DE102013226372A1 - Batterieeinheit und Verfahren zum Heizen einer Batterieeinheit - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Batterieeinheit (1), die mindestens ein Batteriemodul (2) und eine Heizeinrichtung aufweist, wobei die Heizeinrichtung als mindestens ein Sperrwandler (5) ausgebildet ist, wobei der Sperrwandler (5) auf der Primärseite (6) eine Primär-Induktivität (8) und ein Schaltelement (9) aufweist, die parallel zu einem negativen und einem positiven Anschluss (3, 4) des Batteriemoduls (2) geschaltet sind, und auf der Sekundärseite (7) eine Sekundär-Induktivität (11) mit mindestens einem Gleichrichterelement aufweist, wobei die Batterieeinheit (1) ein Steuergerät (14) aufweist, das derart ausgebildet ist, dass dieses das Schaltelement (9) ansteuert, wobei das Steuergerät (14) derart ausgebildet ist, dass dieses mindestens in Abhängigkeit einer ermittelten oder geschätzten Temperatur (T) das oder die Schaltelemente (9) des oder der Sperrwandler (5) mit einer Frequenz (f) ansteuert.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Batterieeinheit, die mindestens ein Batteriemodul und eine Heizeinrichtung aufweist sowie ein Verfahren zum Heizen einer Batterieeinheit.
  • Ein Problem von Batteriemodulen ist der Einsatz bei tiefen Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen unter 10°C. Der Grund hierfür ist, dass bei tiefen Temperaturen der Innenwiderstand der Batteriemodule höher ist. Dies gilt für Blei-Säure-Batterien als auch beispielsweise für neuartige Li-Ionen-Batterien. Daher ist es seit langem bekannt, den Batteriemodulen eine Heizvorrichtung zuzuordnen, um die Temperatur der Batteriemodule auf eine geeignete Betriebstemperatur zu erhöhen. Bei Li-Ionen-Batterien wird darüber hinaus dadurch ein Ausfällen von Lithium verhindert (Lithium-Plating), was die Lebensdauer verlängert.
  • Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Lösungsansätze bekannt.
  • Aus der US 3,512,071 A ist es bekannt, an das Batteriemodul einen Selbstschwinger anzuschließen. Der Selbstschwinger erzeugt einen periodischen Lade- und Entladestrom, wobei durch die entstehende Verlustleistung am Innenwiderstand des Batteriemoduls die Temperatur erhöht wird. Dabei wird die Energie beim Entladen induktiv gespeichert und beim Laden wieder zurückgespeist, sodass die Energieverluste gegenüber rein ohmschen Lösungen reduziert werden. Nachteilig ist, dass dieser Selbstschwinger nicht steuer- oder regelbar ist.
  • Aus der US 4,362,942 ist ein Batterieheizer bekannt, der den Innenwiderstand der Batterie als Heizelement verwendet, wobei hierzu eine programmierbare Last vorgesehen ist, die mit der Batterie einen geschlossenen Stromkreis bildet.
  • Aus der DE 10 2012 004 134 A1 ist ein Bordnetz bekannt, umfassend mindestens einen Energiespeicher, eine regel- oder steuerbare Spannungsquelle sowie Mittel zur Erfassung oder Schätzung der Energiespeichertemperatur und/oder des Innenwiderstandes des Energiespeichers, wobei unterhalb eines Grenzwertes für die Energiespeichertemperatur oder oberhalb eines Grenzwertes für den Innenwiderstand des Energiespeichers mittels einer Steuerung die regel- oder steuerbare Spannungsquelle periodisch zwischen einer Maximal- und einer Minimalspannung geschaltet wird, wobei bei der Maximalspannung der Energiespeicher geladen und bei der Minimalspannung entladen wird.
  • Weiter sind Gleichspannungswandler in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Eine Bauform ist ein Sperrwandler, der als Hoch-Tiefsetzsteller betrieben werden kann. Er dient zur Übertragung elektrischer Energie zwischen einer Eingangs- und einer Ausgangsseite galvanisch getrennter Gleichspannungen.
  • Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine Batterieeinheit zu schaffen, umfassend mindestens ein Batteriemodul und eine Heizeinrichtung, bei der die Heizeinrichtung bei möglichst geringen Verlusten einfach im Aufbau ist und sich einfach an die Bedingungen des Batteriemoduls anpassen lässt, sowie ein Verfahren zum Heizen einer solchen Batterieeinheit zur Verfügung zu stellen.
  • Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch eine Batterieeinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Hierzu weist die Batterieeinheit mindestens ein Batteriemodul und eine Heizeinrichtung auf. Dabei ist die Heizeinrichtung als mindestens ein Sperrwandler ausgebildet, wobei der Sperrwandler auf der Primärseite eine Primär-Induktivität und ein Schaltelement aufweist, die parallel zu einem negativen und einem positiven Anschluss des Batteriemoduls geschaltet sind. Weiter weist der Sperrwandler auf der Sekundärseite eine Sekundär-Induktivität mit mindestens einem Gleichrichterelement auf, wobei die Batterieeinheit ein Steuergerät aufweist, das derart ausgebildet ist, dass dieses das mindestens eine Schaltelement mindestens in Abhängigkeit einer ermittelten oder geschätzten Temperatur mit einer Frequenz f ansteuert. Dabei werden verschiedene Eigenschaften eines Sperrwandlers vorteilhaft ausgenutzt. Neben den verhältnismäßig geringen Kosten kann ein Sperrwandler mit äußerst geringen Verlusten Energie im Luftspalt zwischen der Primär- und der Sekundär-Induktivität zwischenspeichern. Eine weitere positive Eigenschaft ist die Hochsetz-Funktionalität, die erfindungsgemäß dazu genutzt wird, die Energie selbsttätig von der Sekundärseite wieder in das Batteriemodul zurück zu übertragen. Die häufig sehr wichtige Eigenschaft eines Sperrwandlers der galvanischen Trennung von Primär- und Sekundärseite beim Einsatz als DC/DC-Wandler ist hingegen vorliegend unbeachtlich. Vielmehr wird diese galvanische Trennung bei einigen Ausführungsformen der Erfindung sogar bewusst aufgehoben, was noch näher erläutert wird. Das Batteriemodul kann beispielsweise eine Blei-Säure-Batterie oder eine Li-Ionen-Batterie sein, wobei dies als Oberbegriff für Batterien unter Verwendung von Lithium zu verstehen ist. Insbesondere bei Li-Ionen-Batterien als Batteriemodule kommen noch weitere vorteilhafte Eigenschaften zum Tragen, was ebenfalls später noch näher erläutert wird.
  • In einer Ausführungsform ist das Gleichrichterelement im Sekundärkreis des Sperrwandlers als mindestens eine Freilaufdiode ausgebildet. Der Vorteil der Freilaufdiode ist, dass diese keine separate Ansteuerung benötigt und selbsttätig den Sekundärkreis in der Leitendphase des Primärkreises sperrt. Nachteilig ist, dass über der Freilaufdiode in der Sperrphase die Flussspannung abfällt. Daher kann alternativ anstelle der Freilaufdiode ein Schaltelement vorgesehen sein, beispielsweise ein Relais oder ein Halbleiterschalter. Dabei ist jedoch der Aufwand für die zusätzliche Ansteuerung zu dem erreichbar höheren Wirkungsgrad gegeneinander abzuwägen.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist die Batterieeinheit genau einen Sperrwandler auf, der parallel zu dem mindestens einen Batteriemodul geschaltet ist, wobei die Sekundärseite parallel zur Primärseite geschaltete ist. In diesem Fall wird also die galvanische Trennung von Primär- und Sekundärseite des Sperrwandlers bewusst aufgehoben.
  • In einer alternativen Ausführungsform ist das Batteriemodul aus einer Vielzahl von Batteriezellen zusammengesetzt, die mindestens teilweise in Reihe geschaltet sind. Dabei können einige Batteriezellen auch miteinander parallel verschaltet sein, wobei nachfolgend nur die in Reihe geschalteten Batteriezellen betrachtet werden sollen. Dabei ist parallel zu jeder Batteriezelle oder einer Anzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen (z.B. zwei, drei, ...) ein Sperrwandler geschaltet. Somit hat jede Batteriezelle oder Anzahl von Batteriezellen ihre eigene Heizeinrichtung und diese können voneinander unabhängig geheizt werden. Dabei kann wieder die Sekundärseite parallel zur Primärseite geschaltet sein, wie dies für die Ausführungsform mit genau einem Sperrwandler beschrieben ist.
  • In einer alternativen Ausführungsform sind jedoch die Sekundärseite aller oder die Sekundärseiten einer Gruppe von Batteriezellen zugeordneter Sperrwandler auf einem gemeinsamen Anschluss des Batteriemoduls geführt. Diese Verschaltung erlaubt neben der Heizung der Batteriezellen auch ein gezieltes Balancing der Batteriezellen, um unterschiedliche Ladungsniveaus der Batteriezellen auszugleichen. Hierzu werden beispielsweise die einzelnen Zellspannungen erfasst. Ist dann beispielsweise eine Batteriezelle auf einem höheren Spannungsniveau, so kann gezielt der Sperrwandler angesteuert werden. Durch den Entladestrom wird die Zellspannung reduziert und die zwischengespeicherte Energie über die Sekundärseite in den Anschlusspunkt des Batteriemoduls zurückgespeist.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist mindestens ein Stromsensor vorgesehen, mittels derer der Strom in oder aus dem Batteriemodul erfasst wird. Hierzu ist der Stromsensor vorzugsweise am Minusanschluss des Batteriemoduls angeordnet. Sind mehrere Sperrwandler verschaltet, so ist vorzugsweise jedem Sperrwandler ein Stromsensor zugeordnet. Ist dann ein Sperrwandler einer Anzahl von Batteriezellen zugeordnet, so erfasst der Stromsensor entsprechend den Strom in oder aus dieser Anzahl von Batteriezellen. Dabei wird die Frequenz f, mit der die Sperrwandler getaktet werden, in Abhängigkeit des Stromes gewählt. Anschaulich legt das Steuergerät einen maximalen Entladestrom fest. Wird dann die Primärseite leitend geschaltet, so fließt ein Ladestrom, der kontinuierlich ansteigt. Erreicht dann der Entladestrom den vorgegebenen maximalen Strom, so wird die Primärseite gesperrt. Der maximale zulässige Entladestrom kann beispielsweise in Abhängigkeit des Ladezustandes (SoC) oder einer gewünschten Aufheizzeit vom Steuergerät festgelegt werden.
  • Weiter vorzugsweise ist die Schaltfrequenz größer als 1 kHz, weiter vorzugsweise größer als 10 kHz. Der Vorteil dieses Frequenzbereiches ist, dass insbesondere bei Li-Ionen-Batteriezellen bei derartig hohen Frequenzen noch keine negativen chemischen Reaktionen in den Batteriezellen ablaufen. Weiter vorzugsweise sollte die Frequenz jedoch auch nicht beliebig groß gewählt werden, da dann auch beispielsweise die Schaltverluste sich erhöhen. Daher sollte f auch kleiner als 1 MHz gewählt werden.
  • Das Verfahren zum Heizen einer Batterieeinheit, die mindestens ein Batteriemodul und eine Heizeinrichtung aufweist, die als Sperrwandler ausgebildet ist, wobei der Sperrwandler auf die Primärseite eine Primär-Induktivität und ein Schaltelement aufweist, die parallel zu einem negativen und einem positiven Anschluss des Batteriemoduls geschaltet sind, und auf der Sekundärseite eine Sekundär-Induktivität mit mindestens einem Gleichrichterelement aufweist, wobei die Batterieeinheit ein Steuergerät aufweist, erfolgt dadurch, dass das Steuergerät mindestens in Abhängigkeit einer ermittelten oder geschätzten Temperatur des Batteriemoduls das oder die Schaltelemente des oder der Sperrwandler mit einer Frequenz ansteuert.
  • In einer Ausführungsform, bei der das Batteriemodul aus einer Vielzahl von Batteriezellen zusammengesetzt ist, die mindestens teilweise in Reihe geschaltet sind, wobei parallel zu jeder Batteriezelle oder einer Anzahl von in eine Reihe geschalteten Batteriezellen ein Sperrwandler geschaltet ist, wobei die Sekundärseiten aller oder die Sekundärseiten einer Gruppe von Batteriezellen zugeordneter Sperrwandler auf einem gemeinsamen Anschluss des Batteriemoduls geführt sind, erfasst das Steuergerät die Spannungen der Batteriezellen oder der einem gemeinsamen Sperrwandler zugeordneten Anzahl von Batteriezellen. Das Steuergerät steuert dann die Sperrwandler der Batteriezellen mit einer höheren Spannung an, um ein Balancing durchzuführen.
  • Die Batterieeinheit kann dabei beispielsweise eine Starterbatterie, eine Bordnetzbatterie oder eine Traktionsbatterie eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. zeigen:
  • 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Batterieeinheit in einer ersten Ausführungsform und
  • 2 ein schematisches Blockschaltbild einer Batterieeinheit in einer zweiten Ausführungsform.
  • In der 1 ist ein stark vereinfachtes Blockschaltbild einer Batterieeinheit 1 dargestellt. Die Batterieeinheit 1 weist ein Batteriemodul 2 auf, wobei in 1 ein stark vereinfachtes Ersatzschaltbild mit einer idealen Spannungsquelle 2a und einem Innenwiderstand 2b dargestellt ist. Das Batteriemodul 2 weist einen positiven Anschluss 3 und einen negativen Anschluss 4 auf. Des Weiteren weist die Batterieeinheit 1 einen Sperrwandler 5 auf, der eine Primärseite 6 und eine Sekundärseite 7 aufweist. Die Primärseite 6 ist parallel zum Batteriemodul 2 geschaltet. Die Primärseite 6 weist eine Primär-Induktivität 8, ein Schaltelement 9 und ein Entlastungs-Netzwerk 10 auf. Die Sekundärseite 7 ist ebenfalls parallel zum Batteriemodul 2 geschaltet. Die Sekundärseite 7 weist eine Sekundär-Induktivität 11 und eine Freilaufdiode 12 auf. Am negativen Anschluss 4 ist ein Stromsensor 13 angeordnet. Schließlich weist die Batterieeinheit 1 ein Steuergerät 14 auf, das ein Ansteuersignal S (f) für das Schaltelement 9 erzeugt. Das Steuergerät 14 erhält als Eingangsgrößen beispielsweise die Temperatur T des Batteriemoduls 2, den Strom I vom Stromsensor 13 und den Ladungszustand SoC des Batteriemoduls 2. Dabei kann auch vorgesehen sein, dass das Steuergerät 14 den Ladungszustand SoC selbst aus anderen Werten ermittelt. Des Weiteren kann das Steuergerät 14 weitere Eingangsgrößen erhalten wie beispielsweise einen gewünschten Betriebsmodus (z.B. Fahren oder Schnell-Laden) oder eine Heizdauer. Die Temperatur T des Batteriemoduls 2 kann dabei direkt gemessen oder aber beispielsweise aus der Umgebungstemperatur geschätzt werden.
  • Nachfolgend soll nun die Arbeitsweise des Sperrwandlers 5 näher erläutert werden. Dabei sei angenommen, dass die Temperatur T des Batteriemoduls 2 kleiner als 10°C ist. Des Weiteren erhält das Steuergerät 14 eine Information, dass der Nutzer das Batteriemodul 2 laden möchte. Das Steuergerät 14 ermittelt dann aus den vorhandenen Werten Temperatur und Ladezustand einen maximalen Entlade-Lade-Strom zum Heizen des Batteriemoduls 2, wobei eine gewünschte Heizdauer berücksichtigt wird. Soll die Heizdauer kurz sein, so muss der maximal zulässige Entlade-Lade-Strom entsprechend höher sein.
  • Das Steuergerät 14 steuert dazu in einem ersten Schritt das Schaltelement 9 leitend. Dies bewirkt einen Stromfluss aus dem Batteriemodul 2 in die Primär-Induktivität 8. Der Stromfluss steigt dabei an und wird vom Stromsensor 13 erfasst und an das Steuergerät 14 übermittelt. Erreicht der Strom I den zuvor vorgegebenen maximalen Entlade-Lade-Strom, so steuert das Steuergerät 14 das Schaltelement 9 an, das dieses sperrt. Der Stromfluss in der Primär-Induktivität 8 wird Null. Die Induktivität will den Stromfluss aufrechterhalten, was in der Primär-Induktivität 8 nicht möglich ist. Da die Primär-Induktivität 8 und die Sekundär-Induktivität 11 magnetisch gekoppelt wird, wird in der Sekundär-Induktivität 11 eine Spannung induziert. Über das Wicklungsverhältnis kann dabei die Höhe der Spannung beeinflusst werden. Dabei ist das Wicklungsverhältnis derart gewählt, dass der Sperrwandler 5 als Hochsetzsteller arbeitet. Diese erhöhte Ausgangsspannung bewirkt, dass die Freilaufdiode 12 in Flussrichtung gepolt ist und der Strom kann über die Freilaufdiode 12 in das Batteriemodul 2 zurückfließen. Der dabei aus dem Batteriemodul 2 fließende Strom I und der wieder zurückgespeiste Strom I in das Batteriemodul 2 erzeugen jeweils Verlustleistung in Form von Wärme am Innenwiderstand 2b, sodass sich das Batteriemodul 2 erwärmt. Ist dieser Vorgang komplett abgeschlossen, ist der magnetische Speicher entladen. Normalerweise nimmt die Stromhöhe bei der Rückladung in die Batterie per e-Funktion ab. Daher müsste man bei einem selbstschwingenden System relativ lange warten, bis die Ladung des magnetischen Speichers wieder beginnen kann. Im Gegensatz hierzu kann der Sperrwandler bedarfsweise viel früher wieder in den Leitend-Zustand gesteuert werden.
  • Dabei sei angemerkt, dass das Entlastungs-Netzwerk 10 dazu dient, auftretende Überspannungen im Primärkreis 6 beim Sperren des Schaltelements 9 aufgrund von Streuinduktivitäten zu reduzieren, was hier nicht näher erläutert werden soll, da dies dem Fachmann allgemein bekannt ist. Des Weiteren sei angemerkt, dass bei dieser Ausführungsform im Gegensatz zur üblichen Betriebsweise eines Sperrwandlers 5 die Primärseite 6 und die Sekundärseite 7 galvanisch verbunden sind.
  • In der 2 ist eine alternative Ausführungsform einer Batterieeinheit 1 dargestellt, wobei gleiche Elemente wie in 1 mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und aus Übersichtsgründen die Entlastungs-Netzwerke 10 und das Steuergerät 14 nicht dargestellt sind. Das Batteriemodul 2 setzt sich dabei aus einer Reihenschaltung von n Batteriezellen BZ1–BZn zusammen, wobei jeder Batteriezelle BZ1–BZn ein Sperrwandler 5 zugeordnet ist. Ein wesentlicher Unterschied ist, dass die Sekundärkreise 7 der Sperrwandler 5 nicht mit der jeweiligen Primärseite 6 verbunden sind, sondern alle Sekundärkreise 7 mit einem gemeinsamen Anschlusspunkt 3 des Batteriemoduls 2 verbunden sind.
  • Zum Heizen können alle Sperrwandler 5 gleichzeitig oder auch gruppenweise oder einzeln nacheinander geschaltet werden. Das Grundprinzip entspricht dabei dem Verfahren wie es zu 1 erläutert wurde mit dem Unterschied, dass der der einzelnen Batteriezelle BZ1–BZn entnommene Storm nicht unmittelbar in die Batteriezelle BZ1–BZn zurückgeleitet wird, sondern über den gemeinsamen Anschlusspunkt 3 in die Reihenschaltung zurückgespeist wird.
  • Die auf den ersten Blick aufwendigere Verschaltung mit n Sperrwandlern 5 erlaubt nun aber auch neben dem Heizen ein Balancing der einzelnen Batteriezellen BZ1–BZn durchzuführen. Wird nun beispielsweise erfasst, dass die Batteriezelle BZ2 eine höhere Spannung aufweist als die anderen Batteriezellen BZ1, BZ3–BZn, so kann das Steuergerät 14 gezielt den Sperrwandler 5 der Batteriezelle BZ2 ansteuern, sodass diese über den Primärkreis 6 und Sekundärkreis 7 gezielt entladen wird, um so die Spannung zu reduzieren. Der entnommene Strom fließt dann über die Freilaufdiode 12 in den gemeinsamen Anschlusspunkt 3 des Batteriemoduls 2.
  • Dabei kann vorgesehen sein, dass mehrere Batteriezellen BZ1–BZn sich einen Sperrwandler 5 teilen. Teilen sich beispielsweise jeweils zwei Batteriezellen BZ1–BZn einen Sperrwandler 6, halbiert sich der Schaltungsaufwand, wobei das Balancing auf Paare von Batteriezellen BZ1–BZn beschränkt ist. Des Weiteren ist es möglich, jeweils eine bestimmte Anzahl von Batteriezellen BZ1–BZn zu Zellblöcken zusammenzufassen, wobei dann eine Reihenschaltung der Zellblöcke das Batteriemodul 2 bildet. Dabei kann wieder vorgesehen sein, dass jeder Batteriezelle BZ1–BZn ein Sperrwandler 5 zugeordnet ist oder sich mehrere Batteriezellen BZ1–BZn einen Sperrwandler 5 teilen. Bei einer solchen Ausführungsform kann dann vorgesehen sein, dass alle Sekundärkreise der Sperrwandler eines Zellblocks auf einen gemeinsamen Anschlusspunkt geführt sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • US 3512071 A [0004]
    • US 4362942 [0005]
    • DE 102012004134 A1 [0006]

Claims (10)

  1. Batterieeinheit (1), die mindestens ein Batteriemodul (2) und eine Heizeinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung als mindestens ein Sperrwandler (5) ausgebildet ist, wobei der Sperrwandler (5) auf der Primärseite (6) eine Primär-Induktivität (8) und ein Schaltelement (9) aufweist, die parallel zu einem negativen und einem positiven Anschluss (3, 4) des Batteriemoduls (2) geschaltet sind, und auf der Sekundärseite (7) eine Sekundär-Induktivität (11) mit mindestens einem Gleichrichterelement aufweist, wobei die Batterieeinheit (1) ein Steuergerät (14) aufweist, das derart ausgebildet ist, dass dieses das Schaltelement (9) ansteuert, wobei das Steuergerät (14) derart ausgebildet ist, dass dieses mindestens in Abhängigkeit einer ermittelten oder geschätzten Temperatur (T) das oder die Schaltelemente (9) des oder der Sperrwandler (5) mit einer Frequenz (f) ansteuert.
  2. Batterieeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gleichrichterelement als Freilaufdiode (12) oder als weiteres Schaltelement ausgebildet ist.
  3. Batterieeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinheit (1) genau einen Sperrwandler (5) aufweist, der parallel zu dem mindestens einen Batteriemodul (2) geschaltet ist, wobei die Sekundärseite (7) parallel zur Primärseite (6) geschaltet ist.
  4. Batterieeinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (2) aus einer Vielzahl von Batteriezellen (BZ1–BZn) zusammengesetzt ist, die mindestens teilweise in Reihe geschaltet sind, wobei parallel zu jeder Batteriezelle (BZ1–BZn) oder einer Anzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen (BZ1–BZn) ein Sperrwandler (5) geschaltet ist.
  5. Batterieeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Primärseiten (6) und die Sekundärseiten (7) der Sperrwandler (5) parallel geschaltet sind.
  6. Batterieeinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Sekundärseiten (7) aller oder die Sekundärseiten (7) einer Gruppe von Batteriezellen (BZ1–BZn) zugeordnete Sperrwandler (5) auf einen gemeinsamen Anschluss (3) des Batteriemoduls (2) geführt sind.
  7. Batterieeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Stromsensor (13) den Strom (I) des Batteriemoduls (2) und/oder der Batteriezellen (BZ1–BZn) erfasst, wobei die Frequenz (f) in Abhängigkeit des Stromes (I) gewählt ist.
  8. Batterieeinheit nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz (f) größer als 1 kHz ist.
  9. Verfahren zum Heizen einer Batterieeinheit (1), die mindestens ein Batteriemoduls (2) und eine Heizeinrichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung als mindestens ein Sperrwandler (5) ausgebildet ist, wobei der Sperrwandler (5) auf der Primärseite (6) eine Primär-Induktivität (8) und ein Schaltelement (9) aufweist, die parallel zu einem negativen und einem positiven Anschluss (3, 4) des Batteriemoduls (2) geschaltet sind, und auf der Sekundärseite (7) eine Sekundär-Induktivität (11) mit mindestens einem Gleichrichterelement aufweist, wobei die Batterieeinheit (1) ein Steuergerät (14) aufweist, das das Schaltelement (9) ansteuert, wobei das Steuergerät (14) mindestens in Abhängigkeit einer ermittelten oder geschätzten Temperatur (t) das oder die Schaltelemente (9) des oder der Sperrwandler (5) mit einer Frequenz (f) ansteuert.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Batteriemodul (2) aus einer Vielzahl von Batteriezellen (BZ1–BZn) zusammengesetzt ist, die mindestens teilweise in Reihe geschaltet sind, wobei parallel zu jeder Batteriezelle (BZ1–BZn) oder einer Anzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen (BZ1–BZn) ein Sperrwandler (5) geschaltet ist, wobei die Sekundärseiten (7) aller oder die Sekundärseiten (7) einer Gruppe von Batteriezellen (BZ1–BZn) zugeordneten Sperrwandler (5) auf einem gemeinsamen Anschluss (3) des Batteriemoduls (2) geführt sind, wobei das Steuergerät (5) die Spannungen der Batteriezellen (BZ1–BZn) oder der einen gemeinsamen Sperrwandler (5) zugeordneten Batteriezellen (BZ1–BZn) erfasst und die Sperrwandler (5) der Batteriezellen (BZ1–BZn) mit einer höheren Spannung ansteuert, um ein Balancing durchzuführen.
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