Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer solchen Energieversorgungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs mit Energie.

Hochvoltspeicher - insbesondere Hochvoltspeicher in Lithium-Ionen-Technologie mit einer Nennspannung von größer oder gleich 60 V - können innerhalb eines vorbestimmten festen Betriebsbereiches betrieben werden. Dieser Betriebsbereich ist in der Regel derart gewählt, dass zum einen jederzeit ein definierter Kaltstart (z.B. Start der Verbrennungsmaschine bei -25 °C) möglich sein muss (untere Ladezustandsgrenze/Mindestspeicherkapazität) und dass zum anderen (nach oben) ausreichend Speicherkapazität besteht (obere Ladezustandsgrenze/maximale Speicherkapazität), um den Energiespeicher für eine Bremsenergierückgewinnung nutzen zu können. Der feste Betriebsbereich wird daher mit einer festen unteren Ladezustandsgrenze und einer festen oberen Ladezustandsgrenze festgelegt, um jederzeit, d.h. bei jeglichen Umgebungsbedingungen, einen definierten Kaltstart zu ermöglichen.

Durch einen solchen festen Betriebsbereich können jedoch Einschränkungen in der Nutzung des Energiespeichers entstehen, die nicht bei jeder Temperatur erforderlich sind. So kann bei wärmeren Temperaturen die untere Ladezustandsgrenze niedriger sein als bei kälteren Temperaturen.

Um einen definierten Kaltstart jederzeit zu ermöglichen und gleichzeitig die Einschränkungen für den Fahrer zu reduzieren, ist es daher bekannt, den Betriebsbereich abhängig von einer Außentemperatur festzusetzen. Allerdings entspricht die Temperatur des Energiespeichers selbst nicht immer der Außentemperatur, so dass auch hierbei der Betriebsbereich bzw. Arbeitsbereich eingeschränkt wird, ohne dass dies zwingend erforderlich ist. So wird beispielsweise der Arbeitsbereich verringert, da eine kalte Außentemperatur vorherrscht, obwohl die tatsächliche Temperatur des Energiespeichers dies nicht erfordern würde.

Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nutzung des Betriebsbereichs eines Energiespeichers zu verbessern.

Demgemäß wird eine Energieversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welche eine Hochvolt-Energiespeichereinrichtung und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Lade- und Entladevorgänge der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung aufweist.

Bei der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung kann es sich um jede Art von Energiespeicher handeln, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann die Hochvolt-Energiespeichereinrichtung eine Batterie des Kraftfahrzeugs sein. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um ein konventionelles Verbrennungsmotorfahrzeug, um ein Elektro- oder um ein Hybridfahrzeug handeln, wobei die Hochvolt-Energiespeicheinrichtung eine elektrische Antriebsmaschine (Elektromotor oder Anlasser) mit Energie versorgt.

Die Steuereinrichtung ist dabei dazu eingerichtet, eine Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung zu bestimmen und einen durch eine Obergrenze und eine Untergrenze definierten vorbestimmten Arbeitsbereich der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung in Abhängigkeit der bestimmten Temperatur anzupas- sen. Dieser Arbeitsbereich bzw. Betriebsbereich ist in der Regel derart gewählt, dass zum einen jederzeit ein definierter Kaltstart möglich sein muss (untere Ladezustandsgrenze/Mindestspeicherkapazität) und dass zum anderen (nach oben) ausreichend Speicherkapazität besteht (obere Ladezustandsgrenze/maximale Speicherkapazität).

Im Vergleich zu einer Verschiebung des Arbeitsbereichs in Abhängigkeit von der Außentemperatur hat die Anpassung in Abhängigkeit von der Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung den Vorteil, dass nur dann eine Anpassung des Arbeitsbereichs erfolgt, wenn dies auch durch die Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung erforderlich ist.

Wird beispielsweise das Fahrzeug im Außenbereich bei sehr niedriger Außentemperatur abgestellt, ist zwar davon auszugehen, dass das Fahrzeug selbst abkühlt. Wird die Hochvolt-Energiespeichereinrichtung jedoch geladen, bleibt die Hochvolt- Energiespeichereinrichtung warm und eine Anpassung des Arbeitsbereichs ist nicht erforderlich. Würde hier nur die Außentemperatur berücksichtigt, wäre eine Anpassung des Arbeitsbereichs erforderlich, ohne dass dies durch die Hochvolt- Energiespeichereinrichtung selbst gefordert wird. Durch die vorgeschlagene Vorrichtung wird jedoch genau dies verhindert.

Die jeweilige Einrichtung, zum Beispiel Steuereinrichtung, kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einrichtung als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einrichtung als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, von einem Temperatursensor eine aktuelle Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung zu empfangen. Der Temperatursensor kann sich dabei direkt an oder in der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung befinden. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die aktuelle Temperatur nach einem vordefinierten Zeitraum nach einem Abschalten des Kraftfahrzeugs zu empfangen. Beispielsweise kann der vordefinierte Zeitraum größer oder gleich 6 Stunden sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem vordefinierten Zeitraum um einen Zeitraum, der lang genug ist, eine Abkühlung der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung erwarten zu können.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Untergrenze und/oder den vordefinierten Zeitraum in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Der zumindest eine Betriebsparameter kann beispielsweise eine Umgebungstemperatur und/oder eine Motortemperatur sein. Diese Betriebsparameter werden zusätzlich zu der Bestimmung der Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung verwendet werden, um beispielsweise den Wert der Untergrenze anzupassen oder den Zeitraum zu definieren, nachdem eine Messung der Temperatur durchgeführt wird.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den Arbeitsbereich durch Anpassung der Untergrenze und unter Beibehaltung der Obergrenze anzupassen. Das bedeutet, dass der Arbeitsbereich in Abhängigkeit von der Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung vergrößert oder verkleinert wird.

Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Untergrenze auf einen ersten Wert anzupassen, wenn die bestimmte Temperatur kleiner oder gleich einem vordefinierten Temperaturschwellwert ist. Der Temperaturschwellwert kann dabei zwischen -15°C und -25 °C liegen. Der erste Wert kann auch als Kältewert bezeichnet werden.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Untergrenze auf einen zweiten Wert anzupassen, wenn die bestimmte Temperatur größer als der vordefinierte Temperaturschwellwert ist. Bevorzugt ist der erste Wert höher als der zweite Wert.

Das bedeutet, dass die Untergrenze bei einer Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung unter dem Temperaturschwellwert nach oben verschoben wird (z.B. wird der Minimalenergiegehalt SoC min (State of Charge) auf 18% verschoben) und bei einer Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung über dem Temperaturschwellwert nach unten verschoben (z.B. wird der Minimalenergiegehalt SoC min auf 13% verschoben). Im ersten Fall ist der Arbeitsbereich also kleiner (beispielsweise 82% des Gesamtenergiebereichs) und im zweiten Fall größer (beispielsweise 87% des Gesamtenergiebereichs).

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug mit einer wie oben beschriebenen Energieversorgungseinrichtung vorgeschlagen. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere ein Personenkraftwagen sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs mit Energie vorgeschlagen, wobei das Kraftfahrzeug eine Hochvolt- Energiespeichereinrichtung und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Lade- und Entladevorgänge der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung aufweist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bestimmen einer Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung, und Anpassen eines durch eine Obergrenze und eine Untergrenze definierten vorbestimmten Arbeitsbereichs der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung in Abhängigkeit der bestimmten Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung.

Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend.

Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches einen Programmcode aufweist, der dazu ausgebildet ist, auf einem Computer die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens zu veranlassen. Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen.

Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Kraftfahrzeugs mit einer Energieversorgungseinrichtung;

Fig. 2 zeigt einen beispielhaften Ablauf eines Ladens der Energieversorgungseinrichtung von Fig. 1 , und

Fig. 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs mit Energie.

In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Energieversorgungseinrichtung 10. Die Energieversorgungseinrichtung 10 weist eine Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 zur Versorgung des Kraftfahrzeugs 1 mit Energie und eine Steuereinrichtung

12 zur Steuerung der Lade- und Entladevorgänge der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 auf.

Um in jedem Fall, auch bei niedrigen Außentemperaturen, einen sicheren Kaltstart des Kraftfahrzeugs 1 zu gewährleisten, kann die Steuereinrichtung 12 den Arbeitsbereich der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 anpassen. Hierzu ermittelt die Steuereinrichtung 12 zunächst die aktuelle Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 . Die Temperatur kann durch einen Temperatursensor 13 bereitgestellt werden.

Die Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 wird in einem Arbeits- bzw. Betriebsbereich betrieben, der derart gewählt ist, dass zum einen jederzeit ein definierter Kaltstart (z.B. Start der Verbrennungsmaschine bei -25 °C) möglich sein muss (untere Ladezustandsgrenze/Mindestspeicherkapazität, im Folgenden Untergrenze) und dass zum anderen (nach oben) ausreichend Speicherkapazität besteht (obere Ladezustandsgrenze/maximale Speicherkapazität), um den Energiespeicher für eine Bremsenergierückgewinnung nutzen zu können.

Um den Arbeitsbereich der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 optimal auszunutzen, passt die Steuereinrichtung 12 den Arbeitsbereich der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 basierend auf der Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 an. Zum Anpassen des Arbeitsbereichs wird eine Untergrenze des Arbeitsbereichs der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 nach oben oder nach unten verschoben.

Ein beispielhafter Ablauf des Ladens und des Verschiebens der Untergrenze ist in Fig. 2 gezeigt. Hierbei zeigen die gepunkteten Pfeile den Temperaturverlauf der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 beim Abstellen des Fahrzeugs 1 an und die durchgezogenen Pfeile zeigen den Temperaturverlauf der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 beim Fahren an.

Zunächst wird die Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 mit einer Untergrenze des Arbeitsbereichs auf einem Wert W betrieben. Bei dem Wert W ist die Untergrenze des Arbeitsbereichs der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 auf ihrem Minimalwert, beispielsweise auf 13% Energiegehalt eingestellt.

Wird das Kraftfahrzeug 1 abgestellt, sinkt die Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 ab. Sinkt die Temperatur dabei unter einen Tempe- raturschwellwert 201 , wird zwar bei diesem Abstellvorgang noch die Untergrenze W verwendet, beim nächsten Abstellvorgang wird dann jedoch eine andere Untergrenze K verwendet. Nach dem Abstellen wird die Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 beim Fahren wieder aufgewärmt.

Beim nächsten Abstellvorgang wird nun die Untergrenze K verwendet. Diese ist für niedrigere Temperaturen geeignet, da hier die Untergrenze des Arbeitsbereichs der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 auf einen höheren Wert, beispielsweise auf 18% Energiegehalt eingestellt wird. Diese Untergrenze K wird nun verwendet, solange sich die Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 nach dem Abstellen in einem Temperaturbereich 202 befindet, der unter dem Temperaturschwellwert 201 liegt. Erst wenn die Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 nicht mehr auf einen Temperaturschwellwert 201 absinkt, sondern sich in einem höheren Temperaturbereich 203 über dem Tempe- raturschwellwert befindet, wird ein anderer Wert für die Untergrenze verwendet. Wird also eine Temperatur über dem Temperaturschwellwert 201 nach einem Abstellvorgang festgestellt, wird für zukünftige Abstellvorgänge wieder die Untergrenze W verwendet, bis erneut die Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 unter dem Temperaturschwellwert 201 festgestellt wird.

Fig. 3 zeigt ein Verfahren zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs 1 gemäß Fig. 1 mit Energie. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf.

In einem ersten Schritt 301 wird eine Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 bestimmt. Anschließend wird in einem zweiten Schritt 302 ein durch eine Obergrenze und eine Untergrenze definierter vorbestimmter Arbeitsbereich der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 in Abhängigkeit der bestimmten Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 angepasst.

Durch die vorgeschlagene Vorrichtung ist es möglich, den Arbeitsbereich einer Hochvolt-Energiespeichereinrichtung optimal zu nutzen, da nicht eine - möglicherweise irrelevante Außentemperatur - sondern die tatsächliche Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung verwendet wird, um einen Arbeitsbereich der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung anzupassen.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar.

Bezuqszeichen

1 Kraftfahrzeug

10 Energieversorgungseinrichtung

1 1 Hochvolt-Energiespeichereinrichtung

12 Steuereinrichtung

13 Temperatursensor

201 Temperaturschwellwert

202, 203 Temperaturbereiche

301 -302 Verfahrensschritte

K, W Untergrenzen