Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Patentanspruch 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 10.

Elektrisch antreibbare Kraftfahrzeuge verfügen in der Regel über eine Traktionsbatterie. Diese kann mittels einer geeigneten Ladeinfrastruktur geladen werden, wobei Wechselstromladen und Gleichstromladen möglich ist. Dabei werden häufig 7,4 Kilowatt, 11 Kilowatt und 22 Kilowatt Ladeleistung als Standard verwendet. Beim Laden entsteht in einer fahrzeugseitigen Ladeeinrichtung beispielsweise aufgrund von elektrischen Widerständen Wärme.

Diese an der Ladeeinrichtung entstehende Wärme wird im Stand der Technik über einen Fahrzeugkühler, welcher mit einer Umgebung, insbesondere einer Umgebungsluft, des Kraftfahrzeugs Wärme austauscht, abgeführt. Ferner zeigt die DE 102018 110 396 A1 ein Gleichstrom-Schnell-Lade- und Klimasteuersystem für Hybrid-Elektrofahrzeuge. Nachteilig beim Stand der Technik ist beispielsweise, dass die beim Laden in der Ladeeinrichtung entstehende Wärme ungenutzt an die Umgebung abgeführt wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, durch welche ein Wechselstromladen einer Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs besonders effizient durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der Zeichnung.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeugs. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Betreiben des Kraftfahrzeugs, mit einer Traktionsbatterie, mit einer Ladeeinrichtung zum Laden der Traktionsbatterie mit Wechselstrom, und einem Umgebungswärmetauscher eines Kühlkreislaufs einer Kühleinrichtung, durch welche unterschiedliche Kühlkreisläufe ausbildbar beziehungsweise verschaltbar sind, wobei beim Laden der Traktionsbatterie durch die Ladeeinrichtung ein Lade-Kühlkreislauf als einer der Kühlkreisläufe ausgebildet wird, durch welchen Wärme von einem wärmeleitend mit der Ladeeinrichtung verbundenen Ladewärmeelement aufgenommen und an einen wärmeleitend mit der Traktionsbatterie verbundenen Traktionswärmeelement abgegeben wird und dabei ein Wärmetauschen mit dem Umgebungswärmetauscher, beziehungsweise insbesondere zwischen Ladewärmeelement und Umgebungswärmetauscher, unterbleibt.

Bei dem Umgebungswärmetauscher kann es sich beispielsweise um einen Fahrzeugkühler handeln, welcher Wärme mit einer Umgebung des Kraftfahrzeugs, insbesondere an eine Umgebungsluft austauscht. Die Kühlkreisläufe der Kühleinrichtung werden von Kühlmittel durchflossen. Die Traktionsbatterie umfasst beispielsweise mehrere Batteriezellen beziehungsweise Zellen und dient zum Antreiben eines elektrischen Antriebs des Kraftfahrzeugs. Die Ladeeinrichtung ist dazu ausgebildet, Wechselstrom, welcher über eine Ladeleitung von einer fahrzeugexternen Quelle bereitgestellt wird, in eine zum Laden der Batterie geeignete Gleichspannung beziehungsweise einen Gleichstrom zu wandeln. Das Ladewärmeelement kann insbesondere ein Wärmetauscher sein und/oder beispielsweise als ein die Ladeeinrichtung zumindest teilweise umfassendes Gehäuse, insbesondere aus Metall, ausgebildet sein, welches über Öffnungen verfügt, durch welche Kühlmittel der Kühleinrichtung strömen kann. Bei dem Traktionswärmeelement handelt es sich beispielsweise ebenfalls um einen Wärmetauscher, welcher dazu ausgebildet ist, Wärme zwischen Traktionsbatterie und Kühleinrichtung auszutauschen.

Mit anderen Worten wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Kraftfahrzeug, welches eine Traktionsbatterie, welche über ein Traktionswärmeelement mit einer Kühleinrichtung wärmetauschend verbunden ist, und welches eine Ladeeinrichtung, durch welche Wechselstrom in Gleichstrom gewandelt wird und als Ladestrom für die Traktionsbatterie bereitstellbar ist und welche über ein Kühlelement wärmeleitend mit der Kühleinrichtung verbunden ist, umfasst, wobei die Kühleinrichtung einen Fahrzeugkühler und beispielsweise eine Schalteinrichtung umfasst, durch welche unterschiedliche Kühlkreisläufe schaltbar sind, wobei ein Kühlkreislauf beim Laden der Traktionsbatterie durch die Ladeeinrichtung derart gestaltet wird, dass an dem Kühlelement Wärme aufgenommen und an das Traktionswärmeelement abgegeben wird und dabei ein Wärmetausch mit dem Fahrzeugkühler unterbleibt. Das heißt, die beim Laden beispielsweise aufgrund von elektrischen Widerständen in der Ladeeinrichtung entstehende Abwärme wird nicht über den Fahrzeugkühler an eine Umgebung des Fahrzeugs abgegeben, sondern insbesondere verwendet, um die Traktionsbatterie mit Wärme zu beaufschlagen.

So wird entgegen dem Stand der Technik, bei welchem die Abwärme über den Fahrzeugkühler abgebaut wird, die Abwärme zielgerichtet während des Wechselstromladens effizient in einen Speicher beziehungsweise die Traktionsbatterie und zusätzlich oder alternativ in den Fahrzeuginnenraum transportiert und genutzt.

Dadurch ergeben sich mehrere Vorteile. So erfolgt eine intelligente Nutzung der Abwärme der Ladeeinrichtung, welche insbesondere als Zentrales Steuergerät ausgebildet ist, wodurch vorteilhaft eine Vermeidung von aktivem Speicherheizen erfolgen kann. Zusätzlich ist eine Erhöhung einer Entladeleistung nach dem Wechselstromladen im Speicher, welcher insbesondere als Hochvolt-Speicher ausgebildet ist, ermöglicht. Ferner ergibt sich der Vorteil, dass eine besonders hohe Zelltemperatur der Zellen in der Traktionsbatterie bei Abfahrt auch bei längeren Standphasen ermöglicht wird. Darüber hinaus kann es zur Reduzierung der Zellspreizung insbesondere bei einer Abfahrt kommen, wodurch eine Lebensdauererhöhung der Traktionsbatterie erfolgen kann. Ebenso kann durch das Verfahren eine Erhöhung eines Temperaturkollektivs des Hochvolt-Speichers realisiert werden, was ebenfalls zu einer besonders großen Lebensdauer führen kann. Zusätzlich ist eine Vermeidung eines separaten Heizens des Hochvolt-Speichers beziehungsweise der Traktionsbatterie nach dem Ladevorgang möglich, wodurch das Kraftfahrzeug besonders effizient betrieben werden kann. Darüber hinaus kann das thermische Niveau des Speichers gezielt für einen Wärmepumpenbetrieb genutzt werden, welche ebenfalls zu einer besonders hohen Effizienz beim Betreiben des Kraftfahrzeugs führt. Ferner kann das Wechselstromladen bei aktiver Innenraumheizung zum Heizen des Innenraums verwendet werden, wodurch ebenfalls ein besonders effizienter Betrieb des Kraftfahrzeugs ermöglicht wird. Insgesamt wird vorteilhaft die Abwärme, welche beim Ladevorgang durch das Wechselstromladen entsteht, vorteilhaft genutzt.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird beim Laden der Traktionsbatterie ein Innenraumwärmeelement beziehungsweise ein Fahrgastraumwärmeelement in dem Lade-Kühlkreislauf mit dem Ladewärmeelement und dem Traktionswärmeelement angeordnet. Mit anderen Worten wird der Kühlkreislauf mittels der Kühleinrichtung ausgebildet beziehungsweise derart verschaltet, dass das Innenraumwärmelement, welches beispielsweise ein Chiller beziehungsweise eine Heizung des Fahrzeuginnenraums darstellt, beim Laden mit der Abwärme, welche an der Ladeeinrichtung entsteht, versorgt werden kann. Daher ergibt sich der Vorteil, dass bei einem benötigten Heizen des Fahrzeuginnenraums, dieses besonders effizient mittels des Verfahrens durchgeführt werden kann, so dass beim Laden erzeugte Wärme nicht in einer Umgebung des Fahrzeugs abgebaut wird, sondern den Fahrzeuginnenraum beheizt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ausbilden beziehungsweise Verschalten des Lade-Kühlkreislaufes der Kühleinrichtung in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur und/oder einer Batterietemperatur und/oder einer Innenraumtemperatur. Mit anderen Worten erfolgt das Bilden des Lade- Kühlkreislaufs temperaturabhängig, wobei dabei verschiedene Temperaturen in Frage kommen. So kann zum einen die Umgebungstemperatur, also insbesondere eine Außenlufttemperatur beziehungsweise eine Temperatur der Umgebung, in welcher sich das Kraftfahrzeug befindet, verwendet werden. So kann beispielsweise bei besonders niedriger Temperatur der Lade-Kühlkreislauf gebildet werden, um die Traktionsbatterie aufzuheizen. Hingegen kann bei besonders hohen Temperaturen, bei welchen eine Batterietemperatur der Traktionsbatterie beispielsweise bereits in einem Temperaturkorridor liegt, welcher für einen vorteilhaften Betrieb der Traktionsbatterie beziehungsweise des Kraftfahrzeugs notwendig ist, beim Laden auf ein konventionelles Laden zurückgegriffen werden, so dass Abwärme über den Fahrzeugkühler abgeführt wird und nicht zum Erwärmen der Traktionsbatterie verwendet wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Ausbilden des Lade-Kühlkreislaufs von der Innenraumtemperatur des Fahrzeuginnenraums abhängen, so dass der Lade-Kühlkreislauf zum Heizen des Fahrzeuginnenraums verwendet werden kann. Dabei kann eine Ausführung sein, dass der Lade-Kühlkreislauf derart gebildet wird, dass überwiegend das Innenraumwärmelement mit Abwärme der Ladeeinrichtung versorgt wird und das T raktionswärmeelement nur geringfügig oder gar nicht mit Wärme der Ladeeinrichtung versorgt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass in Abhängigkeit von den genannten Temperaturen jeweils auf ein eigenes, besonders vorteilhaftes Laden zurückgegriffen werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und/oder der Betriebstemperatur und/oder der Innenraumtemperatur ein erweiterter Lade-Kühlkreislauf gebildet, in welchem der Umgebungswärmetauscher angeordnet ist. Mit anderen Worten kann der Lade- Kühlkreislauf, welcher mit dem Ladewärmeelement und dem Traktionswärmeelement und beispielsweise noch dem Innenraumwärmelement gebildet ist, zusätzlich der eigentlich nicht vorgesehene Umgebungswärmetauscher integriert werden. Dies kann beispielsweise dann sinnvoll sein, wenn die Batterietemperatur bereits ein gewisse Temperatur erreicht hat, so dass bei weiterer Wärmezufuhr über das Traktionswärmeelement, von dem Ladewärmeelement beispielsweise der Temperaturkorridor, welcher für einen vorteilhaften Betrieb der Traktionsbatterie geeignet ist, überschritten wird. So kann, um eine besonders hohe Effizienz zu wahren und gleichzeitig ein Überhitzen zu vermeiden, der Umgebungswärmetauscher mit einbezogen werden. Daher ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren besonders vorteilhaft zum Betreiben des Kraftfahrzeugs verwendet werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ausbilden des Lade- Kühlkreislaufs und/oder des erweiterten Lade-Kühlkreislaufs in Abhängigkeit von einem Ladezustand der Traktionsbatterie. Mit anderen Worten wird der Ladezustand, im Englischen State of Charge oder kurz SoC, der Batterie im Verhältnis zu ihrer Kapazität, betrachtet und entsprechend der Lade-Kühlkreislauf beziehungsweise der erweiterte Lade-Kühlkreislauf gebildet. So ergibt es sich, dass beispielsweise bei zunehmenden Ladezustand, die Traktionsbatterie mit geringer werdender Ladeleistung geladen wird, um deren Lebensdauer besonders groß zu halten. Kann aufgrund des Ladezustands der Traktionsbatterie somit beispielsweise die benötigte Ladeleistung reduzieren, kann ein Beaufschlagen der Abwärme auf das Traktionswärmeelement nicht mehr nötig sein, dies kann vorteilhaft mittels des Verfahrens berücksichtigt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die Traktionsbatterie besonders vorteilhaft und beispielsweise schonend geladen werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ausbilden des Lade- Kühlkreislaufs und/oder des erweiternden Lade-Kühlkreislaufs in Abhängigkeit von einer geplanten Betriebszustandsänderung des Kraftfahrzeugs. Mit anderen Worten werden der Lade-Kühlkreislauf und/oder der erweiterte Lade-Kühlkreislauf geschaltet, wenn eine Änderung des Betriebszustands des Kraftfahrzeugs vorgesehen ist. Dabei kann die Betriebszustandsänderung insbesondere ein Überführen des geparkten beziehungsweise ladenden Kraftfahrzeugs in einen Fahrmodus sein. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Kraftfahrzeug zu einer gewissen Uhrzeit gestartet werden soll und diese Information beispielsweise in einer Steuereinrichtung, welche insbesondere mit der Ladeeinrichtung zu einem Informationsaustausch verbunden ist beziehungsweise diese steuert, hinterlegt ist. Mit dieser Information kann die Traktionsbatterie nun zu der passenden Uhrzeit vorteilhafterweise ihre Betriebstemperatur durch das Verfahren erreichen. Dies kann durch entsprechende Ausbildung des Lade-Kühlkreislaufs beziehungsweise des erweiterten Lade-Kühlkreislaufs beim Laden erreicht beziehungsweise zumindest berücksichtigt werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft betrieben werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ausbilden des Lade- Kühlkreislaufs und/oder des erweiterten Lade-Kühlkreislaufs in Abhängigkeit von einer durch die Ladeeinrichtung bereitgestellten Ladeleistung. Mit anderen Worten werden in Abhängigkeit von der beispielsweise von einer Wallbox an die Ladeeinrichtung zur Verfügung gestellten tatsächlichen Ladeleistung der Lade-Kühlkreislauf und/oder der erweiterte Lade-Kühlkreislauf gebildet. So kann bei einer besonders hohen bereitgestellten Ladeleistung der erweiterte Lade-Kühlkreislauf gebildet werden, wohingegen bei beispielsweise niedriger Ladeleistung lediglich der Lade-Kühlkreislauf gebildet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Kraftfahrzeug besonders vorteilhaft geladen werden kann.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Ausbilden des Lade- Kühlkreislaufs und/oder des erweiterten Lade-Kühlkreislaufs in Abhängigkeit von wenigstens einer beispielsweise thermischen Zellspreizung wenigstens einer Zelle der Traktionsbatterie. Mit anderen Worten umfasst die Traktionsbatterie mehrere Zellen beziehungsweise Batteriezellen, welche insbesondere beispielsweise mit einem Batteriemanagementsystem überwacht werden, so dass von einzelnen Zellen der Zellspannung und mehrere Zelltemperaturen bekannt sein können. Treten unterschiedliche Temperaturen in einer Zelle, kann in Abhängigkeit des in der Zelle somit vorherrschenden Temperaturgradienten eine Zellspreizung, welche eine Lebensdauer der Batterie verkürzt, auftreten. Dies kann durch gesteuertes Laden mit dem vorgestellten Verfahren vermieden beziehungsweise verringert werden, so dass in Abhängigkeit der Zellspreizung der Lade-Kühlkreislauf beziehungsweise der erweiterte Lade-Kühlkreislauf gebildet wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass die T raktionsbatterie derart geladen werden kann, dass ihre Lebensdauer besonders groß ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das Ausbilden der unterschiedlichen Lade-Kühlkreisläufe der Kühleinrichtung, insbesondere des Lade- Kühlkreislaufs und/oder des erweiterten Lade-Kühlkreislaufs, durch wenigstens ein Ventil durchgeführt beziehungsweise mittels dieses Ventils der entsprechende Kühlkreislauf gebildet. Mit anderen Worten umfasst die Kühleinrichtung wenigstens ein Ventil, welches derart angeordnet ist, dass von Kühlmittel durchströmende Leitungen der einzelnen Wärmeelemente, also des Traktionswärmeelements, des Ladewärmeelements und/oder des Innenraumwärmelements sowie des Umgebungswärmetauschers über das wenigstens eine Ventil miteinander verschaltbar sind. Somit kann die Kühleinrichtung besonders einfach und dadurch bauteilarm und/oder flexibel ausgebildet werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das Verfahren besonders einfach durchgeführt werden kann.

Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Traktionsbatterie. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine Traktionsbatterie sowie eine Ladeeinrichtung zum Laden der Traktionsbatterie mit Wechselstrom und einen Umgebungswärmetauscher zum Wärmetauschen mit einem Kühlkreislauf einer Kühleinrichtung, durch welche unterschiedliche Kreisläufe ausbildbar sind, wobei beim Laden der Traktionsbatterie durch die Ladeeinrichtung ein Lade-Kühlkreislauf ausgebildet ist, durch welchen Wärme von einem wärmeleitend mit der Ladeeinrichtung verbundenen Ladewärmeelement aufnehmbar und an einen wärmeleitend mit der Traktionsbatterie verbundenes Traktionswärmeelement abgebbar ist und dabei ein Wärmetausch mit dem Umgebungswärmetauscher unterbleibt. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des ersten Aspekts der Erfindung sind dabei als vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar.

Die Erfindung wird nun anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs mit Traktionsbatterie,

Ladevorrichtung und Kühleinrichtung, welches gemäß dem Stand der Technik ein Verfahren zum Laden der Traktionsbatterie ausführt;

Fig. 2 schematische Ansicht des Kraftfahrzeugs gemäß Fig. 1 , wobei ein vorteilhaftes Verfahren zum Laden der Batterie durchgeführt wird; Fig. 3 schematische Ansicht des Kraftfahrzeugs gemäß Fig. 2, wobei eine alternative Ausführungsform des vorteilhaften Verfahrens durchgeführt wird; und

Fig. 4 schematisches Diagramm, welches Betriebszustände des vorteilhaften

Verfahrens zeigt.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Ansicht ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Traktionsbatterie 2, mit einer Ladeeinrichtung 3 zum Laden der Traktionsbatterie 2, und einem Umgebungswärmetauscher 4 zum Wärmetausch mit einer Umgebung eines Kühlkreislaufs 5 einer Kühleinrichtung 6, durch welche unterschiedliche Kühlkreisläufe 5, 7 ausbildbar beziehungsweise verschaltbar sind.

In dem Kraftfahrzeug 1 kann durch elektrische Energie, welche die Traktionsbatterie 2 bereitstellt, jeweils ein elektrischer Antriebsstrang 8 für Vorder- und Hinterachse angetrieben werden. Die Traktionsbatterie 2 kann mittels Wechselstrom durch die Ladeeinrichtung 3 geladen werden, wobei beispielsweise aufgrund elektrischer Widerstände und Wandlung in Gleichstrom in der Ladeeinrichtung 3 Wärme entsteht, welche abgeführt werden muss.

Für das Abführen der Wärme wird ein Ladewärmeelement 9 verwendet, welches insbesondere beispielsweise als von Kühlmittel durchströmbares Gehäuse der Ladeeinrichtung 3 ausgebildet ist. Über dieses wird nun an den Kühlkreislauf 5 Wärme abgegeben, welche beim in Fig. 1 gezeigten, konventionellen Laden gemäß dem Stand der Technik von dem Umgebungswärmetauscher 4 aufgenommen und an eine Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 abgegeben wird.

Verschaltung beziehungsweise Ausbildungen der Kühlkreisläufe 5 und 7 der Kühleinrichtung 6 sind in Fig. 1 bis Fig. 3 zur Kenntlichmachen des jeweils geschalteten beziehungsweise gebildeten Kühlreislaufs 5, nicht gestrichelt dargestellt ist. Der gestrichelte Bereich ist jeweils aktuelle nicht als Kühlkreislauf in Verwendung.

Damit nun die Traktionsbatterie 2 vorteilhaft geladen werden kann und das Kraftfahrzeug 1 vorteilhaft betrieben werden kann, wird neben dem Kraftfahrzeug 1 ferner ein Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 1 vorgestellt, bei welchem beim Laden der Traktionsbatterie 2 durch die Ladeeinrichtung 3 ein Lade-Kühlkreislauf 7 ausgebildet wird, durch welchen Wärme von einem wärmeleitend mit der Ladeeinrichtung 3 verbundenen Ladewärmeelement 9 aufgenommen und an ein wärmeleitend mit der Traktionsbatterie 2 verbundenes Traktionswärmeelement 10 abgegeben wird, und dabei ein Wärmetausch mit dem Umgebungswärmetauscher 4 unterbleibt, vergleiche hierzu die Fig. 2 und 3.

Der jeweilige Kühlkreislauf 5, 7 ist insbesondere eine von einem Kühlmittel durchfließbare Leitung, welche jeweils mit dem Umgebungswärmetauscher 4, dem Ladewärmeelement 9 und/oder dem Traktionswärmeelement 10 verbunden ist. Zur Förderung des Kühlmittels können Pumpen 12 vorgesehen sein. Um auf besonders vorteilhafte Weise jeweilige Kühlkreislauf-Topologie durch die Kühleinrichtung 6 auszubilden beziehungsweise zu schalten, ist vorteilhafterweise wenigstens ein Ventil 12 vorgesehen, durch welches der Kühlkreislauf 5 beziehungsweise der Lade-Kühlkreislauf 7 gemäß Fig. 2 oder Fig. 3 sowie ein erweiterter Lade-Kühlkreislauf schaltbar ist.

Das Verfahren zum Betreiben des Kraftfahrzeugs 1 und somit das Ausbilden des Lade- Kühlkreislaufs 7 kann vorteilhafterweise in Abhängigkeit von einer Umgebungstemperatur und/oder einer Batterietemperatur der Traktionsbatterie 2 und/oder einer Innenraumtemperatur des Fahrzeuginnenraums des Kraftfahrzeugs 1 durchgeführt werden.

So kann es von Vorteils sein, wenn die Traktionsbatterie 2 in einem Temperaturkorridor betrieben wird, welcher beispielsweise optimal besonders vorteilhafte Ladetemperaturen und/oder besonders vorteilhafte Betriebstemperaturen einfasst, so dass, falls die Temperatur der Traktionsbatterie 2 bereits an einem oberen Ende des Temperaturkorridors befindet, ein konventionelles Laden bevorzugt werden kann.

Darüber hinaus kann beispielsweise in Abhängigkeit von der Innenraumtemperatur ein Heizen des Fahrzeuginnenraums möglich sein, wozu ein Innenraumwärmeelement 13, welches beispielsweise mittels eines Chillers ausgebildet ist, beheizt wird, so dass bei dem vorgestellten Verfahren, wie in Fig. 3 gezeigt, der Lade-Kühlkreislauf 7 derart gebildet wird, dass beim Laden der Traktionsbatterie 2 das Innenraumwärmelement 13 in dem Lade-Kühlkreislauf 7 mit dem Ladewärmeelement 9 und dem Traktionswärmeelement 10 angeordnet ist, so dass Abwärme der Ladeeinrichtung 3 über das Ladewärmeelement 9 an das Traktionswärmeelement 10 und das Innenraumwärmelement 13 abgegeben werden kann. Durch das vorgestellte Verfahren, welches die beiden in Fig. 2 und 3 gezeigten Lade- Kühlkreisläufe 7 ermöglicht, ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen kann eine intelligente Nutzung der Abwärme der insbesondere als Zentrale Einheit (CCU) ausgebildeten Ladeeinrichtung 3 erfolgen, wobei die Abwärme durch ein Wechselstromladen mit beispielsweise 7,4, 11 oder 22 Kilowatt gebildet wird. Es kann eine Vermeidung von aktivem Speicherheizen mit beispielsweise elektrischem Zuheizer und/oder erhöhter Verlustleistung der Traktionsmaschinen beim Wechselstromladen erfolgen. So ergibt sich eine Erhöhung der Entladeleistung nach dem Wechselstromladen an der Traktionsbatterie 2. Ferner ist eine erhöhte Zelltemperatur bei Abfahrt auch nach längeren Standphasen möglich. Dabei entsprechen die Zelltemperaturen den Temperaturen der Zellen der Traktionsbatterie 2.

Darüber hinaus ist eine Reduzierung der Zellspreizung insbesondere bei einem Starten der Fahrt des Kraftfahrzeugs 1 möglich. So kann das Ausbilden des Lade-Kühlkreislaufs 7 und/oder eines erweiterten Lade-Kühlkreislaufs 7 in Abhängigkeit von wenigstens einer Zellspreizung wenigstens einer der Zellen der Traktionsbatterie 2 durchgeführt werden. Dabei zeigt es sich, dass in Abhängigkeit insbesondere einer der Temperaturen, also der Zelltemperatur beziehungsweise Batterietemperatur und/oder der Umgebungstemperatur auch in Kombination mit der Innenraumtemperatur ein erweiterter Lade-Kühlkreislauf gebildet werden kann, in welchen der Umgebungswärmetauscher 4 angeordnet ist, so dass zusätzlich zu dem vorteilhaften Verschalten der beiden Wärmeelemente (insbesondere Ladewärmeelement 9 und Traktionswärmeelement 10) zusätzlich Wärme über den insbesondere als Fahrzeugkühler ausgebildeten Umgebungswärmetauscher 4 erfolgen kann.

Ferner ist es von Vorteil, wenn das Ausbilden des Lade-Kühlkreislaufs 7 und/oder des erweiterten Lade-Kühlkreislaufs in Abhängigkeit von einem Ladezustand also einem State of Charge der Traktionsbatterie 2 erfolgt. Zusätzlich oder alternativ kann das Ausbilden des Lade-Kühlkreislaufs 7 und/oder des erweiterten Lade-Kühlkreislaufs in Abhängigkeit von einer geplanten Betriebszustandsänderung des Kraftfahrzeugs 1 erfolgen. Darüber hinaus kann das Ausbilden des Lade-Kühlkreislaufs 7 und/oder des erweiterten Lade- Kühlkreislaufs 7 in Abhängigkeit von einer durch die Ladeeinrichtung 3 bereitgestellten Ladeleistung erfolgen.

Einen vorteilhaften Bereich für das durch das Verfahren vorgestellte Laden beziehungsweise dem Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 anhand des durch die Ladeeinrichtung 3 erzeugten Wechselstromladens ist schematisch in dem Diagramm der Fig. 4 zusammengefasst.

Dabei zeigt das Diagramm ein mögliches Laden insbesondere während der Chiller, also das Innenraumwärmeelement 13 gebypasst beziehungsweise umgangen wird, und somit der Kühlkreislauf 7 gemäß Fig. 2 geschalten ist.

Die erste nach unten gerichtete Achse 14 zeigt den Ladezustand der Traktionsbatterie 2, wobei ein unterer Ladezustand SoC A sowie ein oberer Ladezustand SoC B gezeigt sind. Zwischen diesen beiden Ladezuständen liegt ein Bereich, in welchem das vorgestellte Verfahren besonders vorteilhaft zum Laden der Traktionsbatterie 2 mittels Wechselstrom durch die Ladeeinrichtung 3 durchgeführt werden kann. Die obere der beiden waagrechten Achsen 15 zeigt die Temperatur der Traktionsbatterie 2, wohingegen die untere der beiden Achsen 16 eine von einem Stromanschluss abhängige und durch die Ladeeinrichtung 3 bereitstellbare Ladeleistung zeigt.

So zeigt die schraffierte Fläche der Fig. 4 den Bereich, in dem das Laden mittels des vorgestellten Verfahrens besonders vorteilhaft ist. Dabei ist das Verfahren somit insbesondere aktiv, wenn die Temperatur der Traktionsbatterie 2, also die Batterietemperatur beziehungsweise eine Zelltemperatur innerhalb eines vorgegebenen Zielkorridors liegt. Ferner sollte eine Außentemperatur beziehungsweise Umgebungstemperatur unter einem bestimmten Wert liegen, beziehungsweise wird der Zielkorridor der Temperatur an die Außentemperatur angepasst. Das Verfahren kann ferner bei einem bestimmten Mindestwert der Ladeleistung und/oder bis zu einer bestimmten Zelltemperatur vorteilhaft verwendet werden. Ferner kann durch den Ladezustand ein Einstieg unterhalb der SoC A beziehungsweise ein Ausstieg oberhalb der SoC B definiert werden. Ferner kann mittels eines Triggers beziehungsweise in Kenntnis der geplanten Abfahrtszeit das Verfahren verwendet werden, dass sich die Temperatur der Traktionsbatterie 21 zum Abfahrtszeitpunkt im Temperaturkorridor befindet.

Durch das Verfahren kann der Kühlkreislauf 5, 7 ferner als Wärmepumpe betrieben werden. So kann eine Zieltemperatur des Hochvolt-Speicher beispielsweise zwischen 30 und 35 °C liegen und je nachdem, in welchem Bereich die Umgebungstemperatur liegt, entsprechend die Kühleinrichtung 6 betreiben werden. Durch das vorgestellte Verfahren und das vorgestellte Kraftfahrzeug 1 ergibt sich somit eine besonders vorteilhafte Nutzung der Abwärme. Dabei sind einige Vorteile eine Erhöhung des Temperaturkollektivs der Traktionsbatterie 2, eine Vermeidung von Speicherheizen während und nach dem Laden und das Entfallen eines extra Aufheizens der Traktionsbatterie 2 auf Betriebstemperatur. Ferner kann eine Erhöhung der Entladeleistung nach dem Laden erreicht werden.

Beispielsweise können circa 500 Watt Abwärme bei einer Ladeleistung von 11 Kilowatt an der Ladeeinrichtung 3 entstehen, so dass sich ein deutlich höherer Aufheizgradient des Speichers durch das aktive zuführen der Abwärme einstellt. Durch das vorgestellte Verfahren und das vorgestellte Kraftfahrzeug 1 ist sowohl eine Optimierung des AC- Ladens für ein Elektrofahrzeug und/oder ein Hybrid-Fahrzeug offenbart.

Bezugszeichenliste

Kraftfahrzeug

T raktionsbatterie

Ladeeinrichtung

Umgebungswärmetauscher

Kühlkreislauf

Kühleinrichtung

Lade-Kühlkreislauf

Antriebsstrang

Ladewärmeelement

T raktionswärmeelement

Ventil

Pumpe

Innenraumwärmelement

Achse Ladezustand

Achse Batterietemperatur

Achse Ladeleistung