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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems für ein Elektrofahrzeug, wobei das Batteriesystem mindestens ein Batteriemodul und eine Kühleinrichtung zur Kühlung des mindestens einen Batteriemoduls aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug, welches mindestens ein Batteriemodul und eine Kühleinrichtung zur Kühlung des mindestens einen Batteriemoduls umfasst. Ferner betrifft die Erfindung ein Elektrofahrzeug, welches ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.
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Stand der Technik
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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 miteinander verschaltete Batteriemodule.
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Lithium-Batteriezellen neuartiger Technologien weisen Festkörperelektrolyte auf und haben verhältnismäßig hohe Energiedichten. Die chemischen Bestandteile von solchen Lithium-Batteriezellen sind hoch aktiv, können aber nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs, beispielsweise oberhalb von 80°C und unterhalb von 90°C, optimal betrieben werden. Batteriesysteme mit derartigen Lithium-Batteriezellen werden auch als Mitteltemperaturbatterien (Mid-T-Batterien) bezeichnet und haben außerhalb des besagten Temperaturbereichs einen verhältnismäßig hohen elektrischen Innenwiderstand. Deshalb können Mitteltemperaturbatterien außerhalb dieses Temperaturbereichs nicht optimal betrieben werden. Aber auch Lithium-Ionen-Batteriezellen mit flüssigem Elektrolyt können nur in bestimmten Temperaturbereichen optimal betrieben werden.
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Um eine Überhitzung der Batteriezellen über den bestimmten Temperaturbereich hinaus zu vermeiden weisen Batteriesysteme eine Kühleinrichtung zur Kühlung der Batteriemodule sowie der Batteriezellen auf. Falls es trotz der Kühleinrichtung zu einer Erwärmung über den bestimmten Temperaturbereich hinaus kommt, so wird der von den Batteriezellen lieferbare Strom reduziert. Bei einem reduzierten Strom steht dem Elektrofahrzeug nicht mehr die volle Leistung des Batteriesystems zur Verfügung.
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Aus den Dokumenten
US 2014/129063 A1 und
DE 10 2013 222 192 A1 ist jeweils ein Verfahren zum Steuern eines elektrisch betriebenen Fahrzeugs mit einem Energiespeichersystem bekannt. Das Fahrzeug umfasst dabei ein Thermokonditionierungssystem, mittels welchem das Energiespeichersystem erwärmt sowie gekühlt werden kann. Das Thermokonditionierungssystem wird derart angesteuert, dass eine Temperatur des Energiespeichersystems auf einen Sollwert geregelt wird. Der Sollwert wird aus historischen Fahrzeugbetriebstrends definiert.
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Das Dokument
US 2016/107537 A1 offenbart ein Verfahren zum Betreiben einer Batterie in einem Kraftfahrzeug. Dabei erfolgt eine Kühlung der Batterie, wenn eine Temperatur der Batterie einen ersten Schwellwert überschreitet. Wenn die Temperatur der Batterie einen zweiten Schwellwert unterschreitet wird die Kühlung der Batterie gestoppt. Der erste Schwellwert und der zweite Schwellwert können dabei im Betrieb des Kraftfahrzeugs an ein Fahrverhalten angepasst werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Es wird ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems für ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen. Das Batteriesystem weist dabei mindestens ein Batteriemodul, vorzugsweise mehrere Batteriemodule, und eine Kühleinrichtung zur Kühlung des mindestens einen Batteriemoduls auf. Das mindestens eine Batteriemodul weist mindestens eine Batteriezelle, vorzugsweise mehrere Batteriezellen, auf. Die Batteriezellen sind wieder aufladbar und elektrisch beispielsweise seriell als auch parallel miteinander verschaltet. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst dabei mindestens die nachfolgend genannten Schritte.
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Zunächst erfolgt ein Erfassen mindestens eines Werts eines angeforderten Stroms. Der angeforderte Strom wird beispielsweise durch Messung einer Stellung eines Gaspedals des Elektrofahrzeugs erfasst. Ein hoher angeforderter Strom bedeutet beispielsweise, dass der Fahrer des Elektrofahrzeugs eine Beschleunigung des Elektrofahrzeugs wünscht, oder auch, dass das Elektrofahrzeug gerade bergauf fährt.
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Ferner erfolgt ein Ermitteln einer Solltemperatur für das Batteriemodul aus dem mindestens einen erfassten Wert des angeforderten Stroms. Die Solltemperatur für das Batteriemodul ist also von dem Wert des angeforderten Stroms abhängig. Insbesondere ist dabei die Solltemperatur für das Batteriemodul kleiner, je größer der Wert des angeforderten Stroms ist. Der Zusammenhang zwischen dem Wert des angeforderten Stroms und der Solltemperatur für das Batteriemodul ist in der Regle nicht linear.
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Anschließend erfolgt ein Vergleichen der Solltemperatur für das Batteriemodul mit einer gemessenen Isttemperatur des Batteriemoduls. Zur Messung der Isttemperatur des Batteriemoduls ist mindestens ein Temperatursensor vorgesehen. Es ist auch denkbar, dass mehrere Temperatursensoren vorgesehen sind, welche die Temperaturen der einzelnen Batteriezellen messen, wobei aus den gemessenen Werten ein Wert der Isttemperatur des Batteriemoduls, beispielsweise als Mittelwert, errechnet wird.
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Wenn die Isttemperatur des Batteriemoduls größer als die Solltemperatur für das Batteriemodul ist, so erfolgt ein Aktivieren der Kühleinrichtung. Das Batteriemodul wird daraufhin von der Kühleinrichtung gekühlt, wodurch die Isttemperatur des Batteriemoduls sinkt.
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Wenn die Isttemperatur des Batteriemoduls kleiner als die Solltemperatur für das Batteriemodul ist, so erfolgt ein Deaktivieren der Kühleinrichtung. Das Batteriemodul wird daraufhin nicht von der Kühleinrichtung gekühlt. Aufgrund eines weiteren Stromflusses durch das Batteriemodul erfolgt jedoch eine Erwärmung des Batteriemoduls, wodurch die Isttemperatur des Batteriemoduls steigt.
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Die Isttemperatur des Batteriemoduls wird also mithilfe eines Regelkreises geregelt. Das Batteriemodul ist nur in einem vorgegebenen Temperaturbereich optimal betreibbar. Die Solltemperatur für das Batteriemodul entspricht dabei einem Sollwert des Regelkreises. Die Solltemperatur für das Batteriemodul wird derart ermittelt, dass die Isttemperatur des Batteriemoduls in dem vorgegebenen Temperaturbereich bleibt. Das Aktivieren sowie das Deaktivieren der Kühleinrichtung entspricht dabei der Funktion eines Zweipunktreglers in dem Regelkreis.
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Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist das Batteriemodul Mitteltemperaturbatteriezellen mit Festkörperelektrolyt auf. Das Batteriemodul ist beispielsweise in einem Temperaturbereich zwischen 80°C und 90°C optimal betreibbar.
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Gemäß einer anderen möglichen Ausgestaltung der Erfindung weist das Batteriemodul Lithium-Ionen-Batteriezellen mit flüssigem Elektrolyt auf. Das Batteriemodul ist beispielsweise in einem Temperaturbereich zwischen 5°C und 40°C optimal betreibbar.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Kühleinrichtung einen Kühlmittelkreislauf. Der Kühlmittelkreislauf weist einen dem Batteriemodul zugeordneten Wärmetauscher auf, mittels welchem Wärme zwischen dem Kühlmittelkreislauf und dem Batteriemodul austauschbar ist.
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Insbesondere ist dabei mittels des besagten Wärmetauschers Wärme von dem Batteriemodul zu dem Kühlmittelkreislauf übertragbar. Der Kühlmittelkreislauf weist auch mindestens ein Steuermittel zum Steuern eines Durchflusses eines Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf auf. Das Steuermittel übernimmt dabei die Funktion des Zweipunktreglers in dem Regelkreis.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Steuermittel des Kühlmittelkreislaufs als Ventil ausgeführt. Dabei erfolgt ein Aktivieren der Kühleinrichtung durch Öffnen des Ventils, und ein Deaktivieren der Kühleinrichtung erfolgt durch Schließen des Ventils. Das Ventil übernimmt dabei die Funktion des Zweipunktreglers in dem Regelkreis. Das Ventil ist entweder geöffnet oder geschlossen und kennt keine Mittelstellung.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens ein Steuermittel des Kühlmittelkreislaufs als Pumpe ausgeführt. Dabei erfolgt ein Aktivieren der Kühleinrichtung durch Einschalten der Pumpe, und ein Deaktivieren der Kühleinrichtung erfolgt durch Ausschalten der Pumpe. Die Pumpe übernimmt dabei die Funktion des Zweipunktreglers in dem Regelkreis. Die Pumpe ist entweder eingeschaltet oder ausgeschaltet. Insbesondere ist ein Betrieb der Pumpe mit variabler Leistung oder mit variabler Fördermenge nicht vorgesehen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird die Solltemperatur für das Batteriemodul derart ermittelt, dass die ermittelte Solltemperatur zwischen einer oberen Grenztemperatur und einer unteren Grenztemperatur liegt. Die Solltemperatur liegt also immer in einem Temperaturintervall, welches durch die obere Grenztemperatur und die untere Grenztemperatur definiert ist. Das besagte Temperaturintervall liegt vorteilhaft vollständig innerhalb des Temperaturbereichs, in dem das Batteriemodul optimal betreibbar ist.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden in periodischen Zeitabständen mehrere Werte des angeforderten Stroms erfasst, wobei den erfassten Werten des angeforderten Stroms zunächst jeweils ein Temperaturwert zugeordnet wird. Die Zuordnung kann beispielsweise mithilfe einer Kennlinie oder einer Lookup-Tabelle erfolgen. Anschließend wird eine Tiefpassfilterung der Temperaturwerte durchgeführt. Dann wird die Solltemperatur für das Batteriemodul aus den tiefpassgefilterten Temperaturwerten ermittelt.
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Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden in periodischen Zeitabständen mehrere Werte des angeforderten Stroms erfasst, wobei zunächst eine Tiefpassfilterung der Werte des angeforderten Stroms durchgeführt wird. Anschließend wird den tiefpassgefilterten Werten des angeforderten Stroms jeweils ein Zuordnungstemperaturwert zugeordnet. Die Zuordnung kann beispielsweise mithilfe einer Kennlinie oder einer Lookup-Tabelle erfolgen. Dann wird die Solltemperatur für das Batteriemodul aus den Zuordnungstemperaturwerten ermittelt.
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Es wird auch ein Batteriesystem für ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, welches mindestens ein Batteriemodul und eine Kühleinrichtung zur Kühlung des mindestens einen Batteriemoduls umfasst. Dabei ist das Batteriesystem zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet.
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Es wird auch ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, das mindestens ein erfindungsgemäßes Batteriesystem umfasst, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben wird.
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Vorteile der Erfindung
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Das erfindungsgenmäße Verfahren ermöglicht einen effizienten Betrieb eines Batteriesystems mit einem Batteriemodul. Das Verfahren ist für Batteriemodule mit allen Arten von Batteriezellen mit einem engen Temperaturbetriebsbereich geeignet, insbesondere für Mitteltemperaturbatteriezellen mit Festkörperelektrolyt, für Lithium-Ionen-Batteriezellen mit flüssigem Elektrolyt sowie für Blei-Säure-Batteriezellen. Das Verfahren verhindert vorteilhaft ein frühzeitiges Derating, also eine Stromreduzierung aufgrund einer zu hohen Batterietemperatur. Insbesondere bei Einsatz eines schaltenden Zweipunktreglers ist das erfindungsgenmäße Batteriesystem sehr kostengünstig. Dabei ist der in dem Batteriesystem verwendete Regelkreis sehr einfach zu applizieren. Das erfindungsgenmäße Verfahren erlaubt durch die Erkennung einer bevorstehenden Temperaturerhöhung oder Temperaturerniedrigung aufgrund eines angeforderten Stroms eine variable Vorgabe der Solltemperatur mit dem Ziel des sicheren Einregelns. Das erfindungsgenmäße Verfahren ist so konzipiert, dass die unterschiedlichen Lastzustände, insbesondere Beschleunigen des Elektrofahrzeugs, Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit sowie Segeln, angemessen berücksichtigt werden. Unter Segeln ist dabei ein Rollen des Elektrofahrzeugs zu verstehen, wobei kein Strom aus dem Batteriemodul entnommen wird.
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Figurenliste
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Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Batteriesystems,
- 2 eine schematische Darstellung eines Regelkreises zur Regelung einer Isttemperatur und
- 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben eines Batteriesystems.
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Ausführungsformen der Erfindung
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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.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriesystems 10 eines hier nicht dargestellten Elektrofahrzeugs. Das Batteriesystem 10 dient beispielsweise als Traktionsbatterie und liefert elektrische Energie an einen Elektromotor zum Antrieb des Elektrofahrzeugs. Das Batteriesystem 10 weist vorliegend ein Batteriemodul 5 auf, kann aber auch mehrere Batteriemodule 5 aufweisen, welche dann insbesondere seriell verschaltet sind.
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Das Batteriemodul 5 weist mehrere Batteriezellen 2 auf. Die Batteriezellen 2 sind innerhalb des Batteriemoduls 5 vorliegend elektrisch seriell verschaltet. 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.
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Die Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 5 weisen vorliegend Festkörperelektrolyte auf und sind als Mitteltemperaturbatteriezellen, beziehungsweise Mid-T-Batteriezellen, ausgebildet. Die besagten Batteriezellen 2 sind nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs, beispielsweise oberhalb von 80°C und unterhalb von 90°C, optimal betreibbar. Die Batteriezellen 2 können alternativ auch beispielsweise als Lithium-Ionen-Batteriezellen mit flüssigem Elektrolyt ausgebildet sein. Auch in diesem Fall sind die Batteriezellen 2 nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs optimal betreibbar, welcher sich jedoch von dem oben angegebenen Temperaturbereich unterscheiden kann.
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Das Batteriesystem 10 weist eine Kühleinrichtung 50 zur Kühlung der Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 5 auf. Die Kühleinrichtung 50 umfasst vorliegend einen Kühlmittelkreislauf 51. Der Kühlmittelkreislauf 51 weist einen dem Batteriemodul 5 zugeordneten Wärmetauscher 55 auf, mittels welchem Wärme zwischen dem Kühlmittelkreislauf 51 und dem Batteriemodul 5 austauschbar ist. Insbesondere ist dabei mittels des besagten Wärmetauschers 55 Wärme von dem Batteriemodul 5 zu dem Kühlmittelkreislauf 51 übertragbar. Der Kühlmittelkreislauf 51 umfasst ferner einen Kühler 52, mittels welchem Wärme von dem Kühlmittelkreislauf 51 an die Umgebung abführbar ist.
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Der Kühlmittelkreislauf 51 weist ein Ventil 54 und eine Pumpe 56 auf. Das Ventil 54 sowie die Pumpe 56 stellen jeweils ein Steuermittel zum Steuern eines Durchflusses Y eines Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf 51 dar. Das Ventil 54 sowie die Pumpe 56 sind an geeigneten Stellen des Kühlmittelkreislaufs 51 angeordnet. Das Ventil 54 sowie die Pumpe 56 sind insbesondere derart ansteuerbar, dass Wärme, die von dem Batteriemodul 5 an den Wärmetauscher 55 übertragen wird, durch den Kühlmittelkreislauf 51 zu dem Kühler 52 transportiert wird. Das Ventil 54 sowie die Pumpe 56 sind auch derart ansteuerbar, dass keine Wärme von dem Wärmetauscher 55 durch den Kühlmittelkreislauf 51 zu dem Kühler 52 transportiert wird.
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Wenn das Ventil 54 geöffnet ist und die Pumpe 56 eingeschaltet ist, so ist ein Durchfluss Y des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf 51 möglich und somit auch ein Transport von Wärme von dem Wärmetauscher 55 durch den Kühlmittelkreislauf 51 zu dem Kühler 52. Wenn das Ventil 54 geschlossen ist, sowie wenn die Pumpe 56 ausgeschaltet ist, so ist kein Durchfluss Y des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf 51 möglich und somit ist auch kein Transport von Wärme von dem Wärmetauscher 55 durch den Kühlmittelkreislauf 51 zu dem Kühler 52 möglich.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Regelkreises 30 zur Regelung einer Isttemperatur Tist des Batteriemoduls 5. In periodischen Zeitabständen werden mehrere Werte eines angeforderten Stroms Ireq erfasst. Mittels einer definierten Kennlinie 31 werden den erfassten Werten des angeforderten Stroms Ireq jeweils ein Temperaturwert Tw zugeordnet. Die Temperaturwerte Tw werden einem Tiefpassfilter 32 zugeführt, in welchem eine Tiefpassfilterung der Temperaturwerte Tw durchgeführt wird. Durch die Tiefpassfilterung werden die Temperaturwerte Tw gedämpft, welche sich aus den kurzzeitigen Schwankungen des angeforderten Stroms Ireq ergeben.
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Die tiefpassgefilterten Temperaturwerte Ttp werden einem Begrenzer 33 zugeführt, in welchem eine Solltemperatur Tsoll für das Batteriemodul 5 ermittelt wird. Die Solltemperatur Tsoll entspricht dabei dem tiefpassgefilterten Temperaturwert Ttp, wenn der tiefpassgefilterte Temperaturwert Ttp in einem Temperaturintervall liegt, welches durch eine obere Grenztemperatur und eine untere Grenztemperatur definiert ist. Wenn der tiefpassgefilterte Temperaturwert Ttp kleiner als die untere Grenztemperatur ist, so entspricht die Solltemperatur Tsoll der unteren Grenztemperatur. Wenn der tiefpassgefilterte Temperaturwert Ttp größer als die obere Grenztemperatur ist, so entspricht die Solltemperatur Tsoll der oberen Grenztemperatur. Die Solltemperatur Tsoll liegt somit zwischen der oberen Grenztemperatur und der unteren Grenztemperatur.
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Die Batteriezellen 2 des Batteriemoduls 5 sind, wie bereits erwähnt, nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs optimal betreibbar. Vorliegend erstreckt sich dieser Temperaturbereich von 80°C bis 90°C. Die Regelgröße des Regelkreises 30, also die Isttemperatur Tist des Batteriemoduls 5, weist eine Schwankungsbreite auf, welche von der Führungsgröße des Regelkreises 30, also von der Solltemperatur Tsoll, unabhängig ist. Beispielsweise beträgt die Schwankungsbreite 4°C. Die untere Grenztemperatur errechnet sich als Summe aus der unteren Grenze des Temperaturbereichs und der halben Schwankungsbreite. Die obere Grenztemperatur errechnet sich als Differenz aus der oberen Grenze des Temperaturbereichs und der halben Schwankungsbreite. Vorliegend errechnet sich also die untere Grenztemperatur zu 82°C und die obere Grenztemperatur errechnet sich zu 88°C.
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Mittels eines Vergleichers 36 wird die Solltemperatur Tsoll mit der gemessenen Isttemperatur Tist des Batteriemoduls 5 verglichen. Der Vergleicher 36 entspricht einer Subtraktionsstelle des Regelkreises 30 und subtrahiert die Isttemperatur Tist von der Solltemperatur Tsoll. Das Ergebnis dieser Subtraktion ist eine Temperaturdifferenz Tdelta, die einem Regler 34 zugeführt wird. Der Regler 34 ist als Zweipunktregler ausgebildet und ist entweder aktiv oder inaktiv. Wenn der Regler 34 aktiv ist, so ist die Kühleinrichtung 50 des Batteriesystems 10 aktiviert und das Batteriemodul 5 wird gekühlt. Wenn der Regler 34 inaktiv ist, so ist die Kühleinrichtung 50 des Batteriesystems 10 deaktiviert und das Batteriemodul 5 wird nicht gekühlt.
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Wenn die Isttemperatur Tist größer als die Solltemperatur Tsoll ist, so ist die Temperaturdifferenz Tdelta negativ. In diesem Fall wird der Regler 34 aktiv geschaltet und die Kühleinrichtung 50 wird aktiviert. Wenn die Isttemperatur Tist kleiner als die Solltemperatur Tsoll ist, so ist die Temperaturdifferenz Tdelta positiv. In diesem Fall wird der Regler 34 inaktiv geschaltet und die Kühleinrichtung 50 wird deaktiviert.
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Die Funktion des Reglers 34 in dem Regelkreis 30 kann beispielsweise das Ventil 54 in dem Kühlmittelkreislauf 51 übernehmen. Die Pumpe 56 ist dabei eingeschaltet. Den Regler 34 aktiv schalten entspricht dann dem Öffnen des Ventils 54. Den Regler 34 inaktiv schalten entspricht dann dem Schließen des Ventils 54.
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Die Funktion des Reglers 34 in dem Regelkreis 30 kann beispielsweise die Pumpe 56 in dem Kühlmittelkreislauf 51 übernehmen. Das Ventil 54 ist dabei geöffnet. Den Regler 34 aktiv schalten entspricht dann dem Einschalten der Pumpe 56. Den Regler 34 inaktiv schalten entspricht dann dem Ausschalten der Pumpe 56.
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Mittels des Reglers 34 wird der Durchflusses Y des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreislauf 51 gesteuert. Der Durchfluss Y des Kühlmittels wirkt auf eine Regelstrecke 35 des Regelkreises 30, welche dem Temperaturverhalten des Batteriemoduls 5 mit vorliegender Kühleinrichtung 50 entspricht. Der Ausgang der Regelstrecke 35 ist die gemessene Isttemperatur Tist des Batteriemoduls 5, welche zu dem Vergleicher 36 zurückgeführt wird.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Verfahrens zum Betreiben des in 1 dargestellten Batteriesystems 10 in einem Elektrofahrzeug. In einem Startschritt 100 werden das Elektrofahrzeug und das Batteriesystem 10 eingeschaltet. Mittels einer nicht dargestellten Heizeinrichtung wird das Batteriemodul 5 dabei erwärmt.
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In einem Schritt 101 erfolgt eine Messung der Isttemperatur Tist des Batteriemoduls 5, beispielsweise mittels eines Temperatursensors. Wenn die Isttemperatur Tist eine vorgegebene Betriebstemperatur erreicht hat, so wird in einem Schritt 102 der Regelkreis 30 aktiviert. Die Betriebstemperatur liegt vorzugsweise in der Mitte des Temperaturbereichs, in welchem das Batteriemodul 5 optimal betreibbar ist. Vorliegend beträgt die Betriebstemperatur beispielsweise 85°C.
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In einem Schritt 103 erfolgt ein Erfassen von Werten des angeforderten Stroms Ireq, beispielsweise durch Messung einer Stellung eines Gaspedals des Elektrofahrzeugs. In einem Schritt 104 wird mittels der definierten Kennlinie 31 den erfassten Werten des angeforderten Stroms Ireq jeweils ein Temperaturwert Tw zugeordnet. In einem Schritt 105 wird eine Tiefpassfilterung der Temperaturwerte Tw durchgeführt, welche die Temperaturwerte Tw dämpft, die sich aus den kurzzeitigen Schwankungen des angeforderten Stroms Ireq ergeben.
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In einem Schritt 106 wird aus den tiefpassgefilterten Temperaturwerten Ttp die Solltemperatur Tsoll für das Batteriemodul 5 ermittelt. Anschließend wird der Schritt 103 wiederholt, in welchem die Werte des angeforderten Stroms Ireq erfasst werden.
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Der Betrieb des Elektrofahrzeugs und des Batteriesystems 10 endet zu einem späteren Zeitpunkt mit einem Endschritt 110.
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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.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2014129063 A1 [0005]
- DE 102013222192 A1 [0005]
- US 2016107537 A1 [0006]
