[發明專利]用于適配由電化學大功率存儲器提供的電壓的方法以及用于運行負載的系統

有效

• 申請號: 201780042905.7
• 申請日: 2017-07-04
• 公開（公告）號: CN109417302B
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: L.博默;M.多諾特克;S.哈恩;T.尚哈特;M.維德邁爾
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 臧永杰;申屠偉進

本發明提供一種用于適配由電化學大功率存儲器提供的電壓的方法，其中所述方法包括以下方法步驟：借助于電化學大功率存儲器為負載提供（S1）電壓。監控（S2）電化學大功率存儲器的溫度。根據電化學大功率存儲器的被監控的溫度的變化適配（S3）由電化學大功率存儲器提供的電壓，使得抵消電化學大功率存儲器的功率密度的值的要歸因于溫度變化的變化。此外，提供用于運行負載的相應系統。

技術領域

本發明涉及一種用于適配由電化學大功率存儲器提供的電壓的方法，其中所述方法包括以下方法步驟：借助于電化學大功率存儲器為負載提供電壓。監控電化學大功率存儲器的溫度。根據電化學大功率存儲器的被監控的溫度的變化適配由電化學大功率存儲器提供的電壓。

背景技術

除了通常已知的鋰離子電池組，也稱為超級電容器的電化學電容器起著變得越來越大的作用。已經在市場上可獲得的超級電容器不僅用于汽車應用而且用于固定系統。電化學能量存儲器尤其可以根據其能量密度以及其功率密度來表征。能量密度以kWh/kg或kWh/l為單位來說明和描述，所述每重量或每體積的能量量可以被存儲在能量存儲器中。所述能量密度是用于比較不同的能量存儲系統的最重要的參量之一，并且對于例如車輛的凈重是決定性的。能量密度越大，能量存儲器在相同容量的情況下可以變得越小或越輕。而功率密度描述可以從能量存儲器中提取每體積或每質量多少功率。該參量例如對于車輛的加速性能和/或速度是重要的。一般來說，超級電容器具有比鋰離子電池組高的功率密度和低的能量密度。因此，對于能量密集型應用偏愛鋰離子電池組，而對于功率密集型應用偏愛超級電容器。通常，超級電容器劃分成也稱為雙層電容器的所謂雙電層電容器（electricdouble layer capacitor）、也稱為贗電容器的贗電容（pseudocapacitor）和也被稱為混合超級電容器的混合型超級電容器（hybrid supercapacitor）。

雙層電容器和贗電容器具有高的功率密度，但具有低的能量密度。而混合超級電容器不僅具有高的功率密度而且具有高的能量密度，并且因此可以說是鋰離子電池組和超級電容器之間的空缺填補物（Lückenfüller）。然而目前，不僅鋰離子電池組而且超級電容器在其運行溫度方面均仍強烈地受限制。鋰離子電池組的運行溫度處于在20℃與40℃之間的僅非常小的范圍中。而超級電容器可以在-40℃至70℃的較寬的溫度譜（Temperaturspektrum）中被運行。

適用于在非常寬的溫度范圍中、例如在大約-40至120℃的溫度范圍中使用的電化學能量存儲器同時特別是在汽車工業中變得越來越重要。在高溫應用情況下有問題的尤其是在高電壓情況下電解質的分解。由于高電壓和溫度，在能量存儲器的各個部件、諸如電極與電解質之間的負責電解質分解的副反應被加強。電池由此持久地被損壞并且損失容量。在鋰離子電池組情況下，附加地所謂的固體電解質界面（solid electrolyte interface）在高溫下持久地被損壞，這可能導致電池失效，其中所述固體電解質界面保護陽極材料免于與電解質直接接觸。然而，已經有可再充電高溫鋰離子電池組，但是所述可再充電高溫鋰離子電池組在高溫下具有非常小的壽命和僅具有低的充電/放電率，并且對于功率密集型應用是完全不能用的。在低溫下，超級電容器和鋰離子電池組的功率強烈地崩潰，因為電解質的粘度強烈地增加，并且由此功率強烈地降低。同樣地，各自能量存儲器的可供使用的電勢窗或電壓窗受溫度影響，所述電勢窗或電壓窗確定鋰離子電池組或超級電容器的電池電壓（Zellspannung）。