MOTHAIS, Francois (Moenchstr. 12, Stuttgart, 70191, DE)
KRIEG, Berengar (Brennerstraße 59, Gerlingen, 70839, DE)
LEUTHNER, Stephan (Schmalzaeckerstr. 8, Leonberg, 71229, DE)
LANG, Martin (Wannenweg 11, Hessigheim, 74394, DE)
SB LIMOTIVE GERMANY GMBH (Kruppstrasse 20, Stuttgart, 70469, DE)
KLUTHE, Christian (Kalkofenstr. 1, Leinfelden-Echterdingen, 70771, DE)
MOTHAIS, Francois (Moenchstr. 12, Stuttgart, 70191, DE)
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LEUTHNER, Stephan (Schmalzaeckerstr. 8, Leonberg, 71229, DE)
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| Ansprüche 1 . Verfahren zur Überwachung eines Ladevorgangs einer Batterie (20), wobei die Batterie (20), ein Lademodul (33), welches die Batterie (20) mit einem Ladestrom versorgt, sowie mindestens ein zusätzlicher elektrischer Verbraucher (34) Komponenten einer elektrischen Schaltung sind; die Batterie (20) eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen (21 ) umfasst; und Zellspannungen mehrerer Batteriezellen (21 ) in regelmäßigen zeitlichen Abständen gemessen werden (S1 1 ), dadurch gekennzeichnet, dass eine Belastung der Batterie (20) durch einen Einschaltvorgang des zusätzlichen elektrischen Verbrauchers verhindert wird (S16), wenn die gemessene Zellspannung einer Batteriezelle (21 ) einen vorbestimmten Zellspannungsschwellenwert überschreitet (S14). 2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die Batterie (20) und der zusätzliche Verbraucher (34) Teile eines Kraftfahrzeugs sind und wobei ein Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs (32) den zusätzlichen Verbraucher (34) ansteuert. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zusätzliche Verbraucher (34) eine elektrische Kühleinheit zur Kühlung der Batterie (20), insbesondere ein Klimakompressor, ist. 4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei zusätzlich zu den Zellspannungen mehrerer Batteriezellen (21 ) ein Batterieladestrom sowie mindestens eine Temperatur der Batterie in regelmäßigen zeitlichen Abständen gemessen werden (S1 1 ); in Abhängigkeit der Zellspannungen, des Batterieladestroms und der Temperatur ein Schätzwert ermittelt wird, welcher einer geschätzten Maximaltemperatur in der Batterie (20) bei ununterbrochener Fortsetzung des Ladevorgangs entspricht (S12); und die elektrische Kühleinheit (34) eingeschaltet wird (S15), wenn der Schätzwert einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert überschreitet (513) , aber nicht, wenn die gemessene Zellspannung einer Batteriezelle (21 ) den vorbestimmten Zellspannungsschwellenwert überschreitet (514) . Verfahren nach Anspruch 4, wobei bei der Ermittlung des Schätzwertes eine Hysterese der Zellspannungen berücksichtigt wird. Verfahren nach Ansprüchen 4 oder 5 und 2, wobei der Schätzwert von einer Batteriemanagementeinheit ermittelt und an das Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs (32) gesendet wird. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Schätzwert von der Batteriemanagementeinheit über einen CAN-Bus (31 ) an das Hauptsteuergerät des Fahrzeugs (32) übermittelt wird. Ein Batteriesystem (30) mit einer Batterie (20) und einer mit der Batterie verbundenen Batteriemanagementeinheit, wobei die Batterie (20) eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen (21 ) umfasst; und die Batteriemanagementeinheit über mehrere Spannungsmesseinheiten (22), welche dazu ausgebildet sind, eine Zellspannung jeweils einer Batteriezelle (21 ) zu messen, wenigstens eine Temperaturmesseinheit (23), welche dazu ausgebildet ist, eine Temperatur der Batterie zu messen, wenigstens eine Strommesseinheit (24), welche dazu ausgebildet ist, einen Batterieladestrom zu messen, und einen mit den Spannungsmesseinheiten (22), der Temperaturmesseinheit (23) und der Strommesseinheit (24) verbundenen Kontroller (25) verfügt, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontroller (25) dazu ausgebildet ist, während eines Ladevorgangs der Batterie (20) in Abhängigkeit des Batterieladestroms, der Zellspannungen und der Temperatur einen Schätzwert zu ermitteln, welcher der Maximaltemperatur in der Batterie (20) bei ununterbrochener Fortsetzung des Ladevorgangs entspricht. 9. Batteriesystem nach Anspruch 8, wobei mehrere Temperaturmesseinheiten (23) in der Batterie angeordnet sind, welche ausgebildet sind, die Temperatur in verschiedenen Bereichen der Batterie zu messen. 10. Batteriesystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei der Schätzwert über eine Schnittstelle der Batteriemanagementeinheit, insbesondere eine CAN-Schnittstelle, ausgebbar ist. 1 1 . Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem (30), welches eine Batterie (20) und eine mit der Batterie verbundene Batteriemanagementeinheit umfasst, einem Hauptsteuergerät (32) und mindestens einem zusätzlichen elektrischen Verbraucher (34), wobei das Batteriesystem mit einem Antriebssystem des Kraftfahrzeuges verbunden ist und das Hauptsteuergerät (32) den zusätzlichen Verbraucher (34) ansteuert, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug dazu ausgebildet ist, während eines Ladevorgangs der Batterie ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7 auszuführen. 12. Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 1 mit einem Batteriesystem nach einem der Ansprüche 8 bis 10. |
Verfahren zur Überwachung eines Ladevorgangs einer Batterie
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines
Ladevorgangs einer Batterie, ein Batteriesystem sowie ein Kraftfahrzeug, welches ausgebildet ist, das Verfahren auszuführen.
Stand der Technik
In Hybrid- und Elektrofahrzeugen werden Batterien in Lithium-Ionen- oder Nickel- Metallhydrid-Technologie eingesetzt, die eine große Anzahl in Reihe geschalteter elektrochemischer Batteriezellen aufweisen. Ein Batteriemanagementsystem wird zur Überwachung der Batterie eingesetzt und soll neben einer
Sicherheitsüberwachung eine möglichst hohe Lebensdauer gewähren. Dazu wird die Spannung jeder einzelnen Batteriezelle zusammen mit dem Batteriestrom und der Batterietemperatur gemessen und eine Zustandsschätzung
(beispielsweise des Ladezustandes oder des Alterungszustandes der Batterie) vorgenommen. Um die Lebensdauer zu maximieren, ist es hilfreich, jederzeit die aktuell gegebene maximale Leistungsfähigkeit der Batterie zu kennen, also die maximal abgeb- oder aufnehmbare elektrische Leistung. Wird diese
Leistungsfähigkeit überschritten, kann die Alterung der Batterie stark
beschleunigt werden.
Auch während eines Ladevorgangs der Batterie überwacht das
Batteriemanagementsystem ständig wesentliche Parameter der Batterie, um eine Schädigung einzelner Batteriezellen oder der gesamten Batterie zu vermeiden. Fig. 1 zeigt einen typischen zeitlichen Verlauf eines Ladestroms I und einer Zellspannung einer Batteriezelle U während eines aus dem Stand der Technik bekannten Ladevorgangs einer Lithium-Ionen-Batterie. In einer ersten Phase P1 , der so genannten CC-Phase (constant current = CC), wird die Batterie mit einem konstanten Strom aufgeladen, so dass die Zellspannung einer Batteriezelle zunimmt. Ab Erreichen einer vorbestimmten Grenzspannung wird die Batterie in einer zweiten Phase P2, der so genannten CV-Phase (constant voltage = CV), bei einer konstanten Spannung weitergeladen, deren Wert beispielsweise einer Zellspannung von 4.1V entspricht und unterhalb einer kritischen maximalen Zellspannung (Abschaltgrenze U max ) liegt. Der Ladestrom nimmt in dieser Phase P2 näherungsweise exponentiell ab. Der Ladevorgang wird beendet, sobald entweder eine vorbestimmte Ladezeit erreicht oder ein vorbestimmter Wert des Ladestroms unterschritten wird. Die geschilderte Ladestrategie wird nach ihren charakteristischen Phasen als CC-CV Ladung bezeichnet.
Während des Ladevorgangs überwacht das Batteriemanagementsystem der Batterie ständig die Temperaturen in den die Batterie unterteilenden
Batteriemodulen sowie alle Zellspannungen. Für den Fall, dass die
vorbestimmten Sicherheitsschwellen für eine maximale Zelltemperatur oder eine minimale oder maximale Zellspannung (z.B. U max in Fig.1 ) unter- oder überschritten werden, öffnet das Batteriemanagementsystem automatisch die Hochvolt-Schütze der Batterie und schaltet diese damit ab (bzw. stromlos). Diese Sicherheitsfunktion wird benötigt, um die Batterie vor einem irreparablen
Schaden zu bewahren, der im Extremfall auch zur Instabilität des Batteriepacks führen könnte. Auch der Fall einer erhöhten Batterietemperatur (oberhalb einer vorbestimmten Betriebstemperatur) soll im Betrieb weitestgehend vermieden werden, da diese eine beschleunigte Alterung des Batteriepacks nach sich zieht.
Aus den oben genannten Gründen meldet das Batteriemanagementsystem auch während des Ladevorgangs fortlaufend die Werte der Zellspannungen und Modultemperaturen an ein Steuergerät eines zur Ladung der Batterie
verwendeten Ladegeräts. Während des Ladevorgangs erwärmt sich die Batterie auf Grund von Verlustleistung. Um zu vermeiden, dass die Batterie während des Ladevorgangs den erlaubten Temperaturbereich verlässt, wird von einem Hauptsteuergerät eines die Batterie umfassenden elektrischen Kraftfahrzeugs ein Klimakompressor zugeschaltet, sobald die Batterietemperatur einen
vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Fig. 2a zeigt den zeitlichen Verlauf eines Stroms l G und einer Spannung U G in bzw. an einem die Batterie, den Klimakompressor und das Ladegerät umfassenden Gesamtsystem während des Ladevorgangs der Batterie. Fig. 2b zeigt den gleichzeitigen Verlauf eines Ladestroms l B und einer Ladespannung U B in bzw. an der Batterie. In zwei Zeitpunkten t-ι und t 2 erfolgt jeweils ein
Einschaltvorgang des Klimaprozessors. Dieser erfordert kurzfristig eine
Erhöhung des Stroms l G , welcher nicht allein vom Ladegerät bereitgestellt werden kann, sondern auch aus der Batterie geliefert werden muss. Dies hat zur Folge, dass der Ladestrom l B in beiden Zeitpunkten kurzfristig einbricht. Das Steuergerät des Ladegeräts misst den Ladestromeinbruch und gleicht den
Leistungsverlust umgehend durch eine Erhöhung der Ladespannung U B aus. Da der Klimakompressor bereits kurz nach dem Einschaltvorgang einen sehr viel kleineren Strom benötigt, wird kurz nach dem Einschaltvorgang die Batterie mit einer überhöhten Ladespannung U B geladen (siehe abrupte Erhöhung von U B kurz nach den Zeitpunkten t-ι und t 2 in Fig. 2b). Für den Fall, dass sich der
Ladevorgang der Batterie in einer Phase mit relativ niedrigen Zellspannungen befindet (z. B. Zeitpunkt t-ι), ist dies unproblematisch. Für den Fall dagegen, dass sich der Ladevorgang der Batterie in einer Phase mit höheren Zellspannungen befindet (z. B. Zeitpunkt t 2 ), kann eine unkontrollierte Abschaltung der Batterie infolge der Verletzung des maximalen Zellspannungslimits auftreten.
Offenbarung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Überwachung eines Ladevorgangs einer Batterie, bevorzugt einer Lithium-Ionen-Batterie, zur Verfügung gestellt. Die
Batterie, ein Lademodul, welches die Batterie mit einem Ladestrom versorgt, sowie mindestens ein zusätzlicher elektrischer Verbraucher sind Komponenten einer elektrischen Schaltung. Die Batterie umfasst eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen. Das Verfahren umfasst folgende Schritte:
Zellspannungen mehrerer Batteriezellen werden in regelmäßigen zeitlichen
Abständen gemessen, und eine Belastung der Batterie durch einen
Einschaltvorgang des zusätzlichen elektrischen Verbrauchers wird verhindert, wenn die gemessene Zellspannung einer Batteriezelle einen vorbestimmten Zellspannungsschwellenwert überschreitet. Durch diese Verfahrensschritte wird eine unkontrollierte Abschaltung der Batterie infolge der Verletzung des maximalen Zellspannungslimits durch die Einschaltung des zusätzlichen
Verbrauchers verhindert.
Die Batterie und der zusätzliche Verbraucher können Teile eines Kraftfahrzeugs sein, und ein Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs kann den zusätzlichen
Verbraucher ansteuern. Der zusätzliche Verbraucher kann außerdem eine elektrische Kühleinheit zur Kühlung der Batterie, insbesondere ein
Klimakompressor, sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den Zellspannungen mehrerer Batteriezellen ein Batterieladestrom sowie mindestens eine Temperatur der Batterie in regelmäßigen zeitlichen Abständen gemessen werden, in Abhängigkeit der Zellspannungen, des
Batterieladestroms und der Temperatur ein Schätzwert ermittelt wird, welcher einer geschätzten Maximaltemperatur in der Batterie bei ununterbrochener Fortsetzung des Ladevorgangs entspricht; und die elektrische Kühleinheit eingeschaltet wird, wenn der Schätzwert einen vorbestimmten
Temperaturschwellenwert überschreitet, aber nicht, wenn die gemessene Zellspannung einer Batteriezelle den vorbestimmten
Zellspannungsschwellenwert überschreitet. Dadurch wird erreicht, dass die Einschaltung der Kühleinheit zeitlich in eine frühere Phase des Ladevorgangs der Batterie vorverlegt wird, in welcher die Zellspannungen tendenziell noch weiter unterhalb des Zellspannungsschwellenwerts liegen, also in eine Phase, in welcher ein Einschalten der Kühleinheit noch nicht das Risiko einer
unkontrollierten Abschaltung der Batterie infolge der Verletzung des maximalen Zellspannungslimits nach sich zieht.
Bei der Ermittlung des Schätzwertes kann eine Hysterese der Zellspannungen berücksichtigt werden. Der Schätzwert kann von einer
Batteriemanagementeinheit ermittelt und an das Hauptsteuergerät des
Kraftfahrzeugs gesendet werden. Außerdem kann der Schätzwert von der Batteriemanagementeinheit über einen CAN (Controller Area Network )-Bus an das Hauptsteuergerät des Fahrzeugs übermittelt werden. Ein weiterer Erfindungsaspekt betrifft ein Batteriesystem mit einer Batterie, bevorzugt einer Lithium-Ionen-Batterie, und einer mit der Batterie verbundenen Batteriemanagementeinheit, wobei die Batterie eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen umfasst. Die Batteriemanagementeinheit verfügt über mehrere Spannungsmesseinheiten, welche dazu ausgebildet sind, eine
Zellspannung jeweils einer Batteriezelle zu messen, wenigstens eine
Temperaturmesseinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine Temperatur der Batterie zu messen, wenigstens eine Strommesseinheit, welche dazu
ausgebildet ist, einen Batterieladestrom zu messen, und einen mit den
Spannungsmesseinheiten, der Temperaturmesseinheit und der
Strommesseinheit verbundenen Kontroller. Der Kontroller ist dazu ausgebildet, während eines Ladevorgangs der Batterie in Abhängigkeit des
Batterieladestroms, der Zellspannungen und der Temperatur einen Schätzwert zu ermitteln, welcher der Maximaltemperatur in der Batterie bei ununterbrochener Fortsetzung des Ladevorgangs entspricht. Dadurch wird erreicht, dass in einem das Batteriesystem umfassenden Gesamtsystem auf Grundlage des Schätzwerts eine Einschaltung einer Kühleinheit zur Kühlung der Batterie schon in einer früheren Phase des Ladevorgangs der Batterie erfolgen kann, in welcher die Zellspannungen tendenziell noch weiter unterhalb des
Zellspannungsschwellenwerts liegen, also in einer Phase, in welcher ein
Einschalten der Kühleinheit noch nicht das Risiko einer unkontrollierten
Abschaltung der Batterie infolge der Verletzung des maximalen
Zellspannungslimits nach sich zieht.
Es können mehrere Temperaturmesseinheiten in der Batterie angeordnet sein, welche ausgebildet sind, die Temperatur in verschiedenen Bereichen der Batterie zu messen. Bei der Ermittlung des Schätzwertes kann eine Hysterese der Zellspannungen berücksichtigt werden. Außerdem kann der Schätzwert über eine Schnittstelle der Batteriemanagementeinheit, insbesondere eine
CAN-Schnittstelle, ausgebbar sein.
Ein weiterer Erfindungsaspekt betrifft ein Kraftfahrzeug mit einem Batteriesystem, welches eine Batterie, bevorzugt eine Lithium-Ionen-Batterie, und eine mit der Batterie verbundene Batteriemanagementeinheit umfasst; außerdem mit einem Hauptsteuergerät und mit mindestens einem zusätzlichen elektrischen
Verbraucher, wobei das Batteriesystem mit einem Antriebssystem des
Kraftfahrzeuges verbunden ist und das Hauptsteuergerät den zusätzlichen Verbraucher ansteuert. Das Kraftfahrzeug ist dazu ausgebildet, während eines Ladevorgangs der Batterie das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Kraftfahrzeug das
erfindungsgemäße Batteriesystem.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 einen typischen zeitlichen Verlauf eines Ladestroms und einer
Zellspannung einer Batteriezelle während eines aus dem Stand der Technik bekannten Ladevorgangs einer Lithium-Ionen-Batterie,
Figur 2 einen zeitlichen Verlauf eines Stroms und einer Spannung in einem Gesamtsystem (a) sowie einen gleichzeitigen Verlauf eines Ladestroms und einer Ladespannung in einer Batterie (b) aus dem Stand der Technik,
Figur 3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Batteriesystems, und
Figur 5 eine Verschaltung des erfindungsgemäßen Batteriesystems in einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs.
Ausführungsformen der Erfindung
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Das Verfahren dient zur Überwachung eines Ladevorgangs einer Batterie, welche im Ausführungsbeispiel in einem Kraftfahrzeug angeordnet ist. Außerdem umfasst das Kraftfahrzeug einen zur Kühlung der Batterie geeigneten Klimakompressor als zusätzlichen Verbraucher sowie ein Hauptsteuergerät, welches den
Klimakompressor ansteuert. Das Verfahren startet in Schritt S10. In Schritt S1 1 werden während des Ladevorgangs der Batterie Zellspannungen mehrerer in Reihe geschalteter Batteriezellen, ein Batterieladestrom sowie mehrere Temperaturen in verschiedenen Bereichen der Batterie gemessen. In Schritt S12 wird in Abhängigkeit des Batterieladestroms, der Zellspannungen und der Temperaturen eine hypothetische Maximaltemperatur in der Batterie geschätzt, welche in einem Bereich der Batterie erreicht werden kann, wenn der
Ladevorgang ununterbrochen und ohne Einschaltung des Klimakompressors fortgesetzt wird. Um den Wert der hypothetischen Maximaltemperatur zu berechnen, kann in einer Software eines Batteriemanagementsystems der Batterie eine Vorhersage-Funktion eingebaut werden, die aus den angegebenen Messwerten eine maximale Temperatur in einer Batteriezelle vorhersagt, die bis zum Abschluss einer CC-CV Ladung innerhalb der Batterie auftreten kann, sofern der Klimakompressor nicht eingeschaltet wird. Die Vorhersage-Funktion kann eine Hysterese in den Batteriezellen berücksichtigen, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Zellspannung während des Lade- und
Entladevorgangs von der Ruhespannung abweicht. Die Höhe der Hysterese ist dabei umso höher, je höher der jeweilige Lade- oder Entladestrom ist. Ein Modell zur Vorhersage der Maximaltemperatur in Abhängigkeit der genannten
Parameter wird durch vorherige Messungen an einer ersten Prototypen-Batterie ermittelt.
Im Schritt S13 wird die geschätzte hypothetische Maximaltemperatur in der Batterie durch das Hauptsteuergerät mit einem vorbestimmten
Temperaturschwellenwert verglichen, welcher einer Temperatur entspricht, welche in der Batterie nicht überschritten werden soll, um deren irreversible Beschädigung zu vermeiden. Wenn die geschätzte hypothetische
Maximaltemperatur in der Batterie nicht größer als der vorbestimmte
Temperaturschwellenwert ist, wird zum Beginn des Verfahrens in Schritt S1 1 zurückverzweigt, anderenfalls wird im Schritt S14 durch das Hauptsteuergerät geprüft, ob keine der gemessenen Zellspannungen höher als ein vorbestimmter Zellspannungsschwellenwert ist. Ist dies der Fall, so wird in einem Schritt S15 der zur Kühlung der Batterie geeignete Klimakompressor durch das
Hauptsteuergerät eingeschaltet.
Ist dagegen mindestens eine der gemessenen Zellspannungen höher als der vorbestimmte Zellspannungsschwellenwert, so wird durch das Hauptsteuergerät in Schritt S16 der Ladevorgang der Batterie abgebrochen bzw. die Batterie elektrisch abgekoppelt, bevor der Klimakompressor in S15 eingeschaltet wird. Somit wird zumindest während des Ladevorgangs der Batterie eine
Leistungsaufnahme des Klimakompressors blockiert und verhindert, dass ein für die Leistungsaufnahme des Klimakompressors benötigter Strom auch durch die Batterie geliefert wird.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen, insgesamt mit 30 bezeichneten Batteriesystems. Eine Batterie 20 umfasst eine Vielzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen 21 . Es sind mehrere Spannungsmesseinheiten 22 vorgesehen, welche jeweils eine Zellspannung einer Batteriezelle messen. Außerdem sind Temperaturmesseinheiten 23 in verschiedenen Bereichen der Batterie angeordnet. Eine Strommesseinheit 24 misst während eines
Ladevorgangs der Batterie 20 einen Batterieladestrom. Die
Spannungsmesseinheiten 22, die Temperaturmesseinheiten 23 und die
Strommesseinheit 24 sind mit einem Kontroller 25 verbunden, welcher dazu ausgebildet ist, während eines Ladevorgangs der Batterie in Abhängigkeit der von den Spannungsmesseinheiten 22, den Temperaturmesseinheiten 23 und der Strommesseinheit 24 gelieferten Messwerte eine hypothetische
Maximaltemperatur in der Batterie zu schätzen, welche in einem Bereich der Batterie erreicht werden kann, wenn der Ladevorgang ununterbrochen und ohne Einschaltung eines Klimakompressors fortgesetzt wird. Der Kontroller 25 kann dazu ausgebildet sein, die Berechnung der hypothetischen Maximaltemperatur wie bei dem in der Beschreibung der Figur 3 geschilderten Verfahren
vorzunehmen. Figur 5 zeigt eine Verschaltung des erfindungsgemäßen Batteriesystems 30 in einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. Das in Figur 4 dargestellte erfindungsgemäße Batteriesystem 30, ein Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs 32 und ein Lademodul 33, welches das Batteriesystem 30 mit einem Ladestrom versorgt und welches nicht notwendigerweise Teil des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs ist, liegen an einem gemeinsamen
Bus-System, insbesondere an einem Controlled Area Network (CAN)-Bus 31 . Das Batteriesystem 30, das Lademodul 33 sowie ein Klimakompressor 34 sind als Komponenten einer elektrischen Schaltung untereinander verbunden, wobei alle drei Komponenten parallel geschaltet sind. Die Batteriemanagementeinheit des erfindungsgemäßen Batteriesystems 30 sendet über den CAN-Bus 31 in Echtzeit folgende Werte an das Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs 32 und aktualisiert sie zyklisch:
(1 ) Maximaler Zellspannungswert innerhalb der Batterie 20;
(2) Minimaler Zellspannungswert innerhalb der Batterie 20; und
(3) die hypothetische Maximaltemperatur in der Batterie 20, welche in einem Bereich der Batterie 20 erreicht werden kann, wenn der Ladevorgang ununterbrochen und ohne Einschaltung des Klimakompressors 34 fortgesetzt wird.
Wenn die von der Batteriemanagementeinheit des erfindungsgemäßen
Batteriesystems 30 an das Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs 32 gesendete hypothetische Maximaltemperatur in der Batterie 20 einen vorbestimmten Temperaturschwellenwert überschreitet, schaltet das Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs 32 den Klimakompressor 34 vorbehaltlich der nachfolgend genannten Bedingung ein.
Wenn der Klimakompressor 34 während einer CC-CV Ladung der Batterie 20 eingeschaltet wird, benötigt dieser kurzfristig einen Strom von beispielsweise 50 A. Dieser Strom kann nicht allein vom Lademodul 33 bereitgestellt werden, sondern muss auch vom Batteriesystem 30 geliefert werden, wodurch der Ladestrom einbricht. Dieser Einbruch wird grundsätzlich vom Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs 32 erkannt und an einen Regler des Lademoduls 33 gemeldet, worauf der Regler des Lademoduls 33 über eine Erhöhung der Ladespannung gegensteuert, was jedoch entweder eine Batteriezelle 21 beschädigen kann, in welcher der Zellspannungswert einen vorbestimmten Zellspannungsschwellenwert überschreitet, oder zu einer unkontrollierten Abschaltung der Batterie 20 durch die Batteriemanagementeinheit führt.
Daher schaltet das Hauptsteuergerät des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 32 den Klimakompressor 34 stattdessen nicht ein, wenn der von der
Batteriemanagementeinheit des erfindungsgemäßen Batteriesystems 30 an das Hauptsteuergerät des Kraftfahrzeugs 32 gesendete maximale Zellspannungswert innerhalb der Batterie 20 einen vorbestimmten Zellspannungsschwellenwert überschreitet.