CN107117044B - 用于对能电驱动的机动车的蓄电池充电的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于对能电驱动的机动车的蓄电池充电(10)的方法，其中，在对蓄电池充电期间运行机动车的冷却装置以用于冷却蓄电池，由此机动车依赖于冷却装置的冷却功率而排放噪声，该方法具有以下步骤：‑获取(12)机动车在充电期间的位置的位置数据，其特征在于以下步骤：‑根据位置数据在考虑噪声排放位置数据的情况下获取(14)噪声排放最大值，和‑在蓄电池充电方面考虑(16)噪声排放最大值。

Description

用于对能电驱动的机动车的蓄电池充电的方法
技术领域
本发明涉及一种用于对能电驱动的机动车的蓄电池充电的方法，其中，在对蓄电池充电期间运行机动车的冷却装置以用于冷却蓄电池，由此机动车依赖于冷却装置的冷却功率而排放噪声，该方法具有以下步骤：获取机动车在充电期间的位置的位置数据。本发明还涉及一种能电驱动的机动车，具有用于驱动机动车的电的驱动单元、与该驱动单元电联接的蓄电池、用于冷却蓄电池的冷却装置以及用于获取位置数据的控制单元，其中，该机动车设计为用于，在对蓄电池充电期间运行冷却装置，由此机动车依赖于冷却装置的冷却功率而排放噪声，其中，控制单元设计为用于，获取机动车在充电期间的位置的位置数据。
背景技术
在现有技术中用于对能电驱动的机动车的蓄电池充电的方法以及能电驱动的机动车是普遍已知的，从而根据印刷的证据对此不需要阐述。这种类型的机动车例如是仅能够电驱动的机动车，为此这种机动车具有相应的驱动单元。能纯电地驱动的车辆在现有技术中也被称为电动车。此外，能电驱动的机动车还包括以下所述的机动车，该机动车除了电的驱动单元之外还包括内燃机，该内燃机另选或补充于电的驱动单元可以用于驱动机动车的目的。这种机动车在现有技术中被称为混合动力车辆。
能电驱动的机动车通常具有电的蓄能器，该电蓄能器可以在机动车的正常行驶运行期间为机动车的电的驱动单元供给电能。整体上，随着能电驱动的机动车的运行，蓄能器随着时间逐渐排空，直到电的蓄能器达到如下所述的荷电状态，在该荷电状态中，在机动车可以继续进行其正常的行驶运行之前该电的蓄能器必须被重新充电。电的蓄能器通常具有蓄电池，例如按照高电压电池或类似电池的类型。蓄电池连接在机动车的电设备上，从而可以通过蓄电池为电的驱动单元供给电能。
为了对蓄电池充电的目的，能电驱动的机动车被带到充电站附近并与该充电站电联接，从而通过充电站提供的电能量可以对机动车的蓄电池充电。机动车在这种运行状态中通常停止，从而车辆速度为零。因此蓄电池的充电通常在机动车的正常的行驶运行之外进行。为了充电的目的，在机动车或机动车的电设备和充电站之间设置有电联接装置，该电联接装置例如可以设计为导线连接的、例如借助于电连接线路，或设计为无线的、例如借助于交变磁场或诸如此类。例如文献US 6,396,241公开了一种基于交变磁场的感应式充电系统，该充电系统公开了一种流体冷却的变压器线圈和一种传输电缆。该感应式输电系统为了电联接的目的使用交变磁场，该交变磁场由变压器线圈产生。尽可能直接地与变压器线圈相对地布置的机动车方面的线圈受到交变磁场的作用，并在机动车方面的输电系统的连接端上产生交变电压。这种情况被以适宜的方式在机动车中改变，从而可以连接蓄电池。以这种方式从充电站向蓄电池输送电能。
文献EP 2 572 431 B1还公开了一种用于电动车辆的具有多个充电站的充电系统，其中，功率逆变器和充电站可以彼此独立地并相对彼此远离地布置。由此当在一充电站上充电时可以减小由充电站产生的噪声排放，并避免了由于冷却所需的空气流动。
即使现有技术的方法证明是有利的，也还是存在缺点。在对尤其是高度电气化的机动车的高电压电池充电时，尤其在快速充电时，通常需要适宜的冷却以用于保护加入到机动车中的结构单元。在充电时的热损失随着充电电流以平方的形式增加，因此与充电功率成正比。为了冷却的目的，机动车具有冷却装置，该冷却装置尤其用于冷却蓄电池。冷却装置的运行导致，机动车根据冷却装置的冷却功率排放噪声。在这种冷却装置中，例如在机动车的空调设备中，冷却功率依赖于构件的尺寸，如电的空调压缩机、冷却器、冷凝器、散热器风扇和/或类似构件。电的空调压缩机以及散热器风扇的运行尤其导致声排放或噪声排放，这种噪声排放应视地点情况而被限制。尤其在停止阶段、停放阶段和/或充电阶段应严格限制噪声排放。由此可能在大的充电功率的情况下在理论最大冷却功率和声学方面可忍受的冷却功率之间的冷却功率方面产生偏差。由于声学方面的限制或者对于噪声排放最大值可以使充电功率减小。由此对于高电压电池造成更长的充电时间。
由于噪声排放至少部分地受到主要通过法律规定确定的限制，因此并不总是能够实现蓄电池的不受限制的充电运行。例如可以在居住区域、尤其在夜间禁止对机动车的蓄电池充电，以用于限制在机动车的周围的噪声干扰。
发明内容
本发明的目的是，在由机动车引起的噪声排放方面改善用于对蓄电池充电的方法，并提供一种相应的机动车。
通过本发明提供一种用于对能电驱动的机动车的蓄电池充电的方法和一种能电驱动的机动车作为解决方案。
在方法方面，尤其提出如下类型的方法，其中，在对蓄电池充电期间运行机动车的冷却装置以用于冷却蓄电池，由此机动车依赖于冷却装置的冷却功率而排放噪声，该方法具有以下步骤：获取机动车在充电期间的位置的位置数据，根据位置数据在考虑噪声排放位置数据的情况下获取噪声排放最大值，其中，该噪声排放由于冷却装置运行引起，和在蓄电池充电方面考虑噪声排放最大值。
根据本发明的能电驱动的机动车具有用于驱动机动车的电的驱动单元、与该驱动单元电联接的蓄电池、用于冷却蓄电池的冷却装置以及用于获取位置数据的控制单元，其中，该机动车设计为用于，在对蓄电池充电期间运行冷却装置，由此机动车依赖于冷却装置的冷却功率而排放噪声。在机动车方面尤其提出，控制单元设计为用于，获取机动车在充电期间的位置的位置数据，根据所获取的位置数据在考虑噪声排放位置数据的情况下获取噪声排放最大值，和在蓄电池充电方面考虑噪声排放最大值。
因此本发明在对蓄电池充电方面考虑在此产生的机动车噪声排放。通过考虑机动车方面的噪声排放和其与机动车的冷却装置的冷却功率的依赖关系，可以在对蓄电池充电期间如此调整噪声排放，使得不超过噪声排放最大值。由此可以考虑到在噪声防护方面的特殊要求。本发明同时实现了，在考虑噪声防护的情况下可以实现蓄电池的尽可能短的充电时间。为了这个目的，本发明将所获取的位置数据与噪声排放位置数据结合。因此例如存在如下可能性，通过在对蓄电池充电期间在机动车方面的作用而减小噪声排放。还存在如下可能性，与允许的噪声排放对应地获取并相应地选择为蓄电池充电的地点。
噪声排放位置数据是如下数据，该数据为位置参数、例如一个位置数据或多个位置数据分配噪声排放最大值。例如可以以数据库、噪声地图、两者的组合或类似的形式提供噪声排放位置数据。对应于彼此邻接的并被分配了基本上相同的噪声排放最大值的位置的位置数据也可以被归纳为噪声区。通过该区的形成可以进一步简化所述方法。
机动车的冷却装置可以例如通过风扇或类似装置形成。但是冷却装置也可以包括空调设备，该空调设备吸收蓄电池的热量并散发到机动车的其它部位、例如周围空气或另一散热器上。空调设备可以例如是也用于机动车内舱冷却的空调设备。优选可以通过控制单元如此控制该空调设备，使其在对蓄电池充电时可以用于冷却蓄电池的目的。为此可以设置适宜的连接方式以用于引导冷却装置的冷却流体。
通过冷却装置的运行——该冷却装置除了风扇之外还可以包括空调设备和其它冷却装置——产生噪声，由机动车优选部分衰减处理后再排放该噪声。可以借助于机动车方面的噪声传感器检测该噪声，并为控制单元提供相应的噪声信号。在必要时该控制单元可以为了减小噪声排放而相应起作用。
此外，获取机动车在充电期间的位置的位置数据。可以例如在充电期间本身时，就是说当例如机动车定位在或电联接在充电站处时，获取位置数据，但是也可以对于机动车在充电期间要占据的位置检测位置数据，例如当机动车处于正常的行驶运行中，并要驶向充电站时。在这种情况下可以获取充电站的位置数据。为了获取位置数据，车辆可以使用自身的位置确定装置、例如GNSS(global navigation satellite system(全球导航卫星系统))接收器或类似装置，该位置确定装置例如基于无线通信。但是也可以设置使用者的人工输入，例如输入到机动车的导航装置或类似装置上。为此则可以获取在该位置处的用于噪声排放最大值，并例如输出给机动车的驾驶员。该驾驶员随后可以决定，是否应并应向哪个充电站驶去。
根据本发明，根据位置数据在考虑噪声排放位置数据的情况下获取噪声排放最大值。所获取的噪声排放最大值随后可以在对蓄电池充电方面被加以考虑。这可以通过控制单元实现，该控制单元特别设计为用于如下情况，即在对蓄电池的充电过程期间基本不超过该用于噪声排放最大值。尤其可以通过使用预测的路线数据、例如GPS(GlobalPositioning System(全球定位系统))位置数据、POI(Point of Interest(兴趣点))位置数据和类似位置数据来获取，在充电的过程期间车辆是否位于在声排放或噪声排放方面敏感或宽容的位置中。如果车辆例如在对蓄电池充电期间位于城市中心区，例如人流高度密集的步行区、街头咖啡座、冰淇淋店或类似区域中，则可以减小噪声排放最大值。通过由控制单元可以有针对性控制地将例如电的空调压缩机、散热器风扇和/或类似装置降低到对于噪声排放最大值所允许的转速，则在对蓄电池充电期间仅可以为蓄电池提供降低的冷却功率。因为在对蓄电池充电期间充电电流主要依赖于蓄电池温度，所以相对于提供最大的冷却功率供使用的情况，在冷却功率降低的情况下，在充电时也减小了最大允许充电电流并进而也减小了充电功率。相应地延长了用于将预先规定的电量输送到蓄电池中的充电时间。
另一方面在高速路服务区旁的位置中——在这种位置中本来就存在高的噪声水平——可以提供相应高的冷却功率，这是因为噪声排放最大值同样是高的。尤其可以提供最大的冷却功率以供使用。这容许了例如，可以选择电的空调压缩机、散热器风扇和/或类似装置的相应高的转速或将转速调节为最大值，从而可以为冷却蓄电池提供相应高的冷却功率。因此还可以调节相应高的充电电流并进而调节相应高的充电功率，由此相应减少充电时间。相同的考虑也适用于冷却循环的其它单元，这些单元例如从属于电的动力传动系或驱动单元，并且在其中，在对蓄电池充电的过程中也可能存在冷却需求。
整体上通过本发明可以实现的是，考虑在对蓄电池充电时由机动车排放的噪声，从而整体上减小对周围环境的影响。这也提高了对于在公共的以及私人的区域中的充电站的可接受性。
根据一个改进方案提出，如此调节冷却装置的冷却功率，使得机动车由于运行冷却装置而引起的噪声排放被限制于噪声排放最大值。在对蓄电池充电方面考虑噪声排放最大值的情况在此也就通过调节冷却装置的冷却功率实现，例如可以借助于机动车的控制单元调节该冷却功率。为了这个目的，在对蓄电池充电期间获取机动车方面的位置数据，并对于所获取的位置数据根据噪声排放位置数据获取最大噪声排放的值。
机动车的噪声排放可以是车辆个性化的值，该值如此地依赖于冷却功率，使得所排放的噪声随着增大的冷却功率而同样增大。机动车的噪声排放还可以尤其依赖于机动车的个性化型号，从而相同型号的机动车在其它的边界条件也相同的情况下显示出基本上相同的噪声排放。这允许了，创建个性化的或型号相关的特性曲线族，其中，为机动车的相应的噪声排放分配冷却功率。
本发明的一个改进方案提出，借助于机动车的GNSS(Global NavigationSatellite System(全球导航卫星系统))接收器获取机动车位置数据作为位置数据。该GNSS接收器可以是例如用于NAVSTAR GPS(Global Positioning System(全球定位系统))、GLONASS(Global Navigation Satellite System(全球导航卫星系统))、Galileo(伽利略)系统、Beidou(北斗)系统或类似系统的接收器。通过接收适宜的信号可以非常精确地检测机动车的位置，由此在充电期间关于噪声区的边界也可以精确地检测到机动车的位置。由此可能的是，例如使车辆略微移位，以便定位在噪声区中，在该噪声区中允许噪声排放的更高的最大值，例如当充电站位于具有不同的噪声排放最大值的两个噪声区的边界区域中时。这种情况例如可能当机动车应在居住区中的车库入口处充电时会出现。而如果机动车略微移位，并且移入到车库中，并将车库门关闭，则可以允许显著更高的噪声排放最大值。证明尤其有利的是，借助于自动的紧急呼叫系统、如eCall(emergency call(紧急呼叫))获取机动车位置数据。则不再需要单独的GNSS接收器。
本发明的另一设计方案提出，在考虑机动车的位置的区域中的外部温度的情况下根据特性曲线族对冷却功率进行所述调节。根据特性曲线族的调节有利地不需要自身的、用于在对蓄电池充电期间机动车的噪声排放的传感器。同时可以通过考虑在机动车的位置的区域中的外部温度进一步改善尤其在充电期间的冷却功率的调节。即在低的外部温度的情况下提高冷却功率，这是因为冷却装置通常将热量散发到周围空气中。因此冷却装置的作用也可以依赖于外部温度，即，周围空气的温度。可以借助于机动车方面的温度传感器获取外部温度，但是也可以通过数据远程连接、例如无线地从如因特网或类似的通信网络中由用于位置数据的相应的数据库中获取外部温度。此外还可以提出，也依赖于外部温度创建特性曲线族，从而通过控制单元使得冷却功率的调节得到显著简化。
尤其可以提出，以车辆个性化的方式创建特性曲线族。优选由机动车制造商方面创建该特性曲线族。但是也可以在保养机动车期间或类似情况下创建或更新该特性曲线族。后者可以考虑如下情况，即机动车的噪声排放随着机动车的寿命增长而改变，例如变差。
本发明的一个改进方案提出，通过将噪声位置区域数据与在机动车中可用的地图数据叠加的方式，产生噪声排放位置数据。因此能以简单的方式产生噪声排放位置数据。当然也可以存在具有相应的噪声排放位置数据的自身数据。优选在机动车中可以使用噪声排放位置数据，从而不需要用于创造或产生噪声排放位置数据的单独的通信连接。这个设计方案证明尤其有利的是，该机动车已经具有自身的地图数据供使用，例如在机动车方面的导航设备或类似装置中。在这种情况下，仅需要将噪声排放区域数据通过叠加的方式补充地添加到地图数据中，从而随着获取位置数据的同时也可以通过噪声排放区域数据获取噪声排放最大值。例如可以在制造商方面已经在机动车中设置噪声排放区域数据。该噪声排放区域数据还可以至少补充地考虑由政治实体或由管理单位预先规定的噪声防护区域。噪声排放区域地图尤其可以与在机动车中可用的地图数据叠加。这种噪声排放区域数据地图也可以在与相应的数据库存在通信连接的情况下、例如在保养车辆或类似情况下被更新。
本发明的另一设计方案提出，获取在正常行驶运行中在机动车的续驶里程内的至少一个充电站的充电站位置数据作为位置数据和获取能由该至少一个充电站提供的充电功率，通过在该至少一个充电站的区域中的噪声排放最大值实现考虑噪声排放最大值。这允许了，可以向机动车的驾驶员提供以下信息供使用，即该驾驶员在充电站处会面临哪些充电条件。例如可以规定，借助于控制单元查明用于确定的能量的充电时间，将该充电时间与充电站位置数据一同输出。如果多个充电站可供使用，则驾驶员可以以适宜的方式进行选择，例如参照最短的充电时间、最大可能的充电功率或诸如此类。该控制单元为此也考虑特性曲线族和在对应的充电站区域中的外部温度。该驾驶员也可以有针对性地选择相应的充电站，该充电站在驾驶员看来可以提供最有利的充电性能。
此外还提出，对于至少一个充电站至少在考虑该充电站的能提供的充电功率和在该充电站的区域中的噪声排放最大值的情况下获取充电时间。充电时间的获取优选通过控制单元实现，该控制单元获取并输出充电站特有的充电时间。该充电时间还可以与另外的因素有关，例如外部温度、时间和/或诸如此类。
证明尤其有利的是，为了获取充电时间，考虑在充电站的区域中的当前的外部温度。由此可以更精确地调整充电时间和/或充电功率。尤其还可以考虑温度预测，以便可以获取更加精确的充电时间。
附图说明
其它的优点和特征由下面对实施例的描述中得出。
唯一的附图在示意性流程图中示出根据本发明的方法流程。
具体实施方式
唯一的附图示出根据本发明的示意性方法流程。该方法在步骤10中以对能电驱动的机动车的蓄电池充电开始，该机动车在此是电动车。该电动车以及其组件未在附图中示出。该电动车具有用于驱动该电动车的电的驱动单元、与该驱动单元电联接的蓄电池——在此为高电压电池、用于冷却蓄电池的冷却装置——在此为空调设备、以及用于获取位置数据的控制单元。该电动车设计为用于，在对蓄电池充电的步骤10期间运行空调设备，由此电动车依赖于空调设备的冷却功率排放噪声。
该控制单元设计为用于，在步骤12中获取用于电动车在充电期间的位置的位置数据。为此该控制单元使用布置在电动车中的eCall系统。
控制单元根据本发明设计为用于，在步骤14中根据所获取的位置数据——该位置数据在此为机动车位置数据——在考虑噪声排放位置数据的情况下获取噪声排放最大值。在对蓄电池充电方面的噪声排放的值在步骤16中被通过以下方式加以考虑，即如此调节空调设备的冷却功率，使得电动车由于空调设备的运行而引起的噪声排放被限制于噪声排放最大值。
在步骤18中，在考虑机动车的位置的区域中的外部温度的情况下根据特性曲线族对冷却功率进行所述调节。该特性曲线族在机动车中已经由工厂方面以作为数据的方式存储在存储器中。由此，该电动车不需要噪声传感器，用于由该电动车获取当前的噪声水平或当前的噪声排放。该控制单元根据特性曲线族调节冷却功率。
在此还提出，在特性曲线族中还考虑外部温度。由此可以进一步改善调节的功能。相应地如此创建该特性曲线族，使得根据外部温度而提供需要的数据供使用。借助于机动车方面的温度传感器获取该外部温度并提供给控制单元。由此控制单元可以从特性曲线族中调阅和温度相关的数据并用于调节冷却功率。
如果电动车在充电期间的第一种情况下位于城市中心区，例如紧邻人流密集的步行区，则控制单元可以通过有针对性地降低电动车的电的空调压缩机和散热器风扇的转速来维持噪声排放最大值，该最大值在此被降低。因此仅为高电压电池提供降低的冷却功率。所以用于高电压电池的最大充电电流和充电功率受到限制。在预先规定的能量的情况下也相应延长了充电时间。
在第二种情况下，电动车定位在高速公路服务区的充电站处。在这里允许相应高的噪声水平或噪声排放最大值。这允许了，可以将电的空调压缩机和散热器风扇的转速调节得很高，从而可以为高电压电池提供相应高的冷却功率。因此也可以实现相应高的充电电流以及相应高的充电功率，由此减少充电时间。
实施例仅用于解释本发明，并不对本发明形成局限。当然功能、尤其涉及冷却装置的调节方面可以变化，而没有离开本发明的主题。最后还要指出，对于根据本发明的方法所描述的优点和特征以及实施形式通用于相应的机动车或反之亦然。尤其可以为方法特征规定相应的装置特征以及反之亦然。

Claims (10)

1.一种用于对能电驱动的机动车的蓄电池充电的方法，其中，在对蓄电池充电期间运行机动车的冷却装置以用于冷却蓄电池，由此机动车依赖于冷却装置的冷却功率而排放噪声，该方法具有以下步骤：
-获取机动车在充电期间的位置的位置数据，
其特征在于以下步骤：
-根据位置数据在考虑噪声排放位置数据的情况下获取噪声排放最大值，其中，该噪声排放由于冷却装置运行引起，和
-在蓄电池充电方面考虑噪声排放最大值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过调节冷却装置的冷却功率而使得机动车的噪声排放限制于所述噪声排放最大值，实现对噪声排放最大值的所述考虑。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在考虑机动车的位置的区域中的外部温度的情况下根据特性曲线族对冷却功率进行所述调节。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以车辆个性化的方式创建特性曲线族。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，借助于机动车的GNSS接收器获取机动车位置数据作为位置数据。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过将噪声排放区域数据与在机动车中可用的地图数据叠加的方式，产生噪声排放位置数据。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，获取在正常行驶运行中在机动车的续驶里程内的至少一个充电站的充电站位置数据作为位置数据和获取能由该至少一个充电站提供的充电功率，通过在该至少一个充电站的区域中的噪声排放最大值实现考虑噪声排放最大值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，对于至少一个充电站至少在考虑充电站的能提供的充电功率和在该充电站的区域中的噪声排放最大值的情况下获取充电时间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，为了获取充电时间，考虑在充电站的区域中的当前的外部温度。
10.一种能电驱动的机动车，具有用于驱动机动车的电的驱动单元、与该驱动单元电联接的蓄电池、用于冷却蓄电池的冷却装置以及用于获取位置数据的控制单元，其中，该机动车设计为用于，在对蓄电池充电期间运行冷却装置，由此机动车依赖于冷却装置的冷却功率而排放噪声，其中，控制单元设计为用于，获取机动车在充电期间的位置的位置数据，其特征在于，控制单元设计为用于，根据所获取的位置数据在考虑噪声排放位置数据的情况下获取噪声排放最大值，和在蓄电池充电方面考虑噪声排放最大值。
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