Die Erfindung betrifft eine Energiespeicheranordnung, umfassend einen aus einer Anzahl an elektrisch miteinander verschalteten Speicherelementen und wenigstens einer in ihrem Spannungszustand veränderbaren elektrischen Kondensatoreinrichtung gebildeten elektrischen Energiespeicher.

Entsprechende Energiespeicheranordnungen sind bekannt und werden typischerweise in Bordnetzen von Kraftfahrzeugen zur Versorgung von bordnetz- seitigen, d. h. an das Bordnetz angeschlossenen, elektrischen Verbrauchern eingesetzt. Die elektrischen Verbraucher werden dabei über den der Energiespeicheranordnung zugehörigen Energiespeicher mit elektrischer Energie, kurz Strom, versorgt.

Die Gewährleistung einer elektrischen Betriebsspannung des Bordnetzes und somit des der Energiespeicheranordnung zugehörigen Energiespeichers stellt bei entsprechenden Energiespeicheranordnungen eine Herausforderung dar. Die Gewährleistung einer entsprechenden Betriebsspannung, welche bei gängigen Bordnetzen üblicherweise im Bereich zwischen 13 und 15 Volt liegt, ist z. B. für den ordnungsgemäßen Betrieb entsprechender in das Bordnetz geschalteter bzw. an dieses angeschlossener elektrischer Verbraucher essentiell.

Um die Betriebsspannung eines einer Energiespeicheranordnung zugehörigen Energiespeichers zu steuern, ist es bekannt, dem Energiespeicher eine Kondensatoreinrichtung zuzuordnen, d. h. die Speicherelemente mit einer Kondensatoreinrichtung zu verschalten.

Gleichwohl kann es auch hier vorkommen, dass, insbesondere unter widrigen klimatischen Bedingungen, d. h. insbesondere bei tiefen Temperaturen, und einem geringen Ladezustand des Energiespeichers Probleme im Hinblick auf die Gewährleistung einer entsprechenden Betriebsspannung entstehen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Energiespeicheranordnung anzugeben.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Energiespeicheranordnung der eingangs genannten Art gelöst, die sich durch eine Steuereinrichtung, welche dazu eingerichtet ist, wenigstens eine Zustandsinformation, welche Zustandsinformation wenigstens eine die Klemmenspannung des Energiespeichers beeinflussende Größe beschreibt, zu ermitteln, und den Spannungszustand der wenigstens einen Kondensatoreinrichtung in Abhängigkeit der Zustandsinformation zu steuern, auszeichnet.

Die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung umfasst einen elektrischen Energiespeicher. Der Energiespeicher ist aus einer Anzahl an elektrisch miteinander verschalteten elektrischen Speicherelementen bzw. elektrischen Speicherzellen und wenigstens einer mit diesen elektrisch verschalteten Kondensatoreinrichtung gebildet. Typischerweise sind die Speicherelemente und die Kondensatoreinrichtung in einer Reihenschaltung elektrisch miteinander verschaltet. Dem Energiespeicher, d. h. insbesondere der Kondensatoreinrichtung, ist eine Steuereinrichtung zugeordnet. Über die Steuereinrichtung lässt sich der Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung steuern, d. h. insbesondere einstellen. Die Steuereinrichtung ist demnach dazu eingerichtet, unmittelbar oder mittelbar, d. h. unter Zwischenschaltung wenigstens eines weiteren, insbesondere elektronischen, Bauteils, auf die Kondensatoreinrichtung ein- bzw. mit dieser zusammenzuwirken, um den Spannungszustand und somit den Ladungszustand der Kondensatoreinrichtung einzustellen bzw. anzupassen.

Die bedarfsgerechte und somit gezielte Einstellung bzw. Anpassung des Spannungszustands bzw. Ladezustands der Kondensatoreinrichtung und somit der Spannungsabfall an der Kondensatoreinrichtung erfolgt dabei in Abhängigkeit einer auf die an dem Energiespeicher anliegende Klemmen- Spannung bezogenen Zustandsinformation. Unter der Klemmenspannung des Energiespeichers ist die an den elektrischen Anschlüssen bzw. Klemmen, d. h. typischerweise einem energiespeicherseitigen Plus- und einem energiespei- cherseitigen Minuspol, anliegende elektrische Spannung zu verstehen. Die Klemmenspannung des Energiespeichers ist insbesondere von dessen Innenwiderstand und damit korrelierten Größen, wie z. B. dem Alterungsund/oder Ladezustand, des Energiespeichers abhängig.

Die Zustandsinformation beschreibt sonach wenigstens eine die Klemmenspannung des Energiespeichers beeinflussende Größe. Eine derartige Größe kann daher z. B. die Temperatur des Energiespeichers sein, da diese einen wesentlichen Einfluss auf die Klemmenspannung des Energiespeichers hat. Im Allgemeinen ist unter einer entsprechenden Größe jedwede physikalische Größe zu verstehen, welche mit der Klemmenspannung derart zusammenhängt, dass eine Änderung der Größe (zumindest potentiell) eine Änderung der Klemmenspannung des Energiespeichers bedeutet.

Die Zustandsinformation wird kontinuierlich oder diskontinuierlich, d. h. zu bestimmten Zeitpunkten bzw. in bestimmten Zeitintervallen, von der Steuereinrichtung ermittelt. Hierzu kann die Steuereinrichtung mit bestimmten Sensoren zur Ermittlung bzw. Erfassung bestimmter physikalischer Parameter des Energiespeichers und/oder der Umgebung des Energiespeichers und/oder einer den Energiespeicher aufnehmenden Anwendung, wie z. B. einem Kraftfahrzeug, ausgestattet sein respektive mit solchen Sensoren, z. B. über ein Kommunikationsnetzwerk, kommunizieren und entsprechende sensorseitig gelieferte Sensorinformationen auswerten und verarbeiten.

Anhand der über die Steuereinrichtung in Abhängigkeit der Zustandsinformation erfolgenden Steuerung des Betriebs der Kondensatoreinrichtung, d. h. insbesondere der Einstellung bzw. Anpassung des Ladezustands bzw. Spannungszustands, kann eine bedarfsgerechte respektive gezielte Beeinflussung der Klemmenspannung des Energiespeichers realisiert werden, welche wiederum eine Gewährleistung einer erforderlichen Betriebsspannung eines die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung aufnehmen- den elektrischen Netzes, insbesondere eines einem Kraftfahrzeug zugehörigen Bordnetzes mit einer Betriebsspannung im Bereich von ca. 13 bis 15 Volt, ermöglicht.

Zweckmäßig ist es vorgesehen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, unter Berücksichtigung der Zustandsinförmation, d. h. insbesondere anhand bzw. auf Grundlage der Zustandsinformation, eine Zielklemmenspannung für den Energiespeicher zu ermitteln und den Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung im Hinblick auf die ermittelte Zielklemmenspannung einzustellen. Die Zielklemmenspannung für den Energiespeicher stellt dabei insbesondere eine Klemmenspannung dar, welche unter den aktuell gegebenen, insbesondere klimatischen und/oder energiespeicherspezifischen, Bedingungen für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Energiespeicheranordnung bzw. der mit dieser verbundenen elektrischen Verbraucher notwendig ist. Unter Berücksichtigung der über die Steuereinrichtung ermittelten Zustandsinformation kann sonach, insbesondere auf Basis eines Vergleichs einer Soll-Spannung bzw. Soll-Klemmenspannung mit einer Ist-Spannung bzw. Ist-Klemmenspannung des Energiespeichers, eine entsprechende Zielklemmenspannung ermittelt werden. Auf Grundlage der ermittelten Zielklemmenspannung wird der Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung entsprechend eingestellt, um die aktuell gegebene Klemmenspannung des Energiespeichers auf die Zielklemmenspannung zu setzen. Beispielsweise kann die Zielklemmenspannung bei Verwendung der Energiespeicheranordnung in einem kraftfahrzeugseitigen Bordnetz einen Wert im Bereich von ca. 13 bis 15 Volt angeben. Die Zielklemmenspannung muss kein statischer Wert sein, vielmehr lässt sich diese in Abhängigkeit insbesondere des aktuellen Zustands des Energiespeichers, d. h. der aktuell anliegenden Klemmenspannung, und der aktuell gegebenen Bedingungen, worunter z. B. klimatische Bedingungen und eine vorliegende Außerbetriebnahmedauer des Energiespeichers zu verstehen sind, individuell wählen.

Die beschriebene Vorgabe und Verwendung einer Zielklemmenspannung soll nachstehend anhand des Beispiels eines eine erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung aufweisenden Kraftfahrzeugs erläutert werden. Es wird angenommen, dass das Kraftfahrzeug und somit die Energiespeicheranordnung bei niedrigen Außentemperaturen, d. h. insbesondere bei Außentemperaturen unterhalb 0°C, für längere Zeit, d. h. z. B. für einen oder mehrere Tage, außer Betrieb genommen wurde. Aufgrund der dabei erfolgenden Selbstentladung des Energiespeichers, d. h. insbesondere der diesem zugehörigen Speicherelemente, und der durch die tiefe Außentemperatur bedingten Erkaltung des Energiespeichers weist dieser einen hohen Innenwiderstand und sonach eine vergleichsweise niedrige Klemmenspannung im Bereich von ca. 10 Volt auf. Sämtliche die Klemmenspannung beeinflussenden Größen werden seitens der Steuereinrichtung über die ermittelte Zustandsinformation abgebildet. Die von der Steuereinrichtung vorgegebene Zielklemmenspannung beträgt beispielsweise 13 Volt, d. h. die Klemmenspannung des Energiespeichers ist betragsmäßig um 3 Volt zu erhöhen, um die Zielklemmenspannung zu erreichen. Die Erhöhung der Klemmenspannung um die erforderlichen 3 Volt erfolgt über eine entsprechende Ansteuerung der Kondensatoreinrichtung, d. h. über eine Einstellung deren Ladezustands bzw. Spannungszustands, welcher Ladezustand bzw. Spannungszustand derart erhöht wird, dass über die Kondensatoreinrichtung die zum Erreichen der Zielklemmenspannung erforderlichen 3 Volt bereitgestellt werden. Derart kann die Klemmenspannung des Energiespeichers gezielt auf die der Zielklemmenspannung entsprechenden 13 Volt angehoben werden.

Es ist also über eine entsprechende gezielte Steuerung der Kondensatoreinrichtung, d. h. über eine entsprechende gezielte Einstellung eines bestimmten Ladezustands bzw. Spannungszustands der Kondensatoreinrichtung, möglich, eine für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Energiespeichers erforderliche Klemmenspannung, insbesondere auch . unter den beschriebenen widrigen Bedingungen, d. h. insbesondere nach langer Außerbetriebnahme der Energiespeicheranordnung bei niedrigen Temperaturen, realisierbar. Die durch die Selbstentladung der dem Energiespeicher zugehörigen Speicherelemente hervorgerufenen Probleme können sonach über die Kondensatoreinrichtung kompensiert bzw. gegebenenfalls sogar überkompensiert werden. Die Zustandsinformation kann insbesondere wenigstens eine, vorzugsweise mehrere oder alle, der folgenden Größen beschreiben: Alterungszustand des Energiespeichers, insbesondere der Speicherelemente, Betriebszustand des Energiespeichers, insbesondere eine aktuelle oder zukünftige Belastung des Energiespeichers, Innentemperatur des Energiespeichers, insbesondere der Speicherelemente, Umgebungstemperatur um den Energiespeicher, Ladezustand des Energiespeichers, insbesondere der Speicherelemente. Die Größen können auf Basis von sensorseitig gelieferten Sensorinformation in die Zustandsinformation eingehen. Die Aufzählung ist nicht abschließend. Grundsätzlich kann eine Zustandsinformation sämtliche im Zusammenhäng mit der Klemmenspannung bzw. des Innenwiderstands des Energiespeichers stehenden Größen beschreiben. Es ist sonach beispielsweise auch denkbar über die Zustandsinformation einen Fahrzustand eines die Energiespeicheranordnung aufweisenden Kraftfahrzeugs respektive eine Nichtfahrzustand des Kraftfahrzeugs, in welchem das Kraftfahrzeug abgestellt bzw. außer Betrieb genommen ist, zu beschreiben.

Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung sieht wenigstens einen zu der wenigstens einen Kondensatoreinrichtung parallel geschalteten bidirektionalen Gleichspannungswandler, d. h. einen so genannten DC/DC-Wandler, vor. Über den der Kondensatoreinrichtung parallel geschalteten Gleichspannungswandler kann der Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung gezielt beeinflusst und sonach eingestellt werden. Eine bevorzugte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht dabei vor, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, den Gleichspannungswandler derart anzusteuern, dass sich eine Änderung des Spannungsabfalls an der wenigstens einen Kondensatoreinrichtung ergibt.

Bei dem Gleichspannungswandler kann es sich z. B. um einen Synchronwandler handeln, da auf der der Kondensatoreinrichtung abgewandten Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers typischerweise keine Spannungen ausgegeben werden müssen, die höher als die Spannungen auf der Eingangsseite sind. Der Spannungsabfall an der wenigstens einen Kondensatoreinrichtung ist zweckmäßig in Abhängigkeit des Ladezustands bzw. Spannungszustands der Kondensatoreinrichtung in einem Bereich zwischen 0 und 5 Volt, insbesondere zwischen 0 und 3 Volt, variierbar. Der variable Spannungsabfall und der damit korrelierte variable Ladezustand bzw. Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung ist insbesondere davon abhängig zu wählen, welche Betriebsspannung über den Energiespeicher bei einer konkreten Anwendung bereitgestellt bzw. welche Spannung über die Kondensatoreinrichtung kompensiert werden soll, um die Klemmenspannung des Energiespeichers in geeigneter Weise einzustellen.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung ist es vorgesehen, dass die Speicherelemente und die wenigstens eine Kondensatoreinrichtung in ein gemeinsames Gehäuseteil integriert sind. Derart ist ein besonders kompakter Aufbau des Energiespeichers möglich, da sämtliche diesem zugehörige Komponenten, d. h. die Speicherelemente und die Kondensatoreinrichtung(en), in einem gemeinsamen Gehäuseteil angeordnet bzw. aufgenommen sind. Es kann sich bei dem Energiespeicher sonach um eine kompakte und gut handhabbare Bauteilgruppe handeln.

Die dem Energiespeicher zugehörigen Speicherelemente können z. B. auf Lithium oder einer Lithium-Verbindung, insbesondere einer Lithium-Cobalt- Mangan-Nickel-Verbindung, basieren. Es kann sich dabei sonach um so genannte NMC-Speicherelemente handeln. Die Verwendung von Speicherelementen auf Basis von Lithium oder Lithium-Verbindungen ist insbesondere aufgrund deren Zyklenfestigkeit vorteilhaft. Grundsätzlich sind die Anzahl und die chemische Zusammensetzung der Speicherelemente derart zu wählen, dass damit eine für eine vorgesehene Verwendung der Energiespeicheranordnung erforderliche Betriebsspannung realisierbar ist. Die dem Energiespeicher zugehörigen Speicherelemente müssen nicht die gleiche chemische Zusammensetzung haben. Die wenigstens eine Kondensatoreinrichtung kann ein Doppelschichtkondensator sein oder einen Doppelschichtkondensator umfassen. Doppelschichtkondensatoren, welche auch als Supercaps bezeichnet werden, sind beispielsweise deshalb vorteilhaft, da diese in der Regel kleine Innenwiderstände und eine hohe Anzahl an möglichen Lade- bzw. Entladezyklen aufweisen. Mithin kann das Eigenschaftsprofil des Energiespeichers durch die Ausbildung der Kondensatoreinrichtung als Doppelschichtkondensator, insbesondere im Hinblick auf einen geringen Innenwiderstand, verbessert werden.

Wie erwähnt, kann die erfindungsgemäße Energiespeicheranordnung einen Teil eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs bilden, wobei das Bordnetz wenigstens einen Generator, insbesondere zum Laden des Energiespeichers, d. h. insbesondere der diesem zugehörigen Speicherelemente und der diesem zugehörigen Kondensatoreinrichtung, und wenigstens einen elektrische Energie verbrauchenden Verbraucher umfasst. Das Bordnetz weist beispielsweise eine Betriebsspannung im Bereich von ca. 13 bis ca. 15 Volt auf, wenn es einen Teil eines Kraftfahrzeugs bildet.

Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens eine wie vorstehend beschriebene Energiespeicheranordnung. Die ^' Energiespeicheranordnung bildet dabei typischerweise einen Teil eines Bordnetzes des Kraftfahrzeugs. Sämtliche Ausführungen bezüglich der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, mit welchem demzufolge auch die im Zusammenhang mit der Energiespeicheranordnung genannten Vorteile erreicht werden können.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb einer in ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs geschalteten Energiespeicheranordnung, insbesondere einer wie vorstehend beschriebenen Energiespeicheranordnung, umfassend einen aus einer Anzahl an elektrisch miteinander verschalteten Speicherelementen und wenigstens einer in ihrem Spannungszustand veränderbaren elektrischen Kondensatoreinrichtung gebildeten elektrischen Energiespeicher. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens eine Zu- Standsinformation, welche Zustandsinformation wenigstens eine die Klemmenspannung des Energiespeichers beeinflussende Größe beschreibt, ermittelt wird und der elektrische Spannungszustand der wenigstens einen Kondensatoreinrichtung in Abhängigkeit der Zustandsinformation eingestellt wird. Auch auf das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich obige Ausführungen bezüglich der erfindungsgemäßen Energiespeicheranordnung übertragen, so dass auch über das erfindungsgemäße Verfahren, welches insbesondere in einer Steuereinrichtung realisiert werden kann, die im Zusammenhang mit der Energiespeicheranordnung genannten Vorteile erreicht werden können.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Bordnetz eines Kraftfahrzeugs mit einer Energiespeicheranordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, und

Fig. 2 ein Diagramm zum Verlauf einer Spannung U gegen den Ladezustand SOC eines Energiespeichers einer Energiespeicheran- - Ordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Energiespeicheranordnung 1 gemäß einem Aüsführungs- beispiel der Erfindung, welche Energiespeicheranordnung 1 in ein Bordnetz 2 eines Kraftfahrzeugs (nicht gezeigt) geschaltet ist. Die Energiespeicheranordnung 1 umfasst einen elektrischen Energiespeicher 3, welcher aus drei in Reihe geschalteten elektrischen Speicherelementen 4 und einer hierzu in Reihe geschalteten Kondensatoreinrichtung 5 gebildet ist. Bei den Speicherelementen 4 handelt es um NMC-Speicherelemente, d. h. die Speicherelemente 4 basieren auf einer Lithium-Cobalt-Mangan-Nickel-Verbindung. Bei der Kondensatoreinrichtung 5 handelt es sich um einen Doppelschichtkondensator. Der Energiespeicher 3 kann z. B. als Starterbatterie des Kraftfahrzeugs verwendet werden. Der Kondensatoreinrichtung 5 ist ein bidirektionaler Gleichspannungswandler 6 zugeordnet. Der Gleichspannungswandler 6 ist der Kondensatoreinrichtung 5 parallel geschaltet. Bei dem Gleichspannungswandler 6 handelt es sich z. B. um einen Synchronwandler, da auf der der Kondensatoreinrichtung 5 abgewandten Ausgangsseite des Gleichspannungswandlers 6 keine Spannungen ausgegeben werden müssen, die höher als die Spannungen auf der Eingangsseite sind.

Über den der Kondensatoreinrichtung 5 parallel geschalteten Gleichspannungswandler 6 kann der Ladezustand bzw. Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung 5 gezielt beeinflusst und sonach eingestellt werden. Hierfür ist eine Steuereinrichtung 7 vorgesehen, welche dazu eingerichtet ist, den Gleichspannungswandler 6 derart anzusteuern, dass sich eine Änderung des Spannungsabfalls an der Kondensatoreinrichtung 5 ergibt. Die Steuereinrichtung 7 ist der Energiespeicheranordnung 1 zugehörig. Der Spannungsabfall an der Kondensatoreinrichtung 5 kann dabei in Abhängigkeit des Ladezustands bzw. Spannungszustands der Kondensatoreinrichtung 5 z. B. in einem Bereich zwischen 0 und 5 Volt, insbesondere zwischen 0 und 3 Volt, variierbar sein.

Ersichtlich sind die wesentlichen Komponenten des Energiespeichers 3, d. h. die Speicherelemente 4, die Kondensatoreinrichtung 5, der Gleichspannungswandler 6 sowie die Steuereinrichtung 7 in einem gemeinsamen Energiespeichergehäuse 8 angeordnet bzw. in dieses integriert. Es handelt sich bei dem Energiespeicher 3 sonach um eine kompakte und gut handhabbare Bauteilgruppe.

Die beschriebene Konfiguration der Energiespeicheranordnung 1 ermöglicht es grundsätzlich, den Ladezustand bzw. Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung 5 zu steuern. Der Ladezustand bzw. Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung 5 wirkt sich auf die Klemmenspannung des Energiespeichers 3 aus. Unter der Klemmenspannung des Energiespeichers 3 ist die an den elektrischen Anschlüssen bzw. Klemmen, d. h. typischerweise einem energiespeicherseitigen Plus- und einem energiespeicherseitigen Minuspol, anliegende elektrische Spannung zu verstehen.

Die erfindungsgemäß vorgesehene Ansteuerung der Kondensatoreinrichtung 5 zur Einstellung bzw. Anpassung deren Ladezustands bzw. Spannungszustands respektive die hierfür erforderliche Ansteuerung des Gleichspannungswandlers 6 erfolgt mittels der Steuereinrichtung 7 in Abhängigkeit bzw. auf Grundlage einer von dieser ermittelten Zustandsinformation. Die typischerweise kontinuierlich ermittelte Zustandsinformation beschreibt diverse die Klemmenspannung des Energiespeichers 3 beeinflussende physikalische Größen. Hierzu zählen insbesondere der Alterungszustand des Energiespeichers 3, insbesondere der Speicherelemente 4, der Betriebszustand, insbesondere die aktuelle oder zukünftige Belastung, des Energiespeichers 3, die Innentemperatur des Energiespeichers 3, insbesondere der Speicherelemente 4, die Umgebungstemperatur um den Energiespeicher 3, der Ladezustand des Energiespeichers 3, insbesondere der Speicherelemente 4 etc.

Über die Zustandsinformation können sonach- insbesondere auch sämtliche den Innenwiderstand des Energiespeichers 3 abbildende Größen, welche wiederum mit der Klemmenspannung korreliert sind, beschrieben werden.

Um die Zustandsinformation ermitteln zu können, ist die Steuereinrichtung 7 mit energiespeicherseitig und/oder kraftfahrzeugseitig vorhandenen Sensoren (nicht gezeigt) verbunden, deren Sensorsignale Aufschluss über die genannten physikalischen Größen, d. h. z. B. den Ladezustand und die Temperatur des Energiespeichers, geben. Hierbei ist es insbesondere auch möglich, einen Fahrzustand des die Energiespeicheranordnung 1 aufweisenden Kraftfahrzeugs bzw. einen Nichtfahrzustand des Kraftfahrzeugs, in welchem das Kraftfahrzeug abgestellt bzw. außer Betrieb genommen ist, zu berücksichtigen respektive über die Zustandsinformation zu beschreiben. Die Kommunikation zwischen der Steuereinrichtung 7 und den Sensoren kann über ein Kommunikationsnetzwerk, wie z. B. ein BUS-System, erfolgen. Die Steuereinrichtung 7 kann unter Berücksichtigung der Zustandsinformation eine Zielklemmenspannung für den Energiespeicher 3 ermitteln und den Ladezustand bzw. Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung 5 im Hinblick auf die ermittelte Zielklemmenspannung einstellen bzw. anpassen. Die Zielklemmenspannung für den Energiespeicher 3 stellt eine Klemmenspannung dar, welche unter den aktuell gegebenen, insbesondere klimatischen und/oder energiespeicherspezifischen, Bedingungen für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Energiespeicheranordnung bzw. der mit dieser verbundenen elektrischen Verbraucher notwendig bzw. zweckmäßig ist. Unter Berücksichtigung der ermittelten Zuständsinformation kann sonach, insbesondere auf Basis eines Vergleichs einer Soll-Spannung bzw. Soll- Klemmenspannung mit einer Ist-Spannung bzw. Ist-Klemmenspannung des Energiespeichers 3, eine entsprechende Zielklemmenspannung ermittelt werden.

Auf Grundlage der ermittelten Zielklemmenspannung wird der Ladezustand bzw. Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung 5 über den über die Steuereinrichtung 7 gesteuerten Gleichspannungswandler 6 entsprechend eingestellt, um die aktuelle Klemmenspannung des Energiespeichers 3 auf die Zielklemmenspannung zu setzen. In dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Zielklemmenspannung einen Wert im Bereich von ca. 13 bis 15 Volt angeben.

Der erfindungsgemäße Betrieb der Energiespeicheranordnung 1 bzw. des dieser zugehörigen Energiespeichers 3, sowie der Steuereinrichtung 7, d. h. insbesondere die beschriebene Vorgabe und Verwendung einer Zielklemmenspannung soll anhand eines Beispiels erläutert werden.

In dem Beispiel wird angenommen, dass das Kraftfahrzeug bei niedrigen Außentemperaturen, d. h. insbesondere bei Außentemperaturen unterhalb 0°C, für längere Zeit, d. h. z. B. für einen oder mehrere Tage, außer Betrieb genommen wurde. Aufgrund der Selbstentladung des Energiespeichers 3, d. h. der diesem zugehörigen Speicherelemente 4, und der durch die tiefe Außentemperatur bedingten Erkaltung des Energiespeichers 3 weist dieser ei- nen hohen Innenwiderstand und sonach eine vergleichsweise niedrige Klemmenspannung im Bereich von ca. 10 Volt auf.

Sämtliche die Klemmenspannung beeinflussenden Größen werden seitens der Steuereinrichtung 7 über die ermittelte Zustandsinformation abgebildet. Die von der Steuereinrichtung 7 vorgegebene Zielklemmenspannung beträgt beispielsweise 13 Volt, d. h. die Klemmenspannung des Energiespeichers 3 ist betragsmäßig um 3 Volt zu erhöhen, um die Zielklemmenspannung zu erreichen. Die Erhöhung der Klemmenspannung um die erforderlichen 3 Volt erfolgt über eine Ansteuerung des Gleichspannungswandlers 6 und somit der Kondensatoreinrichtung 5, d. h. letztlich über eine Einstellung des Ladezustands bzw. Spannungszustands der Kondensatoreinrichtung 5. Der Ladezustand bzw. Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung 5 wird entsprechend erhöht, um die zum Erreichen der Zielklemmenspannung erforderlichen 3 Volt bereitzustellen. Derart kann die Klemmenspannung des Energiespeichers 3 gezielt auf die der Zielklemmenspannung entsprechenden 13 Volt angehoben werden.

Es ist also über eine entsprechende gezielte Steuerung der Kondensatoreinrichtung 5, d. h. über eine entsprechende gezielte Einstellung eines bestimmten Ladezustands bzw. Spannungszustands der Kondensatoreinrichtung 5, möglich, eine für einen ordnungsgemäßen Betrieb des Energiespeichers 3 erforderliche Klemmenspannung zu realisieren. Die durch die Selbstentladung der dem Energiespeicher 3 zugehörigen Speicherelemente 4 hervorgerufenen Probleme können sonach über die Kondensatoreinrichtung 5 kompensiert bzw. gegebenenfalls sogar überkompensiert werden. Insbesondere ist dabei möglich, bei einem Kaltstart des Kraftfahrzeugs möglicherweise erfolgende kritische Spannungseinbrüche zu verhindern.

Dieses Prinzip lässt sich anhand von Fig. 2, welche ein Diagramm zum Verlauf einer elektrischen Spannung U (y-Achse) gegen den Ladezustand SOC (x-Achse) eines Energiespeichers 3 einer Energiespeicheranordnung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, nochmals veranschauli- chen. Die Gerade 9 gibt die maximale Klemmenspannung des Energiespeichers 3, die Gerade 10 die minimale Klemmenspannung des Energiespeichers 3 an, um die in einem Bordnetz 2 mit einer Betriebsspannung im Bereich von 13 bis 15 Volt geschalteten Verbraucher ordnungsgemäß mit elektrischer Energie, d. h. Strom, zu versorgen.

Die Kurve 1 1 repräsentiert einen Spannungsverlauf eines Energiespeichers 3 bestehend aus drei in Reihe geschalteten NMC-Speicherelementen 4 ohne eine zu diesen in Reihe geschaltete Kondensatoreinrichtung 5. Die Kurve repräsentiert einen Spannungsverlauf eines z. B. in Fig. 1 gezeigten Energiespeichers 3, d. h. eines aus drei in Reihe geschalteten NMC- Speicherelementen 4 und einer hierzu in Reihe geschalteten Kondensatoreinrichtung 5 gebildeten Energiespeichers 3.

Die den jeweiligen durch die Kurven 1 1 und 12 repräsentierten Energiespeichern 3 zugehörigen Speicherelemente 4 befinden sich in einem ähnlichen Zustand, die die über diese jeweils bereitstellbare Klemmenspannung ist für den Einsatz in einem entsprechenden Bordnetz mit einer Betriebsspannung im Bereich von 13 bis 15 Volt nicht ausreichend. Ersichtlich verläuft die Kurve 1 1 daher unterhalb der Geraden 10.

Die gegenwärtig geringe Leistungsfähigkeit der Speicherelemente 4 kann bei dem durch die Kurve 12 repräsentierten Energiespeicher 3 jedoch durch eine mit Bezug auf Fig. 1 beschriebene Ansteuerung der Kondensatoreinrichtung 5 erfolgen. Dabei wird die gegenwärtig geringe Leistungsfähigkeit der Speicherelemente 4 über eine entsprechende Zustandsinformation beschrieben, in Abhängigkeit welcher die Steuereinrichtung 7 eine Ansteuerung der Kondensatoreinrichtung 5 durchführt. Der Ladezustand bzw. Spannungszustand der Kondensatoreinrichtung 3 wird also gezielt derart variiert bzw. eingestellt, dass die Klemmenspannung des durch die Kurve 12 repräsentierten Energiespeichers 3, dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel zumindest ab einem Ladezustand von ca. 10%, oberhalb der Geraden 10 liegt. Der Vollständigkeit halber seien zuletzt unter nochmaliger Bezugnahme auf Fig. 1 die bisher nicht genannten Komponenten des Bordnetzes 2 genannt. Hierzu zählt eine elektrische Maschine 13, welche als Generator oder Elektromotor betrieben werden kann, und ein elektrischer Verbraucher 14, bei welchem es sich z. B. um eine Klimaanlage des Kraftfahrzeugs handeln kann.