DE102020208556A1 - Thermal runaway detection method and motor vehicle - Google Patents
Thermal runaway detection method and motor vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102020208556A1 DE102020208556A1 DE102020208556.0A DE102020208556A DE102020208556A1 DE 102020208556 A1 DE102020208556 A1 DE 102020208556A1 DE 102020208556 A DE102020208556 A DE 102020208556A DE 102020208556 A1 DE102020208556 A1 DE 102020208556A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- battery
- temperature
- time interval
- value
- motor vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4285—Testing apparatus
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- 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
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
- H01M10/448—End of discharge regulating measures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
- H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines thermischen Durchgehens in einer Batterie (3) eines Kraftfahrzeugs (1), insbesondere eines Kraftfahrzeugs (1) mit elektrischem oder hybridelektrischem Antrieb, wobei nach einer Beendigung eines Betriebs oder eines Ladevorgangs der Batterie (3) ein Überprüfungsvorgang durchgeführt wird, bei dem ein zeitliches Intervall (ZI) festgelegt wird und nach Ablauf des zeitlichen Intervalls (ZI) ein Vergleich eines Temperaturwerts (T1, T2, T3, T4, TDA, TMA) der Batterie (3) mit einem Soll-Temperaturwert (TDS, TMS) durchgeführt wird, wobei der Soll-Temperaturwert (TDS, TMS) mithilfe eines Temperaturmodells (TMO), das eine Soll-Abkühlung der Batterie (3) beschreibt, bestimmt wird, und mithilfe des Ergebnisses (E1, E2) des Vergleichs eine Auswahl (A) mithilfe eines vordefinierten Beurteilungskriteriums (BK) derart getroffen wird, dass in einem Folgevorgang entweder- der Überprüfungsvorgang als weiterer Überprüfungsvorgang erneut durchgeführt wird, wobei bei dem weiteren Überprüfungsvorgang ein weiteres zeitliches Intervall festgelegt wird und nach Ablauf des weiteren zeitlichen Intervalls ein weiterer Vergleich eines weiteren Temperaturwerts der Batterie (3) mit einem mithilfe des Temperaturmodells (TMO) bestimmten weiteren Soll-Temperaturwert durchgeführt wird und mithilfe des Ergebnisses des weiteren Vergleichs eine weitere Auswahl mithilfe des Beurteilungskriteriums (BK) getroffen wird, wobei der Folgevorgang als weiterer Folgevorgang abhängig von der weiteren Auswahl erneut durchgeführt wird; oder- ein Signal ausgegeben wird; oder- keine weitere Maßnahme ergriffen wird.Weiterhin betrifft die Erfindung ein entsprechendes Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for detecting thermal runaway in a battery (3) of a motor vehicle (1), in particular a motor vehicle (1) with an electric or hybrid-electric drive, after termination of operation or charging of the battery (3) a checking process is carried out, in which a time interval (ZI) is defined and after the time interval (ZI) has elapsed, a temperature value (T1, T2, T3, T4, TDA, TMA) of the battery (3) is compared with a target temperature value ( TDS, TMS) is carried out, the target temperature value (TDS, TMS) using a temperature model (TMO), which describes a target cooling of the battery (3), is determined, and using the result (E1, E2) of the comparison a selection (A) is made using a predefined assessment criterion (BK) in such a way that in a subsequent process either the verification process is carried out again as a further verification process ird, wherein a further time interval is defined during the further checking process and after the further time interval has elapsed, a further comparison of a further temperature value of the battery (3) with a further target temperature value determined using the temperature model (TMO) is carried out and using the result the further comparison, a further selection is made using the assessment criterion (BK), the follow-up process being carried out again as a further follow-up process depending on the further selection; or- a signal is output; or no further action is taken. Furthermore, the invention relates to a corresponding motor vehicle.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines thermischen Durchgehens in einer Batterie eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug, das zur Erkennung eines thermischen Durchgehens ausgestaltet ist.The invention relates to a method for detecting a thermal runaway in a battery of a motor vehicle and a motor vehicle configured to detect a thermal runaway.
Bei Kraftfahrzeugen, insbesondere solchen mit elektrischem oder hybridelektrischem Antrieb besteht die Gefahr, dass in einer Batterie, insbesondere eine Antriebsbatterie, ein thermisches Durchgehen, also eine unkontrollierte und unerwünschte thermische Reaktion in Form einer Erhitzung, auftritt. Ein solches thermisches Durchgehen kann insbesondere bei Lithium-Ionen-Batterien auftreten wie sie häufig in Kraftfahrzeugen mit elektrischem oder hybridelektrischem Antrieb als Traktionsbatterie genutzt wird. Die Folgen können insbesondere ein Auftreten eines Brandes und/oder eine Explosion sein. Es ist daher von Bedeutung, dass ein Kraftfahrzeugnutzer während der Nutzung des Kraftfahrzeugs durch eine geeignete Warnung im Falle eines thermischen Durchgehens zum Verlassen des Kraftfahrzeugs aufgefordert wird.In motor vehicles, in particular those with an electric or hybrid electric drive, there is a risk that a battery, in particular a drive battery, will experience thermal runaway, ie an uncontrolled and undesired thermal reaction in the form of heating. Such a thermal runaway can occur in particular with lithium-ion batteries, such as are frequently used as traction batteries in motor vehicles with electric or hybrid electric drives. The consequences can be, in particular, a fire and/or an explosion. It is therefore important that a motor vehicle user is prompted to leave the motor vehicle while using the motor vehicle by means of a suitable warning in the event of a thermal runaway.
Sicherheitsanforderungen für Batterien in Kraftfahrzeugen mit elektrischem oder hybridelektrischem Antrieb werden in verschiedenen Standards, Richtlinien und Verordnungen vorgegeben. In diesem Zusammenhang ist zum Beispiel der nationale Standard der Volksrepublik China „Electrical Vehicles Traction Battery Safety Requirements“ (in Deutsch etwa: „Sicherheitsanforderungen von Antriebsbatterien elektrischer Fahrzeuge“) zu nennen. Dieser Standard wird herausgegeben von der „General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine“ („AQSIQ“) (in Deutsch etwa „Hauptamt für Qualitätskontrolle und Quarantäne“) und der „Standardization Administration of China“ (in Deutsch etwa: „Chinesisches Amt für Standardisierung“). In dem nationalen Standard werden insbesondere Sicherheitsanforderungen und Vorgaben für Sicherheitstests von Antriebsbatterien definiert. In Europa wird zukünftig auch die Vorschrift UNECE R 100 von Bedeutung sein.Safety requirements for batteries in motor vehicles with electric or hybrid electric drives are specified in various standards, guidelines and regulations. In this context, for example, the national standard of the People's Republic of China "Electrical Vehicles Traction Battery Safety Requirements" should be mentioned. This standard is issued by the General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine (“AQSIQ”) and the Standardization Administration of China (Chinesisches Amt for standardization"). In particular, the national standard defines safety requirements and specifications for safety tests of traction batteries. In Europe, the UNECE R 100 regulation will also be important in the future.
- - Erhalten von detektierten Spannungswerten von mehreren Spannungserfassungspunkten in einer Batterie und von mehreren detektierten Temperaturwerten an jeweils mehreren Temperaturerfassungspunkten in der Batterie;
- - Berechnen der Temperaturanstiegsrate der Batterie auf Grundlage der detektierten Temperaturwerte.
- - Bestimmen, ob die Batterie ein thermisches Durchgehen erleidet, basierend auf mehreren detektierten Spannungswerten, mehreren detektierten Temperaturwerten und der Temperaturanstiegsrate.
- - obtaining detected voltage values from a plurality of voltage sensing points in a battery and a plurality of detected temperature values at a plurality of temperature sensing points in the battery, respectively;
- - Calculating the temperature rise rate of the battery based on the detected temperature values.
- - Determining whether the battery is suffering from a thermal runaway based on a plurality of detected voltage values, a plurality of detected temperature values and the rate of temperature increase.
- - drahtloses Empfangen von Temperaturmessdaten von einem einzelnen Monoblock oder einer Vielzahl von Monoblöcken, die elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet sind, wobei die Temperaturmessdaten die Temperaturen innerhalb von jedem der Vielzahl von Monoblöcken darstellen;
- - Berechnen eines Temperaturwertes, der gleich einem Mittelwert der Temperaturmessdaten ist, die drahtlos von allen Monoblöcken der Vielzahl von Monoblöcken in einer Batterie empfangen werden;
- - Berechnen einer hohen Temperaturdifferenz als Absolutwert der Differenz zwischen der höchsten Monoblock-Temperatur in der Batterie und dem Temperaturwert;
- - Berechnen einer niedrigen Temperaturdifferenz als Absolutwert der Differenz zwischen der niedrigsten Monoblock-Temperatur in der Batterie und dem Temperaturwert; und
- - wirelessly receiving temperature measurement data from a single monoblock or a plurality of monoblocks electrically connected in series or parallel, the temperature measurement data representing the temperatures within each of the plurality of monoblocks;
- - calculating a temperature value equal to an average of the temperature measurement data wirelessly received from all monoblocks of the plurality of monoblocks in a battery;
- - calculating a high temperature difference as an absolute value of the difference between the highest monobloc temperature in the battery and the temperature value;
- - calculating a low temperature difference as an absolute value of the difference between the lowest monobloc temperature in the battery and the temperature value; and
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein thermisches Durchgehen oder ein drohendes thermisches Durchgehen von Batterien in Kraftfahrzeugen zuverlässiger zu erkennen. Ein weiteres technisches Problem liegt darin, den Energieverbrauch, der durch eine Überwachung einer Batterie zwecks Detektion des thermischen Durchgehens oder des drohenden thermischen Durchgehens entsteht, zu reduzieren. Ein weiteres technisches Problem liegt darin, ein Erkennen des thermischen Durchgehens oder des drohenden thermischen Durchgehens mit geringem hardwaretechnischem Aufwand und auf preisgünstige und einfache Art und Weise zu realisieren.The invention is based on the technical problem of more reliably detecting a thermal runaway or an impending thermal runaway of batteries in motor vehicles. Another technical problem is to reduce the power consumption incurred by monitoring a battery to detect thermal runaway or impending thermal runaway. A further technical problem lies in recognizing the thermal runaway or the impending thermal runaway with little hardware effort and to realize in a cheap and simple way.
Gemäß einem Grundgedanken der vorliegenden Erfindung wird eine Überprüfung eines Temperaturwerts der Batterie derart vorgenommen, dass dieser Temperaturwert mit einem durch ein Temperaturmodell ermittelten Soll-Temperaturwert verglichen wird. Ein solcher Vergleich erfolgt nach Ablauf eines zeitlichen Intervalls, wobei das zeitliche Intervall zu laufen beginnt, nachdem ein Betrieb oder ein Ladevorgang der Batterie beendet wurde. Das zeitliche Intervall kann insbesondere unmittelbar nach einer Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs der Batterie zu laufen beginnen. Es kann alternativ in einem zeitlichen Abstand, der vordefiniert sein kann, nach einer Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs der Batterie zu laufen beginnen.According to a basic idea of the present invention, a temperature value of the battery is checked in such a way that this temperature value is compared with a target temperature value determined by a temperature model. Such a comparison takes place after a time interval has elapsed, the time interval starting to run after an operation or a charging process of the battery has ended. In particular, the time interval can begin to run immediately after the operation or the charging process of the battery has ended. It may alternatively start running at a time interval, which may be predefined, after the battery has stopped operating or charging.
Insbesondere kann der Betrieb ein Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs sein, bei dem die Batterie genutzt wurde. Der Ladevorgang kann insbesondere ein Schnellladevorgang sein. Bei derartigen Vorgängen kann die Batterie hohen thermischen Beanspruchungen ausgesetzt sein. Hierdurch kann die Wahrscheinlichkeit eines thermischen Durchgehens erhöht sein. Die Batterie kann insbesondere die Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs sein.In particular, the operation can be a driving operation of the motor vehicle in which the battery was used. The charging process can in particular be a quick charging process. In such processes, the battery can be exposed to high thermal stresses. This can increase the likelihood of thermal runaway. The battery can in particular be the traction battery of the motor vehicle.
Insbesondere kann das Kraftfahrzeug nach Beendigung des Betriebs abgestellt, insbesondere geparkt, und/oder abgeschlossen sein. Insbesondere kann die sogenannte Zündung des Elektrofahrzeugs ausgeschaltet sein. Insbesondere kann ein Niedrigspannungskreislauf des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet sein (zum Beispiel ein 12V- oder 48V-Kreislauf), oder nur ein geringer Strom in ihm fließen. Insbesondere kann auch ein Hochspannungskreislauf (insbesondere ein Traktionskreislauf und/oder ein 400V- oder 800V-Kreislauf) des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet sein oder nur ein geringer Strom in ihm fließen.In particular, after the end of operation, the motor vehicle can be switched off, in particular parked, and/or locked. In particular, the so-called ignition of the electric vehicle can be switched off. In particular, a low-voltage circuit of the motor vehicle may be turned off (e.g., a 12V or 48V circuit) or have only a small current flowing in it. In particular, a high-voltage circuit (in particular a traction circuit and/or a 400V or 800V circuit) of the motor vehicle can also be switched off or only a small current can flow in it.
Temperaturwerte können, mindestens einmalig, aber auch mehrmalig, insbesondere mehrmalig in zeitlichen Abständen, ermittelt werden. Zwischen der Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs und der ersten Ermittlung eines Temperaturwerts sowie zwischen der ersten Ermittlung und eventuellen weiteren Ermittlungen liegen jeweils zeitliche Intervalle, ein zeitliches Intervall zu Beginn und ggf. weitere zeitliche Intervalle nachfolgend. Ein weiteres zeitliches Intervall kann insbesondere kürzer als das zeitliche Intervall zu Beginn sein. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können kürzer als das zeitliche Intervall zu Beginn sein oder zunehmend kürzer werden. Kürzere Intervalle bieten eine Möglichkeit, ein thermisches Durchgehen besonders schnell zu erkennen oder schnell auf ein sich entwickelndes oder drohendes thermisches Durchgehen reagieren zu können.Temperature values can be determined at least once, but also several times, in particular several times at time intervals. There are time intervals between the end of the operation or the charging process and the first determination of a temperature value and between the first determination and any further determinations, a time interval at the beginning and possibly further time intervals thereafter. A further time interval can in particular be shorter than the time interval at the beginning. Subsequent further time intervals can also be shorter than the time interval at the beginning or can become increasingly shorter. Shorter intervals provide an opportunity to more quickly identify a thermal runaway or respond quickly to a developing or imminent thermal runaway.
Ein weiteres zeitliches Intervall kann auch insbesondere länger als das zeitliche Intervall zu Beginn sein. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können länger als das zeitliche Intervall zu Beginn sein oder zunehmend länger werden. Längere Intervalle bieten eine gute Möglichkeit eine Erkennung eines thermischen Durchgehens und eine Überwachung der Batterie unter geringem Energieverbrauch zu realisieren.A further time interval can in particular also be longer than the time interval at the beginning. Subsequent further time intervals can also be longer than the time interval at the beginning or can become increasingly longer. Longer intervals provide a good opportunity to detect thermal runaway and monitor the battery with low power consumption.
Anhand des jeweiligen Ergebnisses des Vergleichs eines Temperaturwerts oder eines weiteren Temperaturwerts mit einem Soll-Temperaturwert oder einem weiteren Soll-Temperaturwert wird jeweils eine Auswahl für eine nachfolgende Maßnahme getroffen mithilfe eines vordefinierten Beurteilungskriteriums. Hieraus ergibt sich in der Folge, ob der Überprüfungsvorgang erneut durchgeführt wird, also ein weiterer Überprüfungsvorgang durchgeführt wird (inkl. erneuter Festlegung eines weiteren zeitlichen Intervalls, neuen Vergleichs, neuen Treffens einer Auswahl mit entsprechender Folge) oder ein Signal ausgegeben wird, oder keine weitere Maßnahme ergriffen wird. Das Signal kann insbesondere ein Warnsignal sein.Based on the respective result of the comparison of a temperature value or an additional temperature value with a target temperature value or an additional target temperature value, a selection for a subsequent measure is made using a predefined assessment criterion. This results in the sequence whether the checking process is carried out again, i.e. a further checking process is carried out (including renewed definition of a further time interval, new comparison, new selection made with a corresponding sequence) or a signal is output, or no further action is taken. The signal can in particular be a warning signal.
Wird keine weitere Maßnahme ergriffen, heißt dies, dass insbesondere keine weite Überprüfung vorgenommen wird. Dies kann der Fall sein, wenn das Ergebnis des Vergleichs in einer Beurteilung dazu führt, dass kein thermisches Durchgehen angenommen wird. Wird anhand des Ergebnisses des Vergleichs ein thermisches Durchgehen angenommen, kann insbesondere das Signal ausgegeben werden, insbesondere, wenn Gefahr droht. Erscheint insbesondere ein thermisches Durchgehen möglich, demnächst möglich, oder droht ein thermisches Durchgehen, wird eine weitere Überprüfung durchgeführt. Dies ist auch möglich, wenn bereits ein thermisches Durchgehen vorliegt, von ihm aber keine unmittelbare Gefahr (zum Beispiel Brand- oder Explosionsgefahr) ausgeht.If no further action is taken, this means that, in particular, no further review will be carried out. This can be the case if the result of the comparison leads to an assessment that no thermal runaway is assumed. If a thermal runaway is assumed on the basis of the result of the comparison, the signal can in particular be output, in particular when danger is imminent. In particular, if thermal runaway appears possible, soon possible, or imminent, a further check is carried out. This is also possible if there is already a thermal runaway, but no immediate danger (e.g. risk of fire or explosion) emanates from it.
Insbesondere wird vorgeschlagen ein Verfahren zur Erkennung eines thermischen Durchgehens in einer Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs mit elektrischem oder hybridelektrischem Antrieb, wobei nach einer Beendigung eines Betriebs oder eines Ladevorgangs der Batterie ein Überprüfungsvorgang durchgeführt wird, bei dem ein zeitliches Intervall festgelegt wird und nach Ablauf des zeitlichen Intervalls ein Vergleich eines Temperaturwerts der Batterie mit einem Soll-Temperaturwert durchgeführt wird, wobei der Soll-Temperaturwert mithilfe eines Temperaturmodells, das eine Soll-Abkühlung der Batterie beschreibt, bestimmt wird, und mithilfe des Ergebnisses des Vergleichs eine Auswahl mithilfe eines vordefinierten Beurteilungskriteriums derart getroffen wird, dass in einem Folgevorgang entweder
- - der Überprüfungsvorgang als weiterer Überprüfungsvorgang erneut durchgeführt wird, wobei bei dem weiteren Überprüfungsvorgang ein weiteres zeitliches Intervall festgelegt wird und nach Ablauf des weiteren zeitlichen Intervalls ein weiterer Vergleich eines weiteren Temperaturwerts der Batterie mit einem mithilfe des Temperaturmodells bestimmten weiteren Soll-Temperaturwert durchgeführt wird und mithilfe des Ergebnisses des weiteren Vergleichs eine weitere Auswahl mithilfe des Beurteilungskriteriums getroffen wird, wobei der Folgevorgang als weiterer Folgevorgang abhängig von der weiteren Auswahl erneut durchgeführt wird; oder
- - ein Signal ausgegeben wird; oder
- - keine weitere Maßnahme ergriffen wird.
- - the checking process is carried out again as a further checking process, with a further time interval being defined in the further checking process and after the further time interval has elapsed, a further comparison of a further temperature value of the battery with a further target temperature value determined using the temperature model is carried out and with the aid of the result of the further comparison, a further selection is made using the assessment criterion, the follow-up process being carried out again as a further follow-up process depending on the further selection; or
- - a signal is issued; or
- - no further action is taken.
Die Batterie kann insbesondere ein elektrochemischer Energiespeicher sein. Insbesondere kann es sich um eine Lithium-Ionen-Batterie handeln. Insbesondere kann sie als Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs dienen. Sie kann auch als unterstützende Traktionsbatterie, zum Beispiel bei einem Kraftfahrzeug mit hybridelektrischem Antrieb, dienen.The battery can in particular be an electrochemical energy store. In particular, it can be a lithium-ion battery. In particular, it can serve as a traction battery for the motor vehicle. It can also serve as an auxiliary traction battery, for example in a motor vehicle with a hybrid electric drive.
Der Überprüfungsvorgang beginnt zu einem Zeitpunkt nach der Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs. Der Überprüfungsvorgang kann sich unmittelbar an den Betrieb oder den Ladevorgang anschließen. Er kann auch insbesondere ausgelöst werden, wenn das Kraftfahrzeug ausgeschaltet, abgestellt oder verschlossen wird oder in einem zeitlichen Abstand nach diesem Vorgang. Dieser Abstand kann insbesondere kurz sein, zum Beispiel wenige (z. B. 1 bis 10) Minuten.The checking process starts at a point of time after the operation or charging is finished. The checking process can follow immediately after the operation or the loading process. In particular, it can also be triggered when the motor vehicle is switched off, parked or locked, or at a time interval after this process. In particular, this interval can be short, for example a few (e.g. 1 to 10) minutes.
Die Durchführung des Verfahrens kann insbesondere mithilfe einer Rechen- und Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden. Die Durchführung des Verfahrens kann insbesondere teil- oder vollautomatisch vorgenommen werden. Die Rechen- und Steuereinrichtung kann insbesondere eine Recheneinheit, einen Speicher, einen Arbeitsspeicher, mindestens ein Eingabegerät und mindestens ein Ausgabegerät aufweisen. Die Rechen- und Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, Daten zu empfangen und zu senden, insbesondere drahtlos, zum Beispiel über eine Mobilfunkverbindung oder über ein drahtloses Netzwerk. Es ist möglich, dass mindestens ein Teil oder Schritt des Verfahrens an einen außerhalb des Kraftfahrzeugs befindlichen Computer ausgelagert wird, der in Verbindung mit der Rechen- und Steuereinrichtung steht.The method can be carried out in particular with the aid of a computing and control device in the motor vehicle. The method can be carried out in particular partially or fully automatically. The computing and control device can in particular have a computing unit, a memory, a main memory, at least one input device and at least one output device. The computing and control device can be designed to receive and send data, in particular wirelessly, for example via a cellular connection or via a wireless network. It is possible for at least one part or step of the method to be outsourced to a computer located outside the motor vehicle, which is connected to the computing and control device.
Die Rechen- und Steuereinrichtung kann insbesondere ausgestaltet sein, das zeitliche Intervall und/oder das weitere zeitliche Intervall und ggf. mehrere weitere zeitliche Intervalle, falls entsprechende Auswahlen getroffen werden, festzulegen und/oder das Temperaturmodell auszuführen. Weiterhin kann sie ausgestaltet sein, eine Auswahl zu treffen. Die Rechen- und Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, den Überprüfungsvorgang durchzuführen. Sie kann alternativ oder zusätzlich ausgestaltet sein, den Folgevorgang durchzuführen, also entweder den Überprüfungsvorgang und den Folgevorgang erneut durchzuführen oder ein Signal mithilfe einer Ausgabeeinrichtung auszugeben oder keine weitere Maßnahme zu ergreifen.The computing and control device can in particular be designed to define the time interval and/or the additional time interval and possibly several additional time intervals, if corresponding selections are made, and/or to execute the temperature model. Furthermore, it can be designed to make a selection. The computing and control device can be designed to carry out the checking process. Alternatively or additionally, it can be designed to carry out the follow-up process, ie either to carry out the checking process and the follow-up process again or to output a signal using an output device or to take no further action.
Der Temperaturwert der Batterie kann mit einem Temperatursensor aufgenommen werden. In einer einfachen Ausführungsform wird nur ein einziger Temperaturwert zum Vergleich mit einem durch das Temperaturmodell bestimmten Soll-Temperaturwert verwendet. In komplexeren Ausführungsformen können mehrere Temperaturwerte verwendet werden. Mehrere Temperaturwerte können dann mit mehreren entsprechenden Soll-Temperaturwerten jeweils verglichen werden. Temperaturwerte können zum Beispiel an mehreren verschiedenen oder allen in der Batterie vorhandenen Batteriezellen oder Batterieblöcken oder Modulen oder Zellstacks oder Clustern jeweils mithilfe eines Temperatursensors aufgenommen werden und zum Vergleich dienen. Insbesondere kann als Temperaturwert ein Durchschnittswert der Temperaturen mehrerer oder aller Batteriezellen oder Batterieblöcke oder Module oder Zellstacks oder Cluster verwendet werden. Ein Vergleich kann erfolgen mit einem entsprechenden Soll-Durchschnittswert. Ein solcher Durchschnittswert kann insbesondere mithilfe der Rechen- und Steuereinrichtung bestimmt werden. Der Durchschnittswert kann anhand von Temperaturwerten ermittelt werden, die mithilfe mehrerer Sensoren aufgenommen werden.The temperature value of the battery can be recorded with a temperature sensor. In a simple embodiment, only a single temperature value is used for comparison with a target temperature value determined by the temperature model. In more complex embodiments, multiple temperature values can be used. Multiple temperature values can then be compared to multiple corresponding set temperature values, respectively. Temperature values can, for example, be recorded on several different or all battery cells or battery blocks or modules or cell stacks or clusters in the battery using a temperature sensor and can be used for comparison. In particular, an average value of the temperatures of several or all battery cells or battery blocks or modules or cell stacks or clusters can be used as the temperature value. A comparison can be made with a corresponding target average value. Such an average value can be determined in particular with the aid of the computing and control device. The average value can be determined using temperature values recorded using multiple sensors.
Alternativ oder zusätzlich kann eine Differenz von Temperaturwerten innerhalb der Batterie betrachtet werden. Es ist möglich, dass der Absolutbetrag der Differenz betrachtet wird. Eine solche Differenz kann insbesondere mithilfe der Rechen- und Steuereinrichtung bestimmt werden. Die Differenz kann anhand von Temperaturwerten ermittelt werden, die mithilfe mehrerer (insbesondere zwei) Temperatursensoren aufgenommen werden. Die Differenz kann dann mit einer entsprechenden Soll-Differenz verglichen werden. Die Soll-Differenz kann durch das Temperaturmodell bestimmt werdenAlternatively or additionally, a difference in temperature values within the battery can be considered. It is possible that the absolute amount of the difference is considered. Such a difference can be determined in particular with the aid of the computing and control device. The difference can be determined using temperature values that are recorded using a number (in particular two) temperature sensors. The difference can then be compared with a corresponding target difference. The target difference can be determined by the temperature model
Insbesondere kann es sich bei der Differenz um eine maximale Differenz der Temperaturen innerhalb der Batterie handeln, insbesondere in Bezug auf Temperaturwerte von verschiedenen Batteriezellen oder Batterieblöcken oder Modulen oder Zellstacks oder Clustern, die durch Temperatursensoren ermittelt werden. Die maximale Differenz kann dann mit einer maximalen Soll-Differenz verglichen werden. Temperaturwerte oder Differenzen von Temperaturwerten können zu verschiedenen möglichen Zeitpunkten aufgenommen oder bestimmt werden und zum Vergleich mit entsprechenden mithilfe des Temperaturmodells bestimmten Soll-Temperaturwerten verwendet werden. Insbesondere können Sie aufgenommen werden zu Beginn des Überprüfungsvorgangs oder zu einem Zeitpunkt davor und/oder nach Ablauf des zeitlichen Intervalls und/oder jeweils nach Ablauf weiterer zeitlicher Intervalle.In particular, the difference can be a maximum difference in the temperatures within the battery, in particular with regard to temperature values of different battery cells or battery blocks or modules or cell stacks or clusters that are determined by temperature sensors. The maximum difference can then be compared to a maximum target difference. Temperature values or differences in temperature values can be recorded or determined at various possible points in time and used for comparison with corresponding target temperature values determined using the temperature model. In particular, you can be recorded at the beginning of the verification process or at a point in time before and/or after the time interval has expired and/or after further time intervals have expired.
Eigenschaften des Kraftfahrzeugs und/oder der Batterie und/oder der Umgebung können Eingangsgrößen oder Parameter oder verwendete Größen des Temperaturmodells sein oder in ihm berücksichtigt werden. Es kann sich insbesondere um Werte handeln, die die
- - Batteriegröße,
- - das Batteriegewicht,
- - geometrische Angaben zur Batterie,
- - Angaben zum Ladezustand der Batterie, und/oder
- - weitere physikalische Eigenschaften der Batterie (zum Beispiel Messwerte eines Drucksensors oder eines Spannungssensors),
- - battery size,
- - the battery weight,
- - geometric information about the battery,
- - information on the state of charge of the battery, and/or
- - other physical properties of the battery (e.g. readings from a pressure sensor or a voltage sensor),
Es kann sich auch zum Beispiel um
- - seit einer Beendigung eines Betriebs oder eines Ladevorgangs vergangene Zeit,
- - ein zeitliches Intervall oder ein weiteres zeitliches Intervall,
- - einen Wärmedurchgangskoeffizienten oder eine Wärmeleitfähigkeit der Batterie,
- - einen Wärmeübergangskoeffizienten zwischen der Batterie und dem sie umgebenden Medium (ggf. Luft),
- - Angaben zum Alter der Batterie,
- - Angaben zum Balancing-Verhalten der Batterie oder
- - einen Wert der Umgebungstemperatur
- - time elapsed since termination of an operation or a charging process,
- - a time interval or a further time interval,
- - a heat transfer coefficient or thermal conductivity of the battery,
- - a heat transfer coefficient between the battery and the medium surrounding it (possibly air),
- - information on the age of the battery,
- - Information on the balancing behavior of the battery or
- - a value of the ambient temperature
Das Temperaturmodell kann zum Beispiel eine thermische Simulation umfassen. Eine solche thermische Simulation kann zum Beispiel mithilfe eines analytischen oder eines numerischen Ansatzes oder eines empirischen Ansatzes aufgestellt sein. Das Temperaturmodell kann zum Beispiel das Grundgesetz der Wärmeleitung nach Fourier berücksichtigen oder auf diesem Gesetz aufbauen. Das Temperaturmodell kann eine Simulation einer Temperaturentwicklung gemäß einem Exponentialansatz umfassen. Das Temperaturmodell kann auch ein FEM-Modell, insbesondere ein FEM-Modell, das Temperaturentwicklungen simuliert, umfassen oder auf ihm aufbauen oder basieren.The temperature model can include a thermal simulation, for example. Such a thermal simulation can be set up, for example, using an analytical or a numerical approach or an empirical approach. The temperature model can, for example, take into account Fourier's basic law of heat conduction or be based on this law. The temperature model can include a simulation of a temperature development according to an exponential approach. The temperature model can also include an FEM model, in particular an FEM model that simulates temperature developments, or build on or be based on it.
Die Bestimmung des Ergebnisses kann eine Subtraktion, also eine Differenzbildung, zwischen Temperaturwert oder Temperaturdifferenz mit entsprechendem Soll-Temperaturwert oder entsprechender Soll-Temperaturdifferenz umfassen. Das Ergebnis kann also das Ergebnis einer solchen Subtraktion sein. Das Ergebnis kann alternativ oder zusätzlich eine qualitative Angabe sein oder umfassen.The determination of the result can include a subtraction, ie a difference formation, between the temperature value or temperature difference with the corresponding target temperature value or corresponding target temperature difference. So the result can be the result of such a subtraction. Alternatively or additionally, the result can be or include a qualitative indication.
Mithilfe des Ergebnisses des Vergleichs eines Temperaturwerts oder der Ergebnisse der Vergleiche mehrerer Temperaturwerte und ggf. einer oder mehrerer der genannten Temperaturdifferenzen mit den jeweils entsprechenden Soll-Werten kann mithilfe des Beurteilungskriteriums die Auswahl getroffen werden. Notwendig ist in einer einfachen Ausführungsform lediglich ein Temperaturwert zum Vergleich mit einem Soll-Temperaturwert, wobei der Temperaturwert zu einem Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls aufgenommen wird.With the help of the result of the comparison of a temperature value or the results of the comparison of several temperature values and, if applicable, one or more of the named temperature differences with the corresponding target values, the selection can be made with the aid of the assessment criterion. In a simple embodiment, all that is necessary is a temperature value for comparison with a setpoint temperature value, with the temperature value being recorded at a point in time after the time interval has elapsed.
Das Beurteilungskriterium kann insbesondere mathematisch formuliert sein. Es kann mindestens einen Schwellwert umfassen. Ist zum Beispiel eine Temperaturdifferenz zwischen Temperatur und Soll-Temperatur als Ergebnis höher als ein Schwellwert, kann eine Auswahl derart bestimmt werden, dass der Überprüfungsvorgang und der Folgevorgang erneut durchgeführt werden oder der Ausgabe eines Signals erfolgt. Das Beurteilungskriterium kann mehrere Schwellwerte aufweisen. Schwellwerte können insbesondere Intervalle definieren. Je nachdem, in welchem Intervall das Ergebnis liegt, werden der Überprüfungsvorgang und der Folgevorgang erneut durchgeführt, wird ein Signal ausgegeben oder wird keine weitere Maßnahme ergriffen.The assessment criterion can in particular be formulated mathematically. It may include at least one threshold. If, for example, a temperature difference between the temperature and the target temperature is higher than a threshold value as a result, a selection can be made such that the checking process and the follow-up process are carried out again or a signal is output. The assessment criterion can have several threshold values. In particular, threshold values can define intervals. Depending on the interval in which the result is, the verification process and the follow-up process are performed again, a signal is issued, or no further action is taken.
Bei dem Beurteilungskriterium können Werte verschiedener weiterer Sensoren oder weitere Größen als Eingangsgrößen oder Parameter dienen oder berücksichtigt werden, die zum Treffen der Auswahl zusätzlich genutzt werden können: Zum Beispiel kann/können ein Wert eines Drucksensors, insbesondere eines Drucksensors an/in der Batterie; ein Wert eines Gassensors, der zum Beispiel ein Ausgasen einer Batteriezelle detektieren kann; ein Wert eines optischen Sensors, der zum Beispiel eine Formänderung oder ein Öffnen einer Batteriezelle oder der Batterie detektieren kann; ein Wert eines Spannungssensors an der Batterie; und/oder ein Wert, der ein Balancing-Verhalten der Batterie beschreibt verwendet werden. Zum Beispiel kann eine Spannungsdifferenz verschiedener Batteriezellen und/oder ein Spannungswert mindestens einer Batteriezelle und/oder ein Energieentladungswert einer Batteriezelle verwendet werden.In the assessment criterion, values of various other sensors or other variables can serve as input variables or parameters or be taken into account, which can also be used to make the selection: For example, a value of a pressure sensor, in particular a pressure sensor on/in the battery; a value of a gas sensor that can detect outgassing of a battery cell, for example; a value of an optical sensor that can detect, for example, a change in shape or an opening of a battery cell or the battery; a value a voltage sensor on the battery; and/or a value that describes a balancing behavior of the battery. For example, a voltage difference between different battery cells and/or a voltage value of at least one battery cell and/or an energy discharge value of a battery cell can be used.
Die Auswahl kann zum Beispiel in Form eines elektronisch verarbeitbaren Auswahlwerts getroffen werden. Der Auswahlwert kann beliebig ausgestaltet sein. In einer einfachen Form ist ein Auswahlwert lediglich ein Wert aus einer Auswahl von drei Werten, die den verschiedenen Varianten, die innerhalb des Folgevorgangs möglich sind, entsprechen.The selection can be made, for example, in the form of an electronically processable selection value. The selection value can have any configuration. In a simple form, a choice value is just one of a choice of three values corresponding to the different variants that are possible within the follow-up process.
Allgemein können der Überprüfungsvorgang und der Folgevorgang insbesondere dann erneut durchgeführt werden, wenn ein zukünftiges oder drohendes thermisches Durchgehen nicht ausgeschlossen wird. Der Überprüfungsvorgang und der Folgevorgang können auch dann erneut durchgeführt werden, wenn ein thermisches Durchgehen bereits vorliegt, aber keine oder noch keine Brandentwicklung und/oder Explosion der Batterie zu erwarten ist. Auch eine weitere Implausibilität an der Batterie, zum Beispiel eine erhöhte Selbstentladerate oder ein erhöhter Balancingbedarf der Batterie, kann dazu führen, dass der Überprüfungsvorgang und der Folgevorgang erneut durchgeführt werden. Bei einem erneut durchgeführten, weiteren Überprüfungsvorgang wird ein weiteres zeitliches Intervall festgelegt. Es kann sich von dem ersten zeitlichen Intervall individuell unterscheiden, insbesondere kürzer oder länger sein. Für die Länge/Längen des weiteren zeitlichen Intervalls oder mehrerer zeitlicher Intervalle kann insbesondere der Zustand der Batterie entscheidend sein: Droht ein thermisches Durchgehen oder liegt es bereits (zum Beispiel in einer Form, die keine unmittelbare Gefahr verheißen lässt) vor, kann ein kurzes Intervall gewählt werden. Es kann (und wird in den meisten Fällen in der Praxis) ein anderer Temperaturwert als Soll-Temperaturwert verwendet werden. Es kann sich eine andere Auswahl ergeben, wenngleich das gleiche Beurteilungskriterium verwendet wird.In general, the checking process and the follow-up process can be carried out again, in particular if a future or impending thermal runaway cannot be ruled out. The checking process and the follow-up process can also be carried out again if a thermal runaway has already occurred but no or no fire development and/or explosion of the battery is to be expected. A further implausibility in the battery, for example an increased self-discharge rate or an increased need for balancing of the battery, can lead to the checking process and the subsequent process being carried out again. A further time interval is defined when a further checking process is carried out again. It can differ individually from the first time interval, in particular it can be shorter or longer. The condition of the battery in particular can be decisive for the length(s) of the further time interval or several time intervals: If there is a risk of thermal runaway or if it has already occurred (e.g. in a form that does not promise any immediate danger), a short interval can be used to get voted. A different temperature value can (and will in most cases in practice) be used as the target temperature value. A different selection may result, although the same evaluation criterion is used.
Ein Signal wird insbesondere dann ausgegeben, wenn ein thermisches Durchgehen festgestellt wird. In diesem Zusammenhang kann ein Aktivieren oder Reaktivieren von Steuereinheiten, insbesondere der Rechen- und Steuereinrichtung, mithilfe derer das Verfahren durchgeführt wird, erfolgen. Das Signal kann insbesondere ausgegeben werden, wenn Gefahr (zum Beispiel Explosion, Brand) droht. Es kann sich insbesondere um ein optisches oder akustisches Signal handeln. Es kann zum Beispiel innerhalb des Kraftfahrzeugs ausgegeben werden und/oder nach draußen ausgegeben werden. Es kann sich zum Beispiel um eine Anzeige in einem Display und/oder um ein Signal einer Hupe und/oder eine Warnblinkfunktion handeln. Das Signal kann, zum Beispiel mithilfe einer drahtlosen Datenverbindung, zum Beispiel einer Mobilfunkverbindung oder einer drahtlosen Netzwerkverbindung, alternativ oder zusätzlich an ein weiteres Gerät, insbesondere ein Smartphone oder einen Computer, ausgegeben werden. In particular, a signal is output when a thermal runaway is detected. In this context, activation or reactivation of control units, in particular the computing and control device, with which the method is carried out, can take place. The signal can be issued in particular when there is a risk (e.g. explosion, fire). In particular, it can be an optical or acoustic signal. For example, it may be dispensed inside the automobile and/or dispensed outside. For example, it can be an indication on a display and/or a signal from a horn and/or a hazard warning flasher function. Alternatively or additionally, the signal can be output to a further device, in particular a smartphone or a computer, for example using a wireless data connection, for example a mobile phone connection or a wireless network connection.
So kann eine externe Person oder eine externe Einrichtung über das Signal informiert werden, zum Beispiel ein Hersteller des Kraftfahrzeugs oder eine staatliche Behörde. Das Ausgeben des Signals kann alternativ oder zusätzlich ein Ausgeben von entsprechenden elektronischen Daten mithilfe der Rechen- und Steuereinrichtung sein oder umfassen.In this way, an external person or an external device can be informed about the signal, for example a manufacturer of the motor vehicle or a state authority. Alternatively or additionally, the outputting of the signal can be or include the outputting of corresponding electronic data with the aid of the computing and control device.
Bevor ein thermisches Durchgehen auftritt und/oder ein Signal ausgegeben wird, kann ein Aktivieren oder Reaktivieren von mindestens einer Steuereinheit des Kraftfahrzeugs, insbesondere der Rechen- und Steuereinrichtung, mithilfe derer das Verfahren durchgeführt wird, erfolgen. Die mindestens eine Steuereinheit, insbesondere die Rechen- und Steuereinrichtung, mithilfe derer das Verfahren durchgeführt wird, kann ausgestaltet sein, mindestens eine andere Zusatzmaßnahme innerhalb des Kraftfahrzeugs in einer solchen Situation anzustoßen. Eine solche andere Zusatzmaßnahme kann insbesondere vorgenommen werden, wenn ein baldiges oder drohendes thermisches Durchgehen nicht ausgeschlossen wird oder angenommen wird, zum Beispiel wenn noch keine unmittelbare Gefahr (zum Beispiel Explosion, Brand) droht, aber bereits ein kritischer Zustand der Batterie, zum Beispiel eine Temperatur oder eine Temperaturdifferenz oder eine Verlustleistung, die einen spezifizierten Bereich oder einen vorgegebenen Schwellwert verlässt oder überschreitet, und/oder eine andere Implausibilität der Batterie eingetreten ist/sind. Die andere Zusatzmaßnahme kann insbesondere eine Aktivierung einer Kühlfunktion, insbesondere einer Kühlfunktion, die die Batterie betrifft, sein oder umfassen.Before a thermal runaway occurs and/or a signal is output, at least one control unit of the motor vehicle can be activated or reactivated, in particular the computing and control device with which the method is carried out. The at least one control unit, in particular the computing and control device, with the aid of which the method is carried out, can be designed to trigger at least one other additional measure within the motor vehicle in such a situation. Such a different additional measure can be taken in particular if an imminent or imminent thermal runaway cannot be ruled out or assumed, for example if there is no imminent danger (e.g. explosion, fire) but the battery is already in a critical condition, e.g Temperature or a temperature difference or a power loss that leaves or exceeds a specified range or a predetermined threshold value, and/or another implausibility of the battery has/have occurred. The other additional measure can in particular be or include an activation of a cooling function, in particular a cooling function that relates to the battery.
Auch ist denkbar, dass eine Person über weitere Daten oder Angaben, die das Verfahren betreffen, zum Beispiel Temperaturintervalle oder Überprüfungsvorgänge, informiert wird oder solche Daten oder Angaben an einen externen Computer, zum Beispiel einen Server in einem Netzwerk, gesendet werden. Hierdurch gewonnene Informationen, zum Beispiel optimierte oder aktualisierte Soll-Temperaturwerte, Beurteilungskriterien oder ein optimiertes oder aktualisiertes Temperaturmodell, können wiederum an das Kraftfahrzeug und insbesondere an die Rechen- und Steuereinrichtung zur Nutzung gesendet werden.It is also conceivable that a person is informed about further data or information relating to the method, for example temperature intervals or checking procedures, or such data or information is sent to an external computer, for example a server in a network. Information obtained in this way, for example optimized or updated setpoint temperature values, assessment criteria or an optimized or updated temperature model, can in turn be sent to the motor vehicle and in particular to the computing and control device for use.
Es ist nicht ausgeschlossen, dass eine insbesondere automatische Ausgabe einer Information erfolgt, wenn in einem Folgevorgang ein weiterer Überprüfungsvorgang und ein weiterer Folgevorgang durchgeführt werden. Hierbei kann es sich insbesondere zum Beispiel um eine Warninformation, zum Beispiel ein Aufleuchten einer Warnlampe, und/oder eine Statusinformation, die eine Information über einen Status der Batterie und/oder des Fahrzeugs angibt, handeln.It cannot be ruled out that information will be output, in particular automatically, if a further checking process and a further subsequent process are carried out in a subsequent process. This can in particular be, for example, warning information, for example a warning lamp lighting up, and/or status information which indicates information about the status of the battery and/or the vehicle.
Keine weitere Maßnahme kann insbesondere dann ergriffen werden, wenn ein thermisches Durchgehen ausgeschlossen werden kann.No further action can be taken, especially if a thermal runaway can be ruled out.
Das vorgestellte Verfahren kann mithilfe vorhandener Hardware, insbesondere solcher Hardware, die eine Steuerung und/oder ein Batteriemanagement und/oder aktives Balancing der Batterie betrifft, mindestens weitgehend oder vollständig durchgeführt werden. So ist nur oder fast nur eine softwareseitige Anpassung notwendig. Die Realisierung des Verfahrens ist preisgünstig und einfach.The method presented can be carried out at least largely or completely using existing hardware, in particular hardware that relates to control and/or battery management and/or active balancing of the battery. Only or almost only a software adjustment is necessary. The implementation of the method is inexpensive and simple.
Ein thermisches Durchgehen von Batterien in Kraftfahrzeugen oder ein drohendes thermisches Durchgehen wird besonders zuverlässig erkannt, da durch das Verfahren eine Erkennung insbesondere erfolgen kann, wenn das Kraftfahrzeug abgestellt ist, geparkt ist, steht oder nicht genutzt wird - gegebenenfalls schon für einen längeren Zeitraum, der zum Beispiel mehrere Stunden oder mehrere Tage umfasst. Hierdurch können insbesondere Brände durch unbeaufsichtigte Kraftfahrzeuge, zum Beispiel in Garagen oder Parkhäusern, oder Brände, die auf weitere Gegenstände/bauliche Einrichtungen/Häuser überspringen können, vermieden werden.A thermal runaway of batteries in motor vehicles or an impending thermal runaway is detected particularly reliably, since the method can be used to detect when the motor vehicle is switched off, parked, stationary or not in use - possibly for a longer period of time for example several hours or several days. In particular, fires caused by unattended motor vehicles, for example in garages or multi-storey car parks, or fires that can spread to other objects/structures/houses can be avoided in this way.
Insbesondere, da während der zeitlichen Intervalle das Kraftfahrzeug insbesondere in einem Ruhemodus befindlich sein kann, kann der Energieverbrauch für die Überwachung sehr gering sein. Typische zeitliche Intervalle können in der Größenordnung von 30, 45 oder 60 Minuten liegen. Es sind aber auch längere oder kürzere zeitliche Intervalle möglich. Eine Aktualisierung der zur Durchführung des Verfahrens benötigten Software ist leicht möglich, zum Beispiel mithilfe einer drahtlosten Verbindung.In particular, since the motor vehicle can be in a sleep mode during the time intervals, the energy consumption for the monitoring can be very low. Typical time intervals can be on the order of 30, 45 or 60 minutes. However, longer or shorter time intervals are also possible. The software needed to carry out the method can easily be updated, for example using a wireless connection.
In einer Ausführungsform wird das zeitliche Intervall festgelegt in Abhängigkeit
- - einer Betriebsart und/oder
- - einer Ladeart
- - eines Temperaturwerts der Batterie und/oder
- - eines Werts einer Temperaturdifferenz von zwei Orten in der Batterie und/oder
- - eines Werts der Umgebungstemperatur und/oder
- - eines Werts einer Verlustleistung der Batterie.
- - an operating mode and/or
- - a type of charging
- - a temperature value of the battery and/or
- - a value of a temperature difference of two locations in the battery and/or
- - a value of the ambient temperature and/or
- - a value of a power dissipation of the battery.
Insbesondere können die genannten Werte oder mindestens einer der genannten Werte zum Zeitpunkt der Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs oder davor oder danach, zum Beispiel zum Zeitpunkt der Festlegung des zeitlichen Intervalls, aufgenommen werden.In particular, the values mentioned or at least one of the values mentioned can be recorded at the time when the operation or the charging process ends or before or after, for example at the time the time interval is defined.
Bei der Betriebsart kann es sich insbesondere um einen Traktionsbetrieb der Batterie, insbesondere eine Leistungsabgabe bei einem Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, handeln. Unterschieden werden kann insbesondere nach der Beanspruchung der Batterie durch den Fahrbetrieb. Wurde zum Beispiel kurz vor der Beendigung des Betriebs eine Fahrt mit hoher Geschwindigkeit und/oder hoher Beschleunigung vorgenommen, kann die Batterie, insbesondere aufgrund hoher Leistungsabgabe vergleichsweise hohe Temperaturen und/oder hohe Temperaturdifferenzen aufweisen. Dementsprechend kann das zeitliche Intervall angepasst werden. Insbesondere kann es in einem solchen Falle vergleichsweise kurz sein, zum Beispiel eine halbe Stunde. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können vergleichsweise kurz sein, insbesondere kürzer als das (erste) zeitliche Intervall und/oder zunehmend kürzer oder länger werden.The operating mode can in particular be a traction operation of the battery, in particular a power output when the motor vehicle is being driven. A distinction can be made in particular according to the stress on the battery caused by driving. If, for example, a journey was made at high speed and/or high acceleration shortly before the end of operation, the battery can have comparatively high temperatures and/or high temperature differences, in particular due to the high power output. The time interval can be adjusted accordingly. In particular, it can be comparatively short in such a case, for example half an hour. Subsequent further time intervals can also be comparatively short, in particular shorter than the (first) time interval and/or become increasingly shorter or longer.
Wenn der Fahrbetrieb hingegen von geringer Leistungsabgabe geprägt war, kann die Batterie vergleichsweise geringe Temperaturen und/oder geringe Temperaturdifferenzen aufweisen. In diesem Falle kann das zeitliche Intervall angepasst werden. Es kann insbesondere vergleichsweise lang sein, zum Beispiel eine Stunde. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können vergleichsweise lang sein, insbesondere länger als das (erste) zeitliche Intervall und/oder zunehmend länger oder kürzer werden. Entsprechendes gilt bei einem Ladevorgang: Ein Ladevorgang mit hoher elektrischer Leistung (zum Beispiel Gleichspannungsladen) kann hohe Temperaturen oder hohe Temperaturdifferenzen mit sich ziehen. Das zeitliche Intervall kann vergleichsweise kurz sein. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können vergleichsweise kurz sein, insbesondere kürzer als das (erste) zeitliche Intervall und/oder zunehmend kürzer oder länger werden. Bei einem Laden mit geringer elektrischer Leistung kann das zeitliche Intervall vergleichsweise lang sein. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können vergleichsweise lang sein, insbesondere länger als das (erste) zeitliche Intervall und/oder zunehmend länger oder kürzer werden.If, on the other hand, the driving operation was characterized by low power output, the battery can have comparatively low temperatures and/or small temperature differences. In this case, the time interval can be adjusted. In particular, it can be comparatively long, for example one hour. Subsequent further time intervals can also be comparatively long, in particular longer than the (first) time interval and/or become increasingly longer or shorter. The same applies to a charging process: A charging process with high electrical power (e.g. direct voltage charging) can result in high temperatures or high temperature differences. The time interval can be comparatively short. Subsequent further time intervals can also be comparatively short, in particular shorter than the (first) time interval and/or become increasingly shorter or longer. When charging with low electrical power, the time interval can be comparatively long. Subsequent further time intervals can also be comparatively long, in particular longer than the (first) time interval and/or become increasingly longer or shorter.
Weiterhin können hohe Temperaturwerte der Batterie und/oder betragsmäßig hohe Temperaturdifferenzen von zwei Orten in der Batterie zur Festlegung eines vergleichsweise kurzen Intervalls führen. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können vergleichsweise kurz sein, insbesondere kürzer als das (erste) zeitliche Intervall und/oder zunehmend kürzer oder länger werden. Geringe Temperaturwerte/betragsmäßige Temperaturdifferenzen können zur Festlegung eines vergleichsweise langen Intervalls führen. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können vergleichsweise lang sein, insbesondere länger als das (erste) zeitliche Intervall und/oder zunehmend länger oder kürzer werden. Es ist möglich, dass auch ein Wert einer Verlustleistung der Batterie bei der Festlegung des zeitlichen Intervalls berücksichtigt wird. Eine hohe Verlustleistung kann insbesondere zur Festlegung eines vergleichsweise kurzen Intervalls führen. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können vergleichsweise kurz sein, insbesondere kürzer als das (erste) zeitliche Intervall und/oder zunehmend kürzer oder länger werden.Furthermore, high temperature values of the battery and/or high temperature differences in absolute terms from two locations in the battery can lead to the specification of a comparatively short interval. Subsequent further time intervals can also be comparatively short, in particular shorter than the (first) time interval and/or become increasingly shorter or longer. Low temperature values/absolute temperature differences can lead to the definition of a comparatively long interval. Subsequent further time intervals can also be comparatively long, in particular longer than the (first) time interval and/or become increasingly longer or shorter. It is possible that a value of a power loss of the battery is also taken into account when determining the time interval. A high power loss can in particular lead to the specification of a comparatively short interval. Subsequent further time intervals can also be comparatively short, in particular shorter than the (first) time interval and/or become increasingly shorter or longer.
Ein Wert der Umgebungstemperatur (insbesondere ein Wert der Umgebungstemperatur zum aktuellen Zeitpunkt und/oder zum Zeitpunkt der Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs) kann ebenfalls herangezogen werden. Eine hohe Umgebungstemperatur, die ein Abkühlen der Batterie verringert, kann insbesondere zur Festlegung eines vergleichsweise kurzen zeitlichen Intervalls führen. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können vergleichsweise kurz sein, insbesondere kürzer als das (erste) zeitliche Intervall und/oder zunehmend kürzer oder länger werden. Eine niedrige Umgebungstemperatur kann insbesondere zur Festlegung eines vergleichsweise langen zeitlichen Intervalls führen. Auch nachfolgende weitere zeitliche Intervalle können vergleichsweise lang sein, insbesondere länger als das (erste) zeitliche Intervall und/oder zunehmend länger oder kürzer werden.A value of the ambient temperature (in particular a value of the ambient temperature at the current time and/or at the time when the operation or the charging process ended) can also be used. A high ambient temperature, which reduces cooling of the battery, can in particular result in a comparatively short time interval being specified. Subsequent further time intervals can also be comparatively short, in particular shorter than the (first) time interval and/or become increasingly shorter or longer. A low ambient temperature can, in particular, lead to the setting of a comparatively long time interval. Subsequent further time intervals can also be comparatively long, in particular longer than the (first) time interval and/or become increasingly longer or shorter.
Die Rechen- und Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, mithilfe eines Modells - insbesondere kann dies ein empirisches, numerisches oder analytisches Modell sein - ein zeitliches Intervall zu bestimmen und festzulegen. Insbesondere kann eine Schnittstelle oder ein Austausch mit dem Temperaturmodell vorhanden sein oder vorgenommen werden. Das Temperaturmodell kann selbst eine Funktion zur Festlegung des zeitlichen Intervalls aufweisen und hierzu genutzt werden. Die Rechen- und Steuereinrichtung kann ausgestaltet sein, mithilfe entsprechender Einrichtungen, zum Beispiel entsprechender Sensoren, zu registrieren, welche Betriebsart und/oder welche Ladeart vor Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs vorlag/vorlagen.The computing and control device can be designed to determine and define a time interval with the help of a model—in particular, this can be an empirical, numerical or analytical model. In particular, an interface or an exchange with the temperature model can be present or made. The temperature model itself can have a function for defining the time interval and can be used for this purpose. The computing and control device can be designed to use appropriate devices, for example appropriate sensors, to register which operating mode and/or which charging type was/was present before the end of the operation or the charging process.
Die beschriebene Ausführungsform bietet eine besonders einfache Möglichkeit, das zeitliche Intervall festzulegen. Weiterhin besitzen die Betriebsart und die Ladeart sowie die genannten Werte jeweils eine hohe Aussagekraft, die insbesondere zu einer zuverlässigen Bestimmung eines sinnvollen zeitlichen Intervalls führt. Zeitliche Intervalle, die insbesondere nicht zu kurz gewählt sind, können den Energieverbrauch pro Zeiteinheit im Durchschnitt verringern.The embodiment described offers a particularly simple way of defining the time interval. Furthermore, the operating mode and the type of charging as well as the values mentioned each have a high informative value, which in particular leads to a reliable determination of a meaningful time interval. Time intervals that are not too short, in particular, can reduce the energy consumption per unit of time on average.
In einer Ausführungsform wird das mindestens eine weitere zeitliche Intervall festgelegt in Abhängigkeit
- - eines Temperaturwerts der Batterie und/oder
- - eines Werts einer Temperaturdifferenz von zwei Orten in der Batterie und/oder
- - eines Werts der Umgebungstemperatur und/oder
- - eines Werts einer Verlustleistung der Batterie
- - a temperature value of the battery and/or
- - a value of a temperature difference of two locations in the battery and/or
- - a value of the ambient temperature and/or
- - a value of a power dissipation of the battery
Es gelten die Bemerkungen in Bezug auf das (erste) zeitliche Intervall entsprechend. Zusätzlich ist nicht ausgeschlossen, dass früher aufgenommene Werte, zum Beispiel zum Zeitpunkt der Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs, bei der Festlegung des weiteren zeitlichen Intervalls berücksichtigt werden. Auch ist nicht ausgeschlossen, dass
- - eine Betriebsart und/oder
- - eine Ladeart
- - an operating mode and/or
- - a type of loading
In einer Ausführungsform werden in dem Temperaturmodell als Eingangsgrößen genutzt
- - ein Wert einer Temperaturdifferenz von zwei Orten in der Batterie zu einem Zeitpunkt der Beendigung oder vor der Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs,
- - ein Temperaturwert in der Batterie zu einem Zeitpunkt der Beendigung oder vor der Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs.
- - a value of a temperature difference of two locations in the battery at a time of termination or before the termination of operation or charging,
- - a temperature value in the battery at a time of termination or before termination of operation or charging.
Diese Werte können im Temperaturmodell insbesondere zur Ermittlung der jeweiligen Soll-Werte verwendet werden. Ein aktueller Wert der Temperaturdifferenz von zwei Orten in der Batterie und ein aktueller Temperaturwert in der Batterie können dann jeweils mit diesen Soll-Werten verglichen werden. Mithilfe der Ergebnisse der Vergleiche kann dann die Auswahl in Bezug auf den Folgevorgang getroffen werden.These values can be used in the temperature model in particular to determine the respective target values. A current value of Temperature difference from two locations in the battery and a current temperature value in the battery can then be compared with these target values. The results of the comparisons can then be used to make a selection with regard to the follow-up process.
In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass allgemein, nicht auf die vorgestellte Ausführungsform beschränkt, nicht ausgeschlossen ist, dass ein Beurteilungskriterium mehrere Eingangswerte, zum Beispiel Werte der Temperaturdifferenz und der Temperatur, zur Berücksichtigung zulässt. Auch ist nicht ausgeschlossen, dass mehrere Beurteilungskriterien verwendet werden. Insbesondere kann trotzdem eine einzige Auswahl getroffen werden.In this context it should be mentioned that in general, not limited to the presented embodiment, it is not excluded that an assessment criterion allows several input values, for example values of the temperature difference and the temperature, to be taken into account. It is also not excluded that several assessment criteria are used. In particular, a single selection can still be made.
Ausgehend von dem Wert der Temperaturdifferenz und dem Temperaturwert zu einem Zeitpunkt der Beendigung oder vor der Beendigung des Betriebs oder des Ladevorgangs kann/können unter Berücksichtigung des/der jeweils aktuellen Werts/Werte insbesondere ein zeitlicher Verlauf/zeitliche Verläufe dargestellt werden. Diese zeitlichen Verläufe können insbesondere mit Soll-Verläufen verglichen werden. Auch können Prognosen und/oder Extrapolationen vorgenommen und miteinander verglichen und beim Treffen einer Auswahl berücksichtigt werden.Based on the value of the temperature difference and the temperature value at a point in time at the end or before the end of the operation or the charging process, a time course/courses can be displayed, taking into account the respective current value/values. These time curves can in particular be compared with target curves. Forecasts and/or extrapolations can also be made and compared with one another and taken into account when making a selection.
Die vorgestellte Ausführungsform stellt eine einfache Ausführungsform dar, die auf einer aussagekräftigen Datenbasis fußt. Der sensorische, hardwaretechnische und rechentechnische Aufwand ist gering. Der Energieverbrauch und die zum Realisieren erforderlichen Kosten sind ebenfalls gering.The embodiment presented represents a simple embodiment that is based on a meaningful database. The sensory, hardware and computational effort is low. The energy consumption and the costs required for implementation are also low.
In einer Ausführungsform ist während des zeitlichen Intervalls und/oder während des mindestens einen weiteren zeitlichen Intervalls eine Rechen- und Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs, die zur Durchführung des Verfahrens genutzt wird, ausgeschaltet und/oder befindet sich in einem Standby-Modus und/oder ist das Kraftfahrzeug in einen Ruhemodus versetzt.In one embodiment, during the time interval and/or during the at least one further time interval, a computing and control device in the motor vehicle that is used to carry out the method is switched off and/or is in a standby mode and/or is that Motor vehicle put into a sleep mode.
Hierdurch wird vermieden, dass die Batterie während des zeitlichen Intervalls und/oder während eines weiteren oder mehrerer weiterer zeitlicher Intervalle entladen wird oder ein Entladen der Batterie verringert. Der Energieverbrauch ist gering. Insbesondere können weitere, fast alle, oder alle Rechen- und/oder Steuereinheiten und/oder weiteren Verbraucher des Kraftfahrzeugs ausgeschaltet oder in einem Standby-Betrieb befindlich sein. Ein solcher Modus kann auch als Ruhemodus bezeichnet werden. Ein Ruhemodus kann insbesondere beim Parken oder Stehen des Kraftfahrzeugs genutzt werden.This avoids the battery being discharged during the time interval and/or during one or more further time intervals, or discharging of the battery is reduced. The energy consumption is low. In particular, more, almost all, or all of the arithmetic and/or control units and/or other consumers of the motor vehicle can be switched off or in a standby mode. Such a mode can also be referred to as a sleep mode. A sleep mode can be used in particular when the motor vehicle is parked or standing still.
In einer Ausführungsform erfolgt ein Reaktivieren der Rechen- und Steuereinrichtung und/oder ein Reaktivieren des Kraftfahrzeugs aus dem Ruhemodus mithilfe einer elektronischen Schaltung, die zur Zeitmessung ausgestaltet ist. Die Schaltung kann mit der Rechen- und Steuereinrichtung verbunden sein. Insbesondere kann sie zur Messung eines Zeitintervalls ausgestaltet sein. Sie kann zum Abgeben eines Aktivierungssignals nach Ablauf des Zeitintervalls ausgestaltet sein. Die Schaltung kann insbesondere einen Timer aufweisen. Die Schaltung kann einen eigenen Energiespeicher, zum Beispiel einen Akku, aufweisen. Die Schaltung kann alternativ oder zusätzlich mit der Batterie des Kraftfahrzeugs zum Zwecke der Energieversorgung verbunden sein.In one embodiment, the computing and control device is reactivated and/or the motor vehicle is reactivated from the sleep mode using an electronic circuit that is designed for time measurement. The circuit can be connected to the computing and control device. In particular, it can be designed to measure a time interval. It can be designed to emit an activation signal after the time interval has elapsed. In particular, the circuit can have a timer. The circuit can have its own energy store, for example a rechargeable battery. Alternatively or additionally, the circuit can be connected to the battery of the motor vehicle for the purpose of supplying energy.
Die vorgestellte Ausführungsform reduziert den Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs während der Anwendung des vorgestellten Verfahrens. Weiterhin ist die Umsetzung einfach. Der hardwaretechnische Aufwand ist gering. Die Kosten sind ebenfalls gering.The presented embodiment reduces the energy consumption of the motor vehicle during the use of the presented method. Furthermore, the implementation is easy. The hardware effort is low. The costs are also low.
Weiterhin wird vorgeschlagen ein Kraftfahrzeug, insbesondere mit elektrischem oder hybridelektrischem Antrieb, aufweisend
- - eine Batterie;
- - eine Rechen- und Steuereinrichtung, die ausgestaltet ist,
- - eine Ausgabeeinrichtung, die ausgestaltet ist, das Signal auszugeben, wobei die Ausgabeeinrichtung mit der Rechen- und Steuereinrichtung verbunden ist;
- - mindestens einen Temperatursensor, der ausgestaltet ist, eine Temperatur der Batterie zu messen, wobei der Temperatursensor mit der Rechen- und Steuereinrichtung verbunden ist.
- - a battery;
- - a computing and control device that is designed
- - an output device which is designed to output the signal, the output device being connected to the computing and control device;
- - At least one temperature sensor, which is designed to measure a temperature of the battery, wherein the temperature sensor is connected to the computing and control device.
Das Kraftfahrzeug kann insbesondere zur Ausführung des vorgestellten Verfahrens ausgestaltet sein. Die obigen Bemerkungen gelten entsprechend. Die Rechen- und Steuereinrichtung kann insbesondere als Steuergerät und/oder Computer ausgeführt sein oder ein solches/einen solchen umfassen. Die Ausgabeeinrichtung kann insbesondere ausgestaltet sein, dass sie ein optisches, haptisches oder akustisches Signal an eine Person ausgeben kann, die sich im Kraftfahrzeug befinden oder außerhalb, zum Beispiel in der Nähe. Insbesondere kann es sich um ein Warnsignal handeln. Die Ausgabeeinrichtung kann auch ausgestaltet sein, dass sie ein Signal über eine Schnittstelle an eine andere Einrichtung ausgibt. Das Signal kann auch mittels einer drahtlosen Verbindung, insbesondere einer Mobilfunk- oder drahtlosen Netzwerkverbindung, an ein weiteres Gerät, zum Beispiel einen Server oder ein Smartphone, weitergegeben werden.The motor vehicle can be designed in particular to carry out the method presented. The above comments apply accordingly. The arithmetic and control device can in particular be designed as a control device and/or computer or include such a device. The output device can be designed in particular so that it can output an optical, haptic or acoustic signal to a person who is in the motor vehicle or outside, for example nearby. In particular, it can be a warning signal. The output device can also be designed so that it outputs a signal to another device via an interface. The signal can also be passed on to another device, for example a server or a smartphone, by means of a wireless connection, in particular a mobile radio or wireless network connection.
Bezüglich der weiteren Ausgestaltungen wird vollinhaltlich auf die vorangegangenen Beschreibungen, die das Verfahren betreffen, Bezug genommen.With regard to the further configurations, reference is made in full to the preceding descriptions relating to the method.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels für das erfindungsgemäße Verfahren und eines Ausführungsbeispiels für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug näher erläutert. Die Figuren zeigen:
-
1 eine schematische Ansicht einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens, -
2 eine schematische Ansicht einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
-
1 a schematic view of an embodiment of the method according to the invention, -
2 a schematic view of an embodiment of the motor vehicle according to the invention.
Gleiche Bezugszeichen werden für gleiche, funktionsgleiche oder gleichartige Teile/Baugruppen/Schritte/Werte/Informationen/Sachverhalte oder Bereiche verwendet.The same reference symbols are used for the same, functionally identical or similar parts/assemblies/steps/values/information/facts or areas.
In
In einem zweiten Schritt S2 wird mithilfe einer Rechen- und Steuereinrichtung 2 (siehe
Weiterhin wird ein Wert der Umgebungstemperatur TU, der zum Beispiel mithilfe eines entsprechenden Sensors aufgenommen wird, verwendet. Weiterhin wird der Wert einer maximalen Temperaturdifferenz TDB in der Batterie 3 zum Zeitpunkt der Beendigung des Ladevorgangs verwendet. Er wird mithilfe von Sensoren an der Batterie 3 und mithilfe der Rechen- und Steuereinrichtung 2 bestimmt. Die Sensoren können zum Beispiel Sensoren SE1, SE2, SE3 und SE4 (vgl. dritter Schritt S3) sein. Weiterhin wird ein Temperaturmittelwert TMB in der Batterie 3 zum Zeitpunkt der Beendigung des Ladevorgangs verwendet. Er wird wieder mithilfe von Sensoren an der Batterie 3 und der Rechen- und Steuereinrichtung 2 bestimmt. Die Sensoren können zum Beispiel die Sensoren SE1, SE2, SE3 und SE4 sein.Furthermore, a value of the ambient temperature TU, which is recorded with the help of a corresponding sensor, for example, is used. Furthermore, the value of a maximum temperature difference TDB in the
Das zeitliche Intervall ZI läuft ab. Dies ist in
In einem dritten Schritt S3 wird ein Wert TDA einer maximalen Temperaturdifferenz und ein Temperaturmittelwert TMA in der Batterie 3 zu einem Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls ZI bestimmt. Dies kann insbesondere geschehen unter Nutzung der Rechen- und Steuereinrichtung 2. Temperaturwerte T1, T2, T3, T4, die in der Batterie 3 an mehreren Orten (zum Beispiel verschiedenen Batteriezellen oder Batterieblöcken oder Modulen oder Zellstacks oder Clustern) mithilfe von Temperatursensoren SE1, SE2, SE3, SE4 gemessen werden, können verwendet werden. Dies ist in
In einem vierten Schritt S4 wird ein Vergleich des Werts TDA der maximalen Temperaturdifferenz (Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls ZI) mit einem entsprechenden Sollwert und ein Vergleich des Temperaturmittelwerts TMA (Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls ZI) mit einem entsprechenden Sollwert vorgenommen. Dies kann insbesondere geschehen unter Nutzung der Rechen- und Steuereinrichtung 2.In a fourth step S4, the value TDA of the maximum temperature difference (time after the time interval ZI has elapsed) is compared with a corresponding target value, and the mean temperature TMA (time after the time interval ZI has elapsed) is compared with a corresponding target value. This can be done in particular using the computing and
Die genannten Soll-Werte sind ein Soll-Wert TDS einer maximalen Temperaturdifferenz in der Batterie 3 zum Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls ZI und ein Soll-Temperaturmittelwert TMS in der Batterie 3 zum Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls ZI.The setpoint values mentioned are a setpoint value TDS of a maximum temperature difference in the
Die genannten Soll-Werte werden mithilfe eines Temperatormodells TMO ermittelt. In dem Temperaturmodell TMO werden insbesondere berücksichtigt der Wert der maximalen Temperaturdifferenz TDB in der Batterie 3 (Zeitpunkt der Beendigung des Ladevorgangs) und der Temperaturmittelwert TMB in der Batterie 3 (Zeitpunkt der Beendigung des Ladevorgangs). Es können auch weitere Größen und Parameter berücksichtigt werden, zum Beispiel ein Wert der Umgebungstemperatur oder geometrische oder physikalische Angaben zur Batterie 3.The specified target values are determined using a temperature model TMO. The temperature model TMO particularly takes into account the value of the maximum temperature difference TDB in the battery 3 (time when the charging process ended) and the average temperature TMB in the battery 3 (time when the charging process ended). Other variables and parameters can also be taken into account, for example a value for the ambient temperature or geometric or physical information about the
Die Ergebnisse der Vergleiche, ein erstes Ergebnis E1 und ein zweites Ergebnis E2, können zum Beispiel jeweils mittels Differenzbildung zwischen Ist- und Soll-Wert ermittelt werden. In einem fünften Schritt S5 wird anhand des ersten Ergebnisses E1 und des zweiten Ergebnisses E2 unter Nutzung eines Beurteilungskriteriums BK, das eine insbesondere gemeinsame Beurteilung beider Ergebnisse E1 und E2 erlaubt, eine Auswahl A getroffen. Insbesondere kann das Beurteilungskriterium BK Intervalle und Schwellwerte aufweisen. Liegt das erste oder das zweite Ergebnis in einem jeweils entsprechenden Intervall, wird eine entsprechende Auswahl getroffen. Insbesondere bei zum Beispiel gewissen Unterschieden zwischen Ist- und Soll-Werten wird entweder ein erneutes Durchführen des Überprüfungsvorgangs als weiterer Überprüfungsvorgang und ein erneutes Durchführen des Folgevorgangs als weiterer Folgevorgang veranlasst, oder, wenn die Unterschiede zum Beispiel groß sind, ein Signal, insbesondere ein Warnsignal, ausgegeben. Hierzu kann insbesondere die Rechen- und Steuereinrichtung 2 genutzt werden. Bei geringen Unterschieden zwischen Ist- und Soll-Werten kann als Folgevorgang keine weitere Maßnahme ergriffen werden.The results of the comparisons, a first result E1 and a second result E2, can be determined, for example, by calculating the difference between the actual value and the target value. In a fifth step S5, a selection A is made on the basis of the first result E1 and the second result E2 using an assessment criterion BK, which in particular allows both results E1 and E2 to be assessed jointly. In particular, the assessment criterion BK can have intervals and threshold values. If the first or the second result lies in a respective corresponding interval, a corresponding selection is made. In particular, in the case of, for example, certain differences between actual and target values, either the checking process is carried out again as a further checking process and the follow-up process is carried out again as a further follow-up process, or, if the differences are large, for example, a signal, in particular a warning signal , spent. In particular, the computing and
Die Schritte vom zweiten Schritt S2 bis zum fünften Schritt S5 werden als Überprüfungsvorgang bezeichnet. Ein sechster Schritt S6 und ein siebter Schritt in jeglicher Variante (S7-1, S7-2, S7-3) werden als Folgevorgang bezeichnet.The steps from the second step S2 to the fifth step S5 are referred to as a verification process. A sixth step S6 and a seventh step in any variant (S7-1, S7-2, S7-3) are referred to as a follow-up process.
Die Auswahl A beschreibt, welche Maßnahme als Folgevorgang ausgewählt ist. Der Beginn des Folgevorgangs wird in
Bei einem weiteren Überprüfungsvorgang werden ein weiteres zeitliches Intervall festgelegt, ein weiterer Vergleich eines Temperaturwerts der Batterie 3 mit einem Soll-Temperaturwert durchgeführt und eine weitere Auswahl getroffen. Bei einem weiteren Folgevorgang wird wiederum eine erneute Ausführung von einem der drei genannten Schritte (ein Signal wird ausgegeben; keine weitere Maßnahme wird ergriffen oder es erfolgt noch eine erneute Durchführung des Überprüfungsvorgangs, also noch ein weiterer Überprüfungsvorgang, und noch eine erneute Durchführung des Folgevorgangs, also noch ein weiterer Folgevorgang) vorgenommen.In a further checking process, a further time interval is defined, a further comparison of a temperature value of the
So kann sich in der Konsequenz eine Abfolge von zeitlichen Intervallen ergeben, nach denen jeweils ein weiterer Vergleich eines Temperaturwerts der Batterie 3 mit einem Soll-Temperaturwert durchgeführt wird und eine weitere Auswahl getroffen wird. Der Überprüfungsvorgang und der Folgevorgang können, entsprechende weitere Auswahlen vorausgesetzt, nochmals erneut jeweils nacheinander durchgeführt werden, einmal oder mehrmals. Die Abfolge kann beendet werden, indem eine Auswahl erfolgt, die zu einem Folgevorgang führt, bei dem ein Signal ausgegeben wird oder keine weitere Maßnahme ergriffen wird.As a consequence, a sequence of time intervals can result, after which a further comparison of a temperature value of the
In
Es weist eine Batterie 3 auf, die insbesondere am Fahrzeugboden verlegt sein kann. Die Batterie 3 kann insbesondere eine Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs 1 sein. insbesondere kann es sich um eine elektrochemische Batterie, insbesondere eine Lithium-Ionen Batterie, handeln. Weiterhin weist es eine Rechen- und Steuereinrichtung 2 auf, die mit vier Temperatursensoren SE1, SE2, SE3 und SE4 über Kabel verbunden ist. Alternativ oder zusätzlich ist auch eine drahtlose Verbindung (zum Beispiel Mobilfunk oder WLAN) oder eine mittelbare Verbindung, zum Beispiel über ein weiteres Gerät, das dann gemessene Temperaturwerte an die Rechen- und Steuereinrichtung 2 weiterleitet, möglich. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 1 eine Ausgabeeinrichtung 5, die Teil der Rechen- und Steuereinrichtung 2 sein kann, auf. Die Ausgabeeinrichtung 5 kann ausgestaltet sein, ein menschlich wahrnehmbares Signal, insbesondere ein optisches oder ein akustisches Signal, auszugeben. Sie kann auch ausgestaltet sein, ein Signal an ein anderes Gerät auszugeben, zum Beispiel einen Computer, einen Server oder ein Smartphone. Das Fahrzeug weist eine Aktivierungsschaltung 4 auf, die mit der Rechen- und Steuereinrichtung 2 verbunden ist. Sie ist ausgestaltet, die Rechen- und Steuereinrichtung 2 nach Ablauf von zeitlichen oder weiteren zeitlichen Intervallen zu reaktivieren.It has a
Insbesondere kann das Kraftfahrzeug 1 ausgestaltet sein, die vorgestellten Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen. Die Bemerkungen hierzu gelten demgemäß entsprechend.In particular, the
BezugszeichenlisteReference List
- S1S1
- erster Schritt: Beendigung eines Ladevorgangs der Batteriefirst step: termination of a charging process of the battery
- S2S2
- zweiter Schritt: Festlegen eines zeitlichen Intervallssecond step: setting a time interval
- ZIZI
- zeitliches Intervalltime interval
- S3S3
- dritter Schritt: Ermittlung eines Temperaturmittelwerts und einer maximalen Temperaturdifferenz in der Batteriethird step: Determination of a temperature average and a maximum temperature difference in the battery
- S4S4
- vierter Schritt: Vergleich des Temperaturmittelwerts und der maximalen Temperaturdifferenz mit den entsprechenden Soll-Wertenfourth step: comparison of the average temperature and the maximum temperature difference with the corresponding target values
- S5S5
- fünfter Schritt: Auswahl mithilfe eines vordefinierten Beurteilungskriteriumsfifth step: selection using a predefined evaluation criterion
- S6S6
- sechster Schritt: Beginn eines Folgevorgangssixth step: start of a follow-up process
- S7-1S7-1
- siebter Schritt (erste Variante): Ausgabe eines Signalsseventh step (first variant): output of a signal
- S7-2S7-2
- siebter Schritt (zweite Variante): Ergreifen keiner weiteren Maßnahmeseventh step (second variant): take no further action
- S7-3S7-3
- siebter Schritt (dritte Variante): erneutes Durchführen des Überprüfungsvorgangs und des Folgevorgangsseventh step (third variant): performing the verification process and the follow-up process again
- LAL.A
- Information zu einer Ladeart der BatterieInformation on a charging type of the battery
- TUdo
- Wert der UmgebungstemperaturAmbient temperature value
- TDBTDB
- Wert einer maximalen Temperaturdifferenz in der Batterie (Zeitpunkt der Beendigung des Ladevorgangs)Value of a maximum temperature difference in the battery (time of termination of the charging process)
- TMBTMB
- Temperaturmittelwert in der Batterie (Zeitpunkt der Beendigung des Ladevorgangs)Mean temperature in the battery (point in time when charging was completed)
- SE1SE1
- Temperatursensortemperature sensor
- SE2SE2
- Temperatursensortemperature sensor
- SE3SE3
- Temperatursensortemperature sensor
- SE4SE4
- Temperatursensortemperature sensor
- T1T1
- Temperaturwerttemperature value
- T2T2
- Temperaturwerttemperature value
- T3T3
- Temperaturwerttemperature value
- T4T4
- Temperaturwerttemperature value
- ZIZI
- zeitliches Intervalltime interval
- TDATDA
- Wert einer maximalen Temperaturdifferenz in der Batterie (Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls)Value of a maximum temperature difference in the battery (point in time after the time interval has expired)
- TMATMA
- Temperaturmittelwert in der Batterie (Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls)Temperature mean value in the battery (point in time after the time interval has expired)
- TMOTMO
- Temperaturmodelltemperature model
- TDSTDS
- Soll-Wert einer maximalen Temperaturdifferenz in der Batterie (Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls)Target value of a maximum temperature difference in the battery (point in time after the time interval has expired)
- TMSTMS
- Soll-Temperaturmittelwert in der Batterie (Zeitpunkt nach Ablauf des zeitlichen Intervalls)Set average temperature in the battery (point in time after the time interval has expired)
- E1E1
- erstes Ergebnisfirst result
- E2E2
- zweites Ergebnissecond result
- AA
- Auswahlselection
- 33
- Batteriebattery
- 11
- Kraftfahrzeugmotor vehicle
- 22
- Rechen- und Steuereinrichtungcomputing and control device
- 44
- Aktivierungsschaltungactivation circuit
- 55
- Ausgabeeinrichtungoutput device
- BKBK
- Beurteilungskriteriumassessment criterion
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- CN 110068768 A [0004]CN 110068768A [0004]
- US 2019/0036178 [0005]US2019/0036178 [0005]
- CN 107611513 A [0006]CN 107611513A [0006]
Claims (12)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020208556.0A DE102020208556B4 (en) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Thermal runaway detection method and motor vehicle |
CN202110771809.4A CN113917342A (en) | 2020-07-08 | 2021-07-08 | Method for detecting thermal runaway and motor vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102020208556.0A DE102020208556B4 (en) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Thermal runaway detection method and motor vehicle |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102020208556A1 true DE102020208556A1 (en) | 2022-01-13 |
DE102020208556B4 DE102020208556B4 (en) | 2022-01-20 |
Family
ID=79019990
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102020208556.0A Active DE102020208556B4 (en) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Thermal runaway detection method and motor vehicle |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113917342A (en) |
DE (1) | DE102020208556B4 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118671612A (en) * | 2024-08-20 | 2024-09-20 | 比亚迪股份有限公司 | Thermal runaway risk detection method, vehicle, device, storage medium, and program product |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107611513A (en) | 2017-09-21 | 2018-01-19 | 公安部天津消防研究所 | A kind of method for monitoring lithium ion battery of electric automobile thermal runaway |
US20190036178A1 (en) | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Northstar Battery Company, Llc | Systems and methods for detecting thermal runaway of a battery |
CN110068768A (en) | 2019-04-30 | 2019-07-30 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | Battery thermal runaway detection method and device |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9096134B2 (en) * | 2012-01-24 | 2015-08-04 | GM Global Technology Operations LLC | Enhanced HV pre-charge heater diagnostic detection system for liquid cooled HV battery packs |
DE102017210303B3 (en) * | 2017-06-20 | 2018-11-22 | Audi Ag | Method and battery management system for operating a traction battery in a motor vehicle and motor vehicle with such a battery management system |
CN109212426A (en) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 青岛恒金源电子科技有限公司 | A kind of detection method of Li-ion batteries piles |
CN109975711A (en) * | 2017-12-28 | 2019-07-05 | 宝沃汽车(中国)有限公司 | Battery failure detection method and device |
CN108445039B (en) * | 2018-02-07 | 2021-05-04 | 清华大学 | Power battery thermal runaway safety performance prediction method and device and computer readable storage medium |
CN108445410B (en) * | 2018-04-02 | 2021-02-26 | 国家计算机网络与信息安全管理中心 | Method and device for monitoring running state of storage battery pack |
EP3657594A1 (en) | 2018-11-22 | 2020-05-27 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG | Method and device for detecting a thermal runaway in a battery module |
CN110416641B (en) * | 2019-07-17 | 2020-12-29 | 珠海格力电器股份有限公司 | Battery pack over-temperature protection control method and device, storage medium and controller |
CN110970679B (en) * | 2019-12-26 | 2022-06-17 | 重庆长安新能源汽车科技有限公司 | Battery pack temperature sensor rationality diagnosis method based on thermal symmetry |
-
2020
- 2020-07-08 DE DE102020208556.0A patent/DE102020208556B4/en active Active
-
2021
- 2021-07-08 CN CN202110771809.4A patent/CN113917342A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190036178A1 (en) | 2017-07-28 | 2019-01-31 | Northstar Battery Company, Llc | Systems and methods for detecting thermal runaway of a battery |
CN107611513A (en) | 2017-09-21 | 2018-01-19 | 公安部天津消防研究所 | A kind of method for monitoring lithium ion battery of electric automobile thermal runaway |
CN110068768A (en) | 2019-04-30 | 2019-07-30 | 北京长城华冠汽车科技股份有限公司 | Battery thermal runaway detection method and device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN118671612A (en) * | 2024-08-20 | 2024-09-20 | 比亚迪股份有限公司 | Thermal runaway risk detection method, vehicle, device, storage medium, and program product |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113917342A (en) | 2022-01-11 |
DE102020208556B4 (en) | 2022-01-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102019108607B3 (en) | System and method for determining charging profiles | |
DE102014225811B4 (en) | Apparatus and method for checking the deterioration of a high voltage battery of a vehicle | |
EP3610277B1 (en) | System and method for determining a status of a vehicle battery | |
CN109839602B (en) | Power battery performance and value evaluation method and device and electronic equipment | |
CN109724812B (en) | Vehicle fault early warning method and device, storage medium and terminal equipment | |
DE102015222979A1 (en) | Apparatus and method for calculating a degree of deterioration | |
DE102013010311A1 (en) | Method for determining the state of individual battery cells of a high-voltage battery and system therefor | |
DE102019111958A1 (en) | Characterization of lithium plating in rechargeable batteries | |
DE102015100548A1 (en) | SYSTEMS AND METHOD FOR DETERMINING BATTERY STATUS INFORMATION BASED ON A BATTERY INNER PRESSURE | |
DE112018004979T5 (en) | Battery usage monitoring with high coverage | |
DE102015116102A1 (en) | Circuit and method for detecting the battery cell discharge | |
WO2015055400A1 (en) | Method and device for determining an open-circuit voltage profile of a vehicle battery, dependent on a state of charge | |
DE102017009448A1 (en) | Method for determining a self-discharge of a battery with at least one battery cell | |
DE102016221249A1 (en) | Method for operating a vehicle electrical system | |
DE102020208556B4 (en) | Thermal runaway detection method and motor vehicle | |
CN114329337A (en) | Method and system for predicting insulation resistance of electric vehicle and storage medium | |
DE102020124096A1 (en) | METHOD AND DEVICE FOR CHARGE BALANCING OF BATTERY CELLS | |
DE102019115856B4 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR CONTROLLING A DEVICE HAVING A RECHARGEABLE ENERGY STORAGE PACK | |
DE102015208911A1 (en) | Battery charger and method of an electric vehicle | |
CN112909363A (en) | Short circuit early warning method, device, medium, vehicle-mounted system and vehicle in battery system | |
DE102011087761B4 (en) | Method for determining an aging state of a battery arrangement | |
EP3442821B1 (en) | A method and apparatus for estimating a aging state of an energy storage system of a vehicle | |
EP4065410A1 (en) | Method and device for determining a state of health of a battery for a means of transport | |
DE102012222787A1 (en) | Energy storage system has control unit which is provided for initiating safety-enhancing reaction in response to temperature of energy storage unit, determined in safety-critical rest state of energy storage unit | |
DE102020127696A1 (en) | METHOD OF DETERMINING AVAILABLE ENERGY AMOUNT OF A VEHICLE BATTERY FOR AN EMERGENCY PULSE, BATTERY MONITOR AND MOTOR VEHICLE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |