WO2012150119A1 - Verfahren zur überwachung der temperatur einer batteriezelle - Google Patents

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battery cell
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Stephan Leuthner
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Sb Limotive Company Ltd.
Sb Limotive Germany Gmbh
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    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/61—Types of temperature control
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/60—Heating or cooling; Temperature control
    • H01M10/63—Control systems
    • H01M10/633—Control systems characterised by algorithms, flow charts, software details or the like
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring the
  • Temperature of a battery cell a battery management unit with a monitoring unit that performs the inventive method, a battery with the battery management unit according to the invention and a motor vehicle with the battery management unit according to the invention or the battery according to the invention.
  • Battery systems include rechargeable electrical energy storage devices that find widespread use in portable consumer devices and other applications, such as partially or entirely electrically powered vehicles.
  • battery systems and in particular lithium-ion battery systems, are considered key technologies for the electrification of the drive system of vehicles. Battery systems and in particular lithium-ion battery systems can depending on
  • Use specification be modular and usually include a plurality of series or parallel electrically connected battery cells.
  • An essential aspect for the successful establishment of this technology is, among other things, the operational safety of the battery systems, especially the lithium-ion battery systems, which are often operated with large capacities. It is necessary to operate the battery system within an optimal temperature range, because the battery temperature has a major impact on the power delivery, aging, life and Operational safety of the battery system. To ensure this, battery systems usually have a sophisticated thermal management concept.
  • Temperature gradients are internal short circuits in the battery caused, for example, by physical deformations of the battery or by
  • Temperature increases of a battery is an overcharge of the battery.
  • safety devices that serve to prevent thermal runaway of the battery system.
  • the aim is to detect the risk of irreversible overheating early and, where appropriate, to quickly disconnect the battery from the rest of the power supply and / or to stop charging the battery.
  • safety devices are integrated, which at a higher internal pressure, which arises at an elevated temperature in the battery cell, prevent a current through the battery cell, so-called
  • CIDs Current Interruptive Devices
  • Voltage monitoring is subjected to high negative voltages, which may well be several hundred volts for a battery used in vehicles.
  • the electronic components used can be protected against such loads only with considerable effort. Therefore, for reasons of economy, such measures are generally dispensed with.
  • the battery system can be transferred to a safe state.
  • the monitoring of the temperature usually takes place by means of additional components, such as temperature sensors, which cause additional costs and represent a possible source of error.
  • the invention is based on the idea of temperature monitoring
  • Sizes can reduce the cost of temperature monitoring.
  • these sizes may also be used in addition to other temperature monitoring techniques, thereby providing redundancy and thus lower susceptibility to failure.
  • Battery cell provided, comprising the steps of: measuring a voltage applied to the battery cell voltage; Measuring one by the
  • a battery comprising the battery cell is transferred to a safe state if the monitoring of the temperature of the battery cell based on the determined internal resistance indicates that the temperature of the battery cell is excessive.
  • the battery is transferred to a safe state if the determined internal resistance is lower than an internal resistance corresponding to a predetermined temperature.
  • the predetermined temperature is preferably 60 ° C.
  • the battery comprises a plurality of battery cells, the internal resistance of at least two battery cells is determined, and the battery is brought to a safe state, when the determined for a first battery cell internal resistance is much lower than the determined for a second battery cell internal resistance ,
  • the battery can be brought into a safe state if the internal resistance determined for the first battery cell is lower by a predetermined factor than the internal resistance determined for a second battery cell.
  • the determined for the first battery cell is lower by a predetermined factor than the internal resistance determined for a second battery cell.
  • Internal resistance also determined with the for several more battery cells Internal resistance can be compared, and the battery can be converted, for example, in a safe state when the determined for the first battery cell internal resistance is much lower than at least one of the determined for the other battery cells internal resistances, or the battery can be converted to a safe state, if the internal resistance determined for the first battery cell is much lower than all for the others
  • Battery cells determined internal resistance.
  • the comparison with an internal resistance corresponding to a predetermined temperature and the comparison with the internal resistance determined for one or more further batteries can be combined as desired.
  • the battery is thereby transferred to a safe state that a charging process is terminated.
  • the inventive method is used simultaneously with other methods for
  • the method according to the invention and the other methods can determine redundant values for the temperature of the battery cell. This ensures that various indications for a safety - related malfunction of the
  • Battery cell can be used simultaneously, whereby the operation of the battery cell is safer.
  • a battery comprising the battery cell may include a plurality of battery cells in series. In this case, the by the
  • Battery cell flowing current is preferably measured by the current flowing through the series circuit current is measured. This ensures that it is not necessary to carry out current measurements for individual batteries within the series connection.
  • the invention also provides a battery management unit comprising: a voltage sensor, a current sensor, and a monitoring unit configured to perform the method of the invention. Furthermore, the invention provides a battery with a battery management unit according to the invention and a motor vehicle a battery management unit according to the invention or a
  • Figure 1 shows an embodiment of a battery according to the invention
  • FIG. 2 shows an exemplary relationship between the temperature of a battery cell and the internal resistance of the battery cell.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a battery according to the invention.
  • the battery 10 according to the invention comprises a plurality of battery cells 12a to 12f, which are connected in series.
  • the battery cells 12a to 12f can be, for example, lithium-ion battery cells.
  • Battery cell 12c voltage AU is applied using a
  • the current I flowing through the battery cell 12 c is measured by measuring the current flowing through the series circuit by means of an ammeter 16.
  • the battery 10 may comprise further means, which determine the temperature of the battery cell 12c independently of the determination of the internal resistance of the battery cell 12c.
  • the battery 10 may include a temperature sensor 18 in thermal contact with the battery cell 12c.
  • FIG. 2 shows by way of example a relationship between the temperature ⁇ of a battery cell and the internal resistance R, of the battery cell.
  • the battery cell may be, for example, the battery cell 12c of the battery 10 in FIG. In particular, it may be a lithium-ion battery cell.
  • the internal resistance of a lithium-ion battery cell typically drops exponentially with temperature. Due to this, the internal resistance of the battery cell is a good indicator of an excessive
  • FIG. 2 shows by way of example a temperature value ⁇ - ⁇ of the battery cell and the associated internal resistance Ri &"). Furthermore, a typical temperature limit of 60 ° C and the associated internal resistance R, (60 ° C) are shown. If the internal resistance drops below the value R, (60 ° C), it can be concluded that the
  • the relationship between the internal resistance and the temperature of the battery cell shown in FIG. 2 can also be utilized by comparing the internal resistance determined for a battery cell with the internal resistance determined for other battery cells. If one of the battery cells has a significantly lower internal resistance than the other battery cells, this is indicated by the relationship between internal resistance and
  • a safety-relevant measure for the protection of the battery for example a termination of a charging process, be initiated when the determined for a battery cell internal resistance is much lower, for example, by a predetermined factor less than the determined for one or more other battery cells internal resistance.

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Überwachung der Temperatur Formula (I) einer Batteriezelle (12c) beschrieben, das folgende Schritte umfasst: Messen einer an der Batteriezelle (12c) anliegenden Spannung; Messen eines durch die Batteriezelle (12c) fließenden Stroms; Ermitteln eines Innenwiderstands (Ri,) der Batteriezelle (12c) aus der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom; und Überwachen der Temperatur Formula (I) der Batteriezelle (12c) auf Grundlage des ermittelten Innenwiderstandes (Ri,). Ferner wird eine Batteriemanagementeinheit bereitgestellt, die eine Überwachungseinheit umfasst, die dazu ausgelegt ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Des Weiteren werden eine Batterie (10) mit einer erfindungsgemäßen Batteriemanagementeinheit sowie ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batteriemanagementeinheit oder einer erfindungsgemäßen Batterie (10) bereitgestellt.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Überwachung der Temperatur einer Batteriezelle
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der
Temperatur einer Batteriezelle, eine Batteriemanagementeinheit mit einer Überwachungseinheit, die das erfindungsgemäße Verfahren ausführt, eine Batterie mit der erfindungsgemäßen Batteriemanagementeinheit sowie ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Batteriemanagementeinheit oder der erfindungsgemäßen Batterie.
Stand der Technik Batteriesysteme umfassen wiederaufladbare elektrische Energiespeicher, die einen breiten Einsatz in tragbaren Konsumgeräten und anderen Anwendungen finden, wie beispielsweise in teilweise oder ausschließlich elektrisch betriebenen Fahrzeugen. In automobilen Anwendungen gelten Batteriesysteme und insbesondere Lithium-Ionen-Batteriesysteme als Schlüsseltechnologie für die Elektrifizierung des Antriebssystems von Fahrzeugen. Batteriesysteme und insbesondere Lithium-Ionen-Batteriesysteme können dabei je nach
Einsatzspezifikation modular aufgebaut sein und umfassen meist eine Mehrzahl von seriell oder parallel elektrisch verschalteten Batteriezellen. Ein wesentlicher Aspekt für die erfolgreiche Etablierung dieser Technologie ist unter anderem die Betriebssicherheit der Batteriesysteme, speziell der Lithium- Ionen-Batteriesysteme, die nicht selten mit großen Kapazitäten betrieben werden. Dabei ist es erforderlich, das Batteriesystem innerhalb eines optimalen Temperaturbereichs zu betreiben, denn die Batterietemperatur hat einen großen Einfluss auf die Leistungsbereitstellung, Alterung, Lebensdauer und Betriebssicherheit des Batteriesystems. Um dies zu gewährleisten, weisen Batteriesysteme meist ein ausgefeiltes thermisches Managementkonzept auf.
Während des Betriebs von Batteriesystemen kann es vorkommen, dass die Temperatur in der Batterie derart ansteigt, dass diese sich nicht mehr durch äußere Kühlsysteme abkühlen lässt. Hauptursache für solche
Temperaturverläufe sind interne Kurzschlüsse in der Batterie, hervorgerufen beispielsweise durch physische Deformationen der Batterie oder durch
Verunreinigungen bei der Herstellung der Batterie (beispielsweise Beschädigung des Separators durch Partikel). Ein interner Kurzschluss kann weitere irreversible elektrochemische Prozesse in der Batterie in Gang setzen, bei denen Wärme freigesetzt wird (exotherme Reaktionen). Schließlich kann es zu einem so genannten thermischen Durchgehen, einer Art selbstbeschleunigter Überhitzung, kommen, welches zu einem Bersten des Überdrucksicherheitsventils mit
Abblasen von toxischen Gasen oder gar zu einem Bersten der Batteriezelle führen kann. Eine andere mögliche Ursache für irreversible
Temperaturzunahmen einer Batterie ist eine Überladung der Batterie.
Üblicherweise weisen Batteriesysteme Sicherheitseinrichtungen auf, die der Vermeidung eines thermischen Durchgehens des Batteriesystems dienen. Ziel ist es dabei, die Gefahr einer irreversiblen Überhitzung frühzeitig zu erkennen und gegebenenfalls die Batterie schnell vom restlichen Stromnetz zu trennen und/oder einen Ladevorgang der Batterie zu beenden. In Batteriezellen mit größerer Speicherkapazität, typischerweise von mehr als 3 Amperestunden, werden beispielsweise Sicherheitseinrichtungen integriert, welche bei einem erhöhten Innendruck, welcher bei einer erhöhten Temperatur in der Batteriezelle entsteht, einen Strom durch die Batteriezelle unterbinden, sogenannte
stromunterbrechende Vorrichtungen (Current Interruptive Devices, CIDs). Diese schützen bei Überlast durch zu hohe Lade- oder Entladeströme und Überlast durch externen Kurzschluss, welche ein thermisches Durchgehen verursachen, nicht aber bei anderen Ursachen, insbesondere bei einem internen Kurzschluss, welcher durch mechanische Deformierung, Partikel oder Dendriten hervorgerufen wird. Ein weiterer gravierender Nachteil derartiger Sicherheitseinrichtungen ist, dass bei deren Auslösung die zur Überwachung der einzelnen Batteriezellen oder zur Ermittlung des Ladezustands eingesetzte Elektronik Schaden nehmen und das Gesamtsystem in einen nicht definierten Zustand geführt werden kann. Ursache für die Schädigung der Elektronik bei Auslösen einer stromunterbrechenden Vorrichtung ist, dass die zugehörige
Spannungsüberwachung mit hohen negativen Spannungen beaufschlagt wird, die bei einer in Fahrzeugen eingesetzten Batterie durchaus mehrere Hundert Volt betragen können. Die eingesetzten Elektronikkomponenten können nur mit erheblichem Aufwand gegen derartige Belastungen geschützt werden. Daher wird aus Wirtschaftlichkeitsgründen in der Regel auf solche Maßnahmen verzichtet.
Vielmehr finden Verfahren Anwendung, in denen die Temperatur von
Batteriezellen überwacht wird, sodass bei überhöhter Temperatur der
Batteriezellen das Batteriesystem in einen sicheren Zustand überführt werden kann. Die Überwachung der Temperatur findet dabei üblicherweise mittels zusätzlicher Komponenten, beispielsweise Temperatursensoren statt, die zusätzliche Kosten verursachen und eine mögliche Fehlerquelle darstellen.
Typischerweise werden mehrere Zellen in einem Batteriesystem gemeinsam hinsichtlich ihrer Temperatur überwacht. Hierbei ist jedoch nicht gewährleistet, dass detektiert wird, wenn die Temperatur einer einzelnen Batteriezelle überhöht ist. Es ist somit möglich, dass eine einzelne Batteriezelle in einen
sicherheitskritischen Zustand gerät, ohne dass dies detektiert wird.
Es ist auch bekannt, sämtliche Batteriezellen mit einer individuellen
Temperaturüberwachung zu versehen und bei Überschreiten einer
Grenztemperatur in einer der Batteriezellen die Batterie in einen sicheren Zustand zu überführen. Dies bringt jedoch Zusatzkosten mit sich.
Offenbarung der Erfindung
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, zur Temperaturüberwachung
Messdaten zu nutzen, die typischerweise in einem Batteriesystem zur Verfügung stehen. Insbesondere werden typischerweise in einem Batteriesystem die an den einzelnen Batteriezellen anliegenden Spannungen sowie der im Batteriesystem fließende Gesamtstrom gemessen. Durch die Nutzung ohnehin zu messender
Größen können die Kosten für die Temperaturüberwachung gesenkt werden. Wahlweise können diese Größen auch zusätzlich zu anderen Verfahren zur Temperaturüberwachung verwendet werden, wodurch eine Redundanz und damit eine geringere Fehleranfälligkeit erreicht werden kann. Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Überwachung der Temperatur einer
Batteriezelle zur Verfügung gestellt, das folgende Schritte umfasst: Messen einer an der Batteriezelle anliegenden Spannung; Messen eines durch die
Batteriezelle fließenden Stroms; Ermitteln eines Innenwiderstands der
Batteriezelle aus der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom; und Überwachen der Temperatur der Batteriezelle auf Grundlage des ermittelten
Innenwiderstandes. Dadurch, dass die Temperatur auf Grundlage des ermittelten Innenwiderstands überwacht wird, der sich aus der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom ermitteln lässt, wird erreicht, dass Messwerte, die ohnehin zu anderen Zwecken gemessen werden, zur Überwachung der
Temperatur verwendet werden können.
Vorzugsweise wird eine die Batteriezelle umfassende Batterie in einen sicheren Zustand überführt, wenn das Überwachen der Temperatur der Batteriezelle auf Grundlage des ermittelten Innenwiderstandes ergibt, dass die Temperatur der Batteriezelle überhöht ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Batterie in einen sicheren Zustand überführt, wenn der ermittelte Innenwiderstand geringer ist als ein einer vorbestimmten Temperatur entsprechender Innenwiderstand. Die vorbestimmte Temperatur beträgt vorzugsweise 60 °C.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Batterie eine Vielzahl von Batteriezellen, der Innenwiderstand mindestens zweier Batteriezellen wird ermittelt, und die Batterie wird in einen sicheren Zustand überführt, wenn der für eine erste Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand sehr viel geringer ist als der für eine zweite Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand. Beispielsweise kann die Batterie in einen sicheren Zustand überführt werden, wenn der für die erste Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand um einen vorbestimmten Faktor geringer ist als der für eine zweite Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand. In weiteren Ausgestaltungen der Erfindung kann der für die erste Batteriezelle ermittelte
Innenwiderstand auch mit dem für mehrere weitere Batteriezellen ermittelten Innenwiderstand verglichen werden, und die Batterie kann beispielsweise in einen sicheren Zustand überführt werden, wenn der für die erste Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand sehr viel geringer ist als mindestens einer der für die weiteren Batteriezellen ermittelten Innenwiderstände, oder die Batterie kann in einen sicheren Zustand überführt werden, wenn der für die erste Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand sehr viel geringer ist als alle für die weiteren
Batteriezellen ermittelten Innenwiderstände. Der Vergleich mit einem einer vorbestimmten Temperatur entsprechenden Innenwiderstand und der Vergleich mit dem für eine oder mehrere weitere Batterien ermittelten Innenwiderstand können beliebig kombiniert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Batterie dadurch in einen sicheren Zustand überführt, dass ein Ladevorgang beendet wird. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das erfindungsgemäße Verfahren gleichzeitig mit anderen Verfahren zur
Überwachung der Temperatur der Batteriezelle eingesetzt. Dabei können das erfindungsgemäße Verfahren und die anderen Verfahren redundante Werte für die Temperatur der Batteriezelle ermitteln. Dadurch wird erreicht, dass verschiedene Indikationen für eine sicherheitsrelevante Fehlfunktion der
Batteriezelle gleichzeitig genutzt werden können, wodurch der Betrieb der Batteriezelle sicherer wird.
Eine die Batteriezelle umfassende Batterie kann eine Vielzahl von Batteriezellen in einer Reihenschaltung umfassen. In diesem Fall wird der durch die
Batteriezelle fließende Strom vorzugsweise gemessen, indem der durch die Reihenschaltung fließende Strom gemessen wird. Dadurch wird erreicht, dass nicht für einzelne Batterien innerhalb der Reihenschaltung Strommessungen durchgeführt werden müssen.
Die Erfindung stellt außerdem eine Batteriemanagementeinheit zur Verfügung, die Folgendes umfasst: einen Spannungssensor, einen Stromsensor und eine Überwachungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Des Weiteren stellt die Erfindung eine Batterie mit einer erfindungsgemäßen Batteriemanagementeinheit sowie ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Batteriemanagementeinheit oder einer
erfindungsgemäßen Batterie zur Verfügung.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batterie, und
Figur 2 einen beispielhaften Zusammenhang zwischen der Temperatur einer Batteriezelle und dem Innenwiderstand der Batteriezelle.
Ausführungsformen der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Batterie gezeigt. Die erfindungsgemäße Batterie 10 umfasst mehrere Batteriezellen 12a bis 12f, die in Reihe geschaltet sind. Bei den Batteriezellen 12a bis 12f kann es sich beispielsweise um Lithium-Ionen-Batteriezellen handeln. Die an der
Batteriezelle 12c anliegende Spannung AU wird mithilfe eines
Spannungsmessgeräts 14 gemessen. Der durch die Batteriezelle 12c fließende Strom I wird in diesem Fall gemessen, indem der durch die Reihenschaltung fließende Strom mithilfe eines Strommessgeräts 16 gemessen wird. Der
Innenwiderstand R, der Batteriezelle kann dann gemäß der Gleichung R, = AU/ 1 ermittelt werden.
Die Batterie 10 kann weitere Mittel umfassen, die unabhängig von der Ermittlung des Innenwiderstands der Batteriezelle 12c die Temperatur der Batteriezelle 12c ermitteln. Beispielsweise kann die Batterie 10 einen Temperatursensor 18 umfassen, der mit der Batteriezelle 12c in thermischem Kontakt steht. Durch gleichzeitige Anwendung verschiedener Verfahren zur Überwachung der Temperatur der Batteriezelle 12c kann eine Redundanz erreicht werden, die es erlaubt, eine überhöhte Temperatur der Batteriezelle 12c auch dann
festzustellen, wenn eines der Verfahren versagt. In Figur 2 ist beispielhaft ein Zusammenhang zwischen der Temperatur ϋ- einer Batteriezelle und dem Innenwiderstand R, der Batteriezelle gezeigt. Bei der Batteriezelle kann es sich beispielsweise um die Batteriezelle 12c der Batterie 10 in Figur 1 handeln. Insbesondere kann es sich um eine Lithium-Ionen- Batteriezelle handeln. Der Innenwiderstand einer Lithium-Ionen-Batteriezelle fällt typischerweise exponentiell mit der Temperatur ab. Aufgrund dessen ist der Innenwiderstand der Batteriezelle ein guter Indikator für eine überhöhte
Temperatur der Batteriezelle. In Figur 2 sind beispielhaft ein Temperaturwert ϋ-η der Batteriezelle sowie der zugehörige Innenwiderstand Ri &„) eingezeichnet. Des Weiteren sind eine typische Temperaturgrenze von 60 °C sowie der zugehörige Innenwiderstand R, (60 °C) eingezeichnet. Sinkt der Innenwiderstand unter den Wert R, (60 °C), so kann darauf geschlossen werden, dass die
Temperatur über die Temperaturgrenze 60 °C gestiegen ist. Allgemein kann also aus dem Unterschreiten einer Wderstandsgrenze Ri (i! max) auf das Überschreiten einer Temperaturgrenze max geschlossen werden, und dementsprechend kann eine sicherheitsrelevante Maßnahme zum Schutz der Batterie, beispielsweise eine Beendigung eines Ladevorgangs, eingeleitet werden.
Der in Figur 2 dargestellte Zusammenhang zwischen Innenwiderstand und Temperatur der Batteriezelle kann jedoch auch genutzt werden, indem der für eine Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand mit dem für andere Batteriezellen ermittelten Innenwiderstand verglichen wird. Weist eine der Batteriezellen einen deutlich niedrigeren Innenwiderstand auf als die anderen Batteriezellen, so deutet dies gemäß dem Zusammenhang zwischen Innenwiderstand und
Temperatur auf eine erhöhte Temperatur dieser Batteriezelle hin.
Dementsprechend kann eine sicherheitsrelevante Maßnahme zum Schutz der Batterie, beispielsweise eine Beendigung eines Ladevorgangs, eingeleitet werden, wenn der für eine Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand sehr viel geringer, beispielsweise um einen vorbestimmten Faktor geringer ist als der für eine oder mehrere andere Batteriezellen ermittelte Innenwiderstand.

Claims

Ansprüche
Verfahren zur Überwachung der Temperatur einer Batteriezelle (12c), umfassend folgende Schritte:
Messen einer an der Batteriezelle (12c) anliegenden Spannung; und
Messen eines durch die Batteriezelle (12c) fließenden Stroms,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Verfahren ferner folgende Schritte umfasst:
Ermitteln eines Innenwiderstands (R,) der Batteriezelle (12c) aus der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom; und
Überwachen der Temperatur (■&) der Batteriezelle (12c) auf Grundlage des ermittelten Innenwiderstands (R,).
Verfahren nach Anspruch 1 , wobei eine die Batteriezelle (12c) umfassende Batterie (10) in einen sicheren Zustand überführt wird, wenn das
Überwachen der Temperatur (■&) der Batteriezelle (12c) auf Grundlage des ermittelten Innenwiderstandes (R,) ergibt, dass die Temperatur (■&) der Batteriezelle (12c) überhöht ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Batterie (10) in einen sicheren Zustand überführt wird, wenn der ermittelte Innenwiderstand (R,) geringer ist als ein einer vorbestimmten Temperatur entsprechender Innenwiderstand.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die vorbestimmte Temperatur 60 °C beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Batterie (10) eine Vielzahl von Batteriezellen (12a, 12f) umfasst, wobei der Innenwiderstand mindestens zweier Batteriezellen ermittelt wird und wobei die Batterie (10) in einen sicheren Zustand überführt wird, wenn der für eine erste Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand sehr viel geringer ist als der für eine zweite Batteriezelle ermittelte Innenwiderstand.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Batterie (10) in einen sicheren Zustand überführt wird, indem ein Ladevorgang beendet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren gleichzeitig mit anderen Verfahren zur Überwachung der Temperatur (■&) der Batteriezelle (12c) eingesetzt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Verfahren und die anderen Verfahren redundante Werte für die Temperatur (■&) der Batteriezelle (12c) ermitteln.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine die Batteriezelle (12c) umfassende Batterie (10) eine Vielzahl von Batteriezellen (12a, 12f) in einer Reihenschaltung umfasst und wobei der durch die Batteriezelle (12c) fließende Strom gemessen wird, indem der durch die Reihenschaltung fließende Strom gemessen wird.
Batteriemanagementeinheit, umfassend
einen Spannungssensor (14);
einen Stromsensor (16); und
eine Überwachungseinheit, die dazu ausgelegt ist, das Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche auszuführen.
Batterie (10) mit einer Batteriemanagementeinheit nach Anspruch 10.
Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisches Kraftfahrzeug, umfassend eine Batteriemanagementeinheit nach Anspruch 10 oder eine Batterie (10) nach Anspruch 11.
PCT/EP2012/056885 2011-05-05 2012-04-16 Verfahren zur überwachung der temperatur einer batteriezelle WO2012150119A1 (de)

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