WO2021013696A1 - Verfahren zum behandeln einer batterie eines geparkten kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2021013696A1
WO2021013696A1 PCT/EP2020/070162 EP2020070162W WO2021013696A1 WO 2021013696 A1 WO2021013696 A1 WO 2021013696A1 EP 2020070162 W EP2020070162 W EP 2020070162W WO 2021013696 A1 WO2021013696 A1 WO 2021013696A1
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battery
motor vehicle
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cooling
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Max Schleder
Björn Rumberg
Volker Grajewski
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a method for treating a battery of a parked motor vehicle.
  • the invention also relates to a motor vehicle which is designed to carry out a method according to the invention.
  • an electric vehicle or a full hybrid vehicle the electrical energy required to operate the electric motor is usually provided by a battery.
  • Modern batteries with a relatively high power density are based on lithium-ion technology and are therefore also referred to as Li-ion batteries.
  • Li-Ion batteries A disadvantage of Li-Ion batteries is a loss of capacity with increasing service life. Such a loss of capacity is also known as "aging" of the battery.
  • the aging process in Li-ion batteries can be influenced by various influencing factors, in particular by the state of charge of the battery, also known as "SOC" (State of Charge), and the battery temperature.
  • SOC state of Charge
  • the speed of the side reactions is disproportionate to the state of charge. This means that an additional increase in the state of charge results in a progressive increase in the speed of the side reactions. Above a state of charge of about 80%, the increase in the speed of the side reactions is already exponential to the increase in the state of charge. With increasing temperatures, the speed of these side reactions also increases. Therefore, parking a motor vehicle with a fully charged battery for a long time at relatively high outside temperatures is particularly disadvantageous for the aging of the battery.
  • DE 10 2014 219 658 A1 discloses a method for optimized charging of a battery of a motor vehicle as a function of a route that is likely to be traveled.
  • the aim of this procedure is to only charge the battery so far that the planned route can be covered. In this way, aging of the battery and energy consumption are to be reduced. This has the disadvantage that the method can only be carried out if route data for planned routes are available.
  • a method for determining the aging of a battery is known from DE 10 2008 034 461 A1.
  • a battery is first charged from a first state of charge to a second state of charge, then actively discharged to a third state of charge and finally an open circuit voltage of the battery is determined.
  • the disadvantage here is that only an analysis is carried out; there is no active avoidance of aging of the battery.
  • WO 2010/121829 A1 shows a battery management system in which a number of battery cells are each assigned a cooling device.
  • the battery management system is designed to record the battery temperature during operation and to carry it out
  • the battery management system is only designed for an active state of the battery. When the battery is inactive, the battery management system is also inactive.
  • the object of the present invention to eliminate or at least partially eliminate the disadvantages described above in a method for treating a battery of a parked motor vehicle and in a motor vehicle.
  • the object of the present invention is to create a method and a motor vehicle which reduce aging of the battery when parking in a simple and inexpensive manner.
  • the object is achieved by a method for treating a battery of a parked motor vehicle with the features of independent claim 1 and by a motor vehicle with the features of the independent claim 10. Further features and details of the invention emerge from the subclaims, the description and the drawings. Features and details that are described in connection with the method according to the invention naturally also apply in connection with the motor vehicle according to the invention and vice versa, so that with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention, reference is or can always be made to each other. According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a method for
  • the procedure consists of the following steps:
  • a parking state is in particular an operating state in which the motor vehicle is parked in a parking space and the wheels of the motor vehicle are not moving.
  • a parked state on a transport vehicle such as a tow vehicle, a motorail train, a car ferry, an airplane or the like, can also be referred to as a parked state within the scope of the invention.
  • a parking state can for example be determined by the detection of a position of a shift lever in the parking position, an applied or activated parking brake, a locking state of a
  • Locking device of the motor vehicle switched off on-board electronics or the like can be determined. According to the invention, it can also be referred to as a parked state when the motor vehicle is connected to a charging column for charging the battery, in particular when the charging column is arranged in a parking lot.
  • the current operating state is an operating state of the motor vehicle that is currently present.
  • the current operating status can be determined, for example, using one or more sensors. Alternatively or additionally, the current
  • Locking device of the motor vehicle, switched off on-board electronics or the like can be determined. Let alone from the determination of the current operating status no reliable predictions can yet be made about the continuation of the current operating state.
  • the planned operating state describes an anticipated period in which the respective operating state is present.
  • the planned operating status is on several
  • the operating state is the use of an operating state history of the motor vehicle.
  • a motor vehicle that is used essentially to commute between work and home will mostly remain parked for a predictable period of time after being parked at the place of work or at a certain time, for example, experience has shown that it is between 8 and 10 hours. It is also to be expected that the motor vehicle parked at the apartment in the evening will remain parked overnight.
  • the control device determines the current reference temperature.
  • the reference temperature is a temperature that is thermally related to a battery temperature of the battery. Using the reference temperature, it can be determined whether excessive heating of the battery is present or at least is potentially imminent.
  • the reference temperature can accordingly be, for example, a temperature of a component of the motor vehicle or the temperature of a region in which the motor vehicle is located.
  • the upper reference temperature is determined by means of the control device.
  • the upper reference temperature is a limit temperature above which excessive heating of the battery is present or is at least potentially imminent.
  • the upper limit temperature is preferably determined using a chemical-thermal model and / or a characteristic diagram of the battery.
  • the chemical-thermal model and / or the characteristics map are preferably based on laboratory tests or test values for determining a
  • the chemical-thermal model and / or the characteristic diagram are preferably based additionally on laboratory tests or test values for determining the state of charge-dependent aging of the battery. Accordingly, it is preferred that a state of charge of the battery when determining the upper reference temperature is taken into account, the upper reference temperature preferably being lower as the state of charge increases.
  • the cooling device is preferably controlled by means of the control device.
  • the cooling can be done in different ways. For example, the cooling takes place as a function of the current reference temperature determined using a predefined cooling setting. Alternatively, the cooling can take place until the current reference temperature corresponds to the upper reference temperature or a predetermined limit temperature, the predetermined limit temperature preferably being lower than the upper reference temperature.
  • the cooling can also take place with a predetermined constant or variable cooling flow, in particular decreasing with time, whereby a heat exchange between the battery and the surroundings of the motor vehicle is preferably taken into account when determining the specified cooling flow.
  • the cooling is preferably carried out in such a way that critical undercooling of the battery, which can lead to performance losses or damage to the battery, is avoided.
  • the motor vehicle has the advantage that the aging of the battery is reduced with simple means and in a cost-effective manner and the service life of the battery is thus extended.
  • the reduction in aging takes place via, in particular targeted, cooling of the battery when the motor vehicle is parked.
  • the triggering event for cooling the battery is to determine the parking status of the motor vehicle, so that cooling according to the method according to the invention can also take place when the motor vehicle is not connected to a charging station for charging the battery.
  • a current battery temperature of the battery is used as the current reference temperature and an upper battery temperature of the battery is used as the upper reference temperature.
  • a current reference temperature is used as the current reference temperature
  • the battery temperature is that
  • the current battery temperature is preferably determined by means of a temperature sensor that is on or in the battery is arranged or thermally coupled to the battery. It can also be provided that the current battery temperature is determined by means of a plurality of temperature sensors, the temperature sensors preferably being arranged in different areas on or in the battery. The temperature sensors are preferably assigned to different battery cells of the battery. The cooling then preferably takes place in a targeted manner, the battery cells with the highest current battery temperature preferably being cooled more strongly than the battery cells with a lower current battery temperature. On
  • the preferred goal of cooling is that all battery cells have the same battery temperature.
  • the upper battery temperature is preferably determined using a thermal battery model, a thermal battery map or the like. More preferably, when determining the upper battery temperature, a charge status of the battery is taken into account, with a lower upper charge status as the charge status increases
  • the Battery temperature is determined.
  • the current ambient temperature is also well suited as the current reference temperature, since the current battery temperature approaches the current ambient temperature when the motor vehicle is parked. Therefore, it is preferable to use the battery temperature and the ambient temperature as the reference temperature accordingly.
  • the upper ambient temperature is preferably determined using a thermal battery model, a thermal battery map or the like. More preferably, when determining the upper ambient temperature, a charge level of the battery is taken into account, with a lower charge level as the charge level increases
  • Ambient temperature is determined. This has the advantage that the cooling of the battery is initiated with simple means and in a cost-effective manner.
  • the planned operating state of the motor vehicle is determined from an input by a user of the motor vehicle via a user interface.
  • the user interface can, for example, be built into the motor vehicle or designed as a remote control.
  • the current reference temperature is then determined at least when a planned parking period is determined as the planned operating state. Entering the
  • User is, for example, a planned parking duration, a parking period or the like. Based on this input, it is known when a change in the operating state of the
  • the battery is furthermore preferably insulated by means of an insulating device in such a way that heat absorption by the battery from the surroundings of the motor vehicle is reduced.
  • the battery can be isolated, for example, by means of a variable insulating device, which is between an open heat exchange state and a closed one
  • Isolation state is adjustable. At a current ambient temperature below the current battery temperature, the battery is preferably initially cooled when it is open
  • the further cooling of the battery is preferably carried out at
  • the insulating device is preferably opened again when the current one
  • Battery temperature is lower than the current ambient temperature.
  • a fixed insulating device which only has a closed insulating state, can be used to insulate the battery. This has the advantage that the temperature influence of the environment on the battery temperature is reduced. In particular at relatively high current ambient temperatures of over 30 ° C., excessive energy consumption for cooling the battery is avoided with simple means and in a cost-effective manner.
  • the electrical energy for cooling the battery is provided by the battery and / or an external power source by means of the cooling device.
  • a charging station for example, is used as an external power source to charge the battery.
  • Operating the cooling device with electrical energy from the battery has the advantage that a state of charge of the battery is reduced in this way, so that aging of the battery, which is disproportionately large in particular with a state of charge above 80%, is further reduced. It can be provided according to the invention that the electrical energy from the battery of the cooling device is only provided until the state of charge falls below a limit value. From this point in time, the cooling device can, for example, be switched off or operated via the external power source depending on the specification. Operating the cooling device with electrical energy from the external power source has the advantage that the state of charge of the battery is not further reduced in this way. In addition, the charge-independent operation is possible in this way
  • Cooling device possible, even over several weeks.
  • a cooling capacity of the cooling device is preferably determined as a function of a manual input by a user of the motor vehicle.
  • the user can in particular, depending on the price of electricity, determine how much electrical energy should be used to cool the battery. If the user opts for a higher amount of energy, the electricity costs for this are relatively high and the aging of the battery is reduced accordingly, and vice versa.
  • the user can select an aging of the battery that is acceptable for him over the parking period, from which the required amount of electrical energy is derived. It can also be provided that the user sets limit values for both and the control device uses an algorithm on this basis to determine a cooling strategy which particularly meets the requirements. This has the advantage that the user can choose between increased battery life and higher electricity costs.
  • a cooling device arranged on the battery and / or a cooling device for cooling a
  • a cooling device arranged on the battery is also referred to as a battery cooling device and preferably has its own cooling generator.
  • the battery cooler is
  • the cooling device for cooling the passenger compartment of the motor vehicle is also referred to as an air conditioning system. It is preferred here that a cooled air flow is conducted from the air conditioning system to the battery via one or more air hoses.
  • An external cooling device is understood to mean, in particular, a cooling device which is not installed in the motor vehicle. This can be a stationary or a mobile cooling device. By means of such cooling devices, the battery can be cooled with simple means and in a cost-effective manner.
  • a current battery temperature and a lower one are particularly preferred
  • the battery temperature is determined, with the battery only being cooled until the current battery temperature corresponds to the lower battery temperature.
  • the lower battery temperature is preferably determined by means of the thermal model of the battery and / or the thermal map of the battery.
  • the state of charge of the battery is also preferably taken into account here, the lower battery temperature being preferably lower with the higher state of charge. Cooling is also preferably continued when the battery temperature has reached an upper limit value again, for example the upper battery temperature or a
  • the inter-battery temperature is preferably closer to the lower battery temperature than to the upper battery temperature.
  • the Intermediate battery temperature by about 2 ° C to 10 ° C, in particular about 5 ° C, higher than the lower battery temperature.
  • the upper battery temperature and / or the lower battery temperature is preferably determined as a function of a temperature-dependent aging characteristic map of the battery and / or a state of charge of the battery and / or a planned continued use of the battery. In this way, the battery can be cooled in a particularly targeted manner using simple means and in a cost-effective manner, in particular taking into account the maximum permissible aging of the battery.
  • the object is achieved by a motor vehicle.
  • the motor vehicle has an electric motor for driving the motor vehicle, a battery for storing and providing electrical energy for operating the electric motor and a control device for controlling at least one electrical consumer of the motor vehicle that is electrically coupled to the battery.
  • the motor vehicle is designed to carry out a method according to the invention.
  • the motor vehicle preferably has one or more cooling devices.
  • the motor vehicle preferably has a battery cooling device, in particular with its own cooling unit, and / or an air conditioning system, the air conditioning system preferably also being designed to cool the battery.
  • the motor vehicle likewise preferably has a user interface for the input of a planned operating state of the motor vehicle by a user of the motor vehicle.
  • the user interface can, for example, be built into the motor vehicle or designed as a remote control.
  • the motor vehicle according to the invention results in all the advantages that have already been described for a method for treating a battery of a parked motor vehicle according to the first aspect of the invention. Accordingly, the motor vehicle according to the invention has the advantage over conventional motor vehicles that the aging of the battery can be reduced with simple means and in a cost-effective manner and the service life of the battery can thus be extended. The reduction in aging can take place via, in particular targeted, cooling of the battery when the motor vehicle is parked. The determination of the parking status of the motor vehicle is used as the triggering event for cooling the battery, so that cooling of the battery in the case of the invention
  • Motor vehicle can also take place when the motor vehicle is not connected to a charging station for charging the battery.
  • Figure 2 is a side view of a preferred embodiment of a
  • FIG. 3 shows a preferred embodiment of a flow chart
  • FIG. 1 the relationship between the rate of aging of a battery 1 (cf. FIG. 2) and a battery temperature of the battery 1 is shown schematically in a diagram.
  • the rate of aging of the battery 1 increases approximately proportionally with increasing battery temperature in a lower temperature range.
  • a marked threshold temperature S which can be different for different batteries 1, the aging rate increases with increasing
  • the method according to the invention is therefore preferably carried out in such a way that the current battery temperature is shifted into the lower temperature range or at least in its vicinity.
  • Fig. 2 shows a preferred embodiment of a motor vehicle 2 according to the invention schematically in a side view.
  • the motor vehicle 2 has a battery 1 which, in this exemplary embodiment, is arranged in the area of a vehicle floor of the motor vehicle 2.
  • the motor vehicle 2 has a plurality of electric motors 6 for driving the motor vehicle 2, which are arranged on different axles of the motor vehicle 2.
  • the motor vehicle 2 can have an electric motor 6 on each wheel, for example.
  • the motor vehicle 2 can each have an electric motor 6 on a front axle and a rear axle.
  • the motor vehicle 2 can also have only one electric motor 6.
  • the cooling device 4 is preferably designed both for cooling and heating a passenger cell of the motor vehicle 2 and for cooling the battery 1.
  • the electric motor 6 or the like the electric motor 6 or the like.
  • Motor vehicle 2 has a control device 3. For manual user inputs by a user of the motor vehicle 2, the motor vehicle 2 also has a user interface 5.
  • Fig. 3 is a preferred embodiment of a method according to the invention
  • a first method step 100 the current or planned one is obtained by means of the control device 3 of the motor vehicle 2
  • Operating state of the motor vehicle 2 is determined.
  • the current and the planned operating state of the motor vehicle 2 can also be determined here.
  • the current reference temperature in particular a current battery temperature of the battery 1 is determined by means of the control device 3 if the current or planned operating state of the motor vehicle 2 is a parking state.
  • the upper reference temperature in particular the upper battery temperature of the battery 1 is determined by means of the control device 3 of the motor vehicle 2.
  • the battery 1 is cooled by means of the cooling device 4 when the current reference temperature is above the upper reference temperature.
  • Cooling device 4 is preferably controlled by means of control device 3.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Batterie (1) eines geparkten Kraftfahrzeugs (2), aufweisend die folgenden Schritte: - Ermitteln eines aktuellen oder geplanten Betriebszustands des Kraftfahrzeugs (2), - Ermitteln einer aktuellen Referenztemperatur, wenn der aktuelle oder geplante Betriebszustand des Kraftfahrzeugs (2) ein Parkzustand ist, - Bestimmen einer oberen Referenztemperatur, und - Kühlen der Batterie (1), wenn die aktuelle Referenztemperatur oberhalb der oberen Referenztemperatur ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug (2), das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Behandeln einer Batterie eines geparkten
Kraftfahrzeugs und Kraftfahrzeug
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln einer Batterie eines geparkten Kraftfahrzeugs. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, welches zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet ist.
Bei Kraftfahrzeugen mit einem Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, wie
beispielsweise einem Elektrofahrzeug oder einem Vollhybridfahrzeug, wird die zum Betreiben des Elektromotors erforderliche elektrische Energie üblicherweise von einer Batterie bereitgestellt. Moderne Batterien mit einer verhältnismäßig hohen Leistungsdichte basieren auf der Lithium-Ionentechnologie und werden daher auch als Li-Ion-Batterien bezeichnet.
Ein Nachteil von Li-Ion-Batterien ist ein Kapazitätsverlust mit zunehmender Lebensdauer. Ein derartiger Kapazitätsverlust wird auch als„Alterung“ der Batterie bezeichnet. Der
Alterungsprozess bei Li-Ion-Batterien ist durch diverse Einflussfaktoren, insbesondere durch einen Ladezustand der Batterie, auch als„SOC“ (State of Charge) bezeichnet, und eine Batterietemperatur, beeinflussbar. Je höher der Ladezustand der Batterie, desto schneller laufen Nebenreaktionen in der Batterie ab, durch welche die Alterung vorangetrieben wird. Dabei ist die Geschwindigkeit der Nebenreaktionen überproportional zum Ladezustand. Das bedeutet, dass eine zusätzliche Erhöhung des Ladezustands eine progressive Zunahme der Geschwindigkeit der Nebenreaktionen zur Folge hat. Oberhalb eines Ladezustands von etwa 80% ist die Zunahme der Geschwindigkeit der Nebenreaktionen bereits exponentiell zur Zunahme des Ladezustands. Mit steigenden Temperaturen steigt die Geschwindigkeit dieser Nebenreaktionen ebenfalls. Daher ist das längere Abstellen eines Kraftfahrzeugs mit vollgeladener Batterie bei verhältnismäßig hohen Außentemperaturen besonders nachteilig für die Alterung der Batterie.
Aus der DE 10 2014 219 658 A1 ist ein Verfahren zur optimierten Ladung einer Batterie eines Kraftfahrzeugs in Abhängigkeit einer voraussichtlich zu fahrenden Strecke bekannt. Ziel dieses Verfahrens ist es, die Batterie nur so weit zu laden, dass die geplante Strecke zurücklegbar ist. Auf diese Weise sollen eine Alterung der Batterie sowie ein Energieverbrauch reduziert werden Dies hat den Nachteil, dass das Verfahren nur durchführbar ist, wenn Streckendaten geplanter Strecken verfügbar sind.
Ein Verfahren zur Bestimmung einer Alterung einer Batterie ist aus der DE 10 2008 034 461 A1 bekannt. Hierbei wird eine Batterie zunächst von einem ersten Ladezustand auf einen zweiten Ladezustand aufgeladen, anschließend auf einen dritten Ladezustand aktiv entladen und schließlich eine Leerlaufspannung der Batterie bestimmt. Auf dieser Basis können Aussagen über einen Verschleißzustand der Batterie getroffen werden. Nachteilig hierbei ist, dass lediglich eine Analyse betrieben wird, eine aktive Vermeidung von Alterung der Batterie findet nicht statt.
Die WO 2010/121829 A1 zeigt ein Batterie-Managementsystem bei welchem mehreren Batteriezellen jeweils eine Kühlvorrichtung zugeordnet ist. Das Batterie-Managementsystem ist ausgebildet, im laufenden Betrieb die Batterietemperatur zu erfassen und durch
Kühlmaßnahmen das erreichen kritischer Batterietemperaturen, bei welchen die Alterung der Batterie besonders schnell abläuft, zu verhindern. Das Batterie-Managementsystem ist lediglich für einen aktiven Zustand der Batterie ausgebildet. Bei einem inaktiven Zustand der Batterie ist das Batterie-Managementsystem ebenfalls inaktiv.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Verfahren zum Behandeln einer Batterie eines geparkten Kraftfahrzeugs sowie bei einem Kraftfahrzeug zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und ein Kraftfahrzeug zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine Alterung der Batterie beim Parken reduzieren.
Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Behandeln einer Batterie eines geparkten Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum
Behandeln einer Batterie eines geparkten Kraftfahrzeugs gelöst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- Ermitteln eines aktuellen oder geplanten Betriebszustands des Kraftfahrzeugs mittels einer Steuerungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs,
- Ermitteln einer aktuellen Referenztemperatur mittels der Steuerungsvorrichtung, wenn der aktuelle oder geplante Betriebszustand des Kraftfahrzeugs ein Parkzustand ist,
- Bestimmen einer oberen Referenztemperatur mittels der Steuerungsvorrichtung des
Kraftfahrzeugs,
- Kühlen der Batterie mittels einer Kühlvorrichtung, wenn die aktuelle Referenztemperatur oberhalb der oberen Referenztemperatur ist.
Unter einem Parkzustand des Kraftfahrzeugs wird ein konkreter Betriebszustand des
Kraftfahrzeugs verstanden. Ein Parkzustand ist insbesondere ein Betriebszustand, in welchem das Kraftfahrzeug auf einem Stellplatz abgestellt ist und sich die Räder des Kraftfahrzeugs nicht bewegen. Ein abgestellter Zustand auf einem Transportfahrzeug, wie beispielsweise einem Abschleppfahrzeug, einem Autoreisezug, einer Autofähre, einem Flugzeug oder dergleichen, kann ebenfalls im Rahmen der Erfindung als Parkzustand bezeichnet werden. Ein Parkzustand kann beispielsweise über die Detektion einer Stellung eines Schalthebels auf der Parkposition, einer angezogenen bzw. aktivierten Parkbremse, eines Verschlusszustands einer
Verriegelungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs, einer abgeschalteten Bordelektronik oder dergleichen ermittelt werden. Es kann erfindungsgemäß auch als Parkzustand bezeichnet werden, wenn das Kraftfahrzeug an eine Ladesäule zum Laden der Batterie angeschlossen ist, insbesondere wenn die Ladesäule an einem Parkplatz angeordnet ist.
Mittels der Steuerungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs wird der aktuelle oder geplante
Betriebszustand des Kraftfahrzeugs ermittelt. Dies erfolgt vorzugsweise kontinuierlich oder fortlaufend wiederholt, sodass eine Änderung des Betriebszustands möglichst in Echtzeit ermittelt wird. Der aktuelle Betriebszustand ist ein Betriebszustand des Kraftfahrzeugs, welcher augenblicklich vorliegt. Der aktuelle Betriebszustand kann beispielsweise über einen oder mehrere Sensoren ermittelt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der aktuelle
Betriebszustand über die Detektion einer Stellung eines Schalthebels auf der Parkposition, einer angezogenen bzw. aktivierten Parkbremse, eines Verschlusszustands einer
Verriegelungsvorrichtung des Kraftfahrzeugs, einer abgeschalteten Bordelektronik oder dergleichen ermittelt werden. Allein aus der Ermittlung des aktuellen Betriebszustands lassen sich noch keine zuverlässigen Vorhersagen über ein Andauern des aktuellen Betriebszustands ableiten.
Der geplante Betriebszustand beschreibt einen voraussichtlichen Zeitraum, in welchem der jeweilige Betriebszustand vorliegt. Der geplante Betriebszustand ist auf mehrere
unterschiedliche Arten ermittelbar. Eine Möglichkeit der Ermittlung des geplanten
Betriebszustands ist das Zurückgreifen auf eine Betriebszustandshistorie des Kraftfahrzeugs. Hierbei kann es vorteilhaft sein, zusätzlich Historiendaten eines Navigationssystems zu verwenden, da der geplante Betriebszustand auch ortsabhängig sein kann. Ein beispielsweise im Wesentlichen zum Pendeln zwischen Arbeitsplatz und Wohnung verwendetes Kraftfahrzeug wird meistens nach dem Abstellen am Ort des Arbeitsplatzes bzw. zu einer bestimmten Uhrzeit über einen voraussagbaren Zeitraum abgestellt bleiben, beispielsweise erfahrungsgemäß zwischen 8 und 10 Stunden. Ebenso ist zu erwarten, dass das abends an der Wohnung abgestellte Kraftfahrzeug über die Nacht im Parkzustand verweilen wird. Eine weitere
Möglichkeit der Ermittlung des geplanten Betriebszustands ist das Auslesen eines
Terminkalenders des Fahrers des Kraftfahrzeugs.
Wenn das Kraftfahrzeug geparkt wird und die Steuerungsvorrichtung den aktuellen bzw.
geplanten Parkzustand des Kraftfahrzeugs ermittelt, ermittelt die Steuerungsvorrichtung die aktuelle Referenztemperatur. Die Referenztemperatur ist eine Temperatur, die in einem thermischen Zusammenhang mit einer Batterietemperatur der Batterie steht. Anhand der Referenztemperatur kann ermittelt werden, ob eine übermäßige Erwärmung der Batterie vorliegt oder zumindest potenziell bevorsteht. Die Referenztemperatur kann demnach beispielsweise eine Temperatur eines Bauteils des Kraftfahrzeugs oder die Temperatur einer Region, in welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, sein.
Mittels der Steuerungsvorrichtung wird die obere Referenztemperatur ermittelt. Die obere Referenztemperatur ist eine Grenztemperatur, oberhalb welcher eine übermäßige Erwärmung der Batterie vorliegt oder zumindest potenziell bevorsteht. Die obere Grenztemperatur wird vorzugsweise anhand eines chemisch-thermischen Modells und/oder eines Kennfelds der Batterie bestimmt. Das chemisch-thermische Modell und/oder das Kennfeld basieren vorzugsweise auf Laboruntersuchungen bzw. Testwerten zur Ermittlung einer
temperaturabhängigen Alterung der Batterie. Vorzugsweise basieren das chemisch-thermische Modell und/oder das Kennfeld zusätzlich auf Laboruntersuchungen bzw. Testwerten zur Ermittlung einer ladezustandsabhängigen Alterung der Batterie. Demnach ist es bevorzugt, dass ein Ladezustand der Batterie bei der Ermittlung der oberen Referenztemperatur berücksichtigt wird, wobei mit steigendem Ladezustand die obere Referenztemperatur vorzugsweise niedriger ausfällt.
Wenn die aktuelle Referenztemperatur oberhalb der oberen Referenztemperatur ist, wird die Batterie schließlich mittels der Kühlvorrichtung gekühlt. Die Steuerung der Kühlvorrichtung erfolgt vorzugsweise mittels der Steuerungsvorrichtung. Das Kühlen kann auf unterschiedliche Arten erfolgen. Beispielsweise erfolgt die Kühlung in Abhängigkeit der ermittelten aktuellen Referenztemperatur anhand einer vordefinierten Kühlungsvorgabe. Alternativ kann die Kühlung solange erfolgen, bis die aktuelle Referenztemperatur der oberen Referenztemperatur oder einer vorgegebenen Grenztemperatur entspricht, wobei die vorgegebene Grenztemperatur vorzugsweise niedriger als die obere Referenztemperatur ist. Ebenfalls kann die Kühlung mit einem vorgegebenen konstanten oder variablen, insbesondere mit der Zeit abnehmenden, Kühlungsstrom erfolgen, wobei bei der Bestimmung des vorgegebenen Kühlungsstroms vorzugsweise ein Wärmeaustausch der Batterie mit der Umgebung des Kraftfahrzeugs berücksichtigt wird. Das Kühlen erfolgt vorzugsweise derart, dass ein kritisches Unterkühlen der Batterie, welches zu Performanceverlusten oder einer Beschädigung der Batterie führen kann, vermieden wird.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Behandeln einer Batterie eines geparkten
Kraftfahrzeugs hat gegenüber herkömmlichen Verfahren den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Alterung der Batterie reduziert und somit die Lebensdauer der Batterie verlängert wird. Die Reduzierung der Alterung erfolgt über eine, insbesondere gezielte, Kühlung der Batterie im Parkzustand des Kraftfahrzeugs. Als
auslösendes Ereignis für die Kühlung der Batterie dient die Ermittlung des Parkzustands des Kraftfahrzeugs, sodass eine Kühlung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auch dann erfolgen kann, wenn das Kraftfahrzeug nicht an eine Ladestation zum Laden der Batterie angeschlossen ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Verfahren vorgesehen sein, dass als aktuelle Referenztemperatur eine aktuelle Batterietemperatur der Batterie und als obere Referenztemperatur eine obere Batterietemperatur der Batterie verwendet wird. Alternativ wird als aktuelle Referenztemperatur eine aktuelle
Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs und als obere Referenztemperatur eine obere Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs verwendet. Die Batterietemperatur ist die
zuverlässigste Referenztemperatur in Bezug auf eine Alterung der Batterie. Die aktuelle Batterietemperatur wird vorzugsweise mittels eines Temperatursensors ermittelt, der an oder in der Batterie angeordnet oder mit der Batterie thermisch gekoppelt ist. Es kann auch vorgesehen sein, dass die aktuelle Batterietemperatur mittels mehrerer Temperatursensoren ermittelt wird, wobei die Temperatursensoren vorzugsweise an unterschiedlichen Bereichen an oder in der Batterie angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Temperatursensoren unterschiedlichen Batteriezellen der Batterie zugeordnet. Die Kühlung erfolgt dann vorzugsweise gezielt, wobei die Batteriezellen mit der höchsten aktuellen Batterietemperatur vorzugsweise stärker als die Batteriezellen mit einer geringeren aktuellen Batterietemperatur gekühlt werden. Ein
bevorzugtes Ziel der Kühlung ist es, dass sämtliche Batteriezellen dieselbe Batterietemperatur aufweisen. Die obere Batterietemperatur wird vorzugsweise unter Verwendung eines thermischen Batteriemodells, eines thermischen Batteriekennfelds oder dergleichen ermittelt. Weiter bevorzugt wird bei der Ermittlung der oberen Batterietemperatur ein Ladezustand der Batterie berücksichtigt, wobei mit steigendem Ladezustand eine geringere obere
Batterietemperatur ermittelt wird. Die aktuelle Umgebungstemperatur ist ebenfalls als aktuelle Referenztemperatur gut geeignet, da bei einem geparkten Kraftfahrzeug sich die aktuelle Batterietemperatur der aktuellen Umgebungstemperatur annähert. Daher ist es bevorzugt, als Referenztemperatur die Batterietemperatur und die Umgebungstemperatur entsprechend zu verwenden. Die obere Umgebungstemperatur wird vorzugsweise unter Verwendung eines thermischen Batteriemodells, eines thermischen Batteriekennfelds oder dergleichen ermittelt. Weiter bevorzugt wird bei der Ermittlung der oberen Umgebungstemperatur ein Ladezustand der Batterie berücksichtigt, wobei mit steigendem Ladezustand eine geringere obere
Umgebungstemperatur ermittelt wird. Dies hat den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise das Kühlen der Batterie initiiert wird.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der geplante Betriebszustand des Kraftfahrzeugs aus einer Eingabe eines Benutzers des Kraftfahrzeugs über ein Benutzerinterface ermittelt wird.
Das Benutzerinterface kann beispielsweise im Kraftfahrzeug verbaut oder als Fernbedienung ausgebildet sein. Dabei wird die aktuelle Referenztemperatur zumindest dann ermittelt, wenn als geplanter Betriebszustand eine geplante Parkdauer ermittelt wird. Die Eingabe des
Benutzers ist beispielsweise eine geplante Parkdauer, ein Parkzeitraum oder dergleichen. Anhand dieser Eingabe ist bekannt, wann eine Veränderung des Betriebszustands des
Kraftfahrzeugs, beispielsweise ein Fahrbetriebszustand, voraussichtlich stattfinden wird. Dies hat den Vorteil, dass das Kühlen der Batterie mit einfachen Mitteln sowie auf eine
kostengünstige Art und Weise besonders situationsgerecht erfolgen kann. Somit kann beispielsweise auch ein übermäßiges Kühlen unmittelbar vor der Weiterfahrt vermieden werden, insbesondere, wenn für die Weiterfahrt eine höhere Batterietemperatur als im
Parkzustand, insbesondere im Hinblick auf die Alterung der Batterie, von Vorteil ist. Weiter bevorzugt wird die Batterie mittels einer Isoliervorrichtung derart isoliert, dass eine Wärmeaufnahme durch die Batterie aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs reduziert ist. Das Isolieren der Batterie kann beispielsweise mittels einer variable Isoliervorrichtung erfolgen, welche zwischen einem offenen Wärmeaustauschzustand und einem geschlossenen
Isolierzustand verstellbar ist. Bei einer aktuellen Umgebungstemperatur unterhalb der aktuellen Batterietemperatur erfolgt das Kühlen der Batterie vorzugsweise zunächst bei offener
Isoliervorrichtung. Wenn die aktuelle Batterietemperatur geringer als die aktuelle
Umgebungstemperatur ist, erfolgt das weitere Kühlen der Batterie vorzugsweise bei
geschlossener Isoliervorrichtung. Zum etwaigen Anwärmen der Batterie kurz vor der Weiterfahrt wird die Isoliervorrichtung vorzugsweise wieder geöffnet, wenn die die aktuelle
Batterietemperatur geringer als die aktuelle Umgebungstemperatur ist. Alternativ kann zum Isolieren der Batterie eine fixe Isoliervorrichtung verwendet werden, welche lediglich einen geschlossenen Isolierzustand aufweist. Dies hat den Vorteil, dass ein Temperatureinfluss der Umgebung auf die Batterietemperatur reduziert ist. Insbesondere bei verhältnismäßig hohen aktuellen Umgebungstemperaturen von über 30°C ist somit ein übermäßiger Energieverbrauch zum Kühlen der Batterie mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise vermieden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die elektrische Energie zum Kühlen der Batterie mittels der Kühlvorrichtung von der Batterie und/oder einer externen Stromquelle bereitgestellt. Als externe Stromquelle wird beispielsweise eine Ladestation zum Aufladen der Batterie verwendet. Ein Betreiben der Kühlvorrichtung mit elektrischer Energie aus der Batterie hat den Vorteil, dass ein Ladezustand der Batterie auf diese Weise reduziert wird, sodass eine Alterung der Batterie, welche insbesondere bei einem Ladezustand ab 80% überproportional groß ist, weiter reduziert ist. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass die elektrische Energie von der Batterie der Kühlvorrichtung nur solange bereitgestellt wird, bis der Ladezustand einen Grenzwert unterschreitet. Ab diesem Zeitpunkt kann die Kühlvorrichtung je nach Vorgabe beispielsweise abgeschaltet oder über die externe Stromquelle weiter betrieben werden. Ein Betreiben der Kühlvorrichtung mit elektrischer Energie aus der externen Stromquelle hat den Vorteil, dass der Ladezustand der Batterie auf diese Weise nicht weiter reduziert wird. Zudem ist auf diese Weise ein ladungsunabhängiger Betrieb der
Kühlvorrichtung, auch über mehrere Wochen hinweg, möglich.
Vorzugsweise wird eine Kühlleistung der Kühlvorrichtung in Abhängigkeit einer manuellen Eingabe eines Benutzers des Kraftfahrzeugs bestimmt. Der Benutzer kann beispielsweise, insbesondere in Abhängigkeit eines Strompreises, bestimmen, wieviel elektrische Energie zum Kühlen der Batterie aufgebracht werden soll. Entscheidet sich der Benutzer für eine höhere Energiemenge, so sind die Stromkosten hierfür verhältnismäßig hoch und die Alterung der Batterie entsprechend reduziert und umgekehrt. Alternativ kann der Benutzer eine für ihn über die Parkdauer akzeptable Alterung der Batterie auswählen, woraus die hierfür erforderliche Menge elektrischer Energie abgeleitet wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Benutzer für beides Grenzwerte setzt und die Steuerungsvorrichtung auf dieser Basis mittels eines Algorithmus eine Kühlstrategie bestimmt, welche den Vorgaben besonders gerecht wird. Dies hat den Vorteil, dass sich der Benutzer zwischen einer erhöhten Lebensdauer der Batterie und höheren Stromkosten entscheiden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Kühlvorrichtung eine an der Batterie angeordnete Kühlvorrichtung und/oder eine Kühlvorrichtung zum Kühlen einer
Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs und/oder eine externe Kühlvorrichtung verwendet. Eine an der Batterie angeordnete Kühlvorrichtung wird auch als Batteriekühlvorrichtung bezeichnet und weist vorzugsweise einen eigenen Kühlgenerator auf. Die Batteriekühlvorrichtung ist
vorzugsweise zumindest teilweise in der Batterie verbaut, um eine optimale Kühlleistung zu erzielen. Die Kühlvorrichtung zum Kühlen der Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs wird auch als Klimaanlage bezeichnet. Hierbei ist es bevorzugt, dass ein gekühlter Luftstrom über einen oder mehrere Luftschläuche von der Klimaanlage zur Batterie geleitet wird. Unter einer externen Kühlvorrichtung wird insbesondere eine Kühlvorrichtung verstanden, welche nicht in dem Kraftfahrzeug verbaut ist. Hierbei kann es sich um eine ortsfest installierte oder eine mobile Kühlvorrichtung handeln. Mittels derartiger Kühlvorrichtungen kann das Kühlen der Batterie mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise erfolgen.
Besonders bevorzugt werden eine aktuelle Batterietemperatur und eine untere
Batterietemperatur ermittelt, wobei die Batterie nur solange gekühlt wird, bis die aktuelle Batterietemperatur der unteren Batterietemperatur entspricht. Die untere Batterietemperatur wird vorzugsweise mittels des thermischen Modells der Batterie und/oder des thermischen Kennfelds der Batterie ermittelt. Weiter bevorzugt wird der Ladezustand der Batterie hierbei berücksichtigt, wobei die untere Batterietemperatur mit höherem Ladezustand vorzugsweise geringer ausfällt. Ebenfalls bevorzugt wird das Kühlen fortgesetzt, wenn die Batterietemperatur wieder einen oberen Grenzwert, beispielsweise die obere Batterietemperatur oder eine
Zwischenbatterietemperatur zwischen der oberen Batterietemperatur und der unteren
Batterietemperatur, erreicht. Die Zwischenbatterietemperatur ist vorzugsweise näher an der unteren Batterietemperatur als an der oberen Batterietemperatur. Vorzugsweise ist die Zwischenbatterietemperatur um etwa 2°C bis 10°C, insbesondere ca. 5°C, höher als die untere Batterietemperatur. Auf diese Weise wird ein ständiges An- und Abschalten der Kühlvorrichtung vermieden. Die Berücksichtigung der unteren Batterietemperatur hat den Vorteil, dass ein Überkühlen der Batterie mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise vermieden wird. Auf diese Weise wird elektrische Energie gespart. Zudem sind auf diese Weise eine Beschädigung und ein Performanceverlust der Batterie verhinderbar.
Vorzugsweise wird die obere Batterietemperatur und/oder die untere Batterietemperatur in Abhängigkeit eines temperaturabhängigen Alterungskennfelds der Batterie und/oder eines Ladezustands der Batterie und/oder einer geplanten Weiterbenutzung der Batterie ermittelt. Auf diese Weise kann die Kühlung der Batterie mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise besonders zielgerichtet, insbesondere unter Berücksichtigung einer maximal zulässigen Alterung der Batterie, erfolgen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Kraftfahrzeug weist einen Elektromotor zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, eine Batterie zum Speichern sowie Bereitstellen elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors und eine Steuerungsvorrichtung zum Steuern mindestens eines mit der Batterie elektrisch gekoppelten elektrischen Verbrauchers des Kraftfahrzeugs auf. Erfindungsgemäß ist das Kraftfahrzeug zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet.
Vorzugsweise weist das Kraftfahrzeug eine oder mehrere Kühlvorrichtungen auf. Als
Kühlvorrichtung weist das Kraftfahrzeug vorzugsweise eine Batteriekühlvorrichtung, insbesondere mit einem eigenen Kühlaggregat, und/oder eine Klimaanlage auf, wobei die Klimaanlage vorzugsweise auch zum Kühlen der Batterie ausgebildet ist. Ebenfalls bevorzugt weist das Kraftfahrzeug ein Benutzerinterface zur Eingabe eines geplanten Betriebszustands des Kraftfahrzeugs durch einen Benutzer des Kraftfahrzeugs auf. Das Benutzerinterface kann beispielsweise im Kraftfahrzeug verbaut oder als Fernbedienung ausgebildet sein.
Bei dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Verfahren zum Behandeln einer Batterie eines geparkten Kraftfahrzeugs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Demnach hat das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug gegenüber herkömmlichen Kraftfahrzeugen den Vorteil, dass mit einfachen Mitteln sowie auf eine kostengünstige Art und Weise die Alterung der Batterie reduzierbar und somit die Lebensdauer der Batterie verlängerbar ist. Die Reduzierung der Alterung kann über eine, insbesondere gezielte, Kühlung der Batterie im Parkzustand des Kraftfahrzeugs erfolgen. Als auslösendes Ereignis für die Kühlung der Batterie dient die Ermittlung des Parkzustands des Kraftfahrzeugs, sodass eine Kühlung der Batterie bei dem erfindungsgemäßen
Kraftfahrzeug auch dann erfolgen kann, wenn das Kraftfahrzeug nicht an eine Ladestation zum Laden der Batterie angeschlossen ist.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren sowie ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
Figur 1 in einem Diagramm den Zusammenhang zwischen einer
Alterungsgeschwindigkeit einer Batterie und einer Batterietemperatur der Batterie,
Figur 2 in einer Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs, und
Figur 3 in einem Ablaufdiagramm eine bevorzugte Ausführungsform eines
erfindungsgemäßen Verfahrens.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
In Fig. 1 ist 1 ist der Zusammenhang zwischen der Alterungsgeschwindigkeit einer Batterie 1 (vgl. Fig. 2) und einer Batterietemperatur der Batterie 1 schematisch in einem Diagramm dargestellt. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, nimmt die Alterungsgeschwindigkeit der Batterie 1 mit steigender Batterietemperatur in einem unteren Temperaturbereich etwa proportional zu. Ab einer gekennzeichneten Schwelltemperatur S, welche für unterschiedliche Batterien 1 unterschiedlich hoch sein kann, steigt die Alterungsgeschwindigkeit mit zunehmender
Batterietemperatur 1 überproportional. Eine Kühlung der Batterie 1 mittels des
erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt demnach vorzugsweise derart, dass die aktuelle Batterietemperatur in den unteren Temperaturbereich oder zumindest in dessen Nähe verschoben wird.
Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2 schematisch in einer Seitenansicht. Das Kraftfahrzeug 2 weist eine Batterie 1 auf, welche in diesem Ausführungsbeispiel im Bereich eines Fahrzeugbodens des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet ist. In dieser Ausführungsform weist das Kraftfahrzeug 2 mehrere Elektromotoren 6 zum Antreiben des Kraftfahrzeugs 2 auf, welche an verschiedenen Achsen des Kraftfahrzeugs 2 angeordnet sind. Das Kraftfahrzeug 2 kann beispielsweise an jedem Rad einen Elektromotor 6 aufweisen. Alternativ kann das Kraftfahrzeug 2 an einer Vorderachse und einer Hinterachse jeweils einen Elektromotor 6 aufweisen. Alternativ kann das Kraftfahrzeug 2 auch nur einen Elektromotor 6 aufweisen. Zum Regulieren eines Bordklimas und/oder zum Kühlen der Batterie 1 weist das Kraftfahrzeug 2 eine Kühlvorrichtung 4 auf. Vorzugsweise ist die Kühlvorrichtung 4 sowohl zum Kühlen und Erwärmen einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs 2 sowie zum Kühlen der Batterie 1 ausgebildet. Zum Steuern elektrischer Komponenten des Kraftfahrzeugs 2, wie beispielsweise der Kühlvorrichtung 4, des Elektromotors 6 oder dergleichen, weist das
Kraftfahrzeug 2 eine Steuerungsvorrichtung 3 auf. Für manuelle Benutzereingaben eines Benutzers des Kraftfahrzeugs 2 weist das Kraftfahrzeug 2 zudem ein Benutzerinterface 5 auf.
In Fig. 3 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens
schematisch in einem Ablaufdiagramm abgebildet. In einem ersten Verfahrensschritt 100 wird mittels der Steuerungsvorrichtung 3 des Kraftfahrzeugs 2 der aktuelle oder geplante
Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 2 ermittelt. Hierbei können auch der aktuelle und der geplante Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 2 ermittelt werden. In einem zweiten
Verfahrensschritt 200 wird mittels der Steuerungsvorrichtung 3 die aktuelle Referenztemperatur, insbesondere eine aktuelle Batterietemperatur der Batterie 1 , ermittelt, wenn der aktuelle oder geplante Betriebszustand des Kraftfahrzeugs 2 ein Parkzustand ist. In einem dritten
Verfahrensschritt 300 wird mittels der Steuerungsvorrichtung 3 des Kraftfahrzeugs 2 die obere Referenztemperatur, insbesondere die obere Batterietemperatur der Batterie 1 , ermittelt. In einem vierten Verfahrensschritt 400 wird mittels der Kühlvorrichtung 4 die Batterie 1 gekühlt, wenn die aktuelle Referenztemperatur oberhalb der oberen Referenztemperatur ist. Die
Kühlvorrichtung 4 wird vorzugsweise mittels der Steuerungsvorrichtung 3 gesteuert.
Bezugszeichenliste Batterie
Kraftfahrzeug
Steuerungsvorrichtung
Kühlvorrichtung
Benutzerinterface
Elektromotor

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Behandeln einer Batterie (1 ) eines geparkten Kraftfahrzeugs (2),
aufweisend die folgenden Schritte:
- Ermitteln eines aktuellen oder geplanten Betriebszustands des Kraftfahrzeugs (2) mittels einer Steuerungsvorrichtung (3) des Kraftfahrzeugs (2),
Ermitteln einer aktuellen Referenztemperatur mittels der Steuerungsvorrichtung (3), wenn der aktuelle oder geplante Betriebszustand des Kraftfahrzeugs (2) ein
Parkzustand ist,
- Bestimmen einer oberen Referenztemperatur mittels der Steuerungsvorrichtung (3) des Kraftfahrzeugs (2),
- Kühlen der Batterie (1 ) mittels einer Kühlvorrichtung (4), wenn die aktuelle
Referenztemperatur oberhalb der oberen Referenztemperatur ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass als aktuelle Referenztemperatur eine aktuelle Batterietemperatur der Batterie (1 ) und als obere Referenztemperatur eine obere Batterietemperatur der Batterie (1 ), oder dass als aktuelle Referenztemperatur eine aktuelle Umgebungstemperatur des
Kraftfahrzeugs (2) und als obere Referenztemperatur eine obere Umgebungstemperatur des Kraftfahrzeugs (2) verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der geplante Betriebszustand des Kraftfahrzeugs (2) aus einer Eingabe eines Benutzers des Kraftfahrzeugs (2) über ein Benutzerinterface (5) ermittelt wird, wobei die aktuelle Referenztemperatur zumindest dann ermittelt wird, wenn als geplanter
Betriebszustand eine geplante Parkdauer ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Batterie mittels einer Isoliervorrichtung derart isoliert wird, dass eine
Wärmeaufnahme durch die Batterie aus der Umgebung des Kraftfahrzeugs (2) reduziert ist.
5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die elektrische Energie zum Kühlen der Batterie (1 ) mittels der Kühlvorrichtung (4) von der Batterie (1 ) und/oder einer externen Stromquelle bereitgestellt wird.
6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Kühlleistung der Kühlvorrichtung (4) in Abhängigkeit einer manuellen Eingabe eines Benutzers des Kraftfahrzeugs bestimmt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass als Kühlvorrichtung (4) eine an der Batterie (1 ) angeordnete Kühlvorrichtung (4) und/oder eine Kühlvorrichtung (4) zum Kühlen einer Fahrgastzelle des Kraftfahrzeugs (2) und/oder eine externe Kühlvorrichtung (4) verwendet wird.
8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine aktuelle Batterietemperatur und eine untere Batterietemperatur ermittelt werden, wobei die Batterie (1 ) nur solange gekühlt wird, bis die aktuelle
Batterietemperatur der unteren Batterietemperatur entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die obere Batterietemperatur und/oder die untere Batterietemperatur in
Abhängigkeit eines temperaturabhängigen Alterungskennfelds der Batterie (1 ) und/oder eines Ladezustands der Batterie (1 ) und/oder einer geplanten Weiterbenutzung der Batterie (1 ) ermittelt wird.
10. Kraftfahrzeug (2), aufweisend einen Elektromotor (6) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs (2), eine Batterie (1 ) zum Speichern sowie Bereitstellen elektrischer Energie zum Betreiben des Elektromotors (6) und eine Steuerungsvorrichtung (3) zum Steuern mindestens eines mit der Batterie (1 ) elektrisch gekoppelten elektrischen Verbrauchers des Kraftfahrzeugs (2),
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kraftfahrzeug (2) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorangegangenen Patentansprüche ausgebildet ist.
PCT/EP2020/070162 2019-07-22 2020-07-16 Verfahren zum behandeln einer batterie eines geparkten kraftfahrzeugs und kraftfahrzeug WO2021013696A1 (de)

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