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Die Erfindung betrifft eine zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildete Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Eine solche Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für ein Elektro- oder Hybridfahrzeug, ist beispielsweise bereits der
DE 10 2013 014 903 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Speichereinrichtung umfasst dabei eine zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildete Traktionsbatterie. Die Traktionsbatterie ist ein Energiespeicher, insbesondere beispielsweise ein elektrochemischer Energiespeicher, der üblicherweise als Batterie beziehungsweise Traktionsbatterie bezeichnet wird. In dem Energiespeicher, das heißt in der Traktionsbatterie kann elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert werden, so dass mittels des Energiespeichers wenigstens eine elektrische Maschine zum Antreiben des Kraftfahrzeugs mit in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie versorgbar und dadurch betreibbar ist. Dadurch kann das Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben werden, so dass der Energiespeicher als Traktionsbatterie bezeichnet wird.
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Üblicherweise besteht bei beispielsweise als Elektro- oder Hybridfahrzeugen ausgebildeten und von elektrischen Maschinen antreibbaren Kraftfahrzeugen das Problem, dass die jeweilige Traktionsbatterie eine nur geringe Energiespeicherfähigkeit aufweist, so dass eine nur geringe Reichweite realisierbar ist, über die das jeweilige Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben werden kann. Dies ist ein Grund für die mangelnde Akzeptanz von Elektro- beziehungsweise Hybridfahrzeugen, welche auch als Batteriefahrzeuge bezeichnet werden. Hohe Energiespeicherfähigkeiten lassen sich derzeit unter Einsatz der gängigen Lithium-Ionen-Technologie nur durch sehr große, kosten- und gewichtsintensive Traktionsbatterien realisieren.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Speichereinrichtung der eingangsgenannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine besonders hoher Energiespeicherfähigkeit auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise realisiert werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch eine Speichereinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine Speichereinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art derart weiterzuentwickeln, dass auf besonders gewichts- und bauraumgünstige Weise eine besonders hohe Energiespeicherfähigkeit zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom realisiert werden kann, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Speichereinrichtung wenigstens eine zusätzlich zu der Traktionsbatterie vorgesehene und dabei beispielsweise von der Traktionsbatterie unterschiedliche, zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildete zweite Traktionsbatterie umfasst, mittels welcher wenigstens eine elektrische Maschine zum Antreiben des beispielsweise als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildeten Kraftfahrzeugs mit in der zweiten Traktionsbatterie gespeicherter elektrischer Energie versorgbar und dadurch betreibbar ist. Bei der mittels der zweiten Traktionsbatterie mit elektrischer Energie versorgbaren elektrischen Maschine kann es sich um dieselbe elektrische Maschine handeln, die auch mittels der ersten Traktionsbatterie mit elektrischer Energie versorgbar ist. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, dass die mittels der zweiten Traktionsbatterie mit elektrischer Energie versorgbare elektrische Maschine eine von der mittels der ersten Traktionsbatterie mit elektrischer Energie versorgbaren elektrischen Maschine unterschiedliche elektrische Maschine ist.
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Erfindungsgemäß umfasst die Speichereinrichtung ferner eine Temperiereinrichtung, mittels welcher unter Temperieren der jeweiligen Traktionsbatterien die erste Traktionsbatterie auf einem ersten Temperaturniveau und die zweite Traktionsbatterie auf einem gegenüber dem ersten Temperaturniveau höheren zweiten Temperaturniveau betreibbar ist. Unter dem Temperieren der jeweiligen Traktionsbatterie ist zu verstehen, dass die jeweilige Traktionsbatterie mittels der Temperiereinrichtung gekühlt und/oder erwärmt wird, um dadurch das erste Temperaturniveau der ersten Traktionsbatterie und das gegenüber dem ersten Temperaturniveau höhere zweite Temperaturniveau der zweiten Traktionsbatterie einzustellen. Mit anderen Worten wird mittels der Temperiereinrichtung die erste Traktionsbatterie auf dem ersten Temperaturniveau und dabei beispielsweise in einem ersten Temperaturbereich und die zweite Traktionsbatterie auf dem zweiten Temperaturniveau und dabei beispielsweise in einem zweiten Temperaturbereich gehalten, wobei das zweite Temperaturniveau beziehungsweise der zweite Temperaturbereich höher als das erste Temperaturniveau beziehungsweise der erste Temperaturbereich ist.
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Die erfindungsgemäße Idee ist es somit, die wenigstens zwei Traktionsbatterien mit den unterschiedlichen Temperaturniveaus zu kombinieren, so dass beispielsweise im Rahmen eines Verfahrens zum Betreiben der Speichereinrichtung, insbesondere des Kraftfahrzeugs, vorgesehen ist, die erste Traktionsbatterie mit dem ersten Temperaturniveau und die zweite Traktionsbatterie mit dem gegenüber dem ersten Temperaturniveau höheren zweiten Temperaturniveau zu betreiben, so dass während des Betriebs die erste Traktionsbatterie das erste Temperaturniveau und somit beispielswiese eine erste Temperatur und die zweite Traktionsbatterie das gegenüber dem ersten Temperaturniveau höhere zweite Temperaturniveau und somit beispielsweise eine gegenüber der ersten Temperatur höhere zweite Temperatur aufweist. Das erste Temperaturniveau liegt beispielsweise in einem Temperaturbereich von einschließlich 25 Grad Celsius bis einschließlich 50 Grad Celsius, wobei das zweite Temperaturniveau beispielsweise in einem Temperaturbereich von einschließlich 60 Grad Celsius bis einschließlich 80 Grad Celsius liegt. Durch diese unterschiedlichen Temperaturniveaus kann eine besonders hohe Speicherkapazität zum Speichern von elektrischer Energie realisiert werden, so dass beispielsweise das Kraftfahrzeug über eine hohe Reichweite elektrisch angetrieben werden kann.
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Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn sich die Traktionsbatterien in ihren Technologien zum Speichern der elektrischen Energie voneinander unterschieden. Somit ist beispielsweise die erste Traktionsbatterie als herkömmliche Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet, welche üblicherweise bei einem Elektro- oder Hybridfahrzeug, insbesondere bei einem sogenannten PHEV (plug-In hybrid electric vehicle) zum Einsatz kommt und somit beispielsweise als PHEV-Batterie ausgebildet ist. Dabei kann die erste Traktionsbatterie hinsichtlich ihrer Abmessung und somit hinsichtlich ihres Bauraumbedarfs, ihres Gewichts und ihrer Kosten besonders klein beziehungsweise gering gehalten werden, wobei sich beispielsweise mittels der ersten Traktionsbatterie ein rein elektrisches Fahren des Kraftfahrzeugs über eine Reichweite in einem Bereich von beispielsweise 30 Kilometern bis 70 Kilometern realisieren lässt.
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Die zweite Traktionsbatterie basiert beispielsweise auf der Festkörperelektrolyt-Technologie und nutzt somit die Festkörperelektrolyt-Technologie zum Speichern von elektrischer Energie. Die zweite Traktionsbatterie ist darüber hinaus beispielsweise dazu ausgebildet, elektrische Energie bereitzustellen, welche erforderlich ist, um gegenüber der zuvor genannten Reichweite längere Strecken rein elektrisch fahren zu können. Dieser Ausführungsform liegt dabei die Erkenntnis zugrunde, dass die Festkörperelektrolyt-Technologie Potenzial hat, um gegenüber der Lithium-Ionen-Technologie eine höhere Energiedichte insbesondere in Bezug auf Kilowattstunden pro Liter und Kilowatt pro Kilogramm zu realisieren, so dass sich eine besonders hohe Speicherkapazität auf gewichts- und bauraumgünstige Weise realisieren lässt.
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Durch den Einsatz der Temperiereinrichtung ist es dabei möglich, die sich in ihren Technologien voneinander unterschiedlichen Traktionsbatterien jeweils besonders vorteilhaft temperieren zu können, so dass ein hoher Betrag beziehungsweise eine hohe Menge an elektrischer Energie bauraumgünstig gespeichert werden kann. Gegenüber Lithium-Ionen-Batterien weisen Festkörperelektrolyt-Batterien darüber hinaus Vorteile hinsichtlich ihres Herstellverfahrens, der Sicherheit sowie ihrer Baugröße und ihres Gewichts sowie der Kosten auf. Ferner kann durch das gegenüber dem ersten Temperaturniveau höhere zweite Temperatur eine hinreichende Leistungsfähigkeit der beispielsweise als Festkörperelektrolyt-Batterie ausgebildeten, zweiten Traktionsbatterie gewährleistet werden, da beispielsweise ein bei einer solchen Festkörperelektrolyt-Batterie zum Einsatz kommender Feststoffelektrolyt eine hinreichende Leistungsfähigkeit in einem Temperaturbereich von einschließlich 60 Grad Celsius bis einschließlich 80 Grad Celsius aufweist.
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Insgesamt ermöglicht die erfindungsgemäße Speichereinrichtung im Vergleich zu herkömmlichen Speichereinrichtungen eine Reichweitenerhöhung, so dass das Kraftfahrzeug über eine besonders hohe Reichweite rein elektrisch angetrieben werden kann. Dies kann zu einer zunehmenden und breiten Akzeptanz von Batteriefahrzeugen führen. Ferner erlaubt die erfindungsgemäße Speichereinrichtung flexible Kombinationsmöglichkeiten für unterschiedliche Fahrzeugkonzepte und stellt ein zukunftsweisendes und sicheres Speicherkonzept dar.
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Beispielsweise durch Nutzung von Abwärme der ersten Traktionsbatterie und/oder von wenigstens einer von den Traktionsbatterien unterschiedlichen, weiteren elektrischen Komponente kann beispielsweise die zweite Traktionsbatterie besonders vorteilhaft temperiert, insbesondere auf dem zweiten Temperaturniveau gehalten, werden. Ferner kann dadurch beispielsweise die Anzahl an Temperierelementen wie Kühlern und/oder Wärmetauschern besonders gering gehalten werden, so dass die Kosten, das Gewicht und der Bauraumbedarf der Speichereinrichtung besonders gering gehalten werden können.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in einer einzigen Fig. eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Speichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Speichereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, welches beispielsweise als Elektro- oder Hybridfahrzeug ausgebildet ist. Das Kraftfahrzeug umfasst eine oder mehrere elektrische Maschinen, mittels welcher beziehungsweise mittels welchen das Kraftfahrzeug, insbesondere elektrisch, antreibbar ist. Hierzu ist beispielsweise die jeweilige elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreibbar. Um die jeweilige elektrische Maschine in ihrem jeweiligen Motorbetrieb und somit als Elektromotor betreiben zu können, wird die jeweilige elektrische Maschine mit elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom versorgt. Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, ist die Speichereinrichtung 10 dazu ausgebildet, elektrische Energie beziehungsweise elektrischen Strom, mit welcher beziehungsweise welchem die jeweilige elektrische Maschine versorgbar ist, zu speichern.
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Zu diesem Zweck umfasst die Speichereinrichtung 10 eine zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildete erste Traktionsbatterie 12, welche auch als Hochvolt-Batterie, HV-Batterie oder Energiespeicher bezeichnet wird. Insbesondere ist die erste Traktionsbatterie 12 beispielsweise als elektrochemischer Energiespeicher ausgebildet und umfasst beispielsweise eine Mehrzahl von elektrisch miteinander verbundenen Batteriezellen zum Speichern von elektrischer Energie. Beispielsweise ist die erste Traktionsbatterie 12 als Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet und basiert somit auf der hinlänglich bekannten Lithium-Ionen-Technologie, welche genutzt wird, um elektrische Energie zu speichern.
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Um nun eine besonders hohe Speicherkapazität zum Speichern von elektrischer Energie auf bauraum- und gewichtsgünstige Weise realisieren zu können, umfasst die Speichereinrichtung 10 wenigstens eine zweite Traktionsbatterie 14, welche auch als Hochvolt-Batterie, HV-Batterie oder Energiespeicher bezeichnet wird. Sowohl in der ersten Traktionsbatterie 12 als auch in der zweiten Traktionsbatterie 14 kann elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom gespeichert werden, mit welcher beziehungsweise welchem zumindest eine der elektrischen Maschinen versorgbar und dadurch betreibbar ist. Die zweite Traktionsbatterie 14 ist beispielsweise als Festkörperelektrolyt-Batterie ausgebildet und nutzt somit die Festkörperelektrolyt-Technologie zum Speichern der elektrischen Energie.
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Des Weiteren umfasst die Speichereinrichtung 10 eine im Ganzen mit 16 bezeichnete Temperiereinrichtung, mittels welcher – wie im Folgenden noch genauer erläutert wird – unter Temperieren der jeweiligen Traktionsbatterien 12 und 14 die erste Traktionsbatterie 12 auf einem ersten Temperaturniveau und die zweite Traktionsbatterie 14 auf einem gegenüber dem ersten Temperaturniveau höheren zweiten Temperaturniveau zu halten und somit betreibbar ist. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst die Temperiereinrichtung 16 wenigstens einen Fluidkreislauf 18, welcher von einem Fluid zum Temperieren der Traktionsbatterien 12 und 14 durchströmbar ist. Bei dem Fluid handelt es sich vorzugsweise um eine Flüssigkeit, welche im Rahmen des Temperierens der Traktionsbatterien 12 und 14 wenigstens einen Phasenübergang ausführen kann. Insbesondere kann das Fluid durch die Traktionsbatterien 12 und 14 strömen und somit Wärme mit den Traktionsbatterien 12 und 14 austauschen, so dass dadurch beispielsweise ein Wärmeübergang von dem Fluid an die jeweilige Traktionsbatterie 12 beziehungsweise 14 beziehungsweise umgekehrt von der jeweiligen Traktionsbatterie 12 beziehungsweise 14 an das Fluid erfolgen kann.
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Insbesondere umfasst der Fluidkreislauf 18 beispielsweise jeweilige, von dem Fluid durchströmbare Zweige 20, 22 und 24, wobei die Traktionsbatterie 12 beispielsweise in einem Zweig 20 und die Traktionsbatterie 14 beispielsweise in einem Zweig 22 angeordnet ist. In dem Fluidkreislauf 18 sind Ventilelemente 26 und 28 angeordnet, mittels welchen eine Strömung des Fluids, insbesondere durch den Fluidkreislauf 18 und dabei insbesondere durch die Zweige 20, 22 und 24, einstellbar ist. Die Ventilelemente 26 und 28 sind beispielsweise als Mehrwegeventile, insbesondere als Mehrwegemischer, ausgebildet, so dass beispielsweise das die Zweige 20, 22 und 24 durchströmende Fluid gemischt werden kann. Außerdem ist beispielsweise in dem Fluidkreislauf 18 eine Pumpe 30 angeordnet, mittels welcher das Fluid zu fördern ist beziehungsweise gefördert wird.
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Auf der bezogen auf die Bildebene der Fig. linken Seite L der Fig. ist eine elektrische Kopplung beziehungsweise Schaltung der Traktionsbatterien 12 und 14 veranschaulicht, wobei auf der rechten Seite R der Fig. eine fluidische Verschaltung der Traktionsbatterien 12 und 14, insbesondere über den Fluidkreislauf 18, veranschaulicht ist. Jeweilige Plus-Pole und Minus-Pole der Traktionsbatterien 12 und 14 beziehungsweise der Speichereinrichtung 10 insgesamt sind in der Fig. durch + und – veranschaulicht.
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Für die elektrische Kopplung beziehungsweise Zusammenschaltung der Traktionsbatterien 12 und 14 kommt beispielsweise eine Parallelschaltung der Traktionsbatterien 12 und 14 zum Einsatz. Bei einer in der Fig. durch durchgezogen Linien veranschaulichten ersten Variante jedoch sind die Traktionsbatterien 12 und 14 über einen zur ersten Variante gehörenden DC/DC-Wandler 32 und entsprechende, ebenfalls zu erste Variante gehörende Leitungen miteinander verschaltet, insbesondere miteinander elektrisch verbunden. Der Einsatz des DC/DC-Wandlers 32 ist optional und insofern vorteilhaft, als dadurch eine besonders hohe Flexibilität der Speichereinrichtung 10 hinsichtlich der Spannungslagen der Traktionsbatterien 12 und 14 realisierbar ist. Dadurch kann beispielsweise die Traktionsbatterie 14 mit einer hohen Speicherkapazität beziehungsweise mit großen Abmessungen sowie einer hohen Spannungslage ausgestaltet werden. Bei einer in der Fig. auf der linken Seite L durch gestrichelte Linien veranschaulichten zweiten Variante V2 entfällt beispielsweise der DC/DC-Wandler und die zugehörigen Leitungen, und an derer statt kommen Leitungen zum Einsatz, die durch die auf der linken Seite L gezeigten gestrichelten Linien veranschaulicht sind, wobei die Traktionsbatterien 12 und 14 bei der zweiten Variante V2, insbesondere über die bei der zweiten Variante V2 zum Einsatz kommenden und durch die gestrichelten Linien auf der linken Seite L veranschaulichten Leitungen, beispielsweise parallel zueinander geschaltet sind.
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Mittels der Temperiereinrichtung 16 kann beispielsweise die zweite Traktionsbatterie 14 auf ihr gegenüber dem ersten Temperaturniveau höheres zweites Temperaturniveau und somit auf ihre Betriebstemperatur gebracht werden. Dies geschieht beispielsweise unter Ausnutzung von Abwärme von von den Traktionsbatterien 12 und 14 unterschiedlichen, in dem Fluidkreislauf 18, insbesondere im Zweig 24, angeordneten elektrischen Komponenten 34 und 36 des Kraftfahrzeugs. Die jeweilige Komponente 34 beziehungsweise 36 wird auch als E/E-Komponente bezeichnet und ist beispielsweise als DC/AC-Umrichter, elektrische Maschine, DC/DC-Wandler oder aber als andere elektrische Komponente ausgebildet. Die jeweilige elektrische Komponente 34 beziehungsweise 36 kann von dem Fluid durchströmt werden, so dass beispielsweise ein Wärmeaustausch zwischen der jeweiligen elektrischen Komponente 34 beziehungsweise 36 und dem Fluid erfolgt. Insbesondere erfolgt beispielsweise ein Wärmeübergang von der jeweiligen elektrischen Komponente 34 beziehungsweise 36 an das Fluid, wodurch die jeweilige Komponente 34 beziehungsweise 36 gekühlt und das Fluid erwärmt wird. Strömt dann beispielsweise das dadurch erwärmte Fluid zu der und insbesondere durch die Traktionsbatterie 14, so kann beispielsweise ein Wärmeübergang von dem erwärmten Fluid an die Traktionsbatterie 14 erfolgen, wodurch das Fluid gekühlt und die Traktionsbatterie 14 erwärmt wird.
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Hierdurch kann die Traktionsbatterie 14 beispielsweise auf ihr zweites Temperaturniveau gebracht und insbesondere auf dem zweiten Temperaturniveau gehalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Traktionsbatterie 14 unter Nutzung von Abwärme von der ersten Traktionsbatterie 12 erwärmt beziehungsweise warm gehalten werden. Beispielsweise erfolgt ein Wärmeübergang von der ersten Traktionsbatterie 12 an das die erste Traktionsbatterie 12 durchströmende Fluid, wodurch das Fluid erwärmt und die erste Traktionsbatterie 12 gekühlt wird. Hierdurch können beispielsweise übermäßig hohe Temperaturen der Traktionsbatterie 12 vermieden werden, wodurch die Traktionsbatterie 12 beispielsweise auf ihrem ersten Temperaturniveau gehalten werden kann. Das infolge des Wärmeübergangs von der Traktionsbatterie 12 an das Fluid erwärmte Fluid strömt dann beispielsweise durch die Traktionsbatterie 14. Dann kann ein Wärmeübergang von dem erwärmten Fluid an die Traktionsbatterie 14 erfolgen, wodurch die Traktionsbatterie 14 erwärmt beziehungsweise warm gehalten wird.
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Das erste Temperaturniveau liegt beispielsweise in einem Temperaturbereich von einschließlich 25 Grad Celsius bis 50 Grad Celsius, wobei das zweite Temperaturniveau beispielsweise in einem Temperaturbereich von einschließlich 60 Grad Celsius bis einschließlich 80 Grad Celsius liegt. Dadurch können besonders vorteilhafte Speicherkapazitäten sowie Leistungsfähigkeiten der Traktionsbatterien 12 und 14 gewährleistet werden.
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Es ist erkennbar, dass unter dem Temperieren der jeweiligen Traktionsbatterien 12 und 14 ein Kühlen und/oder Erwärmen der Traktionsbatterien 12 und 14 verstanden werden kann. Bei dem in der Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiel umfasst die Temperiereinrichtung 16 eine in dem Fluidkreislauf 18 angeordnete Wärmepumpe 38, welche beispielsweise in den Zweigen 20 und 22 angeordnet ist. Mittels der Wärmepumpe 38 kann die Temperierung der Traktionsbatterien 12 und 14 unterstützt werden. Beispielsweise wird mittels der Wärmepumpe 38 ein Wärmeübergang von dem Zweig 20 beziehungsweise von dem den Zweig 20 durchströmenden Fluid an den Zweig 22 beziehungsweise an das den Zweig 22 durchströmende Fluid bewirkt, wodurch beispielsweise das den Zweig 22 durchströmende Fluid, welches sich beispielsweise auf dem zweiten Temperaturniveau befindet und somit eine höhere Temperatur als das den Zweig 20 durchströmende Fluid aufweist, erwärmt und das den Zweig 20 durchströmende Fluid gekühlt wird. Hierdurch können die Traktionsbatterien 12 und 14 auf ihren jeweiligen Temperaturniveaus gehalten werden.
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Zu Beginn eines Betriebs des Kraftfahrzeugs wird das Kraftfahrzeug beispielsweise zumindest überwiegend, insbesondere vollständig, mit elektrischer Energie aus der Traktionsbatterie 12 elektrisch gefahren. Mit zunehmender Temperatur der zweiten Traktionsbatterie 14 jedoch trägt auch diese mit Hilfe der in der Traktionsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie zum elektrischen Fahren bei und erweitert somit im Vergleich zur alleinigen Nutzung der Traktionsbatterie 12 die Reichweite, über die das Kraftfahrzeug elektrisch gefahren werden kann.
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Bei dem in der Fig. veranschaulichtem Ausführungsbeispiel umfasst die Temperiereinrichtung 16 einen optional vorgesehen Heizer 40, mittels welchem das Fluid elektrisch oder aber durch Verbrennung eines Brennstoffes beziehungsweise eines Kraftstoffes erwärmbar ist. Der Heizer 40 wird insbesondere genutzt, um die Traktionsbatterie 14 zu erwärmen beziehungsweise warm zu halten. Dabei sind eine entsprechende thermische Isolierung und Ausgestaltung der zweiten Traktionsbatterie 14 vorteilhaft. Der als Zusatzheizer ausgebildete Heizer 40 kann elektrisch und somit recht einfach und kostengünstig aufgebaut sein. Alternativ ist es denkbar, dass der Heizer 40 als Brenner ausgeführt ist, welcher beispielsweise mit umweltfreundlichem, regenerativ erzeugtem Gas oder Flüssigkeit als Brennstoff betrieben ist. Der Heizer 40 ist dann beispielsweise sehr effizient. Um beispielsweise den als Brenner ausgebildeten Heizer 40 mit dem Brennstoff zu versorgen, ist ein kleiner, in der Fig. nicht dargestellter Tank zum Aufnehmen des Brennstoffs vorgesehen, so dass beispielsweise ein Nachfüllen des Tanks bei Wartungsterminen des Kraftfahrzeugs ausreichend sein kann. In einer weiteren Ausprägung kann der Brenner vorteilhaft kombinierbar mit einer Standheizung des Kraftfahrzeugs sein. Energetisch besonders vorteilhaft ist die Speichereinrichtung 10 bei Flottenfahrzeugen und Taxis, da dort Stillstandszeiten, in denen die zweite Traktionsbatterie 14 abkühlt, relativ kurz sind.
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Die Speichereinrichtung 10 umfasst ferner ein als elektronische Recheneinrichtung ausgebildetes Steuergerät 42, welches für vorteilhafte Betriebsbedingungen insbesondere hinsichtlich Temperaturen und Lastverteilung der Traktionsbatterien 12 und 14 sorgt. Die genannten Komponenten in Form der Traktionsbatterien 12 und 14, der Ventilelemente 26 und 28, der Pumpe 30, des DC/DC-Wandlers 32, der Komponenten 34 und 36, der Wärmepumpe 38, des Heizers 40 und des Steuergeräts 42 sind beispielsweise mittels einer als Bus, insbesondere als Daten-Bus, ausgebildeten Vernetzung 44, insbesondere elektrisch und dabei beispielsweise signaltechnisch, miteinander vernetzt beziehungsweise miteinander verbunden. Hierdurch können beispielsweise die genannten Komponenten von dem Steuergerät 42 betrieben und somit geregelt oder gesteuert werden. Beispielsweise können Funktionen des Steuergeräts 42 in einem Batterie- oder Fahrzeug-Steuergerät implementiert sein.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung können Kühleinrichtungen zur Kühlung der Traktionsbatterie 12 und zur Kühlung der Komponenten 34 und 36 entfallen beziehungsweise minimiert werden, da die zweite Traktionsbatterie 14 eine Wärmesenke darstellt, welche Wärme von der Traktionsbatterie 12 und den Komponenten 34 und 36 aufnehmen kann. Somit muss die gesamte Temperierung nicht zwingend aufwendiger und kostenintensiver als bei herkömmlichen Anwendungen sein. Ein weiterer Vorteil kann sich ergeben, da die Traktionsbatterie 12 auch von vorhandenen Wärmequellen profitieren kann, da die Traktionsbatterie 12 beispielsweise dann, wenn sie geladen wird, schnell auf eine besonders vorteilhafte Temperatur gebracht werden kann.
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Ein weiterer Vorteil kann realisiert werden, wenn die Traktionsbatterie 12 beispielsweise als herkömmliche PHEV-Batterie, das heißt sehr leistungsstark ausgebildet wird. Bei der Traktionsbatterie 14 kann eine gegenüber der Leistungsfähigkeit der Traktionsbatterie 12 geringere Leistungsfähigkeit ausreichen, da Leistungsspitzen mit Hilfe der ersten Traktionsbatterie 12 bedient beziehungsweise abgefangen werden können. Die zweite Traktionsbatterie 14 kann somit besonders kostengünstig ausgestaltet und auf die Realisierung einer besonders hohen Energiespeicherfähigkeit ausgelegt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Speichereinrichtung
- 12
- erste Traktionsbatterie
- 14
- zweite Traktionsbatterie
- 16
- Temperiereinrichtung
- 18
- Fluidkreislauf
- 20
- Zweig
- 22
- Zweig
- 24
- Zweig
- 26
- Ventilelement
- 28
- Ventilelement
- 30
- Pumpe
- 32
- DC/DC-Wandler
- 34
- elektrische Komponente
- 36
- elektrische Komponente
- 38
- Wärmepumpe
- 40
- Heizer
- 42
- Steuergerät
- 44
- Vernetzung
- L
- linke Seite
- R
- rechte Seite
- V2
- zweite Variante
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013014903 A1 [0002]
