DE102010027729A1

DE102010027729A1 - Verfahren für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, elektrisch angetriebenes Fahrzeug und System aus einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug und einer fahrzeugexternen Einheit

Info

Publication number: DE102010027729A1
Application number: DE102010027729A
Authority: DE
Inventors: Dr. Stauner Thomas; Guido Boehm; Christoph Wanke
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-10-20
Also published as: WO2011128235A1

Abstract

Das Verfahren ist für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (1) vorgesehen, wobei mindestens eine Position (13) und eine Ladeleistung (14) mindestens einer elektrischen Ladestation (3) in einer Ladestations-Datenbank (11) abgespeichert (S5) und von der Ladestations-Datenbank (11) zum Abruf zur Verfügung gestellt werden, wobei die Ladeleistung (14) während eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs (1) ermittelt wird. Das elektrisch angetriebene Fahrzeug (1) weist mindestens eine Ladungsleistungs-Ermittlungseinheit (5) zum Ermitteln einer Ladeleistung des Fahrzeugs (1) an einer Ladestation (3) und eine Speichereinheit (6) zum Abspeichern zumindest einer Position der Ladestation (3) und der ermittelten Ladeleistung (14) auf.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug und ein System aus einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug und einer fahrzeugexternen Einheit.
Ein möglicher Benutzungsablauf beim Laden eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (Elektrofahrzeugs) besteht darin, dass ein Fahrer das Fahrzeug abstellt, im Fahrzeug eine Zielreichweite und/oder den Startzeitpunkt der nächsten Fahrt (d. h., die maximal mögliche Ladezeit) eingibt, dann aussteigt, ein Ladekabel ansteckt oder auf andere Weise eine Energieübertragung aktiviert, z. B. drahtlos, und den Ladeplatz bzw. den Stellplatz verlässt. Dabei ist es für das Fahrzeug nicht möglich, die z. B. zum Erreichen der Zielreichweite tatsächlich benötigte Ladezeit zu berechnen, ohne vorher eine elektrische Verbindung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation herzustellen. Erst bei Vorhandensein der elektrischen Verbindung (z. B. durch ein Anstecken eines Ladekabels) oder Zustandekommen der anderen Energieübertragung sind bisher belastbare Rückschlüsse auf die tatsächlich verfügbare Ladeleistung möglich. Es kann sein, dass es innerhalb der maximal möglichen Ladezeit nicht möglich ist, eine so große elektrische Energiemenge zu laden, dass die gewünschte oder vorgegebene Zielreichweite erreicht werden kann.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, zumindest einen Nachteil des Standes der Technik zumindest abzumildern oder sogar ganz zu überwinden und insbesondere eine besonders nutzerfreundliche Möglichkeit einer Ladezeitprognose bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, bei dem mindestens eine Position und eine Ladeleistung mindestens einer elektrischen Ladestation in einer Ladestations-Datenbank abgespeichert und zum Abruf zur Verfügung gestellt werden, wobei die Ladeleistung während eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs ermittelt wird.
Durch die Bereitstellung der Ladestations-Datenbank kann die tatsächliche Ladeleistung einer bestimmten (zumindest bereits einmal benutzten) Ladestation auch ohne Anfahren der Ladestation und Herstellen einer elektrischen Verbindung zu der Ladestation in Erfahrung gebracht werden. Der Fahrer erhält bereits im Fahrzeug, z. B. bei einer Eingabe mindestens einer Zielvorgabe (z. B. einer Zielreichweite und/oder einer Zielzeit) für den Ladevorgang, eine belastbare Rückmeldung, ob bzw. weiche Zielvorgabe(n) erreichbar sind. So kann eine Auswahl von möglichen Ladestationen getroffen werden, welche für eine Aufladung des Fahrzeugs zum Erreichen der Zielvorgabe(n) innerhalb der maximal erlaubten Ladezeit geeignet sind. Dadurch kann schon im Vorfeld eines Ladevorgangs eine Zielvorgabe korrigiert werden bzw. können Zwischenstopps eingeplant werden. Auch mag eine zum Erreichen der Zielvorgabe(n) an der Ladestation mindestens notwendige Ladezeit berechnet werden ('Ladezeitprognose').
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass es mit jeglicher Art von Ladestation durchgeführt werden kann, z. B. mit öffentlichen oder privaten Ladestationen (z. B. des Nutzers oder von Freunden oder Verwandten). Die Vorteile kommen insbesondere beim Laden zu Hause bzw. an wiederholt angefahrenen privaten Ladestationen (z. B. von Freunde und Familienmitgliedern) zur Geltung, deren Spezifikationen nicht unbedingt bekannt und/oder nicht standardisiert sind.
Ist die Ladestation noch nicht in der Ladestations-Datenbank vorhanden, kann automatisch oder nach Erlaubnis durch einen Nutzer, insbesondere Fahrer, ein entsprechender Eintrag vorgenommen werden. Für Einträge in der Datenbank kann ein Rollen- und/oder Rechtekonzept vorhanden sein bzw. verwendet werden. So kann der Nutzer die Einträge als z. B. privat, öffentlich oder nur einer bestimmten Gruppe zugänglich deklarieren. Ist die Ladestation bereits in der Ladestations-Datenbank vorhanden, kann auf einen erneuten Eintrag verzichtet werden oder der vorhandene Eintrag aktualisiert werden.
Das Fahrzeug kann insbesondere ein ausschließlich elektrisch angetriebenes Fahrzeug sein, alternativ ein auch elektrisch angetriebenes Fahrzeug. Das Fahrzeug kann insbesondere mindestens einen wiederaufladbaren Energiespeicher für elektrische Energie aufweisen, z. B. eine Batterie oder einen Akkumulator.
Die Position kann z. B. durch eine Abfrage eines Navigationssystems ermittelt werden, z. B. auf der Basis von GPS, Galileo, GLONASS, Mobilfunkzellen usw.
Das Abspeichern kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass es die folgenden Schritte umfasst:

– Anfahren einer Ladestation und Anschließen des Fahrzeugs an die Ladestation;
– Aktivieren einer Ladefunktion;
– auf das Aktivieren der Ladefunktion hin Feststellen der Ladeleistung und der Position (Ortskoordinaten) an der Ladestation;
– Abspeichern der Ladeleistung und der Position der Ladestation als logisch verknüpfte (verlinkte) Daten in der Ladestations-Datenbank, insbesondere als ein Neueintrag oder als eine Aktualisierung.

Der Schritt des Abspeicherns kann zusätzlich oder alternativ folgende Schritte umfassen:

– Durchsuchen der Ladestations-Datenbank nach einer Ladestation mit im Wesentlichen der gleichen Position und
– falls eine solche Ladestation in der Ladestations-Datenbank gefunden wird, kein Abspeichern von Daten in der Ladestations-Datenbank oder Aktualisierung der Daten in der Ladestations-Datenbank und
– falls keine solche Ladestation in der Ladestations-Datenbank gefunden wird, Abspeichern der Ladeleistung und der Position der Ladestation als logisch verknüpfte (verlinkte) Daten in der Ladestations-Datenbank.

Das Aktivieren der Ladefunktion kann beispielsweise durch ein Aufrufen eines Lademenüs, ein Abstellen des Fahrzeugs in unmittelbarer Nähe einer bekannten Ladestation oder ein Anschließen des Fahrzeugs an eine Ladestation erfolgen.
Die Aktualisierung kann z. B. durch eine Mittelung der Messwerte und/oder ein Ansetzen eines Tiefpass-Filters auf die Messwerte geschehen.
Allgemein kann mit der Ladeleistung auf der Typ des geladenen Fahrzeugs mit abgelegt werden, da sich die Ladeleistung von Fahrzeugtyp zu Fahrzeugtyp unterscheiden kann.
Die Ladeleistung kann dann mit dem Fahrzeugtyp verknüpft gespeichert und auch ausgelesen werden.
Die Datenbank mag in einer Variante nur mit konkret ermittelten Ladeleistungen befüllt sein. Alternativ kann die Datenbank, insbesondere für eine Initialbefüllung, für mindestens eine Ladestation mit einer aus deren konstruktiven Merkmalen abgeschätzten Ladeleistung befüllt sein. Diese erwartete Ladeleistung kann dann bei oder nach dem ersten Ladevorgang an dieser Ladestation durch die empirisch bestimmte bzw. gemessene Ladeleistung ersetzt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens aus der in der Ladestations-Datenbank abgespeicherten Ladeleistung und mindestens einer Zielvorgabe die Ladezeitprognose durchgeführt wird.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mindestens aus der in der Ladestations-Datenbank abgespeicherten Ladeleistung und einer maximal erlaubten Ladezeit bestimmt wird, ob eine mindestens benötigte Energiemenge an dieser Ladestation ladbar ist. Die maximal erlaubte Ladezeit kann beispielsweise aus einer Zeitvorgabe berechnet oder von einem Nutzer direkt bestimmt werden. Die maximal erlaubte Ladezeit kann ferner mittels eines Optmierungsalgorithmus' ermittelt werden, der beispielsweise die Ladestationen auf der gewünschten Route z. B. zeit- oder kostenoptimal bestimmt. Dabei kann z. B. eine Monte-Carlo-Methode zur heuristischen Optimierung eingesetzt werden.
Die mindestens benötigte Energiemenge kann beispielsweise mit Hilfe der Ladezeitprognose und/oder einer Abschätzung der erreichbaren Reichweite ('Reichweitenprognose') ermittelt werden. In diesem Zusammenhang kann die mindestens benötigte Energiemenge verglichen werden mit der während der maximal erlaubten Ladezeit ladbaren Energiemenge zusammen mit der noch in einem Energiespeicher des Fahrzeugs gespeicherten Restenergiemenge. Dabei kann auch eine Entfernung des Fahrzeugs von der Ladestation und die zum Erreichen der Ladestation benötigte Energiemenge und Zeitdauer berücksichtigt werden.
Ist die mindestens benötigte Energiemenge während eines Ladevorgangs innerhalb der maximal erlaubten Ladezeit nicht erreichbar, kann dies dem Nutzer beispielsweise akustisch und/oder optisch angezeigt werden, z. B. durch ein Warnsignal (z. B. ein rotes blinkendes Licht), eine entsprechende Nachricht und/oder ein akustisches Signal usw. Reicht die maximal erlaubte Ladezeit aus, um beispielsweise ein Ziel innerhalb einer vorgegebenen Zeit zu erreichen, kann dies z. B. entsprechend rückgemeldet werden, z. B. durch ein grünes Licht. Alternativ oder zusätzlich kann dem Nutzer eine zum Erreichen der mindestens benötigten Energiemenge an der Ladestation mindestens benötigte Ladezeit ('Ladezeitprognose') angezeigt werden.
Alternativ oder zusätzlich können dem Nutzer zum Laden innerhalb der maximal erlaubten Ladezeit geeignete Ladestationen angezeigt werden, z. B. innerhalb eingeschränkt auf einen bestimmten Umkreis um das Fahrzeug herum. Die Ladestationen können beispielsweise auf einer Karte einer Navigationsanzeige angezeigt werden. Dadurch kann es einem Nutzer, insbesondere Fahrer, insbesondere bei einer ursprünglich nicht ausreichenden Ladezeit erleichtert werden, seine Fahrstrecke neu auszuwählen, z. B. mit Zwischenstopps, seine Ladezeit zu verlängern oder eine andere Ladestation anzufahren. Beispielsweise kann eine Ladestation bei einem Bekannten oder im Büro des Fahrers stehen, welcher sein Fahrzeug auflädt, während er seinen Bekannten oder sein Büro besucht. Da er die Ladeleistung des elektrische Anschlusses vorher aus der Ladestations-Datenbank abrufen kann, kann er die mindestens benötigte Ladezeit bestimmen und sich auf einen entsprechend langen Mindestaufenthalt bei dem Bekannten oder im Büro einrichten. Als einen weiteren Vorteil braucht er nicht zwischendurch den Ladezustand seines Fahrzeugs zu überprüfen.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die maximal erlaubte Ladezeit und/oder die mindestens benötigte Energiemenge auf der Grundlage mindestens einer Zielvorgabe, insbesondere der Zielreichweite und/oder der Zielzeit, bestimmt wird. Die Zielvorgabe kann aber auch andere Parameter umfassen, wie z. B. ein Höhenprofil einer Fahrstrecke zum Ziel, Geschwindigkeitsvorgaben, insbesondere Geschwindigkeitsbegrenzungen, eine Zuladung (Zahl der zu befördernden Personen und/oder Gepäck) usw. Diese und/oder andere Daten über eine bestimmte Fahrt können beispielsweise mittels eines Navigationsgeräts oder einer Navigationsfunktion ermittelt werden und zur genaueren Bestimmung der benötigten Energiemenge verwendet werden.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass in der Ladestations-Datenbank für eine Ladestation zusätzliche ladestationsspezifische Daten gespeichert werden können. Diese zusätzlichen Daten können beispielsweise Daten über einen Fahrzeugtyp, Tarifdaten und/oder Daten über einen maximal zulässigen Ladestrom umfassen. So kann die Ladeleistung dieser Ladestation von der Art des Fahrzeugs (z. B. Hersteller, Art der elektrischen Schnittstelle, Batterietyp usw.) abhängig sein. In der Ladestations-Datenbank kann dann die Ladeleistung zusammen mit mindestens einer Information über die Art des Fahrzeugs gespeichert sein. Dies kann insbesondere vorteilhaft sein, falls die Ladestations-Datenbank von mehreren Fahrzeugen oder Nutzern abgefragt werden kann. Die Tarifdaten können z. B. einen Beginn und ein Ende verschiedener Stromtarife umfassen, z. B. eines preiswerten Nachttarifs, eines teureren Tagtarifs und eines besonders teuren Spitzentarifs. So kann der Ladevorgang auch besonders preiswert ausgestaltet werden. Allgemein kann der Ladevorgang zeit- oder kostenoptimal ausgestaltet werden, z. B. mittels eines Optimierungsalgorithmus', z. B. mittels eines Monte-Carlo-Verfahrens.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass zumindest einige (d. h., einige oder alle) der zusätzlichen Daten von einem Nutzer eingegeben werden oder werden können. Alternativ können die zusätzlichen Daten auch automatisch ermittelt werden, z. B. durch eine Informationsübertragung von der Ladestation, welche diese Daten vorhält, z. B. Tarifdaten.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass das Verfahren auf bzw. von dem Fahrzeug durchgeführt wird. In anderen Worten kann das Verfahren fahrzeugautonom durchgeführt werden. Das Fahrzeug kann dann entsprechend ausgebildet sein und kann z. B. eine Ladungsleistungs-Ermittlungseinheit zum Ermitteln einer Ladeleistung des Fahrzeugs an einer Ladestation, eine Speichereinheit zum Abspeichern zumindest einer Position der Ladestation und der ermittelten Ladeleistung, eine Berechnungseinheit zum Vergleichen einer für eine vorgegeben Ladezeit aus der Ladestation ladbaren Energiemenge mit einer benötigten Energiemenge und eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines Ergebnisses des Vergleichs aufweisen. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass sie nicht auf eine fahrzeugfremde Ausrüstung angewiesen ist und sehr ausfallsicher arbeiten kann.
Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass das Verfahren teilweise von dem Fahrzeug und teilweise von mindestens einer mit dem Fahrzeug kommunikativ koppelbaren fahrzeugexternen Einheit durchgeführt wird, wobei zumindest das Ermitteln der Ladeleistung während des Ladevorgangs von dem Fahrzeug durchgeführt wird. Dadurch kann ein Fahrzeug von verschiedenen Schritten und zugehörigen Komponenten zur Durchführung des Verfahrens entlastet werden.
So kann lediglich das Ermitteln der Ladeleistung der angeschlossenen Ladestation während des Ladevorgangs von dem Fahrzeug durchgeführt werden. Die ermittelte Ladeleistung kann dann an die fahrzeugexterne Einheit übermittelt werden, welche selbstständig die Position (Ortkoordinaten) ermittelt und dazu z. B. einen GPS-Empfänger oder einen anderen 'Geo-Locator' aufweisen kann. In diesem Fall wird die fahrzeugexterne Einheit vorteilhafterweise mit dem Fahrzeug mitgeführt und kann mit diesem z. B. über Bluetooth oder eine andere Nahfeldkommunikation kommunizieren. Die fahrzeugexterne Einheit kann insbesondere die Speichereinheit aufweisen. Ein Nutzer kann in die fahrzeugexterne Einheit ferner die mindestens eine Zielvorgabe und/oder zusätzliche Daten eingeben, so dass die fahrzeugexterne Einheit in die Lage versetzt wird, zu bestimmen, ob eine mindestens benötigte Energiemenge während eines Ladevorgangs innerhalb der maximal erlaubten Ladezeit ladbar ist bzw. die Ladezeitprognose durchzuführen.
Alternativ kann z. B. auch die Position durch das Fahrzeug bestimmt und an die fahrzeugexterne Einheit übermittelt werden, welche dann selbst nicht mehr zur Positionsbestimmung eingerichtet zu sein braucht.
In noch einer Weiterbildung kann der Nutzer auch die mindestens eine Zielvorgabe und/oder zusätzliche Daten über das Fahrzeug eingeben, z. B. einen Bordcomputer, und diese Daten an die fahrzeugexterne Einheit übermitteln.
In noch einer Weiterbildung wird durch das Fahrzeug auch bestimmt, ob die mindestens benötigte Energiemenge während eines Ladevorgangs innerhalb der maximal erlaubten Ladezeit erreichbar ist. Die fahrzeugexterne Einheit mag dann hauptsächlich die Speichereinheit bzw. die darin gespeicherte Ladestations-Datenbank zur Verfügung stellen. Entsprechend kann die Ladestations-Datenbank durch das Fahrzeug abgefragt werden, wobei das Fahrzeug und die (mindestens eine) fahrzeugexterne Einheit in einen Datenaustausch eintreten, z. B. zumindest abschnittsweise mittels einer Mobilfunkverbindung. Auf den Datenspeicher kann insbesondere von mehreren Nutzern zugegriffen (gelesen und ggf. geschrieben) werden, was eine besonders vielfältige Nutzung und große Zahl an bekannten Ladestationen ermöglicht.
Die fahrzeugexterne Einheit kann z. B. einen fahrzeugexternen Server ('off-board server') umfassen. Das Fahrzeug kann mit dem Server kommunizieren bzw. auf den Server zugreifen. Die Verwendung eines Servers weist den Vorteil auf, dass mehrere Fahrzeuge oder Nutzer besonders einfach auf die auf dem Server gespeicherte Ladestations-Datenbank zugreifen können. Die Daten können insbesondere in anonymisierter Form gespeichert sein und/oder im Rahmen eines Rollen- und Rechtekonzepts.
Die fahrzeugexterne Einheit kann zusätzlich oder alternativ einen PC (Desktop, Laptop, Notebook, Netbook usw.) umfassen. Das Fahrzeug kann mit dem PC kommunizieren bzw. auf den PC zugreifen. Die Verwendung eines PCs weist den Vorteil auf, dass die Ladestations-Datenbank an dem PC besonders übersichtlich angezeigt und/oder editiert werden kann.
Die fahrzeugexterne Einheit kann zusätzlich oder alternativ eine mobile Einheit bzw. ein mobiles Gerät umfassen, z. B. ein Mobilfunkgerät, insbesondere Telefon und Smartphone, einen Handheld-PC, einen PDA, ein iPhone und/oder ein Navigationsgerät usw. Insbesondere kann die mobile Einheit mit einer Positionsbestimmungseinheit oder Positionsbestimmungsfunktion ausgerüstet sein, z. B. das Navigationsgerät oder ein Mobilfunkgerät mit einem GPS-Empfänger. Die fahrzeugexterne Einheit kann auch mit mehreren Fahrzeugen zusammenarbeiten, was eine Bedienung und eine Portierbarkeit erleichtert. Auch die Datenbank braucht nicht zentral gespeichert zu sein; alternativ ist auch eine dezentrale Datenhaltung möglich, z. B. mit einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, bei der sich beispielsweise verschiedene Fahrzeuge ihre lokalen Datenspeicher teilen können.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten:

– Anfahren einer Ladestation;
– Aktivieren einer Ladefunktion;
– auf das Aktivieren der Ladefunktion hin Feststellen einer Position an der Ladestation;
– Durchsuchen einer Ladestations-Datenbank nach einer Ladestation im Wesentlichen an der festgestellten Position und
– falls eine Ladestation in der Ladestations-Datenbank gefunden wird, Abrufen einer mit der Ladestation logisch verknüpft gespeicherten Ladeleistung.

Dieses Verfahren kann insbesondere vorteilhaft eingesetzt werden, falls es keine oder eine nur eingeschränkte Möglichkeit zur Auswahl von Ladestationen gibt und/oder keine automatische Auswahl geeigneter Ladestationen bereitgestellt wird.
Die Ladeleistung kann zusammen mit mindestens einer Zielvorgabe zur Ladezeitprognose und/oder Erreichbarkeit der mindestens einen Zielvorgabe verwendet werden.
Die Aufgabe kann auch gelöst werden durch ein Verfahren mit den folgenden Schritten:

– Vorgeben mindestens einer Zielvorgabe für eine Fahrt mit dem elektrisch betriebenen Fahrzeug einschließlich einer Reichweitenvorgabe und einer Zeitvorgabe;
– Bestimmen einer Position des Fahrzeugs;
– Abfragen der Ladestations-Datenbank zum Einhalten der Zielvorgabe der geeigneten Ladestationen;
– Anzeigen der geeigneten Ladestationen.

Die Reichweitenvorgabe kann z. B. direkt durch einen Nutzer oder durch eine aus einem Navigationsgerät bestimmte Streckenführung vorgegeben werden.
Das Bestimmen einer Position des Fahrzeugs kann z. B. mittels eines GPS-Empfängers o. ä. durchgeführt werden.
Das Abfragen der Ladestations-Datenbank zum Einhalten der Zielvorgabe der geeigneten Ladestationen kann z. B. auch während der Fahrt durchgeführt werden. Dabei kann ein entsprechender Algorithmus oder Boolesche Verknüpfung zum Bestimmen einer Ladestation als geeignet durchgeführt werden.
Der Algorithmus kann z. B. eine Distanz zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und einer Ladestation sowie dieser Ladestation und dem Ziel berücksichtigen, als auch ggf. ein Höhenprofil, Geschwindigkeitsbegrenzungen und/oder andere Daten, welche eine benötigte Energiemenge zum Erreichen des Ziels beeinflussen können. Der Algorithmus kann diese Daten insbesondere in eine zum Erreichen der mindestens einen Zielvorgabe benötigte Energiemenge umrechnen.
Der Algorithmus kann insbesondere weiterhin eine Fahrzeit und eine zum Laden einer benötigten Energiemenge notwendige Zeit akkumulieren und mit der Zeitvorgabe vergleichen. Es können dann insbesondere nur solche Ladestationen als geeignet eingestuft werden, welche eine zum Erreichen des Ziels innerhalb der Zeitvorgabe ausreichend hohe Ladeleistung bereitstellen.
Die geeigneten Ladestationen können z. B. auf einer Navigationsanzeige angezeigt werden, z. B. jeweils als ein interessanter Ort (”Point of Interest”; POI).
Die Ladefunktion kann automatisch mit einem Abstellen des Fahrzeugs, automatisch mit einem Anschließen des Fahrzeugs an eine Ladestation oder manuell durch den Nutzer aktiviert werden.
Diese Verfahren können mit dem oben beschriebenen Verfahren zum Abspeichern in der Ladestations-Datenbank kombiniert werden und ergeben die gleichen Vorteile.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, wobei das Fahrzeug mindestens aufweist: eine Ladungsleistungs-Ermittlungseinheit zum Ermitteln einer Ladeleistung des Fahrzeugs an einer Ladestation und eine Speichereinheit zum Abspeichern zumindest einer Position der Ladestation und der ermittelten Ladeleistung.
Diese Komponenten erlauben es, das Verfahren auf dem Fahrzeug ablaufen zu lassen, und zwar mit den bereits beschriebenen Vorteilen.
Es ist eine Weiterbildung, dass das Fahrzeug aufweist: eine Berechnungseinheit zum Vergleichen einer für eine vorgegeben Ladezeit aus der Ladestation ladbaren Energiemenge mit einer benötigten Energiemenge und eine Anzeigeeinheit zum Anzeigen eines Ergebnisses des Vergleichs. Die Berechnungseinheit kann z. B. ein entsprechend eingerichteter Bordcomputer sein. Die Anzeigeeinheit kann z. B. die Anzeigeeinheit des Bordcomputers oder eine weitere fahrzeuginterne Anzeigeeinheit sein.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass das Fahrzeug aufweist: eine Nutzerschnittstelle zum Eingeben von zusätzlichen Daten über die Ladestation zum Abspeichern in der Ladestations-Datenbank. Die Nutzerschnittstelle kann z. B. eine Lenkradsteuerung, ein iDrive oder einen berührungsempfindlichen Bildschirm eines Bordcomputers umfassen.
Die Aufgabe wird zudem gelöst durch ein System aus einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug und einer fahrzeugexternen Einheit, wobei das Fahrzeug und die fahrzeugexterne Einheit kommunikativ miteinander koppelbar sind, das Fahrzeug eine Ladungsleistungs-Ermittlungseinheit zum Ermitteln einer Ladeleistung des Fahrzeugs an einer Ladestation aufweist und die fahrzeugexterne Einheit eine Speichereinheit zum Abspeichern zumindest einer ermittelten Ladeleistung an der Ladestation aufweist. Dadurch kann das Verfahren insbesondere verteilt durchgeführt werden.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Fahrzeug eine Berechnungseinheit zum Vergleichen einer für eine maximal erlaubte Ladezeit aus der Ladestation ladbaren Energiemenge (ggf. plus einer Restenergiemenge) mit einer benötigten Energiemenge und/oder zum Durchführen einer Ladezeitprognose aufweist.
Es ist noch eins Ausgestaltung, dass die fahrzeugexterne Einheit eine Berechnungseinheit zum Vergleichen einer für eine vorgegeben Ladezeit aus der Ladestation ladbaren Energiemenge mit einer benötigten Energiemenge aufweist.
Es ist weiterhin eine Ausgestaltung, dass die fahrzeugexterne Einheit eine Nutzerschnittstelle zum Eingeben von zusätzlichen Daten über die Ladestation zum Abspeichern in der Ladestations-Datenbank aufweist.
Das Fahrzeug und das System können allgemein zur Durchführung des Verfahrens ausgebildet sein.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elements mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 skizziert ein erfindungsgemäßes elektrisch angetriebenes Fahrzeug;
2 zeigt einen erfindungsgemäßen Verfahrensablauf; und
3 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Verfahrensablauf;
4 skizziert ein erfindungsgemäßes System aus einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug und einer fahrzeugexternen Einheit.
1 zeigt ein erfindungsgemäßes vollständig elektrisch angetriebenes Elektrofahrzeug 1, welches über ein Ladekabel 2 mit einer Ladestation 3 elektrisch verbunden ist. Das Elektrofahrzeug 1 weist eine von der Ladestation 3 wiederaufladbare Batterie 4, eine Ladungsleistungs-Ermittlungseinheit 5 zum Ermitteln einer Ladeleistung des Fahrzeugs 1 an der Ladestation 3 und eine Speichereinheit 6 zum Abspeichern zumindest einer Position (Ortskoordinaten) der Ladestation 3 und der ermittelten Ladeleistung in einer Ladestations-Datenbank 11 auf. Die Speichereinheit 6 ist dazu kommunikativ mit einer Navigationseinheit 7 gekoppelt. Die Speichereinheit 6 kann ein Teil eines Bordcomputers sein.
Der Bordcomputer kann gleichzeitig eine Berechnungseinheit 8 zum Durchführen einer Ladezeitprognose und/oder zum Vergleichen einer maximal erlaubten Ladezeit mit einer benötigten Energiemenge sein. Der Bordcomputer kann außerdem eine Anzeigeeinheit 9 zum Anzeigen eines Ergebnisses des Vergleichs bereitstellen. Über den Bordcomputer kann ferner eine Nutzerschnittstelle 10 zum Eingeben von Zielvorgaben und/oder zum Eingeben von zusätzlichen Daten über die Ladestation 3 zum Abspeichern in der Ladestations-Datenbank 11 bereitstellen.
Die in der Speichereinheit 6 abgespeicherte Ladestations-Datenbank 11 weist als Einträge beispielhaft eine Identifikationsnummer 12 der Ladestation 3 sowie deren Position 13 als auch Ladeleistung 14 auf. In der Ladestations-Datenbank 11 können mehrere Ladestationen 3 abgespeichert sein.
2 zeigt einen möglichen Ablauf zum Erreichen eines Eintrags einer Ladestation 3 in der Ladestations-Datenbank 11.
In Schritt S1 wird eine zunächst noch nicht in der Ladestations-Datenbank 11 abgespeicherte Ladestation von dem Elektrofahrzeug 1 angefahren. Es folgt in Schritt S2 ein elektrisches Verbinden bzw. Anschließen des Elektrofahrzeugs 1 an die Ladestation 3 und ein (manuelles oder automatisches) Aktivieren einer Ladefunktion, welche einen Ladevorgang initiiert und überwacht. Auf das Aktivieren der Ladefunktion hin wird in Schritt S3 eine Position (Ortskoordinaten) des Elektrofahrzeugs 1 mittels der Navigationseinheit 7 bestimmt bzw. festgestellt. Auch wird, in Schritt S4, eine Ladeleistung an der Ladestation 3 bestimmt bzw. festgestellt. In einem Schritt S5 werden die bestimmte Ladeleistung und die Position in der Ladestations-Datenbank 11 logisch mit der Ladestation 3 verknüpft abgespeichert.
Die Schritte können auch in einer anderen Reihenfolge oder zumindest teilweise auch gleichzeitig durchgeführt werden, z. B. die Schritte S3 und S4.
3 zeigt einen möglichen Ablauf zum Verwenden der Ladestations-Datenbank 11.
In einem Schritt S6 wird mindestens eine Zielvorgabe für eine Fahrt mit dem elektrisch betriebenen Fahrzeug einschließlich einer Reichweitenvorgabe und einer Zeitvorgabe vorgegeben. So kann beispielsweise vorgegeben werden, dass die Fahrt spätestens um 17:00 Uhr an dem Münchener Flughafen als dem Ziel beendet werden soll. In einem Schritt S7 wird die Position des Fahrzeugs bestimmt. Zum Beispiel mittels eines Navigationsgeräts kann dann die Fahrstrecke, ggf. mit einem Höhenprofil, Geschwindigkeitsbegrenzungen usw. (Reichweitenvorgabe), und daraus zusammen mit einer in der Batterie 4 gespeicherten Restenergiemenge die zum Erreichen des Ziels mindestens benötigte noch zu ladende Energiemenge, ggf. mit einer Sicherheitsmarge, berechnet werden. Aus einer Differenz der aktuellen Zeit und der Zielzeit kann eine verbleibende, maximal zu benötigende Zeitdauer für die Durchführung der Fahrt berechnet werden (Zeitvorgabe).
Folgend kann in Schritt S8 die Ladestations-Datenbank zum Einhalten der Zielvorgabe der geeigneten Ladestationen abgefragt werden. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass für jede oder eine Auswahl von Ladestationen (z. B. innerhalb eines Umkreises von 100 km) bestimmt wird, ob die Summe (a) der Zeitdauer zum Anfahren der Ladestation, (b) der benötigten Ladezeit an der Ladestation und (c) der Zeitdauer zum Abfahren der Strecke zwischen der Ladestation und dem Ziel kürzer oder gleich ist im Vergleich zu der maximal zu benötigenden Zeitdauer für die Durchführung der Fahrt. Ist dies der Fall, wird die Ladestation als geeignet eingestuft. Die unter (b) aufgeführte benötigte Ladezeit lässt sich aus der aus der Ladestations-Datenbank 11 für diese Ladestation abgerufenen Ladeleistung und der zum Erreichen des Ziels benötigten Energiemenge berechnen, z. B. durch eine Quotientenbildung.
In einen Schritt S9 können die geeigneten Ladestationen 3 angezeigt werden, z. B. in einem Bildschirm eines Navigationsgeräts oder im Rahmen einer Navigationsfunktion. Die geeigneten Ladestationen können z. B. jeweils als interessante Orte (”Point of interest”; POI) angezeigt werden.
Die Reichweitenvorgabe kann z. B. direkt durch einen Nutzer oder durch die aus einem Navigationsgerät bestimmte Streckenführung vorgegeben werden.
Das Abfragen der Ladestations-Datenbank 11 zum Einhalten der zur Zielvorgabe geeigneten Ladestationen 3 kann z. B. auch während der Fahrt durchgeführt werden. Dabei kann ein entsprechender Algorithmus oder Boolesche Verknüpfung zum Bestimmen einer Ladestation 3 als geeignet durchgeführt werden.
Der Algorithmus kann z. B. eine Distanz zwischen der aktuellen Position des Fahrzeugs und einer Ladestation sowie dieser Ladestation und dem Ziel berücksichtigen, als auch ggf. ein Höhenprofil, Geschwindigkeitsbegrenzungen und/oder andere Daten, welche eine benötigte Energiemenge zum Erreichen des Ziels beeinflussen können. Der Algorithmus kann diese Daten insbesondere in eine benötigte Energiemenge umrechnen.
Auch hier kann die Reihenfolge der Schritte unterschiedlich sein.
4 zeigt ein System 15 aus einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug 16 und einer fahrzeugexternen Einheit 17, welche über mindestens einen Datenkanal 18 kommunikativ miteinander koppelbar sind. Das Fahrzeug 16 weist die Ladungsleistungs-Ermittlungseinheit 5 zum Ermitteln der Ladeleistung an der Ladestation 3 auf. Die fahrzeugexterne Einheit 17 wiederum weist die Speichereinheit 6 zum Abspeichern zumindest einer Position (Ortskoordinaten) der Ladestation 3 und der durch das Fahrzeug 16 ermittelten Ladeleistung in einer Ladestations-Datenbank 11 auf, als auch die Navigationseinheit 7, z. B. in Form eines GPS-Empfängers. Die fahrzeugexterne Einheit 17 umfasst ferner die Berechnungseinheit 8 zum Durchführen der Ladezeitprognose und/oder zum Vergleichen einer maximal erlaubten Ladezeit mit einer benötigten Energiemenge. Die fahrzeugexterne Einheit 17 umfasst ferner die Anzeigeeinheit 9 zum Anzeigen eines Ergebnisses des Vergleichs. Die fahrzeugexterne Einheit 17 weist ferner die Nutzerschnittstelle 10 zum Eingeben von Zielvorgaben und/oder zum Eingeben von zusätzlichen Daten über die Ladestation 3 zum Abspeichern in der Ladestations-Datenbank 11 auf.
Im Rahmen des Systems 15 können alle Operationen, die von dem Fahrzeug 1 aus 1 autonom durchgeführt worden sind, nun von der fahrzeugexternen Einheit 17 durchgeführt werden, und zwar außer der Bestimmung der Ladeleistung 14. Die Ladeleistung wird weiterhin von dem Fahrzeug 16 ermittelt und dann über den mindestens einen Datenkanal 18 an die fahrzeugexterne Einheit 17 übertragen. Die fahrzeugexterne Einheit kann z. B. ein PDA, ein Mobiltelefon oder ein Navigationsgerät sein und z. B. über Bluetooth oder eine andere kurzreichweitige Schnittstelle als dem Datenkanal mit dem Fahrzeug 16 kommunikativ gekoppelt sein.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So kann z. B. bei einem möglichen Ablauf zum Verwenden der Ladestatfons-Datenbank auch oder nur eine Ladezeitprognose durchgeführt werden.
Allgemein kann das Verfahren auch vollständig ohne das Fahrzeug durchgeführt werden, beispielsweise falls die Bestimmung der Ladeleistung in der Ladestation oder einer damit gekoppelten Einheit durchgeführt und die Ladeleistung z. B. folgend direkt an die fahrzeugexterne Einheit 17 gemeldet werden kann, z. B. über eine entsprechende Datenverbindung.
Anstelle einer Verwendung eines Ladekabels kann auch jede andere geeignete Art zur Aufladung des Energiespeichers verwendet werden, z. B. eine drahtlose Aufladung nach dem Transformatorprinzip usw.
Bezugszeichenliste

1: Elektrofahrzeug
2: Ladekabel
3: Ladestation
4: wiederaufladbare Batterie
5: Ladungsleistungs-Ermittlungseinheit
6: Speichereinheit
7: Navigationseinheit
8: Berechnungseinheit
9: Anzeigeeinheit
10: Nutzerschnittstelle
11: Ladestations-Datenbank
12: Identifikationsnummer
13: Position
14: Ladeleistung
15: System
16: Fahrzeug
17: fahrzeugexterne Einheit
18: Datenkanal

Claims

Verfahren für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug (1; 16), bei dem mindestens eine Position (13) und eine Ladeleistung (14) mindestens einer elektrischen Ladestation (3) in einer Ladestations-Datenbank (11) abgespeichert (S5) und von der Ladestations-Datenbank (11) zum Abruf zur Verfügung gestellt werden, wobei die Ladeleistung (14) während eines Ladevorgangs eines Fahrzeugs (1; 16) ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem mindestens aus der in der Ladestations-Datenbank (11) abgespeicherten Ladeleistung (14) und einer maximal erlaubten Ladezeit bestimmt wird, ob eine mindestens benötigte Energiemenge an dieser Ladestation ladbar ist.
Verfahren nach Anspruch 2, bei dem die maximal erlaubte Ladezeit und/oder die mindestens benötigte Energiemenge auf der Grundlage mindestens einer Zielvorgabe bestimmt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der Ladestations-Datenbank (11) für eine Ladestation (3) zusätzliche Daten gespeichert werden können, einschließlich Daten über einen Fahrzeugtyp, Tarifdaten und/oder Daten über einen maximal zulässigen Ladestrom.
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem zumindest einige der zusätzlichen Daten von einem Nutzer eingegeben werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Verfahren von dem Fahrzeug (1) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem das Verfahren teilweise von dem Fahrzeug (16) und teilweise von einer mit dem Fahrzeug (16) kommunikativ koppelbaren fahrzeugexternen Einheit (17) durchgeführt wird, wobei zumindest das Ermitteln der Ladeleistung (14) während des Ladevorgangs von dem Fahrzeug (1) durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, bei dem die fahrzeugexterne Einheit (17) einen zentralen Server, einen PC und/oder eine mobile Einheit umfasst.
Elektrisch angetriebenes Fahrzeug (1), wobei das Fahrzeug mindestens aufweist: – eine Ladungsleistungs-Ermittlungseinheit (5) zum Ermitteln einer Ladeleistung des Fahrzeugs (1) an einer Ladestation (3) und – eine Speichereinheit (6) zum Abspeichern zumindest einer Position der Ladestation (3) und der ermittelten Ladeleistung (14).
Elektrisch angetriebenes Fahrzeug (1) nach Anspruch 9, wobei das Fahrzeug (1) ferner aufweist: – eine Berechnungseinheit (8) zum Vergleichen einer für eine maximal erlaubte Ladezeit aus der Ladestation (3) ladbaren Energiemenge mit einer benötigten Energiemenge und – eine Anzeigeeinheit (9) zum Anzeigen eines Ergebnisses des Vergleichs.
Elektrisch angetriebenes Fahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei das Fahrzeug (1) ferner aufweist: – eine Nutzerschnittstelle (10) zum Eingeben von zusätzlichen Daten über die Ladestation (3) zum Abspeichern in der Ladestations-Datenbank (11).
System (15) aus einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug (16) und einer fahrzeugexternen Einheit (17), wobei das Fahrzeug (1) und die fahrzeugexterne Einheit kommunikativ miteinander koppelbar sind, das Fahrzeug (16) eine Ladungsleistungs-Ermittlungseinheit (5) zum Ermitteln einer Ladeleistung (14) des Fahrzeugs (16) an einer Ladestation (3) aufweist und die fahrzeugexterne Einheit (17) eine Speichereinheit (6) zum Abspeichern zumindest einer ermittelten Ladeleistung (14) an der Ladestation (3) aufweist.
System (15) nach Anspruch 12, wobei das Fahrzeug (1) eine Berechnungseinheit (8) zum Vergleichen einer für eine vorgegeben Ladezeit aus der Ladestation (3) ladbaren Energiemenge mit einer benötigten Energiemenge aufweist.
System (15) nach Anspruch 12, wobei die fahrzeugexternen Einheit (17) eine Berechnungseinheit (8) zum Vergleichen einer für eine maximal erlaubte Ladezeit aus der Ladestation (3) ladbaren Energiemenge mit einer benötigten Energiemenge aufweist.
System (15) nach Anspruch 14, bei dem die fahrzeugexternen Einheit (17) eine Nutzerschnittstelle (10) zum Eingeben von zusätzlichen Daten über die Ladestation (3) zum Abspeichern in der Ladestations-Datenbank (11) aufweist.