CN102729831B - 一种用于能量管理的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种在具有电能量源和由该能量源馈电的电驱动装置的电驱动机动车中用于能量管理的方法，包括确定该电驱动装置对该能量源的能量消耗的步骤、确定在该机动车上的至少一个其他的电负载中的对该能量源的能量消耗的步骤、确定该驱动装置以及该至少一个其他的电负载的电能的节能潜力的步骤、以及向该机动车的驾驶员输出对于该所确定的节能潜力的提示的步骤。

Description

一种用于能量管理的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于能量管理的方法，以及一种用于能量管理的装置。
背景技术
已知的是，机动车具有虽然能够再补充、但是有限的能量存储。对于经济地驱动机动车和无故障地到达所计划的目的地而言，管理该能量存储是有意义的。
EP 2091 127 A1示出了一种用于具有内燃机和电力辅助系统的机动车上的能量管理技术，其中如此地增加或减小由内燃机提供并且馈入蓄电池的电能以及从蓄电池耗费的电能，以使得电力辅助系统的顺利的驱动成为可能。
DE 10 2008 028 561 A1示出了一种方法，其向机动车的驾驶员示出：通过对机动车的何种影响能够节省多少的能量量。
DE 10 2006 062 584 A1示出了一种技术，其中，根据车辆将行使的路段，装满或清空能够用于驱动车辆的电能蓄能器。
此外，从DE 10 2008 028 561 A1中已知一种方法，其中，确定机动车上的电负载的相关的能量消耗以及用于减小各个能量消耗的推荐动作，并且将其示出给机动车的驾驶员。
在采用电能用于驱动的机动车中，机动车的所有部件对电源的电能量耗费受多个参数的限制。全面地描述用于控制机动车上的具体的能量负载的可能的动作选项能够需要各式各样的显示(Anzeigenfülle)，其将会对机动车的驾驶员要求过高，以致驾驶员可能不再能够足够地集中于机动车的驾驶。另一方面，自动激活或禁止负载能够使得驾驶员感觉不便。
在此，本发明的任务在于，提供一种方法和装置，其允许驾驶员根据其自己的想法改变电能负载的相关参数，以便最佳地使用可供使用的电能。
在此，本发明借助于依据本发明的方法和装置来解决该任务。
发明内容
依据本发明的在具有电能量源和由该能量源馈电的电驱动装置的电驱动机动车中的用于能量管理的方法，包括确定电驱动装置对能量源的能量消耗的步骤、确定在该机动车上的至少一个其他的电负载对该能量源的能量消耗的步骤、确定该驱动装置以及该至少一个其他的电负载的电能的节能潜力的步骤、以及向该机动车的驾驶员输出对于该所确定的节能潜力的提示的步骤。
依据本发明可能的是，由驾驶员决定：是否通过改变了的行驶方式来节省电能，以使驱动装置耗费能量源总体上较少的能量；或是否关闭一个或多个其他的电负载或减少一个或多个其他的电负载的功能，以便节省电能。尤其地，在各个具体情况下，可由驾驶员决定，其想以何种方式驱动哪一个负载。由此，驾驶员能够在畅通和舒适的运输的安逸与机动车节省的驱动之间确立个性的折衷。
随后当驱动装置和至少一个其他的负载的能量消耗的总和超过预定的阈值时，能够输出提示。因此，只要机动车上的总的能量消耗低于预定的阈值，不会有附加的提示打扰驾驶员。
当在机动车的、至预定的目的地的行驶路段上的所确定的能量消耗的总和超过可从能量源耗费的能量量时，能量消耗的确定能够与该行驶路段关联，并且能够随后输出该提示。
由此，能够仅在如下情况下进行提示的输出，即当由于驾驶员的行驶方式或其他的负载的激活，驾驶员要冒着因为蓄能器在此之前已经耗尽而不能到达预定的目的地的危险时。
在一个实施例中，提示被限制为驱动装置的节能潜力以及最多为一预定数量的具有最高的节能潜力其他的负载的节能潜力。通过例如显示不同于驱动装置的其他的负载的最多三个节能潜力，不会使得驾驶员的注意力过分地过度疲劳。由此能够确保由驾驶员可靠地驱动机动车。
能够如此地确定至少一个其他的负载的节能潜力，即在充分利用所确定的节能潜力的情况下，还确保机动车的可靠的驱动。由此，能够避免如下情况，即在该情况中，驾驶员被劝诱关闭安全相关系统(例如在昏暗的情况下关闭机动车的外界照明)，或减小其驱动，以至于不再能够确保机动车的安全性。
提示能够涉及以下各项中的至少一项：建议的速度区域、活动车顶的位置、侧车窗的位置、车底盘的调整和机动车的自动传动装置的调整。由此，能够示出如下的节能潜力，该节能潜力既能够由驾驶员直接的行驶方式影响，也能够由其他的负载的持续的驱动影响。
对于其他的负载中的任一个的节能潜力的提示能够包括如下信息，即能够如何利用节能潜力。由此，能够向驾驶员输出特定的动作指示，驾驶员能够以简单的方式实现该动作指示。因此能够避免与实现所显示的节能潜力有关的不安全，由此能够避免使得驾驶员的注意力从驾驶机动车上分散开。
一种计算程序产品包括用于执行上述方法的程序代码，其中计算机程序产品在处理装置上运行或存储在计算机可读的数据载体上。
一种依据本发明的在具有电能量源和可由能量源馈电的电驱动装置的电驱动机动车中用于能量管理的装置，包括第一确定装置，用于确定电驱动装置对能量源的能量消耗、第二确定装置，用于确定在所述机动车上的一个或多个电负载对所述能量源的能量消耗、第三确定装置，用于确定所述驱动装置以及所述其他的电负载的电能的节能潜力、以及输出装置，用于向所述机动车的驾驶员输出对于所述所确定的节能潜力的提示。
能够将该装置完全地或部分地集成在机动车上的一个或多个控制系统中，以便能够在必要时节省费用地放弃附加额外的装置。
能量源能够包括可充电的蓄能器，其具有或不具有用于为蓄能器充电的机动车上的装置。因此，该装置例如能够应用在具备或不具备增程器(range extender)的、具有电化学的蓄能器和/或燃料电池的电动车辆上，也能够应用在具有电回收器(Rekuperator)的传统的机动车上。
优选地，该装置包括至机动车的导航系统的接口，其用于接收关于至预定的目的地的行驶路段的信息。该信息能够尤其包括计划的行驶时间、预计的距离以及在行驶至目的地的行驶路段情况下的、有关能量消耗的信息。
附图说明
下面借助所附附图更详细地阐述本发明。附图中：
图1示出了具有用于能量管理的装置的机动车；
图2示出了图1的装置的示例性的输出；
图3示出了用于能量管理的方法；以及
图4示出了用于能量管理的另一方法。
具体实施方式
图1示出了机动车100，其位于至目的地110的行驶路段105上。机动车100包括电驱动装置115，以及用于向电驱动装置115馈电的电能量源120。电能量源120能够包括诸如电容器或蓄能器的电存储装置。在机动车105中还能够设置内燃机105，其以已知的方式通过串联、并联或功率分流的混合驱动的形式，与电能量源120和电驱动装置115共同起作用。借助于自动传动装置130，电驱动装置115或内燃机125的运动被传递至机动车100的车轮135。借助于车底盘140，车轮135与机动车100的车身145相连接，车底盘140关于车底盘位置、弹簧性能和/或阻尼性能是可调节的。
机动车100包括若干电负载，其中在图1中示例性地示出了前大灯150和空调155。机动车100的侧窗160和活动车顶165是能够调节的，其中能够借助于电的或其他驱动装置实现调节。此外，能够设置导航系统170，其优选地由卫星支持地运作，并且优选地包括未示出的、具有包含行驶路段105的道路网的信息的地图存储器。
在机动车100上，设置有用于机动车100上的能量管理的装置175。该装置175包括用于与导航系统170交换信息的第一接口180，以及用于与机动车100的一个或多个控制系统交换信息的第二接口185。该控制系统能够包括例如用于控制机动车100上的一个或多个电负载的电控制系统、用于控制电驱动电动机115以及必要时内燃机125的驱动控制系统、以及用于通过自动传动装置130、车底盘140、侧窗160和/或活动车顶165的影响来控制机动车100的行驶状态的另一控制系统。
此外，装置175包括用户接口190，以便实现与机动车100的驾驶员的视觉的、听觉的和/或触觉的交互作用。还能够通过机动车100的另一控制系统来控制用户接口190，其中能够通过用户接口190、另一控制系统和第二接口185来实现驾驶员与装置175的交互作用。
优选地，装置175包括可编程的微型计算机。在一个实施例中，装置175被实施为与机动车100上的所谓的控制装置集成在一起。在另一实施例中，装置175的不同的功能部分分布在机动车100上的多个控制装置上。
装置175被设置为用于确定电驱动装置115和机动车100上的电负载(例如负载150和155)的能量消耗，并且获取所提及的装置的电能的节能潜力。此外，装置175被设置为用于处理所获取的节能潜力，并且借助于用户接口190将其提供给机动车100的驾驶员。
图2示出了借助于图1的用户接口190的、装置175的示例性的视觉的输出200。
在输出200的中间区域205，数值地并且通过风格化的圆形仪表图形地示出了车辆100的当前行驶的速度。在圆形仪表上，以下标记210和上标记215之间的区域的形式示出了速度区域，在该速度区域中改善电驱动装置115的能量利用是有可能的。
在输出200的右下区域220中，从左至右示出了用于空调(例如图1中的空调155)的标志225、用于车窗除霜器的标志230、以及用于娱乐系统的标志235。标志225至235中的每个表示机动车100上的电负载，能够以与目前所使用的方式不同的方式驱动该电负载，以最小化能量消耗量。机动车100的驾驶员能够基于显示200决定，其想要以何种方式或何种组合方式节省电能。
如此实现显示200，即显示最多为一预定数量的标志225至235，在这里的情况为3个标志225至235。优选地，将标志225至235根据其节能潜力分类，即在图2的显示中，能够通过调整或改变空调155的参数来实现最大的节能潜力，空调155的标志225被显示在了最左边，随后是车窗除霜器的调节，其标志230被显示在了中间，以及最后是娱乐系统的调节，娱乐系统的标志235被显示在了最右边。
此外，在显示200的范围中，还会输出用于改变机动车100的驱动状态的提示，其会引起电驱动装置115的节能，例如关闭侧窗160和活动车顶165、将车底盘140从运动性设置调整为舒适性设置、将自动传动装置130的开关特性从运动性配置调整为节能性配置等。
显示200能够与条件相联系。例如，仅当确定了具体的节能要求(例如使得机动车到达预先确定的目的地，而不需要过分地过度使用电能量源120)时，实现有关节能潜力的显示200。能够量化节能要求，以便驾驶员能够基于显示200实施多长时间的或哪些用于节能的措施，直至满足节能要求。
在另一个实施形式中，替代标志225至235，还能够分别实施相应的操作单元的、照片般逼真的显示。由用户进行的用于改变各自表示的电负载的运行参数的、相应的输入元件的激活能够例如通过触动相应的标志225至235或相应的显示、通过激活方向盘按钮、通过使用集中的输入装置(iDrive)或借助于传统的操作单元来实现。
在又一个实施形式中，能够基于可供使用的电能以及电驱动装置115和电负载的能量消耗，在显示200上显示机动车105以一位置为中心的剩余续航范围。在此，能够使用地图视图，其在一个实施例中基于导航系统170的地图数据。
根据续航范围的显示，还能够包括如下说明，即当充分利用确定的、所建议的节能潜力时，续航范围会以何种方式改变。还能够在显示的范围中模拟节能潜力的使用，以使得例如在通过采用所模拟的调节来实际上影响负载之前，能够首先检验机动车100的负载的激活或禁止对续航范围的影响。
此外，在到达目的地110之后，能够输出统计数据，在统计数据上显示，由驾驶员实施何种措施引起了何种具体的节能的结果。由此，驾驶员能够感觉到奖励，并由此能够向其灌输节能意识。
通常参考图2描述的输出200的变形能够相互组合，并且能够必要时同时实现该些变形。能够通过听觉的和/或触觉的输出来支持输出200。
图3示出了用于能量管理的方法300。优选地，在图1的处理装置175和/或图1的机动车100的控制系统的其他的处理装置上实施方法300。
在第一步骤305中，确定行驶路段105的长度。步骤305能够包括确定机动车100的当前位置、目的地110的位置以及在道路网上的这两个位置之间的路线。
接着，在步骤310中，确定电驱动装置115在行驶路段105上的预计能量消耗。该确定能够基于关于行驶路段105的信息，例如上坡或下坡、交通流量、在路线的路段上最大允许的速度等。
在步骤315中，确定一个或多个其他的负载(如负载150和155)在行驶路段上的预计能量消耗。同样地，该确定能够基于关于行驶路段105的信息，例如根据法律原因，使用高速公路要求打开前大灯150。
在接着的步骤320中，确定能够从电能量源120耗费的电能。在此，能够考虑内燃机125的有效功率。如果回收驱动(Rekuperatorbetrieb)是可能的，则还能够考虑在其上能量生产是可能的行驶路段105上的斜率。
在步骤325中确定，在步骤310和315中确定的能量消耗是否超过在步骤320中确定的可耗费的能量。由此确定在生效的前提下，即在确定的行驶方式和其他的电负载的确定的驱动方式下，是否能够到达目的地110。
如果能够到达目的地，则方法300分叉回到步骤305，并且能够重新执行方法300。否则，以步骤330继续，在步骤330中，确定电驱动装置115的节能潜力。这特别能够包括确定机动车105的速度，其中将从能量源120耗费的电能以较高的效率转换为机动车100的前进。此外，在步骤335中，确定机动车100上的至少一个其他的负载的节能潜力。
在一个实施例中，仅检验这些使机动车100有可能继续安全地驱动的节能潜力。例如如果外界温度为-20℃，则为了安全的驱动，将机动车100的内部空间的电加热至预定的最低温度是必要的。在另一例子中，在夜间行驶期间不考虑关闭前大灯150，以便避免机动车100的不安全的驱动状态。
在步骤340中，将在步骤335中确定的节能潜力分类，并且仅考虑预定数量的、具有最高的节能潜力的节能潜力。
在步骤345中，借助于用户接口190向机动车100的驾驶员输出经处理的结果，并且方法返回至步骤305，并且能够重新执行该方法。
如技术人员容易意识到的，能够变化步骤305至345的顺序，特别是步骤305至320和330至345的顺序。在一些变形中，方法300不必实施所有的步骤305至345。
图4示出了用于能量管理的另一方法400。该方法以图3的方法300作为基础，并且实现了用于实施步骤300至345的其他条件。
在第一步骤405中，确定电驱动装置115的能量消耗。以与步骤310中类似的方式实现该确定，然而将不考虑行驶路段105而确定能量消耗。
接着，在步骤410中，确定机动车100上的至少一个其他的负载的能量消耗。以如下方式进行确定，该方式对应于图3中相应的步骤315，然而其中不针对路段105进行调整。
在步骤415中，检验在步骤405和410中确定的能量消耗的总和是否超过预定的阈值。如果没有超过，则方法400返回步骤405，并且能够重新执行方法400。否则，则继续图3中的步骤330至345，其中必要时取消与将行驶的行驶路段105的关联。在实施步骤330至345之后，方法400返回至步骤405，并且能够重新执行方法400。

Claims (10)

1.一种在具有电能量源(120)和由所述能量源(120)馈电的电驱动装置(115)的电驱动机动车(100)中用于能量管理的方法(300)，其中所述方法(300)包括以下步骤：
-确定(310)所述电驱动装置对所述能量源(120)的能量消耗；
-确定(315)在所述机动车(100)上的至少一个其他的电负载(150、155)对所述能量源(120)的能量消耗；
-确定(330、335)所述驱动装置(115)以及所述至少一个其他的电负载(150、155)的电能的节能潜力；以及
-向所述机动车(100)的驾驶员输出(345)对于所述所确定的节能潜力的提示。
2.根据权利要求1所述的方法(300)，其中，当所述驱动装置(115)和所述至少一个其他的电负载(150、155)的能量消耗的总和超过预定的阈值时，输出所述提示。
3.根据权利要求1或2所述的方法(300)，其中，当在所述机动车(100)的至预定的目的地的行驶路段(105)上的所确定的能量消耗的总和超过能够从所述能量源(120)耗费的能量量时，所述能量消耗的确定(310、315)与所述行驶路段(105)相关联并且输出所述提示。
4.根据权利要求1所述的方法(300)，其中，所述提示包括所述驱动装置(115)的节能潜力以及最多为一预定数量的具有最高节能潜力的其他的电负载(150、155)的节能潜力。
5.根据权利要求1所述的方法(300)，其中，如此地确定所述至少一个其他的电负载(150、155)的节能潜力，以在充分利用所述所确定的节能潜力的情况下确保所述机动车(100)的可靠的驱动。
6.根据权利要求1所述的方法(300)，其中，所述提示涉及以下各项中的至少一项：建议的速度区域(210、215)、活动车顶(165)的位置、侧窗(160)的位置、车底盘(140)的调整和所述机动车(100)的自动传动装置(130)的调整。
7.根据权利要求1所述的方法(300)，其中，所述对于所述其他的电负载(150、155)中的任一个的节能潜力的提示包括如下信息，即能够如何利用所述节能潜力。
8.一种在具有电能量源(120)和由所述能量源(120)馈电的电驱动装置(115)的电驱动机动车(100)中用于能量管理的装置(175)，其中所述用于能量管理的装置(175)包括以下元件：
-第一确定装置(185)，用于确定所述电驱动装置(115)对所述能量源(120)的能量消耗；
-第二确定装置(185)，用于确定在所述机动车(100)上的至少一个其他的电负载(150、155)对所述能量源(120)的能量消耗；
-第三确定装置(175)，用于确定所述驱动装置(115)以及所述其他的电负载(150、155)的电能的节能潜力；以及
-输出装置(190)，用于向所述机动车(100)的驾驶员输出对于所述所确定的节能潜力的提示。
9.根据权利要求8所述的用于能量管理的装置，其中所述能量源包括可充电的蓄能器(120)，其具有或不具有用于为所述蓄能器(120)充电的机动车上的装置。
10.根据权利要求8或9所述的用于能量管理的装置，还包括至所述机动车(100)的导航系统(170)的接口(180)，其用于接收关于至预定的目的地(110)的行驶路段(105)的信息。
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