DE102011005711A1 - Method for operating energy storage device e.g. battery in vehicle, involves reducing stress applied to storage device temporarily, when predicted residual lifetime of storage device is less than predetermined residual lifetime - Google Patents

Method for operating energy storage device e.g. battery in vehicle, involves reducing stress applied to storage device temporarily, when predicted residual lifetime of storage device is less than predetermined residual lifetime Download PDF

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Abstract

The method involves determining (102) a parameter of energy storage device in vehicle and predicting (103) residual lifetime of the energy storage device based on the determined parameter. Stress applied to the energy storage device is temporarily reduced, when detecting (104) that the predicted residual lifetime of the storage device is less than a predetermined residual lifetime. The parameter is selected from expected lifetime, throughput or state of charge. Independent claims are included for the following: (1) device for operating energy storage in vehicle; and (2) vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers in einem Fahrzeug, eine entsprechende Vorrichtung sowie ein Fahrzeug mit mindestens einer solchen Vorrichtung.The invention relates to a method for operating an energy store in a vehicle, a corresponding device and a vehicle having at least one such device.

Energiespeicher, z. B. Batterien in einem Fahrzeug, können je nach Betriebsart unterschiedlich stark beansprucht werden. Insbesondere gibt es Betriebsarten, die die Lebensdauer des Energiespeichers deutlich beanspruchen. Beispielsweise wird eine Batterie in einem Fahrzeug im Winter auf Kurzstrecken bei einer Vielzahl aktivierter elektrischer Verbraucher (Licht, Radio, Sitzheizung, etc.) und/oder bei einer aktivierten Standheizung verhältnismäßig stark beansprucht.Energy storage, z. As batteries in a vehicle, can be subjected to different levels depending on the operating mode. In particular, there are modes that significantly stress the life of the energy storage. For example, a battery in a vehicle in the winter on short distances with a large number of activated electrical consumers (light, radio, seat heating, etc.) and / or in an activated auxiliary heating relatively heavily stressed.

Um eine Beeinträchtigung des Fahrbetriebs zu verhindern, ist es bekannt, den Energiespeicher rechtzeitig auszutauschen. Hierbei ist es von Nachteil, dass oft noch gut funktionierende Energiespeicher rein vorsorglich getauscht werden, obwohl einzelne Energiespeicher durchaus noch nicht das Ende ihrer Lebensdauer erreicht haben und noch einige Zeit fehlerfrei funktionieren würden. Dies stellt eine ineffiziente Nutzung der Energiespeicher und damit der bereitgestellten Ressourcen dar.In order to prevent an impairment of the driving operation, it is known to replace the energy storage in a timely manner. It is disadvantageous that often still well-functioning energy storage are exchanged purely precautionary, although individual energy storage have not quite reached the end of their life and would still work properly for some time. This represents an inefficient use of the energy storage and thus the resources provided.

Weiterhin ist es bekannt, den Energiespeicher nach Ausfall zu tauschen. Dies hat den Nachteil, dass eine Fehlfunktion des Energiespeichers in Kauf genommen wird und damit das Fahrzeug z. B. nicht mehr anspringt und somit der Nutzer deutliche Einbußen bei der Verlässlichkeit des Fahrzeugs hinnehmen muss.Furthermore, it is known to replace the energy storage after failure. This has the disadvantage that a malfunction of the energy storage is accepted and thus the vehicle z. B. no longer starts and thus the user has to accept significant losses in the reliability of the vehicle.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Lösung anzugeben, einen Energiespeicher in einem Fahrzeug effizient zu nutzen.The object of the invention is to avoid the abovementioned disadvantages and, in particular, to provide a solution for efficiently using an energy store in a vehicle.

Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich auch aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved according to the features of the independent claims. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers in einer Fahrzeug angegeben,

  • – bei dem mindestens ein Parameter des Energiespeichers ermittelt wird,
  • – bei dem anhand des mindestens einen Parameters eine Restdauer der Funktionsfähigkeit des Energiespeichers vorausbestimmt wird,
  • – bei dem der Energiespeicher zumindest vorübergehend weniger stark belastet wird, sofern die vorausbestimmte Restdauer geringer ist als eine vorgegebene Nutzungsdauer.
To achieve the object, a method for operating an energy store in a vehicle is specified,
  • In which at least one parameter of the energy store is determined,
  • In which, on the basis of the at least one parameter, a residual duration of the functional capability of the energy store is predetermined,
  • - In which the energy storage is at least temporarily charged less heavily, if the predetermined residual time is less than a predetermined period of use.

Das Fahrzeug kann insbesondere mittels des Energiespeichers während oder vor dem Fahrbetrieb zumindest unterstützend versorgt werden. Beispielsweise ist es möglich, dass anhand des Energiespeichers Startfunktionen (z. B. Zündung) oder vorbereitende Startfunktionen (Betrieb einer Standheizung oder eines Schließsystems) unterstützt werden.The vehicle can be supplied with assistance, in particular by means of the energy store, during or before the driving operation. For example, it is possible to use the energy store to support start functions (eg ignition) or preparatory start functions (operation of a parking heater or a locking system).

Ein Vorteil dieser Lösung besteht darin, dass durch die geringere Belastung des Energiespeichers gezielt dessen vorausbestimmte Restdauer der Funktionsfähigkeit verlängert werden kann. Dadurch kann z. B. erreicht werden, dass die Anzahl außerplanmäßiger Werkstattaufenthalte für einen Tausch des Energiespeichers minimiert wird. So kann der ungünstige Fall rechtzeitig verhindert werden, dass der Nutzer des Fahrzeugs kurz vor einem geplanten Werkstattbesuch noch einen weiteren Werkstattbesuch nur zum Tausch des Energiespeichers einplanen und wahrnehmen muss.An advantage of this solution is that its predefined residual duration of functionality can be extended by the lower load of the energy storage targeted. As a result, z. B. be achieved that the number of unscheduled workshop stays is minimized for an exchange of energy storage. Thus, the unfavorable case can be prevented in good time, that the user of the vehicle just before a planned visit to the workshop still plan and take another workshop visit just to exchange the energy storage.

Eine Weiterbildung ist es, dass der mindestens eine Parameter des Energiespeichers mindestens eine der folgenden Größen umfasst:

  • – einen Innenwiderstand;
  • – eine zu erwartende Lebensdauer;
  • – einen Ladungsdurchsatz;
  • – einen Ladungszustand.
A development is that the at least one parameter of the energy store comprises at least one of the following variables:
  • - an internal resistance;
  • - an expected life span;
  • A charge throughput;
  • - a state of charge.

Eine andere Weiterbildung ist es, dass der Energiespeicher eine wiederaufladbare Batterie ist.Another development is that the energy storage is a rechargeable battery.

Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass die Restdauer der Funktionsfähigkeit des Energiespeichers bestimmt wird anhand der Veränderung des mindestens einen Parameters gegenüber mindestens einer vorherigen Bestimmung oder Messung.In particular, it is a further development that the remaining duration of the functional capability of the energy store is determined on the basis of the change of the at least one parameter compared to at least one previous determination or measurement.

Somit kann ein Istgradient, z. B. eine graduelle Verschlechterung oder Alterung, des Energiespeichers gemessen, ermittelt oder berechnet werden. Damit kann vorausbestimmt (prädiziert) werden, wann voraussichtlich (basierend auf den bereits vorliegenden Parameter (oder Daten) das tatsächliche Ende der Lebensdauer des Energiespeichers erreicht sein wird.Thus, an actual gradient, z. As a gradual deterioration or aging of the energy storage can be measured, determined or calculated. Thus, it can be predicted (predicted) when (based on the already existing parameters (or data)) the actual end of the life of the energy storage will probably be reached.

Das Ende der Lebensdauer kann z. B. vorgegeben sein durch einen Schwellwert für den mindestens einen Parameter (auch bezeichnet als Funktionsschwelle). Ab Erreichen der Funktionsschwelle wird der Energiespeicher als defekt eingestuft und soll getauscht werden. Dabei kann es unerheblich sein, ob der Energiespeicher auch nach oder mit Erreichen der Funktionsschwelle (bisher) noch ohne Fehler funktioniert (hat).The end of the life can z. B. be predetermined by a threshold for the at least one parameter (also referred to as function threshold). After reaching the functional threshold of the energy storage is classified as defective and should be replaced. It may be irrelevant whether the energy storage (or has not worked) after or with reaching the functional threshold (yet) without error.

Auch ist es eine Weiterbildung, dass der Energiespeicher weniger stark belastet wird, indem mindestens eine der folgenden Maßnahmen durchgeführt wird:

  • – ein elektrischer Verbraucher wird während der Fahrt und/oder vor Antritt der Fahrt mit einer reduzierten elektrischen Leistung durch den Energiespeicher betrieben;
  • – ein elektrischer Verbraucher wird während der Fahrt und/oder vor Antritt der Fahrt nicht mittels des Energiespeichers versorgt;
  • – die Leerlaufdrehzahl des Fahrzeugs wird erhöht.
It is also a development that the energy storage is less heavily loaded by at least one of the following actions is carried out:
  • - An electrical consumer is operated while driving and / or before the start of the journey with a reduced electrical power through the energy storage;
  • - An electrical load is not supplied by the energy storage while driving and / or before starting the journey;
  • - The idle speed of the vehicle is increased.

Ferner ist es eine Weiterbildung, dass die vorgegebene Nutzungsdauer bestimmt wird anhand einer Sollvorgabe für die Lebensdauer des Energiespeichers und/oder anhand mindestens eines geplanten Werkstattaufenthalts.Furthermore, it is a development that the predetermined service life is determined based on a target specification for the life of the energy storage and / or based on at least one planned workshop stay.

Beispielsweise kann ein Sollgradient und/oder eine zu erwartende Lebensdauer für den Energiespeicher ermittelt und ggf. in einem Steuergerät des Fahrzeugs abgespeichert werden. Der vorstehend genannte Istgradient kann damit zu vorgegebenen Zeitpunkten (z. B. regelmäßig) mit dem Sollgradienten verglichen werden; durch diesen Vergleich ist bestimmbar, ob die Belastung des Energiespeichers reduziert werden muss oder nicht.For example, a desired gradient and / or an expected service life for the energy store can be determined and possibly stored in a control unit of the vehicle. The above-mentioned actual gradient can thus be compared with the target gradient at predetermined times (eg regularly); This comparison makes it possible to determine whether the load on the energy store must be reduced or not.

Eine Alternative bzw. zusätzliche Option besteht darin, dass bei einem bevorstehenden Tausch des Energiespeichers, dessen Restdauer der Funktionsfähigkeit noch über der vorausbestimmen Restdauer liegt, stärker beansprucht wird. Dies kann vorteilhaft sein, wenn der Tausch des Energiespeichers ansteht und dieser noch als ausreichend gut eingestuft wird, wobei die Funktionsfähigkeit nicht mehr gut genug ist, um auch den übernächsten Werkstattaufenthalt erreichen zu können. Eine stärkere Beanspruchung des Energiespeichers kann ggf. dazu führen, dass der Generator des Fahrzeugs geschont wird und die benötigte Energie zumindest teilweise oder temporär von dem Energiespeicher bereitgestellt wird.An alternative or additional option is that, in the event of an imminent exchange of the energy store, the remaining duration of the functioning of which is still above the predefined residual duration, is subjected to greater stress. This can be advantageous if the replacement of the energy storage is pending and this is still classified as sufficiently good, the functionality is no longer good enough to reach the next but one workshop visit. A stronger stress of the energy storage may possibly lead to the generator of the vehicle is spared and the required energy is at least partially or temporarily provided by the energy storage.

Im Rahmen einer zusätzlichen Weiterbildung wird der Energiespeicher normal (oder auch stärker als normal) belastet, sofern die vorausbestimmte Restdauer mindestens der vorgegebenen Nutzungsdauer entspricht.In the context of an additional development of the energy storage is normal (or more than normal) charged, provided that the predetermined residual duration at least the predetermined useful life corresponds.

Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass der Energiespeicher weniger stark belastet wird und dass die Anzahl der Tauschvorgänge des Energiespeichers minimiert wird, sofern die vorausbestimmte Restdauer geringer ist als die vorgegebene Nutzungsdauer.A next development is that the energy storage is less heavily loaded and that the number of exchange operations of the energy storage is minimized, provided that the predetermined residual duration is less than the predetermined service life.

Eine Ausgestaltung ist es, dass bei Unterschreiten eines vorgegebene Schwellwerts für die Restdauer der Energiespeicher in einem belastungsreduzierten Modus betrieben wird.An embodiment is that when falling below a predetermined threshold value for the remaining duration of the energy storage is operated in a load-reduced mode.

In diesem Fall kann sichergestellt werden, dass ein Ausfall des Energiespeichers so lange wie möglich bis zu dem tatsächlichen Tausch des Energiespeichers hinausgezögert wird. Beispielsweise kann ab dem vorgegebenen Schwellwert auf Komfortfunktionen, die mit Hilfe des Energiespeichers bereitgestellt werden (z. B. Standheizung) ganz oder teilweise verzichtet werden, um wesentliche Funktionen des Fahrzeugs (z. B. Starten des Verbrennungsmotors, Öffnen und Schließen des Fahrzeugs, Versorgung wesentlicher Elektronik-Komponenten und Steuergeräte vor der Aktivierung des Generators, etc.), für die der Energiespeicher benötigt wird, so lange wie möglich sicherzustellen.In this case, it can be ensured that a failure of the energy storage device is delayed as long as possible until the actual exchange of the energy storage device. For example, from the predefined threshold value on comfort functions that are provided with the aid of the energy storage device (eg auxiliary heating) can be completely or partially dispensed with to essential functions of the vehicle (eg starting the internal combustion engine, opening and closing the vehicle, supply essential electronic components and control devices before activating the generator, etc.) for which the energy storage is needed to ensure as long as possible.

Die vorstehende Aufgabe wird auch gelöst mittels einer Vorrichtung zum Betrieb eines Energiespeichers in einem Fahrzeug umfassend eine Steuereinheit, die derart eingerichtet ist, das die Schritte des hierin beschriebenen Verfahrens durchführbar sind.The above object is also achieved by means of a device for operating an energy store in a vehicle comprising a control unit which is set up such that the steps of the method described herein are feasible.

Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe gelöst anhand eines Fahrzeugs mit mindestens einer dieser Vorrichtungen.Furthermore, the above object is achieved by means of a vehicle with at least one of these devices.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen dargestellt und erläutert.Embodiments of the invention are illustrated and explained below with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 ein beispielhaftes Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zur effizienten Nutzung des Energiespeichers wie er beispielsweise in Form einer Batterie in einen Fahrzeug eingesetzt werden kann; 1 an exemplary flowchart with steps of a method for efficient use of the energy storage such as can be used in the form of a battery in a vehicle;

2 ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung des Falls, dass die Lebensdauer des Energiespeichers erreichbar ist; 2 a schematic diagram illustrating the case that the life of the energy storage device is achievable;

3 ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung des Falls, dass die Lebensdauer des Energiespeichers ”geringfügig” nicht erreichbar ist; 3 a schematic diagram illustrating the case that the life of the energy storage is "slightly"unreachable;

4 ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung des Falls, dass die Lebensdauer des Energiespeichers und der sich hieraus ergebende Zeitpunkt (deutlich) nicht erreichbar ist. 4 a schematic diagram illustrating the case that the life of the energy storage and the resulting time is (clearly) unattainable.

Der hier vorgeschlagene Ansatz ermöglicht eine optimierte Nutzung eines Energiespeichers, z. B. einer Batterie, eines Fahrzeugs. Dabei kann der Energiespeicher auch Teil einer Komponente des Fahrzeugs, z. B. einer Antriebs- oder Steuereinheit sein. Insbesondere kann der Energiespeicher Teil eines Fahrzeugs sein, das über mindestens einen elektrischen Antrieb (Elektromotor zum Fahrbetrieb) und/oder mindestens einen Verbrennungsmotor verfügt.The approach proposed here allows optimized use of an energy storage, z. B. a battery, a vehicle. In this case, the energy storage and part of a component of the vehicle, for. B. a drive or control unit. In particular, the energy store may be part of a vehicle which has at least one electric drive (electric motor for driving operation) and / or at least one internal combustion engine.

Insbesondere kann der Energiespeicher hinsichtlich seiner Lebensdauer optimiert genutzt werden. In particular, the energy storage can be used optimized in terms of its life.

1 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm mit Schritten eines Verfahrens zur effizienten Nutzung des Energiespeichers wie er beispielsweise in Form einer Batterie in einem Fahrzeug eingesetzt werden kann. 1 shows an exemplary flowchart with steps of a method for efficient use of the energy storage as it can be used for example in the form of a battery in a vehicle.

Ein Schritt 101 kennzeichnet den Start des Verfahrens, in einem Schritt 102 wird ein Sollgradient der Lebensdauer (eine Lebensdauerabnahme) des Energiespeichers bestimmt. Die Lebensdauer des Energiespeichers wird z. B. durch ein Nutzungsverhalten des Kunden und/oder eine Betriebsstrategie des Fahrzeugs beeinflusst bzw. reduziert. Aus der ermittelten Lebensdauerabnahme lässt sich mit Hilfe des dazugehörigen Zeitraumes das Lebensdauerende prädizieren.A step 101 indicates the start of the procedure, in one step 102 is a set gradient of the life (a lifetime decrease) of the energy storage determined. The life of the energy storage is z. B. influenced by a user behavior of the customer and / or an operating strategy of the vehicle or reduced. From the determined service life decrease, the end of life can be predicted with the aid of the associated period.

Beispielsweise kennt ein Steuergerät des Fahrzeugs aufgrund anderer Parameter (z. B. anstehender Ölwechsel, Überprüfung der Bremsbeläge oder Bremsscheiben, Update der Elektronik, anstehender Kontrolltermin für eine beliebige Komponente des Fahrzeugs, Reifenwechsel, etc.) bereits einen Zeitpunkt (oder einen Zeitraum) für einen Service-Termin. Basierend auf diesem aktuell ermittelbaren Zeitpunkt (oder Zeitraum) kann das Steuergerät vorausbestimmen, wie lange der Energiespeicher noch funktionieren müsste oder sollte, ohne dass ein außerplanmäßiger Werkstattbesuch zum Auswechseln des Energiespeichers benötigt wird.For example, a control unit of the vehicle already knows a point in time (or a period of time) due to other parameters (eg pending oil change, checking the brake linings or brake disks, updating the electronics, upcoming control date for any component of the vehicle, changing tires, etc.) a service appointment. Based on this currently determinable time (or period of time), the controller may predict how long the energy storage would or should still work without requiring an unscheduled workshop visit to replace the energy storage.

In einem Schritt 103 wird ein Istgradient des Energiespeichers ermittelt, also eine aktuelle tatsächliche Veränderung (Verschlechterung) des Zustands des Energiespeichers. Beispielsweise kann die Alterung des Energiespeichers bestimmt werden, indem regelmäßig, z. B. zu vorgebbaren Zeitpunkten, der Innenwiderstand des Energiespeichers bestimmt wird. Die Veränderung des Zustands des Energiespeichers kann mit dem in Schritt 102 bestimmten Sollgradienten verglichen werden. Hierdurch ist es möglich, zu ermitteln, ob eine vorgegebene Lebensdauer des Energiespeichers (z. B. länger als bis zu dem nächsten planmäßigen Werkstattaufenthalt bzw. länger als bis zu einem der folgenden nächsten Werkstattaufenthalte) erreichbar ist (siehe Abfrage in Schritt 104), geringfügig nicht erreichbar ist (siehe Abfrage in Schritt 105) oder sicher nicht erreichbar ist (siehe Abfrage in Schritt 106).In one step 103 an actual gradient of the energy store is determined, ie a current actual change (deterioration) of the state of the energy store. For example, the aging of the energy storage can be determined by regularly, for. B. at predetermined times, the internal resistance of the energy storage is determined. The change in the state of the energy storage can be done with the in step 102 certain target gradients are compared. This makes it possible to determine whether a given lifetime of the energy store (eg, longer than the next scheduled visit to the workshop or longer than one of the following visits to the next workshop) is achievable (see query in step 104 ), is slightly unreachable (see query in step 105 ) or is certainly not reachable (see query in step 106 ).

2 zeigt ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung des Falls, dass die Lebensdauer des Energiespeichers und ein sich hieraus ergebender Zeitpunkt 204 erreichbar ist. Hierbei ist die Funktionalität des Energiespeichers über der Zeit dargestellt, wobei ein vormals neuer Energiespeicher im Verlauf der Zeit altert und sich dessen Funktionalität (beispielhaft kontinuierlich) verschlechtert (siehe Verlauf 201, entsprechend dem Sollgradienten), bis eine Funktionsschwelle 202 erreicht ist. Mit Erreichen der Funktionsschwelle 202 ist z. B. eine einwandfreie Funktion des Energiespeichers im Zusammenwirken mit dem Fahrzeug nicht mehr gewährleistet. Damit ist es ein Ziel, dass der Energiespeicher vor Erreichen der Funktionsschwelle 202 ausgetauscht wird. Dies erfolgt, wie vorstehend ausgeführt wurde, vorzugsweise innerhalb eines planmäßigen Werkstattaufenthalts. So ist es möglich, dass der Nutzer des Fahrzeugs einerseits die Funktionalität des Energiespeichers nicht überwachen muss und andererseits keine drastische Funktionseinbuße zu erwarten hat, da der Energiespeicher rechtzeitig ausgetauscht wird. Ferner muss in diesem Fall der Nutzer keinen außerplanmäßigen Werkstattbesuch zum Tausch des Energiespeichers durchführen. 2 shows a schematic diagram illustrating the case that the life of the energy storage and a resulting time 204 is reachable. Here, the functionality of the energy storage over time is shown, with a former new energy storage age over time and its functionality deteriorates (for example continuously) (see the course 201 , according to the target gradient), until a functional threshold 202 is reached. With reaching the functional threshold 202 is z. B. a proper function of the energy storage in cooperation with the vehicle no longer guaranteed. Thus, it is a goal that the energy storage before reaching the functional threshold 202 is exchanged. This is done, as stated above, preferably within a scheduled workshop stay. It is thus possible for the user of the vehicle, on the one hand, not to have to monitor the functionality of the energy store and, on the other hand, for no drastic loss of functionality, since the energy store is replaced in good time. Furthermore, in this case, the user does not have to make an unscheduled workshop visit to exchange the energy storage.

Ein Verlauf 203 in 2 deutet den Fall an, dass die tatsächliche (ermittelte) Alterung des Energiespeichers langsamer erfolgt als dies durch den Verlauf 201 angedeutet ist. Damit erreicht der Energiespeicher problemlos seine prädizierte Lebensdauer, d. h. den Zeitpunkt 204. Ein Tausch zu dem Zeitpunkt 204 reicht also aus, um eine ordnungsgemäße Funktionalität des Energiespeichers zu gewährleisten; es sind insbesondere keine sonstigen Maßnahmen erforderlich.A course 203 in 2 indicates the case that the actual (determined) aging of the energy storage is slower than through the course 201 is indicated. Thus, the energy storage easily reaches its predicted lifetime, ie the time 204 , An exchange at the time 204 is sufficient, therefore, to ensure proper functionality of the energy storage; In particular, no other measures are required.

Im Hinblick auf 1 stellt die Abfrage 104 eine (z. B. regelmäßige) Überprüfung dar, ob der Zeitpunkt 204 aufgrund der aktuellen Bestimmung des Istgradienten (dargestellt in Form des Verlaufs 203) erreichbar ist. Ist dies der Fall, so wird zu Schritt 103 verzweigt, sonst wird zu der Abfrage gemäß Schritt 105 verzweigt.With regard 1 puts the query 104 a (eg regular) check to see if the time 204 due to the current determination of the actual gradient (shown in the form of the course 203 ) is reachable. If this is the case, then it is time to move on 103 branches, otherwise it will go to the query according to step 105 branched.

3 zeigt ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung des Falls, dass die Lebensdauer des Energiespeichers und der sich hieraus ergebende Zeitpunkt 204 ”geringfügig” nicht erreichbar ist. 3 basiert auf der Darstellung gemäß 2, die vorstehenden Erläuterungen gelten entsprechend. 3 shows a schematic diagram illustrating the case that the life of the energy storage and the resulting time 204 "Slightly" is not achievable. 3 based on the presentation according to 2 , the above explanations apply accordingly.

Ein Verlauf 301 deutet an, dass der Energiespeicher schneller altert als dies durch den Verlauf 201 (d. h. den Sollgradienten) vorgegeben ist. Damit wäre bereits vor dem Zeitpunkt 204 für diesen Energiespeicher das Ende der Lebensdauer erreicht und er müsste getauscht werden, um eine einwandfreie Funktion des Fahrzeugs sicherzustellen. Dies würde aber zu einem außerplanmäßigen Werkstattaufenthalt führen, der jedoch gemäß dem hier vorgestellten Ansatz vermeidbar ist.A course 301 indicates that the energy storage is aging faster than through the course 201 (ie, the target gradient) is given. That would already be before the date 204 For this energy storage reaches the end of life and he would have to be replaced to ensure proper operation of the vehicle. However, this would lead to an unscheduled workshop stay, which is however avoidable according to the approach presented here.

Da regelmäßig und auch rechtzeitig in dem Schritt 103 der Istgradient der Lebensdauer ermittelt wird, kann bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt festgestellt werden, dass die Lebensdauer des Energiespeichers ”geringfügig” nicht erreichbar ist (siehe Abfrage in Schritt 105). In diesem Fall kann die Belastung des Energiespeichers verringert werden und so dessen Lebensdauer verlängert werden (siehe Schritt 107). Dies kann dadurch erreicht werden, dass die teilweise starke Belastung des Energiespeichers z. B. während Kurzstreckenfahrten oder kurz nach dem Start des Fahrzeugs reduziert wird, indem z. B. elektrische Verbraucher (Heckscheibenheizung, Sitzheizung) mit geringerer Leistung betrieben werden oder indem die Leerlaufdrehzahl des Motors erhöht wird und somit die elektrischen Verbraucher vorwiegend oder ausschließlich anhand eines Generators des Fahrzeugs betrieben werden.As regularly and in time in the step 103 If the actual gradient of the service life is determined, it can already be determined at a very early point in time that the life of the energy store is "slightly" unreachable (see query in step 105 ). In this case, the load of the energy storage can be reduced and its lifetime extended (see step 107 ). This can be achieved that the partially heavy load of the energy storage z. B. during short trips or shortly after the start of the vehicle is reduced by z. As electrical loads (rear window heating, seat heating) are operated at a lower power or by the idle speed of the engine is increased and thus the electrical consumers are operated mainly or exclusively by means of a generator of the vehicle.

Nach Schritt 107 wird zu Schritt 103 verzweigt. Ergibt die Abfrage in Schritt 105, dass die Lebensdauer ”geringfügig” nicht erreichbar ist, so wird zu der Abfrage in Schritt 106 verzweigt.After step 107 gets to step 103 branched. Returns the query in step 105 that the lifetime is "slightly" unreachable, then the query in step 106 branched.

4 zeigt ein schematisches Diagramm zur Veranschaulichung des Falls, dass die Lebensdauer des Energiespeichers und der sich hieraus ergebende Zeitpunkt 204 (deutlich) nicht erreichbar ist. 4 basiert auf der Darstellung gemäß 2, die vorstehenden Erläuterungen gelten entsprechend. 4 shows a schematic diagram illustrating the case that the life of the energy storage and the resulting time 204 (clearly) can not be reached. 4 based on the presentation according to 2 , the above explanations apply accordingly.

So zeigt der Verlauf 401 einen Istgradienten, der deutlich von dem Verlauf 201 (Sollgradient) abweicht derart, dass der prädizierte Zeitpunkt 204 der Lebensdauer nicht erreichbar ist. Vielmehr ergibt sich aus dem Verlauf 401 ein Zeitpunkt 403 für den Tausch des Energiespeichers und damit ggf. ein außerplanmäßiger Werkstattaufenthalt für das Fahrzeug.This is how the course shows 401 an actual gradient that is significantly different from the course 201 (Nominal gradient) deviates in such a way that the predicted time 204 the service life is not achievable. Rather, it follows from the course 401 a time 403 for the exchange of energy storage and thus possibly an unscheduled workshop stay for the vehicle.

Allerdings kann auch in diesem Szenario die Belastung des Energiespeichers reduziert werden (beispielsweise durch die vorstehend beschriebenen Maßnahmen), so dass sich der Zeitpunkt 403 in einem gewissen Bereich (auch bezeichnet als ”Wartezeit”) in Richtung des Zeitpunkts 404 verschiebt. Zwar ist in dem Zeitraum zwischen den Zeitpunkten 403 und 404 ggf. ein außerplanmäßiger Werkstattaufenthalt zum Tausch des Energiespeichers erforderlich, allerdings kann bereits zu diesem Zeitpunkt mit hoher Wahrscheinlichkeit sichergestellt werden, dass nur ein einziger zusätzlicher Werkstattaufenthalt zum Tausch des Energiespeichers vor dem Zeitpunkt 204 (planmäßiger Werkstattaufenthalt) benötigt wird. Dies ist in 4 durch den Verlauf 402 der Alterung des getauschten Energiespeichers angedeutet, dessen Funktionalität bis zu dem Zeitpunkt 204 sichergestellt werden kann (ggf. wiederum durch geeignete alterungsschonende Maßnahmen wie hierin beschrieben).However, even in this scenario, the load on the energy storage can be reduced (for example, by the measures described above), so that the time 403 in a certain range (also referred to as "waiting time") in the direction of the time 404 shifts. True, in the period between the times 403 and 404 If necessary, an unscheduled workshop visit to exchange the energy storage required, however, can already be ensured at this time with high probability that only a single additional workshop stay to replace the energy storage before the time 204 (scheduled workshop stay) is needed. This is in 4 through the course 402 the aging of the exchanged energy storage indicated its functionality until the time 204 can be ensured (in turn, if necessary, by appropriate aging-friendly measures as described herein).

Im Beispiel gemäß 4 kann der Energiespeicher so geschont werden, dass der Verlauf 401 nicht zu dem Zeitpunkt 403, sondern zu dem Zeitpunkt 404 endet. Wird zu dem Zeitpunkt 404 der Energiespeicher (z. B. im Rahmen des außerplanmäßigen Werkstattaufenthalts) getauscht, so kann der getauschte Energiespeicher z. B. mit oder ohne alterungsschonende Maßnahmen so betrieben werden, dass dessen Funktion mindestens bis zu dem Zeitpunkt 204 sichergestellt ist. Damit reicht ein einziger außerplanmäßiger Werkstattaufenthalt aus (hier im Beispiel zu dem Zeitpunkt 404).In the example according to 4 the energy storage can be spared so that the course 401 not at the time 403 but at the time 404 ends. Will be at the time 404 the energy storage (eg., In the context of unscheduled workshop stay) exchanged, the exchanged energy storage z. B. be operated with or without age-friendly measures so that its function at least until the time 204 is ensured. This is sufficient for a single unscheduled workshop stay (here in the example at the time 404 ).

In 1 wird in Schritt 106 abgefragt, ob die Lebensdauer nicht erreichbar ist (siehe vorstehende Erläuterungen im Hinblick auf 4). Ist dies nicht der Fall, wird zu Schritt 103 verzweigt; ist dies hingegen der Fall, so wird zu einem Schritt 108 verzweigt. Dort kann bestimmt werden, inwieweit die Wartezeit verlängert werden sollte, um die Tauschzeitpunkte (also einen Tauschzeitpunkt des Energiespeichers in dem Zeitraum zwischen 403 und 404 und einen Tauschzeitpunkt zu dem Zeitpunkt 204) zu synchronisieren (mit anderen Worten um z. B. sicherzustellen, dass der Tauschzeitpunkt 204 mit nur einem zusätzlichen Tauschzeitpunkt erreicht werden kann). In einem Schritt 109 wird abgefragt, ob die Wartezeit oder die Lebensdauer bereits abgelaufen ist. Ist dies nicht der Fall, so wird zu Schritt 108 verzweigt; anderenfalls wird zu einem Schritt 110 verzweigt, in dem der Energiespeicher möglichst stark geschont wird, um einen Ausfall zu verzögern bzw. zu verhindern. Als nächstes wird in einem Schritt 111 der Energiespeicher getauscht.In 1 will be in step 106 queried whether the service life is not achievable (see above explanations with regard to 4 ). If this is not the case, then step 103 branched; if this is the case, then it becomes a step 108 branched. There it can be determined to what extent the waiting time should be extended to the exchange times (ie a replacement time of the energy store in the period between 403 and 404 and a barter date at the time 204 ) to synchronize (in other words, for example, to ensure that the exchange date 204 can be achieved with only one additional exchange time). In one step 109 it is queried whether the waiting time or the service life has already expired. If this is not the case, then it is time to move on 108 branched; otherwise it becomes a step 110 Branched, in which the energy storage is spared as much as possible in order to delay or prevent a failure. Next, in one step 111 the energy storage exchanged.

Die hier vorgestellte Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass der Energiespeicher optimiert genutzt werden kann. Weiterhin kann eine effiziente Anpassung an ein Nutzungsverhalten und/oder eine Betriebsstrategie erfolgen, was sich positiv auf die Haltbarkeit und Verfügbarkeit des Energiespeichers auswirkt. Der Ansatz minimiert die außerplanmäßigen Werkstattaufenthalte und reduziert die Kosten für den Austausch der Energiespeicher.The solution presented here has the particular advantage that the energy storage can be used optimally. Furthermore, an efficient adaptation to a usage behavior and / or an operating strategy can take place, which has a positive effect on the durability and availability of the energy store. The approach minimizes unscheduled workshop visits and reduces the cost of replacing energy storage.

Claims (11)

Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers in einem Fahrzeug, – bei dem mindestens ein Parameter des Energiespeichers ermittelt wird, – bei dem anhand des mindestens einen Parameters eine Restdauer der Funktionsfähigkeit des Energiespeichers vorausbestimmt wird, – bei dem der Energiespeicher zumindest vorübergehend weniger stark belastet wird, sofern die vorausbestimmte Restdauer geringer ist als eine vorgegebene Nutzungsdauer.Method for operating an energy store in a vehicle, In which at least one parameter of the energy store is determined, In which, on the basis of the at least one parameter, a residual duration of the functional capability of the energy store is predetermined, - In which the energy storage is at least temporarily charged less heavily, if the predetermined residual time is less than a predetermined period of use. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der mindestens eine Parameter des Energiespeichers mindestens eine der folgenden Größen umfasst: – einen Innenwiderstand; – eine zu erwartende Lebensdauer; – einen Ladungsdurchsatz; – einen Ladungszustand.The method of claim 1, wherein the at least one parameter of the energy store comprises at least one of the following quantities: - an internal resistance; - an expected life span; A charge throughput; - a state of charge. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Energiespeicher eine wiederaufladbare Batterie ist.Method according to one of the preceding claims, in which the energy store is a rechargeable battery. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Restdauer der Funktionsfähigkeit des Energiespeichers bestimmt wird anhand der Veränderung des mindestens einen Parameters gegenüber mindestens einer vorherigen Bestimmung oder Messung.Method according to one of the preceding claims, wherein the remaining duration of the operability of the energy storage is determined based on the change of the at least one parameter against at least one previous determination or measurement. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Energiespeicher weniger stark belastet wird, indem mindestens eine der folgenden Maßnahmen durchgeführt wird: – ein elektrischer Verbraucher wird während der Fahrt und/oder vor Antritt der Fahrt mit einer reduzierten elektrischen Leistung durch den Energiespeicher betrieben; – ein elektrischer Verbraucher wird während der Fahrt und/oder vor Antritt der Fahrt nicht mittels des Energiespeichers versorgt; – die Leerlaufdrehzahl des Fahrzeugs wird erhöht.Method according to one of the preceding claims, in which the energy store is subjected to less load by performing at least one of the following measures: - An electrical consumer is operated while driving and / or before the start of the journey with a reduced electrical power through the energy storage; - An electrical load is not supplied by the energy storage while driving and / or before starting the journey; - The idle speed of the vehicle is increased. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die vorgegebene Nutzungsdauer bestimmt wird anhand einer Sollvorgabe für die Lebensdauer des Energiespeichers und/oder anhand mindestens eines geplanten Werkstattaufenthalts.Method according to one of the preceding claims, wherein the predetermined service life is determined based on a target specification for the life of the energy storage and / or on the basis of at least one planned workshop stay. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Energiespeicher normal belastet wird, sofern die vorausbestimmte Restdauer mindestens der vorgegebenen Nutzungsdauer entspricht.Method according to one of the preceding claims, in which the energy store is loaded normally, provided that the predetermined residual duration corresponds at least to the predetermined service life. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Energiespeicher weniger stark belastet wird und bei dem die Anzahl der Tauschvorgänge des Energiespeichers minimiert wird, sofern die vorausbestimmte Restdauer geringer ist als die vorgegebene Nutzungsdauer.Method according to one of the preceding claims, in which the energy storage is less heavily loaded and in which the number of exchange operations of the energy storage is minimized, provided that the predetermined residual duration is less than the predetermined service life. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem bei Unterschreiten eines vorgegebene Schwellwerts für die Restdauer der Energiespeicher in einem belastungsreduzierten Modus betrieben wird.Method according to one of the preceding claims, in which falls below a predetermined threshold value for the remaining duration of the energy storage is operated in a load reduced mode. Vorrichtung zum Betrieb eines Energiespeichers in einem Fahrzeug umfassend eine Steuereinheit, die derart eingerichtet ist, das die Schritte des Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche durchführbar sind.Apparatus for operating an energy storage device in a vehicle comprising a control unit which is set up such that the steps of the method according to one of the preceding claims can be carried out. Fahrzeug mit mindestens einer Vorrichtung gemäß Anspruch 10.Vehicle with at least one device according to claim 10.
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