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根据 温度接通状态监控的 能量储存器装置

阅读：543发布：2020-05-13

专利汇可以提供根据温度接通状态监控的能量储存器装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种能量储存器装置(1)，包括电的能量储存器(4)、配置给所述电的能量储存器的控制装置(3)以及配置给所述控制装置(3)的开关装置(8)，所述控制装置被构造用于在运行状态中求得涉及所述能量储存器(4)的运行的控制信息，所述开关装置被构造用于由所述控制装置(3)的非运行状态出发使所述控制装置(3)投入运行，其中，所述开关装置(8)包括至少一个温度敏感的开关机构(9)，所述开关机构在超过专有的极限温度时这样改变至少一个材料属性，使得通过所述开关装置(7)引起所述控制装置(3)投入运行。，下面是根据温度接通状态监控的能量储存器装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种能量储存器装置(1)，包括电的能量储存器(4)、配置给所述电的能量储存器的控制装置(3)以及配置给所述控制装置(3)的开关装置(8)，所述控制装置被构造用于在运行状态中求得涉及所述能量储存器(4)的运行的控制信息，所述开关装置被构造用于由所述控制装置(3)的非运行状态出发使所述控制装置(3)投入运行，其特征在于：所述开关装置(8)包括至少一个温度敏感的开关机构(9)，所述开关机构在超过专有的极限温度时这样改变至少一个材料属性，使得通过所述开关装置(7)引起所述控制装置(3)投入运行。
2.根据权利要求1的能量储存器装置，其特征在于：通过所述开关机构(9)的材料属性的变化能够使至少一个电流回路闭合，所述控制装置(3)通过所述电流回路供电。
3.根据权利要求2的能量储存器装置，其特征在于：所述控制装置(3)被构造用于在通过所述电流回路的闭合而投入运行时附加实施至少一个用于对所述能量储存器(4)调温、尤其是冷却的措施和/或输出至少一个警告信息。
4.根据权利要求3的能量储存器装置，其特征在于：所述警告信息能够通过包括所述能量储存器装置(1)的设备的输出装置、尤其是机动车(2)的输出装置输出和/或能够输出给包括所述能量储存器装置(1)的设备的周围环境。
5.根据上述权利要求之一的能量储存器装置，其特征在于：所述开关机构根据温度改变开关机构的磁性属性，其中，所述开关机构在专有的极限温度以下具有铁磁性属性，在专有的极限温度以上不具有铁磁性属性。
6.根据权利要求5的能量储存器装置，其特征在于：所述开关机构由镍铁合金构成，其中，所述合金的居里温度处于20与100℃之间的范围内，优选处于50与80℃之间的范围内。
7.根据权利要求1至4之一的能量储存器装置，其特征在于：所述开关机构根据温度改变开关机构的导电能力，其中，所述开关机构在专有的极限温度以下具有绝缘属性，在专有的极限温度以上具有能导电的属性。
8.根据权利要求7的能量储存器装置，其特征在于：所述开关机构(9)由半导体、尤其是加热导体、优选Fe2O3、ZnTiO4、MgCr2O4构成。
9.根据权利要求7或8的能量储存器装置，其特征在于：所述极限温度处于20与100℃之间的范围内，优选处于50与80℃之间的范围内。
10.根据权利要求1至4之一的能量储存器装置，其特征在于：所述开关机构(9)由双金属条构成或包含双金属条，所述双金属条在超过专有的极限温度时表现出确定的形状变化。
11.根据权利要求10的能量储存器装置，其特征在于：所述极限温度处于20与100℃之间的范围内，优选处于50与80℃之间的范围内。
12.一种机动车(2)，包括至少一个根据上述权利要求之一的能量储存器装置(1)。

说明书全文

根据温度接通状态监控的 能量储存器装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种能量储存器装置，包括电的能量储存器、配置给所述电的能量储存器的控制装置以及配置给所述控制装置的开关装置，所述控制装置被构造用于在运行状态中求得涉及所述能量储存器的运行的控制信息，所述开关装置被构造用于由所述控制装置的非运行状态出发使所述控制装置投入运行。

背景技术

[0002] 这种能量储存器装置已经公知，例如在机动车技术中使用，其中，通过属于能量储存器装置的电的能量储存器例如提供电能用于机动车方的电的驱动总成。能量储存器的控制典型地通过控制装置来进行，所述控制装置在运行状态中求得相应的控制信息，所述控制信息例如涉及能量储存器的充电状态或者说能量储存器的充电和放电策略等。控制信息的求得典型地基于能量储存器的温度检测或者说温度监控来进行。能量储存器的温度的检测或者说监控之所以重要，是因为温度对于能量储存器的老化过程并且尤其是对于能量储存器的受损情况的识别扮演者重要角色。

[0003] 但能量储存器的相应的控制信息以及相应的温度检测或者说温度监控仅在控制装置的相应能量供给时、即在运行状态中或者说在运行中才可以。因此尤其是在温度检测或者说温度监控方面存在对技术解决方案的需求，所述技术解决方案在控制装置没有投入运行的情况中也允许相应的温度检测或者说温度监控。

发明内容

[0004] 由此，本发明的目的在于，给出改善的能量储存器装置。

[0005] 所述目的通过开头所述类型的能量储存器装置来实现，根据本发明，所述能量储存器装置的特征在于：开关装置包括至少一个温度敏感的开关机构，所述开关机构在超过专有的极限温度时这样改变至少一个材料属性，使得通过开关装置引起控制装置投入运行。

[0006] 根据本发明的能量储存器装置包括特殊的配置给控制装置的开关装置，通过所述开关装置可引起控制装置从其非运行状态出发投入运行。在非运行状态中，控制装置典型地不连接在能量供给网络上或者不通过能量供给网络供给以电能。这例如可源于：能量供给网络本身不运行。控制装置投入运行通过属于开关装置的开关机构、即通过开关机构的相应的由温度引起的开关机构材料属性的变化而产生的开关过程来实现。开关机构被这样构造或者说实现，使得所述开关机构在超过专有的极限温度时这样改变至少一个材料属性，使得通过开关装置引起控制装置投入运行。

[0007] 开关机构因此根据其温度这样改变材料属性，使得由此间接地或直接地进行控制装置的投入运行。开关装置就此而言这样构造，使得控制装置投入运行(仅)根据开关机构的温度来执行。由此得到优点：控制装置不必持续地处于运行中，即激活，以便求得相应的控制信息、即尤其是能量储存器的温度的检测或者说监控。通常由此得到：给控制装置供给以能量的能量供给网络无需持续保持运行，以便对控制装置相应地供给以电能。在控制装置未投入运行、即去激活时，在过度的温度发展、即尤其是伴随超过开关机构专有的极限温度的温度发展过度的情况下开关机构在其材料属性方面这样变化，使得所述开关机构引起控制装置投入运行、即激活。如进一步得到的那样，一个或多个材料属性的根据温度的变化可以是构成开关机构的材料的材料固有特征。

[0008] 根据本发明的原理因此尤其是在原本被设置用于检测和监控温度的控制装置不被供给以电能或者说不运行的状况中允许至少定性地检测或者说监控能量储存器的温度。这这样得到：控制装置通过开关装置或者属于所述开关装置的开关机构在任意情况下当开关机构升温到处于专有的极限温度以上的温度时投入运行。如已所述，在此情况下进行开关机构的材料属性的通过开关机构的结构构造或者说特性引起的变化，通过所述变化，开关机构这样作用于控制装置，使得引起控制装置投入运行。控制装置因此通过开关机构“唤醒”并且例如可继续实施能量储存器的温度检测或者说温度监控以及可能情况下所需的用于冷却能量储存器的措施。

[0009] 根据本发明，对于开关机构的材料属性的变化可理解为：根据温度、即尤其是在超过专有的极限温度时，构成开关机构的材料的确定的物理属性或者确定的物理特性变化。如下面得到的那样，例如构成开关机构的材料的磁性特性或者磁性属性可根据温度、即尤其是在超过专有的极限温度时变化。例如也可考虑，构成开关机构的材料的导电能力根据温度、即尤其是在超过专有的极限温度时变化。

[0010] 但根据本发明，对于开关机构的材料属性的变化也可理解为：根据温度、即尤其是在超过专有的极限温度时，开关机构的尺寸和/或形状和/或体积变化。如下面得到的那样，开关机构的形状可根据温度、即尤其是在超过专有的极限温度时变化。

[0011] 符合目的的是，可设置多个相应的开关装置或者说开关机构，所述开关装置或者说开关机构优选绕能量储存器分布设置。这样，所述原理的可靠性提高。

[0012] 根据本发明，对于能量储存器应理解为能量储存电池或者说多个模块式或叠堆式组合的能量储存电池。各个能量储存电池典型地被接收在壳体件中。控制装置、开关装置或者说属于所述开关装置的开关机构典型地也被接收在该壳体件中。

[0013] 在本发明的一个优选实施形式中提出，通过开关机构的材料属性的变化，至少一个电流回路可闭合或闭合，控制装置可通过所述电流回路被供给以电能。开关装置以及属于该开关装置的开关机构由此是电流回路的一部分，控制装置也连接在所述电流回路上。电流回路又可以是电的能量供给网络的一部分，控制装置也可连接在所述电的能量供给网络上或者说控制装置可通过所述电的能量供给网络供给以电能，即在运行中供应以电能。
控制装置投入运行因此这样进行：控制装置的电流供给通过电流回路的闭合来建立。因此，控制装置在其投入运行之前、即在未投入运行的状态中典型地不被供给以电能。如下面还要描述的那样，根据开关机构的相应具体的实施形式，如何实现通过开关机构的材料属性的变化引起的电流回路闭合的不同原理也可以。

[0014] 符合目的地提出，控制装置被构造用于在通过电流回路的闭合而投入运行时引起(herbeiführen)至少一个用于对能量储存器调温、尤其是冷却的措施和/或输出至少一个警告信息。在此意义下，在电流回路闭合时在控制装置中产生特殊的激活信号，基于所述激活信号实施确定的在控制装置中例如通过特殊算法存储的安全方案，所述安全方案包括所述过程，即至少一个用于冷却能量储存器的措施的执行，对此可能情况下也应理解为消弧过程，或者包括相应的警告信息的输出。电流回路因此可形成控制装置的、除用于为控制装置在运行中供给电能或电信号的电连接或信号输入之外所存在的、确定的电连接的或者说信号输入的一部分，。控制装置因此可连接在多个电流回路或者说多个电的能量供给网络上，其中，一个电流回路或者说能量供给网络负责对控制装置在运行中供给以电能，而另一个电流回路或者说另一个能量供给网络被设置用于根据本发明借助于开关装置进行的控制装置的投入运行。最后所述的电流回路因此仅在超过开关机构的专有的极限温度时才闭合，由此，通过该电流回路仅在此情况下进行控制装置的能量供给，所述能量供给用来尤其是激活和执行相应的用于能量储存器的温度检测或者说监控和冷却的措施。

[0015] 前面描述的警告信息可通过包括能量储存器装置的设备、尤其是机动车的输出装置输出和/或可输出给包括能量储存器装置的设备、尤其是机动车的周围环境。原则上可考虑，警告信息涉及声学和/或触觉和/或光学的信息或者说信号输出。控制装置因此与相应的输出装置、如包括能量储存器装置的设备的扬声器、震动装置、屏幕等通信。警告信息因此典型的指向所述设备的操作者。但作为替换方案或者补充，警告信息也可输出给所述设备的周围环境。这例如可通过将声学和/或光学的信息或者说信号输出给所述设备的环境、即尤其是车辆环境来进行。因此所述设备例如可将声学和/或光学的信号输出给其周围环境。也可考虑警告信息通过相应的发送和/或接收装置、即尤其是通过通信网络、例如UMTS、WLAN等传送给相应的处于所述设备的环境中的物体。因此，如果所述设备是机动车，即能量储存器装置是机动车的一部分，则警告信息例如可借助于所谓的Car2Car-通信传送给另外的处于车辆环境中的机动车。一般而言，警告信息也可传送给另外的连接在通信网络上的装置或者说通信伙伴，例如救护站、警察局、维修或服务车间或车主。

[0016] 在示例性实施形式中，开关机构可根据温度改变其磁性属性，其中，所述开关机构在专有的极限温度以下具有(铁)磁性属性，在专有的极限温度以上不具有(铁)磁性属性。开关机构因此由确定的材料构成，所述材料根据温度、即在超过在此应被称为居里温度或者说与居里温度吻合的专有的极限温度时改变其磁性属性。开关机构有利地连入到所述电流回路中例如可这样来进行：开关机构在专有的极限温度以下与电流回路的磁性的能导电的元件(开关元件)这样地交替磁作用，使得所述元件这样定位，使得电流回路打开或者说中断。在极限温度以上，磁性的能导电的元件由于开关机构的磁性属性的损失以及由此由于与开关机构的不再存在的交替磁作用而这样定位，使得电流回路闭合。

[0017] 在该实施形式中，开关机构例如可由镍铁合金构成。所述合金的居里温度例如可处于20与100℃之间的范围内，优选处于50与80℃之间的范围内。不言而喻，原则上也可使用其它材料，所述材料表现出类似特性。

[0018] 在另一个示例性的实施形式中，开关机构可根据温度改变其导电能力，其中，所述开关机构在专有的极限温度以下具有绝缘属性，在专有的极限温度以上具有能导电的属性。开关机构由此由确定的材料构成，所述材料根据温度、即在超过专有的极限温度时改变其电属性、即尤其是其导电能力。开关机构有利地连入到所述电流回路例如可这样来进行：开关机构在专有的极限温度以下表现为绝缘，即起电阻作用，由此，电流回路通过开关机构中断。在专有的极限温度以上，开关机构表现为导电，即起电导体作用，由此，电流回路闭合。

[0019] 在该实施形式中，开关机构可由半导体、尤其是加热导体、优选Fe2O3、ZnTiO4、MgCr2O4构成。极限温度也可处于20与100℃之间的范围内，优选处于50与80℃之间的范围内。不言而喻，在此也可使用其它材料，所述材料表现出类似性特性。极限温度原则上在此也可更高或更低。

[0020] 在另一个示例性实施形式中，开关机构可由双金属条构成或包含双金属条，所述双金属条在超过专有的极限温度时表现出确定的形状变化。双金属条典型地由两种或多种不同金属构成，所述不同的金属固定地彼此连接。金属的区别在于其热力学线膨胀系数并且由此在温度的影响下表现出不同的膨胀特性，所述膨胀特性总体上导致双金属条的形状变化、典型地弯曲。开关机构在该实施形式中由此由不同的金属构成，所述金属根据温度、即在超过专有的极限温度时表现出不同的线膨胀并且这样引起开关机构的形状变化。开关机构有利地连入到所述电流回路在此例如可这样来进行：开关机构在专有的极限温度以下占据这样的形状：在该形状下电流回路通过开关机构或与所述开关机构耦合的元件(开关元件)中断。在专有的极限温度以上，开关机构可占据这样的形状：在该形状下电流回路通过开关机构或与所述开关机构耦合的元件闭合。

[0021] 在该实施形式中，开关机构例如可由用锌制成的条或和与所述条连接的用钢制成的条构成或包括相应的条、一般来说材料区段。极限温度在此也可处于20与100℃之间的范围内，优选处于50与80℃之间的范围内。不言而喻，在此也可使用其它材料、尤其是金属，所述材料表现出类似性特性。专有的极限温度原则上在此也可更高或更低。

[0022] 另外，本发明也涉及一种机动车，所述机动车包括至少一个如上所述的能量储存器装置。因此，关于根据本发明的机动车，涉及根据本发明的能量储存器装置及其可能实施形式的全部实施形式都类似地有效。能量储存器装置或者属于所述能量储存器装置的能量储存器尤其是被设置用于对机动车的驱动总成、例如电动机供给以电能。能量储存器由此优选是牵引蓄电池。附图说明

[0023] 本发明的其它优点、特征和细节由下面描述的实施例以及借助于附图得到。唯一的附图示出了作为机动车的一部分的根据本发明的实施例的能量储存器装置的原理视图。

具体实施方式

[0024] 附图示出了作为机动车2的一部分的根据本发明的实施例的能量储存器装置1的原理视图。能量储存器装置1包括控制装置3和例如呈可重复充电的锂离子蓄电池形式的能量储存器4。能量储存器4用于对一个或多个机动车方的驱动总成进行供给，所述机动车方的驱动总成通过示意性示出的电动机表示。能量储存器4据此是牵引蓄电池。

[0025] 控制装置3被构造用于在运行状态中求得涉及能量储存器4的运行的控制信息。相应的控制信息例如涉及能量储存器4的充电和放电运行状况，即尤其是相应的充电和放电策略。相应的控制信息也涉及能量储存器4的温度或者说调温，即尤其是运行中所需的冷却。因此，通过控制装置3可进行能量储存器4的温度检测或者说监控，由此，所述能量储存器在控制装置3的运行中可得到保护以免由温度引起的老化现象或者说受损。

[0026] 控制装置3在机动车2的运行中通过机动车2的能量供给网络5或者说整车电路网络供给以电能。在能量供给网络5中，除了各种消耗电能的消耗器(未示出)之外也连接有能量储存器6，典型地呈所谓的12V蓄电池的形式，所述能量储存器对控制装置3在运行中供给以电能。在机动车2的运行中，开关机构7闭合，所述开关机构例如应表示点火装置，控制装置3通过能量供给网络5供给以电能。控制装置3的运行就此而言与机动车2的运行关联，因为仅在此情况下能量供给通过能量供给网络5或者说能量储存器6来进行。

[0027] 能量储存器装置1包括配置给控制装置3的开关装置8。开关装置8被构造用于从控制装置3的非运行状态出发使控制装置3投入运行。为此，开关装置8包括温度敏感的开关机构9，所述开关机构在超过专有的极限温度时这样改变至少一个材料属性，使得通过开关装置8引起控制装置3在投入运行或被投入运行。

[0028] 控制装置3的这样进行的投入运行因此尤其是完全与控制装置3是投入了运行还是未投入运行的情况无关。尤其是通过开关装置8，控制装置3投入运行在控制装置3没有通过能量供给网络5供给以电能的情况中也可以，该情况通过开关机构7的打开来代表。

[0029] 可看到，开关装置8是电流回路的一部分，所述电流回路尤其是包括能量供给网络5的下支路10。如果属于开关装置8的温度敏感的开关机构9具有专有的极限温度以下的温度，则电流回路打开或者说中断，即控制装置3不通过支路10供给以电能。在超过专有的极限温度时，开关机构9这样改变一个或多个材料属性，使得电流回路闭合并且通过开关装置
8引起控制装置3投入运行，并且接下来保证控制装置3的运行。

[0030] 控制装置3在这种通过开关装置7实现投入运行时执行用于对能量储存器4进行调温、尤其是用于冷却的措施。作为替换方案或者补充，通过控制装置3可输出警告信息。在此意义下，在开关机构9闭合时在控制装置3中可以产生特殊的激活信号，基于所述激活信号实施确定的在控制装置3中例如通过特殊算法存储的安全方案，所述安全方案包括所述过程，即至少一个用于冷却能量储存器4的措施的执行，对此可能情况下也应理解为消弧过程，或者包括相应的警告信息的输出。

[0031] 可通过开关装置8或者属于所述开关装置的开关机构9闭合的电流回路形成控制装置3的、除用于为控制装置3在机动车2的运行中供给电能或电信号的电连接或信号输入之外所存在的、确定的电的连接或者说信号输入。控制装置3因此连接在多个形成能量供给网络5的相应部分的电流回路上，其中，包括开关机构7的电流回路对控制装置3在机动车2的运行中供给以电能并且包括开关装置8的电流回路被设置用于控制装置3的借助于开关装置8进行的投入运行。包括开关装置8的电流回路因此仅在超过开关机构9的专有的极限温度时才闭合，由此，通过该电流回路仅在此情况下进行控制装置3的能量供给。

[0032] 上述警告信息可通过机动车2的输出装置例如在车辆内部空间中输出和/或输出给机动车2的周围环境。原则上可考虑，警告信息涉及声学和/或触觉和/或光学的信息或者说信号输出。控制装置3因此与相应的机动车方的输出装置(未示出)通信，如扬声器、震动装置、屏幕等。但作为替换方案或者补充，警告信息也可输出给机动车2的周围环境。这例如可通过将声学和/或光学的信息或者说信号输出给车辆环境来进行。也可考虑警告信息通过相应的机动车方的发送和/或接收装置、即尤其是通过通信网络、例如UMTS、WLAN等传送给相应的处于车辆环境中的物体。因此警告信息例如可借助于所谓的Car2Car通信传送给另外的处于车辆环境中的机动车。一般而言，警告信息也可传送给另外的连接在通信网络上的装置或者说通信伙伴、例如救护站、警察局、维修或服务车间或车主。

[0033] 属于开关装置8的开关机构9的材料属性的变化可这样来进行：开关机构9根据温度改变其磁性属性，其中，所述开关机构在专有的极限温度以下具有(铁)磁性属性，在专有的极限温度以上不具有(铁)磁性属性。开关机构9因此由确定的材料构成，所述材料根据温度、即在超过在此应被称为居里温度或者说与居里温度吻合的专有的极限温度时改变其磁性属性。开关机构9连入到电流回路中可这样来进行：开关机构9在专有的极限温度以下与电流回路的磁性的能导电的元件(开关元件)这样地交替磁作用，使得所述元件被定位成使得电流回路打开或者说中断。在极限温度以上，所述元件由于开关机构9的磁性属性的损失以及由此由于与开关机构9的不再存在的交替磁作用而这样定位，使得电流回路闭合。开关机构9例如可由镍铁构成。合金的居里温度典型地处于20与100℃之间的范围内，优选处于50与80℃之间的范围内。

[0034] 属于开关装置8的开关机构9的材料属性的变化也可涉及开关机构9的电属性。开关机构9因此可这样构造，使得所述开关机构根据温度改变其导电能力，其中，所述开关机构在专有的极限温度以下具有绝缘属性，在专有的极限温度以上具有能导电的属性。开关机构9连入到电流回路可这样来进行：开关机构9在专有的极限温度以下表现为绝缘，即起电阻作用，由此，电流回路通过开关机构9中断。在专有的极限温度以上，开关机构9表现为导电，即起电导体作用，由此，电流回路闭合。开关机构9在此例如可由半导体、尤其是加热导体、优选Fe2O3、ZnTiO4、MgCr2O4构成。极限温度也可处于20与100℃之间的范围内，优选处于50与80℃之间的范围内。

[0035] 属于开关装置8的开关机构9的材料属性的变化也可涉及开关机构9的形状变化。开关机构9因此可由双金属条构成或包含双金属条，所述双金属条在超过专有的极限温度时表现出确定的形状变化。开关机构9在该实施形式中由不同的金属构成，所述金属根据温度、即在超过专有的极限温度时表现出不同的线膨胀并且这样引起开关机构9的形状变化。
开关机构9连入到电流回路可这样来进行：开关机构9在专有的极限温度以下占据如下形状，即在该形状下电流回路通过开关机构9或与所述开关机构耦合的能导电的元件中断。在专有的极限温度以上，开关机构9可占据这样的形状：在该形状下电流回路通过开关机构9或相应的与开关机构9耦合的元件闭合。开关机构9在此例如可由用锌制成的条或材料区段和与所述条或材料区段连接的用钢制成的条或材料区段构成。极限温度在此也可处于20与
100℃之间的范围内，优选处于50与80℃之间的范围内。

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