DE102021214198A1

DE102021214198A1 - Kraftfahrzeug mit einer in verschiedenen Konfigurationen nutzbaren Traktionsbatterie

Info

Publication number: DE102021214198A1
Application number: DE102021214198.6A
Authority: DE
Inventors: Timo Enders; Issa Nemati
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-12-13
Filing date: 2021-12-13
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug (1), das eine Traktionsbatterie (2) mit einer Vielzahl von Batteriezellen (4, 5), und eine Steuereinrichtung (7) aufweist. Zumindest ein Teil der Batteriezellen (4, 5) ist selektiv und reversibel in einen Gesamtstromflusspfad (3) der Traktionsbatterie (2) einbindbar und aus diesem auskoppelbar. Die Steuereinrichtung (7) ist dazu eingerichtet, auf ein entsprechendes, durch einen Nutzer (8) des Kraftfahrzeugs (1) veranlasstes Bediensignal hin das Einbinden nur einer dem jeweiligen Bediensignal in vorgegebener Weise zugeordneten Menge der Batteriezellen (4) in den Gesamtstromflusspfad (3) und/oder das Auskoppeln nur einer dem jeweiligen Bediensignal in vorgegebener Weise zugeordneten Menge der Batteriezellen (5) aus dem Gesamtstromflusspfad (3) zu bewirken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie, die ihrerseits eine Vielzahl von Batteriezellen umfasst.
Heutzutage übliche Traktionsbatterien für Kraftfahrzeuge weisen oftmals eine Vielzahl von Batteriezellen auf, um eine ausreichende Spannung, Ausgangsleistung und Kapazität zu erreichen. Damit können jedoch auch Nachteile einhergehen, wie beispielsweise ein relativ hoher Energiebedarf zur Temperierung der Batteriezellen, eine beschleunigte Belastung oder Alterung der Batteriezellen, ein entsprechend hohes Gewicht und/oder dergleichen mehr. Da auch automatisierte Maßnahmen, um diesen Herausforderungen zu begegnen, nicht auf einfache Weise zu realisieren sind, etwa aufgrund von wechselnden Anforderungen von Fahrt zu Fahrt des Kraftfahrzeugs und von Fahrer zu Fahrer, besteht hier weiterer Bedarf für innovative Verbesserungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen besonders effizienten Betrieb eines Kraftfahrzeugs mit einer Traktionsbatterie zu ermöglichen, ohne einen maximalen Energieinhalt oder eine Maximalausgangsleistung der Traktionsbatterie zu reduzieren.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Mögliche Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und in den Figuren offenbart.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist eine Traktionsbatterie mit einer Vielzahl von Batteriezellen und eine Schalt- oder Steuereinrichtung auf. Diese Steuereinrichtung kann mit der Traktionsbatterie verbunden bzw. gekoppelt oder Teil der Traktionsbatterie oder eines diese umfassenden Batterie- oder Antriebssystems des Kraftfahrzeugs sein. Die Steuereinrichtung kann ebenso mehrteilig sein, also beispielsweise einen batterieexternen Teil und einen batterieinternen Teil umfassen.
Erfindungsgemäß ist zumindest ein Teil der Batteriezellen selektiv und reversibel in einen Gesamtstromflusspfad der Traktionsbatterie einbindbar und aus diesem Gesamtstromflusspfad auskoppelbar. Dabei ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, auf ein entsprechendes durch einen Nutzer des Kraftfahrzeugs veranlasstes oder gegebenes Bediensignal hin das Einbinden nur einer dem jeweiligen Bediensignal in vorgegebener Weise zugeordneten Menge der Batteriezellen in den Gesamtstromflusspfad und/oder das Auskoppeln nur einer dem jeweiligen Bediensignale in vorgegebener Weise zugeordneten Menge der Batteriezellen aus dem Gesamtstromflusspfad zu bewirken, also durchzuführen oder zu veranlassen.
Der Nutzer des Kraftfahrzeugs kann also etwa durch Betätigen eines entsprechenden Bedienelements oder einer entsprechenden Bedieneinrichtung ein Bediensignal für die Steuereinrichtung geben oder auslösen, welches einen Wunsch oder Auftrag des Nutzers signalisiert, eine oder mehrere Batteriezellen der Traktionsbatterie in den Gesamtstromflusspfad einzubinden oder aus dem Gesamtstromflusspfad auszukoppeln. Die Steuereinrichtung kann daraufhin beispielsweise ein entsprechendes Steuersignal an die Traktionsbatterie oder beispielsweise an einen oder mehrere Schalter, mittels welcher die Batteriezellen verschaltet oder verschaltbar sind, senden.
Der Gesamtstromflusspfad der Traktionsbatterie im vorliegenden Sinne ist ein jeweils gegebener oder geschalteter Strom- bzw. Leitungspfad innerhalb der Batterie, entlang dessen im Betrieb der Batteriestrom zu einem Ausgang oder Anschluss der Traktionsbatterie fließt. Dabei tragen nur in diesen Gesamtstromflusspfad eingebundene Batteriezellen zu einem Ausgangsstrombeziehung bzw. einer Ausgangsleistung der Traktionsbatterie bei. Ausgekoppelte Batteriezellen können hingegen beispielsweise überbrückt, umgangen oder deaktiviert sein, sodass sie im Betrieb der Traktionsbatterie nicht belastet werden, also nicht zum Ausgangsstrom oder zur Ausgangsleistung der Traktionsbatterie beitragen. Der Gesamtstromflusspfad kann dabei verzweigt sein, also beispielsweise unterschiedliche Konfigurationen von seriell und/oder parallel verschalteten Batteriezellen umfassen bzw. einbinden.
Auf das Bediensignal hin kann also beispielsweise nur eine entsprechende Menge der Batteriezellen aktiviert oder verwendet werden, während gegebenenfalls verbleibende oder übrige Batteriezellen der Traktionsbatterie und eingebunden bzw. deaktiviert bleiben. Ebenso kann eine entsprechende Menge der Batteriezellen auf das Bediensignal hin ausgekoppelt, also deaktiviert werden, während die verbleibenden oder übrigen Batteriezellen der Traktionsbatterie eingebunden bzw. aktiviert bleiben. Mit anderen Worten kann hier also die Traktionsbatterie auf das jeweilige Bediensignal hin automatisch so eingestellt oder geschaltet werden, dass für einen anschließenden Betrieb des Kraftfahrzeugs nur eine durch das Bediensignale bzw. die entsprechende vorgegebene Zuordnung definierte Menge der Batteriezellen Betriebsstrom für das Kraftfahrzeug liefert, beispielsweise in ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs und/oder an einen Antriebsmotor des Kraftfahrzeugs oder dergleichen. Dazu kann die Traktionsbatterie beispielsweise entsprechend ansteuerbare Überbrückungen oder Schalter für die einzelnen Batteriezellen und/oder für jeweils eine Gruppe oder ein Modul aus jeweils mehreren Batteriezellen aufweisen.
Eine Menge von Batteriezellen kann im Sinne der vorliegenden Erfindung eine bestimmte Anzahl von Batteriezellen, einen bestimmten Anteil aller Batteriezellen der Traktionsbatterie, eine konkrete Auswahl oder Gruppe einzelner Batteriezellen oder Module bzw. Gruppen von Batteriezellen und/oder dergleichen mehr angeben oder definieren. Durch das Bediensignal kann mit anderen Worten also beispielsweise eine Anzahl von Batteriezellen, ein Anteil der Batteriezellen, eine konkrete Auswahl oder Gruppe von Batteriezellen oder Modulen, eine gewünschte Batterieleistung, eine zu einem Energieinhalt der eingebundenen Batteriezellen korrespondierende voraussichtliche Reichweite des Kraftfahrzeugs und/oder dergleichen mehr angegeben oder definiert sein oder werden. Die jeweilige Menge eingebundener oder ausgekoppelter Batteriezellen kann je nach Bediensignal kleiner als die Gesamtmenge aller Batteriezellen, also nur eine Untermenge der Batteriezellen der Traktionsbatterie sein oder alle Batteriezellen der Traktionsbatterie umfassen. Unterschiedlichen Bediensignalen können unterschiedliche Mengen von Batteriezellen zugeordnet sein. Dadurch kann je nach Implementierung ein gewünschtes Maß von Flexibilität und/oder Granularität der zu verwendenden bzw. nicht zu verwendenden Batteriezellen realisiert, also ermöglicht werden.
Durch die vorliegende Erfindung kann dem jeweiligen Nutzer des Kraftfahrzeugs die Möglichkeit gegeben werden, eine Nutzung oder einen Betrieb der Batteriezellen der Traktionsbatterie zu beeinflussen. Im Gegensatz zu herkömmlichen batteriebetriebenen Kraftfahrzeugen müssen in dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug für eine bestimmte Fahrt oder einen bestimmten Einsatz bzw. eine bestimmte Betriebszeit also nicht immer alle vorhandenen Batteriezellen der Traktionsbatterie genutzt bzw. aktiviert werden. Vielmehr können nur die durch das jeweilige Bediensignal angegebenen oder auf das Bediensignal hin gegebenenfalls automatisch ausgewählten Batteriezellen betrieben oder verwendet werden. Dies kann sowohl für einen Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs, also einen Entladebetrieb der Traktionsbatterie, als auch für ein Aufladen, also einen Ladebetrieb der Traktionsbatterie gelten bzw. angewendet werden. Somit wird also dem jeweiligen Nutzer des Kraftfahrzeugs die Möglichkeit geboten, die Nutzung der Traktionsbatterie bzw. der Batteriezellen an seinen jeweiligen Bedarf oder seine jeweiligen Wünsche anzupassen oder zu konfigurieren. Dadurch kann beispielsweise Einfluss auf eine Leistung, Effizienz und/oder Lebensdauer der Batterie bzw. des Kraftfahrzeugs genommen werden. So kann beispielsweise ein Alterungsprozess ausgekoppelter, also jeweils nicht genutzter Batteriezellen verlangsamt werden. Damit kann gegebenenfalls eine Verlängerung einer Lebensdauer der Traktionsbatterie erreicht werden. Dies kann etwa für relativ kurze und/oder innerstädtische Fahrten nützlich sein, wenn nicht die unter Einbindung aller Batteriezellen maximal mögliche Leistung und/oder Kapazität der Traktionsbatterie benötigt wird. Dadurch, dass dem Nutzer eine entsprechende Einstellung ermöglicht wird, müssen solche Situationen nicht automatisch vorhergesagt oder erkannt werden, was in der Praxis oftmals nur ungenau, unzuverlässig und/oder mit einer gewissen Verzögerung möglich ist.
In einer möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Batteriezellen in mehreren Batteriemodulen, die jeweils mehrere Batteriezellen umfassen, organisiert. Diese Batteriemodule können insbesondere die an anderer Stelle genannten Module oder Gruppen von Batteriezellen sein oder diesen entsprechen. Die Batteriezellen sind hier minimal batteriemodulweise einbindbar und auskoppelbar. Mit anderen Worten kann ein solches Batteriemodul also die kleinste in den Gesamtstromflusspfad einbindbare bzw. aus dem Gesamtstromflusspfad auskoppelbare Einheit der Traktionsbatterie bilden. Damit kann bzw. muss also nicht jede einzelne Batteriezelle individuell durch den Nutzer des Kraftfahrzeugs eingebunden oder ausgekoppelt werden. Dies ermöglicht letztlich eine besonders einfache Bedienung ebenso wie eine vereinfachte elektrische Verschaltung der Batteriezellen, etwa im Vergleich zu der Möglichkeit eines zellindividuellen Einbindens oder Auskoppelns der Batteriezellen. Somit können die beschriebenen Vorteile auf besonders einfache und effiziente Weise erreicht werden, ohne den jeweiligen Nutzer zu überfordern. Damit kann gegebenenfalls auch die Wahrscheinlichkeit erhöht werden, dass der Nutzer die hier beschriebene Funktionalität tatsächlich anwendet.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung sind die Batteriezellen - wie auch an anderer Stelle beschrieben - in mehreren Batteriemodulen, die jeweils mehrere Batteriezellen umfassen, organisiert. Die Batteriemodule sind hier einzeln aus dem Kraftfahrzeug entnehmbar. Dies kann hier insbesondere bedeuten, dass die Batteriemodule für einen regulären Nutzer des Kraftfahrzeugs aus dem Kraftfahrzeug entnehmbar und in das Kraftfahrzeug einbaubar oder einlegbar sind. Beispielsweise können die Batteriemodule über eine Klappe, beispielsweise in einer Außenhaut oder einer Batterieabdeckung, einem Kofferraumboden oder dergleichen, zugänglich bzw. entnehmbar sein. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann der durch das Auskoppeln von Batteriezellen bzw. Batteriemodulen erreichbare Effizienzgewinn weiter verbessert werden, da ausgekoppelte Batteriemodule aus dem Kraftfahrzeug entnommen werden können, um dessen Gewicht zu reduzieren. Somit kann ein streckenbezogener Energieverbrauch oder Energiebedarf des Kraftfahrzeugs reduziert werden.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftfahrzeug dazu eingerichtet, auf das jeweilige Bediensignal hin jeweils für diejenigen Batteriemodule, die gemäß dem jeweiligen Bediensignale bzw. der entsprechenden vorgegebenen Zuordnung aus dem Gesamtstromflusspfad ausgekoppelt worden sind, automatisch ein zusätzliches Steuersignal zu erzeugen oder eine zusätzliche Maßnahme auszuführen. Dabei können für die ausgekoppelten Batteriemodule ein jeweiliger Verriegelungsmechanismus, mittels welchem das jeweilige Batteriemodul gegen ein Entnehmen aus dem Kraftfahrzeug sicherbar ist, automatisch geöffnet, also entriegelt werden. Die Verriegelungsmechanismen der eingebundenen Batteriemodule können hingegen geschlossen, also verriegelt bleiben oder werden. Zusätzlich oder alternativ kann für die jeweils ausgekoppelten Batteriemodule eine jeweilige Signaleinrichtung in vorgegebener Weise geschaltet werden, um die ausgekoppelten, aus dem Kraftfahrzeug entnehmbaren Batteriemodule zu kennzeichnen. Dies kann beispielsweise bedeuten, dass eine jeweilige Leuchteinrichtung aktiviert oder deaktiviert oder auf eine andere Licht- oder Leuchtfarbe geschaltet wird. Beispielsweise können die Batteriemodule jeweils eine Licht- oder LED-Anzeige aufweisen, die einen Status des jeweiligen Batteriemoduls als eingebunden oder ausgekoppelt angeben kann, etwa durch einen entsprechenden Schriftzug, ein entsprechendes Symbol und/oder unterschiedliche vorgegebene Licht- oder Leuchtfarbe, etwa grün und rot. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann das Entnehmen der ausgekoppelten Batteriemodule und damit der entsprechende Effizienzgewinn besonders einfach und benutzerfreundlich ermöglicht oder erreicht werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftfahrzeug bzw. die Traktionsbatterie dazu eingerichtet, jeweils nur in den Gesamtstromflusspfad eingebundene Batteriezellen in einem jeweiligen Betrieb oder für einen jeweiligen Betrieb zu temperieren. Dies kann zumindest eine aktive Temperierung bzw. eine Energieaufwendung zum Temperieren der ausgekoppelten Batteriezellen deaktivieren. So kann beispielsweise ein entsprechendes Heizelement oder ein Ventilator oder dergleichen für die ausgekoppelten Batteriezellen deaktiviert werden oder deaktiviert belassen werden, eine Luftklappe zum Einlassen oder Lenken eines Kühlluftstroms nur zum Belüfteten oder Beaufschlagen der eingebundenen Batteriezellen geöffnet oder geschaltet werden, ein Kühlmittelfluss nur zu den eingebundenen Batteriezellen gelenkt werden, etwa durch Öffnen bzw. Schließen entsprechender Ventile eines Kühlmittelkreislaufs der Traktionsbatterie oder des Kraftfahrzeugs, und/oder dergleichen mehr. Heutzutage verfügbare Batteriezellen können ihre optimale Einsatzbereitschaft oder Betriebsfähigkeit bzw. Effizienz nur in einem bestimmten, beispielsweise von einer Zellchemie abhängigen, Temperaturbereich oder Temperaturfenster erreichen. Da ein Betrieb der Batteriezellen außerhalb dieses Temperaturbereichs eine Alterung der Batteriezellen erheblich beschleunigen oder sogar zu einer Beschädigung der Batteriezellen führen könnte, ist eine aktive Temperierung der Batteriezellen für einen sicheren, zuverlässigen und nachhaltigen Betrieb oftmals unvermeidbar. Ein damit einhergehender Energieaufwand kann signifikant reduziert werden, wenn nur eine reduzierte Anzahl von Batteriezellen temperiert werden muss, da die Batteriezellen eine relativ große Wärmekapazität aufweisen können. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann also der Energieaufwand oder Energiebedarf zum Temperieren der Traktionsbatterie für einen jeweils aktuellen oder bevorstehenden Einsatz oder Betrieb situations- oder bedarfsgerecht reduziert werden. Dies kann einen Gesamtenergiebedarf des Kraftfahrzeugs signifikant reduzieren und somit dessen Effizienz weiter verbessern.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Kraftfahrzeug in einem Insassenraum eine Bedieneinrichtung zum Geben des Bediensignals auf. Dabei kann die Bedieneinrichtung insbesondere dazu eingerichtet oder ausgestaltet sein, dem Nutzer das Geben unterschiedlicher Bediensignale, die unterschiedliche Konfigurationen von einzubindenden und auszukoppelnden Batteriezellen signalisieren, zu ermöglichen. Zum Geben des wenigstens einen Bediensignals Karte kann die Bedieneinrichtung ein oder mehrere entsprechende Bedienelemente aufweisen. Dabei kann es sich jeweils um ein dediziertes physisches Bedienelement, wie beispielsweise eine Taste, einen Knopf, einen Schalter, einen Schieber, einen Drehregler oder dergleichen handeln. Ebenso kann es sich beispielsweise um ein zeitweise, etwa nur in einem entsprechenden Betriebsmodus, verfügbares oder eingeblendetes digitales oder virtuelles Bedienelement handeln, wie etwa einen jeweils entsprechend geschalteten Bereich eines Touchscreens, also eines berührungsempfindlichen Bildschirms oder dergleichen. Die Bedieneinrichtung kann beispielsweise in ein oder mit einem Infotainmentsystem oder -display des Kraftfahrzeugs integriert sein. Dies kann eine besonders effiziente Möglichkeit zum Realisieren oder Implementieren der vorliegenden Erfindung sein, da beispielsweise ein Anpassungs- oder Fertigungsaufwand für das Kraftfahrzeug sowie eine für individuelle physische Bedienelemente benötigte Fläche und Verkabelung minimiert werden können. Die Bedienbarkeit oder Zugänglichkeit der beschriebenen Funktionalität zum Einbinden bzw. Auskoppeln von Batteriezellen in dem Kraftfahrzeug oder als Teil des Kraftfahrzeugs kann eine Nutzung der entsprechenden Funkrealität für verschiedene oder wechselnde Nutzer des Kraftfahrzeugs besonders einfach und zuverlässig ermöglichen sowie eine besonders einfache und komfortable Nutzung ermöglichen.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist oder umfasst die Bedieneinrichtung ein Bedienelement, das keine Auswahlmöglichkeit der einzubindenden Batteriezellen für den Nutzer bietet und dessen Betätigung ein vorgegebenes Bediensignal auslöst. Dieses vorgegebene Bediensignal bewirkt dann ein Einbinden nur einer vorgegebenen Menge der Batteriezellen oder ein Auskoppeln einer vorgegebenen Menge von Batteriezellen, wobei diese vorgegebene Menge kleiner als die Gesamtzahl der Batteriezellen der Traktionsbatterie ist. Ein solches Bedienelement kann also lediglich ein Aktivieren der Funktion oder Funktionalität zum Auskoppeln einer vorgegebenen Menge von Batteriezellen durch eine einfache bzw. einmalige Betätigung oder Einzelbetätigung ermöglichen. Ebenso kann, beispielsweise durch erneute Bedienung oder Betätigung des Bedienelements oder beispielsweise eine Schalten, Kippen oder Drehen des Bedienelements in die andere von zwei möglichen Stellungen ein entsprechendes Deaktivieren der Funktion oder Funktionalität ermöglichen, um zu bewirken, dass alle bzw. die andernfalls ausgekoppelten Batteriezellen in den Gesamtstromflusspfad eingebunden werden. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung kann die Nutzbarkeit der beschriebenen Funktion oder Funktionalität weiter vereinfacht und somit auch technisch nicht versierten Benutzern besonders einfach und intuitiv zugänglich gemacht werden. Beispielsweise kann durch das hier beschriebene Bedienelement eine Nutzungshürde gesenkt werden, die mit der Anforderung einhergehen könnte, eine bestimmte Menge von einzubindenden oder auszukoppelnden Batteriezellen aus mehreren Möglichkeiten auszuwählen.
In einer möglichen Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftfahrzeug, insbesondere die genannte Steuereinrichtung und/oder die Traktionsbatterie, dazu eingerichtet, auf das durch die Betätigung des Bedienelements ausgelöste Bediensignal hin automatisch gemäß bzw. in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Betriebskriterium die konkret einzubindenden oder auszukoppelnden Batteriezellen auszuwählen. Das wenigstens eine Betriebskriterium kann dabei insbesondere einen Zellgesundheitszustand (englisch: State of Health, SoH), einen Zellladezustand (englisch: State of Charge, SoC), eine Zellspannung, eine Zelltemperatur, eine Betriebstemperatur, eine Umgebungstemperatur, eine Navigationsroute und/oder dergleichen mehr betreffen. Mit anderen Worten ist es hier also vorgesehen, dass die konkreten einzelnen Batteriezellen, die eingebunden bzw. ausgekoppelt werden, nicht individuell durch das Bediensignal oder den Nutzer vorgegeben oder festgelegt werden, sondern jeweils situationsabhängig oder situationsangepasst automatisch ausgewählt werden. Das Bediensignal bzw. der Nutzer kann also beispielsweise eine einzubindende Anzahl von Batteriezellen, eine gewünschte Ausgangsleistung der Traktionsbatterie, die verfügbar sein soll oder dergleichen mehr angeben oder festlegen, die Erreichung oder Umsetzung dieser Vorgabe aber dem Kraftfahrzeug bzw. der Steuereinrichtung oder der Traktionsbatterie überlassen. Damit können also in unterschiedlichen Situationen oder, in denen der Nutzer dieselbe Vorgabe macht, also dasselbe Bediensignale auslöst, unterschiedliche konkrete oder individuelle Batteriezellen eingebunden bzw. ausgekoppelt werden, um der Vorgabe oder dem Bediensignale jeweils auf unterschiedliche Weise zu entsprechen.
So können beispielsweise stets die Batteriezellen mit dem größten oder besten Zellgesundheitszustand, dem höchsten Zellladezustand, der größten Zellspannung und/oder der einer vorgegebenen optimalen oder bestimmungsgemäßen Betriebstemperatur nächstliegenden Zelltemperatur bevorzugt eingebunden werden. Ebenso können die einzubindenden oder auszukoppelnden Batteriezellen in Abhängigkeit von der Batterietemperatur ausgewählt werden. Ist beispielsweise die Batterietemperatur der Traktionsbatterie insgesamt relativ groß, also beispielsweise in einem oberen Bereich eines zulässigen Temperaturbereiches, so können dann beispielsweise die einzubindenden Batteriezellen in Abhängigkeit von ihrer räumlichen Lage innerhalb der Traktionsbatterie und/oder relativ zu einer Wärmesenke oder Kühleinrichtung ausgewählt werden. So können dann beispielsweise bevorzugt diejenigen Batteriezellen ausgewählt werden, die näher an der Wärmesenke, beispielsweise einem Kühlkörper oder dergleichen, und/oder näher an einem Außenrand der Traktionsbatterie angeordnet sind. Ist hingegen die Batterietemperatur geringer, sodass ein Heizbedarf besteht, so können bevorzugt diejenigen Batteriezellen eingebunden werden, die näher an einer entsprechenden Heizeinrichtung oder Wärmequelle angeordnet und/oder besser gegen Wärmeverlust isoliert sind, beispielsweise durch umgebende Batteriezellen. Analog können die einzubindenden Batteriezellen in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ausgewählt werden. Ist beispielsweise die Umgebungstemperatur größer als eine optimale Betriebstemperatur der Batteriezellen, so können beispielsweise für eine kurze Fahrt zentral in der Traktionsbatterie angeordnete Batteriezellen bevorzugt eingebunden werden, insbesondere wenn deren Temperatur noch unterhalb der Umgebungstemperatur liegt.
Für die automatische Auswahl der einzubindenden Batteriezellen in Abhängigkeit von einer aktuell befolgten oder geplanten Navigationsroute kann beispielsweise deren Länge, Höhen- oder Steigungsprofil, Straßentypprofil und/oder erwartetes Geschwindigkeitsprofil berücksichtigt werden. Dies kann insbesondere nützlich sein, wenn durch das Bediensignal lediglich eine nicht näher spezifizierte oder detaillierte Vorgabe signalisiert wird, beispielsweise die Anzahl der eingebundenen Batteriezellen zu minimieren. Das Kraftfahrzeug bzw. die Steuereinrichtung kann dann dazu eingerichtet sein, anhand der genannten bzw. verfügbaren Daten zu ermitteln oder abzuschätzen, wie viele Batteriezellen tatsächlich benötigt werden, also eingebunden werden müssen, etwa um eine bestimmte Strecke zurücklegen oder ein bestimmtes Navigationsziel erreichen zu können - gegebenenfalls unter Beachtung dabei abschnittsweise gegebener Anforderungen hinsichtlich einer Mindestgeschwindigkeit und/oder dergleichen mehr. Dazu kann beispielsweise ein entsprechendes Modell oder Kennfeld oder dergleichen vorgegeben sein.
Insgesamt kann durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung eine weitere Verbesserung oder Optimierung der Nutzung oder Abnutzung der Batterie bzw. der Effizienz oder Nachhaltigkeit des Betriebs des Kraftfahrzeugs erreicht werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftfahrzeug, insbesondere die genannte Steuereinrichtung und/oder die Traktionsbatterie, dazu eingerichtet, über eine Vielzahl von Bediensignalen, die jeweils eine Einbindung nur eines Teils der Batteriezellen bewirken, und über entsprechende Betriebszeiten des Kraftfahrzeugs bzw. der Traktionsbatterie hinweg die eingebundenen und ausgekoppelten Batteriezellen durchzuwechseln, insbesondere um eine Nutzung und/oder Alterung aller Batteriezellen der Traktionsbatterie zu vergleichmäßigen. Wird beispielsweise wiederholt, also zu verschiedenen Zeiten bzw. für verschiedene Fahrten oder Betriebszeiten des Kraftfahrzeugs durch Bediensignale signalisiert, dass das nur eine bestimmte Anzahl oder ein bestimmter Anteil der Batteriezellen eingebunden und die übrigen Batteriezellen ausgekoppelt werden sollen, so können in den entsprechenden Betriebszeiten automatisch zumindest teilweise verschiedene, also andere Batteriezellen eingebunden und ausgekoppelt sein Beziehungsweise werden. Dabei kann das Auswählen oder Durchwechseln der Batteriezellen beispielsweise gemäß einem vorgegebenen Schema, in Abhängigkeit von einer Anzahl von Betriebszeiten, in denen die Batteriezellen eingebunden waren, einer jeweiligen eingebundenen Gesamtbetriebszeit der Batteriezellen und/oder dergleichen mehr erfolgen. Insgesamt können so Wartungsintervalle bzw. eine effektive Lebensdauer der gesamten Traktionsbatterie automatisch und besonders zuverlässig maximiert werden.
Ebenso können einzubindenden oder auszukoppelnden Batteriezellen beispielsweise in Abhängigkeit von einer Fahrhistorie und/oder einer Fahrertyperkennung automatisch ausgewählt werden. Dies kann beispielsweise durch den Benutzer eingestellt oder von dem Kraftfahrzeug bzw. der Steuereinrichtung im Laufe der Zeit automatisch gelernt werden. So können beispielsweise bei einer bisher eher sportlichen Fahrweise oder einem sportlichen Fahrertyp mehr Batteriezellen eingebunden werden als bei einer langsameren oder defensiveren Fahrweise - zumindest auf ein Bediensignal hin, das keine detaillierten oder spezifischen Angaben oder Vorgaben zur Anzahl und/oder Auswahl der einzubindenden Batteriezellen macht oder signalisiert. Ebenso können beispielsweise Fahr- oder Betriebsmuster anhand der Fahrhistorie erkannt und berücksichtigt werden. So kann beispielsweise für eine regelmäßig durchgeführte Fahrt in Abhängigkeit von deren Eigenschaften, wie beispielsweise deren Länge, Höhenprofil, Straßentypprofil, Geschwindigkeitsprofil und/oder dergleichen mehr, eine größere oder kleinere Anzahl von Batteriezellen eingebunden oder ausgekoppelt werden. Wenn beispielsweise regelmäßig zu einer bestimmten Uhrzeit eine bestimmte Fahrt absolviert wird, die relativ kurz ist und/oder zumindest hauptsächlich innerstädtisch verläuft, können für Instanzen dieser Fahrt weniger Batteriezellen eingebunden werden als etwa für eine regelmäßig durchgeführte Fahrt, die länger ist, zu einem größeren Anteil außerstädtisch verläuft und/oder Streckenabschnitte mit höherer Geschwindigkeit, also etwa Autobahnabschnitte oder dergleichen, und/oder beispielsweise größere Steigungen oder dergleichen umfasst. Auf diese Weise kann eine weitere bedarfs- oder situationsgerecht zur Optimierung erfolgen bzw. erreicht werden.
In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist das Kraftfahrzeug, insbesondere die genannte Steuereinrichtung und/oder die Traktionsbatterie, dazu eingerichtet, das Bediensignal über eine Datenverbindung zu einem fahrzeugfremden, insbesondere mobilen, elektronischen Gerät zu erfassen oder zu empfangen. Ein solches elektronisches Gerät kann beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein Tabletcomputer, eine Smartwatch oder dergleichen sein. Der Nutzer kann also das elektronische Gerät bedienen, um das jeweilige Bediensignal zu geben. Dazu kann auf dem elektronischen Gerät beispielsweise eine entsprechende Anwendung installiert oder auf ein Internetportal oder eine Bedienoberfläche der fahrzeugseitigen Steuereinrichtung zugegriffen werden. Die Datenverbindung zwischen dem Kraftfahrzeug bzw. der Steuereinrichtung und dem elektronischen Gerät kann kabel- oder leitungslos oder kabelgebunden sein. Beispielsweise kann eine solche Datenverbindung durch Verbinden oder Koppeln des elektronischen Geräts mit dem Kraftfahrzeug über eine Kabel-, Stecker-, Bluetooth-, WLAN- oder NFC-Verbindung oder dergleichen aufgebaut werden. Durch die hier vorgeschlagene Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können fahrzeugseitig entsprechende Bedienelemente eingespart, eine Nachrüstung der beschriebenen Funktionalität in bestehende Kraftfahrzeuge erleichtert und/oder ein verbesserter Bedien- oder Nutzungskomfort erreicht werden.
Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung sowie anhand der Zeichnung ergeben. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung und/oder in den Figuren allein 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.
Die Zeichnung zeigt in:

1 eine ausschnittweise schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer flexibel konfigurierbaren mehrzelligen Traktionsbatterie;
2 eine schematische Darstellung einer Bedieneinrichtung zum Konfigurieren der Traktionsbatterie in einer ersten Variante;
3 eine schematische Darstellung einer Bedieneinrichtung zum Konfigurieren der Traktionsbatterie in einer zweiten Variante; und
4 eine schematische Darstellung einer Bedieneinrichtung zum Konfigurieren der Traktionsbatterie in einer dritten Variante.

Gleiche oder funktionsgleiche Elemente sind in den Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt eine ausschnittweise schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1, das eine hier ebenfalls nur stark vereinfacht und schematisch angedeutete Traktionsbatterie 2 mit einer Vielzahl von Batteriezellen 4, 5 aufweist. Die Traktionsbatterie 2 kann über einen Gesamtstromflusspfad 3 Betriebsstrom für das Kraftfahrzeug 1, beispielsweise an einen hier nicht näher dargestellten Antrieb oder dergleichen, liefern. Dabei werden jedoch nur Batteriezellen 4, 5 verwendet, die in diesem Gesamtstromflusspfad 3 eingebunden sind. Vorliegend sind die diese als eingebundene Batteriezellen 4 gekennzeichnet. Die Traktionsbatterie 2 kann aber weitere Batteriezellen 4, 5 aufweisen, die zeitweise aus dem Gesamtstromflusspfad 3 ausgekoppelt werden können. Diese sind hier als ausgekoppelte Batteriezellen 5 dargestellt. Zum Auskoppeln dieser Batteriezellen 5 ist hier beispielhaft ein Schalter 6 angedeutet. Durch Schließen dieses Schalters 6 können auch die hier ausgekoppelten Batteriezellen 5 in den Gesamtstromflusspfad 3 eingebunden werden.
Zum Steuern oder Einstellen, welche der Batteriezellen 4, 5 eingebunden und ausgekoppelt sind oder werden, letztlich also zum Steuern des Schalters 6, weist das Kraftfahrzeug 1 eine Steuereinrichtung 7 auf. Diese kann beispielsweise durch einen Fahrer 8 zum Geben eines entsprechenden Bediensignals bedient werden, das ein Einbinden oder Auskoppeln von Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2 bewirkt. Dazu weist die Steuereinrichtung 7 hier beispielhaft eine Bedieneinrichtung 9 sowie einen Prozessor 10, also beispielsweise einen Mikrochip, Mikroprozessor oder Mikrocontroller oder dergleichen, und einen Datenspeicher 11 auf. Die Bedieneinrichtung 9 kann beispielsweise einen Schalter oder eine Taste, einen Touchscreen und/oder dergleichen mehr umfassen. In dem Datenspeicher 11 kann ein entsprechendes Betriebs- oder Computerprogramm gespeichert sein, das eine Umsetzung einer Bedienung oder Betätigung der Bedieneinrichtung 9 bzw. eines empfangenen Bediensignals in ein jeweiliges Steuersignal zum Einbinden oder Auskoppeln einer oder mehrerer der Batteriezellen 4,5 der Traktionsbatterie 2 implementiert und durch den Prozessor 10 ausführbar ist.
Ebenso kann es möglich sein, dass der Fahrer 8 ein entsprechendes Bediensignal durch Bedienung oder Betätigung eines elektronischen Mobilgeräts 12 an die Steuereinrichtung 7 geben kann.
Hier hat also der Fahrer 8 die Möglichkeit, auf die Batteriezellen 4, 5 bzw. eine Anzahl der verwendeten, also in den Gesamtstromflusspfad 3 eingebundenen Batteriezellen 4 Einfluss zu nehmen. Dazu kann die Steuereinrichtung 7 eine oder mehrere Wahloptionen, auswählbare vordefinierte Zellkonfigurationen, Leistungsstufen und/oder dergleichen mehr anbieten, also zur Verfügung stellen. Damit kann der Fahrer 8, beispielsweise fahrsituationsabhängig oder witterungsbedingt, die Traktionsbatterie 2 konfigurieren, um eine Leistung, Effizienz und/oder Lebensdauer der Traktionsbatterie 2 positiv zu beeinflussen. Der Fahrer 8 kann somit beispielsweise die einzubindenden bzw. eingebundenen Batteriezellen 4,5 bzw. diejenigen Batteriezellen 4, 5 auswählen oder bedarfs- oder situationsgerecht festlegen, welche oder wie viele der Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2 verwendet, also eingebunden oder ausgekoppelt werden sollen. Gerade bei relativ kurzen zurückzulegenden oder anstehenden Fahrstrecken kann ein Abschalten, also Auskoppeln eines Teils der Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2 günstig sein. So kann dann beispielsweise auf eine Temperierung der ausgekoppelten Batteriezellen 5 im Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 verzichtet werden. Durch eine derartige Teilnutzung bzw. Teiltemperierung der Traktionsbatterie 2 kann ein entsprechender Energiebedarf des Kraftfahrzeugs 1 erheblich reduziert werden.
Zur weiteren Veranschaulichung zeigt 2 eine schematische Darstellung einer Bedienoberfläche, wie sie beispielsweise mittels der Bedieneinrichtung 9 oder des Mobilgeräts 12 dargestellt werden bzw. zugänglich sein kann. Hier ist eine schematische Fahrzeugrepräsentation 13 mit Zellrepräsentationen 14 dargestellt. Die Zellrepräsentationen 14 können jeweils eine einzelne Batteriezelle 4 ,5 oder eine Gruppe von Batteriezellen 4, 5, beispielsweise ein Batteriemodul der Traktionsbatterie 2, repräsentieren. Die einzelnen Zellrepräsentationen 14 können dabei als individuelle Bedienelemente oder Bedienflächen fungieren. So kann beispielsweise der Fahrer 8 durch Antippen einer der Zellrepräsentationen 14 eine Verwendung oder eine Status einer entsprechenden oder zugeordneten Batteriezelle 4, 5 oder Gruppe von Batteriezellen 4, 5 wechseln, also die jeweils repräsentierte Batteriezelle 4, 5 oder Gruppe von Batteriezellen 4, 5 als einzubinden oder als auszukoppeln angeben oder setzen. Dabei können die einzelnen Zellrepräsentationen 14 konkreten Batteriezellen 4, 5 oder Gruppen bzw. Modulen von Batteriezellen 4, 5 zugeordnet sein. Ebenso kann jede der Zellrepräsentationen 14 lediglich abstrakt oder allgemein eine bestimmte Anzahl oder einen bestimmten Anteil von Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2 repräsentieren, ohne dass eine feste konkrete Zuordnung zu konkreten Batteriezellen 4, 5 oder Gruppen von Batteriezellen 4, 5 besteht.
Im hier dargestellten Beispiel sind durch den Fahrer 8 von den vier dargestellten Zellrepräsentationen 14 zwei als auszukoppelnde, also nicht zu verwendende Batteriezellen 5 oder Batteriezellengruppen 5 und die übrigen beiden als einzubindende, also als zu verwendende Batteriezellen 4 oder Batteriezellengruppen 4 gesetzt. Diese vom Fahrer 8 vorgenommene Konfiguration erzeugt ein entsprechendes Bediensignal, das von der Steuereinrichtung 7 in ein Steuersignal für die Traktionsbatterie 2 umgesetzt oder an die Traktionsbatterie 2 gesendet werden kann, um eine entsprechende Konfiguration der Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2 gemäß der Vorgabe durch den Fahrer 8 einzustellen oder zu realisieren, also beispielsweise den Schalter 6 entsprechend zu schalten. Der einzelne Schalter 6 kann hier stellvertretend für eine Vielzahl entsprechender Schalter 6, Schalteinrichtungen, Überbrückungen oder dergleichen stehen.
Im vorliegenden Beispiel wünscht der Fahrer 8 also eine Teilnutzung der Traktionsbatterie 2. Dabei sind durch den Fahrer 8 nur 50 % der vorhandenen Batteriezellen 4, 5 ausgewählt, um in den Gesamtstromflusspfad 3 eingebunden zu werden, zumindest für einen aktuellen oder bevorstehenden Betrieb des Kraftfahrzeugs 1. Die Steuereinrichtung 7 oder die Traktionsbatterie 2 können dann - gegebenenfalls über mehrere entsprechende Betriebszeiten oder Nutzereinstellungen, also Bediensignale hinweg - regelmäßig wechseln, welche konkreten Batteriezellen 4, 5 oder Batteriezellengruppen 4, 5 als die - in diesem Fall 50 % - eingebundenen Batteriezellen 4 und als die - in diesem Fall 50 % - ausgekoppelten Batteriezellen 5 verwendet werden. Dadurch kann eine Ungleichheit von Lebensdauern der einzelnen Batteriezellen 4, 5 oder Batteriezellengruppen 4, 5 automatisch, also für den Fahrer 8 transparent, vermieden werden.
Beispielsweise kann die Traktionsbatterie 2 hier vier Batteriemodule aufweisen. Wenn der Fahrer 8 für zwei unterschiedliche Betriebszeiten oder Fahrten des Kraftfahrzeugs 1 jeweils angibt oder einstellt, dass nur zwei der vier Batteriemodule eingebunden werden sollen, kann die Steuereinrichtung 7 oder die Traktionsbatterie 2 beispielsweise für die erste Fahrt ein erstes und zweites Batteriemodul einbinden und für die zweite Fahrt stattdessen ein drittes und viertes Batteriemodul einbinden. In dieser Weise kann also eine Nutzung der Batteriezellen 4, 5 oder Batteriezellengruppen 4, 5 automatisch und damit besonders zuverlässig oder gegebenenfalls auch unter Berücksichtigung vorgegebener Messgrößen oder Parameterwerte vergleichmäßigt werden.
Es kann möglich sein, dass die deaktivierten oder ausgekoppelten Batteriezellen 5, beispielsweise durch entsprechende Entriegelung eines jeweiligen Verriegelungsmechanismus oder dergleichen, aus dem Kraftfahrzeug 1 entnehmbar sind, um im Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 Gewicht einzusparen.
3 zeigt eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Bedien- oder Benutzerinterfaces in einer zweiten Variante. Hier sind zwei Fahrzeugrepräsentationen 13 als Extremwerte dargestellt. Eine der Fahrzeugrepräsentationen 13 kann eine Einbindung einer vorgegebenen Minimalzahl von Batteriezellen 4, 5 repräsentieren, während die andere Fahrzeugrepräsentation 13 eine Einbindung sämtlicher Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2 repräsentieren kann. Zwischen den entsprechenden Einstellungen oder Konfigurationen sowie gegebenenfalls vorgegebenen Zwischenstufen, beispielsweise einer Einbindung der Hälfte der verfügbaren oder auskoppelbaren Batteriezellen, kann der Fahrer 8 wechseln bzw. wählen. Dazu kann beispielsweise ein Schiebebedienelement 15 vorgesehen sein. Dieses kann - wie hier schematisch durch entsprechende Pfeile angedeutet - beispielsweise durch Antippen und Ziehen bedient werden, um unterschiedliche Konfigurationen der Batteriezellen bzw. des wenigstens einen Schalters 6 einzustellen.
Vorliegend kann der Fahrer 8 mittels des Schiebebedienelements 15 eine erste Stufe 16, eine zweite Stufe 17, eine dritte Stufe 18 oder eine vierte Stufe 19 einstellen. Diese verschiedenen Stufen 16, 17, 18, 19 können unterschiedliche Batterieleistungen und damit zumindest indirekt unterschiedliche Mengen von eingebundenen Batteriezellen 4 bzw. ausgekoppelten Batteriezellen 5 repräsentieren. Dabei können also auf der ersten Stufe 16 die Minimalanzahl von Batteriezellen 4, auf der zweiten Stufe 17 eine größere Anzahl von Batteriezellen 4, auf der dritten Stufe 18 eine noch größere Anzahl von Batteriezellen 4 und erst auf der vierten Stufe 19 alle Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2 eingebunden, also als eingebundene Batteriezellen 4 konfiguriert sein oder werden.
4 zeigt eine weitere schematische Darstellung für ein Bedien- oder Benutzerinterface. Hier ist - zusätzlich oder alternativ zu den Darstellungen oder Bedienelementen in 2 und/oder 3 - eine Kurzbedientaste 20 vorgesehen. Diese einzelne Kurzbedientaste 20 ermöglicht keine individuellen Spezifizierungen oder Auswahlmöglichkeiten, etwa bezüglich der genauen Anzahl und/oder Auswahl einzubindender und auszukoppelnder Batteriezellen 4, 5, sondern lediglich eine Aktivierung oder Deaktivierung einer vorgegebenen oder vordefinierten Funktion oder Funktionalität zum Einbinden sämtlicher Batteriezellen 4, 5 oder nur eines Teils der Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2. Aktiviert der Fahrer 8 die Funktion zum Auskoppeln von Batteriezellen 4, 5, also zur Verwendung nur eines Teils aller Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2, etwa durch Antippen oder Drücken der Kurzbedientaste 20, so kann daraufhin eine fest vorgegebene Anzahl der Batteriezellen 4, 5 ausgekoppelt werden. Ebenso kann dann der Teil der Batteriezellen 4, 5, der ausgekoppelt wird, beispielsweise durch die Steuereinrichtung 7 situationsabhängig oder dynamisch bestimmt oder festgelegt, also ausgewählt werden.
Durch Betätigen oder Bedienen der Kurzbedientaste 20 kann der Fahrer 8 beispielsweise dem Kraftfahrzeug 1 bzw. der Steuereinrichtung 7 signalisieren, dass er nur eine relativ kurze Strecke mit relativ geringem Leistungsbedarf zurücklegen möchte. Dementsprechend kann die Kurzbedientaste 20 auch als Brötchentaste oder dergleichen bezeichnet werden, da sie in der Praxis beispielsweise für eine entsprechend kurze Einkaufsfahrt oder dergleichen aktiviert oder betätigt werden kann. Daraufhin kann dann beispielsweise die Steuereinrichtung 7 bzw. eine entsprechende vorgegebene Fahrzeugsoftware automatisch selbsttätig entscheiden, welche der Batteriezellen 4, 5 der Traktionsbatterie 2 deaktiviert, also ausgekoppelt werden und welche der Batteriezellen 4, 5 aktiviert oder verwendet, also eingebunden werden. Dazu kann die Steuereinrichtung 7 bzw. die Fahrzeugsoftware auf unterschiedliche Daten zurückgreifen, wie etwa eine Umgebungstemperatur, eine Batterietemperatur, Navigations- oder Streckendaten, eine Fahrhistorie, eine Fahrertyperkennung, einen Ladezustand der einzelnen Batteriezellen 4, 5 oder der Traktionsbatterie 2 insgesamt, einen entsprechenden Batterie- oder Zellgesundheitszustand und/oder dergleichen mehr.
Zusätzlich zu den hier in 2, 3 und 4 dargestellten symbolhaften Darstellungen können ebenso, insbesondere zusätzlich oder ergänzend, Erklärungen oder Erläuterungen zum aktuellen Zustand, zu den jeweils gegebenen Auswahlmöglichkeiten und/oder resultierenden Effekten angezeigt werden, um dem Fahrer 8 eine besonders einfache, situations- und bedarfsgerechte und informierte Entscheidung, also Bedienung zu ermöglichen.
Insgesamt zeigen die beschriebenen Beispiele wie eine intelligente Batterie- oder Zellnutzung mit entsprechender Anzeige und Bedienmöglichkeit bzw. Wahloptionen realisiert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Traktionsbatterie
3: Gesamtstromflusspfad
4: eingebundene Batteriezelle
5: ausgekoppelte Batteriezelle
6: Schalter
7: Steuereinrichtung
8: Fahrer
9: Bedieneinrichtung
10: Prozessor
11: Datenspeicher
12: Mobilgerät
13: Fahrzeugrepräsentation
14: Zellrepräsentation
15: Schiebebedienelement
16: erste Stufe
17: zweite Stufe
18: dritte Stufe
19: vierte Stufe
20: Kurzbedientaste

Claims

Kraftfahrzeug (1), aufweisend eine Traktionsbatterie (2) mit einer Vielzahl von Batteriezellen (4, 5), und eine Steuereinrichtung (7), wobei zumindest ein Teil der Batteriezellen (4, 5) selektiv und reversibel in einen Gesamtstromflusspfad (3) der Traktionsbatterie (2) einbindbar und aus diesem Gesamtstromflusspfad (3) auskoppelbar ist und die Steuereinrichtung (7) dazu eingerichtet ist, auf ein entsprechendes, durch einen Nutzer (8) des Kraftfahrzeugs (1) veranlasstes Bediensignal hin das Einbinden nur einer dem Bediensignal in vorgegebener Weise zugeordneten Menge der Batteriezellen (4) in den Gesamtstromflusspfad (3) und/oder das Auskoppeln nur einer dem Bediensignal in vorgegebener Weise zugeordneten Menge der Batteriezellen (5) aus dem Gesamtstromflusspfad (3) zu bewirken.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (4, 5) in mehreren Batteriemodulen (14), die jeweils mehrere Batteriezellen (4, 5) umfassen, organisiert sind und die Batteriezellen (4, 5) minimal batteriemodulweise einbindbar und auskoppelbar sind.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriezellen (4, 5) in mehreren Batteriemodulen (14), die jeweils mehrere Batteriezellen (4, 5) umfassen, organisiert und die Batteriemodule (14) einzeln aus dem Kraftfahrzeug (1) entnehmbar sind.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) dazu eingerichtet ist, auf das Bediensignal hin jeweils für diejenigen Batteriemodule (14), die gemäß dem Bediensignal aus dem Gesamtstromflusspfad (3) ausgekoppelt sind, automatisch - einen jeweiligen Verriegelungsmechanismus, mittels welchem das jeweilige Batteriemodul (14) gegen ein Entnehmen sicherbar ist, automatisch zu öffnen, und/oder - eine jeweilige Signaleinrichtung in vorgegebener Weise zu schalten, um die ausgekoppelten, entnehmbaren Batteriemodule (14) zu kennzeichnen.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) dazu eingerichtet ist, jeweils nur in den Gesamtstromflusspfad (3) eingebundene Batteriezellen (4) zu temperieren.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) in einem Insassenraum eine Bedieneinrichtung (9) zum Geben des Bediensignals, insbesondere unterschiedlicher Bediensignale, die unterschiedliche Konfigurationen von einzubindenden und auszukoppelnden Batteriezellen (4, 5) signalisieren, aufweist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedieneinrichtung (9) ein Bedienelement (20) umfasst, das keine Auswahlmöglichkeit der einzubindenden Batteriezellen für den Nutzer (8) bietet und dessen Betätigung ein vorgegebenes Bediensignal auslöst, das ein Einbinden nur einer vorgegebenen Menge der Batteriezellen (4) oder ein Auskoppeln einer vorgegebenen Menge von Batteriezellen (5) bewirkt, wobei die vorgegebene Menge kleiner als die Gesamtzahl der Batteriezellen (4, 5) der Traktionsbatterie (2) ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) dazu eingerichtet ist, auf das durch die Betätigung des Bedienelements (20) ausgelöste Bediensignal hin automatisch gemäß einem vorgegebenen Betriebskriterium die konkret einzubindenden oder auszukoppelnden Batteriezellen (4) auszuwählen, wobei das Betriebskriterium insbesondere einen Zellgesundheitszustand, einen Zellladezustand, eine Zellspannung, eine Zelltemperatur, eine Batterietemperatur, eine Umgebungstemperatur und/oder eine Navigationsroute betrifft.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) dazu eingerichtet ist, über eine Vielzahl von Bediensignalen hinweg, die eine Einbindung nur eines Teils der Batteriezellen (4, 5) bewirken, die eingebundenen Batteriezellen (4) und ausgekoppelten Batteriezellen (5) durchzuwechseln, insbesondere um eine Nutzung und/oder Alterung aller Batteriezellen (4, 5) der Traktionsbatterie (2) zu vergleichmäßigen.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) dazu eingerichtet ist, das Bediensignal über eine Datenverbindung zu einem fahrzeugfremden elektronischen Gerät (12) zu empfangen.