DE102015205261A1 - Verfahren zum betreiben einer hochtemperaturbatterie - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hochtemperaturbatterie eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten eines Erfassens (S101) eines Startzeitpunktes für eine Betriebsbereitschaft des Kraftfahrzeugs; und eines Vorwärmens (S102) der Hochtemperaturbatterie auf eine vorgegebene Starttemperatur bis zu dem erfassten Startzeitpunkt mittels einer Bestromung der Hochtemperaturbatterie.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hochtemperaturbatterie eines Kraftfahrzeugs.
  • Hochtemperaturbatterien weisen eine hohe Energiedichte und eine gute Leistungsfähigkeit auf, so dass sich diese insbesondere für die Energiespeicherung in mobilen Anwendungen eignen. Typische Hochtemperaturbatterien werden bei Temperaturen zwischen 40°C und 100°C, typischerweise im Bereich um 80°C betrieben.
  • Diese Temperaturen sind für Hochtemperaturbatterien notwendig, um die Leitfähigkeit der beteiligten Materialien, insbesondere der Ionenleiter, zu steigern. Weitere Hochtemperaturbatterien arbeiten bei Temperaturen um die 300°C, wie beispielsweise eine Natrium-Nickelchlorid-Zelle (ZEBRA – Zero Emission Battery Research Activities). Festkörper-Li-Ionen-Batterien, die ein Festkörperelektrolyt als Ionenleiter aufweisen, werden ebenfalls oberhalb einer Temperatur von 40°C betrieben.
  • Allen Hochtemperaturbatterien ist gemein, dass diese auf einer bestimmten Betriebstemperatur gehalten werden, um den Strom effizient abzugeben. Zu diesem Zweck wird eine thermische Isolierung verwendet. Die thermische Isolierung der Hochtemperaturbatterie erfordert sowohl Bauraum, der die volumetrische Energiedichte reduziert (kWh/l), als auch zusätzliches Gewicht, das die gravimetrische Energiedichte (kWh/kg) reduziert. Nachteilig wirkt sich die Isolierung im Betrieb oder beim Laden der Hochtemperaturbatterie dann aus, wenn die Verlustwärme, wie beispielsweise eine Erwärmung infolge der Innenwiderstände, aus der Hochtemperaturbatterie abgeführt werden soll. Dies erfordert dann neben der aufwändigen Isolierung noch ein aufwändigeres Thermomanagement mittels eines Kühlmittels.
  • Bei längeren Stillstandzeiten der Hochtemperaturbatterie, insbesondere wenn die Hochtemperaturbatterie in einem Kraftfahrzeug eingebaut wird, wird ein großer Teil der gespeicherten Energie für die Heizung oder Temperierung der Hochtemperaturbatterie verwendet, um die Hochtemperaturbatterie auf Betriebstemperatur zu halten. Bei Stillstandzeiten wird dadurch ein großer Teil der gespeicherten Energie der Hochtemperaturbatterie für deren Temperierung verbraucht. Dadurch wird die Reichweite des Kraftfahrzeuges reduziert und die energetische Effizienz verringert sich. Als Lösungen werden heute aufwändige Isoliersysteme eingesetzt, die einen größeren Bauraum erfordern und das Gewicht erhöhen, um die Hochtemperaturbatterie vor Auskühlung zu schützen.
  • Die Druckschrift US 2012/0082871 A1 betrifft ein Verfahren eines Betreibens eines Speichersystems für aufladbare Energie. Das Speichersystem umfasst eine Kühlschleife zum Führen eines Kühlmittels durch das Speichersystem.
  • Die Druckschrift US 2012/0295142 A1 betrifft ein Temperatursteuerverfahren, das eine optimale Temperatur für die Batterie erzeugen kann. Die Temperatur der Batterie wird über ein Temperatursteuermedium eingestellt.
  • Die Druckschrift US 2013/0166119 A1 betrifft ein Verfahren zur thermischen Verwaltung eines elektrischen Fahrzeugs mittels eines thermischen Kreislaufs. Der thermische Kreislauf umfasst ein Fluid, um eine Batterie zu erwärmen oder zu kühlen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem eine Hochtemperaturbatterie auf schnelle und einfache Weise auf eine Starttemperatur gebracht werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Gegenstand nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung und der Zeichnungen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Betreiben einer Hochtemperaturbatterie eines Kraftfahrzeugs gelöst, mit den Schritten eines Erfassens eines Startzeitpunktes für eine Betriebsbereitschaft des Kraftfahrzeugs; und eines Vorwärmens der Hochtemperaturbatterie auf eine vorgegebene Starttemperatur bis zu dem erfassten Startzeitpunkt mittels einer Bestromung der Hochtemperaturbatterie. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Hochtemperaturbatterie schnell und energieeffizient ohne zusätzliche Heizeinrichtung vorgeheizt werden kann und eine aufwändige thermische Isolation ganz oder teilweise entfallen kann. Ein Kraftfahrzeug befindet sich zu dem erfassten Startzeitpunkt mit vorgewärmter Hochtemperaturbatterie im betriebsbereiten Zustand. Außerhalb der Betriebszeiten kann die Hochtemperaturbatterie abkühlen, so dass sich die Energieeffizienz erhöht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Bestromung der Hochtemperaturbatterie mittels einer elektrischen Sekundärquelle durchgeführt. Die elektrische Sekundärquelle ist beispielsweise eine Ladesäule oder eine konventionelle Starterbatterie auf Li-Ionen oder Pb-Basis. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass unmittelbar elektrische Leistung zum Aufwärmen der der Hochtemperaturbatterie zur Verfügung steht.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Bestromung der Hochtemperaturbatterie mittels einem kraftstoffbetriebenen Generator durchgeführt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Hochtemperaturbatterie auf einfache Weise elektrisch mit dem Betriebsmittels des Kraftfahrzeugs erwärmt werden kann. Wenn die Hochtemperaturbatterie ein Kühlmedium zum Kühlen der Hochtemperaturbatterie bei hohen Betriebstemperaturen aufweist, kann anfänglich zusätzlich über dieses Kühlmittel vorgeheizt werden. Das Kühlmittel kann zu diesem Zweck in beliebiger Weise über den Kraftstoff, die Sekundärbatterie, einen Strom einer Ladesäule oder eine Entladung der Hauptbatterie bei geringer Stromentnahme erwärmt werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird zuerst ein erster Speicherabschnitt der Hochtemperaturbatterie vorgewärmt, der dann aufgrund seiner Eigenwärme einen zweiten Speicherabschnitt der Hochtemperatur vorwärmt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Hochtemperaturbatterie mit einer geringen Anfangswärmemenge vorgewärmt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird der Startzeitpunkt mittels eines Mobiltelefons erfasst und an das Kraftfahrzeug übertragen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein Benutzer den Startzeitpunkt von einem ferngelegenen Ort übermitteln kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Position oder Wegstrecke des Mobiltelefons ausgewertet, um den Startzeitpunkt zu erfassen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Startzeitpunkt automatisch beim Annähern des Fahrers an das Fahrzeug bestimmt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens werden die Kalender- oder Termindaten des Mobiltelefons ausgewertet, um den Startzeitpunkt zu erfassen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Startzeitpunkt auf einfache Weise vorhergesagt werden kann.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die verbleibende Zeitdauer bis zum Erreichen des Startzeitpunktes vom Kraftfahrzeug an das Mobiltelefon übermittelt. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass der Benutzer erkennen kann, wann das Fahrzeug startbereit ist.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug mit einer Hochtemperaturbatterie gelöst, mit einer Steuereinrichtung zum Erfassen eines Startzeitpunktes für eine Betriebsbereitschaft des Kraftfahrzeugs; und einer Heizung zum Vorwärmen der Hochtemperaturbatterie auf eine vorgegebene Starttemperatur bis zu dem erfassten Startzeitpunkt mittels einer Bestromung der Hochtemperaturbatterie. Dadurch werden die gleichen technischen Vorteile wie durch das Verfahren nach dem ersten Aspekt erreicht.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Kraftfahrzeugs umfasst das Kraftfahrzeug einen kraftstoffbetriebenen Generator zum Bestromen der der Hochtemperaturbatterie.
  • Dadurch wird beispielsweise ebenfalls der technische Vorteil erreicht, dass die Hochtemperaturbatterie mit dem Betriebsmittels des Kraftfahrzeugs erwärmt werden kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1 ein Blockdiagram eines Verfahrens zum Verfahren zum Betreiben einer Hochtemperaturbatterie;
  • 2 eine schematische Darstellung eines Batteriesystems in Stufen; und
  • 3 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Hochtemperaturbatterie.
  • 1 zeigt ein Blockdiagram eines Verfahrens zum Betreiben einer Hochtemperaturbatterie. Die Hochtemperaturbatterie umfasst beispielsweise eine Natrium-Nickelchlorid-Zelle, eine Natrium-Schwefel-Zelle, eine Redox-Flow-Batterie, eine Vanadium-Redox-Batterie, eine Metall-Luft-Batterie, eine Zink-Luft-Batterie oder eine Festkörper-Li-Ionen-Batterie oder eine Li-Schwefel-Batterie. Im Allgemeinen ist eine Hochtemperaturbatterie jede Batterie, die bei erhöhter Temperatur in Bezug auf die Umgebungstemperatur bei Start der Batterie betrieben wird.
  • In einem ersten Schritt S101 wird ein Startzeitpunkt für eine vorgesehene Betriebsbereitschaft des Kraftfahrzeugs erfasst. Das Erfassen kann beispielsweise dadurch geschehen, dass der Benutzer manuell die Daten für einen vorgesehen Startzeitpunkt in eine Eingabeeinrichtung des Kraftfahrzeugs eingibt. Anschließend wird in einem zweiten Schritt S102 die Hochtemperaturbatterie bis zum Startzeitpunkt auf eine vorgegebene Starttemperatur mittels einer Bestromung vorgewärmt. Das Vorwärmen kann beispielsweise in einer vorgegebenen Zeitspanne vor dem Startzeitpunkt erfolgen.
  • Durch das Verfahren zum Vorwärmen der Hochtemperaturbatterie kann auf eine aufwändige Isolierung der Hochtemperaturbatterie verzichtet werden. Da die Hochtemperaturbatterie nur dann effizient betrieben werden kann, d.h. Strom abgeben kann, wenn sich diese in einem Temperaturbereich um die optimale Betriebstemperatur befindet, wird sichergestellt, dass die Hochtemperaturbatterie sich zum Startzeitpunkt auf einer Temperatur befindet, bei der die für den Start notwendigen Bedingungen vorliegen. Infolge einer Selbsterwärmung im Betrieb wärmt sich die Hochtemperaturbatterie dann weiter auf. Dies kann zur Erreichung der optimalen Betriebstemperatur vorteilhaft genutzt werden und durch ein Batterie-Thermomanagement vorteilhaft gesteuert werden. Dadurch kann die Hochtemperaturbatterie durch ein intelligentes Steuerungssystem so betrieben werden, dass die Hochtemperaturbatterie beim Fahrzeugstillstand auskühlen kann und zum Einsatzzeitpunkt durch die Betriebsstrategie rechtzeitig wieder auf Starttemperatur gebracht wird.
  • Dazu wird ein entsprechendes Heizsystem eingesetzt, das die Hochtemperaturbatterie mittels einer Bestromung in ausreichend schneller Zeit auf mindestens die Starttemperatur der Hochtemperaturbatterie aufwärmt. Das Vorwärmen kann zusätzlich zum Bestromen über einen Kühlmittelkreislauf, wie beispielsweise ein Thermal-Management der Hochtemperaturbatterie, oder durch Eigenerwärmung der Batteriezellenerfolgen.
  • Zur Energieversorgung des Steuersystems als auch zur Energieversorgung der Heizung für die Hochtemperaturbatterie auf die Starttemperatur kann ein zweiter Energiespeicher vorgesehen sein. Der zweite Energiespeicher ist beispielsweise ebenfalls durch eine Hochtemperaturbatterie gebildet, wie beispielsweise eine konventionelle Hochtemperaturbatterie, Li-Ionen-Hochtemperaturbatterie, konventionelle Pb-Batterie (Starterbatterie) oder eine Li-Ionenbatterie. Zum Vorwärmen der Hochtemperaturbatterie wäre auch denkbar, die Energiemenge für ein Bestromen über die Verbrennung eines Treibstoffes bereitzustellen und damit zusätzlich ein Kühlmittel der Hochtemperaturbatterie vorzuheizen.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriesystems in Stufen, durch das das Aufheizen der Hochtemperaturbatterie 100 stufenweisegestaltet wird.
  • Dabei wird durch externe Energie 103-0, die beispielsweise von der weiteren Hochtemperaturbatterie, einer Starterbatterie oder durch eine externe Versorgung über eine Ladesäule bereitgestellt wird, zuerst ein erster Speicherabschnitt 101-1 im Bereich A als Teil der Hochtemperaturbatterie 100 von der Temperatur T0 vor der Vorwärmung zum Zeitpunkt t0 auf die Starttemperatur TS zum Startzeitpunkt tS gebracht. Zum Startzeitpunkt tS ist der Speicherabschnitt 101-1 der Hochtemperaturbatterie 100 auf der Starttemperatur TS und es kann Betriebsstrom entnommen werden, d.h. ein Strom, der ausreicht um das Fahrzeug anzutreiben. Durch die Stromentnahme beschleunigt sich der Aufwärmvorgang weiter bis die Temperatur Topt erreicht ist. Die Temperatur Topt ist die Temperatur für den optimalen Betrieb der Hochtemperaturbatterie 100.
  • Sobald der erste Speicherabschnitt 101-1 auf Starttemperatur TS ist, wird durch dessen Wärmeenergie 103-1 der zweite Speicherabschnitt 101-2 als nächster Teil vorgeheizt. Durch die Stromentnahme aus dem ersten Speicherabschnitt 101-1 heizt sich dieser schnell auf die optimale Betriebstemperatur Topt auf. Sobald der zweite Speicherabschnitt 101-2 auf der Starttemperatur TS ist, wird mit dessen Wärmenergie 103-2 ein dritter Speicherabschnitt 101-3 vorgewärmt.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 200 mit der Hochtemperaturbatterie 100. Die Hochtemperaturbatterie 100 ist im Kraftfahrzeug 200 verbaut und kann durch die Heizung 105 vorgewärmt werden.
  • Die Steuereinrichtung 107 der Heizung 105 und des Energiemanagements (Smart Operation Strategy, IBS – intelligente Betriebsstrategie) verwendet zur Erfassung des Startzeitpunktes tS Nutzerdaten aus dem vernetzten Kraftfahrzeug 200, wie beispielsweise Smartphone-Daten, Routenplaner-Daten oder Daten aus einem Terminkalender des Benutzers. Die Steuereinrichtung 107 kann optimale Strategien berechnen, um möglichst schnell oder energiesparend die Hochtemperaturbatterie 100 erneut auf die Starttemperatur TS vorzuwärmen.
  • Dabei kann es sinnvoll sein die Hochtemperaturbatterie 100 je nach Umgebungstemperatur auf einer Temperatur unterhalb der Betriebstemperatur und oberhalb der Umgebungstemperatur zu halten, so dass eine Abkühlung auf die Umgebungstemperatur verhindert wird. Zudem kann die Steuereinrichtung 107 den Kühlkreislauf der Hochtemperaturbatterie 100 verwenden, um die Wärmeverteilung innerhalb der Hochtemperaturbatterie 100, je nach gewählter Betriebsstrategie (schneller Start oder energieoptimiert) zu beeinflussen.
  • Bei einem kurzzeitigen Parken gibt der Fahrer beim Verlassen des Kraftfahrzeuges 200 an, wie lange dieser voraussichtlich abwesend sein wird. Daraus berechnet die Steuereinrichtung 107, ob es sich lohnt, die Hochtemperaturbatterie 100 durch aktive Heizung aus dem Energiegehalt der Hochtemperaturbatterie 100 auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten oder ob ein Auskühlen energetisch sinnvoll ist.
  • Dazu können weitere Informationen wie eine Umgebungstemperatur, ein Ladezustand, eine geplante nächste Fahrstrecke oder ein Fahrprofil (Strecke, Geschwindigkeit) in die Berechnung eingehen. Die Steuereinrichtung 107 berechnet ebenfalls, wann die Heizung 105 wieder aktiviert wird, damit die Hochtemperaturbatterie 100 zum Fahrantritt die vorgegebene Startemperatur TS aufweist. Sollte sich der Fahrer kurzfristig entscheiden, früher als zunächst geplant, die Betriebsbereitschaft des Kraftfahrzeugs 200 wiederherstellen zu wollen, kann der Fahrer den früheren Startzeitpunkt ts über sein Smartphone an das Kraftfahrzeug 200 übermitteln.
  • Die Steuereinrichtung 107 kann dann entscheiden, ob durch ein normales Vorwärmen der Startzeitpunkt tS bestätigt werden kann oder ob durch ein stufenweises Vorwärmen der Hochtemperaturbatterie 100 der Startzeitpunkt tS bei anfänglich reduzierter Batterieleistungsfähigkeit sichergestellt werden kann. Insbesondere kann es der Fall sein, dass der Benutzer zum Startzeitpunkt tS mit einer reduzierten Leistungsfähigkeit auskommt, wie beispielsweise bei einem Losfahren in einem Parkhaus oder bei Fahrtantritt in einer geschwindigkeitsbegrenzten Zone. In diesem Fall wird zu Fahrtbeginn nicht die volle Leistungsfähigkeit benötigt. Durch den fortlaufenden Betrieb wird die volle Leistungsfähigkeit über eine Selbsterwärmung schnell erreicht. Welche Strategie in diesem Fall sinnvoll ist, kann anhand der Standortdaten des Kraftfahrzeugs 200 ermittelt werden. Anhand der Standortdaten kann beispielsweise ermittelt werden, ob das Kraftfahrzeug 200 auf einen Autobahnrastplatz oder in einem Innenstadtparkhaus abgestellt ist.
  • Sollte die Abwesenheit des Fahrers länger als geplant dauern, so kann der spätere Startzeitpunkt tS ebenfalls über das Smartphone an die Steuereinrichtung 107 übermittelt werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass die Steuereinrichtung 107 dem Fahrer aktiv meldet, wie lange es noch bis zum Erreichen der vorgegebenen Starttemperatur TS dauert, wenn er sich für den Fahrantritt entscheidet. Dies eröffnet dem Fahrer die Möglichkeit seinen Fahrantritt und seine Aktivitäten optimal aufeinander abzustimmen.
  • Durch eine Smartphone-Applikation ist es weiterhin denkbar, das Verhalten des Benutzers derart zu analysieren, dass berechnet werden kann, wann das Kraftfahrzeug 200 das nächste Mal bewegt werden soll und das Vorwärmen der Hochtemperaturbatterie 100 entsprechend zu beginnen. So kann beispielsweise über ein Bewegungsprofil entschieden werden, ob eine Fahrt mit höherer Wahrscheinlichkeit bevorsteht. Nähert sich der Benutzer mit seinem Smartphone einem Parkhaus oder Parkplatz, so kann über die Analyse der Position oder Wegstrecke des Benutzers festgestellt werden, dass sich dieser seinem Kraftfahrzeug 200 nähert. Nährt sich der Benutzer seinem Kraftfahrzeug 200, kann der voraussichtliche Startzeitpunkt tS berechnet werden, an dem der Fahrer losfahren möchte. Dies gelingt bei oft wiederholenden Wegstrecken oder Positionen, wie beispielsweise einem Parkplatz am Arbeitsplatz, oder bei Wegstrecken oder Positionen umso besser, die mit anderen Orten verbunden sind, wie beispielsweise einem Flughafenparkplatz, einem Bahnhof-Parkhaus, einem Fußballstadion, einer S-Bahn-Haltestelle oder einem Supermarkt-Parkplatz.
  • Bei einem längeren Parken, beispielsweise an einem Flughafen oder Bahnhof, kann dem Kraftfahrzeug 200 mitgeteilt werden, wann der voraussichtliche Startzeitpunkt tS der nächsten Fahrt ist. Dadurch wird es möglich, die Hochtemperaturbatterie 100 über die Steuereinrichtung 107 zum Fahrantritt startbereit zu haben. Durch eine Smartphone-Kommunikation kann der Startzeitpunkt tS zugewiesen oder verändert werden. Die Steuereinrichtung 107 berechnet die optimale Strategie, wie beispielsweise auf-Temperatur-Halten, Abkühlen-Lassen oder Auskühlen-Lassen, für die energie- oder zeitoptimale Strategie.
  • Durch Kopplung des Nutzerverhaltens mit den Fahrzeugdaten können weitere wichtige Informationen zur optimierten Betriebsstrategie ermittelt werden. Fährt der Nutzer jeden Morgen an einem Arbeitstag zur Arbeit, so kann sich die Hochtemperaturbatterie 100 für die übliche Startzeit bereits vorgewärmt haben. Durch Abgleich der Termine im Smartphone-Kalender kann das Vorwärmen optimiert an das zu erwartende Nutzerverhalten angepasst werden (Urlaubstage, frühere/spätere Termine).
  • Durch eine Verknüpfung mit Ort und Zeit der Fahrzeugabstellung, wie beispielsweise Arbeitsstätte, Supermarkt, Sportstätte oder einem Heimatort, kann die optimierte Strategie und der Startzeitpunkt tS gewählt werden. Durch Kenntnis der Tagestermine, beispielsweise im Kalender des Smartphones oder durch ein gelerntes Verhalten, beispielsweise hinsichtlich eines regulären Arbeitszeitendes, wird die optimierte Strategie oder der Startzeitpunkt tS gewählt, um zum Fahrantritt die Startbereitschaft des Kraftfahrzeugs 200 herzustellen.
  • Um die Hochtemperaturbatterie 100 bei einem Schnellstart zu starten und die Starttemperatur TS zu erreichen, kann ein externer Schnellheizer verwendet werden. Der Schnellheizer kann die Wärme durch elektrischen Strom erzeugen, gespeist über eine Sekundärbatterie oder eine elektrische Stromquelle, wie beispielsweise eine Ladeversorgung der Hochtemperaturbatterie 100. Der Schnellheizer kann jedoch auch durch andere Brennstoffe betrieben werden.
  • Beispielsweise kann das Vorwärmen über eine Verbrennungsmaschine erfolgen, die Brennstoffe wie Benzin, Gas oder Alkohole, thermisch oder über einen thermisch-mechanischen Umweg über eine Verbrennungskraftmaschine in Wärmeenergie umsetzt. Dadurch kann das Kühlmedium der Hochtemperaturbatterie 100 aufheizt werden, um die Hochtemperaturbatterie 100 vorzuwärmen und in einen startfähigen Zustand zu bringen. Die Schnellaufheizung kann mit einer stufenartigen Anordnung kombiniert werden. Dadurch heizt der Heizer zuerst einen ersten Speicherabschnitt auf die Starttemperatur TS auf, der dann als Energiequelle für die angrenzenden Speicherabschnitte dient.
  • Die Erfindung ermöglicht es, die Hochtemperaturbatterie 100 energieeffizient zu betreiben. Eine aufwändige thermische Isolation der Hochtemperaturbatterie 100 kann entfallen oder mit deutlich geringerem Isolationsaufwand realisiert werden. Je nach Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise einer Umgebungstemperatur, und Nutzungsbedingungen, wie beispielsweise einem Fahrprofil, oder Stillstandzeiten kann es sinnvoll sein auf die thermische Isolierung zu verzichten und die Hochtemperaturbatterie 100 gegen Umgebungstemperatur auskühlen zu lassen. Anschließend wird die Hochtemperaturbatterie 100 vor dem Start auf die Starttemperatur TS gebracht. Zudem entsteht ein weiterer Nutzen durch die Vernetzung von der Hochtemperaturbatterie 100, dem Kraftfahrzeug 200 und dem Benutzer. Das Verfahren kann bei einer Vielzahl von Hochtemperaturbatterien angewendet werden und bietet die Möglichkeit, das thermische Management dieser Hochtemperaturbatterien effizient zu gestalten. Die Anwendung des Verfahrens kann auch auf nicht-mobile Anwendungen übertragen werden.
  • Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.
  • Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.
  • 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
    • US 2012/0082871 A1 [0006]
    • US 2012/0295142 A1 [0007]
    • US 2013/0166119 A1 [0008]

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben einer Hochtemperaturbatterie (100) eines Kraftfahrzeugs, mit den Schritten: Erfassen (S101) eines Startzeitpunktes für eine Betriebsbereitschaft des Kraftfahrzeugs; und Vorwärmen (S102) der Hochtemperaturbatterie (100) auf eine vorgegebene Starttemperatur bis zu dem erfassten Startzeitpunkt mittels einer Bestromung der Hochtemperaturbatterie (100).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bestromung der Hochtemperaturbatterie (100) mittels einer elektrischen Sekundärquelle durchgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Bestromung der Hochtemperaturbatterie (100) mittels einem kraftstoffbetriebenen Generator durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei zuerst ein erster Speicherabschnitt (101-1) der Hochtemperaturbatterie (100) vorgewärmt wird, der dann aufgrund seiner Eigenwärme einen zweiten Speicherabschnitt (101-2) der Hochtemperatur vorwärmt.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Startzeitpunkt mittels eines Mobiltelefons erfasst wird und an das Kraftfahrzeug (200) übertragen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Position oder Wegstrecke des Mobiltelefons ausgewertet wird, um den Startzeitpunkt zu erfassen.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei die Kalender- oder Termindaten des Mobiltelefons ausgewertet werden, um den Startzeitpunkt zu erfassen.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die verbleibende Zeitdauer bis zum Erreichen des Startzeitpunktes vom Kraftfahrzeug (200) an das Mobiltelefon übermittelt wird.
  9. Kraftfahrzeug (200) mit einer Hochtemperaturbatterie (100), mit: einer Steuereinrichtung (107) zum Erfassen eines Startzeitpunktes für eine Betriebsbereitschaft des Kraftfahrzeugs; und einer Heizung (105) zum Vorwärmen der Hochtemperaturbatterie (100) auf eine vorgegebene Starttemperatur bis zu dem erfassten Startzeitpunkt mittels einer Bestromung der Hochtemperaturbatterie (100).
  10. Kraftfahrzeug (200) nach Anspruch 9, wobei das Kraftfahrzeug (200) einen kraftstoffbetriebenen Generator zum Bestromen der Hochtemperaturbatterie umfasst.
DE102015205261.3A 2015-03-24 2015-03-24 Verfahren zum betreiben einer hochtemperaturbatterie Withdrawn DE102015205261A1 (de)

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