DE102022106066A1 - Verfahren zum Betreiben einer Heizanordnung für ein Hochvoltspeichermodul für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Betreiben einer Heizanordnung für ein Hochvoltspeichermodul für ein Kraftfahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren (100) zum Betreiben einer Heizanordnung (10) für ein Hochvoltspeichermodul (1) für ein Kraftfahrzeug (11), wobei die Heizanordnung (10) eine Fluidheizung (6) und eine Widerstandsheizung (7) aufweist, welche in von Batteriezellen (2) gebildeten Zwischenräumen (5) anordenbar sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Heizanordnung für ein Hochvoltspeichermodul für ein Kraftfahrzeug, wobei die Heizanordnung eine Fluidheizung und eine Widerstandsheizung aufweist, welche in von Batteriezellen gebildeten Zwischenräumen anordenbar sind.
  • Zur Bereitstellung elektrischer Energie beim Versorgen elektrischer Antriebe von Fahrzeugen sind Hochvoltspeicher, auch als Antriebsbatterien oder -akkumulatoren bezeichnet, bekannt. Die Leistungsfähigkeit von Lithium-Ionen-Akkumulatoren ist temperaturabhängig. Besonders bei Zellen mit hohen Energiedichten oder mit manganreicher Zellchemie oder bei Verwendung von Festelektrolyten wird diese Temperaturabhängigkeit der Leistung immer ausgeprägter: je tiefer die Zelltemperatur ist, desto geringer ist die abrufbare Leistung. Klassische Heizkonzepte bedürfen eines hohen Integrationsaufwands, um die Heizenergie möglichst nahe und effizient an die Batteriezelle heranzubringen. Dabei kollidiert das Kühlkonzept meist mit dem notwendigen Bauraum der Heizstruktur.
  • In heutigen Hochvoltspeicherstrukturen von Elektrofahrzeugen werden Batteriezellen beispielsweise mittels Kühlschlangen mit Kühlflüssigkeit zwischen den Batteriezellen, auf den Batteriezellen oder unterhalb der Batteriezellen, Wärmeleitbleche mit Anbindung an Flüssigkeitskühlung zwischen den Batteriezellen, auf den Batteriezellen oder unterhalb der Batteriezellen oder flüssigkeitsumströmte Batteriezellen in Form einer „Immersionskühlung“ oder „Immersionsheizung“ gekühlt und/oder geheizt. Bei diesen Vorrichtungen kann die Kühlflüssigkeit auch mittels Beheizung erwärmt werden, um ein Aufheizen der Batteriezellen zu erreichen.
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Heizanordnung für ein Hochvoltspeichermodul für ein Kraftfahrzeug zu verbessern. Insbesondere soll ein Betrieb einer Heizanordnung verbessert werden, um ein harmonisiertes Aufheizen des Hochvoltspeichermoduls zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Heizanordnung für ein Hochvoltspeichermodul für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
  • Gemäß einem ersten Aspekt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Heizanordnung für ein Hochvoltspeichermodul für ein Kraftfahrzeug, vorgeschlagen, wobei die Heizanordnung eine Fluidheizung und eine Widerstandsheizung aufweist, welche in von Batteriezellen gebildeten Zwischenräumen anordenbar sind, aufweisend Schritte des Bestimmens einer Betriebsanforderung des Hochvoltspeichermoduls, und des Betreibens der Widerstandsheizung und/oder der Fluidheizung in Abhängigkeit von der Betriebsanforderung.
  • Hierdurch kann ein Zusammenhang zwischen einer Betriebsanforderung des Hochvoltspeichermoduls und einer von der Widerstandsheizung und/oder der Fluidheizung auf das Hochvoltspeichermoduls ausübbaren Heizleistung hergestellt werden, um eine verbesserte Aufheizung bzw. Temperierung des Hochvoltspeichermoduls bzw. dessen Batteriezellen zu ermöglichen. Somit kann beispielsweise die Widerstandsheizung oder die Fluidheizung alleine oder die Widerstandsheizung zusammen mit der Fluidheizung, insbesondere zur optimierten Ausnutzung beider Heizleistungen, zu einem homogenen Aufheizen des Hochvoltspeichermoduls betrieben werden. Hierzu können die Fluidheizung und die Widerstandsheizung separat voneinander oder gemeinsam mittels einer Steuereinheit, insbesondere in Abhängigkeit von der Betriebsanforderung, angesteuert werden.
  • Ein Hochvoltspeichermodul ist insbesondere ein Energiespeicher bzw. eine Antriebsbatterie bzw. -akkumulator, welcher insbesondere mehrere Module mit parallel und seriell verschalteten Batteriezellen aufweist. Hierbei kommen insbesondere zylindrische Batteriezellen zum Einsatz, welche insbesondere in hexagonalen Packungsanordnungen bereitgestellt werden. Die Anzahl der eingesetzten Batteriezellen kann in direktem Zusammenhang mit einer Reichweite eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs stehen und eine Betriebsspannung von beispielsweise 400 oder 800 Volt bereitstellen.
  • Batteriezellen sind in solchen Hochvoltspeichermodulen insbesondere in zueinander versetzt benachbarten Zellreihen angeordnet. Unter zwei zueinander versetzt benachbart angeordnete Zellreihen ist hier insbesondere zu verstehen, dass die Batteriezellen der benachbarten Zellreihen - bezogen auf eine Längsachse des Zwischenraums - bei identischer Beabstandung untereinander an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind, die sich aus einer hexagonalen Packung ergeben. Dadurch können die Batteriezellen benachbarter Reihen an ihren Mantelseiten näher zueinander angeordnet sein, sodass sich für den Zwischenraum eine wellenförmige und/oder schwach mäandernde Längsform ergibt, weil korrespondierende Zellen der benachbarten Zellreihen einander überschneiden würden, wenn sie nicht zueinander versetzt angeordnet wären.
  • Eine Fluidheizung ist insbesondere eine bekannte Fluidkühleinrichtung die eingerichtet ist, das Hochvoltspeichermodul zu heizen. Demnach ist die Fluidheizung eingerichtet, eine, insbesondere mittels eines Durchlauferhitzers erwärmte, Flüssigkeit zu den Batteriezellen zu transportieren, um dort einen Wärmeübergang zu ermöglichen. Um die Batteriezellen bzw. das Hochvoltspeichermodul zu heizen, ist die Fluidheizung in Zwischenräumen zwischen Batteriezellen angeordnet, und insbesondere als Fluidkühl- bzw. -heizschlange ausgebildet. Hierbei können beispielsweise Heizelemente der Fluidheizung parallel und/oder mäandernd zwischen den Batteriezellen angeordnet bzw. anordenbar sein.
  • Die Fluidheizung weist typischerweise eine Heizleistung von etwa 3-7 Watt Heizleistung je Batteriezelle auf. Diese Heizleistung kann durch zusätzliches Anwenden der Widerstandsheizung deutlich erhöht werden, um eine verbesserte Heizung für das Hochvoltspeichermodul zu ermöglichen.
  • Eine Widerstandsheizung ist eingerichtet, elektrische Energie in thermische Energie (Wärme) umzuwandeln und insbesondere als eine ohmsche Heizung ausgebildet. Hierbei kann die Widerstandsheizung analog der Fluidheizung in Schlangenform ausgebildet sein. Beispielsweise können einzelne Heizelemente parallel und/oder mäandernd zwischen den Batteriezellen angeordnet bzw. anordenbar sein und steckverbindbar ausgebildet sein, um mit einer Sammelschiene zur elektrischen Versorgung verbunden zu werden oder sein. Hierbei kann die Widerstandsheizung eingerichtet sein, etwa 20 bis 40 Watt Heizleistung, insbesondere bis maximal 60 Watt Heizleistung, für eine Batteriezelle bereitzustellen.
  • Die Fluidheizung und die Widerstandsheizung können alternierend in den Zwischenräumen zwischen den Batteriezellen angeordnet sein, so dass eine erste Seite der Batteriezelle der Fluidheizung und eine zweite, gegenüberliegende, Seite der Batteriezelle der Widerstandsheizung zugewandt ist. Hierbei kann die Fluidheizung und die Widerstandsheizung in ihrer Außengeometrie im Wesentlichen einander entsprechend ausgebildet sein, um eine Strukturverstärkung des Hochvoltspeichermoduls und/oder eine Positionsfestlegung der Batteriezellen zueinander, insbesondere im Sinne von Spacern, zu bilden.
  • Eine Betriebsanforderung ist insbesondere eine Sollgröße, insbesondere eine abrufbare (Soll-)Leistung des Hochvoltspeichermoduls bzw. der Batteriezellen, welche mittels eines Betriebs der Heizanordnung erreichbar ist. Beispielsweise kann eine solche Betriebsanforderung eine Arbeitstemperatur, wie beispielsweise eine Mindesttemperatur für eine verbesserte Leistungsübertagung, eine Temperaturdifferenz bis zu einer Arbeitstemperatur oder ein Temperaturverlauf über eine Zeit sein. Temperaturwerte können beispielsweise auf der Basis von Temperaturmesswerten und/oder einem Betriebsmodell der Temperaturbelastung des Hochvoltspeichers eines Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
  • Der Erfindung liegt unter anderem die Überlegung zugrunde, dass die Performance von Li-lonen-Akkumulatoren temperaturabhängig ist. Besonders bei Batteriezellen mit hohen Energiedichten oder manganreichen Zellchemien oder bei Verwendung von Festelektrolyten (All solid state) wird diese Temperaturabhängigkeit der Leistung immer ausgeprägter: je tiefer die Zelltemperatur, desto geringer die abrufbare Leistung. Besonders die Laderichtung ist stark temperaturabhängig, beispielsweise Schnellladen funktioniert z.B. nur bei Temperaturen von mehr als ca. +20°C.
  • Die Erfindung basiert nun unter anderem auf der Idee, die Heizanordnung, welche zum einen eine Fluidheizung und zum anderen eine Widerstandsheizung aufweist, für ein effektives Aufheizen der Batteriezellen bzw. des Hochvoltspeichermoduls zu nutzen, um einen optimierten Betrieb der Batteriezellen bzw. von damit verbundenen Komponenten zu ermöglichen. Hierzu soll ein möglichst homogenes Aufheizen der Batteriezellen durch, insbesondere gleichzeitiges, Aktivieren der Fluidheizung und der Widerstandsheizung erfolgen. Es kann beispielsweise ein aufeinander abgestimmtes Betreiben der Fluidheizung und der Widerstandsheizung vorgesehen sein, um ein schonendes Aufheizen des Hochvoltspeichermoduls zu ermöglichen. Durch das Bestimmen einer Betriebsanforderung für das Hochvoltspeichermodul, kann ein zielgerichtetes Heizen mittels der Fluidheizung und/oder der Widerstandsheizung erfolgen.
  • Bei einer Ausführungsform kann das Verfahren einen weiteren Schritt des Einstellens einer Heizleistung der Widerstandsheizung in Abhängigkeit von der Betriebsanforderung aufweisen. Die zum Heizen bereitgestellte Leistung kann auf Basis der bestimmten Betriebsanforderung skalierbar und insbesondere über eine Zeit veränderbar ausgebildet sein, um ein vorbestimmtes Heizprofil bzw. eine Heizcharakteristik für die Batteriezellen bzw. das Hochvoltspeichermodul bereitzustellen. Somit wird eine zielgerichtete Übertragung von Wärme von der Widerstandsheizung an die Batteriezellen ermöglicht, um beispielsweise Temperaturinhomogenitäten innerhalb des Hochvoltspeichermoduls, welche durch alleiniges Heizen mittels der Fluidheizung auftreten können, zu reduzieren. Insbesondere ist durch die Skalierbarkeit der durch die Widerstandsheizung aufbringbaren Heizleistung, eine Anpassung an ein jeweiliges Vorhaben bzw. Nutzung, wie beispielsweise ein Schnellladen oder eine Anpassung an eine vorbestimmte bzw. vorgegebene Fahrstrecke, ermöglicht. Somit kann eine Ladeleistung bzw. Energieversorgung, welche mittels des Hochvoltspeichermoduls bereitstellbar ist, bedarfsabhängig unterstützt werden.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Betriebsanforderung in Abhängigkeit von einem Betriebszustand eines Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Ein Betriebszustand des Kraftfahrzeugs kann hierbei ein momentanes oder zukünftiges Schnellladen des Hochvoltspeichermoduls oder eine momentane oder zukünftige Fahrstrecke sein. Hierbei kann eine Fahrstrecke insbesondere in Abschnitte unterteilt sein, wobei in Abhängigkeit von den Streckenabschnitten unterschiedliche Energiebedarfs- bzw. Rekuperationseigenschaften des Hochvoltspeichermoduls nötig bzw. vorbestimmt sein können. Beispielsweise ist nicht für jede Fahrstrecke ein vollständiges Aufheizen des Hochvoltspeichermoduls notwendig und ein Heizen des Hochvoltspeichermoduls kann somit durch das vorgeschlagene Verfahren an die Fahrstrecke angepasst werden. Zudem kann auch eine Konditionierung des Hochvoltspeichermoduls für ein Schnellladen ermöglicht werden: Wenn beispielsweise bekannt ist, dass ein solches Schnellladen erfolgen soll, kann entsprechend mittels der Widerstandsheizung ein schnelles Aufheizen auf, beispielsweise etwa 20 °C erfolgen, wodurch die Ladegeschwindigkeit von 20% auf etwa 80 % gesteigert werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform kann ein Betriebszustand auf Basis eines Fahrprofils und/oder Navigationseingabe bestimmt werden. Ein Fahrprofil kann durch ein bekanntes Nutzungsverhalten durch einen Benutzer charakterisiert sein und insbesondere eine Vorhersage über eine Nutzung des Fahrzeugs bzw. des Hochvoltspeichermoduls ermöglichen. Eine Navigationseingabe ist insbesondere eine Zieleingabe eines Nutzers, um einen oder mehrere Routenvorschläge zu erhalten. Auf Basis der Zieleingabe, von Routenvorschlägen und/oder einer durch den Benutzer gewählten Route kann beispielsweise ein Energiebedarf und/oder eine Lademöglichkeit bestimmt werden, die wiederum als Basis zum Bestimmen der Betriebsanforderung herangezogen werden kann. Hierdurch kann beispielsweise ein Bedarf an Energieversorgung oder eine Möglichkeit der Rekuperation bestimmt werden, worauf hin eine Betriebsstrategie, welche einer Heizstrategie bzw. einem Heizprofil entspricht bestimmt und angewendet werden kann. Eine solche Ermittlung bzw. Bestimmung kann insbesondere mittels eines Steuergeräts bzw. einer Steuereinrichtung eines Kraftfahrzeugs und/oder eines Elektro- bzw. Hybridantriebes erfolgen.
  • Bei einer Ausführungsform kann eine Betriebsanforderung ein Ladevorgang des Hochvoltspeichermodul sein. Für einen Ladevorgang, insbesondere für einen Schnellladevorgang, beträgt eine optimale Betriebstemperatur für das Hochvoltspeichermodul mindestens etwa 20 °C. Mittels der Aktivierung der Widerstandsheizung kann eine Heizzeit von Minusgraden auf etwa 20 °C in einer Heizzeit von etwa ein bis drei Minuten erzielt werden, was ein beschleunigtes Laden des Hochvoltspeichermoduls begünstigen kann. Um ein optimales Aufheizen des Hochvoltspeichermoduls zu erlangen, kann beispielsweise gleichzeitig die Fluidheizung aktiviert sein, wodurch zum einen ein Aufheizvorgang beschleunigt und zum anderen eine Temperaturverteilung innerhalb des Hochvoltspeichermoduls homogener gestaltet werden kann.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Betriebsanforderung eine Temperatur des Hochvoltspeichermoduls sein. Insbesondere ist die Betriebsanforderung eine vorbestimmte Temperatur des Hochvoltspeichermoduls, welche auf betriebsmäßigen Vorgaben beruht. Alternativ kann eine Temperatur auch bedarfsabhängig ermittelt werden, und dann einer Bestimmung der aufzubringenden Heizleistung zu Grunde gelegt werden. Hierzu kann insbesondere auch eine Temperaturdifferenz zwischen Außentemperatur und einer Solltemperatur des Hochvoltspeichermoduls genutzt werden. Hierzu können übliche Vorrichtungen und Verfahren zur Temperaturmessung verwendet werden. Insbesondere bei einem Schnellladevorgang ist die Speichertemperatur ausschlaggebend für ein optimales Ergebnis, weshalb ein zielgerichtetes und gleichzeitig schonendes Aufheizen des Hochvoltspeichermoduls mittels zweier Heizeinrichtungen vorteilhaft ausfallen kann.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Widerstandsheizung unabhängig von der Fluidheizung betrieben werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Widerstandsheizung individuell ansteuerbar ist bzw. betrieben werden kann, ohne die mittels der Fluidheizung zur Verfügung stellbare Heizleistung zu berücksichtigen. Dies kann insbesondere von Vorteil sein, wenn eine Temperaturveränderung kurz nach Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs erfolgen soll, und eine Aufheizung von Fluids für die Fluidheizung mittels eines Durchlauferhitzer nicht unmittelbar in ausreichendem Maß erfolgen kann.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Widerstandsheizung abschnittsweise betrieben werden. Zur flächenmäßig angepassten Beheizung des Hochvoltspeichermoduls kann vorgesehen sein, dass die Widerstandsheizung in Teilen bzw. in Teilbereichen aktiviert bzw. betrieben wird. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass eine Widerstandsheizung eine symmetrische Aufteilung in zwei Teilbereiche aufweist, welche alternierend zueinander angeordnet sein können und ein Teilbereich eingerichtet ist, jeweils eine Hälfte der gesamtmöglichen Heizleistung der Widerstandsheizung, auf die Batteriezellen des Hochvoltspeichers zu übertragen. Abhängig von der Betriebsanforderung kann entweder einer oder beide der Teilbereiche betrieben werden, um das Hochvoltspeichermodul zu beheizen. Somit kann ein bedarfsmäßig angepasster Betrieb der Widerstandsheizung ermöglicht werden, um eine verfügbare Heizleistung anpassbar zu drosseln.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Widerstandsheizung zeitabhängig betrieben werden. Alternativ oder zusätzlich zu dem oben beschriebenen bereichsweisen Betreiben, kann die Widerstandsheizung auch zeitgesteuert betrieben werden. Beispielsweise kann die Widerstandsheizung gepulst betrieben oder für bestimmte Zeitperioden ein- und/oder ausgeschaltet werden, um ein bedarfsmäßiges Aufheizen des Hochvoltspeichermoduls zu ermöglichen und insbesondere die Fluidheizung optimal unterstützen zu können, um eine möglichst homogene und somit schonende Aufheizung zu ermöglichen.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Widerstandsheizung mittels einer externen Energiequelle betrieben werden. Insbesondere während eines Ladevorgangs kann vorgesehen sein, dass die Widerstandsheizung mittels der von der Ladestation zur Verfügung gestellten elektrischen Energie betrieben wird, um ein Aufheizen des Hochvoltspeichermoduls optimiert zu gestalten.
  • Bei einer Ausführungsform kann die Widerstandsheizung mittels Energie aus den Batteriezellen betrieben werden. Es kann vorgesehen sein, dass die zu heizenden Batteriezellen selbst die Energie zum Betrieb bzw. zum Betreiben der Widerstandsheizung bereitstellen, um ein selbstspeisendes Heizsystem für die Batteriezellen zu bilden. Hierdurch ist keine Abstimmung mit einer externen Energiequelle notwendig, wodurch eine Steuerung der Heizanordnung vereinfacht sein kann.
  • Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Figuren.
    • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Hochvoltspeichermoduls, welches mittels beispielhafter Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens betreibbar ist, in einer schematischen Ansicht.
    • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben einer Heizanordnung für ein Hochvoltspeichermodul für ein Kraftfahrzeug.
  • Im Folgenden beziehen sich identische Bezugszeichen auf identische oder zumindest ähnliche Merkmale.
  • 1 zeigt ein beispielhaftes Hochvoltspeichermodul 1 für ein Kraftfahrzeug 11 mit einer Vielzahl von Batteriezellen 2 und einer Heizanordnung 10. Die Batteriezellen 2 sind in ihrer Packebene hexagonal in einem Speicherraum 3 des Hochvoltspeichermoduls 1 gepackt; folglich sind die einzelnen Zellreihen 4 versetzt zueinander angeordnet. Zwischen jeweils zwei Zellreihen 4 weist die Anordnung daher jeweils einen Zwischenraum 5 auf, dessen Längserstreckung zwischen den angrenzenden Zellreihen ist durch die hexagonale Packung wellenartig ausgeformt ist. Weil eine Mehrzahl von Zellreihen 4 vorsehen ist, weist das Modul 1 in der dargestellten Packebene (die die einzige oder eine von mehreren sein kann) auch eine Mehrzahl von Zwischenräumen 5 auf.
  • Zur Temperierung des Hochvoltspeichermoduls 1 weist dieses die Heizanordnung 10 mit einer Fluidheizung 6 und einer Widerstandsheizung 7 auf, wobei in aufeinander folgenden Zwischenräumen 5 jeweils abwechselnd eine Fluidheizschlange 61 bzw. ein Fluidheizelement der Fluidheizung 6 und eine Widerstandsheizschlange 71 bzw. eine Widerstandsheizelement der Widerstandsheizung 7 angeordnet sind.
  • Die benachbarten Widerstandsheizelemente 71 bilden gemeinsam mit einer elektrischen Schnittstelle 72 die Widerstandsheizung 7 aus. Die benachbarten Fluidheizelemente 61 bilden gemeinsam mit einer Wärmetauscher-Schnittstelle 62 die Fluidheizung 6 aus. Dabei ist die Widerstandsheizung 7 an einer ersten Seite des Speicherraums 3 angeordnet und Widerstandsheizelemente 71 reichen von dieser in die Zwischenräume 5 des Hochvoltspeichermoduls 1 und die Fluidheizung 6 ist an einer zweiten, gegenüberliegenden Seite des Speicherraums 3 angeordnet und Fluidheizelemente 61 reichen von dieser, alternierend zu den Widerstandsheizelementen 71, in die Zwischenräume 5 des Hochvoltspeichermoduls 1.
  • Die Fluidheizung 6 und die Widerstandsheizung 7 sind mit einer Steuereinheit 9 verbunden, wobei die Steuereinheit 9 eingerichtet ist, eine Betriebsanforderung des Hochvoltspeichermoduls 1 zu bestimmen und die Widerstandsheizung 7 und die Fluidheizung 6 in Abhängigkeit von der Betriebsanforderung zu betreiben bzw. anzusteuern. Zur Bestimmung der Betriebsanforderung kann die Steuereinheit 9 Daten einer Fahrzeugsteuerung 12 nutzen. In einem alternativen Ausführungsbeispiel kann die Fahrzeugsteuerung 12 die Steuereinheit 9 umfassen oder ausgebildet sein, die Betriebsanforderung zu bestimmen und/oder die Heizanordnung 10 zu steuern.
  • In 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betreiben einer Heizanordnung 10 für ein Hochvoltspeichermodul 1 für ein Kraftfahrzeug aus 1 schematisch dargestellt.
  • In einem ersten Schritt 101 wird eine Betriebsanforderung des Hochvoltspeichermoduls 10 bestimmt. Hierzu kann beispielsweise eine Navigationseingabe eines Benutzers des Kraftfahrzeugs genutzt werden, auf dessen Basis ein Betriebszustand des Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Anfahren einer Ladestation, bestimmt wird. Hieraus kann beispielsweise bestimmt werden, dass die Betriebsanforderung ein Ladevorgang des Hochvoltspeichermodul 1 ist und eine vorbestimmte Betriebstemperatur für das Hochvoltspeichermodul 1 vorgesehen ist bzw. das Hochvoltspeichermodul auf diese vorbestimmte Temperatur geheizt werden soll.
  • Auf Basis dieser Betriebsanforderung wird in einem Schritt 102 die Widerstandsheizung 7 und die Fluidheizung 6 aktiviert. Hierzu kann die Widerstandsheizung mittels einer externen Energiequelle und/oder mittels Energie aus den Batteriezellen 2 betrieben werden.
  • In einem weiteren Schritt 103 wird eine Heizleistung der Widerstandsheizung 7 in Abhängigkeit von der Betriebsanforderung eingestellt. Hierzu kann die Widerstandsheizung abschnittsweise, also beispielsweise in Teilbereichen, betrieben und/oder
    zeitabhängig, beispielsweise gepulst, betrieben werden, um die Heizleistung der Widerstandsheizung 7, um die Batteriezellen 2 des Hochvoltspeichermoduls 1 möglichst schonend und homogen auf die gewünschte Betriebstemperatur zu heizen. In alternativen Ausführungsbeispielen können Schritte 102 und 103 zeitgleich oder in abgeänderter Reihenfolge durchgeführt werden, um ein verbessertes Aufwärmen des Hochvoltspeichermoduls 1 zu erzielen.
  • BEZUGSZEICHENLISTE
  • 1
    Hochvoltspeichermodul
    2
    Batteriezelle
    3
    Speicherraum
    4
    Zellreihe
    5
    Zwischenraum
    6
    Fluidheizung
    7
    Widerstandsheizung
    9
    Steuereinheit
    10
    Heizanordnung
    61
    Fluidheizelement
    62
    Schnittstelle
    71
    Widerstandsheizelement
    72
    Schnittstelle
    100
    Verfahren
    101, 102;
    103Schritte eines beispielhaften Verfahrens

Claims (11)

  1. Verfahren (100) zum Betreiben einer Heizanordnung (10) für ein Hochvoltspeichermodul (1) für ein Kraftfahrzeug (11), wobei die Heizanordnung (10) eine Fluidheizung (6) und eine Widerstandsheizung (7) aufweist, welche in von Batteriezellen (2) gebildeten Zwischenräumen (5) anordenbar sind, aufweisend folgende Schritte: - Bestimmen (101) einer Betriebsanforderung des Hochvoltspeichermoduls (1), und - Betreiben (102) der Widerstandsheizung (7) und/oder der Fluidheizung (6) in Abhängigkeit von der Betriebsanforderung.
  2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, aufweisend den weiteren Schritt: - Einstellen (103) einer Heizleistung der Widerstandsheizung (7) in Abhängigkeit von der Betriebsanforderung.
  3. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebsanforderung in Abhängigkeit von einem Betriebszustand eines Kraftfahrzeugs (11) bestimmt wird.
  4. Verfahren (100) nach Anspruch 3, wobei ein Betriebszustand auf Basis einer Navigationseingabe bestimmt wird.
  5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Betriebsanforderung ein Ladevorgang des Hochvoltspeichermodul (1) ist.
  6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Betriebsanforderung eine Temperatur des Hochvoltspeichermoduls (1) ist.
  7. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Widerstandheizung (7) unabhängig von der Fluidheizung (6) betrieben wird.
  8. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Widerstandsheizung (7) abschnittsweise betrieben wird.
  9. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Widerstandsheizung (7) zeitabhängig betrieben wird.
  10. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Widerstandsheizung (7) mittels einer externen Energiequelle betrieben wird.
  11. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Widerstandsheizung (7) mittels Energie aus den Batteriezellen (2) betrieben wird.
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Citations (4)

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