Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Steuervorrichtung zur Temperierung eines elektrischen Energiespeichers.

Ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeugs, z.B. ein BEV (battery electric vehicle) oder ein Plug-In Hybrid, umfasst einen elektrischen

Energiespeicher, insbesondere einen elektrochemischen Energiespeicher wie z.B. einen Lithium Ionen basierten Energiespeicher, der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb einer elektrischen Antriebsmaschine des Fahrzeugs zu speichern und bei Bedarf bereitzustellen.

Die elektrische Leistung, die von einem elektrischen Energiespeicher

bereitgestellt werden kann, ist typischerweise von der Temperatur des

Energiespeichers abhängig. Insbesondere kann bei niedrigen Temperaturen (z.B. im Winter), die Leistungsfähigkeit eines elektrischen Energiespeichers signifikant reduziert sein, wodurch die Leistungsfähigkeit des Antriebs eines Fahrzeugs beeinträchtigt werden kann. Der elektrische Energiespeicher eines Fahrzeugs kann daher eine Heizeinheit aufweisen, mit der der elektrische Energiespeicher beheizt werden kann, um insbesondere im Winter die Temperatur des elektrischen Energiespeichers und damit die Leistungsfähigkeit des Energiespeichers zu erhöhen. Die Heizeinheit wird typischerweise mit elektrischer Energie aus dem Energiespeicher betrieben. Diese elektrische Energie steht nicht mehr für den Betrieb der Antriebsmaschine des Fahrzeugs zur Verfügung, so dass die Reichweite des Fahrzeugs durch die Temperierung des Energiespeichers reduziert wird.

Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, die Energieeffizienz der Temperierung eines elektrischen Energiespeichers zu erhöhen, insbesondere um die Reichweite eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs zu erhöhen.

Die Aufgabe wird durch den unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausfuhrungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem

unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer T ei lungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.

Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines elektrischen

Energiespeichers (insbesondere eines elektrochemischen Energiespeichers) eines Fahrzeugs (insbesondere eines Straßenkraftfahrzeugs) beschrieben. Der Energiespeicher kann eingerichtet sein, elektrisch Energie für den Betrieb einer elektrischen Antriebsmaschine des Fahrzeugs bereitzustellen. Der Energiespeicher kann z.B. eine Nennspannung von 300V, 400V oder mehr aufweisen. Das Verfahren umfasst das Prädizieren eines Nutzungsprofils für den

Energiespeicher für einen vorausliegenden Zeitraum (z.B. für einen Zeitraum von 2, 5, 10 Minuten oder länger). Mit anderen Worten, es kann prädiziert werden, wie der Energiespeicher in dem vorausliegenden Zeitraum genutzt werden soll. Dabei kann insbesondere ermittelt werden, welche Entladeleistungen und/oder welche Ladeleistungen durch den Energiespeicher zu erbringen bzw.

aufzunehmen sind. Beispielsweise kann das prädizierte Nutzungsprofil einen prädizierten zeitlichen Verlauf von elektrischer Leistung anzeigen, die von dem Energiespeicher in dem voraus liegenden Zeitraum abzugeben und/oder aufzunehmen ist. Mit anderen Worten, es kann für eine Sequenz von Zeitpunkten (z.B. für 10, 20, 50, 100 oder mehr Zeitpunkte) ermittelt werden, welche

Entladeleistung von dem Energiespeicher abzugeben bzw. welche Ladeleistung von dem Energiespeicher aufzunehmen ist.

Das Nutzungsprofil kann z.B. auf Basis eines geplanten Zielortes für eine vorausliegende Fahrt des Fahrzeugs prädiziert werden. Alternativ oder ergänzend kann das Nutzungsprofil auf Basis einer geplanten Fahrstrecke für eine vorausliegende Fahrt des Fahrzeugs prädiziert werden. Zu diesem Zweck kann digitale Karteninformation in Bezug auf ein Straßennetz und/oder

V erkehrsinformation in Bezug auf das Straßennetz berücksichtigt werden.

Alternativ oder ergänzend kann das Nutzungsprofil auf Basis von

Nutzerinformation in Bezug auf ein bekanntes Fahrverhalten und/oder in Bezug auf einen Fahrstil eines Nutzers des Fahrzeugs prädiziert werden. Beispielsweise kann die Dauer einer vorausliegenden Fahrt und/oder der Leistungsbedarf für eine vorausliegende Fahrt in präziser Weise ermittelt werden. Ferner umfasst das Verfahren das Einstellen der Heizleistung und/oder der Heizzeitdauer (insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) zur Temperierung des Energiespeichers in Abhängigkeit von dem prädizierten Nutzungsprofil. Dabei können die Heizleistung und/oder die Heizzeitdauer (insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) derart ermittelt werden, dass die kumulierte Energiemenge zur Temperierung des Energiespeichers für die Umsetzung des prädizierten

Nutzungsprofils reduziert, insbesondere minimiert, wird. Wie bereits oben dargelegt, kann das Nutzungsprofil den zeitlichen Verlauf der von dem Energiespeicher abzugebenden Entladeleistung bzw. aufzunehmenden Ladeleistung anzeigen. Die Heizleistung und/oder die Heizzeitdauer

(insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemitelte Heizleistung) können derart eingestellt werden, dass an jedem Zeitpunkt des vorausliegenden Zeitraums eine Leistungsbedingung erfüllt wird. Die Leistungsbedingung für einen bestimmten Zeitpunkt kann dabei fordern, dass an dem bestimmten Zeitpunkt die temperaturabhängige maximal mögliche Entladeleistung und/oder Ladeleistung des Energiespeichers der durch den prädizierten zeitlichen Verlauf angezeigten abzugebenden und/oder aufzunehmenden elektrischen Leistung entspricht oder diese übersteigt. Mit anderen Worten, die Leistungsbedingung kann fordern, dass an jedem Zeitpunkt des vorausliegenden Zeitraums das prädizierte Nutzungsprofil auch tatsächlich durch den Energiespeicher erbracht werden kann. Des Weiteren können die Heizleistung und/oder die Heizzeitdauer (insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) derart eingestellt werden, dass an jedem Zeitpunkt des vorausliegenden Zeitraums die zur Temperierung des Energiespeichers aus dem Energiespeicher zu entnehmende kumulierte elektrische Energie, die erforderlich ist, um die Leistungsbedingung bis zu diesem Zeitpunkt zu erfüllen, reduziert, insbesondere minimiert, wird. Mit anderen Worten, die Heizleistung und/oder die Heizzeitdauer (insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) können derart über der Zeit angepasst bzw. eingestellt werden, dass an jedem Zeitpunkt die

Leistungsbedingung erfüllt ist, und dass die kumulierte Energiemenge, die zu diesem Zweck erforderlich ist, reduziert bzw. minimiert wird. Die Bereitstellung eines prädizierten Nutzungsprofils ermöglicht es somit, den Energieverbrauch eines zumindest teilweise elektrisch betriebenen Fahrzeugs ohne Beschränkungen der Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs zu reduzieren.

Das Verfahren kann umfassen, das Ermitteln von Werten von ein oder mehreren Zustandsparametem des elektrischen Energiespeichers. Dabei können die ein oder mehreren Zustandsparameter umfassen: die Temperatur des Energiespeichers, den Ladezustand des Energiespeichers, und/oder die Zellspannung an ein oder mehreren Speicherzellen des Energiespeichers. Die Heizleistung und/oder die Heizzeitdauer (insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) können dann auch in Abhängigkeit von den ermittelten Werten der ein oder mehreren Zustandsparameter eingestellt werden. Durch die

Berücksichtigung von ein oder mehreren Zustandsparametem kann die erforderliche Heizenergie zur Temperierung eines elektrischen Energiespeichers weiter reduziert werden.

Die Heizleistung und/oder die Heizzeitdauer (insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) zur Temperierung eines elektrischen Energiespeichers können auf Basis eines vordefinierten Heizplans ermittelt werden. Dabei kann der Heizplan im Vorfeld (z.B. experimentell) ermittelt und auf einer Speichereinheit des Fahrzeugs gespeichert werden. Der Heizplan kann z.B. für unterschiedliche Nutzungsprofile und/oder für

unterschiedliche Werte der ein oder mehreren Zustandsparameter die jeweilige Heizleistung und/oder die jeweilige Heizzeitdauer (insbesondere die jeweilige über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) anzeigen. Durch die Berücksichtigung eines vordefinierten Heizplans kann die zur Temperierung des Energiespeichers erforderliche Energiemenge in effizienter und präziser Weise reduziert werden.

Der Energiespeicher kann eine Mehrzahl von Speicherzellen umfassen, die zumindest teilweise parallel und/oder zumindest teilweise in Reihe zueinander verschaltet sind. Eine Speicherzelle kann dabei ein (zellintemes) Heizmodul umfassen, das eingerichtet ist, der Speicherzelle mit einer veränderbaren

Heizleistung thermische Energie zuzuführen. Die Speicherzellen eines

Energiespeichers können somit in effizienter und unmittelbarer Weise durch zellinteme Heizmodule aufgeheizt werden. Dabei kann die elektrische Energie für den Betrieb der einzelnen Heizmodule direkt aus der jeweiligen Speicherzelle entnommen werden. Die Heizleistung und/oder die Heizzeitdauer (insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) der einzelnen Heizmodule der Mehrzahl von Speicherzellen können dann in Abhängigkeit von dem Nutzungsprofil eingestellt werden. So kann eine besonders effiziente und präzise Temperierung eines Energiespeichers bewirkt werden.

Ein Heizmodul kann ein oder mehrere Heizplatten umfassen, die über ein oder mehrere Schaltelemente aktiviert oder deaktiviert werden können. Die

Heizleistung kann somit durch die Aktivierung bzw. die Deaktivierung einzelner Heizplatten verändert werden.

Alternativ oder ergänzend kann eine Heizplatte eines Heizmoduls eine Mehrzahl von Heizwiderständen umfassen, die über ein oder mehrere Schaltelemente aktiviert oder deaktiviert und/oder in Reihe zueinander und/oder in Serie zueinander angeordnet werden können. Durch die Anordnung und/oder

Aktivierung von einzelnen Heizwiderständen kann die Heizleistung eines Heizmoduls in präziser Weise eingestellt werden. Alternativ oder ergänzend kann das Heizmodul einer ersten Speicherzelle ggf. durch ein oder mehrere Schaltelemente mit einer anderen zweiten Speicherzelle elektrisch leitend verbunden werden, um eine Energieversorgung des Heizmoduls aus der anderen zweiten Speicherzelle zu bewirken. So kann z.B. bewirkt werden, dass die Heizmodule mehrerer Speicherzellen nur von einer einzigen

Speicherzelle elektrisch versorgt werden, um die Heizleistung zu reduzieren. Andererseits kann ggf. bewirkt werden, dass ein Heizmodul aus mehreren Speicherzellen elektrisch versorgt wird, um die Heizleistung zu erhöhen.

Das Verfahren kann umfassen, das Ansteuerung der ein oder mehreren

Schaltelemente, um die Heizleistung eines Heizmoduls einzustellen. So kann die Heizleistung zur Temperierung eines Energiespeichers in präziser Weise verändert werden.

Der Energiespeicher kann zumindest ein Heizmodul bzw. zumindest eine

Heizeinheit umfassen, das bzw. die eingerichtet ist, dem Energiespeicher in einem aktiven Zustand thermische Energie zuzuführen. Es kann dann ein gepulstes Aktivieren des Heizmoduls bzw. des Heizelements durch eine Sequenz von Aktivierungspulsen erfolgen, so dass die Heizzeitdauer und damit die mittlere Heizleistung durch die Pulsweite der Aktivierungspulse eingestellt werden. Der gepulste Betrieb eines Heizmoduls ermöglicht es, in effizienter und präziser Weise die (mittlere) Heizleistung zur Temperierung eines elektrischen

Energiespeichers einzustellen.

Das Verfahren kann umfassen, das Ermitteln bzw. das Auswählen eines

Nutzungsszenarios für die voraus liegende Nutzung des Energiespeichers (d.h. für den vorausliegenden Zeitraum) aus einer Mehrzahl von vordefinierten

Nutzungsszenarien. Die Mehrzahl von vordefinierten Nutzungsszenarien kann z.B. umfassen: ein Nutzungsszenario für eine relativ kurze Fahrt; ein

Nutzungsszenario für eine relativ lange Fahrt; ein Nutzungsszenario für das Laden des Energiespeichers mit einer relativ geringen Ladeleistung; ein

Nutzungsszenario für das Laden des Energiespeichers mit einer relativ hohen Ladeleistung; und/oder ein Nutzungsszenario für eine Einbindung des Energiespeichers in ein elektrisches V ersorgungsnetz . Die Heizleistung und/oder die Heizzeitdauer (insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) können dann in Abhängigkeit von dem ermittelten

Nutzungsszenario eingestellt werden. Dabei können für die unterschiedlichen Nutzungsszenarien unterschiedliche Heizpläne bereitgestellt werden. Durch die Berücksichtigung von unterschiedlichen vordefinierten Nutzungsszenarien kann der Energieverbrauch zur Temperierung eines elektrischen Energiespeichers weiter reduziert werden. Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Steuervorrichtung für eine Heizeinheit bzw. für ein Heizmodul eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs beschrieben. Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, ein Nutzungsprofil für den Energiespeicher für einen vorausliegenden Zeitraum zu prädizieren. Außerdem ist die Steuervorrichtung eingerichtet, die von der Heizeinheit bzw. dem Heizmodul bewirkte Heizleistung und/oder Heizzeitdauer (insbesondere die über einen bestimmten Zeitraum gemittelte Heizleistung) zur Temperierung des

Energiespeichers in Abhängigkeit von dem prädizierten Nutzungsprofil einzustellen. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuervorrichtung umfasst. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen. Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das

Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem

Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.

Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.

Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen

Figur 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs;

Figur 2a ein beispielhaftes Speichermodul für einen elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeugs;

Figuren 2b und 2c beispielhafte Speicherzellen für ein Speichermodul;

Figur 2d beispielhafte Heizplatten für eine Speicherzelle;

Figur 2e eine beispielhafte Energieversorgung einer Heizplatte;

Figur 3a beispielhafte Feistungs-Kenndaten eines Energiespeichers;

Figur 3b eine beispielhafte prädizierte Feistungsprognose für ein Fahrzeug; und Figur 4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Temperierung eines elektrischen Energiespeichers . Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der effizienten Temperierung eines elektrischen Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt Fig. 1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs 100. Insbesondere zeigt Fig. 1 eine elektrische Antriebsmaschine 104, die eingerichtet ist, eine Antriebsachse 102 und/oder ein oder mehrere Räder 103 des Fahrzeugs 100 anzutreiben. Elektrische Energie für den Betrieb der Antriebsmaschine 104 wird dabei aus einem elektrischen Energiespeicher 110, insbesondere aus einem elektrochemischen Energiespeicher, bezogen. Der Energiespeicher 110 kann eine Heizeinheit 111 umfassen, die eingerichtet ist, die ein oder mehreren Speicherzellen des

Energiespeichers 110 zu heizen, um die Temperatur und damit die

Leistungsfähigkeit des Energiespeichers 110 zu erhöhen.

Eine Steuervorrichtung 101 (z.B. ein Steuergerät) des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, die Antriebsmaschine 104 anzusteuem, z.B. so dass von der Antriebsmaschine 104 ein bestimmtes Antriebsmoment gestellt wird. Des Weiteren kann die Steuervorrichtung 101 eingerichtet sein, die Heizeinheit 111 anzusteuem, um die ein oder mehreren Speicherzellen des Energiespeichers 110 auf eine bestimmte Temperatur aufzuheizen. Dabei kann mittels eines

T emperatursensors 1 12 die Temperatur der ein oder mehreren Speicherzellen erfasst werden, um eine präzise Einstellung, insbesondere Regelung, der

Temperatur zu ermöglichen.

Fig. 2a zeigt ein beispielhaftes Speichermodul 200 mit einer Mehrzahl von Speicherzellen 210. Der Energiespeicher 110 eines Fahrzeugs 100 kann ein oder mehrere derartige Speichermodule 200 umfassen. In dem dargestellten Beispiel sind jeweils zwei Speicherzellen 210 über Kontaktbrücken 203 parallel zueinander angeordnet (insbesondere um die Kapazität des Speichermoduls 200 zu erhöhen). Des Weiteren sind Gruppen von parallel geschalteten Speicherzellen 210 über Kontaktbrücken 204 in Reihe geschaltet (insbesondere um die

Nennspannung des Speichermoduls 200 zu erhöhen).

Wie in den Figuren 2a und 2b dargestellt, umfasst eine Speicherzelle 210 einen Zellwickel 215, der durch eine Isolierschicht 214 und einen (typischerweise metallischen) Zellbecher 213 umgeben ist. Außerdem umfasst eine Speicherzelle 210 einen positiven Anschluss bzw. Terminal 211 und einen negativen Anschluss bzw. Terminal 212. Zwischen dem positiven Anschluss 211 und dem negativen Anschluss 212 liegt eine Zellspannung an. Des Weiteren fließt an den Anschlüssen 211, 212 ein Zellstrom (entweder ein Ladestrom in die Speicherzelle 210 hinein bzw. ein Entladestrom aus der Speicherzelle 210 heraus).

Der positive Anschluss 211 einer ersten Speicherzelle 210 der Reihenschaltung von Speicherzellen 210 bildet einen positiven Anschluss 201 des Speichermoduls 200 und der negative Anschluss 212 einer letzten Speicherzelle 210 der

Reihenschaltung von Speicherzellen 210 bildet einen negativen Anschluss 202 des Speichermoduls 200. Zwischen dem positiven Anschluss 201 und dem negativen Anschluss 202 des Speichermoduls 200 liegt eine Modulspannung an (die der Summe der Zellspannungen der in Reihe geschalteten Speicherzellen 110 entspricht). Des Weiteren fließt an den Anschlüssen 201, 202 des Speichermoduls 200 ein Modulstrom (der der Summe der Zellströme der parallel zueinander geschalteten Speicherzellen 210 entspricht). Mit sinkender Temperatur sinkt typischerweise die elektrische Leistung, die durch die Speicherzellen 210 eines Speichermoduls 200 aufgenommen bzw. abgegeben werden kann. Es kann daher erforderlich sein, eine Heizeinheit 111

bereitzustellen, um die Speicherzellen 210 eines Speichermoduls 200 zu erwärmen und um damit auch bei niedrigen Umgebungstemperaturen die elektrische Leistung der Speicherzellen 210 zu erhöhen. Eine Heizeinheit 111 kann z.B. Heizdrähte umfassen, die an den Außenwänden (insbesondere an den Zellbechem 215) der Speicherzellen 210 angeordnet sind und die von außen mit elektrischer Energie versorgt werden. Alternativ oder ergänzend kann innerhalb der einzelnen Speicherzellen 210 jeweils ein Heizmodul 221 verbaut werden, um in unmittelbarer Nähe zu den Speicherzellen 210 thermische Energie zum Heizen der Speicherzellen 210 bereitzustellen (siehe Fig. 2c).

Ein Heizmodul 221 kann ausgebildet sein, die Heizrate, mit der eine Speicherzelle 210 geheizt wird, zu verändern. Mit andern Worten, das Heizmodul 221 einer Speicherzelle 210 kann eingerichtet sein, die thermische Leistung, mit der die Speicherzelle 210 geheizt wird, zu variieren. Beispielsweise kann ein Heizmodul 221 einer Speicherzelle 210, wie in Fig. 2d auf der linken Seite dargestellt, mehrere Heizplatten 230 aufweisen, die durch Schaltelemente 231 parallel und/oder in Reihe zueinander geschaltet werden können. So kann der

Heizwiderstand des Heizmoduls 221 und damit die Heizleistung des Heizmoduls 221 verändert werden.

Alternativ oder ergänzend kann eine Heizplatte 230 in eine Vielzahl von

Widerstandsbereichen 232 unterteilt sein, die möglichst gleichmäßig über der Fläche der Heizplatte 230 verteilt sind (siehe Fig. 2d, rechte Seite). Durch Schaltelemente 233 können die einzelnen Widerstandsbereiche 232 zugeschaltet oder weggeschaltet werden, um den Heizwiderstand und damit die Heizleistung eines Heizmoduls 221 einzustellen.

Alternativ oder ergänzend kann ein Heizmodul 221 gepulst bestromt werden. Dabei können die Heizzeitdauer und damit die (mittlere) Heizleistung über die Pulsweite der Strompulse verändert werden.

Fig. 2e zeigt beispielhaft zwei Speicherzellen 210 mit jeweiligen Heizmodulen 221. Durch ein oder mehrere Schaltelemente 235 kann das Heizmodul 221 einer ersten Speicherzelle 210 mit dem Heizmodul 221 einer zweiten Speicherzelle 210 oder mit den Terminals 211, 212 der zweiten Speicherzelle 210 verbunden werden. So kann bewirkt werden, dass die Heizmodule 221 mehrerer

Speicherzellen 210 aus einer einzigen Speicherzelle 210 elektrisch versorgt werden können (um die Heizleistung zu reduzieren). Alternativ oder ergänzend kann bewirkt werden, dass ein Heizmodul 221 aus mehreren Speicherzellen 210 gleichzeitig elektrisch versorgt wird (um die Heizleistung zu erhöhen).

Bei dem Betrieb der Heizmodule 221 der einzelnen Speicherzellen 210 kann eine Balancingphase vorgesehen werden, um den Ladezustand und/oder die

Zellspannung der einzelnen Speicherzellen 210 anzugleichen (und um

Ausgleichsströme zwischen den (parallel geschalteten) Speicherzellen 210 zu vermeiden bzw. zu reduzieren). Alternativ oder ergänzend kann die Heizleistung für die einzelnen Heizmodule 221 derart eingestellt werden, dass automatisch ein Balancing der Speicherzellen 210 erfolgt. Die einzelnen Speicherzellen 210 eines Speichermoduls 200 bzw. eines elektrischen Energiespeichers 110 (der z.B. ein oder mehrere Speichermodul e 200 umfasst) können somit individuell beheizt werden, um die Temperatur der einzelnen Speicherzellen 210 zu erhöhen, und um damit die Leistungsfähigkeit der einzelnen Speicherzellen 210 zu erhöhen. Dabei kann die Heizleistung (und somit der Gradient des T emp eraturanstiegs) der einzelnen Speicherzellen 210 veränderbar bzw. einstellbar sein. Die Heizleistung zum Erwärmen einer

Speicherzelle 210 kann dabei direkt aus der Speicherzelle 210 selbst bezogen werden, um eine möglichst energieeffiziente Temperierung zu ermöglichen. Fig. 3a veranschaulicht einen beispielhaften Zusammenhang 303 zwischen der Entladeleistung 302 eines Energiespeichers 110 (bzw. einer Speicherzelle 210) und der Temperatur 301 des Energiespeichers 110 (bzw. der Speicherzelle 210). Ein entsprechender Zusammenhang 303 gilt typischerweise für die Ladeleistung eines Energiespeichers 110. Dabei kann die T emperaturabhängigkeit der

Ladeleistung stärker sein als die T emperaturabhängigkeit der Entladeleistung. Aus Fig. 3a ist insbesondere zu entnehmen, dass die maximale Entladeleistung (und/oder die maximale Ladeleistung) 304 eines Energiespeichers 110 (bzw. einer Speicherzelle 210) typischerweise erst bei einer bestimmten Zieltemperatur 305 (z.B. von 20°C) erreicht wird.

Bei der Inbetriebnahme eines Fahrzeugs 100 kann die Temperatur 301 des Energiespeichers 110 insbesondere im Winter deutlich unter der Zieltemperatur 305 liegen. Als Folge daraus können bei Inbetriebnahme des Fahrzeugs 100 die Entladeleistung 302 des Energiespeichers 110 und damit auch die verfügbare Antriebsleistung des Fahrzeugs 100 reduziert sein. Bei Inbetriebnahme können somit die Heizeinheit 111 des Energiespeichers 110 bzw. die Heizmodule 221 der Speicherzellen 210 betrieben werden (z.B. mit einer maximal möglichen

Heizleistung), um die Temperatur 301 möglichst schnell auf die Zieltemperatur 305 zu erhöhen. Dies führt jedoch zu einem relativ hohen Energieverbrauch. Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet ist, ein zukünftiges Nutzungsprofil des elektrischen Energiespeichers 110 zu prädizieren. Insbesondere kann die

Entladeleistung und/oder die Ladeleistung prädiziert werden, die in einem vorausliegenden Zeitraum entnommen und/oder aufgenommen werden soll. Das Nutzungsprofil des Energiespeichers 110 kann auf Basis von Plandaten 120 eines Nutzers des Fahrzeugs 100 ermittelt werden. Beispielhafte Plandaten 120 sind

• eine geplante Fahrroute für das Fahrzeug 100 (z.B. nach Eingabe eines Zielortes über eine N avigations Vorrichtung des Fahrzeugs 100);

• Daten, die anzeigen, wie der Nutzer des Fahrzeugs 100 das Fahrzeug 100 in der Vergangenheit genutzt hat; und/oder

· ein geplanter Zielort (z.B. eine Ladestation zum Laden des elektrischen

Energiespeichers 110).

Alternativ oder ergänzend können Randbedingungen und/oder Zustandsparameter des Betriebs des elektrischen Energiespeichers 110 berücksichtigt werden.

Beispielhafte Randbedingungen und/oder Zustandsparameter sind

• die aktuelle Temperatur 301 des Energiespeichers 110; und/oder

• der aktuelle Ladezustand (bzw. State of Charge, SOC) des

Energiespeichers 110; und/oder

• Wetter daten in Bezug auf klimatische Bedingungen in der Umgebung des Fahrzeugs 100; und/oder

• ein bekanntes Fahrverhalten und/oder ein bekannter Fahrstil eines Nutzers des Fahrzeugs 100.

Auf Basis der Plandaten 120 kann, wie in Fig. 3b beispielhaft dargestellt, ein prädizierter Leistungsverlauf 313 ermittelt werden, wobei der Leistungsverlauf 313 die Leistung 312 als Funktion der Zeit 311 anzeigt, die dem Energiespeicher 110 voraussichtlich entnommen und/oder zugeführt werden wird. Die

Temperierung des Energiespeichers 110 durch den Betrieb der Heizeinheit 111 kann dann in Abhängigkeit von dem prädizierten Leistungsverlauf 313 erfolgen. Beispielsweise kann die Temperierung des Energiespeichers 110 derart erfolgen, dass der Energiespeicher 110 zu jedem Zeitpunkt 31 1 entlang des prädizierten Leistungsverlaufs 313 die von dem Leistungsverlauf 313 angezeigte Leistung 312 abgeben kann, dabei aber ggf. keine zusätzlichen Leistungsreserven aufweist. In dem in Fig. 3b dargestellten Beispiel kann z.B. die Temperierung des

Energiespeichers 110 derart erfolgen, dass der Energiespeicher 110 erst an dem Zeitpunkt 315, an dem die maximal mögliche Leistung 304 benötigt wird, die Zieltemperatur 305 aufweist.

Durch die Berücksichtigung von Plandaten 120 und insbesondere durch die Berücksichtigung eines prädizierten Leistungsverlaufs 313 kann somit die Heizleistung der Heizeinheit 11 1 eines Energiespeichers 110 bedarfsgerecht eingestellt werden. Dabei kann ein Betrieb der Heizeinheit 111 zumindest tei lweise auf Zeiträume verschoben werden, in denen eine (Brems-) Rekuperation des Fahrzeugs 100 erfolgt und bei der ggf. nicht die gesamte rekuperierte elektrische Leistung von dem Energiespeicher 110 aufgenommen werden kann. Die (überschüssige) rekuperierte elektrische Energie kann dann zum Betrieb der Heizeinheit 111 (insbesondere zum Betreib der Heizmodule 221 der Heizeinheit 111) verwendet werden. So kann eine besonders energieeffiziente Temperierung des Energiespeichers 110 erfolgen. Es wird somit eine intelligente Steuerung der Temperierung eines elektrischen Energiespeichers 110 beschrieben, bei der nicht nur eine zu erreichende

Zieltemperatur 305 sondern auch Vorhaben eines Nutzers eines Fahrzeugs 100 berücksichtigt werden. Dabei können das Ziel einer Fahrt, die Fahrstrecke einer Fahrt, ein geplanter Schnellladevorgang, etc. berücksichtigt werden. Des Weiteren können auch ein oder mehrere Randbedingungen wie der aktuelle Ladezustand und/oder die aktuelle Temperatur in eine Strategie zur Einstellung bzw. zur Regelung der Temperatur 301 eines Energiespeichers 110 berücksichtigt werden. Insbesondere kann in Abhängigkeit von ein oder mehreren der o.g. Parameter die Heizrate bzw. die Heizleistung einer Heizeinheit 111 zur Temperierung des Energiespeichers 110 eingestellt werden. Es kann somit eine bedarfsgerechte Ansteuerung der zellintemen Heizmodule 221 eines Energiespeichers 110 erfolgen (z.B. unter Berücksichtigung von Navigationsdaten und/oder von Wetterdaten). Alternativ oder ergänzend kann eine ladeplanabhängige

Konditionierung des Energiespeichers 110 erfolgen.

Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, auf eine (vordefinierte) Tabelle bzw. einen (vordefinierten) Heizplan zurückzugreifen, um in Abhängigkeit von ein oder mehreren Parametern die Heizleistung festzulegen. Beispielhafte Parameter sind dabei

• die prädizierte Länge einer Fahrt;

• die aktuelle Temperatur des Energiespeichers 110;

• der aktuelle Ladezustand (SOC) des Energiespeichers 110;

• die aktuelle Zellspannung der einzelnen Speicherzellen 210;

• ein Nutzungsscenario für die Nutzung des Energiespeichers 110 (z.B.

Nutzung für eine relativ kurze Fahrt, Nutzung für eine relativ lange Fahrt, Nutzung für einen Ladevorgang, Nutzung für einen Schnellladevorgang, Nutzung für„Vehicle to Grid“ (d.h. als Zwischenspeicher für ein elektrisches V ersorgungsnetz), etc.; und/oder

• ein bekanntes Fahrverhalten und/oder ein bekannter Fahrstil eines Nutzers des Fahrzeugs 100.

Der Heizplan kann für unterschiedliche Kombinationen von Werten der ein oder mehreren o.g. Parameter anzeigen,

• ob die Heizmodule 222 der einzelnen Speicherzellen 210 aktiviert werden sollen oder nicht; und/oder

• mit welcher Heizleistung bzw. Heizrate ein Heizmodul 222 betrieben

werden soll. Fig. 4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zum Betrieb eines elektrischen Energiespeichers 110 eines Fahrzeugs 100. Der

Energiespeicher 110 weist dabei eine temperaturabhängige maximal mögliche Entladeleistung 302 auf. Das Verfahren 400 kann durch eine Steuervorrichtung 101 des Fahrzeugs 100 ausgefuhrt werden.

Das Verfahren 400 umfasst das Prädizieren 401 eines Nutzungsprofils für den Energiespeicher 110 für einen vorausliegenden Zeitraum. Der vorausliegende Zeitraum kann z.B. 2, 5, 10 Minuten oder mehr lang sein. Das Nutzungsprofil kann z.B. auf Basis eines geplanten Fahrzieles und/oder auf Basis einer geplanten Fahrstrecke des Fahrzeugs 100 ermittelt werden. Insbesondere kann dabei die elektrische Feistung 312 prädiziert werden (ggf. als Funktion der Zeit 311), die für den Betrieb des elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs 100

voraussichtlich aus dem elektrischen Energiespeicher 110 entnommen werden wird.

Das Verfahren 400 umfasst ferner das Einstellen 402 der Heizleistung bzw. der Heizrate und/oder der Heizzeitdauer zur Temperierung des Energiespeichers 110 in Abhängigkeit von dem prädizierten Nutzungsprofil. Mit anderen Worten, es kann in Abhängigkeit von dem prädizierten Nutzungsprofil eingestellt werden, wie schnell und/oder wie intensiv der Energiespeicher 110 aufgeheizt wird (um eine erhöhte maximal mögliche Entladeleistung 302 bereitzustellen). So kann die für die Temperierung des Energiespeichers 110 erforderliche elektrische

Energiemenge reduziert werden.

Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen wird eine

energieeffiziente Nutzung von zellintemen Heizmodulen 221 eines

Energiespeichers 110 ermöglicht. So kann ein Lebensdauerschonender Betrieb der Speicherzellen 210 eines Energiespeichers 110 ermöglicht werden. Des Weiteren können so mechanische Stresssituationen für die Speicherzellen 210 eines

Energiespeichers 110 vermieden werden.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.