DE102018213261A1 - Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems und Elektrofahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems für ein Elektrofahrzeug, wobei das Batteriesystem mindestens zwei parallel verschaltbare Batteriemodule aufweist und jedes Batteriemodul mindestens eine Batteriezelle aufweist, und wobei die einzelnen Batteriemodule separat und unabhängig voneinander auf einen Verbraucher zuschaltbar sind, umfassend folgende Schritte:
- Erfassen einer ersten Modultemperatur eines ersten Batteriemoduls und einer zweiten Modultemperatur eines zweiten Batteriemoduls;
- Zuschalten des ersten Batteriemoduls auf den Verbraucher,
wenn die Modultemperatur des ersten Batteriemoduls eine vorgegebene Minimaltemperatur überschreitet, und
wenn die Modultemperatur des zweiten Batteriemoduls die vorgegebene Minimaltemperatur unterschreitet;
- Zuschalten des zweiten Batteriemoduls auf den Verbraucher frühestens, wenn die Modultemperatur des zweiten Batteriemoduls die vorgegebene Minimaltemperatur überschreitet.
Die Erfindung betrifft ein Elektrofahrzeug, das ein Batteriesystem umfasst, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems für ein Elektrofahrzeug, wobei das Batteriesystem mindestens zwei parallel verschaltbare Batteriemodule aufweist und jedes Batteriemodul mindestens eine Batteriezelle aufweist, und wobei die einzelnen Batteriemodule separat und unabhängig voneinander auf einen Verbraucher zuschaltbar sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Elektrofahrzeug, welches ein Batteriesystem umfasst, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.
  • Stand der Technik
  • Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft vermehrt elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen werden. In elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, wie Elektrofahrzeugen und Hybridfahrzeugen, aber auch in stationären Anwendungen werden aufladbare Batteriesysteme eingesetzt, vorwiegend um elektrische Antriebseinrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen. Für solche Anwendungen eignen sich insbesondere Batteriesysteme mit Lithium-Batteriezellen. Lithium-Batteriezellen zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Mehrere derartige Lithium-Batteriezellen werden elektrisch seriell als auch parallel miteinander verschaltet und zu Batteriemodulen verbunden. Ein Batteriesystem des Elektrofahrzeugs umfasst mehrere derartig ausgebildete und parallel miteinander verschaltete Batteriemodule.
  • Bei tiefen Temperaturen können Lithium-Batteriezellen enthaltende Batteriemodule nicht oder zumindest nicht optimal betrieben werden, da die Lithium-Batteriezellen bei tiefen Temperaturen einen verhältnismäßig hohen Innenwiderstand aufweisen. Vor dem Zuschalten eines Batteriemoduls auf einen Verbraucher sollte eine Modultemperatur des Batteriemoduls daher eine vorgegebene Minimaltemperatur überschreiten.
  • Wenn die Batteriemodule des Batteriesystems einzeln entnehmbar sind und einzeln mittels eines externen Ladegeräts aufgeladen werden können, so kann es vorkommen, dass einzelne Batteriemodule, die aus dem Batteriesystem entnommen und in einer Wohnung aufgeladen werden, eine höhere Modultemperatur aufweisen als andere Batteriemodule, die während dessen in dem Batteriesystem verbleiben. Besonders stark unterschiedliche Modultemperaturen können auftreten, wenn das Batteriesystem Teil eines Elektrofahrzeugs ist, welches bei tiefen Temperaturen in einem Außenbereich abgestellt ist.
  • Ferner können die Batteriemodule eines solchen Batteriesystems unterschiedliche Ladezustände aufweisen. Bei Herstellung einer Parallelschaltung von Batteriemodulen mit unterschiedlichen Ladezuständen fließt ein Ausgleichsstrom zwischen den Batteriemodulen. Vor der Herstellung einer Parallelschaltung der einzelnen Batteriemodule müssen daher die Ladezustände der Batteriemodule zumindest annähernd gleich sein um solche Ausgleichsströme zu minimieren.
  • Aus dem Dokument US 2012/0293130 A1 ist ein Batteriesystem mit einer Mehrzahl von Batteriezellen bekannt, welche seriell zu mehreren Zellstapeln verschaltet sind. Jeder Zellstapel ist dabei mittels eines Schalters auf einen Verbraucher zuschaltbar, so dass eine Parallelschaltung der besagten Zellstapel erzeugt werden kann. Die Schalter werden dabei von einer Steuereinheit angesteuert, wobei die Steuereinheit Zustandsgrößen der einzelnen Zellstapel misst oder berechnet.
  • In dem Dokument US 2015/0360579 sind ein Elektrofahrzeug sowie ein dafür vorgesehenes Steuerungsverfahren offenbart. Das Elektrofahrzeug umfasst erste und zweite Batterien, welche parallel sowie auch seriell verschaltbar sind. Dabei werden die einzelnen Batterien in Abhängigkeit von gemessenen Temperaturen der Batterien parallel verschaltet.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems für ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen. Das Batteriesystem weist dabei mindestens zwei parallel verschaltbare Batteriemodule auf. Jedes der Batteriemodule weist mindestens eine Batteriezelle, vorzugsweise mehrere Batteriezellen, auf. Bei den Batteriezellen handelt es sich beispielsweise um wieder aufladbare Lithium-Batteriezellen, welche elektrisch seriell als auch parallel miteinander verschaltet sind.
  • Die einzelnen Batteriemodule sind separat und unabhängig voneinander auf einen Verbraucher zuschaltbar. Unter Zuschalten ist unter anderem das Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Verbraucher zu verstehen, wodurch elektrische Energie von dem zugeschalteten Batteriemodul zu dem Verbraucher fließen kann. Unter Zuschalten ist auch das Herstellen einer elektrischen Verbindung einzelner Batteriemodule zu verstehen, wodurch die zugeschalteten Batteriemodule parallel miteinander verschaltet werden. Die so parallel miteinander verschalteten Batteriemodule können dann mit einem Verbraucher verbunden werden.
  • Auch sind die einzelnen Batteriemodule separat und unabhängig voneinander aus dem Batteriesystem entnehmbar und können mittels eines externen Ladegeräts separat aufgeladen werden. Insbesondere kann also jedes Batteriemodul entnommen und geladen werden, während die übrigen Batteriemodule in dem Batteriesystem verbleiben und dabei nicht geladen werden. Somit können die einzelnen Batteriemodule beim Starten des Elektrofahrzeugs unterschiedliche Modultemperaturen sowie unterschiedliche Ladezustände aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren wird insbesondere dann ausgeführt, wenn das Elektrofahrzeug und damit auch das Batteriesystem nach einer Phase der Nichtbenutzung in Betrieb genommen werden, beispielsweise beim Starten des Elektrofahrzeugs morgens, nachdem das Elektrofahrzeug in der vorhergehenden Nacht nicht benutzt wurde. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere dann vorteilhaft anwendbar, wenn während der Phase der Nichtbenutzung einzelne Batteriemodule mittels eines externen Ladegeräts geladen wurden. Dadurch können die Batteriemodule des Batteriesystems unterschiedliche Modultemperaturen sowie unterschiedliche Ladezustände aufweisen. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei mindestens die nachfolgend genannten Schritte.
  • Zunächst erfolgt ein Erfassen einer ersten Modultemperatur eines ersten Batteriemoduls des Batteriesystems und einer zweiten Modultemperatur eines zweiten Batteriemoduls des Batteriesystems. Dann erfolgt ein Zuschalten des ersten Batteriemoduls auf den Verbraucher, wenn die Modultemperatur des ersten Batteriemoduls eine vorgegebene Minimaltemperatur überschreitet, und wenn die Modultemperatur des zweiten Batteriemoduls die vorgegebene Minimaltemperatur unterschreitet.
  • Ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls des Batteriesystems auf den Verbraucher erfolgt jedoch frühestens, wenn die Modultemperatur des zweiten Batteriemoduls die vorgegebene Minimaltemperatur ebenfalls überschreitet. Es ist denkbar, dass zum Zuschalten des zweiten Batteriemoduls auf den Verbraucher noch weitere Bedingungen erfüllt sein müssen. Derartige Bedingungen sind nachfolgend beschrieben.
  • Vorzugsweise werden, wenn die Modultemperatur des zweiten Batteriemoduls die vorgegebene Minimaltemperatur überschreitet, die nachfolgend genannten Schritte ausgeführt.
  • Zunächst erfolgt ein Erfassen eines durch den Verbraucher fließenden Batteriestroms. Anschließend erfolgt ein Vergleichen des durch den Verbraucher fließenden Batteriestroms mit einem vorgegebenen Stromschwellenwert.
  • Ebenso erfolgt zunächst ein Erfassen eines ersten Ladezustands des ersten Batteriemoduls und eines zweiten Ladezustands des zweiten Batteriemoduls. Anschließend erfolgt ein Vergleichen des ersten Ladezustands des ersten Batteriemoduls mit dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls auf den Verbraucher frühestens, wenn der durch den Verbraucher fließende Batteriestrom den vorgegebenen Stromschwellenwert unterschreitet, und wenn der Betrag einer Differenz aus dem ersten Ladezustand des ersten Batteriemoduls und dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
  • Bevorzugt erfolgt ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls auf den Verbraucher erst, wenn ein von dem zweiten Batteriemodul lieferbarer Modulstrom mindestens halb so groß ist wie der durch den Verbraucher fließende Batteriestrom. Für einen symmetrischen Betrieb des Batteriesystems ist es wichtig, dass die Modulströme der parallel geschalteten Batteriemodule zumindest annähernd gleich sind. Somit müssen das erste Batteriemodul und das zweite Batteriemodul nach dem Zuschalten jeweils die Hälfte des durch den Verbraucher fließenden Batteriestroms liefern. Das erste Batteriemodul liefert vor dem Zuschalten des zweiten Batteriemoduls den ganzen durch den Verbraucher fließenden Batteriestrom und ist somit in jedem Fall in der Lage, die Hälfte des durch den Verbraucher fließenden Batteriestroms zu liefern.
  • Der von dem zweiten Batteriemodul lieferbare Modulstrom ist unter anderem von der zweiten Modultemperatur abhängig. Solange die zweite Modultemperatur die vorgegebene Minimaltemperatur unterschreitet, kann das zweite Batteriemodul keinen Modulstrom liefern. Wenn die zweite Modultemperatur eine vorgegebene Betriebstemperatur überschreitet, so kann das zweite Batteriemodul einen maximalen Modulstrom liefern. Die Betriebstemperatur ist dabei größer als die Minimaltemperatur. Wenn die zweite Modultemperatur zwischen der Minimaltemperatur und der Betriebstemperatur liegt, so steigt der Modulstrom, den das zweite Batteriemodul liefern kann, an, insbesondere linear in Form einer Rampe.
  • Bevorzugt unterbleibt ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls auf den Verbraucher, wenn der von dem zweiten Batteriemodul lieferbare Modulstrom höchstens halb so groß ist wie der durch den Verbraucher fließende Batteriestrom. In diesem Fall könnte eine Parallelschaltung aus dem ersten Batteriemodul und dem zweiten Batteriemodul nicht den von dem Verbraucher benötigten Batteriestrom liefern.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung unterbleibt ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls auf den Verbraucher, wenn der durch den Verbraucher fließende Batteriestrom den vorgegebenen Stromschwellenwert überschreitet.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung unterbleibt ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls auf den Verbraucher auch, wenn der Betrag der Differenz aus dem ersten Ladezustand des ersten Batteriemoduls und dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und wenn der erste Ladezustand des ersten Batteriemoduls höher ist als der zweite Ladezustand des zweiten Batteriemoduls. In diesem Fall wird zunächst ausschließlich das erste Batteriemodul entladen, bis die Ladezustände der Batteriemodule sich aneinander angeglichen haben.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt ein Umschalten auf das zweite Batteriemodul, wenn der Betrag der Differenz aus dem ersten Ladezustand des ersten Batteriemoduls und dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und wenn der erste Ladezustand des ersten Batteriemoduls geringer ist als der zweite Ladezustand des zweiten Batteriemoduls. Umschalten bedeutet hier, dass das erste Batteriemodul abgeschaltet, also von dem Verbraucher elektrisch getrennt, wird, und dass das zweite Batteriemodul zugeschaltet wird. In diesem Fall wird zunächst ausschließlich das zweite Batteriemodul entladen, bis die Ladezustände der Batteriemodule sich aneinander angeglichen haben.
  • Es wird auch ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, das ein Batteriesystem umfasst, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.
  • Vorteile der Erfindung
  • Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können Batteriemodule eines Batteriesystems, die unterschiedliche Modultemperaturen aufweisen, verhältnismäßig schnell parallel miteinander verschaltet werden, wobei insbesondere eine Verschwendung von elektrischer Energie weitgehend vermieden wird. Ebenso können Batteriemodule eines Batteriesystems, die sich auf unterschiedlichem Ladezustandsniveau befinden, verhältnismäßig schnell parallel miteinander verschaltet werden. Die Zuschaltung der einzelnen Batteriemodule erfolgt, sobald alle erforderlichen Zuschaltbedingungen erfüllt sind. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht dabei, einem Elektrofahrzeug verhältnismäßig schnell eine maximal mögliche Leistung zur Verfügung zu stellen. Durch Umschaltvorgänge zwischen den Batteriemodulen und daraus folgendem abwechselnden Betrieb der einzelnen Batteriemodule wird auch ein Überhitzen der Batteriemodule und des Batteriesystems vorteilhaft verhindert. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt auch eine möglichst lange Betriebsdauer des Elektrofahrzeugs und damit eine höhere Reichweite des Elektrofahrzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zur Anwendung in Batteriesystemen mit einer beliebigen Anzahl von parallel verschaltbaren Batteriemodulen geeignet. Dabei ist das erfindungsgemäße Verfahren derart konzipiert, dass keine zusätzlichen Hardwarekomponenten erforderlich sind. Insbesondere kann auf eine Balancingeinheit vorteilhaft verzichtet werden. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere für kostengünstige Massenmarktsysteme geeignet.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Batteriesystems mit mehreren Batteriemodulen und
    • 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines Batteriesystems.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriesystems 10 für ein Elektrofahrzeug mit mehreren Batteriemodulen 5. Jedes der Batteriemodule 5 des Batteriesystems 10 umfasst mehrere Batteriezellen 2, die vorliegend elektrisch seriell miteinander verschaltet sind. Die Batteriezellen 2 können innerhalb eines Batteriemoduls 5 sowohl parallel als auch seriell miteinander verschaltet sein. Vorliegend sind alle Batteriemodule 5 des Batteriesystems 10 identisch ausgebildet.
  • Jede Batteriezelle 2 umfasst eine Elektrodeneinheit, welche jeweils eine Anode und eine Kathode aufweist. Die Anode der Elektrodeneinheit ist mit einem negativen Terminal der Batteriezelle 2 verbunden. Die Kathode der Elektrodeneinheit ist mit einem positiven Terminal der Batteriezelle 2 verbunden. Zur seriellen Verschaltung der Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 5 ist jeweils das negative Terminal einer Batteriezelle 2 mit dem positiven Terminal der benachbarten Batteriezelle 2 elektrisch verbunden.
  • Die Batteriemodule 5 sind vorliegend elektrisch parallel verschaltbar. Eingangsseitig sind die Batteriemodule 5 elektrisch miteinander verbunden. Ausgangsseitig ist jedes der Batteriemodule 5 mit einem separaten Modulschalter 61 elektrisch verbunden. Durch Schließen der Modulschalter 61 sind die Batteriemodule 5 auch ausgangsseitig elektrisch miteinander verbunden. Bei geschlossenen Modulschalter 61 sind die Batteriemodule 5 somit elektrisch parallel verschaltet.
  • Das Batteriesystem 10 ist mit einem Verbraucher 20 des Elektrofahrzeugs, insbesondere mit einem Antriebsmotor, verbunden. Dem Verbraucher 20 ist ein Hauptschalter 65 zugeordnet. Bei geschlossenem Modulschalter 61 und geschlossenem Hauptschalter 65 fließt ein Modulstrom IM durch das betreffende Batteriemodul 5. Durch den Verbraucher 20 fließt ein Batteriestrom IB. Der Batteriestrom IB entspricht der Summe der Modulströme IM der parallel geschalteten Batteriemodule 5.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines Batteriesystems 10, das mit einem Verbraucher 20 eines Elektrofahrzeugs verbunden ist. In einem Startschritt 100 werden das Elektrofahrzeug und das Batteriesystem 10 eingeschaltet. Es erfolgt ein Erfassen aller Modultemperaturen von allen Batteriemodulen 5. Das Verfahren wird hier vereinfacht anhand eines Batteriesystems 10 mit einem ersten Batteriemodul 5 und einem zweiten Batteriemodul 5 beschrieben. Dabei wird das Batteriemodul 5 mit der höheren Modultemperatur als das erste Batteriemodul 5 bezeichnet, und das Batteriemodul 5 mit der niedrigeren Modultemperatur wird als das zweite Batteriemodul 5 bezeichnet. Das Verfahren kann selbstverständlich an ein Batteriesystem 10 mit mehreren Batteriemodulen 5 angepasst werden.
  • Zunächst erfolgt in einem Schritt 101 ein Vergleich der ersten Modultemperatur mit einer vorgegebenen Minimaltemperatur. Wenn die erste Modultemperatur geringer als die Minimaltemperatur ist, so kann kein Batteriemodul 5 zugeschaltet werden. Wenn die erste Modultemperatur größer als die Minimaltemperatur ist, so erfolgt in einem Schritt 102 ein Vergleich der zweiten Modultemperatur mit der vorgegebenen Minimaltemperatur.
  • Wenn die zweite Modultemperatur geringer als die Minimaltemperatur ist, so erfolgt in einem Schritt 103 ein Zuschalten des ersten Batteriemoduls 5 auf den Verbraucher 20. In einem Schritt 104 erfolgt ein Betrieb des Elektrofahrzeugs, wobei die zweite Modultemperatur ansteigt, und wobei ein erster Ladezustand des ersten Batteriemoduls 5 abnimmt.
  • In einem wiederholten Schritt 102 erfolgt wieder ein Vergleich der zweiten Modultemperatur mit der vorgegebenen Minimaltemperatur. Wenn die zweite Modultemperatur nun höher als die Minimaltemperatur ist, so erfolgt in einem Schritt 203 ein Erfassen eines durch den Verbraucher 20 fließenden Batteriestroms IB sowie ein Vergleichen des Batteriestroms IB mit einem vorgegebenen Stromschwellenwert.
  • Wenn der durch den Verbraucher 20 fließende Batteriestrom IB den vorgegebenen Stromschwellenwert überschreitet, so kann das zweite Batteriemodul 5 nicht zugeschaltet werden, und das Elektrofahrzeug wird in einem Schritt 204 weiter mit dem ersten Batteriemodul 5 betrieben. Schritt 203 wird wiederholt.
  • Wenn der durch den Verbraucher 20 fließende Batteriestrom IB den vorgegebenen Stromschwellenwert unterschreitet, so erfolgt in einem Schritt 205 ein Erfassen eines ersten Ladezustands des ersten Batteriemoduls 5 und eines zweiten Ladezustands des zweiten Batteriemoduls 5. Ferner erfolgt ein Vergleichen des ersten Ladezustands des ersten Batteriemoduls 5 mit dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls 5.
  • Wenn der Betrag der Differenz aus dem ersten Ladezustand des ersten Batteriemoduls 5 und dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls 5 einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und wenn der erste Ladezustand des ersten Batteriemoduls 5 geringer ist als der zweite Ladezustand des zweiten Batteriemoduls 5, so erfolgt in einem Schritt 206 ein Umschalten auf das zweite Batteriemodul 5. Dann wird das Elektrofahrzeug in einem Schritt 207 weiter mit dem zweiten Batteriemodul 5 betrieben. Schritt 203 wird wiederholt.
  • Wenn der Betrag der Differenz aus dem ersten Ladezustand des ersten Batteriemoduls 5 und dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls 5 den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und wenn der erste Ladezustand des ersten Batteriemoduls 5 höher ist als der zweite Ladezustand des zweiten Batteriemoduls 5, so unterbleibt ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls 5, und das Elektrofahrzeug wird in einem Schritt 208 weiter mit dem ersten Batteriemodul 5 betrieben. Schritt 203 wird wiederholt.
  • Wenn der Betrag einer Differenz aus dem ersten Ladezustand des ersten Batteriemoduls 5 und dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls 5 den vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet, so erfolgt in einem Schritt 211 eine Ermittlung eines von dem zweiten Batteriemodul 5 aktuell lieferbaren Modulstroms IM.
  • Der von dem zweiten Batteriemodul 5 lieferbare Modulstrom IM ist insbesondere von der zweiten Modultemperatur abhängig. Solange die zweite Modultemperatur die vorgegebene Minimaltemperatur unterschreitet, kann das zweite Batteriemodul 5 keinen Modulstrom IM liefern. Wenn die zweite Modultemperatur eine vorgegebene Betriebstemperatur überschreitet, welche größer als die Minimaltemperatur ist, so kann das zweite Batteriemodul 5 einen maximalen Modulstrom IM liefern. Wenn die zweite Modultemperatur zwischen der Minimaltemperatur und der Betriebstemperatur liegt, so steigt der Modulstrom IM, den das zweite Batteriemodul 5 liefern kann, beispielsweise linear in Form einer Rampe an.
  • Wenn der von dem zweiten Batteriemodul 5 lieferbare Modulstrom IM höchstens halb so groß ist wie der durch den Verbraucher 20 fließende Batteriestrom IB, so unterbleibt ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls 5, und das Elektrofahrzeug wird in einem Schritt 212 weiter mit dem ersten Batteriemodul 5 betrieben. Schritt 203 wird wiederholt.
  • Wenn der von dem zweiten Batteriemodul 5 lieferbare Modulstrom IM mindestens halb so groß ist wie der durch den Verbraucher 20 fließende Batteriestrom IB, so erfolgt in einem Schritt 213 ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls 5.
  • Danach wird das Elektrofahrzeug in einem Schritt 214 mit dem ersten Batteriemodul 5 und dem zweiten Batteriemodul 5 betrieben, welche nun parallel geschaltet sind. Der Fahrbetrieb endet zu einem späteren Zeitpunkt mit einem Endschritt 400.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
  • 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 2012/0293130 A1 [0006]
    • US 2015/0360579 [0007]

Claims (9)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems (10) für ein Elektrofahrzeug, wobei das Batteriesystem (10) mindestens zwei parallel verschaltbare Batteriemodule (5) aufweist und jedes Batteriemodul (5) mindestens eine Batteriezelle (2) aufweist, und wobei die einzelnen Batteriemodule (5) separat und unabhängig voneinander auf einen Verbraucher (20) zuschaltbar sind, umfassend folgende Schritte: - Erfassen einer ersten Modultemperatur eines ersten Batteriemoduls (5) und einer zweiten Modultemperatur eines zweiten Batteriemoduls (5); - Zuschalten des ersten Batteriemoduls (5) auf den Verbraucher (20), wenn die Modultemperatur des ersten Batteriemoduls (5) eine vorgegebene Minimaltemperatur überschreitet, und wenn die Modultemperatur des zweiten Batteriemoduls (5) die vorgegebene Minimaltemperatur unterschreitet; - Zuschalten des zweiten Batteriemoduls (5) auf den Verbraucher (20) frühestens, wenn die Modultemperatur des zweiten Batteriemoduls (5) die vorgegebene Minimaltemperatur überschreitet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei wenn die Modultemperatur des zweiten Batteriemoduls (5) die vorgegebene Minimaltemperatur überschreitet, folgende Schritte ausgeführt werden: - Erfassen eines durch den Verbraucher (20) fließenden Batteriestroms (IB); - Vergleichen des durch den Verbraucher (20) fließenden Batteriestroms (IB) mit einem vorgegebenen Stromschwellenwert; - Erfassen eines ersten Ladezustands des ersten Batteriemoduls (5) und eines zweiten Ladezustands des zweiten Batteriemoduls (5); - Vergleichen des ersten Ladezustands des ersten Batteriemoduls (5) mit dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls (5).
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls (5) auf den Verbraucher (20) frühestens erfolgt, wenn der durch den Verbraucher (20) fließende Batteriestrom (IB) den vorgegebenen Stromschwellenwert unterschreitet, und wenn der Betrag einer Differenz aus dem ersten Ladezustand des ersten Batteriemoduls (5) und dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls (5) einen vorgegebenen Schwellenwert unterschreitet.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls (5) auf den Verbraucher (20) erfolgt, wenn ein von dem zweiten Batteriemodul (5) lieferbarer Modulstrom (IM) mindestens halb so groß ist wie der durch den Verbraucher (20) fließende Batteriestrom (IB).
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls (5) auf den Verbraucher (20) unterbleibt, wenn der von dem zweiten Batteriemodul (5) lieferbare Modulstrom (IM) höchstens halb so groß ist wie der durch den Verbraucher (20) fließende Batteriestrom (IB).
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls (5) auf den Verbraucher (20) unterbleibt, wenn der durch den Verbraucher (20) fließende Batteriestrom (IB) den vorgegebenen Stromschwellenwert überschreitet.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei ein Zuschalten des zweiten Batteriemoduls (5) auf den Verbraucher (20) unterbleibt, wenn der Betrag der Differenz aus dem ersten Ladezustand des ersten Batteriemoduls (5) und dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls (5) den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und wenn der erste Ladezustand des ersten Batteriemoduls (5) höher ist als der zweite Ladezustand des zweiten Batteriemoduls (5).
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei ein Umschalten auf das zweite Batteriemodul (5) erfolgt, wenn der Betrag der Differenz aus dem ersten Ladezustand des ersten Batteriemoduls (5) und dem zweiten Ladezustand des zweiten Batteriemoduls (5) den vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, und wenn der erste Ladezustand des ersten Batteriemoduls (5) geringer ist als der zweite Ladezustand des zweiten Batteriemoduls (5).
  9. Elektrofahrzeug, umfassend mindestens ein Batteriesystem (10), welches mit einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche betrieben wird.
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