CN117104057A - 机动车电池的自动化充电过程、停放场的充电管理系统和停放场 - Google Patents

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Abstract

一种用于为机动车(10)的电池(12)执行自动化充电过程的方法，包括步骤：从第一数据传输单元(15)向是充电管理系统(100)的一部分且与该充电管理系统的计算单元(120)连接的第二数据传输单元(110)传输针对该电池的充电请求，该充电管理系统配属包括多个驻车位置(72)的机动车停放场；确定该电池的电池状态；通过该计算单元考虑该电池状态地确定该机动车的用于对该电池充电的充电策略；移动该机动车到该停放场的适合的充电位置(62)并根据该充电策略在该充电位置中通过配属于该充电位置的充电站(20)在充电时间点时和在充电持续时间内对该电池充电，至少该充电时间点和该充电持续时间由该充电策略得出。

Description

机动车电池的自动化充电过程、停放场的充电管理系统和停 放场
技术领域
本发明涉及用于机动车的充电站的领域，并且涉及一种用于为机动车的电池执行自动化的充电过程的方法，和一种用于针对机动车的停放场(Abstellplatz)的充电管理系统，以及一种相应的停放场。
背景技术
电动车辆和混合动力车辆的份额不断增加，但基础设施、特别是充电站的数量往往不足。多个机动车必须共享基础设施。
由现有技术现在已知这样的方法和系统：用于在停车场、停车楼等中将机动车的泊车过程自动化并且在此背景下还用于执行机动车的电池的充电过程。就此，例如专利申请DE 10 2014 221 754 A1公开了一种用于执行自动化的泊车过程的方法，在该方法中，将针对泊车位置(Parkposition)的预订请求发送到停车场管理服务器，车辆在该停车场中被自主地导航到所预订的泊车位置。在此，预订请求也可以包括具有用于电动车辆的充电台(Ladebucht)的泊车位置。类似地，在专利申请DE 10 2011 084 124 A1中讨论了一种用于在停车场中导航车辆的方法，其中，公开了一种使电动车辆行驶到停车场的适合的地点以进行充电的可能性。最后，专利申请DE 10 2015 204 366A1描述了一种用于机动车的停车场的释放控制的系统，该系统结合停车场区域中的用于对电行驶能量存储器(Fahrenergiespeicher)充电的电充电装置。
发明内容
根据本发明，提出一种根据本发明的用于为机动车、特别是电动车辆或混合动力车辆的电池、优选牵引电池(Antriebsbatterie)执行自动化的充电过程的方法。另外的有利构型能够通过在优选实施方式中所列举的措施实现。
在此，该根据本发明的方法包括以下步骤：从第一数据传输单元向第二数据传输单元传输针对该机动车的电池的充电请求，该第二数据传输单元是充电管理系统的一部分并且该第二数据传输单元与该充电管理系统的计算单元连接，其中，该充电管理系统配属有用于机动车的停放场，并且该停放场包括多个驻车位置(Halteposition)；确定该电池的电池状态；通过该充电管理系统的计算单元在考虑该电池状态的情况下来确定针对该机动车的充电策略以对该电池充电；和最后，(优选全自动化地)使该机动车移动到该停放场的适合的充电位置，并根据该充电策略在该适合的充电位置中通过配属于该适合的充电位置的充电站在充电时间点时和在充电持续时间内对该机动车的电池充电，其中，至少该充电时间点和该充电持续时间由该充电策略得出。在此，充电时间点和在充电持续时间不是必须通过充电策略直接预给定(即不是充电策略的直接部分)，而是也可以另外地由充电策略得出。例如，充电持续时间可以从电池的当前充电状态(实际充电状态)和所必要的充电状态(期望充电状态)以及电池的和/或充电站的另外的特性得出。适合的充电位置可以由充电策略得出和/或是充电策略的一部分，但也可以独立于充电策略、例如通过人类用户来确定。唯一的、例如可以实现为可通过互联网到达的计算机系统的充电管理系统也可以配属有多个停放场。
在本发明的一种特别有利的构型中，对充电策略的确定在不仅考虑电池状态而且考虑电池的在该电池的充电后的预期剩余电池寿命的情况下进行。对预期剩余电池寿命的这种考虑典型地包括在考虑电池状态的情况下确定一个或多个剩余电池寿命。这例如可以以迭代的方法通过以下方式进行：在确定临时充电策略L1后，将该临时充电策略考虑到例如基于该充电策略L1的参数和电池状态来确定在充电过程R1之后的预期剩余电池寿命中。随后可以检查，在这种充电策略L1中，剩余电池寿命R1是否满足特定的标准，即例如仅以特定的值偏差于在该充电过程之前的当前剩余电池寿命。如果不是这种情况，则可以放弃该临时充电策略L1，并确定具有其他参数(例如其他的充电持续时间和/或其他的充电方法)的新的临时充电策略L2，直至找到满足针对预期剩余电池寿命Ri的特定标准的充电策略Li。然后，该充电策略Li是被用于对该机动车充电的充电策略。
在本发明的范畴内，电池状态理解为在电池的至少一个参数和/或特性方面的、针对充电管理系统用于确定机动车的充电策略所必要的或者用于确定这些充电策略时要考虑的那些数据。为确定充电策略，除电池状态之外典型地还必要另外的、例如在停放场的基础设施方面的信息(如在驻车位置和充电位置和充电站的特性方面的信息)的和/或关于机动车的用户的可能的期望、例如期望的驶离时间。电池状态尤其可以包括对于确定电池的预期剩余寿命所必要的所有参数。因此，电池状态可以包括例如电池的额定电压、电池容量、能量含量(Energieinhalt)、电池的功率、自放电、充电速度、电池的温度(电池温度)、电池的建议的充电方法和/或实际充电状态。充电状态(State of Charge，SOC，充满状态)在此是电池的相对于其最大容量的容量，典型地以百分比给出，术语“实际充电状态”即为当前的容量，术语“期望充电状态”相应地为期望的容量。例如，电池的参数和/或特性可以例如借助一个或多个传感器来求取，和/或在电池的固定的特性或者说固定的参数的情况下可以从数据库中调用。
电池状态的传递可以借助充电请求进行，其中，充电请求是适合用于通知充电管理系统“期望进行机动车的电池的充电过程”的数据组，即包括充电期望(关于与期望的充电过程相关的信息的最小数据组)。除基本的充电期望外，充电请求还可以包含被充电管理系统所需以确定充电策略的另外的信息。在电池状态方面的信息可以借助充电请求被传递，但也可考虑任意其他的信息，特别是对于期望的充电过程有关的那些信息(例如要求——如规划的驶离时间、电池的期望充电状态、在混合动力车辆的情况下的油箱填充水平、规划的行驶路线、机动车的平均的和/或规划的能量消耗，和/或在确定规划的能量消耗时应连同考虑的数据——例如天气数据——因为空调等的运行需要能量，或者关于在规划的行驶路线上的交通量的数据，因为在慢速交通中在频繁的加速和制动的情况下向前运动具有高于平均水平的能量消耗)。在此，充电请求不强制表示被连贯地传输的数据记录，而是也可以分为在时间和/或逻辑上分开的多个数据传递，其前提是，可以使所有的数据传递相互配属。因此例如可考虑，首先向充电管理系统或者说其数据传输单元发送信号，即一般性地期望电池的充电(充电期望)，并且与此延时地且分开地传递另外的信息，必要时也应充电管理系统的请求进行传递。例如，这种另外的信息可以包含在当前电池状态方面的数据。因此，在本发明的意义上，充电期望与附加的、与充电策略相关的信息组合来表示单个充电请求。
因此可考虑，电池状态或电池状态的一部分是充电请求的一部分，和/或电池状态与充电请求被分开地传输到充电管理系统，和/或电池状态从与充电管理系统连接的外部计算单元传输到充电管理系统。因此，特别是可以由不同于第一数据传输单元的系统提供电池状态或电池状态的一部分。例如，电池状态或电池状态的一部分可以通过已获得先前被分开地传递的电池状态的充电管理系统自身提供，和/或也由与充电管理系统连接的其他外部计算单元提供。因此可设想，电池状态或电池状态的一部分(特别是非恒定的参数，如实际充电状态和/或电池温度)被持续地、特别是规律地监测并传输到借助移动无线电与连接机动车的计算单元(例如通过互联网连接的云计算系统)并在那里存储在数据库中。特别是，充电管理系统可以包括这样的计算单元或与这样的计算单元连接。在需要时，即例如在获得充电请求后，则可以为了确定充电策略通过充电管理系统从数据库中调用电池状态或电池状态的一部分。
特别是对于电池的固定的(恒定的)特性和/或参数有利的是，充电管理系统使用自身的或者与该充电管理系统连接的数据库以确定这些特性和/或参数。在这样的情况下，被使用的电池类型的和/或被使用的车辆类型的标识将可以与电池状态一起作为充电请求的一部分传递到充电管理系统，并且借助于这些信息来求取所需的电池的固定的特性和/或参数。例如可考虑，从这样的数据库中查询电池容量、电池的充电速度和/或针对电池的推荐的充电方法。若要从这样的数据库中仅调用电池的固定的特性和/或参数，则不要求持续地监测电池状态的该部分和将电池状态的该部分传输到数据库。
替代于或附加于机动车外部的数据库，还可设想，从处于机动车的计算单元中的数据库中调用电池的固定的特性和/或参数。在这种情况下，这些数据例如将可以由充电管理系统和/或第一数据传输单元调用，其中，在后一种情况下，第一数据传输单元将可以向充电管理系统传输这些数据(例如作为充电请求的一部分)。
在本发明的范畴内，停放场表示设置用于停放机动车的周围环境和/或建筑，即例如停车楼、停车场、大型车库、地下车库或这些可能性的组合。对于本发明的实现特别有利的是具有自动化的泊车系统(AVP，Automated Valet Parking，自动化代客泊车)的停车楼和停车场。驻车位置理解为停放场的如下部分区域：该部分区域适合于使得能够实现机动车停放在那里，例如在那里泊车，而不设置用于对停放在那里的机动车执行电池的充电过程。停放场典型地包括多个驻车位置。与此相反，本发明的意义上的充电位置是停放场的如下部分区域：在所述部分区域处能够对定位在那里的机动车的进行电池的充电。为此，充电位置典型地配属有充电站，其中，充电站是用于对电池进行充电的设备，即例如可以是用于电动车辆的充电站。因此在本发明的意义上，充电位置不是驻车位置。
在此，电能从充电站到机动车的传输可以通过线缆连接、例如插接连接，和/或感应式地进行。在本发明的范畴内，这种线缆连接的建立可以借助于人力进行，例如通过待充电的机动车的用户和/或其他人员。但替代地也可考虑使用用于建立线缆连接的自动装置，例如全自动化工作的机器人。
充电站的数据传输单元可以借助有线的和/或无线的连接(无线电连接，例如借助WLAN)与充电管理系统的数据传输单元连接，例如以便向充电管理系统的计算单元通知其自身的状态和/或以便将充电策略或充电策略的一部分从充电管理系统传递到充电站。这样的充电站也可以从机动车的数据传输单元获得信息，例如针对该机动车所确定的充电策略或者所确定的该充电策略的一部分，例如充电持续时间和/或充电时间点。通过向充电站要么通过充电管理系统直接地提供要么通过待充电的机动车提供所有对于充电过程所必要的信息、例如充电持续时间和充电时间，有利地能够执行机动车的全自动化的充电。
在本发明的范畴内，充电策略是预给定“应怎样对机动车的电池充电”，并且可以包括对于电池的充电所必要的和/或有帮助的任意信息。例如，充电策略可以具有针对待被用于机动车的电池的充电的充电站的参数组的形式。充电策略通过充电管理系统的计算单元基于充电请求和必要时在考虑另外的参数(例如来自其他机动车的另外的充电请求)的情况下自动化地确定。在此可考虑，这种充电策略在其使用之前通过人类用户再次进行检查，然后相应地被批准、变更或否决。
对于在本发明中所使用的所有数据传输单元(用于传输数据的计算单元)可考虑，这些数据传输单元借助无线的和/或有线的数据传输相互通信。因此，充电管理系统的数据传输单元例如可以是可通过移动无线电网络(例如借助“蜂窝式V2X(Cellular V2X)”)到达的计算机、例如互联网服务器。充电管理系统的数据传输单元与充电管理系统的计算单元也可以借助有线的、但也可以是无线的传输相互通信。充电管理系统的传输单元和连接的计算单元也可以在单个计算机中实现，这两个单元之间的数据传输可以在在该计算机上运行的一个程序的内部或者在在该计算机上运行的多个程序之间进行。
替代或附加地，机动车或者说机动车的数据传输单元与停放场的充电管理系统的数据传输单元也可以借助车对基础设施通信(V2Icommunication，vehicle-to-infrastructure communication)连接。因此，该充电管理系统的数据传输单元也能够处于该停放场的周围环境中或附近(优选距离≤500m、特别优选距离≤100m、极特别优选距离≤10m)。在这样的情况中，数据的传输不必经由长作用距离的移动无线电技术进行，而是也可以呈目的限定的近程通信(DSCR，Dedicated Short Range Communication)的形式以基于WLAN的技术、如pWLAN(IEEE 802.11p)为基础进行。例如可设想，该停放场是AVP适用的停车楼，并且借助pWLAN或类似的标准来进行充电请求的传输。机动车的数据传输单元与充电站的数据传输单元之间的通信也可以借助这种基于WLAN的技术进行。
根据本发明已看出，现有技术没有公开如下方法或设备：借助这些方法或设备，能够在具有多个用于机动车的驻车位置和一个或多个充电站的停放场的情况下，在存在对其他机动车的电池的多个充电请求的情况下，高效地对具有电池的机动车、特别是电动车辆和混合动力车辆执行充电过程。进一步已看出，该问题的解决方案在于，在考虑电池状态的情况下确定针对机动车的充电策略，以便使得能够实现充电过程的尽可能优化的规划，特别是在同时地或彼此时间接近地待充电的多个车辆的情况下。通过经相应优化的充电策略能够避免机动车比所必要的更长地停留在充电位置上而阻塞充电站。例如，机动车可以充电过程一完成就立即在停放场的驻车位置上泊车。这在必要时可以自动化地进行。
因此，通过根据本发明的方法能够优化地利用用于机动车的停放场的基础设施和存在于那里的充电站，特别是针对电动车辆和混合动力车辆。替代于随着提高的车辆数量而同样提高充电站的数量，本发明使得能够实现即使在充电站数量少的情况下也高效地对每个机动车充电。
通过在确定充电策略时在附加地考虑电池充电后的预期剩余寿命，此外能够实现避免电池由于充电过程而不必要地被损坏。因此，相对于现有技术，电池磨损和电池过早老化的概率降低。
相应于根据本发明的方法的一种变型，机动车例如可以包括第一传输单元，和/或第一数据传输单元可以是移动终端设备、例如移动电话或平板电脑的一部分，该终端设备通过机动车的用户来操作。用于通过用户创建和传输充电请求的相应的应用程序例如将可以如还可以在其中集成有支付过程的预订系统(Buchungssystem)那样构型。此外还可考虑，机动车的导航装置包括第一数据传输单元。也可以是，第一数据传输单元是泊车自动装置的一部分，该泊车自动装置例如布置在停放场之中或者之上或者停放场附近(优选距离≤500m、特别优选距离≤100m、极特别优选距离≤10m)。
在本发明的一种有利构型中可以设置，在确定充电策略之后，随后通过充电管理系统的第二数据传输单元将针对机动车的充电策略传输到第一数据传输单元。其中确保机动车或者说其用户(在部分自动化的机动车的情况下即为驾驶员)已经通过与充电请求被发送的方式相同的信息通道获得在充电策略方面的信息。在充电策略传输的范畴内，例如也可以将至适合的充电位置的路径和/或适合的充电位置的坐标和/或适合的充电位置的标识和/或至适合的充电位置的可能的行驶路径传输到第一数据传输单元，以便确保机动车或者说其用户能够操控该充电位置。替代地还可设想，仅将充电策略的一部分传输到第一数据传输单元，而将其他信息从充电管理系统传递至适合的充电位置的充电站的数据传输单元，如果该充电站和该充电管理系统无线地(例如借助WLAN)和/或有线地相互连接。例如可以是，仅将至适合的充电位置的路径和/或其标识和/或坐标传输到机动车的数据传输单元或者移动终端设备，而将充电策略的包含机动车的标识的其余数据传输到适合的充电位置的充电站的数据传输单元。因此，充电站可以被通知：要对哪个机动车在哪个时间点多久进行充电。还可考虑，充电策略不是被传输到第一数据传输单元，而是被传输到适合的充电位置的充电站的数据传输单元。在后一种情况下，待充电的机动车的用户的通知可以基于另外的方法通过与第一数据传输单元不同的路径进行，例如通过用户可访问的设备的另外的数据传输单元和/或通过光学信号、例如安装在该适合的充电位置的区域中的显示。这样的光学信号或其他附加的用户通知当然也可以在与上述情况不同的情况中进行并且一般地是有利的。
特别是，如果移动终端设备表示第一数据传输单元，则将充电策略的至少一部分传输到该第一数据传输单元是有意义的：因此，机动车的用户能够在移动终端设备——通过该移动终端设备也向停放场的充电管理系统、例如停车楼发送了充电请求、如智能手机上获得如下信息：该用户应在该停车楼中将汽车驾驶向哪里，以便尽可能快地到达分配给该机动车的充电位置。替代地也例如可以传输坐标、标识和/或至临时停放机动车的位置(即驻车位置)的行驶路径，以便使得能够实现该车辆的临时停放，如果当前没有充电位置供使用。
一般地，在通过机动车的用户使用移动终端设备的情况下特别有利的是(与用户是否通过该终端设备提出充电请求、即该移动终端设备是第一数据传输单元无关)，在重要事件、例如充电过程的完成的情况下，通过该移动终端设备由充电管理系统通知该用户。一般地可考虑，在相应于根据本发明的方法执行充电过程期间，保持向该机动车的用户通知其机动车的当前状态，和/或使得该用户能够实现，即使在提出充电请求后也能对该过程施加影响，例如比原规划更早地请求机动车和/或中断充电过程。
按照根据本发明的方法的一种变型，确定充电策略还可以包括确定和/或考虑电池的适合的充电位置(如果停放场有多个充电位置)和/或充电时间点和/或充电持续时间和/或期望充电状态和/或充电方法(例如快速充电方法或对特别保养电池(batterieschonende)的方法)。特别是，充电位置和/或充电时间点和/或充电持续时间和/或期望充电状态和/或充电方法可以是充电策略的一部分。在确定充电策略时也可以考虑特定的、可以是充电请求的一部分的要求。因此根据本发明特别是，对待充电的机动车的要求——如可能是用户所期望的、规划驶离时间和/或电池的期望充电状态，可以是充电请求的一部分、例如用户的期望驶离时间和/或充电后的期望充电状态。另外的信息也可以是充电请求的一部分，例如关于用户在请求方面的灵活性的说明和/或预给定的一般的用户优先级，即例如用户期望在该时间段内完成充电过程的时间段。这种用户期望则包括容忍范围。在确定充电策略时可以考虑所有要求。
因此特别有利的是，这样进行充电策略的确定，使得在遵守一个或多个对充电策略的要求、例如规划的驶离时间和/或电池的期望充电状态的情况下将电池充电后的预期剩余电池寿命最大化。换言之，根据本发明，在该变型中这样确定充电策略，使得在遵守对该充电策略的所有要求(例如在用于完成充电过程的预期时间段方面的用户期望)的情况下，预期剩余电池寿命最大。因此，这些要求表示与在优化方面的边界条件，其中，设置具有容忍范围的要求(例如灵活的客户期望)是软边界条件。替代于将电池充电后的预期剩余电池寿命最大化，可以在考虑预期剩余电池寿命的情况下还这样进行充电策略的确定，使得预期剩余电池寿命满足其他标准，例如，充电过程后的预期剩余电池寿命应仅以特定的量偏差于充电前的剩余电池寿命。
在在考虑预期剩余电池寿命的情况下确定充电策略时还可考虑，为了保养电池和将预期剩余电池寿命最大化，除对该电池优化地进行充电外，附加的措施也是充电策略的一部分，采用这些附加的措施以改善预期剩余电池寿命或者说使充电过程对电池不则有害。在此，这在对于充电过程不利的电池温度的情况下例如可以是等待时间和/或加热原件或冷却元件的主动的加热过程或冷却过程，以便使电池达到更适合于充电过程的温度。
在如下情况下：在充电策略的确定之前或确定时确定了例如由于技术限制而不可能实现满足所有的用户期望，则可考虑促请用户，例如通过用户的移动终端设备和/或通过其提出了充电请求的系统，在特定的变型之间决策和/或重新定义用户期望。在此，一个可考虑的示例是，使用户在将剩余电池寿命最大化与另外的偏好、如充满电的电池之间进行选择。在例如如下情况下：用户期望将机动车的电池充满电和驶离时间在两小时后，最大化保养电池的充电虽然同样持续两小时，但在30分钟后才能起动，因为仍必须使电池达到优化温度，则将可以促请用户在保养电池的充电与将电池充满电之间决策。
也有利的是，充电请求包括有关机动车的规划行驶路线的数据，并且这些数据在确定充电策略时被考虑。如果导航设备提供关于行驶路线的数据，则特别有利地实现本发明的该变型。根据本发明地例如可以通过如下方式进行考虑：基于规划的行驶路线和针对该行驶路线的估计的能量消耗(其中，可以将附加的数据、例如天气数据或关于在该规划行驶路线上的交通量的数据引入该估计中，这些数据同样可以是充电请求的一部分和/或通过充电管理系统分开地求取)，可以刚好这样对机动车的电池充电，使得到达行驶目标(必要时具有安全性缓冲(Sicherheitspuffer))，或者也可以在到达行驶目标时仍有期望的充电状态，即电池例如仍充有30％的电。这样的行驶目标例如可以表示另一充电站，在该充电站处能够重新对电池充电。也可以通过充电管理系统向机动车的用户(即例如向机动车的驾驶员)建议这样的充电站作为行驶目标，也可以将这样的充电站作为行驶目标直接采用到机动车的导航系统中。本发明的这种构型确保了，充电状态足够高，以便到达所期望的目标。
在本发明的一种特别有利和重要的构型中，充电策略的确定在考虑其他机动车的其他充电策略和/或针对其他机动车的电池的其他充电请求的情况下进行。在其他机动车也向充电管理系统传输了充电请求的情况下，可以在确定充电策略时，例如在确定适合的充电位置(如果停放场有多个充电位置)和/或电池的充电时间点和/或充电持续时间和/或期望充电状态方面，考虑这些充电请求或者说针对这些机动车所确定的充电策略，其方式是，尽可能好地为还不能实施或者至少还不能完全地实施基于对应的充电策略对其电池充电的所有机动车实现所期望的要求(例如机动车的用户的期望)。例如，针对一个机动车的充电策略的确定可以在考虑其他机动车的充电策略和/或针对其他机动车的电池的充电请求的情况下进行，在该其他机动车已经向停车场的计算单元发送自身的充电请求和/或已经针对该其他机动车确定了充电策略之后。
如果对于充电管理系统同时存在来自多个机动车的充电请求，则也可以在相互地考虑(尽可能好地满足边界条件，并且优选也在使电池充电后的预期剩余寿命在同时避免充电策略的冲突的情况下最大化的情况下)分别其他的充电请求的情况下执行充电策略的确定，并且优选地，确定针对机动车的充电策略可以同时地或时间接近地进行。
在针对不同车辆的多个存在的充电请求和由此得出的、优选要被满足的边界条件的情况下的对优化确定充电策略的任务，是机器占用规划(Scheduling，调度)的任务。因此，针对每个机动车的充电时间点和充电持续时间必要时必须与边界条件协调，这些边界条件例如是传输的电池状态、充电站的特性、规划到达停放场的到达时间、规划的驶离停放场的驶离时间、规划的行驶路线(而因此针对该行驶路线所需的充电持续时间)、能量消耗和/或还是客户期望的车辆优先级。为了相应地确定充电策略可以使用由机器占用规划的领域已知的多个优化算法。因为在特定的情况中没有完美的解决方案，所以有意义的是在此对边界条件不同地加权。也可以有利的是，灵活地预给定边界条件(具有容忍范围)的至少一部分，即例如在驶离时间方面定义能够在特定条件下被投入使用的更晚的、可选的驶离时间。替代于使用更复杂的算法，当然也可以定义更简单的方法、如决策树或决策矩阵用于确定针对机动车的充电策略。人类用户也可以用于检查通过机动车充电管理系统的计算单元所确定的充电策略，并且必要时也可以变更或者否决。
特别是如果该方法必须同时通过充电管理系统在多个车辆的情况下被应用，则通过以下给出本发明的一种特别有利的构型：在移动机动车到适合的充电位置之前和/或之后，通过充电管理系统的计算单元确定驻车位置、和优选针对该驻车位置的驻车持续时间，并且使该机动车移动到所确定的驻车位置，并且在确定驻车持续时间的情况下，使该机动车优选在所确定的驻车持续时间内在所确定的驻车位置中泊车。在对一个或多个驻车位置和针对这些驻车位置的一个或多个驻车持续时间的确定在移动该机动车到适合的充电位置之前进行的情况下，该确定可以是充电策略的确定的一部分并且相应的移动可以是充电策略的一部分。因此在这种情况下，直接在确定充电策略时将驻车位置配属给机动车。
这使得例如能够实现，在对电池充电之前首先使机动车移动到驻车位置，在那里，机动车在一个特定的时间段内等待，例如直至先前被阻塞和/或预订的充电位置、而因此被配属的充电站是空闲的、即可供使用。这种用于机动车在其电池充电前停放的位置被称为等待位置。相反，机动车也可以在充电后停放在驻车位置中，直至该机动车的用户期望驶离该停放场。这种用于在充电过程后停放机动车的驻车位置被称为泊车位置。泊车位置和等待位置可以是相同的，但有利地可以是，为此定义停放场的专门的区域(例如，包括多个等待位置的等待区域；包括多个泊车位置的泊车区域；提取区域(Abholbereiche)，同样包括多个泊车位置、在本发明的范畴内在这种情况下也称为提取位置，机动车被停放在这些提取位置中直至被该机动车的用户提取)，这些区域要么静态地被确定要么动态地、例如针对特定的时间通过充电管理系统来定义。
特别有利的是，在根据本发明的方法的范畴内，如果其他机动车已将针对自身的电池的自身的充电请求传输到第二数据传输单元，则通过充电管理系统的计算单元重新确定针对该机动车的充电策略。因此，两个充电请求可以优化地彼此协调。在此可考虑，在第一机动车的充电过程期间，在针对第二机动车的电池的充电请求和相应的紧迫性的情况下也中断第一机动车的电池的充电过程。如果可能和必要，可以在以后继续进行被中断的充电过程。替代地也可以省去这样的继续进行。关于此可以通知第一机动车的用户，例如借助移动终端设备上的相应消息。
如果电池状态或电池状态的一部分已至少在事先(即在应用该方法之前)所定义的范围内发生变化，则优选也可以通过充电管理系统的计算单元重新确定针对机动车的充电策略。为此，例如可以规律地检验电池的电池状态或电池状态的一部分，并且在电池状态在确定充电策略时在事先所定义的或更强的范围(即例如在电池状态的参数变化≥5％或≥10％或≥20％的情况下)内发生偏差的情况下，重新将电池状态传递到充电管理系统。就此，充电管理系统能够确定新的充电策略。替代地也可以规律地将当前的电池状态传递到充电管理系统，并将当前的电池状态与原始的电池状态进行比较。在此也是，在发生至少具有先前所定义的范围的变化的情况下，执行充电策略的重新确定。由此确保总是选择针对机动车的优化的策略。因此例如可能的是，由于在确定原始充电策略的时间点与规划的充电时间点之间的时间间隔更长，电池温度直至规划的充电时间点至少在先前所定义的范围内发生了改变，例如改变了≥5％或≥10％或≥20％。通过在探测到这种温度变化的情况下重新确定充电策略能够确保尽管如此仍使用针对机动车的优化的充电策略。
通过以下给出根据本发明的方法的一种特别有利的构型：至少在停放场内全自动化地移动(全自动化地驾驶)机动车。由此能够实现，机动车从交付位置(机动车从该位置起被全自动化移动的位置)开始通过充电管理系统被全自动化地移动到等待位置并在那里停放，直至通过充电策略所确定的充电位置空闲。在充电后，机动车可以全自动化地被移动到泊车位置并被停放在该泊车位置处，例如直至通过该机动车的用户预给定的时刻。然后，该机动车的用户可以从该泊车位置提取该机动车。该泊车区域是提取区域，而该泊车位置是提取位置。但替代地也可以再次分开地定义包括提取位置的提取区域，其中，提取位置也是在本发明的意义上的驻车位置，或者可以定义专门的交付位置。
对于本发明的这种基于全自动化行驶的机动车的变型，具有自动化泊车系统(AVP，Automated Valet Parking，自动代客泊车)的停车楼和停车场特别适合作为停放场。在这样的情况下，充电管理系统可以是停车楼或停车场的自动化泊车系统的一部分。在自动化移动的机动车的情况下，进一步特别有利的是，机动车的电池的充电要么感应式(即无线)地进行要么线缆连接自动化地、例如借助机器人进行。
就此而言要强调的是，停放场的各个区域可以是相邻的，但不是必须如此。因此，这些区域可以在空间上完全地彼此分开，例如处于不同的城市部分。这适用于当想利用存在的基础设施、例如现有的停车楼，但所必要的充电站仅可以建在其他地点时。对于跨较长路线在区域之间的移动，使用在没有通过AVP系统的支持的情况下也能够全自动化地行驶的机动车是有利的，以便不依赖于人类驾驶员。
虽然在结构上相连的或在空间上相邻的区域(等待区域、泊车区域和/或提取区域)是本发明的一种重要的实现形式，但要强调的是，设立或定义非集中式的停放场可以是有利的。这意味着，等待区域、泊车区域和/或提取区域和/或等待区域、泊车区域和/或提取区域的特定的部分区域在空间上和结构上(构造上(konstruktiv))相互分开地布置，即例如存在两个空间上和结构上分开的更小的等待区域，而不是一个大的等待区域。在此，空间上的分开是指≥10m、优选≥50m、特别优选≥100m的距离。也可考虑，在极端情况下，甚至单个的等待位置、泊车位置和/或提取位置在空间上和结构上分布。以机动车的可能的全自动化移动为前提，空间上的接近虽然是有利的，但不是实现本发明的强制的前提。
本发明的针对这样的非集中式的停放场的一个有利的使用领域是如下情况：在相对短的时间内必须对多个机动车充电，并且随后应将这些车辆再次移动到其以前的、此外彼此具有距离的位置。针对此的一个示例是在一个或多个居住区域中的私人汽车：在全自动化行驶的机动车的前提下，当这些机动车不被需要时，例如在夜间，只要有充电位置空闲，这些机动车将可以从在其车主居住地点附近的当地的停车场(等待位置)行驶到停放场的集中充电区，并且在充电后再次行驶返回原始地点(原始的等待位置，现在是提取位置和泊车位置)。
根据本发明的另一方面，提出一种用于停放场的充电管理系统，该停放场具有多个驻车位置和带有充电站的充电位置，该停放场例如是停车楼、停车场、大型车库和/或地下车库，其中，该充电管理系统包括数据传输单元和计算单元，并且该数据传输单元设置用于接收机动车的电池的充电请求并将该充电请求传输到该计算单元，其中，该计算单元设置用于求取针对该机动车的充电策略。在此之后，将该充电策略从充电管理系统的数据传输单元优选发送到机动车的数据传输单元和/或用户(例如机动车的驾驶员)的移动终端设备。在此，充电管理系统优选地设置用于在根据本发明的方法中被使用。
根据本发明的另一方面，提供一种停放场，例如停车楼、停车场、大型车库和/或地下车库，该停放场具有多个驻车位置和带有充电站的充电位置，其中，该停放场配属有根据本发明的充电管理系统。
根据本发明，根据本发明的停放场和所属的充电管理系统也可以这样构型，即可以在驻车位置中将泊车的电动车辆或混合动力汽车的电池的利用用作能量缓存(Vehicleto grid，车辆到电网，V2G)。必要的仅仅是，充电策略确定：在机动车的规划的继续行驶的时间点使该机动车如所需的那样被充电。这样的使用因此在较长的泊车持续时间的情况下适用。在这样的使用方式中，机动车的自主移动特别有利，以便能够独立于人类驾驶员，并且能够根据需要对机动车进行充电亦或放电。
这样的根据本发明的停放场优选有两个、三个、四个、五个或更多的、例如十个充电位置和/或两个、三个、四个、五个或更多的、例如十个驻车位置，以便在多个车辆的情况下也能够实现流畅地满足充电请求需要。
所述发明具有多样化的优点。由于在本发明的利用中对停放场的充电站的优化的负荷，必须为停放场设置更少的充电站，实现了对基础设施的高效利用。因此，能够通过根据本发明的方案在整体上减少对充电站的需求，由此减少了新建造或者说新添置相应的充电站的成本。通过本发明的应用还促进了电动车辆的利用，因为用户不再需要担心所使用的机动车例如由于充电站的阻塞而不能足够地被充电。
如果在确定针对机动车的充电策略时根据本发明地考虑充电过程后的预期剩余电池寿命，此外能够实现，机动车的电池在根据本发明的停放场上充电时尽可能好地被保养。因此，供使用的充电站在尽可能好地保养电池寿命的同时优化地被利用。
本发明的使用特别适用于机场或火车站，因为在那里考虑由大量待充电的电动车辆，但同时这些电动车辆往往在较长的时间段(即例如多日)内泊车。在这种情况下，本发明在车辆到电网系统的范畴内的使用特别有利。机动车的充电仅须在即将通过用户提取之前才进行。
附图说明
根据附图和以下描述更详细地阐述本发明的实施方式。
附图示出：
图1：根据本发明的用于机动车的具有根据本发明的充电管理系统的停放场的示意图；
图2：根据本发明的方法的流程图；
图3：用于表明在根据本发明的充电管理系统与移动终端设备之间的可能的通信的图示。
具体实施方式
在以下对本发明的实施方式的描述中，相同的或者相似的元素以相同的附图标记标出，其中，在单个情况下省去对这些元素的重复描述。附图仅示意性示出本发明的主题。
图1示出根据本发明的用于机动车10的停放场的示例性实施方案的示意图，所述停放场具有根据本发明的充电管理系统100，其中，示出具有电池12的机动车10(例如电动车辆)，在该机动车中应用根据本发明的用于执行自动化的充电过程的方法。在图1中，在机动车10的电池12的符号中分别给出百分数，这些百分数反映电池12的示例性的充电状态，并且应纯用于表明根据本发明的方法。
所示出的停放场包含包括多个等待位置52(作为驻车位置)的等待区域50、包括多个充电位置62的充电区域60、包括多个提取位置72的提取区域70——该提取位置同时表示泊车位置(并且因此表示驻车位置)，以及多个道路90。不同的区域50、60、70构型为停车场，并且借助连接道路94相互连接。因此在此是非集中式的停放场，因为这三个区域50、60、70在空间上分开。机动车10可以从公共道路出发通过通道道路92到达停放场以及又离开该停放场。在当前情况中，区域50、60、70之间的连接道路94是该停放场的一部分，但一般地，这种连接道路94也可以是公共道路网的一部分。在该图中此外示出行人区域80，该行人区域标示如下区域：在该区域中行人、例如机动车10的用户可以在没有危险的情况下从机动车10移动，这些机动车优选全自动化地在三个区域50、60、70之间移动。
此外，该停放场配属有根据本发明的充电管理系统100，该充电管理系统包含有线连接地通过线缆130与计算单元120连接的数据传输单元110。替代地也可考虑数据传输单元110与计算单元120之间的无线的连接。例如，充电管理系统100可以是可通过互联网到达的系统。数据传输单元110设置用于接收针机动车10的电池12的充电请求，并且也例如可以这样设置，使得该数据传输单元将充电策略和/或充电策略的一部分传递到配属于机动车10的数据传输单元15和/或充电站20的数据传输单元25。
这样的充电站20在图1中配属于充电位置62。借助线缆30能够建立在充电站20与机动车10之间的连接，以便传输电能并为机动车10的电池12充电。充电站20的数据传输单元25和充电管理系统100的数据传输单元110可以借助线缆140或者替代地借助无线电连接(例如WLAN)相互连接。以这种方式能够向与数据传输单元110连接的计算单元120通知充电站20的状态。
具有电池12的到达的机动车10或者说其用户可以借助配属于机动车10的数据传输单元15(即例如机动车10的一部分，但也可以是移动终端设备300)向充电管理系统100的数据传输单元110发送包括电池12的电池状态(例如包括实际充电状态)的充电请求。该充电请求在充电管理系统100中被转发到计算单元120，该计算单元例如基于该充电请求和已经存在的针对其他机动车10的电池12的充电请求和/或该其他机动车10在该停放场上的状态和/或充电站20的状态来求取充电策略。这样的充电策略预给定进行请求的机动车10的充电时间点和充电持续时间。在考虑已经向充电管理系统100发送充电请求的其他机动车10的充电策略的情况下，现在可以为到达的机动车10确定充电策略，特别是充电持续时间和充电时间点以及适合的充电位置62。
因为停放场的可用的充电位置62的数量典型地是有限的，可考虑，使到达的机动车10在等待区域50中泊车，直至充电位置62变得空闲。等待区域50的等待位置52可以通过充电管理系统100的计算单元120预给定。在特定的时间点时，即例如在预给定的时刻时，使机动车10移动到通过充电管理系统100或者说其计算单元120所确定的充电位置62(箭头40)，并且在那里通过所属的充电站20根据充电策略在充电时间点时和在充电持续时间内对机动车10的电池12充电。在此，充电策略的一部分或整个充电策略可以是已经通过充电管理系统100的数据传输单元110被传输到充电站20和/或机动车10。还可考虑，机动车10向充电站20传递数据、例如充电持续时间。机动车10在停放场内的移动优选全自动化地进行。在图1中所示出的示例中，在到达等待区域50时，用户可以通过行人区域80离开机动车10。
充电过程之后，具有现在根据该充电策略被充电的电池12(在图1中通过100％的说明来表明)的机动车10被移动到提取区域70。这同样优选全自动化地进行。在那里，机动车10在提取位置72中泊车直至被用户提取、即用户登上机动车10。在此之后，使机动车10通过通道道路92移动该停放场；在此也可考虑，用户再次控制机动车10，其中，该用户可以通过行人区域80无危险地到达机动车10。
图2以呈流程图的示意性的形式示出根据本发明的用于对机动车10的电池12执行自动化的充电过程的方法。在此，在第一步骤210中，首先将充电请求传输到根据本发明的、停放场的充电管理系统100的数据传输单元110。在本示例中，可以使步骤210分为两个子步骤210a、210b：在步骤210a中，通过机动车10或者说其用户，例如通过智能手机上的相应应用程序，向根据本发明的停放场的充电管理系统100提出充电期望。就此，充电管理系统100在机动车10或者说移动终端设备300处询问电池状态。就此，该电池状态在步骤210b中被确定并传输。因此在该示例中，电池状态应充电管理系统100的请求才被传输，尽管其在整体上是本发明的意义上的唯一的充电请求。因此在步骤210中，通过充电请求将对于确定充电策略相关的在电池12方面的所有信息传输到充电管理系统100。
随后在步骤220中，充电管理系统100或者说其计算单元120基于此并且优选也在考虑电池12的预期剩余电池寿命的情况下以及必要时也在考虑另外的现有的充电请求以及在停放场的基础设施(如等待位置52、泊车位置72和充电位置62以及充电站20)方面的信息的情况下确定充电策略。该步骤通常可以被分为子步骤：因此针对机动车10的规划的行驶路线例如可能已经作为充电请求的一部分被传递。基于关于电池12的信息、如电池12的当前实际充电状态和这些规划的行驶路线，可以在步骤220a中求取期望充电状态，以便确定到达所述行驶路线的下一行驶目标或至少一个其他的充电站所必要的最小充电持续时间。在考虑针对另外的机动车10的电池12的充电请求的情况下，现在可以在步骤220b中设置针对机动车10的电池12的充电请求的优先级并且确定适合的充电位置、充电时间点和充电持续时间作为充电策略的一部分。因此，在步骤220a和220b中求取充电策略。必要时也匹配其他机动车10的充电策略、例如其充电时间点和充电持续时间，以便能够实现所有机动车10的充电过程的尽可能优化的相互的优先级。
基于所确定的充电策略，在步骤230中，使机动车10移动到适合的充电位置62，并且在那里根据充电策略对电池12充电。在步骤240中，在充电过程完成后，使机动车10移动到可由用户提取该机动车的提取区域70。
最后，图3同样以示意性的形式示例性地表明如下可能性：形成根据本发明的充电管理系统100与机动车10的用户的移动终端设备300之间的配合。因此，在步骤310中，具有电池12的机动车10的用户可以借助移动终端设备300上的应用程序向停放场的充电管理系统100提出充电请求。该应用程序可以如预订系统那样构型。在此有利的是，用户能够借助该应用程序直接传递其期望，包含在这些期望方面的参数如灵活性，并且还通过该应用程序进行用于机动车10的停放和充电的支付。在步骤320中，充电管理系统100或者说其计算单元120基于此并在考虑电池12的(例如随着充电请求传输的亦或分开地从相应的云计算系统的数据库中求取的)电池状态以及优选考虑预期剩余电池寿命的情况下，求取该充电请求的优先级，并在考虑其他现有的充电请求的情况下优化该优先级，并由所述信息以及在该停放场的基础设施方面的信息创建相应的充电策略。在步骤330中，在用户离开机动车10后，根据充电策略全自动化地在规划的时间点将该用户的机动车10带到特定的充电位置62。在对电池12充电后，同样根据充电策略，使机动车10在等待区域50中泊车直至被用户提取。在此可考虑，与这些步骤有关的信息被持续传递到移动终端设备300，并且借助应用程序向该用户通知例如充电过程的进展和/或其机动车10的状态。也可考虑，使得用户能够实现干预该过程。例如将使得用户能够实现更改决策，和要求其机动车10必要时在电池12的较低的实际充电状态的情况下返回。这种在所有步骤中的可能的双方的信息流在图3中通过双箭头象征性地表示。
本发明不限于在此所说明的实施例和在这些实施例中所强调的方面。而是在通过优选实施方式所给出的范围内可以实现处于本领域技术人员的技术手段的范畴内的多种变型方案。

Claims (12)

1.一种用于为机动车(10)、特别是电动车辆或混合动力车辆的电池(12)、优选牵引电池执行自动化的充电过程的方法，
其特征在于，所述方法包括以下步骤：
a.从第一数据传输单元(15)向第二数据传输单元(110)传输针对所述机动车(10)的电池(12)的充电请求，所述第二数据传输单元是充电管理系统(100)的一部分并且与所述充电管理系统(100)的计算单元(120)连接，其中，所述充电管理系统(100)配属有用于机动车(10)的停放场，并且所述停放场包括多个驻车位置(72)，
b.确定所述电池(12)的电池状态，
c.通过所述充电管理系统(100)的计算单元(120)在考虑所述电池状态的情况下来确定针对所述机动车(10)的充电策略以对所述电池(12)充电，
d.移动所述机动车(10)到所述停放场的适合的充电位置(62)，并根据所述充电策略在所述适合的充电位置(62)中通过配属于所述适合的充电位置(62)的充电站(20)在充电时间点时和在充电持续时间内对所述机动车(10)的电池(12)充电，其中，至少所述充电时间点和所述充电持续时间由所述充电策略得出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述充电策略的确定在附加地考虑所述电池(12)的在所述电池(12)的充电后的预期剩余电池寿命的情况下进行。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电池状态或所述电池状态的一部分是所述充电请求的一部分，和/或所述电池状态与所述充电请求分开地被传输到所述充电管理系统(100)，和/或所述电池状态从与所述充电管理系统(100)连接的外部计算单元传输到所述充电管理系统(100)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述电池状态包括所述电池(12)的额定电压、电池容量、能量含量、功率、自放电、充电速度、电池温度、建议的充电方法和/或实际充电状态。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对所述充电策略的确定包括确定和/或考虑所述电池(12)的适合的充电位置(62)和/或充电时间点和/或充电持续时间和/或期望充电状态和/或充电方法。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的方法，其特征在于，对所述充电策略的确定这样进行，使得在遵守一个或多个要求的情况下将所述预期剩余电池寿命最大化。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，对所述充电策略的确定在考虑其他机动车(10)的其他充电策略和/或针对其他机动车(10)的电池(12)的充电请求的情况下进行。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在移动所述机动车(10)到所述适合的充电位置(62)之前和/或之后，通过所述充电管理系统(100)的计算单元(120)确定驻车位置(52，72)，并且优选确定针对所述驻车位置(52，72)的驻车持续时间，并且使所述机动车(10)移动到所确定的驻车位置，并且在确定驻车持续时间的情况下，使所述机动车(10)优选在所确定的驻车持续时间内在所确定的驻车位置(52，72)中泊车。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，如果其他机动车(10)已将针对自身的电池(12)的自身的充电请求传输到第二数据传输单元(110)和/或如果所述电池状态或所述电池状态的一部分已至少在预先定义的范围内发生变化，则通过所述充电管理系统(100)的计算单元(120)重新确定针对所述机动车(10)的充电策略。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述停放场内全自动化地移动所述机动车(10)。
11.一种用于停放场的充电管理系统(100)，所述停放场具有多个驻车位置(52，72)和带有充电站(20)的充电位置(62)，所述停放场例如是停车楼、停车场、大型车库和/或地下车库，
其中，所述充电管理系统(100)包括数据传输单元(110)和计算单元(120)，
其特征在于，所述数据传输单元(110)设置用于接收针对所述机动车(10)的电池(12)的充电请求并将所述充电请求传输到所述计算单元(120)，其中，所述计算单元(120)设置用于求取针对所述机动车(10)的充电策略，其中，所述充电管理系统(100)优选设置用于根据权利要求1至10中任一项所述的方法中。
12.一种停放场，例如停车楼、停车场、大型车库和/或地下车库，所述停放场具有多个驻车位置(52，72)和带有充电站(20)的充电位置(62)，其特征在于，所述停放场配属有根据权利要求11所述的充电管理系统(100)。
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