CN106574843B - 在充电站充电以延长续航里程 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于具有电驱动装置的车辆的续航里程的方法和相应的装置。提出一种用于车辆(200)的控制单元(201)，该车辆用电动机驱动，该电动机通过来自电的蓄能器的电能运行。该控制单元(201)设置成：求得蓄能器(206)在车辆(200)的起始位置(101)上的第一充电状态；基于第一充电状态，求得车辆(200)从起始位置(101)出发的第一续航里程(111)。该控制单元(201)另外设置成：确定车辆的第一续航里程(111)不足以到达车辆(200)的目标位置(102)。该控制单元(201)另外设置成：基于蓄能器(206)的第二充电状态并且基于第一续航里程(111)，确定在起始位置(101)与目标位置(102)之间的充电区域(113)。在此，第二充电状态等于在起始位置(101)与目标位置(102)之间的路线上的充电地点(104)执行充电过程之后蓄能器(206)的假设的充电状态。另外，基于数字地图信息，求得在充电区域(113)中的一个或多个可能的充电地点(103、104)。

Description

在充电站充电以延长续航里程
技术领域
本发明涉及用于延长具有电驱动装置的车辆的续航里程的一种方法和一种相应的装置。
背景技术
用电池运行的电动汽车的续航里程对于用电池运行的电动汽车的确定的行驶目的地来说可能是不够的，因为为了到达行驶目的地需要的电能比储存在电池中的电能更多。因此车辆的电池必须在至行驶目的地的行驶期间进行充电。
发明内容
本发明针对如下技术目的：在选择至行驶目的地的行驶路线时按优化的方式支持用电池运行的车辆的驾驶员，其中，行驶目的地位于通过当前的电池电量状态能到达的续航里程之外。
按一个方面，描述一种用于车辆(例如用于公路行驶车辆，例如轿车、货车或摩托车)的控制单元。该车辆通过电动机驱动，该电动机通过来自电的蓄能器的电能运行。蓄能器可以包括电池、例如高压电池。
控制单元设置成，求得蓄能器在车辆的起始位置上的第一充电状态(例如荷电状态，SOC)。车辆的起始位置例如能通过车辆的位置数据(例如通过GPS坐标)求得。控制单元另外设置成，基于第一充电状态，求得车辆从起始位置出发的第一续航里程。在此可以假设车辆的典型的能量消耗。另外，可考虑车辆的驾驶员的驾驶行为。此外，可考虑车辆的一个或多个其他的激活的电消耗器的消耗。
控制单元另外设置成，确定车辆的第一续航里程不足以到达车辆的目标位置。车辆的目标位置例如能通过车辆的驾驶员的输入得到(例如作为期望的行驶目的地)。控制单元能设置成，求得至目标位置的行驶路线。另外，控制单元能设置成，识别出行驶路线比第一续航里程更长。从而控制单元能发现关于期望的目标位置的车辆续航里程不足。
另外，控制单元设置成，基于蓄能器的第二充电状态并且基于第一续航里程，确定在起始位置与目标位置之间的充电区域。在此，第二充电状态可以等于在起始位置与目标位置之间的路线上的充电地点执行充电过程之后蓄能器的假设的充电状态。第二充电状态可以例如是预定义的。尤其是第二充电状态可以根据蓄能器的充电过程确定。典型地，电化学的电池能以相对高的充电速度充电直至大约80％的荷电状态。充电速度典型地随着荷电状态的上升(尤其在80％或更高的荷电状态中)而下降。从而第二充电状态能根据蓄能器的充电速度进行选择。例如可以选择大约80％的荷电状态作为第二充电状态。
控制单元能设置成，基于第二充电状态，求得车辆从目标位置出发的第二续航里程。第二续航里程也能看作为充电地点离目标位置的最大可能的距离。另外，控制单元能设置成，基于第一续航里程并且基于第二续航里程，确定在起始位置与目标位置之间的充电区域。尤其是充电区域能被求得作为围绕起始位置的第一区域和围绕目标位置的第二区域的重叠区域，第一区域与第一续航里程有关并且第二区域与第二续航里程有关。
控制单元另外设置成，基于数字地图信息，求得在充电区域中的一个或多个可能的充电地点。为了这个目的，充电站和相应的位置(即充电地点)能标注到数字地图信息中(例如作为兴趣点，POI)。通过在求得的充电区域内选出可能的充电地点/充电站，能按可靠的方式提高车辆的续航里程。另外能考虑和优化其他方面(尤其是在起始位置与结束位置之间的行驶时间)。
控制单元能设置成，促使车辆的输出单元(例如屏幕)，向车辆的使用者输出关于所述一个或多个可能的充电地点的信息。尤其是能求得关于一个或多个充电站的信息，所述充电站在相应的所述一个或多个充电地点上是可用的。关于充电站的信息例如可以包括如下信息之中的一个或多个：充电站的可用的充电功率；直流充电(即快速充电)的可用性；充电站的运行状态；在预测到达充电站的时刻时充电站的空着的充电位置的可用性；用于使蓄能器达到第二充电状态的预测的充电时间；和/或在充电站可用的服务(例如餐馆或WLAN)。
控制单元于是能设置成，促使车辆的输出单元，输出关于所述一个或多个充电站的信息。通过输出这种信息，车辆的使用者能选出一个对于他而言优化的充电站(即充电地点)。尤其是能选出这样的充电站(并且从而这样的充电地点)，即在该充电站上能在尽可能短的充电时间中(即在尽可能短的时间段中)执行充电过程。
控制单元能另外设置成，基于通过车辆的输入单元(例如键盘或触摸屏)得到的输入，求得所述一个或多个可能的充电地点之中的一个选出的充电地点(即求得由车辆的使用者已选出的充电地点)。另外，控制单元能设置成，基于数字地图信息，求得经由选出的充电地点(作为中间站)至目标位置的路线。使用者在其至目标位置行驶时并且在与之相关地延长续航里程中能按有效的方式被支持。
控制单元能设置成，预测到达选出的充电地点的到达时刻。另外，控制单元能设置成，通过车辆的通信单元(例如通过无线通信网络，如UMTS、GPRS或者LTE)将带有预测到达充电站的到达时刻的预订请求发送给选出的充电地点。因此，使用者在选出的充电站的等待时间可以减少。
控制单元能设置成，对于所述一个或多个可能的充电地点之中的每个充电地点(尤其在存在多个充电地点的情况下)，求得在相应可能的充电地点的可用的充电站的充电功率。另外，能求得在到达相应可能的充电地点时蓄能器的预测的充电状态。于是基于求得的充电功率并且基于预测的充电状态，能求得用于充电过程的用于使蓄能器达到第三充电状态的充电时间。可能的充电站的充电时间能通过车辆的输出单元告知使用者。通过考虑在到达可能的充电地点时预测的充电状态，能按精确的方式求得充电时间。
用于计算充电时间的第三充电状态在此可以等于第二充电状态，该第二充电状态用于求得充电区域。替选地，第三充电状态可以等于与充电地点有关的充电状态。控制单元尤其能设置成，根据在可能的充电地点与目标位置之间的行驶路程求得可能的充电地点的与充电地点有关的充电状态。例如一个可能的充电地点的第三充电状态可以等于如下充电状态，即该充电状态至少必须存在，以便车辆能从可能的充电位置可靠地到达目标位置。通过求得这种第三充电状态，能另外减少至目标位置的旅行时间。在此，旅行时间典型地包括车辆的纯粹的行驶时间和必要的充电时间。
控制单元能设置成，对于所述一个或多个可能的充电地点之中的每个充电地点，对于经由相应可能的充电地点至目标位置的路线求得行驶时间。另外，控制单元能设置成，基于相应求得的充电时间和求得的行驶时间的总和，求得一个优选的充电地点。尤其能求得所述一个或多个可能的充电地点之中的一个如下充电地点，即该充电地点允许最小的旅行时间(即行驶时间和充电时间的最小总和)。从而控制单元在此能支持车辆的使用者，以最小时间耗费延长车辆的续航里程。
按另一方面，描述一种包括在本文中说明的控制单元的车辆(例如轿车、货车或摩托车)。
按另一方面，描述一种用于求得可能的充电地点的方法，用于给具有电驱动装置的车辆的电的蓄能器充电。该方法包括：求得蓄能器在车辆的起始位置上的第一充电状态；并且基于第一充电状态，求得车辆从起始位置出发的第一续航里程。另外，该方法包括：确定车辆的第一续航里程不足以到达车辆的目标位置；以及基于蓄能器的第二充电状态和基于第一续航里程，确定在起始位置与目标位置之间的充电区域。在此，第二充电状态等于在起始位置与目标位置之间的路线上的充电地点执行充电过程之后蓄能器的假设的充电状态。此外，该方法包括：基于数字地图信息，求得在充电区域中的一个或多个可能的充电地点。
按另一方面，描述一种软件程序。该软件程序能设置成，用于在处理器上(例如在车辆的控制器上)被执行，并且用于因此实施在本文中描述的方法。
按另一方面，描述一种存储介质。该存储介质能包括软件程序，该软件程序设置成，用于在处理器上被执行，并且用于因此实施在本文中描述的方法。
要注意的是，在本文中描述的方法、装置和系统不仅能单个地应用，而且能与其他的在本文中描述的方法、装置和系统组合地应用。另外，在本文件中描述的方法、装置和系统的所有方面能按各种方式相互组合。尤其权利要求书的特征能按各种方式相互组合。
附图说明
另外，借助于实施例详细描述本发明，其中：
图1显示示例的路线规划情况；
图2显示车辆的示例的部件；并且
图3显示用于求得充电站的示例的方法的流程图。
具体实施方式
如开头描述的，本文针对如下技术目的：按优化的方式延长具有电驱动装置的车辆的续航里程。另外，本文还针对如下技术目的：在确定从起始点至目标点的路线超过车辆的续航里程时支持这种车辆的驾驶员。
图1显示从起始点101(也称作为起始位置)至目标点102(也称作为目标位置)的示例的行驶路线。在起始点101与目标点102之间的直接连接线代表符合确定的优化准则的直接的行驶路线(例如最快的路线或最短的路线)。但是要从起始点101行驶至目标点102的车辆，基于车辆的电的蓄能器(例如电池)的有限的容量，而具有有限的续航里程。该续航里程可能小于在起始点101与目标点102之间的“直接的”路线的长度。在这种情况下必要的是，在起始点101与目标点102之间的路途上给车辆的蓄能器充电。
图2显示车辆200的示例部件的框图。车辆200包括控制单元201，该控制单元设置成，求得在起始点101与目标点102之间的路线。为了这个目的，控制单元201能设置成，接收车辆200的位置传感器202(例如GPS接收器或者伽利略接收器)的位置数据。另外，控制单元201能访问数字地图信息，该数字地图信息能存储在车辆200的存储单元203上。数字地图信息能包括关于如下情况的信息：
·在起始点101与目标点102之间的道路网；和/或
·沿起始点101与目标点102之间的道路网的可能的充电站和相应的充电地点103、104；和/或
·充电站的特性，例如充电站的类型(交流充电或直流充电)和/或可能的充电功率。
另外，车辆200包括输入单元205，该输入单元例如包括键盘。输入单元205设置成，获得车辆200的使用者的输入，例如关于目标点102的输入。控制单元201设置成，基于位置数据、基于数字地图信息和/或基于获得的关于目标点102的输入，求得用于车辆200的路线。另外，控制单元201能设置成，促使车辆200的输出单元204，(例如在输出单元204的屏幕上)输出求得的路线。
控制单元201另外能设置成，求得关于车辆200的蓄能器206的当前充电状态(例如关于荷电状态，SOC)的信息。当前的充电状态在本文中也称作为第一充电状态。另外，控制单元201能设置成，基于第一充电状态，求得车辆200从车辆200的当前位置101出发(即从起始点101出发)的续航里程111。
另外，控制单元201能设置成，在假设在起始点101与目标点102之间的行驶路程上的充电站执行充电过程之后的确定的充电状态的情况下，求得离目标点102的最大可能的距离112。假设的在执行充电过程之后的充电状态在本文中也称作为第二充电状态。离目标点102的最大可能的距离112在本文中也称作为第二续航里程。
如在图1中描述的，车辆200从起始点101开始的续航里程111并且车辆200离目标点102的可能的距离112提供一个区域113，在该区域中要给车辆200充电，以便通过充电过程从起始点101到达目标点102。区域113在本文中称作为充电区域。区域113是通过续航里程111覆盖的区域和通过可能的距离112覆盖的区域的重叠区。
在区域113中，借助于数字地图信息能识别具有用于给车辆200的蓄能器206充电的充电站的可能的充电点103、104(也称作为充电地点)。从而控制单元201能设置成，基于车辆200从起始点101开始的续航里程111并且基于车辆200离目标点102的可能的距离112，求得具有用于车辆200的充电站的一个或多个充电点103、104。
控制单元201另外能设置成，通过输出单元204输出关于所述一个或多个充电点103、104和在这里可用的充电站的信息。尤其能输出下面的信息之中的一个或多个信息：
·充电站的运行状态(运行/不运行)；
·充电站被占据/预订(尤其是在进入充电站的预测的时刻时)；
·充电站的可用的充电功率；
·必要的充电时间，以便蓄能器达到第二充电状态，和/或达到足以实现从充电站到达目标点102的充电状态；和/或
·充电站的服务提供(餐馆、WLAN网络等)。
然后使用者能够选出所显示的充电地点113、114或充电站之中的一个充电地点或充电站。控制单元201能设置成，获得使用者的输入，并且因此求得用于车辆的经由作为中间站的选出的充电地点104的路线。
尤其是使用者能按有效的方式选出允许短的充电时间的充电站，并且从而减少从起始点101至目标点112的旅行时间(必要时使之最小化)。尤其是能选出一个允许给车辆200的蓄能器206直流充电的充电站，并且从而典型地允许减少的充电时间。
换言之，如果使用者通过输入单元205(例如通过导航仪)输入行驶目的地102，那么基于在可能的续航里程111与至行驶目的地102的距离之间的差距求得，是否存在续航里程不足量，即是否至少一个充电过程是必要的，以便到达行驶目的地102。为了排除续航里程不足量，如上所述，能求得能给车辆200的蓄能器206充电的充电区域113。充电区域113的大小与第一充电状态(在起始点101上)并且与第二充电状态(在执行充电过程之后)有关。控制单元201能设置成，求得在充电区域113中的可能的充电地点103、104。
由在可能的充电地点103、104上的充电站(尤其是直流充电站)的可用的充电功率，必要时在包括该充电站可用性的信息的情况下(运行/不运行、在进入充电地点103、104的时刻时的预订、占据，等等)，能由输出单元204(例如由导航仪)向车辆200的驾驶员显示，充电站具有积极的可用性。附加地能显示必要的充电时间(由充电站的可用的功率算出)，该充电时间是必需的，以便充电到对于消除续航里程不足量所必需的能量。现在驾驶员能借助于充电时间和可能的充电地点103、104决定，要去哪个充电站。在确认充电地点104之后，确认的充电地点104在求得行驶路线时能考虑作为中间目的地。
在确定期望的充电地点104之后，通过控制单元201(例如通过导航仪)能求得对于进入充电地点104的大概的时刻。控制单元201另外能设置成，通过车辆200的通信单元(未描述)将预订请求发送给选出的充电站的运营者。另外，能通过通信单元接收并且必要时能通过输出单元204显示预订确认。
为了允许驾驶员改进地选出充电地点104，必要时可以求得并显示充电站的附加服务(例如餐馆、WLAN网络、商店等等的提供)，通过所述附加服务能让车辆200的驾驶员度过充电时间。
图3显示用于求得可能的充电地点103、104的示例的方法300的流程图，用于给具有电驱动装置的车辆200的电的蓄能器206充电。方法300包括：求得301蓄能器206在车辆200的起始位置101(也称作为起始点)上的第一充电状态。起始位置101例如能基于车辆200的位置数据被求得。第一充电状态例如能作为蓄能器的当前的荷电状态被求得。
方法300还包括：基于第一充电状态，求得302车辆200由起始位置101出发的第一续航里程111。此外，方法300包括：确定303车辆200的第一续航里程111不足以达到车辆200的目标位置102。换言之，能识别关于目标位置102(也称作为目标点)的续航里程不足量。
另外，方法300包括：基于蓄能器206的第二充电状态并且基于第一续航里程111，确定304在起始位置101与目标位置102之间的充电区域113。在此，第二充电状态可以等于在起始位置101与目标位置102之间的路线上的充电地点104执行充电过程之后蓄能器206的假设的充电状态。第二充电状态可以包括蓄能器206的如下荷电状态，该荷电状态通过在充电地点204上的充电过程实现(例如80％的荷电状态)。
此外，方法300包括：基于数字地图信息，求得305在充电区域113中的一个或多个可能的充电地点103、104。从而通过方法300能确保，能按可靠的方式延长车辆200的续航里程。在此能求得关于在所述一个或多个可能的充电地点103、104上的充电站的其他信息(尤其是充电时间)，以便允许在起始位置101与目标位置102之间的尽可能快的行驶(即短的旅行时间)。为了这个目的，能从所述一个或多个可能的充电地点103、104选出一个充电地点104，该充电地点允许最小的旅行时间。
在本文中描述的方法允许按尽可能有效的且节约时间的方法对于用电池运行的电动汽车的使用者来说提高车辆的续航里程。尤其是通过描述的方法能减少车辆的充电时间并且从而减少至目标位置的旅行时间。
本发明不受限于显示的实施例。尤其要注意，说明书和附图应仅说明建议的方法、装置和系统的原理。

Claims (11)

1.用于车辆(200)的控制单元(201)，该车辆用电动机驱动，该电动机通过来自电的蓄能器(206)的电能运行；该控制单元(201)设置成：
求得蓄能器(206)在车辆(200)的起始位置(101)上的第一充电状态；
基于第一充电状态，求得车辆(200)从起始位置(101)出发的第一续航里程(111)；
确定车辆(200)的第一续航里程(111)不足以到达车辆(200)的目标位置(102)；
基于蓄能器(206)的第二充电状态并且基于第一续航里程(111)，确定在起始位置(101)与目标位置(102)之间的充电区域(113)；其中，第二充电状态等于在起始位置(101)与目标位置(102)之间的路线上的充电地点执行充电过程之后蓄能器(206)的假设的充电状态；并且
基于数字地图信息，求得在充电区域(113)中的一个或多个可能的充电地点(103、104)，其中，控制单元(201)设置成：
基于第二充电状态，求得车辆(200)从目标位置(102)出发的第二续航里程(112)；并且
基于第一续航里程(111)并且基于第二续航里程(112)，确定在起始位置(101)与目标位置(102)之间的充电区域(113)。
2.按权利要求1所述的控制单元(201)，其中，控制单元(201)设置成：
促使车辆(200)的输出单元(204)，将关于所述一个或多个可能的充电地点(103、104)的信息输出给车辆(200)的使用者；
基于通过车辆(200)的输入单元(205)获得的输入，求得所述一个或多个可能的充电地点(103、104)之中的一个选出的充电地点；并且
基于数字地图信息，求得经由选出的充电地点至目标位置(102)的路线。
3.按权利要求2所述的控制单元(201)，其中，控制单元(201)设置成：
求得关于一个或多个充电站的信息，所述充电站在所述一个或多个充电地点(103、104)上是可用的；并且
促使车辆(200)的输出单元(204)，输出关于所述一个或多个充电站的信息。
4.按权利要求3所述的控制单元(201)，其中，关于充电站的信息包括如下信息之中的一个或多个信息：
充电站的可用的充电功率；
直流充电的可用性；
充电站的运行状态；
在到达充电站的预测的到达时刻时在充电站的空着的充电位置的可用性；
用于使蓄能器(206)达到第二充电状态的预测的充电时间；和/或在充电站上可用的服务。
5.按权利要求2所述的控制单元(201)，其中，控制单元(201)设置成：
预测到达选出的充电地点的到达时刻；并且
通过车辆(200)的通信单元将带有到达充电站的预测的到达时间的预订请求发送给选出的充电地点。
6.按权利要求3或4所述的控制单元(201)，其中，控制单元(201)设置成：
预测到达选出的充电地点的到达时刻；并且
通过车辆(200)的通信单元将带有到达充电站的预测的到达时间的预订请求发送给选出的充电地点。
7.按权利要求1或2所述的控制单元(201)，其中，控制单元(201)设置成：对于所述一个或多个可能的充电地点(103、104)之中的每个充电地点，
求得在相应可能的充电地点(103、104)上的可用的充电站的充电功率；
求得在到达相应可能的充电地点(103、104)时蓄能器(206)的预测的充电状态；并且
基于求得的充电功率并且基于预测的充电状态，求得用于充电过程的用于使蓄能器(206)达到第三充电状态的充电时间。
8.按权利要求7所述的控制单元(201)，其中，
第三充电状态等于第二充电状态，或者
第三充电状态等于与充电地点有关的充电状态，其中，控制单元(201)设置成：根据在可能的充电地点(103、104)与目标位置(102)之间的行驶路程，求得可能的充电地点(103、104)的与充电地点有关的充电状态。
9.按权利要求7所述的控制单元(201)，其中，控制单元(201)设置成：
对于所述一个或多个可能的充电地点(103、104)之中的每个充电地点，求得用于经由相应可能的充电地点(103、104)至目标位置(102)的路线的行驶时间；并且
基于相应求得的充电时间和求得的行驶时间的总和，求得一个优选的充电地点。
10.按权利要求8所述的控制单元(201)，其中，控制单元(201)设置成：
对于所述一个或多个可能的充电地点(103、104)之中的每个充电地点，求得用于经由相应可能的充电地点(103、104)至目标位置(102)的路线的行驶时间；并且
基于相应求得的充电时间和求得的行驶时间的总和，求得一个优选的充电地点。
11.用于求得可能的充电地点(103、104)的方法(300)，所述充电地点用于给具有电驱动装置的车辆(200)的电的蓄能器(206)充电，其中，所述方法(300)包括：
求得(301)蓄能器(206)在车辆(200)的起始位置(101)上的第一充电状态；
基于第一充电状态，求得(302)车辆(200)从起始位置(101)出发的第一续航里程(111)；
确定(303)车辆(200)的第一续航里程(111)不足以到达车辆(200)的目标位置(102)；
基于蓄能器(206)的第二充电状态并且基于第一续航里程(111)，确定(304)在起始位置(101)与目标位置(102)之间的充电区域(113)；其中，第二充电状态等于在起始位置(101)与目标位置(102)之间的路线上的充电地点执行充电过程之后蓄能器(206)的假设的充电状态，其中，基于第二充电状态，求得车辆(200)从目标位置(102)出发的第二续航里程(112)，并且基于第一续航里程(111)并且基于第二续航里程(112)，确定在起始位置(101)与目标位置(102)之间的充电区域(113)；并且
基于数字地图信息，求得(305)在充电区域(113)中的一个或多个可能的充电地点(103、104)。
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