DE102018112832A1

DE102018112832A1 - System und verfahren zum nutzen von abwärme von leistungselektronik zum heizen einer hochspannungsbatterie

Info

Publication number: DE102018112832A1
Application number: DE102018112832.0A
Authority: DE
Inventors: Angel Fernando Porras; Timothy Noah Blatchley; Kenneth J. Jackson; Randy Lee Mallari
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2017-05-30
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2018-12-06
Also published as: US20180345815A1; CN108987852A; US10730403B2

Abstract

Ein Wärmemanagementsystem für ein Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung. Die Steuerung heizt ein Kühlmittel in einem Leistungselektronikkreis mittels Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und einer elektronischen Komponente als Reaktion darauf, dass eine Umgebungstemperatur unter einem Schwellenwert liegt und eine Kühlmitteltemperatur niedriger als eine Batterietemperatur ist, vor. Die Steuerung pumpt zudem als Reaktion darauf, dass die Kühlmitteltemperatur die Batterietemperatur übersteigt, das Kühlmittel durch einen Batteriekreis.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung betrifft im Allgemeinen ein Wärmemanagementsystem für eine Antriebsbatterie und Leistungselektronikkomponenten in einem elektrifizierten Fahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrifizierte Fahrzeuge beinhalten Komponenten und Systeme, die ein Temperaturmanagement erfordern. Beispielsweise wird die Temperatur eines Motors durch Strömen von Kühlmittel durch den Motor und Verwenden eines Radiators zum Senken der Temperatur des Kühlmittels reguliert. Hybridfahrzeuge beinhalten zusätzliche Komponenten, für die ein Temperaturmanagement vorteilhaft ist. Beispielsweise kann die Leistung von Antriebsbatterien und Leistungselektronikmodulen davon abhängig sein, dass die Temperaturen unter oder über einem bestimmten Grenzwert gehalten werden. Es können zusätzliche Kühlsysteme in dem Fahrzeug installiert sein, um ein Wärmemanagement für Antriebsbatterien und Leistungselektronikmodule bereitzustellen.
KURZDARSTELLUNG
Ein System für ein Fahrzeug beinhaltet eine Steuerung, die ein Kühlmittel in einem Leistungselektronikkreis mittels Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und einer elektronischen Komponente, die eine elektrische Maschine mit Strom versorgt, als Reaktion darauf, dass eine Umgebungstemperatur unter einem Schwellenwert liegt und eine Kühlmitteltemperatur niedriger als eine Batterietemperatur ist, vorheizt. Die Steuerung pumpt ferner als Reaktion darauf, dass die Kühlmitteltemperatur die Batterietemperatur übersteigt, das Kühlmittel durch einen Batteriekreis. Die elektronische Komponente kann ein Wechselrichtersystem oder ein DC/DC-Wandler sein. Die Steuerung kann ferner dazu konfiguriert sein, eine Batterie als Reaktion darauf, dass die Batterietemperatur unter einem zweiten Schwellenwert liegt, in reduzierten Leistungsgrenzen zu betreiben. Der Leistungselektronikkreis kann eine Kühlmittelpumpe, einen elektronischen Kühlmitteltemperatursensor, ein Proportionalventil, eine Batterieumgehungsleitung, einen DC/DC-Wandler und ein Wechselrichtersystem beinhalten. Der Batteriekreis kann eine Kühlmittelpumpe, einen Batteriekühlmitteltemperatursensor, ein Proportionalventil, einen Batteriekühler, eine Batterie, einen DC/DC-Wandler und ein Wechselrichtersystem beinhalten.
Ein Verfahren zum Heizen einer Batterie eines Fahrzeugs beinhaltet Vorheizen eines Kühlmittels in einem Leistungselektronikkreis mittels Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und einer elektronischen Komponente, die dazu konfiguriert ist, eine elektrische Maschine mit Strom zu versorgen, als Reaktion darauf, dass eine Umgebungstemperatur unter einem Schwellenwert liegt und eine Kühlmitteltemperatur niedriger als eine Batterietemperatur ist. Das Verfahren beinhaltet zudem Pumpen des Kühlmittels durch einen Batteriekreis als Reaktion darauf, dass die Kühlmitteltemperatur die Batterietemperatur übersteigt. Die elektronische Komponente kann ein Wechselrichtersystem oder ein DC/DC-Wandler sein. Der Leistungselektronikkreis kann eine Kühlmittelpumpe, einen Batteriekühlmitteltemperatursensor, ein Proportionalventil, eine Batterieumgehungsleitung, einen DC/DC-Wandler und ein Wechselrichtersystem beinhalten. Der Batteriekreis kann eine Kühlmittelpumpe, einen Batteriekühlmitteltemperatursensor, ein Proportionalventil, einen Batteriekühler, eine Batterie, einen DC/DC-Wandler und ein Wechselrichtersystem beinhalten.
Ein Batteriewärmesystem für ein Fahrzeug weist einen Batteriekreis mit einer Kühlmittelpumpe, einem Batteriekühlmitteltemperatursensor, einer elektronischen Komponente, einem Kühlmittelproportionalventil und einer Batterie auf. Das System beinhaltet zudem eine Steuerung, die als Reaktion darauf, dass eine Kühlmitteltemperatur niedriger als eine Batterietemperatur ist, das Kühlmittelproportionalventil anschaltet, so dass ein Kühlmittelstrom durch den Batteriekreis die Batterie umgeht, und als Reaktion darauf, dass die Kühlmitteltemperatur die Batterietemperatur übersteigt, das Kühlmittelproportionalventil anschaltet, so dass der Kühlmittelstrom durch den Batteriekreis die Batterie nicht umgeht. Das System kann ferner einen Leistungselektronikkreis mit einem Kühlmitteltemperatursensor, einem DC/DC-Wandler und einem Wechselrichtersystem beinhalten. Die Steuerung kann ferner dazu konfiguriert sein, ein Kühlmittel in dem Leistungselektronikkreis mittels Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und der elektronischen Komponente als Reaktion darauf, dass eine Umgebungstemperatur unter einem Schwellenwert liegt und die Kühlmitteltemperatur niedriger als die Batterietemperatur ist, vorzuheizen. Der Leistungselektronikkreis kann ferner die Kühlmittelpumpe beinhalten. Der DC/DC-Wandler oder das Wechselrichtersystem kann die elektronische Komponente sein. Das Kühlmittelproportionalventil kann einen proportionalen Übergang aufweisen und in der Lage sein, einen variablen Kühlmittelstrom zu ermöglichen. Die elektronische Komponente kann ein Wechselrichtersystem oder ein DC/DC-Wandler sein. Die Steuerung kann ferner dazu konfiguriert sein, die Batterie als Reaktion darauf, dass die Batterietemperatur unter einem Schwellenwert liegt, in reduzierten Leistungsgrenzen zu betreiben.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm eines Fahrzeugs.
2A ist ein schematisches Diagramm eines Batterieheizkreises eines Wärmemanagementsystems.
2B ist ein schematisches Diagramm eines Leistungselektronikheizkreises des Wärmemanagementsystems.
3 ist ein Ablaufdiagramm zum Steuern des Wärmemanagementsystems der 2A und 2B.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden hierin beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert sein, um die Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hierin offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Einzelheiten nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Basis, um den Fachmann den vielfältigen Gebrauch der vorliegenden Erfindung zu lehren. Wie der Durchschnittsfachmann versteht, können verschiedene mit Bezug auf irgendeine der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben sind. Die veranschaulichten Kombinationen von Merkmalen liefern repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Elektrifizierte Fahrzeuge, einschließend Vollhybridelektrofahrzeuge (full hybrid electric vehicles - FHEV), Hybridelektrofahrzeuge (hybrid electric vehicles - HEV), Batterieelektrofahrzeuge (battery electric vehicles - BEV) und Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge (plug-in hybrid-electric vehicle - PHEV) mit Plug-in-Fähigkeit weisen Heizsysteme auf, die einen wesentlichen Teil der Fahrzeugleistung verbrauchen können. Die Kraftstoffeffizienz oder die elektrische Reichweite des elektrifizierten Fahrzeugs kann aufgrund der vom Heizsystem benötigten zusätzlichen Energie abnehmen. Der Grund hierfür ist, dass elektrische Fahrzeuge im Vergleich zu einem herkömmlichen Fahrzeug mit Benzinmotor nicht so viel Wärme generieren können.
Die Leistungsfähigkeit der elektrifizierten Fahrzeuge hängt von der Leistungsfähigkeit und Temperatur einer Hochspannungsantriebsbatterie ab. Die Antriebsbatterie oder das Batteriepack speichert Energie, die durch die elektrifizierten Fahrzeuge verwendet wird. Bei kälteren Temperaturen kann das HEV-Batteriepack aufgrund eines höheren internen Widerstands des Batteriepacks eine schwächere Leistung erbringen. Es kann sein, dass das Batteriepack vorgeheizt werden muss, um eine bessere Leistungsfähigkeit zu erzielen. Hierbei heizt ein Wärmemanagement ein Kühlmittel unter Verwendung eines Leistungselektronikkühlmittelkreises mit einem DC/DC-Wandler und einem Wechselrichtersystem vor, wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die Batterietemperatur ist. Der DC/DC-Wandler kann Bipolartransistoren aufweisen, die einen Kühlmittelkreis heizen, und die Wärme wird von dem Kühlmittel aufgenommen. Nachdem die Kühlmitteltemperatur höher als die Batterietemperatur ist, kann das erwärmte Kühlmittel durch die Batterie strömen, wodurch eine optimierte Batterieleistungsfähigkeit ermöglicht wird.
Das Wärmemanagementsystem in einem HEV kann implementiert sein, um eine Spanne von Temperaturen für die Batterie zu steuern. Das Wärmemanagementsystem kann Luft, Flüssigkeit oder Kältemittel zum Kühlen oder Heizen verwenden. Das Wärmemanagementsystem kann entweder aktiv oder passiv sein. Ein passives Wärmemanagementsystem verwendet die Umgebungsluft zum Kühlen oder Heizen des Batteriepacks. Durch Verwenden eines aktiven Wärmemanagementsystems kann Abwärme von der Leistungselektronik wiederverwendet werden, um das Batteriepack zu heizen. Ein Wärmemanagementsystem kann gesteuert werden, um Abwärme zu spülen, wodurch die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs für eine optimale Leistungsfähigkeit verbessert wird. Zusätzlich werden durch Heizen des Batteriepacks unter Verwendung von heißem Fluid anstatt eines aktiven Heizelements Fahrzeuggewicht und elektrische Energie reduziert, da weniger Komponenten verwendet werden.
1 zeigt ein elektrifiziertes Fahrzeug 112, das ein FHEV, HEV, BEV oder PHEV sein kann. Ein Vollhybridelektrofahrzeug 112 kann eine oder mehrere elektrische Maschinen 114 umfassen, die mechanisch an ein Hybridgetriebe 116 gekoppelt sind. Die elektrischen Maschinen 114 können als Elektromotor oder Generator betrieben werden. Außerdem ist das Hybridgetriebe 116 mechanisch an einen Verbrennungsmotor 118 gekoppelt. Das Hybridgetriebe 116 ist zudem mechanisch an eine Antriebswelle 120 gekoppelt, die mechanisch an die Räder 122 gekoppelt ist. Die elektrischen Maschinen 114 können Beschleunigungs- und Verlangsamungsfähigkeit bereitstellen, wenn der Motor 118 ein- oder ausgeschaltet wird. Die elektrischen Maschinen 114 können außerdem als Generatoren fungieren und können Kraftstoffeffizienzvorteile durch Zurückgewinnen von Energie bereitstellen, die normalerweise in einem Reibungsbremssystem als Wärme verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 114 können zudem Fahrzeugemissionen reduzieren, indem ermöglicht wird, dass der Motor 118 bei effizienteren Drehzahlen betrieben wird, und ermöglicht wird, dass das Hybridelektrofahrzeug 112 im Elektromodus betrieben wird, bei dem der Motor 118 unter bestimmten Bedingungen ausgeschaltet ist. In einem Beispiel kann das Hybridfahrzeug 112 ein Batterieelektrofahrzeug (BEV) sein, das mit oder ohne den Motor 118 betrieben wird.
Eine Antriebsbatterie oder ein Batteriepack 124 speichert Energie, die von den elektrischen Maschinen 114 verwendet werden kann. Das Fahrzeugbatteriepack 124 kann eine Hochspannungsgleichstrom-(DC-)Ausgabe bereitstellen. Die Antriebsbatterie 124 kann elektrisch an ein oder mehrere Leistungselektronikmodule 126 gekoppelt sein. Ein oder mehrere Schütze 142 können die Antriebsbatterie 124 von anderen Komponenten isolieren, wenn sie geöffnet sind, und die Antriebsbatterie 124 mit anderen Komponenten verbinden, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronikmodul 126 ist zudem elektrisch an die elektrischen Maschinen 114 gekoppelt und stellt die Fähigkeit bereit, Energie bidirektional zwischen der Antriebsbatterie 124 und den elektrischen Maschinen 114 zu übertragen. Zum Beispiel kann eine Antriebsbatterie 124 eine Gleichspannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 114 mit einem Dreiphasenwechselstrom (AC) betrieben werden können, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 126 kann die Gleichspannung in einen Dreiphasenwechselstrom umwandeln, um die elektrischen Maschinen 114 zu betreiben. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 126 den Dreiphasenwechselstrom von den elektrischen Maschinen 114, die als Generatoren fungieren, in die Gleichspannung umwandeln, die mit der Antriebsbatterie 124 kompatibel ist.
Das Hybridelektrofahrzeug 112 kann einen variablen Spannungswandler (variablevoltage converter - WC) 152 beinhalten, der elektrisch zwischen die Antriebsbatterie 124 und das Leistungselektronikmodul 126 gekoppelt ist. Der VVC 152 kann ein DC/DC-Aufwärtswandler sein, der zum Erhöhen oder Verstärken der von der Antriebsbatterie 124 bereitgestellten Spannung konfiguriert ist. Durch Erhöhen der Spannung können Stromanforderungen gesenkt werden, was zu einer Reduzierung der Verkabelungsgröße für das Leistungselektronikmodul 126 und die elektrischen Maschinen 114 führt. Ferner können die elektrischen Maschinen 114 mit besserer Effizienz und geringeren Verlusten betrieben werden.
Zusätzlich zum Bereitstellen von Vortriebsenergie kann die Antriebsbatterie 124 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Das Hybridelektrofahrzeug 112 kann ein DC/DC-Wandlermodul 128 beinhalten, das die Hochspannungs-Gleichstromausgabe der Antriebsbatterie 124 in eine Niederspannungs-Gleichstromzufuhr umwandelt, die mit Niederspannungsverbrauchern des Fahrzeugs kompatibel ist. Ein Ausgang des DC/DC-Wandlermoduls 128 kann elektrisch an eine Zusatzbatterie 130 (z. B. eine 12V-Batterie) gekoppelt sein, um die Zusatzbatterie 130 zu laden. Die Niederspannungssysteme können elektrisch an die Zusatzbatterie 130 gekoppelt sein. Ein oder mehrere elektrische Verbraucher 146 können an den Hochspannungsbus gekoppelt sein. Die elektrischen Verbraucher 146 können eine zugehörige Steuerung aufweisen, die die elektrischen Verbraucher 146 gegebenenfalls betreibt und steuert. Beispiele für elektrische Verbraucher 146 können ein Gebläse, ein elektrisches Heizelement und/oder ein Klimaanlagenkompressor sein.
Das Hybridelektrofahrzeug 112 kann dazu konfiguriert sein, die Antriebsbatterie 124 von einer externen Stromquelle 136 aufzuladen. Die externe Stromquelle 136 kann eine Verbindung zu einer Steckdose sein. Die externe Stromquelle 136 kann elektrisch an ein Ladegerät oder eine Versorgungseinrichtung für Elektrofahrzeuge (electric vehicle supply equipment - EVSE) 138 gekoppelt sein. Die externe Stromquelle 136 kann ein elektrisches Stromverteilernetz sein, wie es von einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen bereitgestellt wird. Die EVSE 138 kann Schaltung und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Stromquelle 136 und dem Hybridelektrofahrzeug 112 zu regeln und zu verwalten. Die externe Stromquelle 136 kann der EVSE 138 elektrische Leistung als Gleichstrom oder Wechselstrom bereitstellen. Das EVSE 138 kann einen Ladestecker 140 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 134 des Fahrzeugs 112 aufweisen. Der Ladeanschluss 134 kann jede Art von Anschluss sein, der dazu konfiguriert ist, Strom vom EVSE 138 an das Fahrzeug 112 zu übertragen. Der Ladeanschluss 134 kann elektrisch an ein Ladegerät oder ein bordeigenes Leistungsumwandlungsmodul 132 gekoppelt sein. Das Leistungsumwandlungsmodul 132 kann die von der EVSE 138 zugeführte Leistung konditionieren, um der Antriebsbatterie 124 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungsumwandlungsmodul 132 kann mit der EVSE 138 eine Schnittstelle bilden, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 112 zu koordinieren. Der EVSE-Stecker 140 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeanschlusses 134 zusammenpassen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben sind, Leistung unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung übertragen.
Eine oder mehrere Radbremsen 144 können bereitgestellt sein, um das Hybridelektrofahrzeug 112 zu verlangsamen und eine Bewegung des Hybridelektrofahrzeugs 112 zu verhindern. Die Radbremsen 144 können hydraulisch betätigt, elektrisch betätigt oder eine Kombination davon sein. Die Radbremsen 144 können Teil eines Bremssystems 150 sein. Das Bremssystem 150 kann weitere Komponenten beinhalten, um die Radbremsen 144 zu betreiben. Der Einfachheit halber zeigt die Figur eine einzelne Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und einer der Radbremsen 144. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und den weiteren Radbremsen 144 wird impliziert. Das Bremssystem 150 kann eine Steuerung beinhalten, um das Bremssystem 150 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 150 kann die Komponenten der Bremse überwachen und die Radbremsen 144 zum Verlangsamen des Fahrzeugs steuern. Das Bremssystem 150 kann auf Fahrerbefehle reagieren und kann außerdem autonom betrieben werden, um Funktionen, wie etwa eine Stabilitätskontrolle, umzusetzen. Die Steuerung des Bremssystems 150 kann ein Verfahren zum Anwenden einer angeforderten Bremskraft umsetzen, wenn dies von einer weiteren Steuerung oder einer Unterfunktion angefordert wird.
Elektronische Module in dem Hybridelektrofahrzeug 112 können über ein oder mehrere Fahrzeugnetzwerke kommunizieren. Das Fahrzeugnetzwerk kann eine Vielzahl von Kommunikationskanälen beinhalten. Ein Kanal des Fahrzeugnetzwerks kann ein serieller Bus, wie etwa ein Controller Area Network (CAN), sein. Einer der Kanäle des Fahrzeugnetzwerks kann ein Ethernet-Netzwerk gemäß der Definition durch die Normengruppe 802 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) beinhalten. Zusätzliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks können diskrete Verbindungen zwischen Modulen beinhalten und können Leistungssignale von der Zusatzbatterie 130 beinhalten. Unterschiedliche Signale können über unterschiedliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks übertragen werden. Beispielsweise können Videosignale über einen Hochgeschwindigkeitskanal (z. B. Ethernet) übertragen werden, während Steuersignale über ein CAN oder diskrete Signale übertragen werden können. Das Fahrzeugnetzwerk kann beliebige Hardware- und Softwarekomponenten beinhalten, die eine Übertragung von Signalen und Daten zwischen Modulen unterstützen. Das Fahrzeugnetzwerk ist in 1 nicht gezeigt, aber es kann impliziert werden, dass sich das Fahrzeugnetzwerk mit jedem elektronischen Modul verbinden kann, das im Hybridelektrofahrzeug 112 vorhanden ist. Eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC) 148 kann vorhanden sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
2A zeigt einen Abschnitt des Hybridelektrofahrzeugs 112 (1), das ein Wärmemanagementsystem 200 zum Steuern der Temperatur der Antriebsbatterie 124 und der Leistungselektronikkomponenten 234 beinhaltet. Bei einem Beispiel beinhalten die Leistungselektronikkomponenten 234 das Leistungselektronikmodul 126 und den VVC 152 (1). Das Hybridelektrofahrzeug 112 kann einen Kühlmittelkreis 250 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel zum Wärmemanagement an die Leistungselektronikkomponenten 234 und die Antriebsbatterie 124 zu leiten. Das Wärmemanagementsystem 200 kann die hier beschriebenen Komponenten und Untersysteme beinhalten.
Das Wärmemanagementsystem 200 kann dazu konfiguriert sein, Heizung für die Batterie 124 des Hybridelektrofahrzeugs 112 bereitzustellen. Auch wenn dies in der Anmeldung nicht beschrieben wird, gibt es auch einen Kühlmodus, um eine Kühlung für die Antriebsbatterie 124 bereitzustellen. Im Kühlmodus ist ein TBCV-Zweiweg-Kühlmittelventil (TBCV) 224 als Reaktion darauf, dass eine Batterietemperatur einen Schwellenwert übersteigt, offen und Kühlmittel strömt zu einem Radiator 216. Das TBCV 224 kann bei einem Heiz- und Vorheizmodus in einer geschlossenen Position sein. Bei einer Konfiguration strömt Kühlmittel während des Heizmodus durch einen Batteriekreis 232 (2A). Bei einem anderen Betriebsmodus strömt das Kühlmittel während des Vorheizmodus durch den Leistungselektronikkreis 332 (2B). Die Temperatur des Batteriekühlmittels wird bestimmt und Temperatursensoren kommunizieren mit einem Kühlmittelproportionalventil 208, um den Betrieb entweder vom Heizmodus oder Vorheizmodus umzuschalten. Der Betriebsmodus wird unter Verwendung des Wärmemanagementsystems 200 veranschaulicht.
Das Wärmemanagementsystem 200 kann eine Wärmesteuerung beinhalten, die den Betrieb der verschiedenen Komponenten des Wärmemanagementsystems 200 verwaltet und steuert. Die Wärmesteuerung kann eine Einzel- oder Mehrfachsteuerung sein, bei der die Funktionalität auf eine einzelne Steuerung fokussiert ist oder über mehrere Steuerungen verteilt ist. Das Wärmemanagementsystem 200 kann einen oder mehrere Temperatursensoren beinhalten. In einem Beispiel sind die Temperatursensoren Batteriekühlmitteltemperatursensoren 210 und 204. Die Batteriekühlmitteltemperatursensoren 210 und 204 können einen Temperaturmesswert für ein Batteriekühlmittel bereitstellen. Die Wärmesteuerung kann die Eingaben des Temperatorsensors empfangen, um die Strömung des Batteriekühlmittels zu einem Kühlmittelkanal der Antriebsbatterie 124 zu führen. Das Kühlmittelumgehungsventil 208 führt Kühlmittel zur Antriebsbatterie 124, wenn die Kühlmitteltemperatur einen Temperaturschwellenwert übersteigt.
Durch Steuern der Strömung von Kühlmittel profitieren verschiedene Fahrzeugkomponenten von der Steuerung der Temperatur. Beispielsweise kann die Antriebsbatterie 124 in einer bestimmten Temperaturspanne höchste Leistung erbringen. Die optimale Temperaturspanne kann die Batterieleistungsfähigkeit und die Batterielebensdauer beeinflussen. Durch den Betrieb innerhalb der Temperaturspanne können Batterielebensdauer und -leistungsfähigkeit beibehalten werden. Außerdem müssen die Temperatur des Leistungselektronikmoduls 126 und des VVC 152 möglicherweise unter einer Grenztemperatur gehalten werden, um die Lebensdauer dieser Komponenten zu verlängern. Weiterhin kann eine verbesserte Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs bei gewissen Batterietemperaturen erzielt werden.
Der Kühlmittelkreis 250 ist dazu konfiguriert, das Kühlmittel durch die Leistungselektronikkomponenten 234 und die Antriebsbatterie 124 zu leiten. Die Leistungselektronikkomponenten 234 und die Antriebsbatterie 124 können sich in dem gleichen Kühlmittelkreis 250 befinden. Eine solche Konfiguration reduziert Kosten, da ein aktives Heizelement nicht notwendig ist und keine weiteren Komponenten wie etwa Pumpen, Kühlleitungen und Ventile vorhanden sind. Der Kühlmittelkreis 250 kann Rohre, Leitungen, Schläuche, Kanäle und Anschlüsse beinhalten, durch die das Kühlmittel strömen kann. Der Kühlmittelkreis 250 kann eine Anzahl von Pfaden beinhalten, durch die Kühlmittel strömen kann. Die Pfade, durch die Kühlmittel strömen kann, können durch verschiedene Ventile gesteuert werden, die hier beschrieben werden sollen. Jeder der Pfade kann beliebige Leitungen und Anschlüsse beinhalten, die zum Ermöglichen des Kühlmittelstroms durch den zugehörigen Pfad nötig sind.
Die Antriebsbatterie 124 kann einen Batteriewärmetauscher 202 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Wärme an die und von der Antriebsbatterie 124 zu übertragen. Der Batteriewärmetauscher 202 kann Wärme zwischen der Antriebsbatterie 124 und einem Kühlmittel, das durch den Batteriewärmetauscher 202 strömt, übertragen. Bei einem Beispiel kann der Batteriewärmetauscher 202 Wärme von dem Kühlmittel an die Antriebsbatterie 124 übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die Antriebsbatterietemperatur ist.
Das Wärmemanagementsystem 200 kann einen Batteriekühler 206 beinhalten. Der Batteriekühler 206 kann Teil des Klimaanlagensystems des Fahrzeugs ein und wird verwendet, um das Kühlmittel, das zu dem Batteriewärmetauscher 202 strömt, zu kühlen. Ein oder mehrere Ventile können in den Kältemittelleitungen vorhanden sein, um Kältemittel zum Klimaanlagesystem und/oder Batteriekühler 206 zu leiten. Der Batteriekühler 206 kann betrieben werden, um die Temperatur des Kühlmittels, das in den Batteriewärmetauscher 202 eintritt, zu reduzieren.
Die Leistungselektronikkomponenten 234 können den VVC 152 enthalten und können zudem einen VVC-Wärmetauscher beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Wärme an den und von dem VVC 152 zu übertragen. Der VVC-Wärmetauscher kann Wärme zwischen dem VVC 152 und einem Kühlmittel, das durch den VVC-Wärmetauscher strömt, übertragen. Der VVC-Wärmetauscher kann Wärme von dem Kühlmittel an den VVC 152 übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als eine Temperatur des VVC 152 ist. Der VVC-Wärmetauscher kann Wärme von dem VVC 152 an das Kühlmittel übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die VVC-Temperatur ist.
Die Leistungselektronikkomponenten 234 können gleichermaßen eine Wechselrichtersystemsteuerung (inverter system controller - ISC) enthalten und können einen ISC-Wärmetauscher 226 beinhalten, der dazu konfiguriert ist, Wärme an die und von der ISC 126 zu übertragen. Der ISC-Wärmetauscher 226 kann Wärme zwischen der ISC 126 und einem Kühlmittel, das durch den ISC-Wärmetauscher 226 strömt, übertragen. Der ISC-Wärmetauscher 226 kann Wärme von dem Kühlmittel an die ISC 126 übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die ISC-Temperatur ist. Der ISC-Wärmetauscher 226 kann Wärme von der ISC 126 an das Kühlmittel übertragen, wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die ISC-Temperatur ist.
Das Wärmemanagementsystem 200 kann eine Antriebsbatteriekühlmittelpumpe (traction battery coolant pump - TBCP) 212 beinhalten, die dazu konfiguriert ist, Kühlmittel in dem Kühlmittelkreis 250 strömen zu lassen. Die TBCP 212 kann durch Einstellen eines Spannungs- oder Stromeingangs gesteuert werden, um eine Drehung mit einer gewünschten Drehzahl zu verursachen. In einigen Konfigurationen kann die TBCP 212 zum Betrieb bei variablen Drehzahlen konfiguriert sein, um die Strömungsrate des Kühlmittels durch den Kühlmittelkreis 250 zu variieren. Der Betrieb des Kühlmittelkreises 250 kann derart sein, dass Kühlmittel, das durch jeden Kreis strömt, ausgewählte Pfade durchlaufen und zur fortgesetzten Rezirkulation durch den Kühlmittelkreis 250 zur TBCP 212 zurückkehren kann.
Das Wärmemanagementsystem 200 kann einen Radiator 216 innerhalb des Kühlmittelkreises 250 beinhalten. Der Kühlmittelkreis 250 kann einen Radiatorpfad definieren, der Kühlmittel durch den Radiator 216 leitet. Das TBCV 224 kann sich in dem Radiatorpfad befinden und kann dazu konfiguriert sein, das Kühlmittel zu dem Radiator 216 zu leiten. Wenn Kühlmittel durch den Radiator 216 strömt, wird Wärme von dem Kühlmittel an die Luft übertragen, die am Radiator 216 vorbeiströmt. Ein Gebläse 220 in der Nähe des Radiators 216 kann dazu konfiguriert sein, die vom Kühlmittel abgegebene Wärme zu erhöhen. In einem Beispiel kann es sich bei dem Gebläse 220 um ein elektrisches Gebläse handeln. Bei einem weiteren Beispiel kann das Gebläse 220 ein riemengetriebenes Gebläse sein, bei dem das Gebläse 220 mit einer Kurbelwelle des Motors 118 verbunden ist (1). Ein Umgebungstemperatursensor 222 befindet sich in der Nähe des Gebläses 220. Der Umgebungstemperatursensor 222 kann dazu konfiguriert sein, mechanisch oder elektrisch an die Wärmesteuerung gekoppelt zu sein, und empfängt Anweisungen von der Wärmesteuerung. Der Radiator 216 kann eine Reihe von Kanälen beinhalten, durch die Kühlmittel von einer Seite des Radiators 216 zur anderen Seite strömt. Zwischen den Kanälen kann Metall in einem gerippten Muster ausgebildet sein, das eine Oberfläche für die Wärmeübertragung vergrößert. Kühlmittel, das den Radiator 216 verlässt, weist in der Regel eine niedrigere Temperatur auf als Kühlmittel, das in den Radiator 216 eintritt.
Das Kühlmittelproportionalventil 208 ist dazu konfiguriert, Kühlmittel im Kühlmittelkreis 250 selektiv zu dem Batteriekreis 232 oder dem Leistungselektronikkreis 332 zu leiten. Bei einem Beispiel beinhaltet der Batteriekreis 232 die Antriebsbatterie 124, den Batteriekühler 206 und die Leistungselektronikkomponenten 234. Das Kühlmittelproportionalventil 208 kann ein Solenoid beinhalten, das an einen Ventilmechanismus gekoppelt ist, so dass eine Position des Kühlmittelproportionalventils 208 durch die Wärmesteuerung gesteuert werden kann. Beispielsweise kann ein Kühlmittelproportionalventilsignal von der Wärmesteuerung ausgegeben werden, um die Position des Kühlmittelproportionalventils 208 zu steuern. Bei einem Modus kann das Kühlmittelproportionalventil 208 einen Binärmodus aufweisen. Im Binärmodus ist das Kühlmittelproportionalventils 208 entweder offen oder geschlossen. Bei einem weiteren Modus kann das Kühlmittelproportionalventil 208 einen variablen Modus aufweisen. Im variablen Modus kann das Kühlmittelproportionalventil 208 den Anteil des Kühlmittelstroms sowohl in dem Batteriekreis 232 als auch dem Leistungselektronikkreis 332 einstellen. Zum Beispiel kann das Kühlmittelproportionalventil 208 auch dazu konfiguriert sein, dem Batteriekreis 232 große Mengen Kühlmittel zuzuteilen und dem Leistungselektronikkreis 332 kleine Mengen Kühlmittel zuzuteilen. Bei einem weiteren Beispiel kann das Kühlmittelproportionalventil 208 50 % des Kühlmittels zum Batteriekreis 232 und 50 % des Kühlmittels zum Leistungselektronikkreis 332 strömen lassen. Bei noch einem weiteren Beispiel kann der variable Modus verwendet werden, wenn das Kühlmittelproportionalventil 208 so gesteuert wird, dass eine kleine Menge Kühlmittel zu dem Batteriekreis 232 strömt, um die Antriebsbatterie 124 aufzuheizen, um die Batterietemperatur schneller zu erhöhen.
Das Wärmemanagementsystem 200 kann Temperatursensoren beinhalten, die an verschiedenen Stellen angeordnet sind, um Batterietemperaturen und/oder Kühlmitteltemperaturen zu messen. Ein elektronischer Kühlmitteltemperatursensor 210 kann dazu konfiguriert sein, eine Temperatur des Kühlmittels in dem Kühlmittelkreis 250 zu messen. Bei einem Beispiel kann sich der elektronische Kühlmitteltemperatursensor 210 in der Nähe des Kühlmittelproportionalventils 208 und der TBCP 212 befinden. Bei einem weiteren Beispiel kann sich der elektronische Kühlmitteltemperatursensor 210 stromabwärts des Kühlmittelproportionalventils 208 und stromaufwärts der TBCP 212 befinden.
Der Batteriekühlmitteltemperatursensor 204 kann dazu konfiguriert sein, eine Temperatur des Kühlmittels zu messen, bevor das Kühlmittel stromaufwärts der Antriebsbatterie 124 strömt. Bei einem Beispiel kann sich der Batteriekühlmitteltemperatursensor 204 stromaufwärts des Batteriewärmetauschers 202 und stromabwärts des Batteriekühlers 206 befinden, um die Temperatur des Kühlmittels zu messen, nachdem das Kühlmittel durch den Batteriekühler 206 gelaufen ist.
Ein Batterietemperatursensor 228 kann dazu konfiguriert sein, die Temperatur im Zusammenhang mit der Antriebsbatterie 124 zu messen. Beispielsweise kann der Batterietemperatursensor 228 dazu konfiguriert sein, eine Temperatur an einer Stelle innerhalb der Antriebsbatterie 124 messen, die eine Temperatur von Zellen angibt, die die Antriebsbatterie 124 bilden. Die Temperaturausgabe des Batterietemperatursensors 228 kann mit einer vorbestimmten Temperatur verglichen werden, woraufhin eine weitere Maßnahme ergriffen werden kann. Wenn die Kühlmitteltemperatur höher als die vorbestimmte Temperatur ist, lässt das Kühlmittelproportionalventil das Kühlmittel zur Antriebsbatterie 124 strömen. Wenn die Kühlmitteltemperatur unter dem vorbestimmten Schwellenwert liegt, schaltet das Kühlmittelproportionalventil in einen Kühlmittelumgehungsmodus um. Die Temperatursensoren 204, 210 und 228 können elektrisch an eine Steuerung oder eine Vielzahl von Steuerungen gekoppelt sein. Beispielsweise kann jeder der Temperatursensoren elektrisch an die Wärmesteuerung gekoppelt sein.
Wenn das Kühlmittelproportionalventil 208 konfiguriert ist, um Flüssigkeit im Batteriekreis 232 strömen zu lassen, kann es Kühlmittel zum Batteriekreis 232 leiten. Der Batteriekreis 232 kann einen Batteriepfad definieren, der Kühlmittel durch den Antriebsbatteriewärmetauscher und den Batteriekühler 206, zusätzlich zu dem WC-Wärmetauscher und dem ISC-Wärmetauscher 226, leitet. Wenn das Kühlmittelproportionalventil 208 konfiguriert ist, um Flüssigkeit im Leistungselektronikkreis 332 strömen zu lassen, kann es Kühlmittel zum Leistungselektronikkreis 332 leiten. Der Leistungselektronikkreis 332 kann einen Leistungselektronikpfad definieren, der Kühlmittel durch den VVC-Wärmetauscher und den ISC-Wärmetauscher 226 leitet, wobei der Batteriekühler 206 und die Antriebsbatterie 124 umgangen werden. Sowohl in der Batteriekreisposition als auch in der Leistungselektronikkreisposition kann der Leistungselektronikkreis 332 Kühlmittel durch den VVC-Wärmetauscher und den ISC-Wärmetauscher 226 leiten.
Bei einem weiteren Betriebsmodus des Wärmemanagementsystems 200, wie in 2B gezeigt, strömt Kühlmittel während eines Vorheizmodus durch den Kühlmittelkreis 250. Dieser Modus kann bei einem Fahrzeugkaltstart nützlich sein. Während eines Fahrzeugkaltstarts wird die Antriebsbatterie 124 möglicherweise bei einer Temperatur betrieben, die unterhalb einer optimalen Betriebstemperatur liegt. Wenn die Antriebsbatterie 124 unter einer optimalen Betriebstemperaturspanne liegt, kann die Antriebsbatterie 124 unter Verwendung von Wärme, die durch die Leistungselektronikkomponenten 234 erzeugt wird, geheizt werden. Bei diesem Beispiel liegen die Leistungselektronikkomponenten 234 des Hybridfahrzeugs 112 (1) in dem Leistungselektronikkreis 332, der die Antriebsbatterie 124 und den Batteriekühler 206 umgeht. Das Kühlmittelproportionalventil 208 leitet das Kühlmittel zu einer Kühlerumgehungsleitung 230 und zu den Leistungselektronikkomponenten 234. Der Leistungselektronikkreis 332 leitet Kühlmittel durch den VVC-Wärmetauscher und den ISC-Wärmetauscher 226, um das Kühlmittel zu erwärmen und die Antriebsbatterie 124 vorzuheizen. Das Kühlmittel zirkuliert durch den Leistungselektronikkreis 332, bis die Kühlmitteltemperatur höher als die Batterietemperatur ist. Das TBCV 224 ist dazu konfiguriert, Kühlmittel zu einer Radiatorumgehungsleitung 231 zu leiten, um den Radiator 216 in dem Leistungselektronikkreis 332 zu umgehen.
Der elektronische Kühlmitteltemperatursensor 210 kann dazu konfiguriert sein, eine Temperatur des Kühlmittels in dem Leistungselektronikkreis 332 zu messen. Der elektronische Kühlmitteltemperatursensor 210 befindet sich beispielsweise in der Nähe des Kühlmittelproportionalventils 208 und der TBCP 212. Durch Anordnen des elektronischen Kühlmitteltemperatursensors 210 stromaufwärts des Kühlmittelproportionalventils 208 kann die Temperatur des Kühlmittels bestimmt werden. Sobald bestimmt wird, dass die Kühlmitteltemperatur über einem vorbestimmten Schwellenwert liegt, kann das Kühlmittelproportionalventil 208 zum Batteriekreis 232 umgeschaltet werden. Bei einem Beispiel ist der vorbestimmte Schwellenwert eine vorbestimmte Temperaturspanne. Die vorbestimmte Temperatur kann eine Temperatur sein, die niedriger als eine normale Betriebstemperatur der Leistungselektronikkomponenten 234 in dem Leistungselektronikkreis 332 ist. Bei einem weiteren Beispiel ist der vorbestimmte Schwellenwert eine vorbestimmte Zeit.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm für eine mögliche Abfolge von Vorgängen, die in einer Steuerung (z. B. der Systemsteuerung 148) implementiert werden kann, um den Betrieb des Wärmemanagementsystems zu steuern. Die Vorgänge können in der Wärmesteuerung implementiert und ausgeführt werden. Bei Vorgang 400 wird das HEV eingeschaltet. Eine Batterieheizanforderung wird nachfolgend bei 402 gesendet. Die Antriebsbatterie fordert ein Heizen an, wenn die Batterietemperatur unter einer kalibrierten Batterietemperatur liegt, bei der die Antriebsbatterie in reduzierten Leistungsgrenzen betrieben würde. Wenn die Antriebsbatterie nicht geheizt werden muss, wird die Anweisung zurück zu Schritt 400 gesendet, um ständig zu überprüfen, ob die Antriebsbatterie geheizt werden muss. Wenn die Antriebsbatterie geheizt werden muss, geht es mit Schritt 404 weiter. Ein Batteriekühlmittelsensor kann die Batteriekühlmitteltemperatur im Batteriepfad 232 messen. Ein Batterietemperatursensor kann eine Temperatur der Antriebsbatterie 124 messen. Die Wärmesteuerung kann Signale empfangen, die sowohl die Batteriekühlmitteltemperatur als auch die Batterietemperatur darstellen. Bei Schritt 404 kann die Wärmesteuerung überprüfen, ob die Batteriekühlmitteltemperatur höher als die Batterietemperatur ist.
Bei Schritt 404 kann die Wärmesteuerung eine Überprüfung hinsichtlich einer Kaltstartbedingung des Fahrzeugs durchführen. Wenn die Kühlmitteltemperatur niedriger als die Batterietemperatur ist, erfolgt ein Vorheizen des Leistungselektronikkreises 332 bei Schritt 406. Die TBCP-Pumpe 212 wird bei Schritt 408 eingeschaltet und lässt das Kühlmittel durch einen Kühlmittelkanal strömen. Bei Schritt 410 kann das Radiatorumgehungsventil 224 positioniert werden, um einen Kühlmittelstrom zum Radiator 216 zu verhindern. Als Reaktion darauf, dass die Kühlmitteltemperatur niedriger als eine Batterietemperatur ist, wird das Kühlmittelproportionalventil 208 umgeschaltet, um den Batteriekreis 232 zu umgehen und lässt das Kühlmittel in dem Leistungselektronikkreis 332 strömen, wobei die Batterie 124 bei Schritt 412 umgangen wird.
Bedingungen zum Verlassen des Leistungselektronikkreises 332 werden überprüft und, falls sie erfüllt sind, erfolgt ein Heizen des Batteriekreises bei Schritt 416. Zum Beispiel kann eine Bedingung sein, dass die Kühlmitteltemperatur die Batterietemperatur übersteigt. Die TBCP 212 wird bei Schritt 418 eingeschaltet und lässt das Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal strömen. Das Radiatorumgehungsventil 224 wird dann positioniert, um einen Kühlmittelstrom zum Radiator 216 in Vorgang 420 zu verhindern. Das Kühlmittelproportionalventil 208 kann gesteuert werden, um das Ventil in einer Batteriekreisposition 223 zu positionieren, und lässt bei Schritt 422 das Kühlmittel durch den Kühlmittelkanal des Batteriekreises 232 strömen. Die Abfolge der Vorgänge kann periodisch wiederholt werden, um die Steuerung der Ventile aufrechtzuerhalten, wenn sich die Betriebsbedingungen ändern.
Wenngleich vorstehend Ausführungsbeispiele beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, welche durch die Ansprüche umfasst sind. Die in der Beschreibung verwendeten Worte sind eher Worte der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von der Idee und dem Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die nicht explizit beschrieben oder dargestellt werden können. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängen. Zu diesen Attributen gehören u. a. Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. Daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen aus dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.

Claims

System für ein Fahrzeug, umfassend: eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel in einem Leistungselektronikkreis mittels Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und einer elektronischen Komponente, die dazu konfiguriert ist, eine elektrische Maschine mit Strom zu versorgen, als Reaktion darauf, dass eine Umgebungstemperatur unter einem Schwellenwert liegt und eine Batteriekühlmitteltemperatur niedriger als eine Batterietemperatur ist, vorzuheizen und das Kühlmittel als Reaktion darauf, dass die Kühlmitteltemperatur die Batterietemperatur übersteigt, durch einen Batteriekreis zu pumpen.
System nach Anspruch 1, wobei die elektronische Komponente ein Wechselrichtersystem oder ein DC/DC-Wandler ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, eine Batterie als Reaktion darauf, dass die Batterietemperatur unter einem zweiten Schwellenwert liegt, in reduzierten Leistungsgrenzen zu betreiben.
System nach Anspruch 1, wobei der Leistungselektronikkreis eine Kühlmittelpumpe, einen elektronischen Kühlmitteltemperatursensor, ein Proportionalventil, eine Batterieumgehungsleitung, einen DC/DC-Wandler und ein Wechselrichtersystem beinhaltet.
System nach Anspruch 1, wobei der Batteriekreis eine Kühlmittelpumpe, einen Batteriekühlmitteltemperatursensor, ein Proportionalventil, einen Batteriekühler, eine Batterie, einen DC/DC-Wandler und ein Wechselrichtersystem beinhaltet.
Verfahren zum Heizen einer Batterie eines Fahrzeugs, umfassend: Vorheizen eines Kühlmittels in einem Leistungselektronikkreis mittels Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und einer elektronischen Komponente, die dazu konfiguriert ist, eine elektrische Maschine mit Strom zu versorgen, als Reaktion darauf, dass eine Umgebungstemperatur unter einem Schwellenwert liegt und eine Kühlmitteltemperatur niedriger als eine Batterietemperatur ist; und Pumpen des Kühlmittels durch einen Batteriekreis als Reaktion darauf, dass die Batteriekühlmitteltemperatur die Batterietemperatur übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei die elektronische Komponente ein Wechselrichtersystem oder ein DC/DC-Wandler ist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Leistungselektronikkreis eine Kühlmittelpumpe, einen Batteriekühlmitteltemperatursensor, ein Proportionalventil, eine Batterieumgehungsleitung, einen DC/DC-Wandler und ein Wechselrichtersystem beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Batteriekreis eine Kühlmittelpumpe, einen Batteriekühlmitteltemperatursensor, ein Proportionalventil, einen Batteriekühler, eine Batterie, einen DC/DC-Wandler und ein Wechselrichtersystem beinhaltet.
Batteriewärmesystem für ein Fahrzeug, umfassend: einen Batteriekreis mit einer Kühlmittelpumpe, einem Batteriekühlmitteltemperatursensor, einer elektronischen Komponente, einem Kühlmittelproportionalventil und einer Batterie; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, als Reaktion darauf, dass eine Batteriekühlmitteltemperatur niedriger als eine Batterietemperatur ist, das Kühlmittelproportionalventil anzuschalten, so dass ein Kühlmittelstrom durch den Batteriekreis die Batterie umgeht, und als Reaktion darauf, dass die Batteriekühlmitteltemperatur die Batterietemperatur übersteigt, das Kühlmittelproportionalventil anzuschalten, so dass der Kühlmittelstrom durch den Batteriekreis die Batterie nicht umgeht.
Batteriewärmesystem nach Anspruch 10, ferner umfassend einen Leistungselektronikkreis mit einem elektronischen Kühlmitteltemperatursensor, einem DC/DC-Wandler und einem Wechselrichtersystem, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein Kühlmittel in dem Leistungselektronikkreis mittels Wärmeübertragung zwischen dem Kühlmittel und der elektronischen Komponente als Reaktion darauf, dass eine Umgebungstemperatur unter einem Schwellenwert liegt und die Kühlmitteltemperatur niedriger als die Batterietemperatur ist, vorzuheizen.
Batteriewärmesystem nach Anspruch 11, wobei der Leistungselektronikkreis ferner die Kühlmittelpumpe beinhaltet.
Batteriewärmesystem nach Anspruch 11, wobei der DC/DC-Wandler oder das Wechselrichtersystem die elektronische Komponente ist.
Batteriewärmesystem nach Anspruch 10, wobei das Kühlmittelproportionalventil einen proportionalen Übergang aufweist und in der Lage ist, einen variablen Kühlmittelstrom zu ermöglichen.
Batteriewärmesystem nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Batterie als Reaktion darauf, dass die Batterietemperatur unter einem Schwellenwert liegt, in reduzierten Leistungsgrenzen zu betreiben.