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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederverwenden von Batteriemodulen aus einer mehrere Batteriemodule umfassenden ersten Fahrzeugbatterie eines ersten Kraftfahrzeugs sowie ein Kraftfahrzeug.
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Aus der
DE 10 2020 211 748 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben von Batterien, insbesondere von Fahrzeugbatterien, als Stromspeicher für Second Life Anwendungen bekannt. Bei dem Verfahren werden die Batterien nach Spannungsklassen sowie innerhalb einer Spannungsklasse nach Innenwiderstand und Restkapazität klassifiziert. Auf Grundlage des klassifizierten Innenwiderstands, der klassifizierten Restkapazität und/oder eines zulässigen Nennstroms werden zulässige Stromgrenzen einer Batterie abgeleitet. Batterien mit ähnlichem Innenwiderstand und/oder ähnlicher Restkapazität werden zu einer Batteriegruppe parallelgeschalten. Einzelne Batterien einer Batteriegruppe werden auf einen Kapazitätsumrichter aufgeschaltet in Abhängigkeit von Spannungsdifferenzen, Ladungszustandsdifferenzen, Restkapazitäten und/oder Innenwiderständen.
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Weiterhin ist aus der
US 2022/0149451 A1 eine Vorrichtung zum Ermöglichen einer Wiederverwendung eines kompletten Batteriepacks für ein Elektrofahrzeug bekannt.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, welche ein Wiederverwenden von Batteriemodulen einer ersten Fahrzeugbatterie ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Weitere mögliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren offenbart. Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen, die im Rahmen der Beschreibung für einen der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche dargelegt sind, sind zumindest analog als Merkmale, Vorteile und mögliche Ausgestaltungen des jeweiligen Gegenstands der anderen unabhängigen Ansprüche sowie jeder möglichen Kombination der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche, gegebenenfalls in Verbindung mit einem oder mehr der Unteransprüche, anzusehen.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wiederverwenden von Batteriemodulen aus einer mehrere Batteriemodule umfassenden ersten Fahrzeugbatterie eines ersten Kraftfahrzeugs. Bei diesem ersten Kraftfahrzeug handelt es sich insbesondere um ein mittels elektrischer Energie aus der ersten Fahrzeugbatterie antreibbares Kraftfahrzeug. Somit handelt es sich bei dem ersten Kraftfahrzeug um ein Hybridfahrzeug oder um ein Elektrofahrzeug. Bei dieser ersten Fahrzeugbatterie handelt es sich um eine Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs. Insbesondere wenn die erste Fahrzeugbatterie eine höhere Lebensdauer als das erste Kraftfahrzeug aufweist, ist es sinnvoll, wenn nach Ablauf der Lebensdauer des ersten Kraftfahrzeugs die Batteriemodule der ersten Fahrzeugbatterie wiederverwendet werden. Hierfür ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass die Batteriemodule aus der ersten Fahrzeugbatterie entnommen werden. Anschließend wird ein jeweiliger Zustand der Batteriemodule geprüft. Die Batteriemodule, für die der Zustand oberhalb eines für den Zustand vorgegebenen Grenzwerts liegt, werden verwendet, um wenigstens eine kleinere, zweite Fahrzeugbatterie durch Zusammenstellung dieser Batteriemodule zu bilden. Diese gebildete zweite Fahrzeugbatterie wird in ein zweites Kraftfahrzeug eingebaut.
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Diesem Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Produktion von neuen Fahrzeugbatterien, insbesondere in Form von Hochvoltspeichern, einen hohen Aufwand an Energie und Ressourcen erfordert. Gerade bei Fahrzeugen in einer unteren Preiskategorie kann die Fahrzeugbatterie einen großen Anteil der Kosten ausmachen. Durch das Wiederverwenden der Batteriemodule der ersten Fahrzeugbatterie in der wenigstens einen kleineren zweiten Fahrzeugbatterie, insbesondere in mehreren zweiten Fahrzeugbatterien, können die zweiten Fahrzeugbatterien besonders kostengünstig und einfach bereitgestellt werden und die Batteriemodule können über die Lebensdauer des ersten Kraftfahrzeugs hinaus weiterverwendet werden. Aus der großen ersten Fahrzeugbatterie werden sämtliche Batteriemodule weiterverwendet, deren Zustand oberhalb des vorgegebenen Grenzwerts liegt. Aus diesen Batteriemodulen werden anschließend wenigstens eine, insbesondere mehrere zweite Fahrzeugbatterien hergestellt, indem diese wiederverwendeten Batteriemodule einzeln als zweite Fahrzeugbatterie verwendet werden oder mehrere der Batteriemodule miteinander zu der zweiten Fahrzeugbatterie verschaltet werden. Beim Herstellen der zweiten Fahrzeugbatterie kann ein Verwenden von Batteriemodulen unterbleiben, welche vorher nicht in einem weiteren Kraftfahrzeug verwendet worden sind. Die jeweiligen zweiten Fahrzeugbatterien werden somit lediglich aus wiederverwendeten Batteriemodulen hergestellt. Insbesondere unterbleibt ein Öffnen und Auseinanderbauen der jeweiligen Batteriemodule, wodurch diese Batteriemodule besonders einfach wiederverwendet und die wenigstens eine zweite Fahrzeugbatterie besonders schnell hergestellt werden kann.
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In einer möglichen Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Modulspannung der Batteriemodule beim Herstellen der ersten Fahrzeugbatterie so gewählt wird, dass durch jeweiliges Verschalten der Batteriemodule eine für die erste Fahrzeugbatterie vorgegebene erste Batteriespannung eingestellt werden kann und durch jeweiliges Verschalten der Batteriemodule eine für die zweite Fahrzeugbatterie vorgegebene zweite Batteriespannung eingestellt werden kann. Mit anderen Worten wird eine Art Baukasten aus mehreren Batteriemodulen bereitgestellt, welche derart miteinander verschaltet werden können, dass die für die erste Fahrzeugbatterie vorgegebene erste Batteriespannung eingestellt werden kann. Weiterhin können die Batteriemodule derart miteinander verschaltet werden, dass die für die zweite Fahrzeugbatterie vorgegebene zweite Batteriespannung eingestellt werden kann. Hierdurch wird sichergestellt, dass sowohl bei einer Erstnutzung der Batteriemodule in der ersten Fahrzeugbatterie als auch bei einer Wiederverwendung der Batteriemodule in der zweiten Fahrzeugbatterie zuverlässig die jeweiligen für die Fahrzeugbatterien vorgegebenen Batteriespannungen durch jeweiliges Verschalten der Batteriemodule eingestellt werden können. Hierdurch wird die Mehrfachnutzung der Batteriemodule ermöglicht, wobei jeweilige Anforderungen für die Fahrzeugbatterien besonders gut eingehalten werden können.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die erste Fahrzeugbatterie eine Kapazität von wenigstens 100 kWh, insbesondere von wenigstens 120 kWh bei Herstellung aufweist und die wenigstens eine zweite Fahrzeugbatterie eine Kapazität von wenigstens 14 kWh, insbesondere von wenigstens 28 kWh bei der Herstellung aufweist. Beispielsweise kann die erste Fahrzeugbatterie jeweilige Batteriemodule mit einer Kapazität von 10 kWh bei der Herstellung aufweisen. Für das Bereitstellen der Kapazität von wenigstens 100 kWh kann somit die erste Fahrzeugbatterie zehn Batteriemodule aufweisen. Für das Bereitstellen der Kapazität von 120 kWh der ersten Fahrzeugbatterie kann die erste Fahrzeugbatterie zwölf Batteriemodule aufweisen. Nach der Verwendung in dem ersten Kraftfahrzeug können die jeweiligen Batteriemodule beispielsweise eine Restkapazität von ca. 7 kWh aufweisen. Für das Bereitstellen der zweiten Fahrzeugbatterie mit der Kapazität von ca. 14 kWh können somit zwei Batteriemodule verschaltet werden. Für das Bereitstellen der zweiten Fahrzeugbatterie mit der Kapazität von 28 kWh können vier der wiederverwendeten Batteriemodule miteinander verschaltet werden. Das erste Kraftfahrzeug ist somit ein Kraftfahrzeug mit einer besonders hohen Speicherkapazität, beispielsweise ein Oberklassewagen. Bei dem zweiten Kraftfahrzeug handelt es sich vorliegend um ein Kraftfahrzeug mit einer im Vergleich dazu geringeren Speicherkapazität, beispielsweise um einen Kleinstwagen. Bei dem Verfahren können somit Batteriemodule eines Oberklassewagens in einem Kleinstwagen wiederverwendet werden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass aus den Batteriemodulen der ersten Fahrzeugbatterie wenigstens zwei zweite Fahrzeugbatterien, insbesondere wenigstens drei zweite Fahrzeugbatterien, insbesondere wenigstens fünf zweite Fahrzeugbatterien gebaut werden. Es können somit durch Wiederverwenden der Energieversorgung des ersten Kraftfahrzeugs und somit beispielsweise des Oberklassewagens mehrere und somit wenigstens zwei, insbesondere wenigstens drei, insbesondere wenigstens fünf zweite Kraftfahrzeuge, insbesondere Kleinwagen oder Kleinstwagen, mit einem elektrischen Energiespeicher ausgestattet werden. Beispielsweise kann die erste Fahrzeugbatterie zehn bis zwölf Batteriemodule umfassen, wohingegen die zweite Fahrzeugbatterie zwei bis vier Batteriemodule umfasst.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass als Zustand eine Restkapazität der jeweiligen Batteriemodule ermittelt und mit dem Grenzwert für diese Restkapazität verglichen wird. Aufgrund von Alterung sinkt eine Restkapazität der jeweiligen Batteriemodule über deren Lebensdauer. Diese Alterung kann man mit einem Wert der Batteriegesundheit angeben, dem sogenannten „State of Health“ (SoH). Bei diesem SoH handelt es sich um einen Prozentwert. Ein SoH von 80 % bedeutet, dass das Batteriemodul noch über 80 % seiner Nennkapazität verfügt. Mit anderen Worten beträgt die Restkapazität bei einem SoH von 80 % 80 % der Nennkapazität des Batteriemoduls. Vorliegend wird als Grenzwert für die Restkapazität ein Wert von wenigstens 70 % der Nennkapazität, insbesondere ein Wert von wenigstens 80 % der Nennkapazität und somit ein SoH von mindestens 70 %, insbesondere ein SoH von mindestens 80 % vorgegeben. Hierdurch kann eine gewisse Mindestkapazität der hergestellten zweiten Fahrzeugbatterie gewährleistet werden. Eine Gefahr eines Verbauens von beschädigten Batteriemodulen beziehungsweise Batteriemodulen mit einer besonders geringen Restkapazität in der zweiten Fahrzeugbatterie kann somit vermieden werden.
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In diesem Zusammenhang kann es insbesondere vorgesehen sein, dass der Zustand der Batteriemodule ermittelt wird, indem die Restkapazität der ersten Fahrzeugbatterie im Ganzen und/oder der jeweiligen einzelnen Batteriemodule und/oder jeweiliger Batteriezellen der Batteriemodule mittels eines Messgeräts gemessen wird. Das bedeutet, dass beispielsweise die Restkapazität der ersten Fahrzeugbatterie im Ganzen mittels des Messgeräts gemessen wird und anhand dieser gemessenen Restkapazität der ersten Fahrzeugbatterie im Ganzen die durchschnittliche Restkapazität der einzelnen Batteriemodule der ersten Fahrzeugbatterie errechnet wird. Hierfür kann die gemessene Restkapazität der ersten Fahrzeugbatterie im Ganzen durch die Anzahl an in der ersten Fahrzeugbatterie verbauten Batteriemodulen geteilt werden. Anhand der Restkapazität der ersten Fahrzeugbatterie im Ganzen kann die durchschnittliche Restkapazität der jeweiligen Batteriemodule besonders schnell errechnet werden. Alternativ kann mittels des Messgeräts unmittelbar die Restkapazität der einzelnen Batteriemodule gemessen werden, wodurch die Restkapazität für die jeweiligen Batteriemodule besonders genau ermittelt werden kann. Durch das Vermessen der jeweiligen Batteriezellen der Batteriemodule kann die Restkapazität der Batteriemodule besonders präzise bestimmt werden, insbesondere die Aufteilung der Restkapazität über die jeweiligen Batteriezellen des betrachteten Batteriemoduls. Je genauer die Restkapazität der jeweiligen Batteriemodule bekannt ist, desto präziser kann durch ein jeweiliges Zusammenstellen und Verschalten der Batteriemodule zu der wenigstens einen zweiten Fahrzeugbatterie die Kapazität der zweiten Fahrzeugbatterie eingestellt werden. Beispielsweise können die jeweiligen Batteriemodule derart miteinander kombiniert und verschaltet werden, dass mehrere zweite Fahrzeugbatterien jeweils zueinander besonders ähnliche Kapazitäten aufweisen. Hierdurch kann eine gleichbleibende Qualität jeweiliger zweiter Fahrzeugbatterien erzielt werden.
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In einer weiteren möglichen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass ein Hochvoltspeicher des zweiten Kraftfahrzeugs für den Einbau der Batteriemodule aus dem ersten Kraftfahrzeug ausgelegt ist, insbesondere hinsichtlich geometrischer Maße und/oder Spannungslagen und/oder Modulverschraubungen und/oder Modulanbindungen. Das bedeutet, dass sämtliche weiteren Komponenten des Hochvoltspeichers des zweiten Kraftfahrzeugs, bei welchen es sich nicht um jeweilige Batteriemodule handelt, auf die in den Hochvoltspeicher einzusetzenden Batteriemodule angepasst sind. Der Hochvoltspeicher des zweiten Kraftfahrzeugs wird somit derart gestaltet, dass die Batteriemodule aus der ersten Fahrzeugbatterie besonders einfach in dem Hochvoltspeicher des zweiten Kraftfahrzeugs wiederverwendet werden können. Hierfür können die geometrischen Maße und/oder die Spannungslagen und/oder die Modulverschraubungen und/oder die Modulanbindungen des Hochvoltspeichers an die Batteriemodule angepasst werden. Hierdurch wird eine besonders einfache Wiederverwendbarkeit der Batteriemodule aus dem ersten Kraftfahrzeug in dem zweiten Kraftfahrzeug ermöglicht.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Kraftfahrzeug, mit einer Fahrzeugbatterie, welche aus einzelnen Batteriemodulen einer weiteren, gebrauchten Fahrzeugbatterie eines weiteren Kraftfahrzeugs in einem Verfahren wie es bereits im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Wiederverwenden von Batteriemodulen beschrieben worden ist, zusammengeschaltet ist. Bei dem Kraftfahrzeug handelt es sich somit um das zweite Kraftfahrzeug, welches die zweite Fahrzeugbatterie aufweist. Beispielsweise handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen Kleinwagen beziehungsweise um einen Kleinstwagen. Diese Kleinstwägen werden vom Kraftfahrtbundesamt auch als sogenannte Minis bezeichnet. Das Kraftfahrzeug ist somit aufgrund der Wiederverwendung der Batteriemodule besonders nachhaltig und kann zudem besonders kostengünstig produziert werden.
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Weitere Merkmale der Erfindung können sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung 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.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 ein erstes Verfahrensschema für ein Verfahren zum Wiederverwenden von Batteriemodulen aus einer ersten Fahrzeugbatterie in wenigstens einer zweiten Fahrzeugbatterie; und
- 2 ein zweites Verfahrensschema für das Verfahren zum Wiederverwenden von Batteriemodulen.
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In den Figuren sind gleiche und funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In den 1 und 2 ist jeweils ein Verfahrensschema für ein Verfahren zum Wiederverwenden von Batteriemodulen 10 aus einer mehrere Batteriemodule 10 umfassenden ersten Fahrzeugbatterie 12 eines ersten Kraftfahrzeugs für wenigstens eine, vorliegend mehrere, zweite Fahrzeugbatterien 14 eines zweiten Kraftfahrzeugs gezeigt.
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Bei der ersten Fahrzeugbatterie 12 handelt es sich vorliegend um einen sogenannten Großspeicher wohingegen es sich bei den jeweiligen zweiten Fahrzeugbatterien 14 um jeweilige Kleinspeicher handelt. Vorliegend weisen die jeweiligen Batteriemodule 10 eine Kapazität von jeweils 10 kWh auf bei Herstellung der ersten Fahrzeugbatterie 12. Somit weist die in 1 gezeigte erste Fahrzeugbatterie 12 mit zehn Batteriemodulen 10 eine Kapazität von 100 kWh auf, während die in 2 gezeigte erste Fahrzeugbatterie 12, welche zwölf Batteriemodule 10 umfasst, eine Kapazität von 120 kWh bei Herstellung aufweist.
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Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass die Batteriemodule 10 aus der ersten Fahrzeugbatterie 12 entnommen und auf einen jeweiligen Zustand hin überprüft werden. Hierbei wird als Zustand eine Restkapazität der jeweiligen Batteriemodule 10 ermittelt. Diese Restkapazität wird vorliegend im Rahmen einer Überprüfung eines sogenannten State of Health (SoH) der Batteriemodule 10 überprüft. Diese ermittelte Restkapazität beziehungsweise der ermittelte SoH werden mit einem Grenzwert für die Restkapazität beziehungsweise mit einem Grenzwert für den SoH verglichen. Vorliegend ist für den SoH ein Grenzwert von 70 % vorgegeben. Die Batteriemodule 10, für die der Zustand und somit die Restkapazität beziehungsweise der SoH oberhalb des vorgegebenen Grenzwerts liegt, werden verwendet, um wenigstens eine kleinere zweite Fahrzeugbatterie 14 durch Zusammenstellung dieser Batteriemodule 10 zu bilden. Die jeweilige hergestellte zweite Fahrzeugbatterie 14 wird in ein zweites Kraftfahrzeug eingebaut. Bei dem in 1 gezeigten Verfahren werden jeweils zwei Batteriemodule 10 miteinander verschaltet, um die zweite Fahrzeugbatterie 14 herzustellen. Bei dem in 2 gezeigten Verfahren werden jeweils vier Batteriemodule 10 miteinander verschaltet, um die zweite Fahrzeugbatterie 14 herzustellen. Somit werden bei dem in 1 gezeigten Verfahren aus den Batteriemodulen 10 der ersten Fahrzeugbatterie 12 fünf zweite Fahrzeugbatterien 14 hergestellt, wohingegen bei dem in 2 gezeigten Verfahren aus den Batteriemodulen 10 der ersten Fahrzeugbatterie 12 drei zweite Fahrzeugbatterien 14 hergestellt werden. Bei dem vorgegebenen Mindest-SoH von wenigstens 70 % weisen die jeweiligen zweiten Fahrzeugbatterien 14 mit den zwei Batteriemodulen 10 eine Kapazität von wenigstens 14 kWh auf während die zweiten Fahrzeugbatterien 14 mit den vier Batteriemodulen 10 eine Kapazität von wenigstens 28 kWh bei Herstellung der zweiten Fahrzeugbatterien 14 aufweisen.
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Für das Ermitteln des Zustands der Batteriemodule 10 kann die Restkapazität der ersten Fahrzeugbatterie 12 mittels eines Messgeräts im Ganzen ermittelt werden oder es können jeweilige Restkapazitäten der Batteriemodule 10 einzeln mittels des Messgeräts ermittelt werden oder es können die Restkapazitäten jeweiliger Batteriezellen der Batteriemodule 10 mittels des Messgeräts gemessen werden.
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Es ist vorgesehen, dass eine Modulspannung der Batteriemodule 10 beim Herstellen der ersten Fahrzeugbatterie 12 so gewählt wird, dass durch jeweiliges Verschalten der Batteriemodule 10 eine für die erste Fahrzeugbatterie 12 vorgegebene erste Batteriespannung eingestellt werden kann und durch jeweiliges neues Verschalten der Batteriemodule 10 eine für die jeweilige zweite Fahrzeugbatterie 14 vorgegebene zweite Batteriespannung eingestellt werden kann. Um ein besonders einfaches Einbauen der jeweiligen Batteriemodule 10 in einen Hochvoltspeicher des zweiten Kraftfahrzeugs zu ermöglichen, kann dieser Hochvoltspeicher insbesondere hinsichtlich geometrischer Maße und/oder Spannungslagen und/oder Modulverschraubungen und/oder Modulanbindungen an die jeweiligen einzubauenden Batteriemodule 10 der ersten Fahrzeugbatterie 12 angepasst sein.
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Dem Verfahren liegt die Idee zugrunde, aus einem bestehenden Fahrzeug, vorliegend dem ersten Kraftfahrzeug, welches recycelt werden soll, die Restkapazität des Hochvoltspeichers, eventuell auf Modul- oder auf Zellebene, auszulesen. Überschreitet diese Restkapazität eine bestimmte Schwelle, vorliegend den vorgegebenen Grenzwert, welcher insbesondere bei einem SoH von wenigstens 70 %, insbesondere einem SoH von wenigstens 80 % liegt, dann soll die erste Fahrzeugbatterie 12 zerlegt werden, um deren Batteriemodule 10 wiederzuverwenden. Umfasst diese erste Fahrzeugbatterie zehn Batteriemodule 10 à 10 kwH, dann werden je zwei Batteriemodule 10 in kostengünstige Fahrzeuge, vorliegend jeweilige zweite Kraftfahrzeuge eingebaut, um einen Kohlenstoffdioxidfußabdruck sowie auch die Kosten dieser zweiten Kraftfahrzeuge deutlich zu reduzieren. Bei diesen zweiten Kraftfahrzeugen handelt es sich beispielsweise um jeweilige Fahrzeuge mit einer L6/L7-Zulassung.
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Bei dem Verfahren ist es vorgesehen, dass aus Nachhaltigkeitsgründen sowie Materialverfügbarkeitsgründen und Kostengründen Batteriemodule 10 direkt am Lebensende eines „Ex“-High-Performance-BEV und somit eines High-Performance-Elektroautos, welches auch als Battery Electric Vehicle bezeichnet wird, welches einen Großspeicher als erste Fahrzeugbatterie aufweist, übernommen, um in ein kleines, günstiges Neufahrzeug oder als Stationärspeicher, insbesondere in Form eines Kleinspeichers, verbaut zu werden. Eine Erstauslegung der Batteriemodule 10 der ersten Fahrzeugbatterie 12 wird an das spätere, kostengünstigere zweite Kraftfahrzeug angepasst. Dieses zweite Kraftfahrzeug kann die zweite Fahrzeugbatterie 14 mit zwei Batteriemodulen 10 umfassen. Für die spätere Verwendung der Batteriemodule 10 in dem Kleinspeicher ist auf eine bestimmte Modulspannung für das Laden beziehungsweise das Entladen und somit das Fahren zu achten. Ist beispielsweise eine zweite Batteriespannung für die zweite Fahrzeugbatterie 14 von 400 V vorgegeben und diese zweite Fahrzeugbatterie 14 weist zwei Batteriemodule 10 auf, dann kann jedes der Batteriemodule 10 eine Batteriespannung von 200 V aufzuweisen. Infolgedessen sind in dem jeweiligen Batteriemodul 10 50 Batteriezellen à 4 V seriell zu verschalten. Jede dieser Batteriezellen hat im Ausgangszustand ca. 50 Ah an elektrischer Ladung aufzuweisen, damit ein Batteriemodul 10 im Neuzustand eine Kapazität von 10 kWh aufweist.
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Es kann somit ein Speicherbaukasten vorliegen, welcher den Großspeicher und den Kleinspeicher und somit die erste Fahrzeugbatterie 12 und wenigstens eine zweite Fahrzeugbatterie 14 aufweist, wobei in den jeweiligen Fahrzeugbatterien die jeweils gleichen Batteriemodule 10 verwendet werden.
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Bei der Entwicklung des Großspeichers wird bereits auf den schnellen Ausbau der ersten Fahrzeugbatterie 12 aus dem ersten Kraftfahrzeug, die schnelle Zerlegung der ersten Fahrzeugbatterie 12 und eine leichte Zugänglichkeit der Batteriemodule 10 geachtet. Hierfür kann insbesondere eine Öffnung eines Gehäuseoberteils des Hochvoltspeichers oder ein jeweiliger Lösemechanismus von Schraubverbindungen der Batteriemodule 10 oder ein jeweiliges Absteckvorgehen von Modulverbindern angepasst werden.
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Bei der Auslegung des Kleinspeichers und somit bei der Auslegung der zweiten Fahrzeugbatterie 14 wird auf den Verbau von beispielsweise zwei Batteriemodulen 10 aus dem Großspeicher geachtet und es werden dementsprechend geometrische Maße und/oder Spannungslagen und/oder Modulverschraubungen und/oder Modulanbindungen angepasst.
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Für das Herstellen der zweiten Fahrzeugbatterien 14 mit den vier Batteriemodulen 10 kann als zweite Batteriespannung 400 V vorgegeben sein. Hierfür können die jeweiligen Batteriemodule 10 derart ausgelegt werden, dass ein Batteriemodul 10 eine Spannung von 100 V aufweist und somit in diesem Batteriemodul 10 50 Batteriezellen a 4 V 25s2p verschaltet sind. Hierbei haben jeweilige Batteriezellen ca. 50 Ah im Neuzustand aufzuweisen, damit ein Batteriemodul 10 im Neuzustand 10 kWh aufweist. In einer alternativen Ausgestaltung kann für eine zweite Fahrzeugbatterie 14 mit vier Batteriemodulen 10 bei einer vorgegebenen zweiten Batteriespannung von 400 V vorgesehen sein, dass zwei Module mit je einer Spannung von 200 V seriell miteinander verschaltet sind. Die jeweiligen Batteriemodule 10 weisen 50 Batteriezellen a 4 V auf, welche 50s1 p verschaltet sind. Die Batteriezellen haben auch hier ca. 50 Ah im Neuzustand aufzuweisen, damit ein Batteriemodul 10 im Neuzustand 10 kWh aufweist.
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Alternativ sind weitere Großspeicher- sowie Kleinspeicherkommunalitäten, wie beispielsweise höhere Spannungslagen von beispielsweise 1200 V etc. möglich.
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Insgesamt zeigt die Erfindung wie Second Use und damit eine Wiederverwendung für Batteriemodule 10 umgesetzt werden kann, indem ein Hochvoltspeicher aus einem großen Derivat für den Einbau in kleineren Derivaten aufgeteilt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Batteriemodul
- 12
- erste Fahrzeugbatterie
- 14
- zweite Fahrzeugbatterie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102020211748 A1 [0002]
- US 20220149451 A1 [0003]
