DE102018200122A1 - Battery cell for a rechargeable battery and method and system for heating battery cells of such a battery - Google Patents

Battery cell for a rechargeable battery and method and system for heating battery cells of such a battery Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriezelle (10) für eine wiederaufladbare Batterie, insbesondere eine Traktionsbatterie, mit einer Zelleneinheit (12), die eine elektrochemische Zellenstruktur (18) und elektrische Anschlüsse (20, 22) aufweist und mit einer Heizeinrichtung (14) zum Heizen der Zelleneinheit (12), die zumindest ein Heizelement (24) sowie elektrische Anschlüsse (28, 30) zum Anschluss der Heizeinrichtung (14) an eine elektrische Energiequelle aufweist. Es ist vorgesehen, dass das zumindest eine Heizelement (24) als ein Widerstandsheizelement (26) zum Heizen der Zelleneinheit (12) durch Wärmeübertragung auf die Zelleneinheit (12) ausgebildet ist.Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren und ein System (44) zum Heizen von Batteriezellen (10) einer wiederaufladbaren Batterie (42).The present invention relates to a battery cell (10) for a rechargeable battery, in particular a traction battery, comprising a cell unit (12) having an electrochemical cell structure (18) and electrical connections (20, 22) and a heater (14) for heating the cell unit (12) having at least one heating element (24) and electrical connections (28, 30) for connecting the heating device (14) to an electrical energy source. It is contemplated that the at least one heating element (24) is formed as a resistance heating element (26) for heating the cell unit (12) by heat transfer to the cell unit (12). The invention further relates to a method and system (44) for heating battery cells (10) of a rechargeable battery (42).

Description

Die Erfindung betrifft eine Batteriezelle für eine wiederaufladbare Batterie, insbesondere eine Traktionsbatterie, mit einer Zelleneinheit, die eine elektrochemische Zellenstruktur und elektrische Anschlüsse aufweist und mit einer Heizeinrichtung zum Heizen der Zelleneinheit, die zumindest ein Heizelement sowie elektrische Anschlüsse zum Anschluss der Heizeinrichtung an eine elektrische Energiequelle aufweist.The invention relates to a battery cell for a rechargeable battery, in particular a traction battery, comprising a cell unit having an electrochemical cell structure and electrical connections and a heating device for heating the cell unit, the at least one heating element and electrical connections for connecting the heater to an electrical energy source having.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Heizen von Batteriezellen einer wiederaufladbaren Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, mittels zumindest einer Heizeinrichtung und ein entsprechendes System zum Heizen von Batteriezellen einer wiederaufladbaren Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, mit zumindest einem Temperatursensor zur Ermittlung einer Zelltemperatur der Batteriezellen, zumindest einer Heizeinrichtung und einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Ansteuerung der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von der über den Temperatursensor ermittelten Temperatur.The invention further relates to a method for heating battery cells of a rechargeable battery, in particular a traction battery, by means of at least one heater and a corresponding system for heating battery cells of a rechargeable battery, in particular a traction battery, with at least one temperature sensor for determining a cell temperature of the battery cells, at least a heating device and a control and / or regulating device for controlling the heating device as a function of the temperature determined via the temperature sensor.

Stand der TechnikState of the art

In elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugen, wie Elektro- und Hybridfahrzeugen als auch in stationären Anwendungen werden auf Lithium-Basis hergestellte, aufladbare Traktionsbatterien eingesetzt, um mit ihnen elektrische Antriebseinrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen. Entsprechende Batterien können beispielsweise aus mehreren in Reihe geschalteten Batteriemodulen gebildet sein, wobei jedes Batteriemodul mehrere in Reihe oder parallel geschaltete Batteriezellen aufweist. Heutige in Fahrzeugen eingesetzte Batteriesysteme werden bei Umgebungstemperatur wie auch bei niedrigen Temperaturen eingesetzt. Bei niedrigen Temperaturen sind sie in ihrem Leistungsverhalten eingeschränkt, was auch als Performanceeinbußen bezeichnet wird.In electrically powered vehicles, such as electric and hybrid vehicles, as well as in stationary applications, lithium-based, rechargeable traction batteries are used to provide electrical power to electrical drive equipment. Corresponding batteries may for example be formed from a plurality of battery modules connected in series, each battery module having a plurality of battery cells connected in series or in parallel. Today's battery systems used in vehicles are used at ambient temperature as well as at low temperatures. At low temperatures they are limited in their performance, which is also referred to as performance losses.

Neue Technologien von Lithium-Batterien bestehen aus Festkörperelektrolyten. Sie haben meist höhere Energiedichten. Deren chemische Bestandteile sind hoch aktiv und werden bei Temperaturen beispielsweise oberhalb von 70°C betrieben. Diese Batterien werden auch als Mitteltemperaturtraktionsbatterien - nachfolgend auch als Mid-T-Batterien bezeichnet.New technologies of lithium batteries consist of solid state electrolytes. They usually have higher energy densities. Their chemical components are highly active and are operated at temperatures above 70 ° C, for example. These batteries are also referred to as medium temperature traction batteries - also referred to below as mid-T batteries.

Die Mid-T-Batterien haben bei niedrigen Temperaturen einen hohen elektrischen Innenwiderstand, d.h. in diesem Temperaturbereich können sie nicht betrieben werden. Speziell für solche Batterien ist ein besonderer Zellaufbau erforderlich, um sie gleichmäßig und so schnell wie möglich auf Betriebstemperatur zu bringen.The mid-T batteries have high internal electrical resistance at low temperatures, i. they can not be operated in this temperature range. Especially for such batteries, a special cell construction is required to bring them to operating temperature uniformly and as quickly as possible.

Die Druckschrift KR 2014-0089455 A beschreibt eine Batteriezellenanordnung für eine Batterie, mit einer Zelleneinheit, die eine elektrochemische Zellenstruktur und elektrische Anschlüsse aufweist und mit einer Heizeinrichtung zum Heizen der Zelleneinheit, die ein als Induktionsspule ausgebildetes Heizelement sowie elektrische Anschlüsse zum Anschluss der Heizeinrichtung an eine elektrische Energiequelle aufweist. Die Induktionsspule umgibt die Zelleneinheit und kann in dieser einen die elektrochemische Zellenstruktur der Zelleneinheit „von innen“ heizenden Stromfluss induzieren.The publication KR 2014-0089455 A describes a battery cell arrangement for a battery, comprising a cell unit having an electrochemical cell structure and electrical connections and having a heating device for heating the cell unit, which has a heating element designed as an induction coil and electrical connections for connecting the heater to an electrical energy source. The induction coil surrounds the cell unit and can induce therein a current flow which heats the electrochemical cell structure of the cell unit "from the inside".

Die Druckschrift US 2014/0363719 A beschreibt eine Vorrichtung zum indirekten Kühlen und Heizen eines Batteriemoduls eines umweltverträglichen Fahrzeugs. Die Vorrichtung weist eine Kühl- und Heizeinheit sowie eine mit dieser Einheit verbundene Schnittstellenplatte mit Wärmerohren zur Wärmeübertragung auf, wobei das freie Ende der Schnittstellenplatte zur Anbringung zwischen Batteriezellen des Batteriemoduls vorgesehen ist.The publication US 2014/0363719 A describes a device for the indirect cooling and heating of a battery module of an environmentally friendly vehicle. The device comprises a cooling and heating unit and an interface plate connected to this unit with heat pipes for heat transfer, wherein the free end of the interface plate is provided for attachment between battery cells of the battery module.

Die Druckschriften US 2016/0329607 A und JP 2013-025926 beschreiben Heizbeziehungsweise Temperiersysteme für Batterien.The pamphlets US 2016/0329607 A and JP 2013-025926 describe heating or tempering systems for batteries.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die erfindungsgemäße Batteriezelle mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen bietet den Vorteil, dass sie ein effektives Heizen der Zelle ohne großen Aufwand ermöglicht.The battery cell according to the invention with the features mentioned in claim 1 offers the advantage that it enables effective heating of the cell without great effort.

Bei der Batteriezelle für eine wiederaufladbare Batterie, die eine Zelleneinheit mit einer elektrochemische Zellenstruktur und elektrischen Anschlüssen sowie eine Heizeinrichtung zum Heizen der Zelleneinheit aufweist, welche zumindest ein Heizelement sowie elektrische Anschlüsse zum Anschluss der Heizeinrichtung an eine elektrische Energiequelle umfasst, ist vorgesehen, dass das zumindest eine Heizelement als ein Widerstandsheizelement zum Heizen der Zelleneinheit durch Wärmeübertragung auf die Zelleneinheit ausgebildet ist. Ein Widerstandsheizelement lässt sich im Gegensatz zu einer Induktionsheizung unmittelbar mit Gleichstrom betreiben, der insbesondere im Fahrzeugbereich weit verbreitet ist.In the battery cell for a rechargeable battery, which has a cell unit with an electrochemical cell structure and electrical connections and a heater for heating the cell unit, which comprises at least one heating element and electrical connections for connecting the heater to an electrical energy source, it is provided that the at least a heating element is formed as a resistance heating element for heating the cell unit by heat transfer to the cell unit. In contrast to induction heating, a resistance heating element can be operated directly with direct current, which is widespread in particular in the vehicle sector.

Unter Wärmeübertragung ist ein Prozess zu verstehen, bei dem sich ein Wärmestrom (bzw. Wärmefluss) vom Heizelement zu der zu heizenden Zelleneinheit ergibt. Wärmeübertragung ist der Transport von Energie infolge eines Temperaturunterschiedes über mindestens eine thermodynamische Systemgrenze hinweg. Diese transportierte Energie wird als Wärme bezeichnet. Die Wärmeübertragung erfolgt in Richtung des Orts mit der tieferen Temperatur, hier also vom Heizelement zu der zu heizenden Zelleneinheit beziehungsweise deren elektrochemischer Zellenstruktur. Prinzipiell wird zwischen drei Arten von Wärmetransportvorgängen unterschieden, nämlich der Wärmeleitung, der Konvektion (Wärmeströmung) und der Wärmestrahlung. Bei der Wärmeübertragung können selbstverständlich auch mehrere unterschiedliche Wärmetransportarten gleichzeitig auftreten. Bei der hier auftretenden Wärmeübertragung wird hauptsächlich Wärmeleitung, möglicherweise ein wenig Wärmestrahlung und innerhalb der elektrochemischen Zellenstruktur auch minimal Konvektion auftreten. Um die Wärmeübertragung zwischen dem Widerstandsheizelement und der elektrochemischen Zellenstruktur der Zelleneinheit möglichst effektiv zu gestalten, ist das Widerstandsheizelement direkt in die Batteriezelle integriert. Dabei stehen Widerstandsheizelement und Zelleneinheit bevorzugt in direktem Wärmeübertragungskontakt, insbesondere in direktem Wärmeleitungskontakt.Heat transfer is a process in which a heat flow (or heat flow) from the heating element to the unit to be heated results. Heat transfer is the transport of energy due to a temperature difference across at least one thermodynamic system boundary. This transported energy is called heat. The heat transfer takes place in the direction of the location with the lower temperature, in this case from the heating element to the to be heated cell unit or their electrochemical cell structure. In principle, a distinction is made between three types of heat transport processes, namely the heat conduction, the convection (heat flow) and the heat radiation. In the heat transfer, of course, several different types of heat transport can occur simultaneously. In the heat transfer occurring here is mainly heat conduction, possibly a little heat radiation and minimal convection occur within the electrochemical cell structure. In order to make the heat transfer between the resistance heating element and the electrochemical cell structure of the cell unit as effective as possible, the resistance heating element is integrated directly into the battery cell. Resistance heating element and cell unit are preferably in direct heat transfer contact, in particular in direct heat conduction contact.

Die Batteriezelle ist bevorzugt eine Batteriezelle für eine Mitteltemperaturtraktionsbatterie. Die elektrochemische Zellenstruktur solcher wiederaufladbaren Batteriezellen (in der Regel Lithium-Ionen-Batteriezellen) umfasst Festkörperelektrolyte, die zumeist eine höhere Energiedichte aufweisen als andere Traktionsbatterien. Die chemischen Bestandteile der Festkörperelektrolyte sind hoch aktiv und werden bei Temperaturen betrieben, die beispielsweise oberhalb von 70°C liegen.The battery cell is preferably a battery cell for a middle temperature traction battery. The electrochemical cell structure of such rechargeable battery cells (usually lithium-ion battery cells) comprises solid-state electrolytes, which usually have a higher energy density than other traction batteries. The chemical constituents of the solid-state electrolytes are highly active and are operated at temperatures, for example, above 70 ° C.

Mit Vorteil ist vorgesehen, dass die Batteriezelle derart eingerichtet ist, dass die Wärmeübertragung zwischen Widerstandsheizelement und Zelleneinheit beim Heizen der Zelleneinheit durch das Widerstandsheizelement im Wesentlichen auf Wärmeleitung (Konduktion) beruht.It is advantageously provided that the battery cell is set up such that the heat transfer between the resistance heating element and the cell unit during heating of the cell unit by the resistance heating element is essentially based on heat conduction (conduction).

Kern der Erfindung ist die Integration des Widerstandsheizelements in die Batteriezelle, insbesondere in das Innere der Batteriezelle.The core of the invention is the integration of the resistance heating element in the battery cell, in particular in the interior of the battery cell.

Die wesentlichen Vorteile sind dann:

  1. (i) eine gleichmäßige Erwärmung der Batteriezelle,
  2. (ii) eine optimierte räumliche Wärmeverteilung innerhalb der Zelle beziehungsweise des Zellverbands und
  3. (iii) eine hohe Wärmeisolation nach außen.
The main advantages are:
  1. (i) uniform heating of the battery cell,
  2. (ii) an optimized spatial heat distribution within the cell or cell assembly and
  3. (iii) high heat insulation to the outside.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist daher das Widerstandsheizelement von zumindest einer anderen Komponente der Batteriezelle ganz oder teilweise eingehaust. Mit anderen Worten deckt diese andere Komponente zumindest Teile des Widerstandsheizelements nach außen ab und sorgt für eine entsprechende thermische Isolierung nach außen.According to a preferred embodiment of the invention, therefore, the resistance heating element of at least one other component of the battery cell is completely or partially enclosed. In other words, this other component covers at least parts of the resistance heating element to the outside and provides for a corresponding thermal insulation to the outside.

Mit Vorteil ist dabei diese andere Komponente der Batteriezelle oder zumindest eine der anderen Komponenten der Batteriezelle, die das zumindest eine Widerstandsheizelement zumindest teilweise einhaust, ein Zellengehäuse. Dabei haust das Zellengehäuse insbesondere die elektrochemische Zellenstruktur der Zelleneinheit sowie dass zumindest eine Widerstandsheizelement der Heizeinrichtung ein. Lediglich die elektrischen Kontakte der Zelleneinheit wie auch die elektrischen Kontakte der Heizeinrichtung ragen aus dem Zellengehäuse heraus.Advantageously, this other component of the battery cell or at least one of the other components of the battery cell, which at least partially einhaust the at least one resistance heating, a cell housing. In particular, the cell housing houses the electrochemical cell structure of the cell unit and at least one resistance heating element of the heating device. Only the electrical contacts of the cell unit as well as the electrical contacts of the heater protrude from the cell housing.

Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die andere Komponente der Batteriezelle oder zumindest eine der anderen Komponenten der Batteriezelle, welche das zumindest eine Widerstandsheizelement - zumindest teilweise - einhaust, die Zelleneinheit ist. Bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere vorgesehen, dass das Widerstandsheizelement - zumindest teilweise - innerhalb der Zelleneinheit angeordnet ist.Alternatively or additionally, it is preferably provided that the other component of the battery cell or at least one of the other components of the battery cell, which - at least partially - einhaust the at least one resistance heating element, the cell unit. In this embodiment, it is provided in particular that the resistance heating element - at least partially - is disposed within the cell unit.

Bei einer derart ausgestalteten Batteriezelle wird das Widerstandsheizelement nicht außen um das Zellengehäuse oder im Gehäuse um die Zelleneinheit gewickelt, sondern es wird in das Innere der Zelleneinheit integriert.In a battery cell configured in this way, the resistance heating element is not wound around the cell housing or in the housing around the cell unit, but it is integrated into the interior of the cell unit.

Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die elektrochemische Zellenstruktur der Zelleneinheit das Widerstandsheizelement umfänglich umgibt. Das Widerstandsheizelement kann bei dieser Anordnung in der Batteriezelle seine Wärme unmittelbar und sehr gleichmäßig an die elektrochemische Zellenstruktur abgeben.It is provided in particular that the electrochemical cell structure of the cell unit surrounds the resistance heating element circumferentially. The resistance heating element can emit its heat directly and very evenly to the electrochemical cell structure in this arrangement in the battery cell.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrochemische Zellenstruktur als eine sogenannte Jelly-Roll-Struktur ausgebildet. Die Jelly-Roll-Struktur kommt bei den meisten zylindrischen und prismatischen wiederaufladbaren Batteriezellen zur Anwendung. Bei dieser Struktur wird eine dünne Schicht eines Anodenmaterials auf eine Isolierfolie gelegt, eine Separatorschicht aufgebracht und oben ein Kathodenmaterial aufgeschichtet. Dieses Sandwich wird dann aufgerollt und in ein hohlzylinderförmiges beziehungsweise prismatisches Zellengehäuse eingesetzt.According to a preferred embodiment of the invention, the electrochemical cell structure is formed as a so-called jelly-roll structure. The jelly-roll structure is used on most cylindrical and prismatic rechargeable battery cells. In this structure, a thin layer of an anode material is placed on an insulating film, a separator layer applied and piled up a cathode material. This sandwich is then rolled up and inserted into a hollow-cylindrical or prismatic cell housing.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das zumindest eine Widerstandsheizelement als flächenhaftes Widerstandsheizelement, insbesondere in Form einer Heizmatte ausgebildet ist.According to a further preferred embodiment of the invention, it is provided that the at least one resistance heating element is designed as a sheet-like resistance heating element, in particular in the form of a heating mat.

Dabei mit Vorteil vorgesehen, dass das zumindest eine flächenhafte Widerstandsheizelement eine gewundene Heizleitung, insbesondere eine hin- und her-gewundene Heizleitung, umfasst.It is advantageously provided that the at least one planar resistance heating element comprises a wound heating cable, in particular a reciprocating heating cable.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die elektrischen Anschlüsse der Heizeinrichtung auf einander gegenüberliegenden Seiten der Batteriezelle angeordnet. According to a further preferred embodiment of the invention, the electrical connections of the heating device are arranged on opposite sides of the battery cell.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Batteriemodul mit mehreren entsprechenden Batteriezellen, die elektrisch in Serie und/oder parallel geschaltet sind. Bei dem erfindungsgemäßen Batteriemodul ist vorgesehen, dass jede dieser Batteriezellen als vorstehend genannte Batteriezelle ausgebildet ist.The invention further relates to a battery module having a plurality of corresponding battery cells, which are electrically connected in series and / or in parallel. In the case of the battery module according to the invention, it is provided that each of these battery cells is designed as the aforementioned battery cell.

Besonders für Mitteltemperaturtraktionsbatterien ist ein Systemkonzept notwendig, um sie bei niedrigen Temperaturen schnellstmöglich auf Betriebstemperatur zu bringen.Especially for medium temperature traction batteries, a system concept is needed to bring them up to operating temperature as quickly as possible at low temperatures.

Dabei ist ein Verfahren anzuwenden, das die Mitteltemperaturtraktionsbatterie schonend erwärmt und wobei sie trotzdem für den Nutzer schnell verfügbar ist.In this case, a method is to be used, which gently heats the middle temperature traction battery and still being quickly available to the user.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Heizen von Batteriezellen einer wiederaufladbaren Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, mittels zumindest einer Heizeinrichtung ist vorgesehen, dass jede dieser Batteriezellen als vorstehend genannte Batteriezelle ausgebildet ist, wobei mehrere Heizeinrichtungen zum Heizen vorgesehen sind, die die Heizeinrichtungen der Batteriezellen umfassen. Insbesondere werden die Heizeinrichtungen zum Heizen ausschließlich von den Heizeinrichtungen der Batteriezellen gebildet.In the method according to the invention for heating battery cells of a rechargeable battery, in particular a traction battery, by means of at least one heating device, it is provided that each of these battery cells is formed as the aforementioned battery cell, wherein a plurality of heaters are provided for heating, which include the heating means of the battery cells. In particular, the heaters for heating are formed exclusively by the heaters of the battery cells.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass die Heizeinrichtungen bei einer Zelltemperatur der Batteriezellen unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle von einer externen elektrischen Energiequelle, insbesondere einer Starterbatterie eines Kraftfahrzeugs, und bei Temperaturen oberhalb der Temperaturschwelle von der wiederaufladbaren Batterie selbst mit elektrischer Energie gespeist werden.According to a preferred embodiment of the method according to the invention it is provided that the heaters are fed at a cell temperature of the battery cells below a predetermined temperature threshold of an external electrical energy source, in particular a starter battery of a motor vehicle, and at temperatures above the temperature threshold of the rechargeable battery itself with electrical energy ,

Bei dem erfindungsgemäßen System zum Heizen von Batteriezellen einer wiederaufladbaren Batterie, insbesondere einer Traktionsbatterie, mit (i) zumindest einem Temperatursensor zur Ermittlung einer Zelltemperatur der Batteriezellen, (ii) zumindest einer Heizeinrichtung und (iii) einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Ansteuerung der Heizeinrichtung in Abhängigkeit von der über den Temperatursensor ermittelten Zelltemperatur ist vorgesehen, dass jede dieser Batteriezellen als vorstehend genannte Batteriezelle ausgebildet ist, wobei mehrere Heizeinrichtungen zum Heizen vorgesehen sind, die die Heizeinrichtungen der Batteriezellen umfassen.In the inventive system for heating battery cells of a rechargeable battery, in particular a traction battery, with (i) at least one temperature sensor for determining a cell temperature of the battery cells, (ii) at least one heating device and (iii) a control and / or regulating device for controlling the Heating means in dependence on the cell temperature determined via the temperature sensor, it is provided that each of these battery cells is formed as the aforementioned battery cell, wherein a plurality of heating means are provided which comprise the heating means of the battery cells.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Systems ist vorgesehen, dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung derart eingerichtet ist, dass sie die Heizeinrichtungen zu deren Energieversorgung bei einer Zelltemperatur der Batteriezellen unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle an eine batterieexterne elektrische Energiequelle, insbesondere eine Starterbatterie eines Kraftfahrzeugs, und bei Temperaturen oberhalb der Temperaturschwelle an die wiederaufladbare Batterie selbst anschließt.According to a preferred embodiment of the system according to the invention, it is provided that the control and / or regulating device is set up in such a way that it heats the energy supply at a cell temperature of the battery cells below a predetermined temperature threshold to a battery-external electrical energy source, in particular a starter battery of a motor vehicle, and connects to the rechargeable battery itself at temperatures above the temperature threshold.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Gegenstände werden durch die Zeichnungen veranschaulicht und in der nachfolgenden Beschreibung erläutert, wobei die beschriebenen Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein können, insoweit sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt. Dabei ist zu beachten, dass die Zeichnungen nur beschreibenden Charakter haben und nicht dazu gedacht sind, die Erfindung in irgendeiner Form einzuschränken. Es zeigen:

  • 1 eine Batteriezelle gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in Schnittdarstellung,
  • 2 eine Draufsicht auf eine Zelleneinheit und eine Heizeinrichtung der in 1 gezeigten Batteriezelle, und
  • 3 eine erste Ausführungsform der Heizeinrichtung,
  • 4 eine zweite Ausführungsform der Heizeinrichtung,
  • 5 eine dritte Ausführungsform der Heizeinrichtung,
  • 6 ein System zum Heizen der Batteriezellen einer wiederaufladbaren Batterie,
  • 7 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Ist-Temperatur der Zelle über dem Heizstrom und
  • 8 eine graphische Darstellung des zeitlichen Verlaufs des Heizstroms über der Temperaturdifferenz zwischen Soll- und Ist-Temperatur der Zelle.
Further advantages and advantageous embodiments of the objects according to the invention are illustrated by the drawings and explained in the following description, wherein the features described individually or in any combination may be an object of the present invention, as far as the context does not clearly indicate the opposite. It should be noted that the drawings have only descriptive character and are not intended to limit the invention in any way. Show it:
  • 1 a battery cell according to a preferred embodiment of the invention in a sectional view,
  • 2 a plan view of a cell unit and a heater of in 1 shown battery cell, and
  • 3 a first embodiment of the heating device,
  • 4 a second embodiment of the heating device,
  • 5 a third embodiment of the heating device,
  • 6 a system for heating the battery cells of a rechargeable battery,
  • 7 a graphical representation of the time course of the actual temperature of the cell over the heating current and
  • 8th a graphical representation of the time course of the heating current over the temperature difference between the setpoint and actual temperature of the cell.

Die 1 zeigt eine Batteriezelle 10 für eine lithiumbasierte MitteltemperaturTraktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs in einem kartesischen Koordinatensystem. Die Batteriezelle 10 umfasst eine Zelleneinheit 12, eine Heizeinrichtung 14 und ein Zellengehäuse 16. Die Zelleneinheit 12 weist eine elektrochemische Zellenstruktur 18 und elektrische Anschlüsse 20, 22 auf, über die die Zelleneinheit 12 nach außen elektrisch kontaktierbar ist. Die Heizeinrichtung 14 weist ein als Widerstandsheizelement 26 ausgebildetes Heizelement 24 sowie elektrische Anschlüsse 28, 30 zum Anschluss der Heizeinrichtung 14 an eine externe elektrische Energiequelle (nicht gezeigt) auf. Während die beiden elektrischen Anschlüsse 20, 22 der Zelleneinheit 12 gemeinsam an einer Seite 32 (hier als Oberseite dargestellt) des Zellengehäuses 16 angeordnet sind, sind die elektrischen Anschlüsse 28, 30 der Heizeinrichtung 14 auf einander gegenüberliegenden Seiten 32, 34 (hier als Ober- und Unterseite dargestellt) angeordnet.The 1 shows a battery cell 10 for a lithium-based medium-temperature traction battery of a motor vehicle in a Cartesian coordinate system. The battery cell 10 comprises a cell unit 12 , a heating device 14 and a cell case 16 , The cell unit 12 has an electrochemical cell structure 18 and electrical connections 20 . 22 on, over which the cell unit 12 is electrically contactable to the outside. The heater 14 has a resistance heating element 26 trained heating element 24 as well as electrical connections 28 . 30 to connect the heater 14 to an external electrical energy source (not shown). While the two electrical connections 20 . 22 the cell unit 12 together on one side 32 (shown here as top) of the cell housing 16 are arranged, are the electrical connections 28 . 30 the heater 14 on opposite sides 32 . 34 (shown here as top and bottom) arranged.

Die 2 zeigt die Anordnung der Zelleneinheit 12 und der Heizeinrichtung 14 aus einer anderen Perspektive, nämlich in einer Draufsicht von oben. Das Zellengehäuse 16 ist hier nicht dargestellt. Aus dieser Perspektive ist besonders gut sichtbar, dass das Widerstandsheizelement 26 als flächenhaftes Widerstandsheizelement 26 ausgebildet ist und dass die elektrochemische Zellenstruktur 18 der Zelleneinheit 12 das Widerstandsheizelement 26 umfänglich umgibt. Die elektrochemische Zellenstruktur 18 ist im Beispiel als Jelly-Roll-Struktur 36 ausgebildet, bei der eine Sandwichanordnung aus Isolierfolie, Anodenmaterial, Separatorschicht und Kathodenmaterial bezüglich einer gedachten Verbindunglinie zwischen den Anschlüsse 28, 30 der Heizeinrichtung um das Widerstandsheizelement 26 herum aufgerollt ist.The 2 shows the arrangement of the cell unit 12 and the heater 14 from a different perspective, namely in a plan view from above. The cell case 16 is not shown here. From this perspective, it is particularly visible that the resistance heating element 26 as a planar resistance heating element 26 is formed and that the electrochemical cell structure 18 the cell unit 12 the resistance heating element 26 surrounds circumferentially. The electrochemical cell structure 18 is in the example as a jelly-roll structure 36 formed in which a sandwich arrangement of insulating film, anode material, Separatorschicht and cathode material with respect to an imaginary line of connection between the terminals 28 . 30 the heater around the resistance heating element 26 rolled up around.

Die 3 bis 5 zeigen verschiedene Ausgestaltungen der Heizeinrichtung 14 für die Verwendung in der in 1 gezeigten Batteriezelle 10. Bei allen diesen Ausgestaltungen der Heizeinrichtung 14 sind die elektrischen Anschlüsse 28, 30 der Heizeinrichtung 14 auf einander gegenüberliegenden Seiten 32, 34 (hier als Ober- und Unterseite dargestellt) angeordnet. Das jeweilige flächenhafte Widerstandsheizelement 26 der gezeigten Ausführungsformen der Heizeinrichtung 14 wird von einer hin- und her-gewundenen Heizleitung 38 gebildet, die die beiden elektrischen Anschlüsse 28, 30 der Heizeinrichtung 14 elektrisch leitend verbindet. Dabei sind die Windungen 40 bei der in 3 gezeigten Heizeinrichtung 14 parallel zu der Verbindungslinie zwischen den Anschlüssen 28, 30 ausgerichtet, bei der in 4 gezeigten Heizeinrichtung 14 senkrecht auf der Verbindungslinie zwischen den Anschlüssen 28, 30 ausgerichtet und bei der in 5 gezeigten Heizeinrichtung 14 schräg zu der Verbindungslinie zwischen den Anschlüssen 28, 30 ausgerichtet.The 3 to 5 show various embodiments of the heater 14 for use in the 1 shown battery cell 10 , In all these embodiments of the heater 14 are the electrical connections 28 . 30 the heater 14 on opposite sides 32 . 34 (shown here as top and bottom) arranged. The respective planar resistance heating element 26 the illustrated embodiments of the heater 14 is from a reciprocating heating cable 38 formed the two electrical connections 28 . 30 the heater 14 electrically conductive connects. Here are the turns 40 at the in 3 shown heater 14 parallel to the connecting line between the terminals 28 . 30 aligned at the in 4 shown heater 14 perpendicular to the connecting line between the terminals 28 . 30 aligned and at the in 5 shown heater 14 oblique to the connecting line between the terminals 28 . 30 aligned.

Bei der in 1 gezeigten Batteriezelle 10 wird das Widerstandsheizelement 26 nicht außen um das Zellengehäuse 16 oder im Zellengehäuse 16 um die Jelly-Roll-Struktur 36 gewickelt, sondern wird in das Innere der Zelleneinheit 12 integriert. Das Widerstandsheizelement 26 wird in den Kern der Zelle 10 gelegt, um den die Kathode und Anode gewickelt werden. Damit wird zum einen eine gleichmäßige Erwärmung der Zelleneinheit 12 durch die intrinsische Erwärmung erreicht. Zum andern ist die räumliche Wärmeverteilung optimal, da abgesehen von Wärme, die über die Anschlüsse 28, 30 abfließt, nahezu die gesamte Wärme an die Zelleneinheit 12 mit der elektrochemischen Zellenstruktur 18 abgegeben werden kann. Des Weiteren ist im Zellinnern die Wärmeisolation der Zelle 10 gegenüber der Umgebung am höchsten, sodass der Wärmeverlust am geringsten ist.At the in 1 shown battery cell 10 becomes the resistance heating element 26 not outside the cell case 16 or in the cell case 16 around the jelly-roll structure 36 but is wrapped in the interior of the cell unit 12 integrated. The resistance heating element 26 gets into the core of the cell 10 placed around which the cathode and anode are wound. Thus, on the one hand, a uniform heating of the cell unit 12 achieved by the intrinsic warming. On the other hand, the spatial heat distribution is optimal, as apart from heat, which over the connections 28 . 30 drains off, almost all the heat to the cell unit 12 with the electrochemical cell structure 18 can be delivered. Furthermore, inside the cell is the thermal insulation of the cell 10 highest in the environment so that the heat loss is lowest.

Die Anschlüsse 28, 30 der Heizeinrichtung 14 werden nach außen geführt, um diese mit den weiteren Heizeinrichtungen 14 der anderen Zellen 10 im entsprechenden Batteriemodul zu verbinden (nicht gezeigt). Damit ist ein modularer Aufbau sichergestellt.The connections 28 . 30 the heater 14 are led to the outside to this with the other heating devices 14 the other cells 10 in the corresponding battery module (not shown). This ensures a modular design.

Die zum Betrieb der Heizeinrichtung 14 erforderlich Energie kann zum Beispiel von einer Starterbatterie des entsprechenden Kraftfahrzeugs bereitgestellt werden.The operation of the heater 14 Energy required may, for example, be provided by a starter battery of the corresponding motor vehicle.

Die 6 zeigt eine schematische Darstellung einer Anordnung aus einer mehrere Batteriezellen 10 aufweisenden wiederaufladbaren Batterie 42 und einem System 44 zum Heizen der Batteriezellen 10 der wiederaufladbaren Batterie 42. Batterie 42 wie Heiz-System 44 sind Teil eines Kraftfahrzeuges. Das System 44 umfasst die folgenden Komponenten: einen Temperatursensor 46 zur Ermittlung einer Zelltemperatur T der Batteriezellen 10, die Heizeinrichtungen 14 der Batteriezellen 10 sowie eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 48 zur Ansteuerung der Heizeinrichtungen 14 in Abhängigkeit von der über den Temperatursensor 46 ermittelten Zelltemperatur T. Zur elektrischen Energieversorgung der Heizeinrichtungen 14 steht sowohl die wiederaufladbare Batterie 42 als auch eine externe elektrische Energiequelle 50, nämlich eine Starterbatterie 52 des Kraftfahrzeugs zu Verfügung. Beide Batterien 42, 52 sind über die Steuer- und/oder Regeleinrichtung an die Heizeinrichtungen 14 anschließbar.The 6 shows a schematic representation of an arrangement of a plurality of battery cells 10 having rechargeable battery 42 and a system 44 for heating the battery cells 10 the rechargeable battery 42 , battery 42 like heating system 44 are part of a motor vehicle. The system 44 includes the following components: a temperature sensor 46 to determine a cell temperature T the battery cells 10 , the heaters 14 the battery cells 10 and a control and / or regulating device 48 for controlling the heating devices 14 depending on the temperature sensor 46 determined cell temperature T , For the electrical power supply of the heating devices 14 stands both the rechargeable battery 42 as well as an external electrical energy source 50 namely a starter battery 52 of the motor vehicle available. Both batteries 42 . 52 are via the control and / or regulating device to the heaters 14 connected.

Besonders für Mitteltemperaturtraktionsbatterien ist ein Systemkonzept notwendig, um sie schnellstmöglich auf Betriebstemperatur zu bringen.Especially for medium temperature traction batteries, a system concept is necessary to bring them up to operating temperature as quickly as possible.

Dabei ist ein Verfahren anzuwenden, das die Mitteltemperaturtraktionsbatterie schonend erwärmt und wobei die Batterie trotzdem für den Nutzer schnell verfügbar ist.In this case, a method is to be used, which gently heats the middle temperature traction battery and wherein the battery is nevertheless quickly available to the user.

Zu diesem Zweck ist die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 48 nun derart eingerichtet, dass sie die Heizeinrichtungen 14 zu deren Energieversorgung bei einer Zelltemperatur T der Batteriezellen 10 unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle TS an die Starterbatterie 52 des Kraftfahrzeugs, und bei Temperaturen T oberhalb der Temperaturschwelle TS an die wiederaufladbare Batterie 42 selbst anschließt.For this purpose, the control and / or regulating device 48 Now set up to use the heaters 14 to their energy supply at a cell temperature T the battery cells 10 below a predetermined temperature threshold T S to the starter battery 52 of the motor vehicle, and at temperatures T above the temperature threshold TS to the rechargeable battery 42 itself connects.

Die 7 und 8 verdeutlicht die Aufheizstrategie. The 7 and 8th clarifies the heating strategy.

Die 7 zeigt die Abhängigkeit der Zelltemperatur T von dem Strom, der von der Mid-T-Zelle maximal zur Verfügung gestellt wird. Im Temperaturbereich ΔT1 wird mittels der Starterbatterie 52 geheizt und im Temperaturbereich ΔT2 mittels der wiederaufladbaren Batterie 42 selbst.The 7 shows the dependence of the cell temperature T from the maximum power provided by the mid-T cell. In the temperature range .DELTA.T1 is by means of the starter battery 52 heated and in the temperature range .DELTA.T2 by means of the rechargeable battery 42 even.

Die 8 stellt einen möglichen Strom-Kennlinienverlauf in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz ΔT zwischen aktueller Zelltemperatur T und Betriebstemperatur dar.The 8th represents a possible current characteristic curve as a function of the temperature difference .DELTA.T between current cell temperature T and operating temperature.

Im Folgenden sollen wesentliche Aspekte der Aufheizstrategie sowie deren Vorteile noch einmal mit anderen Worten beschrieben werden:In the following, essential aspects of the heating strategy and its advantages will be described in other words:

Das Konzept setzt eine Batteriezelle 10 mit integrierter Heizeinrichtung 14 voraus.The concept uses a battery cell 10 with integrated heating device 14 ahead.

Aus welcher Quelle die Aufheizenergie zur Verfügung gestellt wird, hängt von der Zelltemperatur T ab und damit von dem, von der Mid-T-Zelle 10 maximal zur Verfügung gestellten Strom. Unterschreitet die Zelltemperatur T die festgelegte Temperaturschwelle TS , ab der sie nur sehr wenig Energie für die Heizeinrichtungen 14 bereitstellen kann, so ist die Energie aus der externen Energiequelle 50 wie der im Fahrzeug verbauten Starterbatterie 52 zu entnehmen. Oberhalb der Temperaturschwelle kann aus der Mid-T-Batterie 42 genügend Strom entnommen werden, um damit die Heizeinrichtungen 14 zu betreiben und die Zelle 10 zu erwärmen. In diesem Fall verstärkt sich die Zellerwärmung einerseits durch die Erwärmung aufgrund der Heizeinrichtungen 14 (primär) und andererseits durch die Erwärmung aufgrund des Stroms, der durch die Zellen fließt (sekundär).From which source the heating energy is provided depends on the cell temperature T off and from that, from the mid-T cell 10 maximum provided power. Below the cell temperature T the specified temperature threshold T S from which they have very little energy for the heaters 14 can provide, so is the energy from the external energy source 50 like the starter battery installed in the vehicle 52 refer to. Above the temperature threshold may be from the mid-T battery 42 enough electricity is drawn to allow the heaters 14 to operate and the cell 10 to warm up. In this case, the cell heating increases on the one hand by the heating due to the heaters 14 (Primary) and on the other hand by the heating due to the current flowing through the cells (secondary).

Der maximal zur Verfügung stehende Strom für den Betrieb der Heizeinrichtungen 14 wird nur bei sehr großen Temperaturunterschieden zwischen aktueller Zelltemperatur und Betriebstemperatur der Zelle 10 an die Heizeinrichtungen 14 angelegt. In diesem Fall hat ein schnelles Aufheizen der Mid-T-Zelle 10 und damit verbunden ein schneller Fahrzeugstart höchste Priorität.The maximum available power for the operation of the heaters 14 only works with very large temperature differences between the current cell temperature and the operating temperature of the cell 10 to the heaters 14 created. In this case has a fast heating of the mid-T cell 10 and associated with it a fast vehicle start highest priority.

Liegen aktuelle Zelltemperatur und Betriebstemperatur dicht beisammen, so wird mittels einer Strombegrenzung ein geringer Aufheizstrom für die Heizeinrichtungen 14 zur Verfügung gestellt. Dies kann durch eine Kennlinie I = f (ΔT) erfolgen, die in einer Funktion des Batterie-Management-Systems (BMS) im Batteriesteuergerät abgelegt ist. Somit wird die Zelle schonend erwärmt, was zu einer längeren Lebensdauer der Zelle 10 führt. Die zur Aufwärmung erforderliche Energie wird damit auch auf ein Minimum begrenzt. Des Weiteren ist keine aufwändige Strom-Regelung erforderlich, die das Überhitzen der Batteriezelle 10 verhindert.If the current cell temperature and operating temperature are close together, a current limit will cause a low heating current for the heaters 14 made available. This can be done by a characteristic I = f (.DELTA.T), which is stored in a function of the battery management system (BMS) in the battery control unit. Thus, the cell is gently heated, resulting in a longer life of the cell 10 leads. The energy required for heating is thus limited to a minimum. Furthermore, no elaborate power control is required to overheat the battery cell 10 prevented.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (13)

Batteriezelle (10) für eine wiederaufladbare Batterie (42), insbesondere eine Traktionsbatterie, mit einer Zelleneinheit (12), die eine elektrochemische Zellenstruktur (18) und elektrische Anschlüsse (20, 22) aufweist und mit einer Heizeinrichtung (14) zum Heizen der Zelleneinheit (12), die zumindest ein Heizelement (24) sowie elektrische Anschlüsse (28, 30) zum Anschluss der Heizeinrichtung (14) an eine elektrische Energiequelle aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Heizelement (24) als ein Widerstandsheizelement (26) zum Heizen der Zelleneinheit (12) durch Wärmeübertragung auf die Zelleneinheit (12) ausgebildet ist.Battery cell (10) for a rechargeable battery (42), in particular a traction battery, having a cell unit (12) having an electrochemical cell structure (18) and electrical connections (20, 22) and a heater (14) for heating the cell unit (12), which has at least one heating element (24) and electrical connections (28, 30) for connecting the heating device (14) to an electrical energy source, characterized in that the at least one heating element (24) as a resistance heating element (26) for Heating the cell unit (12) is formed by heat transfer to the cell unit (12). Batteriezelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerstandsheizelement (26) von zumindest einer anderen Komponente (12, 16) der Batteriezelle (10) ganz oder teilweise eingehaust ist.Battery cell after Claim 1 , characterized in that the resistance heating element (26) of at least one other component (12, 16) of the battery cell (10) is completely or partially enclosed. Batteriezelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Komponente der Batteriezelle (10) oder zumindest eine der anderen Komponenten (12, 16) der Batteriezelle (10), die das zumindest eine Widerstandsheizelement (26) zumindest teilweise einhaust, ein Zellengehäuse (16) ist.Battery cell after Claim 2 , characterized in that the other component of the battery cell (10) or at least one of the other components (12, 16) of the battery cell (10) at least partially einhaust the at least one resistance heating element (26), a cell housing (16). Batteriezelle nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Komponente der Batteriezelle (10) oder zumindest eine der anderen Komponenten (12, 16) der Batteriezelle (10), die das zumindest eine Widerstandsheizelement (26) zumindest teilweise einhaust, die Zelleneinheit (12) ist.Battery cell after Claim 2 or 3 characterized in that the other component of the battery cell (10) or at least one of the other components (12, 16) of the battery cell (10) at least partially housing the at least one resistance heating element (26) is the cell unit (12). Batteriezelle nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Zellenstruktur (18) der Zelleneinheit (12) das Widerstandsheizelement (26) umfänglich umgibt.Battery cell after Claim 4 , characterized in that the electrochemical cell structure (18) of the cell unit (12) circumferentially surrounds the resistance heating element (26). Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrochemische Zellenstruktur (18) als eine sogenannte Jelly-Roll-Struktur (36) ausgebildet ist.Battery cell after one of Claims 1 to 5 , characterized in that the electrochemical cell structure (18) as a so-called jelly-roll structure (36) is formed. Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Widerstandsheizelement (26) als flächenhaftes Widerstandsheizelement, insbesondere in Form einer Heizmatte ausgebildet ist.Battery cell after one of Claims 1 to 6 , characterized in that the at least one resistance heating element (26) is designed as a sheet-like resistance heating element, in particular in the form of a heating mat. Batteriezelle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine flächenhafte Widerstandsheizelement (26) eine gewundene Heizleitung (38), insbesondere eine hin- und her-gewundene Heizleitung (38), umfasst.Battery cell after Claim 7 , characterized in that the at least one laminar resistance heating element (26) comprises a wound heating cable (38), in particular a reciprocating heating cable (38). Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anschlüsse (28, 30) der Heizeinrichtung (14) auf einander gegenüberliegenden Seiten (32, 34) der Batteriezelle (10) angeordnet sind.Battery cell after one of Claims 1 to 8th , characterized in that the electrical connections (28, 30) of the heating device (14) on opposite sides (32, 34) of the battery cell (10) are arranged. Verfahren zum Heizen von Batteriezellen (10) einer wiederaufladbaren Batterie (42), insbesondere einer Traktionsbatterie, mittels zumindest einer Heizeinrichtung (14), dadurch gekennzeichnet, dass jede dieser Batteriezellen (10) als Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist, wobei mehrere Heizeinrichtungen (14) zum Heizen vorgesehen sind, die die Heizeinrichtungen (14) der Batteriezellen (10) umfassen.A method for heating battery cells (10) of a rechargeable battery (42), in particular a traction battery, by means of at least one heating device (14), characterized in that each of these battery cells (10) as a battery cell according to one of Claims 1 to 9 is formed, wherein a plurality of heating means (14) are provided for heating, which comprise the heating means (14) of the battery cells (10). Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtungen (14) bei einer Zelltemperatur (T) der Batteriezellen (10) unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle (Ts) von einer externen elektrischen Energiequelle (50), insbesondere einer Starterbatterie (52) eines Kraftfahrzeugs, und bei Temperaturen oberhalb der Temperaturschwelle (TS) von der wiederaufladbaren Batterie (42) selbst mit elektrischer Energie gespeist werden.Method according to Claim 10 , characterized in that the heating means (14) at a cell temperature (T) of the battery cells (10) below a predetermined temperature threshold (Ts) from an external electrical energy source (50), in particular a starter battery (52) of a motor vehicle, and at temperatures above the temperature threshold (T S ) from the rechargeable battery (42) itself are supplied with electrical energy. System (44) zum Heizen von Batteriezellen (10) einer wiederaufladbaren Batterie (42), insbesondere einer Traktionsbatterie, mit - zumindest einem Temperatursensor (46) zur Ermittlung einer Zelltemperatur (T) der Batteriezellen (10), - zumindest einer Heizeinrichtung (14) und - einer Steuer- und/oder Regeleinrichtung (48) zur Ansteuerung der Heizeinrichtung (14) in Abhängigkeit von der über den Temperatursensor (46) ermittelten Zelltemperatur (T), dadurch gekennzeichnet, dass jede dieser Batteriezellen (10) als Batteriezelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausgebildet ist, wobei mehrere Heizeinrichtungen (14) zum Heizen vorgesehen sind, die die Heizeinrichtungen (14) der Batteriezellen (10) umfassen.System (44) for heating battery cells (10) of a rechargeable battery (42), in particular a traction battery, having - at least one temperature sensor (46) for determining a cell temperature (T) of the battery cells (10), - at least one heating device (14) and - a control and / or regulating device (48) for controlling the heating device (14) as a function of the cell temperature (T) determined via the temperature sensor (46), characterized in that each of these battery cells (10) as a battery cell according to one of Claims 1 to 9 is formed, wherein a plurality of heating means (14) are provided for heating, which comprise the heating means (14) of the battery cells (10). System nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (48) derart eingerichtet ist, dass sie die Heizeinrichtungen (14) zu deren Energieversorgung bei einer Zelltemperatur (T) der Batteriezellen (10) unterhalb einer vorgegebenen Temperaturschwelle (TS) an eine batterieexterne elektrische Energiequelle (50), insbesondere eine Starterbatterie (52) eines Kraftfahrzeugs, und bei Temperaturen oberhalb der Temperaturschwelle (Ts) an die wiederaufladbare Batterie (42) selbst anschließt.System after Claim 12 , characterized in that the control and / or regulating device (48) is set up such that it supplies the heating devices (14) with energy at a cell temperature (T) of the battery cells (10) below a predetermined temperature threshold (T S ) to a battery-external electrical energy source (50), in particular a starter battery (52) of a motor vehicle, and at temperatures above the temperature threshold (Ts) to the rechargeable battery (42) itself connects.
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