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Stand der Technik
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Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Batterie mit mehreren Batteriezellen, bei dem sich in einem Teillastbetrieb ein Teil der Batteriezellen in einem Lade- und/oder Entladebetrieb befindet. Außerdem betrifft die Erfindung eine Batterie mit mehreren Batteriezellen und einer Steuereinrichtung.
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Beispielsweise in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen werden Batterien mit Batteriezellen auf Lithium-Basis verwendet. Diese können etwa Lithium-Polymer-Batteriezellen sein. Diese besitzen vollgeladen eine Zellenspannung von etwa 4,20 V. Solche Zellen können mit großer Stromtragfähigkeit hergestellt werden. Um die im automotiven Bereich geforderten Leistungen von über 100 kW zu erreichen und die Spannung der Batterie zu erhöhen, werden etwa hundert oder mehr solcher Batteriezellen in Serie geschaltet. Die dabei genutzte Gleichspannung liegt dann bei etwa 400 V. Bei Abruf der Spitzenleistung fließen typischerweise Ströme im dreistelligen Amperebereich. Typischerweise benötigt der Motor eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs Drehstrom. Es ist bekannt, diesen über einen Wechselrichter aus Gleichstrom der Batterie zu erzeugen. Ein anderer Weg wird mit Batteriesystemen mit stufig einstellbarer Ausgangsspannung gegangen. Diese benutzen Batteriemodule, die jeweils wenigstens eine Batteriezelle und eine Halbleiterventilschaltung als Kopplungselement zur Batterie umfassen. Solche Batteriemodule werden in Strängen zu mehrphasigen Umrichter-Batterien zusammengesetzt, die zugleich die Batteriezellen umfassen. Diese können durch geeignete Ansteuerung der Halbleiterventilschaltungen ohne einen zusätzlichen Wechselrichter zum Betrieb eines Drehstrommotors genutzt werden. Diese Umrichter-Batterien werden als Battery Direct Inverter (BDI) bezeichnet. Auch in dieser Bauart treten die hohen Ströme und Spannungen auf, jedoch sind nicht immer alle der Batteriezellen der Module im Entladebetrieb bzw. im Ladebetrieb. Es gibt eine Variante solcher Umrichter-Batterien, bei denen die Batteriemodule induktiv in ihre jeweiligen Stränge eingekoppelt sind. Dies bewirkt eine galvanische Trennung der Batteriemodule voneinander. Sowohl beim Laden als auch beim Entladen der Batterie entwickelt sich Verlustwärme aufgrund des inneren Widerstands der Batterie. Es kann erforderlich sein, diese Verlustwärme aus der Batterie abzuführen, da die Temperatur der Zellen gewisse Grenzwerte nicht überschreiten darf. Insbesondere Lithium-basierte Batterietypen sind dahingehend empfindlich. Die größte thermische Belastung tritt bei großen Strömen auf. Wenn die Batterie in ein Fahrzeug eingebaut ist, treten diese großen Ströme auch im Fahrbetrieb auf, jedoch typischerweise nicht kontinuierlich, sondern nur kurzzeitig bei Spitzenbelastungen, wie etwa Ampelstarts. Bei Fahrten im Gebirge kann ein solcher Zustand auch länger auftreten. Die Strombelastung ist auch vom Fahrzeugtyp und vom Fahrstil des Fahrers abhängig. Ein sportliches Fahrzeug mit sportlichem Fahrer wird typsicherweise mehr gefordert als ein kleines Alltagsfahrzeug, welches zum Transport zur Arbeitsstätte genutzt wird. Bei einer herkömmlichen Batterie mit mehreren Batteriezellen werden alle Zellen vom gesamten Systemstrom durchflossen. So werden alle Batteriezellen stets im gleichen Maße belastet. Dementsprechend entwickelt auch jede Batteriezelle im Wesentlichen dieselbe Verlustwärme. Ein thermisches Management der Batterie kann somit für alle Batteriezellen in gleicher Weise durchgeführt werden. Ein solches gleichartiges thermisches Management für alle Batteriezellen ist für die vorstehend beschriebenen Umrichter-Batterien mit einer Vielzahl von in Strängen zusammenschaltbaren Batteriemodulen jedoch nicht optimal.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zum Betreiben einer Batterie mit mehreren Batteriezellen vorgeschlagen, bei dem ein Anteil aller Batteriezellen der Batterie geladen oder/und entladen wird in Abhängigkeit davon, was zuvor mit der Batterie und den Batteriezellen geschehen ist, und dabei insbesondere, welcher Temperatur oder welchem Temperaturverlauf oder welcher Ladungsaufnahme oder Ladungsabgabe die betreffenden Batteriezellen unterworfen waren.
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Ein typischer Betriebszustand ist ein Teillastbetrieb, in dem ein Teil der Batteriezellen der Batterie sind in einen Ruhezustand versetzt ist, in dem sie keinen Strom aufnehmen oder abgeben. Dann stellt die Batterie nicht ihre volle Leistungsfähigkeit zum Entladen bereit oder nimmt beim Laden nicht die maximal mögliche Ladungsmenge auf. Dann ist nur ein Teil aller Batteriezellen der Batterie mit dem externen Anschluss gekoppelt. An dem externen Anschluss kann die Batterie entladen oder/und geladen werden. Dies kann zeitlich nacheinander erfolgen, was auch für einzelne Batteriezellen gilt. Wenn die Batterie in ein Fahrzeug eingebaut ist, kann das Entladen für das Fahren und Beschleunigen erfolgen, während das Aufladen durch Rückgewinnung von Bremsenergie bewirkt werden kann. Das Laden der Zellen kann auch mittels eines externen Ladegeräts erfolgen.
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Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass Batteriezellen zum Laden bzw. Entladen genutzt werden können, die sich dafür thermisch in einem besonders geeigneten Zustand befinden. Beispielsweise kann eine Zellen die aufgrund längerer Stromabgabe oder Stromaufnahme zu überhitzen droht, durch eine andere Batteriezelle ersetzt werden, die sich in einem thermisch unkritischeren Zustand befindet. Weiter ist denkbar, Batteriezellen gezielt aufzuheizen, indem sie dauerhaft durch Stromentnahme oder Stromaufnahme thermisch belastet werden. Dies kann beispielsweise bei einem Kaltstart einer Batterie oder eines Fahrzeugs, in das eine solche Batterie eingebaut sein kann, hilfreich sein.
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Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
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In einer Ausführungsform des Verfahrens wird die Temperatur wenigstens einer, mehrerer oder aller Batteriezellen gemessen. Für den Betrieb von Batteriezellen existieren Schwellentemperaturen, bei deren Überschreiten die Zelle gefährdet oder der Betrieb der Zelle sicherheitskritisch wird. Dabei handelt es sich üblicherweise um eine obere und eine untere Schwellentemperatur, zwischen denen eine zulässige Betriebstemperatur liegt. Erreicht eine Batteriezelle aus dem zulässigen Bereich heraus eine Schwellentemperatur, so kann die Zelle sicherheitshalber von dem externen Anschluss getrennt werden, so dass sie nicht weiter entladen oder geladen wird. Um einen störungsfreien Weiterbetrieb der Batterie zu gewährleisten, wird gemäß dieser Ausführungsform eine andere Zelle, die zum Zeitpunkt des Erreichens der Schwellentemperatur der thermisch kritischen Zelle nicht von dem externen Anschluss getrennt ist, mit dem externen Anschluss verbunden. Eine untere Schwellentemperatur kann insbesondere etwa 0°C betragen.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird eine Batteriezelle mit dem externen Anschluss verbunden, deren Temperatur zwischen den Schwellentemperaturen und somit temperaturbezogen in einem zulässigen Betriebszustand ist. Insbesondere liegt die Temperatur dieser Batteriezelle nicht sehr nahe an einer der Schwellentemperaturen, sondern vorzugsweise ist sie insbesondere bei intensivem Betrieb der Batterie deutlich kühler als eine Zelle, die die obere Schwellentemperatur überschritten hat, oder ist wärmer, wenn eine aus dem Betrieb zu nehmende Zelle unterkühlt ist.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird ein Teil der Batteriezellen stärker gekühlt als ein anderer Teil der Batteriezellen. Dabei kann statisch, etwa durch gute Wärmeleitung durch Festkörper zu einer Wärmesenke, oder dynamisch, beispielsweise durch aktive Lüftung oder einen Kühlmittelkreislauf, Wärme aus den Batteriezellen abgeführt werden. Durch die unterschiedliche Kühlung verschiedener Teile der Zellen ergibt sich mehr Gestaltungsspielraum bei der Betriebsweise der Batterie. Insbesondere sind die besser gekühlten Batteriezellen stärker nutzbar als die weniger stark gekühlten, die beispielsweise als Reserve dienen können. Im Betrieb in kalter Umgebung, beispielsweise im Winter, kann eine aktive Kühlung ausgeschaltet sein. Dies gilt auch für alle anderen Ausführungsformen.
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Häufig wird zu Beginn des Betriebs keine Volllast von der Batterie verlangt, insbesondere nicht beim Entladen. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird daher zu Beginn eines Betriebs einer Batterie, die beispielsweise in ein Elektrofahrzeug eingebaut sein kann, im Teillastbetrieb ausschließlich ein bestimmter Teil aller Batteriezellen entladen oder/und geladen oder zumindest bevorzugt entladen und/oder geladen. Dies kann beispielsweise bei der Aufnahme eines Fahrbetriebs oder zu Beginn eines Ladevorgangs bei kalter Batterie sinnvoll sein, um zu ladende Zellen möglichst zügig aufzuheizen und schnell zu einem günstigen Betriebszustand der Batterie zu kommen, beispielsweise volle Leistungsabgabe oder maximale Stromaufnahme. So kann mit einem Teil der Batteriezellen in einem günstigen Betriebszustand gearbeitet werden, während nach und nach weitere Batteriezellen in diesen Zustand gebracht werden können. Dies ermöglicht eine zügige Inbetriebnahme der Batterie zum Entladen oder Laden. Vorteilhaft kann es möglich sein kann, auf ein Heizelement für die von Anfang an betriebenen Batteriezellen zu verzichten. Die anderen Batteriezellen werden typischerweise mit einem Heizelement aufgeheizt. Demgegenüber werden Batterien gemäß dem Stand der Technik als Ganzes beheizt.
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In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird ein Teil der Batteriezellen mit anderer Temperatur betrieben, als ein anderer Teil der Batteriezellen. Auf diese Weise können Batteriezellen auskühlen, während andere aufgeheizt werden, was insgesamt den Energieaufwand für das Kühlen der Batterie verringern kann, weil die Temperatur der aufgeheizten Batterien höher sein kann als die Temperatur gleichmäßig gekühlter Batteriezellen, was zu schnellerer Wärmeabfuhr führt. Beispielsweise kann es so ausreichen, eine passive Kühlung für einen Teil der Batteriezellen vorzusehen.
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In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Batterie vorgeschlagen, die mehrere Batteriezellen, eine Steuereinrichtung und eine Ankopplungseinrichtung für jede Batteriezellen zur Verbindung der Batteriezelle mit den Anschlüssen der Batterie aufweist, wobei die Steuereinrichtung und die Ankopplungseinrichtungen dazu eingerichtet sind, eines der vorstehend beschriebenen Verfahren auszuführen.
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In einer Ausführungsform der Batterie sind mehrere der Batteriezellen der Batterie in Reihe zusammenschaltbar. Auf diese Weise ergibt sich ein Strang, zwischen dessen Enden unterschiedliche Spannungen in Abhängigkeit davon angelegt werden können, wie viele der Batteriezellen in den Strang geschaltet sind. Vorzugsweise weist die Batterie mehrere solcher Stränge auf. Sie kann durch die Stränge und entsprechendes Ankoppeln und Abkoppeln von Batteriezellen einen variablen Spannungsverlauf erzeugen und als Umrichter wirken.
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In einer weiteren Ausführungsform der Batterie ist ein Teil der Batteriezellen besser an eine Wärmesenke zur Abfuhr von Wärme aus der oder den Batteriezellen angekoppelt, als ein anderer Teil der Batteriezellen. Dies ermöglicht, dass die thermisch besser angekoppelten Batteriezellen beim Entladen und Laden stärker beansprucht werden können, als die weniger gut thermisch angekoppelten Batteriezellen. Der letztgenannte Teil der Batteriezellen kann daher beispielsweise eine Reservefunktion erfüllen oder für Aufgaben herangezogen werden, die seltener anfallen oder dergleichen. Insgesamt erweitern sich die Möglichkeiten, eine solche Batterie zu verwenden bzw. zu steuern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen ist:
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1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Batterie,
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2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform und
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3 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs zum Betreiben einer Batterie.
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Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt schematisch den Aufbau einer als Umrichter ausgeführten Batterie 1 in einer ersten Ausführungsform. Die Batterie 1 umfasst drei Stränge 10, 20 und 30, die jeweils mehrere in Reihe geschaltete Batteriezellen 1-1, 1-2 ... 1-n, 2-1, 2-2, ... 2-n bzw. 3-1, 3-2, ... 3-n umfassen. Ein Ende der Stränge 10, 20, 30 ist jeweils mit einem Ende der anderen Stränge 10, 20, 30 an einer Verbindungsstelle 40 verbunden. Die Verbindungsstelle ist bevorzugt mit einem Massepotential 50 gekoppelt. Mit der Batterie 1 ist ein Elektromotor M betreibbar. Der Elektromotor M ist über einen Hauptschalter S mit der Batterie 1 verbindbar bzw. trennbar. Der Hauptschalter S umfasst je Strang 10, 20, 30 einen Schalter, mit dieser Strang 10, 20, 30 von dem Elektromotor M getrennt werden kann. Die Batteriezellen 1-1, 1-2 ... 1-n, 2-1, 2-2, ... 2-n bzw. 3-1, 3-2, ... 3-n (im Folgenden und in den Ansprüchen 1-1, ..., 3-n) sind jeweils elektrisch von dem Strang 10, 20, 30, zu dem sie gehören, trennbar oder mit diesem verbindbar. Dazu weist jede der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n eine Ankopplungseinrichtung auf, mit der die Spannung einer Zelle 1-1, ... 3-n der Gesamtspannung eines Strangs 10, 20, 30 hinzugefügt werden kann oder die Batteriezelle 1-1, ..., 3-n aus dem Strang herausgeschaltet werden kann, indem die Anschlüsse, mit denen die Batteriezelle 1-1, ..., 3-n mit dem Strang 10, 20, 30 verbindbar ist, kurzgeschlossen werden, um diesen nicht zu unterbrechen. Zugleich wird die Batteriezelle 1-1, ..., 3-n selbst von dem Strang 10, 20, 30 und damit auch von diesem Kurzschluss elektrisch getrennt. Somit lässt sich an jedem der Stränge 10, 20, 30 eine Spannung einstellen, die sich aus der Anzahl der in den Strang 10, 20, 30 eingeschalteten Batteriezellen 1-1, ..., 3-n ergibt. Somit kann beispielsweise ein Drei-Phasen-Wechselstrom direkt aus der Batterie 1 mit beliebiger Frequenz erzeugt und dem Elektromotor M zur Verfügung gestellt werden. Über eine geeignete Ansteuerung der Ankopplungseinrichtungen kann gemäß der Erfindung bewirkt werden, Batteriezellen 1-1, ..., 3-n in Abhängigkeit ihrer thermischen Vorgeschichte in ihren Strang einzubinden. Vorzugsweise wird dazu die Temperatur der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n gemessen. Alternativ oder zusätzlich kann jedoch auch theoretisch ermittelt werden, welche Temperatur die Batteriezellen 1-1, ..., 3-n aufgrund ihrer vorhergegangenen Belastung haben müssten. Dann ist es denkbar, auf eine Temperaturmessung zu verzichten. Mit einer Betriebsweise der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n, die von der thermischen Vorgeschichte der einzelnen Batteriezellen 1-1, ..., 3-n abhängt, ist es beispielsweise möglich, in einem Teillastbetrieb festzustellen, ob einzelne der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n einen zulässigen Temperaturbereich durch Überschreiten einer oberen oder einer unteren Schwellentemperatur verlassen oder in Zukunft verlassen werden und diese gleich oder rechtzeitig durch Einkoppeln einer anderen Batteriezelle 1-1, ..., 3-n zu ersetzen, die im zulässigen Temperaturbereich arbeitet. Auch ist es möglich, beispielsweise beim Inbetriebnehmen einer Batterie 1, etwa beim Kaltstart einer Batterie 1, die in ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug eingebaut ist, im Teillastbetrieb ausgewählte Batteriezellen 1-1, ..., 3-n bevorzugt oder ausschließlich zu verwenden, so dass sich diese schneller erwärmen als andere Batteriezellen 1-1, ..., 3-n. Beispielsweise kann dadurch für diese Batteriezellen 1-1, ..., 3-n auf eine Heizeinrichtung verzichtet werden, die diese Batteriezellen 1-1, ..., 3-n im Falle einer gleichmäßigen Benutzung der Batteriezellen 1-1, ... 3-n benötigen würden.
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2 zeigt eine weitere Ausführungsform der Batterie 1, die der in 1 gezeigten Ausführungsform ähnlich ist. Gleiche Merkmale, insbesondere die erfindungsgemäße temperaturabhängige Steuerung von Batteriezellen 1-1, ..., 3-n, ist gleich und wir nicht noch einmal gesondert beschrieben. Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet. Im Unterschied zu der in 1 gezeigten Ausführungsform ist in der in 2 gezeigten Ausführungsform kein Hauptschalter S dargestellt, welcher jedoch auch in dieser Ausführungsform vorhanden sein kann. Außerdem ist die Verbindungsstelle 40 nicht an ein Massepotential 50 gekoppelt dargestellt, was jedoch von der 2 abweichend ebenfalls der Fall sein kann. Der Hauptunterschied zwischen den Ausführungsformen der 1 und 2 besteht darin, dass jede der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n induktiv über induktive Verbindungseinrichtungen K1-1, K1-2, ... K1-n, K2-1, K2-2, ... K2-n und K3-1, K3-2 ... K3-n in ihre jeweiligen Stränge 10, 20, 30 einkoppelbar bzw. eingekoppelt sind.
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3 zeigt schematisch einen Ablauf eines Verfahrens zur Steuerung einer Batterie 1 in Abhängigkeit der thermischen Vorgeschichte von Batteriezellen 1-1, ..., 3-n bzw. der Batterie 1. Wie in Bezug auf die erste und die zweite Ausführungsform der Batterie 1 erläutert, können die Batteriezellen 1-1, ..., 3-n einzeln in ihre jeweiligen Stränge 10, 20, 30 eingekoppelt werden oder von diesen getrennt werden. In einem Schritt S1 findet zur Benutzung der Batterie 1 zum Entladen oder Laden eine solche Einkopplung beispielsweise zur Erzeugung oder Aufnahme von Wechselspannungen bzw. -strömen statt, wobei einzelne Batteriezellen 1-1, ..., 3-n wiederholt zum Laden oder Entladen von ihrem Strang 10, 20, 30 getrennt bzw. wieder mit diesem verbunden werden, wodurch sich eine thermische Belastung für die benutzten Zellen 1-1, ..., 3-n ergibt. Die thermische Belastung, die sich aus einer solchen Benutzung der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n ergibt, kann zu verschiedenen Temperaturen der Zellen führen, insbesondere im Teillastbetrieb, in dem nicht alle der Zellen 1-1, ..., 3-n gebraucht werden. Einzelne der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n können somit an die Temperaturgrenze kommen, beispielsweise durch Überhitzung oder durch Unterkühlung, wodurch einzelne der Batteriezellen Temperaturschwellenwerte über- bzw. unterschreiten können. Bei der Durchführung des Schritts S1 kann sich die Batterie 1 in einem kalten Zustand befindet, da sie nicht benutzt wurde, etwa in einem Fahrzeug, das abgestellt wurde. Dann können bestimmte Batteriezellen 1-1, ..., 3-n bevorzugt oder ausschließlich benutzt werden, um diese durch ihren Betrieb schneller aufzuheizen und so eine schnellere Inbetriebnahme zu ermöglichen.
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In einem Schritt S2 wird die Betriebsweise der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n dahingehend geändert, dass eine Reaktion auf den thermischen Zustand der Batterie 1 in dem Schritt S2 erfolgt. Beispielsweise wird in dem Schritt S2 eine Batteriezelle 1-1, ..., 3-n, die eine Schwellentemperatur überschritten hat, in einem Teillastbetrieb nicht weiter in ihren Strang 10, 20, 30 eingekoppelt, um eine thermische Schädigung dieser Batteriezelle 1-1, ..., 3-n zu verhindern und deren Abkühlung zu bewirken. Es ist auch denkbar, bestimmte Batteriezellen besonders stark zu nutzen, damit diese sich stärker aufwärmen, wenn die für einen optimalen Betrieb erforderliche Temperatur nicht erreicht ist. Auf diese Weise ergibt sich in dem Schritt S2 ein neuer thermischer Zustand, in dem andere Batteriezellen 1-1, ..., 3-n als im Schritt S1 belastet oder geschont werden. Dadurch können auch andere Batteriezellen 1-1, ... 3-n Schwellentemperaturen über- bzw. unterschreiten.
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In einem Schritt S3 wird in ähnlicher Weise auf den Temperaturzustand der Batterie 1 in dem Schritt S2 reagiert, wie in dem Schritt S2 auf den Temperaturzustand der Batterie 1 in dem Schritt S1 reagiert worden ist. Denkbar ist, die Reihe aus den Schritten S2 und S3 zur Einleitung neuer Benutzungsmuster der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n in zeitlich konstanten Abständen oder jeweils bei Überschreiten einer Schwellentemperatur durch eine der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n mit weiteren Schritten fortzusetzen. Es sind auch noch weitere Vorgehensweisen für das thermische Management denkbar, die ein Fachmann aufgrund seines Fachwissens in Betracht ziehen würde.
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Es werden nur dann alle Batteriezellen 1-1, ..., 3-n für den Fahrbetrieb gebraucht, wenn die volle Leistung abgerufen wird, bzw. wenn beim Bremsen die Batteriezellen 1-1, ..., 3-n maximal geladen werden. Dies tritt aber recht selten auf, etwa beim Beschleunigen nach einer roten Ampel oder beim Beschleunigen an einer Steigung, wobei die Batterie 1 in ein Elektrofahrzeug 1 eingebaut ist. Wird beispielsweise nur die halbe oder weniger als die halbe Leistung benötigt, so sind auch nur die Hälfte oder weniger Batteriezellen 1-1, ..., 3-n im Entladebetrieb, während sich die anderen in einem Bypass-Modus befinden, in dem die Batteriezellen 1-1, ..., 3-n nicht mit ihren jeweiligen Strängen 10, 20, 30 gekoppelt sind. Dieser Fahrzustand tritt beispielsweise bei Autobahnfahrten mit konstanter Geschwindigkeit deutlich unter der Höchstgeschwindigkeit auf, etwa bei 100 oder 130 km/h, wenn die Höchstgeschwindigkeit beispielsweise über 170 km/h liegt. Thermisch belastet werden also nur die Batteriezellen 1-1, ..., 3-n, die im Entladebetrieb sind. Erfindungsgemäß können bei einer der Ausführungsformen der Batterien 1 gemäß einer der 1 oder 2 für diese Belastung Batteriezellen 1-1, ..., 3-n ausgesucht werden, die eine niedrigere Temperatur haben, als andere Batteriezellen 1-1, ..., 3-n, beispielsweise weil sie bauartbedingt besser an eine Kühlung angekoppelt sind, als andere Batteriezellen 1-1, ..., 3-n. Werden belastete Batteriezellen 1-1, ..., 3-n durch den Betrieb zu stark erwärmt, so können beispielsweise bei Erreichen einer bestimmten Temperatur andere Batteriezellen 1-1, ..., 3-n für den Weiterbetrieb ausgewählt werden. Diese haben z.B. aufgrund ihrer geringeren Beanspruchung, ihres Nichtbetriebs oder ihrer besseren Kühlung eine niedrigere Temperatur. In einer anderen Variante ist es möglich, die Kühlung so auszulegen, dass nicht die gesamte Batterie 1, sondern nur ein Teil der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n gekühlt wird. Dies ermöglicht andere Kühlstrategien als nach dem Stand der Technik, und somit Kosteneinsparungen und Effizienzsteigerung. Die gekühlten Batteriezellen 1-1, ..., 3-n können nun anders belastet werden als die ungekühlten, was einen gewissen Spielraum im Betriebsverfahren der Batterie 1 zulässt.
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Im Winter muss normalerweise nicht gekühlt werden, da die Kühlung durch den vorhandenen Fahrtwind bei einem Elektrofahrzeug, in das eine solche Batterie 1 eingebaut ist, ausreicht. Aufgrund der Verzögerung der chemischen Reaktionen innerhalb der Batterie 1 muss diese bei Temperaturen beispielsweise unter 0°C beheizt werden. Gemäß dem Stand der Technik muss die gesamte Batterie 1 beheizt werden. Gemäß einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden bei niedriger Temperatur bestimmte Batteriezellen 1-1, ..., 3-n stärker belastet und heizen sich durch den Betrieb schneller auf, ohne dabei den Rest der Batterie 1 mit aufzuwärmen. Dadurch ist ein schnellerer Start eines Elektrofahrzeugs, in das eine solche Batterie 1 eingebaut ist, möglich und ein separates Heizelement kann eingespart werden.
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Der Ablauf des Verfahrens kann in dem Steuergerät 60 implementiert sein, welches mit jeder der Ankopplungseinrichtungen von jeder der Batteriezellen 1-1, ..., 3-n verbunden ist. Dies gilt für alle Ausführungsformen.
