit von 25 °C, d.h. deutlich unterhalb der unteren Grenztemperatur T_UG liefert eine in einer Skalierungseinrichtung 15 hinterlegte Kennlinie den Skalierungsfaktor K_L = 1.
• 1 zeigt einen herkömmlichen Regelkreis zum thermischen Regeln eines technischen Systems 100. Man erkennt, dass das technische System 100 mit einem Vorgabewert bzw. Sollwert Sw (z.B. Drehmoment, Leistung, elektrischer Strom, usw.) angesteuert werden soll.
• Im Betrieb des technischen Systems 100 sei ein Wunsch-Vorgabewert Sw z.B. 8 kW. Dadurch erwärmt sich das technische System 100, wodurch die Temperatur T des technischen Systems 100 erhöht wird. Sobald der Wert der Temperatur T größer ist als die untere Grenztemperatur T_UG (z.B. 45°C), ändert sich der Skalierungsfaktor K_L auf Werte kleiner als 1.
• Daraus folgt, dass der limitierte Vorgabewert S_WL zur Ansteuerung des technischen Systems 100 gemäß folgender mathematischer Beziehung kleiner wird als der Vorgabewert Sw (Wunschvorgabe): $${\text{S}}_{\text{WL}}={\text{K}}_{\text{L}}\times {\text{S}}_{\text{W}}$$

  

SWL

limitierter Vorgabewert

Sw

Vorgabewert

KL

Skalierungsfaktor

• Steigt die Temperatur T des technischen Systems 100 weiter an, verringert sich der mittels einer Skalierungseinrichtung 15 (z.B. eine hinterlegte Tabelle) Skalierungsfaktor K_L immer mehr. Sollte die Temperatur T den Wert der oberen Grenztemperatur T_OG oder sogar höhere Werte erreichen, wird der Skalierungsfakor K_L zu Null. Dies bedeutet, dass der limitierte Vorgabewert S_WL entsprechend Gleichung (1) ebenfalls zu Null wird. Mit dem limitierten Vorgabewert, der durch die Multiplikation des Vorgabewerts Sw mittels eines Multiplizierers 10 mit dem Skalierungsfaktor K_L erreicht wird, wird im Ergebnis die Temperatur des technischen Systems 100 im Betrieb sinken. Sobald die erfasste Temperatur T unterhalb der oberen Grenztemperatur T_OG ist, wird der Skalierungsfaktor K_L größer als Null und der limitierte Vorgabewert S_WL wird ebenfalls wieder größer als Null.
• Mögliche zeitliche Verläufe von Kennwerten einer herkömmlichen thermischen Abregelung zeigen die 2-4.
• 2 zeigt zeitliche Verläufe der Batterieleistung B_L. Dabei zeigt 2 einen zeitlichen Verlauf einer limitierten Batterieleistung B_LL gegenüber einer Batterie-Wunschleistung Pw, wobei sich der Verlauf der limitierten Batterieleistung B_LL aus dem zeitlichen Verlauf der Batterie-Wunschleistung Pw und dem zeitlichen Verlauf des Skalierungsfaktors K_L gemäß 4 gemäß Gleichung (1) ergibt.
• 3 zeigt zeitliche Verläufe der Batterietemperatur B_T. Man erkennt einen zeitlichen Verlauf einer vorgegebenen oberen Grenztemperatur T_OG der Batterie, die konstant 50°C beträgt. Ein zeitlicher Verlauf einer unlimitierten Batterietemperatur B_T2 liegt vor, wenn die Batterie über keinerlei thermische Abregelung verfügt, wobei in diesem Fall die obere Grenztemperatur T_OG von 50°C deutlich überschritten wird.
• Ein zeitlicher Verlauf einer limitierten Batterietemperatur B_T3 ergibt sich, wenn die Batterie aus 1 in herkömmlicher Weise entsprechend der Kennlinie von 1 beeinflusst bzw. geregelt wird.
• Man erkennt in letzterem Fall, dass die obere Grenztemperatur T_OG der Batterie bei weitem nicht erreicht bzw. ausgereizt wird. Dadurch werden technisch garantierte Grenzen der Batterie nicht ausgenutzt, weil die limitierte Batterietemperatur B_T3 nur ca. 47°C erreicht. Auf diese Weise werden Leistungsreserven der Batterie nicht vollständig ausgeschöpft bzw. gewissermaßen „verschenkt“.
• Daraus ergeben sich aus der beschriebenen herkömmlichen thermischen Regelung der Batterie zwei gravierende Nachteile:
1. 1) thermische Grenzen des betreffenden Bauteils (z.B. Batterie) können nicht ausgenutzt werden, und
2. 2) limitierte Vorgaben bzw. ein limitierter Vorgabewert S_WL können zu stark reduziert sein
• Der letztgenannte Nachteil kann z.B. gleichbedeutend sein mit einer verringerten Fahrleistung eines mit der Batterie betriebenen Elektrofahrzeugs (z.B. Elektroroller). Vorgeschlagen wird eine verbesserte thermische Regelung eines technischen Systems 100, die eine Leistung des technischen Systems 100 derart regelt, dass eine aus einem Messwert einer Temperatur T prädizierte Temperatur T_Präd möglichst exakt auf die vorgegebene obere Grenztemperatur T_OG des technischen Systems 100 eingeregelt wird und diese nicht überschreitet. Im Ergebnis können dadurch die oben beschriebenen Nachteile kompensiert bzw. weitestgehend ausgeräumt werden:
1. 1) die thermischen Grenzen des betreffenden technischen Systems 100 können besser ausgenutzt bzw. ausgereizt werden, und
2. 2) die limitierte Vorgabe bzw. der limitierte Vorgabewert S_WL ist bei gleichzeitig gegebenem Bauteilschutz maximiert
• Das vorgeschlagene Verfahren umfasst somit im Wesentlichen die folgenden beiden Teilschritte:
1. a) zeitliche Prädiktion einer Temperatur aus einem gemessenen Temperaturwert um eine definierte Zeitdauer in die Zukunft („definierter Zeithorizont“), und
2. b) Regeln der zeitlich prädizierten Temperatur T_Präd des technischen Systems 100 auf eine obere Grenztemperatur T_OG des technischen Systems 100, wobei die obere Grenztemperatur T_OG zu keinem Zeitpunkt überschritten wird bzw. zu keinem Zeitpunkt überschritten werden sollte.
• Zur Ermittlung der genannten prädizierten Temperatur T_Präd kann die Batterie im Vorfeld z.B. ausgiebigen Testreihen unterzogen werden und es werden Leistungsgrenzen ermittelt, um Aussagen zu treffen, welche erlaubten Höchstwerte die Temperatur erreichen darf. Die genannten prädizierten Temperaturen T_Präd werden in einer Prädiktionseinrichtung 20 hinterlegt, die in einem operativen Betrieb der Batterie benutzt wird, um zusammen mit einer oberen Grenztemperatur T_OG einen Skalierungsfaktor K_L zu ermitteln, mit dem der Vorgabewert Sw für die Batterie skaliert wird.
• Der definierte Zeithorizont für die genannte Temperaturprädiktion kann von einer Wärmekapazität und/oder einem Wärmeleitwert des technischen Systems 100 abhängen. Im Ergebnis hängt der Zeithorizont also davon ab, wie schnell sich das technische System 100 erwärmen bzw. wieder abkühlen kann. Dadurch können sich je nach technischem System 100 unterschiedliche Werte für den definierten Zeithorizont ergeben.
• Im Ergebnis wird dadurch bei inaktiver Regelung der Skalierungsfaktor K_L einen Wert von 1 annehmen und bei aktiver Regelung einen linear skalierten Werten zwischen 0 und < 1. Anders ausgedrückt, bedeutet dies, dass die vorgeschlagene Regelungsprozedur nur dann aktiv ist, wenn das technische System 100 thermisch gefährdet ist. Ansonsten wird der vorgeschlagene Regelungsprozedur gar nicht aktiv und der vom Benutzer vorgegebene Sollwert Sw wird dem technischen System 100 uneingeschränkt zugeführt.
• Mit dieser Art der Temperaturregelung ergibt sich für die Anregung des beschriebenen technischen Systems 100 die nachstehend gezeigten Zeitverläufe gemäß der 5-10:
• Im Vergleich zu 2 erkennt man in 5 einen zeitlichen Verlauf einer deutlich höheren limitierten Batterieleistung B_LL.
• Eine hinsichtlich thermischer Überlastung bzw. Überhitzung kritische Temperatur kann an einer Stelle sein, die unzugänglich ist und die daher mittels Thermometer nicht exakt vermessen werden kann.
• Beispielsweise wird die Temperatur des technischen Systems an einer Oberfläche gemessen, wobei physikalische Eigenschaften des technischen Systems bekannt sind, z.B. aus Datenblättern, Messreihen, physikalischen Modellen, usw. Aus einem derartigen Modell kann aus der gemessene Oberflächentemperatur auf die Temperatur an einer hinsichtlich Überhitzung kritischen Stelle des thermischen Systems 100 geschlossen werden.
• Solange das Regelziel noch nicht erreicht ist, wird mittels des vorgeschlagenen Regelsystems die prädizierte Temperatur T_Präd hochgeregelt, bis sie d im Wesentlichen der vorgegebenen oberen Grenztemperatur T_OG des technischen Systems 100 entspricht. Bei drohender thermischer Überlastung des technischen Systems 100 an einer hinsichtlich Überhitzung kritischen Stelle wird der Skalierungsfaktor K_L auf den Wert 0 gesetzt, so dass sich das technische System 100 wieder abkühlen kann und auf diese Weise thermisch nicht überlastet wird.
• Ferner erkennt man in 6 im Vergleich mit 3 eine verbesserte Ausnutzung der limitierten Batterietemperatur B_T3.
• In 7 erkennt man im Vergleich mit 4 einen mit dem vorgeschlagenen Verfahren erreichten deutlich höheren Skalierungsfaktor K_L, der mit den unter a) und b) genannten Ergebnissen korrespondiert.
• Die zeitlichen Verläufe der 8-10 entsprechen jenen der 5-7 mit einem höheren zeitlichen Auflösungsgrad.
• 11 zeigt eine Ausführungsform einer vorgeschlagenen Vorrichtung 200 zum thermischen Regeln eines technischen Systems 100 mittels des vorgeschlagenen Verfahrens. Man erkennt, dass nunmehr eine Prädiktionseinrichtung 20 vorgesehen ist, mittels derer die prädizierte Temperatur T_Präd ermittelt wird. Dies kann beispielsweise anhand von Messreihen, experimentellen Ergebnissen, usw. erfolgen, mit denen das technische System 100 während eines Entwicklungs-, Fertigungs-, bzw. Prüfprozesses untersucht wird und die in geeigneter Weise (z.B. als Software) hinterlegt sind.
• Eine prädizierte Temperatur T_Präd (z.B. < 45°C), die kleiner als eine erste definierte Temperatur ist, kann mit dem Faktor 1 und eine prädizierte Temperatur T_Präd, die größer eine zweite definierte Temperatur ist, (z.B. > 50°C) mit dem Faktor 0 gewichtet werden.
• Ferner ist erkennbar, dass nunmehr im Vergleich mit der herkömmlichen Anordnung von 1 der Skalierungseinrichtung 15 eine obere Grenztemperatur T_OG des technischen Systems vorgegeben ist, wobei im Ergebnis aus der Skalierungseinrichtung 15 der Skalierungsfaktor K_L ermittelt wird, mit dem der Vorgabewert Sw mittels des Multiplizierers 10 multipliziert wird. Im Betrieb des technischen Systems 100 wird die prädizierte Temperatur T_Präd auf die obere Grenztemperatur T_OG geregelt, übersteigt diese aber niemals.
• Im Ergebnis wird auf diese Art und Weise das technische 100 mit dem mittels des Skalierungsfaktors K_L limitierten Sollwerts S_WL derart beaufschlagt, dass die prädizierte Temperatur T_Präd im Wesentlichen der oberen Grenztemperatur T_OG des technischen Systems 100 entspricht und damit das technische System 100 technisch voll ausgereizt werden kann.
• Abweichungen zwischen der oberen Grenztemperatur T_OG und der prädizierten Temperatur T_Präd können definiert werden, um für das technische System 100 einen vergrößerten Sicherheitspuffer zu realisieren. Im Ergebnis wird auf diese Weise ein Regelungsansatz mit einer kombinierten Temperaturprädiktion bereitgestellt.
• Vorteilhaft können das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Vorrichtung 200 zum Beispiel auf Elektrofahrzeuge, zum Beispiel Roller, Dreiräder, usw. angewendet werden, die technische Systeme 100 bzw. Komponenten aufweisen, die mit einer thermischen Abregelung gegen Überhitzung geschützt werden müssen.
• Es versteht sich von selbst, dass alle vorgenannten Zahlenwerte lediglich beispielhaft sind.
• Vorangehend wurde das vorgeschlagene Verfahren anhand eines technischen Systems 100 in Form einer Batterie beschrieben. Das Verfahren lässt sich vorteilhaft aber auch auf jegliche Systeme verwenden, die dieser Art von thermischen Regelung vor Überhitzung und damit Leistungsreduktion bzw. Leistungsausfall geschützt werden sollen, wie z.B. ein Elektromotor, Inverter, usw.
• 12 zeigt ein Blockschaltbild, mit einer Vorrichtung 200, in der das vorgeschlagene Verfahren als Software abläuft. Die Vorrichtung 200 kann dabei z.B. als ein elektronisches Fahrzeugsteuergerät zum Steuern des technischen Systems 100 ausgebildet sein. Eine einfache Adaptierbarkeit des vorgeschlagenen Verfahrens ist auf diese Weise vorteilhaft unterstützt.
• 13 zeigt einen prinzipiellen Ablauf eines vorgeschlagenen Verfahrens. In einem Schritt 300 erfolgt ein Ermitteln einer Temperatur T des technischen Systems 100.
• In einem Schritt 300 erfolgt ein Messen einer Temperatur T des technischen Systems 100.
• In einem Schritt 310 erfolgt ein Ermitteln einer prädizierten Temperatur T_Präd aus der gemessenen Temperatur T an einer hinsichtlich Überhitzung kritischen Stelle des technischen Systems 100 mit einem definierten Zeithorizont.
• In einem Schritt 320 erfolgt ein Ermitteln eines Skalierungsfaktors K_L aus der prädizierten Temperatur T_Präd und einer vorgegebenen oberen Grenztemperatur T_OG des technischen Systems 100, wobei die obere Grenztemperatur T_OG des technischen Systems 100 nicht überschritten werden sollte.
• In einem Schritt 330 erfolgt ein Multiplizieren eines Vorgabewerts Sw beim Betreiben des technischen Systems 100 mit dem ermittelten Skalierungsfaktor K_L, wodurch die prädizierte Temperatur T_Präd des technischen Systems 100 auf einen Wert geregelt wird, der im Wesentlichen der oberen Grenztemperatur T_OG entspricht.
• Der Fachmann kann vorgehend auch nicht oder nur teilweise offenbarte Ausführungsformen der Erfindung realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.

Claims (9)

1. Verfahren zum thermischen Regeln eines technischen Systems (100) mit den Schritten: - Messen einer Temperatur (T) des technischen Systems (100); - Ermitteln einer prädizierten Temperatur (T_Präd) aus der gemessenen Temperatur (T) an einer hinsichtlich Überhitzung kritischen Stelle des technischen Systems (100) mit einem definierten Zeithorizont; - Ermitteln eines Skalierungsfaktors (K_L) aus der prädizierten Temperatur (T_Präd) und einer vorgegebenen oberen Grenztemperatur (T_OG) des technischen Systems, wobei die obere Grenztemperatur (T_OG) des technischen Systems (100) nicht überschritten werden sollte; und - Multiplizieren eines Vorgabewerts (Sw) beim Betreiben des technischen Systems (100) mit dem ermittelten Skalierungsfaktor (K_L), wodurch die prädizierte Temperatur (T_Präd) des technischen Systems (100) auf einen Wert geregelt wird, der im Wesentlichen der oberen Grenztemperatur (T_OG) entspricht.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Zeithorizont von einer Wärmekapazität und/oder einem Wärmeleitwert des technischen Systems (100) abhängt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die prädizierte Temperatur (T_Präd) mittels eines mathematischen Modells des technischen Systems (100) aus der gemessenen Temperatur ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei im Falle, dass die prädizierte Temperatur (T_Präd) kleiner ist als die obere Grenztemperatur (T_OG), der Skalierungsfaktor (K_L) 1 beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei während eines Annäherns der prädizierten Temperatur (T_Präd) an die obere Grenztemperatur (T_OG) der Skalierungsfaktor (K_L) linear zwischen 0 und <1 skaliert wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die prädizierte Temperatur (T_Präd) des technischen Systems (100) auf eine definiert unterhalb der oberen Grenztemperatur (T_OG) liegende Temperatur geregelt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren zum thermischen Regeln eines aus Folgendem verwendet wird: Batterie, Elektromotor, Inverter.
8. Vorrichtung (200) zum thermischen Regeln eines technischen Systems (100) das ausgebildet ist, das Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche auszuführen.
9. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wenn es auf einer elektronischen Vorrichtung (200) nach Anspruch 8 abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.

Images