本发明专利技术涉及一种锂离子蓄电池单元，所述蓄电池单元包括壳体(70)和温度传感器(20)，在壳体内安置有电极装置(10)，温度传感器安置在壳体(70)的内部，其中，温度传感器(20)具有电热振荡器，所述电热振荡器将温度转化成频率。本发明专利技术此外还涉及一种具有按照本发明专利技术的蓄电池单元(100)的车辆。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种锂离子蓄电池单元，所述蓄电池单元包括壳体(70)和温度传感器(20)，在壳体内安置有电极装置(10)，温度传感器安置在壳体(70)的内部，其中，温度传感器(20)具有电热振荡器，所述电热振荡器将温度转化成频率。本专利技术此外还涉及一种具有按照本专利技术的蓄电池单元(100)的车辆。【专利说明】具有集成在蓄电池单元壳体中的温度传感器的蓄电池单元
本专利技术涉及一种蓄电池单元，优选地涉及一种锂离子蓄电池单元，其具有安置在蓄电池单元壳体中的温度传感器。
技术介绍
在未来无论是在固定应用还是在车辆中，例如，混合动力车辆和电动车辆逐渐加强推广使用蓄电池系统这种趋势日渐明显。尤其是越来越多地使用蓄电池作为混合动力车辆和电动车辆的牵引蓄电池和用于向电驱动装置馈电。图1显示的就是一种现有技术的蓄电池200。该蓄电池是由一个壳体70和一个电池核构成,该电池核包括一个电极装置10用于产生能量。使用数学蓄电池模型使蓄电池200运行。但是，动态蓄电池单元特性的内电阻和时间常数在负载情况下很大程度上依赖于电池核内的温度，在该电池核内发生化学反应。基于这种与负载相关的发热，电池核内的温度能够快速发生变化。图2示范性地显示20Ah的蓄电池单元的内阻的瞬态部分在一定温度下的特性变化曲线。尤其很明显，在较低的温度范围中内阻具有很高的变化率。因此在此，错误地测量的温度会对从中算出的蓄电池的状态以及从中预测的蓄电池的工作功率具有很大的影响。按照现有技术是借助安装在壳体上面的温度传感器来测量蓄电池单元的温度。DE19961311A1公开了一种温度传感器，其通过一个蓄电池夹子从外部固定在蓄电池上面。然后与温度相关的蓄电池模型的参数可以在线或离线地通过壳体温度体现出来。但是壳体温度既不与电极装置处的位于壳体内部的电池核温度相符，而且与该温度之间没有明确的逻辑关系。因此，由于蓄电池单元内和朝外的热接触电阻，必须延迟或根本不能在蓄电池壳体上面测量电池核温度的变化。不能准确地探测电池核内的最新温度会导致在蓄电池的运行状态的与温度相关的蓄电池模型内出现误差。蓄电池模型不仅能够应用在蓄电池控制设备内用于监控和控制蓄电池的运行也能够在离线-模拟的方式应用中应用在蓄电池的外部。从DE10056972A1中已知一种蓄电池单元，在所述蓄电池单元中安置有传感器用于确定蓄电池单元的壳体内的蓄电池温度。温度传感器形成为温度计，并且通过电线与蓄电池壳体的外部区域连接。虽然将常用的例如包含传统的三维结构形式的NTC-测量单元的测针安装在蓄电池单元的内部能够获取电池核温度，但是获取和分析单元以及信号线路会影响蓄电池内的放热和热流。此外，Makinwa和 Snoei j (“A CMOS Temperature-to-Frequency Converter Withan Inaccuracy of Less Than + 0.5°C (3 σ )From-40°C~ 105°C, K.A.A.Makinwa, MartijnF.Snoeij, IEEE Journal of Solid-State Circuits, Vol.41, N0.12, December2006,p.2992-2997)公开了一种温度-频率-转换器，其在标准的CMOS-方法中执行。
技术实现思路
按照本专利技术提供一种蓄电池单元，优选地是一种锂离子蓄电池单元，所述蓄电池单元包括壳体和温度传感器，在壳体内安置有电极装置，温度传感器安置在壳体的内部。在此，温度传感器包括将温度转化成频率的电热振荡器。按照本专利技术的蓄电池单元所具有的优势在于，能够在发生化学反应的地方，即在蓄电池单元壳体的内部，获取温度，而不通过获取或分析单元以及信号线路来影响放热和温度。此外通过获取壳体内温度能够更准确地对蓄电池模型进行参数设置和为了模拟-以及状态识别-和预测目的对蓄电池模型进行分析。优选地，温度传感器被构造为差分温度传感器。通过本专利技术可以动态地获取蓄电池单元内的温度变化(ΔΤ/dt)。优选地,动态值Δ T/dt介于0.5K/min与5K/min之间。优选地，温度传感器集成在微芯片中的集成电路内。通过能够集成在壳体内部实现了小的结构形式，其成本低并且对外界干扰具有鲁棒性。 优选地，温度传感器包括CMOS-振荡器，即一种通过CMOS-技术在集成电路内实现的热振荡器。在互补金属氧化物半导体(CMOS)中在一个共用的基底上既可以使用P-通道也可以使用η-通道-场效应晶体管。这种结构的优势在于，其能够直接集成在一个专用集成电路(ASIC)内，并且能够提供一个与温度成比例的频率信号。优选地，电热振荡器包括具有热电偶的热电堆。与晶体管相比，热电偶的优势在于，其没有偏移和不含Ι/f噪声。在另一个实施形式中，温度传感器包括与温度相关的双极晶体管。换句话说则是，本专利技术包括一个集成在微芯片内以硅二极管的特性曲线的温度关系为基础的温度传感器，例如，带隙-温度传感器。在这里温度传感器也能够直接集成在一个专用集成电路(ASIC)内。在本专利技术的一个设计方案中，温度传感器的准-数字输出信号是借助电力线通信(“Power line Communication”)从壳体输出。由此，传感器能够集成在蓄电池单元内，而不需要额外的向外穿过壳壁的电力线。替代地，也能够使用一种以双极技术，例如，带隙，CTAT(与绝对温度成反比的电流产生器)和PTAT(与绝对温度成正比的电流产生器)为基础的方法或一种以简单的二极管为基础的方法。能够针对性地转换输出信号，优选为电压，即，数字化。优选地，电极装置由第一电极和第二电极以及其间的分离器形成的绕组组成，并且在一个实施例中温度传感器是直接安置在绕组处。优选地，电极装置与至少一个集流器(Stromsammler)连接,所述集流器将电极装置的电流从壳体中导出，并且优选地温度传感器与集流器热耦合，更加优选地直接安置在至少一个集流器上。在本专利技术的一个优选的设计方案中，温度传感器通过电极装置与电源电连接。因为集流器是直接与蓄电池单元绕组连接，并且从电极装置量取电流，所以温度传感器能够直接确定蓄电池单元绕组处的温度并且同时从蓄电池单元绕组获取用于运行的电流。此外还提出一种具有按照本专利技术的蓄电池单元的车辆，其中蓄电池单元与车辆的驱动装置连接。在从属权利要求和说明书中对本专利技术的优选的改进方案进行说明。【专利附图】【附图说明】下面借助附图和说明对本专利技术的实施例进行更详细的解释。附图简介:图1示出了现有技术的蓄电池，图2示出了现有技术绕制的电极装置，图3示出了蓄电池内阻的瞬态部分在一定温度下的曲线，图4示出了按照本专利技术的蓄电池，其具有蓄电池单元和在蓄电池单元壳体内的温度传感器，图5示出了按照本专利技术的具有等效电路的蓄电池单元模型，图6示出了热振荡器的实施方式。【具体实施方式】在图1中显示的是现有技术的蓄电池200。蓄电池200包括一个蓄电池控制设备40和一个具有壳体70的蓄电池单兀100。一个电池核,一个电极装置10安置在壳体70内部。电极装置10包括一个第一正电极和一个第二负电极11，12 (见图2),所述电极通过一个分离器13分隔开。优选地，电极11，12与其间的分离器13绕制在一起，见图2。在两个相对侧，电极装置1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种蓄电池单元(100)，其包括壳体(70)和温度传感器(20)，在所述壳体内安置有电极装置(10)，所述温度传感器安置在所述壳体(70)的内部，其特征在于，所述温度传感器(20)包括电热振荡器(300)，所述电热振荡器将温度转化成频率。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·赖伦，J·施奈德，A·霍伊布纳，C·潘基维茨，F·亨里齐，P·菲舍尔，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，三星SDI株式会社，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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