DE102014010300A1 - Verfahren zum Erwärmen einer Batterie eines Fahrzeuges - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen einer Batterie (3) eines Fahrzeuges (1) auf einen vorgegebenen Temperaturwert vor einer Inbetriebnahme des Fahrzeuges (1), wobei die Batterie (3) in einem mit einer Stromquelle (2) verbundenen Zustand mittels alternierenden Ladens und Entladens erwärmt wird. Erfindungsgemäß werden bzw. wird das Laden in Abhängigkeit eines Strompreises und/oder das Entladen in Abhängigkeit einer Rückspeisevergütung in ein Stromnetz durchgeführt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erwärmen einer Batterie eines Fahrzeuges auf einen vorgegebenen Temperaturwert vor einer Inbetriebnahme des Fahrzeuges, wobei die Batterie in einem mit einer Stromquelle verbundenen Zustand mittels alternierenden Ladens und Entladens erwärmt wird.
  • Aus der JP 2005332777 A sind eine Steuereinheit zur Erwärmung einer Batterie eines Fahrzeuges und ein Verfahren zur Erwärmung der Batterie bekannt. Dabei wird eine Temperaturerhöhung durch interne Wärmeentwicklung erzeugt, indem ein Laden und Entladen der Batterie in Abhängigkeit eines Zustandes der Batterie gesteuert wird. Ist eine Temperatur einer Batteriezelle niedriger als ein vorgegebener Temperaturwert wird ein Erwärmen der Batteriezelle mittels Laden und Entladen durchgeführt. Zu einer Startzeit einer ersten Ladung und Entladung wird ein Amplitudenwert klein eingestellt, wobei der Amplitudenwert nach und nach bei Verlängerung einer Zeitdauer bis zu einem maximalen Amplitudenwert erhöht wird und währenddessen jeweilige Parameter eines Zustandes der Batterie überwacht werden. Anschließend erfolgt eine Überprüfung, ob die Batteriezelle den vorgegebenen Temperaturwert erreicht hat. Hat die Batteriezelle den vorgegebenen Temperaturwert durch Laden und Entladen bei maximalem Amplitudenwert nicht erreicht, wird dieser Vorgang erneut durchgeführt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zum Erwärmen einer Batterie eines Fahrzeuges auf einen vorgegebenen Temperaturwert anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Ein Verfahren zum Erwärmen einer Batterie eines Fahrzeuges auf einen vorgegebenen Temperaturwert vor einer Inbetriebnahme des Fahrzeuges sieht vor, dass die Batterie in einem mit einer Stromquelle verbundenen Zustand mittels alternierenden Ladens und Entladens erwärmt wird. Erfindungsgemäß werden bzw. wird das Laden in Abhängigkeit eines Strompreises und/oder das Entladen in Abhängigkeit einer Rückspeisevergütung in ein Stromnetz durchgeführt
  • Mittels des Verfahrens ist das Erwärmen der Batterie ohne eine separate Heizvorrichtung möglich, da die Wärme in Einzelzellen der Batterie selbst erzeugt wird. Dabei nutzt das Verfahren bereits im Fahrzeug angeordnete Komponenten und Schnittstellen, mittels derer die Batterie energieeffizient erwärmt wird.
  • Insbesondere bei kalten Umgebungsbedingungen werden ein Wirkungsgrad und eine Leistungsfähigkeit der Batterie erhöht.
  • Zudem ist es mittels des Verfahrens möglich, die benötigte Energie dem Stromnetz verhältnismäßig kostengünstig zu entnehmen, wobei ein Rückspeisen der Energie in das Stromnetz zu einem höher liegenden Preis erfolgen kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
  • Dabei zeigt die:
  • 1 schematisch ein Fahrzeug mit einer Vorrichtung zum Laden und Entladen einer Batterie.
  • In der einzigen Figur sind ein Fahrzeug 1, welches ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug ist, und eine externe Stromquelle 2 dargestellt.
  • Das Fahrzeug 1 umfasst eine Batterie 3, insbesondere eine Traktionsbatterie, deren Leistungsfähigkeit sich bei vergleichsweise niedriger Umgebungstemperatur stark vermindern kann. Dadurch kann die Nutzbarkeit der Batterie 3 bei niedrigen Umgebungstemperaturen eingeschränkt sein.
  • Die Batterie 3 ist zur Steuerung eines Ladevorganges mit einer Steuereinheit 4 verbunden, die wiederum mit einer Temperaturerfassungseinheit 5 verbunden ist.
  • Mittels der Temperaturerfassungseinheit 5 wird fortlaufend eine Umgebungstemperatur des Fahrzeuges 1 und somit auch der Batterie 3 erfasst, wobei erfasste Signale S zur Auswertung und Verarbeitung der Steuereinheit 4 zugeführt werden.
  • Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Batterie 3, insbesondere für einen Ladevorgang mit der externen Stromquelle 2 verbunden, wobei sich das Fahrzeug im Stillstand befindet und eine Zündung ausgeschaltet ist.
  • Mittels der Temperaturerfassungseinheit 5 werden auch während des Ladevorganges Signale S erfasst, anhand derer eine vorherrschende Umgebungstemperatur ermittelt wird. Wird anhand der erfassten Signale S ermittelt, dass die Umgebungstemperatur vergleichsweise niedrig ist, also in einem Bereich liegt, in welcher sich die Leistungsfähigkeit der Batterie 3 vermindern kann, ist vorgesehen, die Batterie 3 zu erwärmen.
  • Die Batterie 3 ist mit der externen Stromquelle 2 verbunden, so dass die Batterie 3 durch alternierendes Laden und Entladen der Batterie 3 erwärmt wird. Eine Verlustleistung an einem Innenwiderstand der Batterie 3 erwärmt diese.
  • Beim Laden wird Energie aus einem mit der externen Stromquelle 2 verbundenen Stromnetz entnommen, wobei bei einem Entladen der Batterie 3 elektrische Energie aus der Batterie 3 in das Stromnetz zurückgespeist wird.
  • Dabei wird eine Frequenz, mit welcher der Ladevorgang und der Entladevorgang alternierend durchgeführt werden, mittels der Steuereinheit 4 vorgegeben.
  • Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Fahrer des Fahrzeuges 1 bei Kopplung der Batterie 3 mit der externen Stromquelle 2 eine Zeit vorgibt, zu welcher eine Inbetriebnahme des Fahrzeuges 1 erfolgt. Dadurch ist eine Zeitdauer vorgegeben, innerhalb welcher die Batterie 3 geladen und gegebenenfalls in Abhängigkeit der ermittelten Umgebungstemperatur auf eine Mindesttemperatur erwärmt oder gehalten wird.
  • In Abhängigkeit der vorgegebenen Zeit, zu der die Inbetriebnahme des Fahrzeuges 1 vorgesehen ist, kann das Laden und Entladen bevorzugt preisoptimiert durchgeführt werden. Hierzu kann die Steuereinheit 4 mit einem Netzwerk verbunden sein, um momentane Strompreise zu ermitteln.
  • So erfolgt das Laden der Batterie 3, wenn ein momentaner Strompreis eines Stromanbieters der externen Stromquelle 2 verhältnismäßig kostengünstig ist.
  • Zusätzlich oder alternativ erfolgt hingegen eine aus dem Entladen der Batterie 3 resultierende Rückspeisung der Energie in das Stromnetz bei einem höher liegenden Strompreis.
  • Zudem kann vorgesehen sein, dass bei der Entnahme und der Rückspeisung der Energie aus dem Stromnetz bzw. in das Stromnetz Anforderungen des Stromnetzbetreibers, beispielsweise in Bezug auf eine Mindestmenge, berücksichtigt werden.
  • Mittels des Erwärmens der Batterie 3 durch Laden und Entladen derselben ist keine separate Heizvorrichtung erforderlich, da die Wärme in Einzelzellen der Batterie 3 selbst erzeugt wird. Dazu werden bereits vorhandene Komponenten genutzt.
  • Durch Anwendung des Verfahrens werden eine Leistungsfähigkeit und ein Wirkungsgrad der Batterie 3 bei niedrigen Umgebungstemperaturen erhöht, wobei Preise des Stromanbieters berücksichtigt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Fahrzeug
    2
    Stromquelle
    3
    Batterie
    4
    Steuereinheit
    5
    Temperaturerfassungseinheit
    S
    Signal
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005332777 A [0002]

Claims (3)

  1. Verfahren zum Erwärmen einer Batterie (3) eines Fahrzeuges (1) auf einen vorgegebenen Temperaturwert vor einer Inbetriebnahme des Fahrzeuges (1), wobei die Batterie (3) in einem mit einer Stromquelle (2) verbundenen Zustand mittels alternierenden Ladens und Entladens erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Laden in Abhängigkeit eines Strompreises und/oder das Entladen in Abhängigkeit einer Rückspeisevergütung in ein Stromnetz durchgeführt werden bzw. wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor einer Aktivierung des Erwärmens eine Zeitdauer bis zur beabsichtigten Inbetriebnahme des Fahrzeuges (1) vorgegeben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperatur der Batterie (3) und/oder eine Umgebungstemperatur fortlaufend erfasst werden bzw. wird.
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