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Die Erfindung betrifft ein Verfahren, eine Verwendung des Verfahrens und eine Steuereinrichtung, mit deren Hilfe eine Traktionsbatterie für extreme Anwendungen temperiert werden kann.
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Aus US 2009 / 0 243 538 A1 ist es bekannt eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs vor einem beabsichtigten Start vorzuheizen, um die Lebensdauer der Traktionsbatterie zu verbessern.
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Aus
DE 10 2011 107 540 A1 ist es bekannt eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs während des Fahrens in einem Sportbetriebsmodus stärker als in einem normalen Betriebsmodus zu kühlen.
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Aus
DE 10 2018 126 290 B3 ist es bekannt eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs bei einer kurzzeitigen Überbelastung, beispielsweise bei einem Überhohlvorgang, stärker zu kühlen.
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Aus
DE 10 2020 004 796 A1 ist es bekannt bei einem elektrisch angetriebenen Rennfahrzeug die Leistungsabgabe und eine Leistungsaufnahme einer Traktionsbatterie während einer Rundenfahrt auf der Rennstrecke zu messen und eine Temperaturregelung der Traktionsbatterie derart an den gemessenen zu erwartenden Leistungsverlauf der Traktionsbatterie anzupassen, dass eine temperaturbedingte Leistungsherabsetzung vermieden wird.
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Aus
DE 10 2011 119 378 A1 ist es bekannt eine Traktionsbatterie vor einem Start eines Kraftfahrzeugs soweit herunterzukühlen, dass während einer Standardbeschleunigungsphase von 0 km/h auf 100 km/h eine maximal zulässige Temperatur in der Traktionsbatterie nicht überschritten wird.
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Es besteht ein ständiges Bedürfnis das Betriebsverhalten eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs auch in extremen Anwendungen zu verbessern.
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Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die ein gutes Betriebsverhalten eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs in extremen Anwendungen ermöglichen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Verwendung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 sowie eine Steuereinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
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Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Temperierung einer zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Traktionsbatterie, bei dem in einem vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs liegenden Vorbereitungszeitraum die Traktionsbatterie auf eine unterhalb einer Umgebungstemperatur und unterhalb einer optimalen Betriebstemperatur liegende Vorbereitungstemperatur unterkühlt wird und in einem nach dem Vorbereitungszeitraum und vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs liegenden Startzeitraum die Traktionsbatterie geheizt wird oder bei dem in einem vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs liegenden Vorbereitungszeitraum die Traktionsbatterie auf eine oberhalb einer Umgebungstemperatur und oberhalb einer optimalen Betriebstemperatur liegende Vorbereitungstemperatur überhitzt wird und in einem nach dem Vorbereitungszeitraum und vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs liegenden Startzeitraum die Traktionsbatterie gekühlt wird.
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Durch das Kühlen der Traktionsbatterie auf die Vorbereitungstemperatur kann von der Traktionsbatterie im Vergleich zu einer Temperierung auf die optimale Betriebstemperatur eine entsprechend größere Wärmemenge aufgenommen werden, bevor eine Derating-Temperatur erreicht wird, bei der aus Sicherheitsgründen die Leistungsabgabe aus der Traktionsbatterie gedrosselt werden muss. Insbesondere in extremen Anwendungen, beispielsweise bei einer Hochgeschwindigkeitsfahrt mit maximal möglicher Geschwindigkeit und/oder im Rennsport, kann sehr leicht die Derating-Temperatur in der Traktionsbatterie erreicht werden. Durch die Abkühlung der Traktionsbatterie auf die bewusst deutlich unterhalb der optimalen Betriebstemperatur liegende Vorbereitungstemperatur kann eine Drosselung der Leistungsabgabe der Traktionsbatterie beim Erreichen der Derating-Temperatur auf einen späteren Zeitpunkt verschoben werden, wodurch es möglich ist die extreme Anwendungssituation über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten.
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Bei der optimalen Betriebstemperatur weisen die Batteriezellen ihren maximalen Wirkungsgrad auf. Bei der Vorbereitungstemperatur weisen die Batteriezellen im Vergleich zur optimalen Betriebstemperatur einen schlechteren Wirkungsgrad auf. Durch das, insbesondere unmittelbar kurz vor dem Losfahren und Beschleunigen des Kraftfahrzeugs erfolgende, Heizen der Traktionsbatterie können jedoch die Batteriezellen in einem an dem für das Heizen vorgesehenen Temperierelement beginnenden Teilbereich eine oberhalb der Vorbereitungstemperatur liegende Temperatur aufweisen, so dass sich in diesem Teilbereich der Batteriezelle ein höherer Wirkungsgrad ergibt. Innerhalb der Batteriezelle können sich dadurch verschiedene Teilbereiche mit verschiedenen Temperaturen ergeben, die zu verschiedenen Wirkungsgraden und unterschiedlichen Wärmeaufnahmekapazitäten führen. Bei einem Losfahren des Kraftfahrzeugs können die erwärmten Teilbereiche bereits mit einem im Vergleich zu den kälteren Teilbereichen höheren Wirkungsgrad elektrische Energie zum Antrieb des Kraftfahrzeugs abgeben, die für eine Beschleunigung des Kraftfahrzeugs bis an die Traktionsgrenze, bei der ein Durchdrehen der Antriebsräder auf dem Untergrund stattfinden würde, ausreichend sein kann. Bei dieser Beanspruchung der Traktionsbatterie bei einer möglichst hohen Beschleunigung können sich die Batteriezellen, in der Regel selbst bei einer maximal installierten Kühlleistung für die Traktionsbatterie, erwärmen, wodurch sich der Wirkungsgrad der Batteriezellen auch in den kälteren Teilbereichen erhöht. Falls die wärmeren Teilbereiche sich soweit erwärmen, dass die optimale Betriebstemperatur überschritten wird, können die kälteren Teilbereiche der Batteriezellen näher an der optimalen Betriebstemperatur sein und immer noch mit einem guten Wirkungsgrad elektrische Energie abgeben. Durch das Abkühlen kann eine hohe thermische Masse erreicht werden, um eine entsprechend große Wärmemenge speichern zu können. Gleichzeitig kann durch das Heizen ein Temperaturverlauf innerhalb der Batteriezelle erreicht werden, bei dem eine Temperaturspreizung bei der Abgabe gespeicherter elektrischer Energie reduziert werden kann. In einem Teilbereich der Batteriezelle, in dem nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs durch die Abgabe elektrischer Energie die meiste Wärme entsteht, kann bereits ein im Vergleich zur Vorbereitungstemperatur höhere Temperatur vorliegen, um zu hohe Temperaturgradienten zu vermeiden und einen guten Wirkungsgrad vorzuhalten. Die benachbarten Teilbereiche der Batteriezelle können durch Wärmeleitungseffekte bereits vorgewärmt werden, so dass auch zu einem Zeitpunkt, wenn aus diesen Teilbereichen elektrische Energie abgegeben wird, ein im Vergleich zur Vorbereitungstemperatur höhere Temperatur vorliegt, um auch in diesen Teilbereichen zu hohe Temperaturgradienten zu vermeiden und einen guten Wirkungsgrad vorzuhalten. Durch das Unterkühlen der Traktionsbatterie und das Heizen kurz vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs kann ein sich ergebener Temperaturverlauf innerhalb der Traktionsbatterie für die Aufnahme einer hohen Wärmemenge und einen guten Wirkungsgrad beim Beschleunigen des Kraftfahrzeugs optimiert werden, so dass ein gutes Betriebsverhalten eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs in extremen Anwendungen ermöglicht ist.
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Falls die Außentemperatur sehr kalt ist, beispielsweise kühler als 0°C oder kühler als -10°C, kann das Temperieren umgekehrt erfolgen, indem in einem vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs liegenden Vorbereitungszeitraum die Traktionsbatterie auf eine oberhalb einer Umgebungstemperatur und oberhalb einer optimalen Betriebstemperatur liegende Vorbereitungstemperatur überhitzt wird und in einem nach dem Vorbereitungszeitraum und vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs liegenden Startzeitraum die Traktionsbatterie gekühlt wird. Die Erfindung kann dadurch ein unabhängiges Verfahren zur Temperierung einer zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Traktionsbatterie betreffen, das insbesondere bei einer besonders kalten Umgebungstemperatur und/oder einem starken Auskühlen des Kraftfahrzeugs angewendet werden kann. Die vorstehenden und nachfolgenden Erläuterungen gelten insoweit analog. Durch das Überhitzen der Traktionsbatterie und das Kühlen kurz vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs kann ein sich ergebener Temperaturverlauf innerhalb der Traktionsbatterie für die Aufnahme einer hohen Wärmemenge und einen guten Wirkungsgrad beim Beschleunigen des Kraftfahrzeugs optimiert werden, so dass ein gutes Betriebsverhalten eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs in extremen Anwendungen, insbesondere bei einer besonders kalten Umgebungstemperatur und/oder einem starken Auskühlen des Kraftfahrzeugs, ermöglicht ist.
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Das Temperierelement ist insbesondere zu einem elektrischen Anschluss der Batteriezellen über die Erstreckung der Batteriezelle beabstandet. Wenn die Batteriezelle nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs während der Abgabe elektrischer Energie von dem Temperierelement gekühlt wird, stellt sich in der Nähe des Temperierelements eine niedrigere und in der Nähe des elektrischen Anschlusses eine höhere Temperatur ein. Durch das kurzzeitige Heizen während des Startzeitraums kann zum Zeitpunkt des Losfahrens des Kraftfahrzeugs in der Nähe des Temperierelements eine höhere und in der Nähe des elektrischen Anschlusses eine niedrigere Temperatur eingestellt werden. Dadurch kann in einem Zeitraum nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs eine Temperaturspreizung innerhalb der Batteriezellen der Traktionsbatterie gering gehalten werden.
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Die Traktionsbatterie ist ausgelegt ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen für Rennsport-Anwendungen ausgelegten Sportwagen, rein elektrisch anzutreiben. Die Traktionsbatterie kann hierzu mehrere, beispielsweise in separate miteinander verschaltete Batteriemodule zusammengefasste, Batteriezellen aufweisen, in denen elektrische Energie gespeichert und wieder abgegeben werden kann. Mit Hilfe der Traktionsbatterie kann eine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs vorgesehene elektrische Maschine angetrieben werden. Die elektrische Maschine kann im Generatorbetrieb das Kraftfahrzeug beschleunigen. Vorzugsweise kann die elektrische Maschine auch im Generatorbetrieb betrieben werden, beispielsweise um das Kraftfahrzeug abzubremsen und die hierbei generierte elektrische Energie in der Traktionsbatterie zu speichern. Die Traktionsbatterie kann von mindestens einem Temperierelement je nach vorgesehener Einstellung gekühlt beziehungsweise geheizt werden. Des Temperierelement kann Teil eines Kühlkreislaufs sein, der vorzugsweise dazu ausgelegt ist, bei einem durchschnittlichen Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs die Traktionsbatterie beziehungsweise die Batteriezellen der Traktionsbatterie im Wesentlichen in einem optimalen Temperaturbereich zu halten, in dem der Wirkungsgrad der Batteriezellen und damit der Wirkungsgrad der Traktionsbatterie maximal ist. Bei einem besonders extremen Fahrverhalten, wie es bei Hochgeschwindigkeitsfahrten mit der maximal möglichen Fahrgeschwindigkeit und/oder im Rennsport auftritt, ist die Wärmeleistung eines für den normalen Straßenverkehr dimensionierter Kühlkreislauf in der Regel nicht ausreichend, um bei den in Traktionsbatterie auftretenden elektrischen Strömen die optimale Betriebstemperatur einzuhalten, so dass beim Erreichen der maximal zulässigen Derating-Temperatur innerhalb der Traktionsbatterie die Höhe der auftretenden elektrischen Strömen und die damit verbundene elektrische Leistung begrenzt werden muss.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass nach dem Vorbereitungszeitraum Batteriezellen der Traktionsbatterie entlang einer sich beim Temperieren der jeweiligen Batteriezelle mit Hilfe mindestens eines Temperierelements einstellenden Wärmeteilstrecke im Wesentlichen überall die gleiche Vorbereitungstemperatur aufweisen und/oder ein stationärer Temperaturverlauf vorliegt. Unter „im Wesentlichen überall die gleiche Vorbereitungstemperatur“ wird jedoch berücksichtigt, dass sich aufgrund von unvermeidbaren Wärmetransporteffekten bei der installierten Kühlleistung des Temperierelements lokal geringfügig unterschiedliche lokale Temperaturen einstellen können, deren Temperaturunterschiede jedoch in der Regel vernachlässigbar sind. In einem stationären Zustand soll die Vorbereitungstemperatur möglichst gelichmäßig entlang der Wärmeleitstrecke erreicht sein. Der Vorbereitungszeittraum ist dadurch lang genug gewählt, dass durch Wärmeleitwiderstande innerhalb der Batteriezellen auftretende Temperaturdifferenzen ausgeglichen werden können. Entlang der Wärmeteilstrecke liegt innerhalb der Batteriezellen im Wesentlichen nahezu die gleiche Temperatur vor. Dadurch ist es möglich durch das kurzzeitige Heizen der Batteriezellen kurz vor dem Start und dem Losfahren des Kraftfahrzeugs einen gut vorhersehbaren Temperaturverlauf innerhalb der Batteriezelle vorzusehen. Das Ergebnis des Vorbereitungszeitraums ist ein stationärer Zustand der Temperatur innerhalb der Batteriezelle, der einen konkret vorbekannten Temperaturverlauf innerhalb der Batteriezellen darstellt. Auf Basis dieses vorbekannten Temperaturverlaufs, kann ein bestimmtes Heizprofil für das Temperierelement berechnet werden, um nach Ablauf des Startzeitraums zum Startzeitpunkt, zu dem das Kraftfahrzeug losfährt, einen bestimmten Temperaturverlauf in den Batteriezellen einstellen zu können.
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Die Wärmeleitstrecke stellt einen Weg für den Wärmestrom von dem mindestens einen Temperierelement zu dem Punkt, der entlang des Wegs des Wärmestroms am weitesten von dem mindestens einen Temperierelement entfernt liegt, dar. Wenn nur an einem Ende der Batteriezelle ein Temperierelement vorgesehenen ist, erstreckt sich die Wärmeleitstrecke von dem Temperierelement bis zu dem abgewandten Ende der Batteriezelle. Wenn an zwei Enden der Batteriezelle jeweils ein Temperierelement vorgesehen ist, erstreckt sich die Wärmeteilstrecke von dem jeweiligen Temperierelement zu einem in der Regel im Wesentlichen mittig zwischen den Temperierelementen liegen Punkt innerhalb der Batteriezelle, an dem sich die beiden betrachteten Wärmeteilstrecken zu einer gemeinsamen Wärmeleitstrecke vereinigen.
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Vorzugsweise liegt nach dem Startzeitraum innerhalb von Batteriezellen der Traktionsbatterie ein sich durch Wärmeleitung einstellender instationärer Temperaturverlauf vor. Das Ergebnis des Vorbereitungszeitraums ist ein stationärer Zustand der Temperatur innerhalb der Batteriezelle, während das Ergebnis des Startzeitraums ein zeitveränderlicher instationärer Zustand der Temperatur innerhalb der Batteriezelle ist, der an die zu erwartende und zumindest in gewissen Grenzen vorhersehbare Änderung der Inanspruchnahme der Traktionsbatterie angepasst sein kann. In der Regel kann ein Fahrer des Kraftfahrzeugs den Startzeitpunkt hinreichend genau vorhersagen oder kann den Startzeitpunkt sogar selber kontrollieren, so dass der Fahrer den Beginn des Startzeitraums für eine optimale Zeitdauer des Startzeitraums zum Einstellen eines bestimmten Temperaturverlaufs innerhalb der Batteriezellen hinreichend genau bestimmen und das Heizen der Batteriezellen auslösen kann.
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Besonders bevorzugt liegt zum Zeitpunkt des Losfahrens des Kraftfahrzeugs der nach dem Heizen erzeugte instationäre Temperaturverlauf innerhalb der Batteriezellen noch vor. Das Losfahren des Kraftfahrzeugs kann dadurch zu einem Startzeitpunkt erfolgen, zu dem noch ein instationärer Zustand des Temperaturverlaufs innerhalb der Batteriezellen noch vorliegt. Beispielsweise kann zum Zeitpunkt des Losfahrens des Kraftfahrzeugs ein pulsförmiger Temperaturverlauf entlang der Wärmeleitstrecke vorliegen. Dadurch kann eine hohes Wärmeaufnahmevermögen bei einem guten Wirkungsgrad erreicht werden. Die thermische Masse der Traktionsbatterie kann erhöht werden und eine Temperaturspreizung reduziert werden.
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Insbesondere liegt nach dem Startzeitraum eine lokale maximale Spitzentemperatur innerhalb der Batteriezelle entlang einer Wärmeteilstrecke um eine Temperaturdifferenz ΔT höher als die Vorbereitungstemperatur, wobei für die Temperaturdifferenz ΔT 1K ≤ ΔT ≤ 10K, insbesondere 2K ≤ ΔT ≤ 5K, gilt. Die Spitzentemperatur beträgt beispielsweise ca. 10°C ± 3K. Eine zu starke Aufheizung der gesamten Batteriezelle kann dadurch vermieden werden.
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Vorzugsweise liegt zumindest in einem Teilbereich der Batteriezelle nach dem Startzeitraum noch die Vorbereitungstemperatur vor.
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Vorzugsweise wird nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs die Traktionsbatterie, insbesondere permanent, gekühlt wird. Insbesondere bei einer starken Inanspruchnahme der Traktionsbatterie in extremen Betriebssituationen, ist ein Heizen in der Regel nicht erforderlich, so dass das Temperierelement nur noch zum Kühlen verwendet wird. Eine Heizfunktionalität des Temperierelements braucht dadurch nur zeitweilig vorgehalten zu werden und kann nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs deaktiviert werden. Dadurch ist es möglich einen Energiebedarf für die Aufrechterhaltung der Heizfunktionalität nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs einzusparen.
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Besonders bevorzugt wird bei einem Erreichen einer Derating-Temperatur der Traktionsbatterie, insbesondere innerhalb eines Teilbereichs einer Batteriezelle der Traktionsbatterie, eine Energieabgabe der Traktionsbatterie und/oder einer die Derating-Temperatur erreichten Batteriezelle zum Absenken der Temperatur auf maximal die Derating-Temperatur begrenzt. Ein Überschreiten der Derating-Temperatur kann durch die Begrenzung der Energieabgabe vermieden werden, so dass eine thermische Beschädigung der Batteriezellen auch in extremen Betriebssituationen vermieden werden kann.
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Insbesondere beträgt die Vorbereitungstemperatur Tv 0°C ≤ Tv ≤ 15°C, insbesondere 5°C ≤ Tv ≤ 10°C, beträgt. Bei einer derartigen Vorbereitungstemperatur kann eine hohe thermische Masse erreicht werden, wobei gleichzeitig zu hohe Temperaturgradienten bei einer starken Beanspruchung der Traktionsbatterie sowie unnötig niedrige Wirkungsgrade vermieden werden können.
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Ein weiterer Aspekt betrifft eine Verwendung des Verfahrens, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, für Hochgeschwindigkeitsfahren und/oder Rennsport. Insbesondere bei Hochgeschwindigkeitsfahren und/oder im Rennsport treten derartig extreme Betriebsbedingungen auf, dass das kurzzeitige Heizen der vorgekühlten Traktionsbatterie unmittelbar vor dem Start einen signifikanten vorteilhaften Effekt haben kann. Beispielsweise kann ein drehmomentstarkes Anfahren bei einem Rennstart erreicht werden, wobei gleichzeitig eine Höchstgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs über einen längeren Zeitraum aufrechterhalten werden kann, bevor die Derating-Temperatur in der Traktionsbatterie erreicht wird. Durch das Unterkühlen der Traktionsbatterie und das Heizen kurz vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs kann ein sich ergebener Temperaturverlauf innerhalb der Traktionsbatterie für die Aufnahme einer hohen Wärmemenge und einen guten Wirkungsgrad beim Beschleunigen des Kraftfahrzeugs optimiert werden, so dass ein gutes Betriebsverhalten eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs in extremen Anwendungen ermöglicht ist.
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Ein weiterer Aspekt betrifft eine Steuereinrichtung zur Temperierung einer zum elektrischen Antrieb eines Kraftfahrzeugs vorgesehenen Traktionsbatterie, wobei die Steuereinrichtung hergerichtet ist, das Verfahren, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, mit Hilfe mindestens eines zum Temperieren der Traktionsbatterie und/oder einer Batteriezelle der Traktionsbatterie vorgesehenen Temperierelements auszuführen. Durch das Unterkühlen der Traktionsbatterie und das Heizen kurz vor dem Losfahren des Kraftfahrzeugs kann ein sich ergebener Temperaturverlauf innerhalb der Traktionsbatterie für die Aufnahme einer hohen Wärmemenge und einen guten Wirkungsgrad beim Beschleunigen des Kraftfahrzeugs optimiert werden, so dass ein gutes Betriebsverhalten eines elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeugs in extremen Anwendungen ermöglicht ist.
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Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
- 1 eine schematische Konzeptdarstellung einer Traktionsbatterie und
- 2 ein schematisches Diagramm von Temperaturverläufen bei Anwendung des Verfahrens auf die Traktionsbatterie aus 1.
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Die in 1 dargestellte Traktionsbatterie 10 kann in einem zum Rennsport vorgesehenen elektrisch antreibbaren Kraftfahrzeug verwendet werden. Die Traktionsbatterie 10 weist mehrere, beispielsweise als Stabbatterie und/oder Taschenzelle ausgestaltete, Batteriezellen 12 auf, die beispielsweise nur ein einer Seite, insbesondere an einer Unterseite, mit Hilfe eines Temperierelements 14 temperiert, das heißt gekühlt oder geheizt, werden können. Alternativ kann auch an den Seiten und/oder an der Oberseite der Batteriezellen 12 ein Temperierelement 14 vorgesehen sein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel können die Batteriezellen 12 an ihrer Oberseite elektrisch mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Kraftfahrzeugs elektrisch verbunden sein, so dass an ihrer Oberseite im laufenden betrieb die höchste Temperatur erwartet werden kann. An der Oberseite der Batteriezellen 12 ist ein Temperatursensor 16 vorgesehen, der insbesondere ein Erreichen einer Derating-Temperatur detektieren kann, so dass eine mit dem Temperatursensor 16 verbundenen Steuereinrichtung einen elektrischen Strom und/oder eine elektrische Leistungsabgabe begrenzen kann, um eine thermische Beschädigung der Batteriezellen 12 zu vermeiden.
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Wie in 2 dargestellt ist kann in einem Vorbereitungszeitraum 18 das Temperierelement 14 die Batteriezellen auf annähernd 0°C unterkühlen, wobei eine am unteren Ende der Batteriezellen 12 gemessene erste Temperatur 20 stärker fällt als eine am oberen Ende der Batteriezellen 12 gemessene zweite Temperatur 22. In einem sich an den Vorbereitungszeitraum 18 anschließenden Startzeitraum 24 erfolgt durch das Temperierelement 14 ein Heizen, wobei sich die am unteren Ende der Batteriezellen 12 gemessene erste Temperatur 20 stärker erhöht als die am oberen Ende der Batteriezellen 12 gemessene zweite Temperatur 22. Besonders bevorzugt ist am Ende des Startzeitraums 24 die am unteren Ende der Batteriezellen 12 gemessene erste Temperatur 20 etwas höher als die am oberen Ende der Batteriezellen 12 gemessene zweite Temperatur 22. Nach dem Start des Kraftfahrzeugs, wenn das Kraftfahrzeug losgefahren ist, wird in einem sehr starken Ausmaß die Traktionsbatterie 10 zur Abgabe von elektrischer Energie beansprucht, so dass sich die Temperaturen 20, 22 innerhalb der Batteriezelle erhöhen. Da die Beanspruchung der Batteriezellen 12 in dieser Situation am oberen Ende der Batteriezellen 12 stärker als am unteren Ender der Batteriezellen 12 ist, steigt die am oberen Ende der Batteriezellen 12 gemessene erste Temperatur 22 stärker als die am unteren Ende der Batteriezellen 12 gemessene erste Temperatur 20. Während nach dem Startzeitraum 24 in einem instationären Zustand des Temperaturverlaufs der ersten Temperatur 20 und der zweiten Temperatur 22 die am unteren Ende der Batteriezellen 12 gemessene erste Temperatur 20 höher ist, kann im laufenden Betrieb nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs die am oberen Ende der Batteriezellen 12 gemessene zweite Temperatur 20 höher sein, so dass sich nach dem Losfahren des Kraftfahrzeugs eine besonders geringe Temperaturspreizung innerhalb der Batteriezellen 12 ergibt.
