DE102011075872A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Bestimmen von Ladevorgängen - Google Patents

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Abstract

Es werden eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen von kostenoptimierten Ladevorgängen eines strombetriebenen Fahrzeugs basierend auf Navigationsdaten beschrieben. Von der Batterie 1 eines Fahrzeugs wird der Ladezustand bestimmt. In einem Navigationssystem 2 können die Navigationsdaten möglicher Fahrten gespeichert sein. Aus diesen Navigationsdaten werden die benötigten Energiebedarfe zum Erreichen der Fahrtziele berechnet. Ein Energiemanagementsystem 3 bestimmt aus dem Ladezustand der Batterie 1 und den benötigten Energiebedarfen die erforderlichen Ladeenergien, die benötigt werden, um die Fahrtziele zu erreichen. Mit Hilfe der Erkenntnis über die erforderlichen einzelnen Ladeenergien und die erforderliche gesamte Ladeenergie kann bestimmt werden, wann es unter ökonomischen Gründen sinnvoll ist, die Batterie 1 in welcher Höhe aufzuladen. Die Aufladung der Batterie 1 kann dabei manuell oder automatisiert erfolgen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen von Ladevorgängen und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Bestimmung von kostenoptimierten Ladevorgängen für elektrisch betriebene Fahrzeuge.
  • Bei elektrischen Fahrzeugen oder Plug-in hybriden Fahrzeugen muss die Batterie regelmäßig aufgeladen werden. Dafür werden häufig Ladepläne verwendet, bei denen festgelegt wird, wann die Batterie geladen wird. Beispielsweise zeigt die JP 2010 093 999 die Aktualisierung eines Ladeplans aufgrund veränderter Rahmenbedingungen. Eine solche Änderung einer Rahmenbedingung kann z.B. durch einen Stau verursacht werden. Die US 2008 319 596 offenbart einen Ladeplan für ein Hybridfahrzeug basierend auf der Strecke, die nach fertiger Berechnung des Ladeplans gefahren wird.
  • In der JP 2004 098 726 A wird ein Ladeplan aufgrund lediglich eines nächsten eingegebenen Ziels erstellt. Eine Kostenoptimierung wird dabei jedoch nicht vorgenommen. Die DE 10 2008 053 141 A beschreibt die Bestimmung des kostenoptimalen Ladezeitpunkts aufgrund der Information über den nächsten geplanten Fahrtbeginn einer einzelnen Fahrt. Beispielsweise kann so der günstige Nachtstrom ausgenutzt werden.
  • Bei der JP 2008 249 503 A werden die Fahrtroute zu einer Ladestation sowie die Aufladekosten an dieser Ladestation bestimmt. Weiter wird ein Ladeplan zum Erreichen der Ladestation entlang einer ausgewählten Route bestimmt. In diesem Dokument wird von einem einzigen Fahrtziel, nämlich der Ladestation, ausgegangen. Eine Kostenbetrachtung erfolgt ausschließlich über die Kosten der relevanten Ladestationen und der Information, ob diese verfügbar sind.
  • Die Batterie wird gewöhnlich von dem Benutzer eines Fahrzeugs zum Aufladen an ein Ladegerät angeschlossen. Die meisten Nutzer eines Elektrofahrzeugs haben kein Hintergrundwissen zur Elektromobilität. Solche Nutzer schließen die Batterie häufig bei jeder verfügbaren Gelegenheit an ein Ladegerät an und laden sie voll auf.
  • Häufiges vollständiges Aufladen der Batterie kann die Lebensdauer der Batterie verringern. Die Aufgabe des richtigen Ladens kann bei vielen Nutzern ohne Hintergrundwissen mit starker Unsicherheit verbunden sein. Weiter ist zu beachten, dass die Stromkosten tagsüber normalerweise höher sind als in der Nacht. Wird das Fahrzeug also bevorzugt tagsüber aufgeladen, führt dies zu erhöhten Stromkosten. Dadurch steigen die laufenden Kosten des Nutzers. Diese laufenden Kosten können einen Einfluss auf die Akzeptanz dieser Technologie haben.
  • Die Erfindung schafft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen von Ladevorgängen gemäß Anspruch 1 bzw. 9, bei denen der Fahrer bei der kostenoptimierten Vorausplanung zukünftiger Ladevorgänge unterstützt wird. Zudem kann ein zu häufiges vollständiges Aufladen der Batterie vermieden werden.
  • Dabei geht die Erfindung von folgendem Grundgedanken aus: Die erforderlichen Ladeenergien zum Erreichen möglicher Fahrtziele werden berechnet. Für diese Berechnung werden der Ladezustand der Batterie und die benötigten Energiebedarfe zu den Fahrtzielen verwendet. Die Rückmeldung der erforderlichen gesamten Ladeenergie sowie der einzelnen Ladeenergien erlaubt einen kostenoptimierten manuellen oder automatisierten Ladevorgang.
  • Bei den möglichen Fahrten kann es sich um zukünftige Fahrten handeln, die der Benutzer plant. Die Daten der geplanten zukünftigen Fahrten kann der Benutzer im System speichern. Bei den möglichen Fahrten kann es sich auch um berechnete bzw. geschätzte Fahrten handeln. In diesem Fall werden aus einer gelernten bisherigen Fahrzeugnutzung mögliche Fahrten abgeschätzt oder berechnet.
  • Die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung weist eine Batterie, ein Navigationssystem und ein Energiemanagementsystem auf. Von der Batterie wird über eine Einrichtung zur Ausgabe des Ladezustands der Ladezustand der Batterie bestimmt. Das Navigationssystem weist eine Einrichtung zum Berechnen der benötigten Energiebedarfe und Reichweiten auf. Diese Einrichtung berechnet anhand der gespeicherten Navigationsdaten über zukünftige Fahrten die einzelnen Energiebedarfe sowie den gesamten Energiebedarf, die das Fahrzeug benötigt, um die im Navigationssystem gespeicherten Ziele der zukünftigen Fahrten zu erreichen. Das Energiemanagementsystem weist seinerseits eine Einrichtung zum Bestimmen der Ladeenergien auf. Zur Berechnung der Ladeenergien verwendet diese Einrichtung den Ladezustand der Batterie und die von dem Navigationssystem bestimmten Energiebedarfe. Anhand der bestimmten erforderlichen Ladeenergien sowie der bestimmten nötigen gesamten Ladeenergie können kostenoptimierte Ladevorgänge geplant werden.
  • Das Navigationssystem und das Energiemanagementsystem der Vorrichtung zum Bestimmen der kostenoptimierten Ladevorgänge können weitere Einrichtungen aufweisen. Das Navigationssystem kann weiter eine Einrichtung zum Berechnen der zur Verfügung stehenden Ladezeiträume aufweisen. Diese Einrichtung berechnet aus den gespeicherten Navigationsdaten zukünftiger Fahrten die möglichen Ladezeiträume, die für eine Aufladung der Batterie des Fahrzeugs zur Verfügung stehen. Wenn verschiedene Fahrtziele erreicht werden sollen, dann muss die Batterie rechtzeitig vor jedem Start einer Etappe zumindest soweit aufgeladen sein, dass das Ende der Etappe erreicht werden kann. Deswegen weist das Energiemanagementsystem eine Einrichtung zum Bestimmen des jeweiligen erforderlichen Zeitpunkts der jeweiligen Ladeenergie auf. Weiter weist das Energiemanagementsystem einen Speicher auf. In diesem Speicher ist ein Strompreismodell gespeichert, das angibt, was der Strom zu welcher Zeit an welchem Ort kostet. Das Energiemanagementsystem weist eine weitere Einrichtung auf. Dabei handelt es sich um die Einrichtung zum Bestimmen der kostenoptimalen Ladeenergie für jeden Ladezeitraum und/oder Ort. Diese Einrichtung verwendet die zur Verfügung stehenden Ladezeiträume, den jeweiligen erforderlichen Zeitpunkt der jeweiligen Ladeenergie, die Ladeenergien und das Strompreismodell um aus diesen Informationen die kostenoptimale Ladeenergie für jeden Ladezeitraum und/oder Ort zu bestimmen.
  • Die Rückmeldung der relevanten Informationen, d.h. z.B. die erforderliche Ladeenergie bzw. die jeweiligen erforderlichen Ladeenergien sowie die jeweiligen optimalen Ladezeiten und die jeweiligen optimalen Ladeorte, erfolgt über eine Anzeigeeinheit. Dabei ist als Anzeigeeinheit im weitesten Sinne alles zu verstehen, womit dem Benutzer die Informationen dargestellt werden können. Eine Anzeigeeinheit kann also z.B. eine Head Unit, ein Kombidisplay oder eine Anzeigeeinheit außerhalb des Fahrzeugs, z.B. ein PC oder ein mobiles Endgerät, sein. Der Benutzer kann diese Informationen entsprechend verwerten. Er bleibt dann in der vollen Verantwortung über die tatsächliche Konfiguration des Ladevorgangs.
  • Die Vorrichtung zum Bestimmen von kostenoptimierten Ladevorgängen eines strombetriebenen Fahrzeugs kann ein Ladegerät zum selbstständigen Laden der Batterie aufweisen. Entsprechend werden die relevanten Informationen nicht oder nicht nur zur Anzeigeeinheit gesendet, sondern auch zum Steuern des Ladegeräts verwendet. Das Ladegerät kann dann entsprechend den Vorgaben die Batterie aufladen. Der Nutzer kann weiterhin eingreifen und den Ladevorgang ändern.
  • Das Ladegerät kann einen Speicher mit einem aktualisierten Strompreismodell aufweisen. Dieses aktuelle Strompreismodell wird dann zuerst in den Speicher des Energiemanagementsystems übertragen, bevor die Ladeenergien berechnet werden.
  • Das Navigationssystem kann eine Einrichtung zum Erfassen von Wetter- und/oder Umgebungsinformationen aufweisen. Bei Gegenwind oder einer Strecke mit Steigungen wird der Energieverbrauch eines Elektrofahrzeugs erhöht. Dieser zusätzliche Energieverbrauch kann bei der Berechnung der Ladeenergien berücksichtigt werden.
  • Zusätzlich kann das Navigationssystem eine Einrichtung zum Bestimmen vorhandener Ladestellen aufweisen. Mit dieser Einrichtung können vorhandene Ladestellen gefunden werden. Danach kann dann gegebenenfalls eine Reservierung dieser Ladestelle für den benötigten Zeitraum erfolgen.
  • Das Energiemanagementsystem kann eine Einrichtung zum Berechnen der gesparten Kosten aufweisen. Mit dieser Einrichtung werden beispielsweise die gesparten Kosten berechnet, die sich dadurch ergeben, dass das Fahrzeug nicht bei jedem Ladevorgang voll aufgeladen wird. Diese gesparten Kosten können für einen kurzen Zeitraum, z. B. einen Ladevorgang, oder kumuliert über einen längeren Zeitraum berechnet werden.
  • Die Vorrichtung zum Bestimmen von kostenoptimierten Ladevorgängen ist manuell oder automatisch zu- bzw. abschaltbar vorgesehen. Bei der erforderlichen Ladeenergie kann ein Puffer festgelegt werden, so dass die Batterie immer etwas mehr als erforderlich geladen wird. Die Vorrichtung kann mit einer Erinnerungsfunktion ausgestattet werden, die den Benutzer daran erinnert das Ladekabel anzuschließen. Weiter kann der Benutzer bei der Eingabe zukünftiger Fahrten Regelfahrten festlegen. Auf diese Weise müssen die gleichen Fahrten nicht immer wieder manuell vom Benutzer eingegeben werden.
  • In einer alternativen Variante wird basierend auf der aktuellen Fahrzeugposition und einer gelernten bisherigen Fahrzeugnutzung die Batterieladung bestimmt, die das Fahrzeug wahrscheinlich bis zum nächsten Erreichen einer kostengünstigen Lademöglichkeit benötigen wird. Dem Nutzer kann in dieser Variante vorgeschlagen werden, bis zu welchem Ladestand die Batterie aufgeladen werden soll. Diese Variante ermöglicht ein Nutzen der Erfindung, ohne dass dem Fahrzeug konkrete zukünftige Fahrten bekannt sein müssen.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Bestimmen von kostenoptimierten Ladevorgängen eines strombetriebenen Fahrzeugs basierend auf Navigationsdaten, und
  • 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Bestimmen von kostenoptimierten Ladevorgängen eines strombetriebenen Fahrzeugs basierend auf Navigationsdaten unter Verwendung eines Strompreismodells.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die Vorrichtung weist eine Batterie 1, ein Navigationssystem 2 und ein Energiemanagementsystem 3 auf. Die Batterie 1 weist eine Einrichtung 11 zur Ausgabe des Ladezustands auf. Die Informationen bezüglich des Ladezustands der Batterie 1 werden von dem Energiemanagementsystem 3 eingelesen. Das Navigationssystem 2 weist einen Speicher 21 zum Speichern zukünftiger Fahrten auf. In diesem Speicher werden die Navigationsdaten von zukünftigen Fahrten gespeichert. Weiter weist das Navigationssystem 2 eine Einrichtung 22 zum Berechnen der benötigten Energiebedarfe auf. Diese Einrichtung 22 berechnet aus den Navigationsdaten den benötigten Energiebedarf für jeden Streckenabschnitt zur Erreichung der einzelnen Fahrtziele, sowie den gesamten benötigten Energiebedarf für alle geplanten zukünftigen Fahrten. Diese Daten werden ebenfalls von dem Energiemanagementsystem 3 eingelesen. Das Energiemanagementsystem 3 weist eine Einrichtung 31 zum Bestimmen der erforderlichen Ladeenergie auf. Die Einrichtung 31 bestimmt die erforderlichen Ladeenergien, die nötig sind, um die zukünftigen einzelnen Fahrtziele zu erreichen. Außerdem wird die erforderliche gesamte Ladeenergie berechnet. Für diese Berechnungen verwendet die Einrichtung 31 die Informationen über die einzelnen benötigten Energiebedarfe für die einzelnen Streckenabschnitte bzw. über den gesamten benötigten Energiebedarf und die Information über den Ladezustand der Batterie.
  • Optional kann die Vorrichtung zum Bestimmen von kostenoptimierten Ladevorgängen eines strombetriebenen Fahrzeugs basierend auf Navigationsdaten eine Anzeigeeinheit 5 aufweisen. Die erforderlichen Ladeenergien können über die Anzeigeeinheit 5 an den Benutzer gemeldet werden. Dieser bleibt dann in der vollen Verantwortung über die tatsächliche Konfiguration des Ladevorgangs. Dabei ist unter Anzeigeeinheit 5 alles zu verstehen womit der Benutzer Informiert werden kann, z.B. eine Head Unit, ein Kombidisplay oder eine Anzeigeeinheit außerhalb des Fahrzeugs, z.B. ein PC oder ein mobiles Endgerät.
  • Weiter kann die erfindungsgemäße Vorrichtung ein Ladegerät 4 aufweisen. Die erforderlichen Ladeenergien werden automatisch an das Ladegerät 4 übermittelt. Das Ladegerät 4 ist dann in der Lage den Ladevorgang durchzuführen. Der Nutzer kann jedoch immer noch eine Rückmeldung über die Anzeigeeinheit 5 erhalten. Damit bleibt er in der Lage die vorgeschlagenen Ladeenergien zu kontrollieren und zu verändern. Er bleibt somit weiterhin in der Verantwortung über den Ladevorgang.
  • Außerdem kann die erfindungsgemäße Vorrichtung optional eine Benutzereingabeeinrichtung 6 aufweisen. Mit der Benutzereingabeeinrichtung 6 kann der Benutzer zukünftige Fahrtziele in das Navigationssystem 2 eingeben oder Einstellungen im Energiemanagementsystem 3 ändern, z.B. Puffer für die Ladeenergien einstellen.
  • Durch die Erfindung werden die folgenden Vorteile erreicht: Die Erfindung unterstützt den Fahrer in der Anpassung der Ladevorgänge an den tatsächlichen Bedarf, so dass in den Zeiten, in denen der Strom teuer ist, nur die erforderlichen Stromkosten anfallen. Der Fahrer kann dann zur Vollladung der Batterie 1 bevorzugt günstigen Strom verwenden. Dadurch wird eine Kostenoptimierung beim Aufladen der Batterie 1 erreicht. Zudem wird die Batterie 1 geschont, da ein häufiges vollständiges Aufladen der Batterie 1 vermieden wird. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Fahrer bei der Planung der Ladevorgänge entlastet wird. Außerdem liegen der erfindungsgemäßen Vorrichtung Informationen vor, ob ein Ladevorgang erforderlich ist. Dadurch kann der Fahrer beispielsweise zum Einstecken des Ladekabels erinnert werden.
  • Weiter kann zur genaueren Bestimmung von kostenoptimierten Ladevorgängen ein Strompreismodell verwendet werden.
  • Dies wird anhand des Ausführungsbeispiels in 2 näher erläutert.
  • Das Navigationssystem 2 kann zusätzlich eine Einrichtung 24 zum Berechnen der zur Verfügung stehenden Ladezeiträume aufweisen. Die möglichen Ladezeiträume die zur Aufladung der Batterie 1 des Elektrofahrzeugs zur Verfügung stehen, werden aus den Daten der zukünftigen Fahrten berechnet. Dabei werden die Fahrtstrecken und die Fahrtbeginne ausgewertet. Es können auch vorausbestimmte Ankünfte mitberücksichtigt werden. Das Energiemanagementsystem 3 kann zusätzlich eine Einrichtung 32 zum Bestimmen des jeweiligen erforderlichen Zeitpunkts der jeweiligen Ladeenergie, einen Speicher 33 zum Speichern eines Strompreismodells und eine Einrichtung 34 zum Bestimmen der kostenoptimalen Ladeenergie für jeden Ladezeitraum und/oder Ort aufweisen.
  • Für eine möglichst exakte Berechnung der kostenoptimalen Ladeenergie ist es erforderlich, genau zu bestimmen, wann welche Ladeenergie zur Verfügung stehen muss. Deshalb bestimmt die Einrichtung 32 den jeweiligen Zeitpunkt an dem die jeweilige Ladeenergie für das Erreichen eines bestimmten Fahrtziels zur Verfügung stehen muss.
  • Mit der Benutzereingabeeinrichtung 6 kann ein Strompreismodell in das Energiemanagementsystem 3 eingegeben werden. Das Strompreismodell wird dann im Speicher 33 gespeichert. Das Strompreismodell enthält Informationen darüber, wann der Strompreis an welchem Ort wie hoch ist.
  • Die Einrichtung 34 bestimmt zu welchem bekannten Ladezeitraum welche Ladeenergie unter kostenoptimierten Gesichtspunkten geladen werden sollte. Dazu verwendet die Einrichtung 34 die von der Einrichtung 24 berechneten Ladezeiträume, die von der Einrichtung 32 bestimmten jeweiligen erforderlichen Zeitpunkte der jeweiligen Ladeenergie, die von der Einrichtung 31 bestimmte erforderliche gesamte Ladeenergie sowie die für das Erreichen der einzelnen Fahrtziele erforderlichen einzelnen Ladeenergien und das im Speicher 33 gespeicherte Strompreismodell. Damit bestimmt die Einrichtung 34 die kostenoptimale Ladeenergie für jeden Ladezeitraum und/oder Ort.
  • Im Rahmen der Erfindung ist eine Kommunikation zwischen dem Navigationssystem 2, der Batterie 1 und dem Energiemanagementsystem 3 vorgesehen. Optional findet eine weitere Kommunikation mit dem Ladegerät 4, der Anzeigeeinheit 5, der Benutzereingabeeinrichtung 6 sowie einer zentralen Steuereinheit statt. Letztere ist in der Lage, die ausgetauschten Daten weiteren Einheiten zur Verfügung zu stellen, wie z.B. GSM-Modulen.
  • Der Nutzer kann die zukünftigen Fahrtziele mit Hilfe der Benutzereingabeeinrichtung 6 in das Navigationssystem 2 eingeben. Die zukünftigen Fahrtziele werden dann als Daten im Speicher 21 gespeichert. Dabei kann der Benutzer auch Regelfahrten, z.B. zur Arbeitsstelle, festlegen, d.h. der Nutzer legt Fahrten fest, die immer wieder erfolgen. Auf diese Weise spart sich der Nutzer unnötigen Mehraufwand bei der Dateneingabe.
  • Optional hat der Nutzer weiter die Möglichkeit, für die benötigte Ladeenergie einen Puffer festzulegen. Der Benutzer kann also festlegen, dass die Batterie 1 immer etwas stärker aufgeladen wird, als es von dem Energiemanagementsystem 3 berechnet wurde. Neben der erforderlichen Ladeenergie wird damit noch eine weitere Sicherheitsreserve vom Energiemanagementsystem 3 geladen und/oder vorgeschlagen und dem Benutzer über die Anzeigeeinheit 5 angezeigt. Um den Nutzerdialog effizient zu gestalten, kann der Puffer auch vom Fahrer generell festgelegt werden.
  • Das Navigationssystem 2 kann optional eine Einrichtung 23 zum Erfassen der Wetter- und/oder Umgebungsinformationen aufweisen. Das Wetter, z.B. starker Wind, kann die erforderliche Ladeenergie zur Erreichung eines Fahrtziels beeinflussen. Ebenso können Umgebungsinformationen, z.B. Steigungen auf den Wegstrecken, die Höhe der erforderlichen Ladeenergie verändern. Deswegen übermittelt die Einrichtung 23 des Navigationssystems 2 diese Informationen an das Energiemanagementsystem 3 oder/und die Berechnungseinrichtung 22, damit diese Informationen bei der Berechnung der Ladeenergie bzw. der benötigten Energiebedarfe berücksichtigt werden können.
  • Weiter kann das Navigationssystem 2 eine Einrichtung 25 zum Bestimmen vorhandener Ladestellen aufweisen. Die Einrichtung 25 verwendet das verfügbare Wissen darüber, wo Ladestellen zur Verfügung stehen. Optional können verfügbare Ladestellen durch die Einrichtung 25 für die benötigten Ladezeiträume vorreserviert werden.
  • Das Ladegerät 4 kann optional einen Speicher 41 mit einem darin gespeicherten aktualisierten Strompreismodell aufweisen. Dieses Strompreismodell kann beispielsweise über das Internet oder bei Anschluss an eine Ladestelle mittels Datenaustausch aktualisiert werden. Bei der Verbindung von Energiemanagementsystem 3 und Ladegerät 4 kann das Strompreismodell des Energiemanagementsystems 3 durch das Strompreismodell des Ladegeräts aktualisiert werden. Alternativ kann der Benutzer über die Benutzereingabeeinrichtung 6 auch manuell ein Strompreismodell in das Energiemanagementsystem 3 eingeben.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird der Fahrer in der Anpassung der Ladevorgänge an den tatsächlichen Bedarf unterstützt, so dass die Kosten für die Aufladung der Batterie minimiert werden können. Optional weist das Energiemanagementsystem 3 eine Einrichtung 35 zum Berechnen der gesparten Kosten auf. Mit der Einrichtung 35 werden die gesparten Kosten berechnet, die sich gegenüber der Variante ergeben, bei der das Elektrofahrzeug bei jedem Ladevorgang voll geladen wird. Diese Berechnung kann über die Anzeigeeinheit 5 pro Ladevorgang oder über einen langen Nutzungszeitraum kumuliert auf Anfrage rückgemeldet werden.
  • Optional kann der Benutzer zum Anschluss eines Ladekabels erinnert werden, wenn systemseitig ein Ladevorgang geplant ist. Diese Erinnerung kann an die Anzeigeeinheit 5 erfolgen, wenn das Fahrzeug nicht innerhalb von beispielsweise 5 Minuten nach dem Abschließen der Türen an das Stromnetz angeschlossen wird. Die Erinnerung kann an verschiedene Anzeigeneinheiten gleichzeitig gesendet werden.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zu- bzw. abschaltbar vorgesehen. Die Vorrichtung kann ebenfalls von bestimmten anderen Funktionen vorübergehend deaktiviert werden, z.B. wenn der Fahrer eine sofortige Vollladung anfordert. Dieser aktuelle Ladevorgang wird dann nicht beeinflusst. Beim darauf folgenden Ladevorgang wird die Vorrichtung erneut aktiv.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung insbesondere für Elektrofahrzeuge und Plug-in hybride Fahrzeuge geeignet ist, kann sie prinzipiell für jedes beliebige strombetriebene Fahrzeug mit externer Lademöglichkeit eingesetzt werden.
  • Das folgende Beispiel dient der weiteren Veranschaulichung: Es ist 8 Uhr abends und das Fahrzeug steht in der Privatgarage des Nutzers. Im Navigationssystem sind folgende Fahrtziele und Uhrzeiten für den Folgetag gespeichert:
    • 1. Der Fahrer fährt um 7:00 Uhr 30 km bis zu einem bekannten Zielpunkt.
    • 2. Der Fahrer fährt um 12:00 Uhr bis voraussichtlich 12:30 Uhr weitere 15 km zu einem bekannten Zielpunkt mit Ladestelle.
    • 3. Der Fahrer fährt um 19:00 Uhr 40 km zurück zum Ausgangspunkt. Weitere Fahrten sind nicht bekannt. Es wird angenommen, dass der Strompreis nachts günstiger ist als tagsüber.
  • Die Vorrichtung würde hier vorsehen, die Batterie 1 bis zum Folgetag um 7:00 Uhr bis zu der Kapazität voll zu laden, die erforderlich ist, um alle Fahrten bewältigen zu können. Am Zwischenziel mit Ladestelle wird dem Fahrer vorgeschlagen, die Batterie 1 nicht zu laden. Es könnte sein, dass aufgrund der Streckencharakteristiken, der Umgebungsbedingungen, der Wetterbedingungen oder der eingestellten Sicherheitsreserve des Fahrers deutlich wird, dass eine volle Batterieladung nicht für alle Fahrten reichen wird. In diesem Fall wird die Batterie bis zum Folgetag voll geladen und dem Fahrer am Zwischenziel mit Ladestelle vorgeschlagen, welche Ladeenergie für die Rückfahrt erforderlich ist. Der Fahrer spart in beiden Fällen, da er das Fahrzeug am Zwischenziel mit Ladestelle nicht voll wieder auflädt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Claims (16)

  1. Vorrichtung zum Bestimmen von kostenoptimierten Ladevorgängen eines strombetriebenen Fahrzeugs basierend auf Navigationsdaten, mit: einer Batterie (1) mit einer Einrichtung (11) zur Ausgabe des Ladezustands, einem Navigationssystem (2) mit einer Einrichtung (22) zum Berechnen der benötigten Energiebedarfe des strombetriebenen Fahrzeugs aus Navigationsdaten möglicher Fahrten, und einem Energiemanagementsystem (3) mit einer Einrichtung (31) zum Bestimmen der erforderlichen Ladeenergien zum Erreichen der einzelnen Zielpositionen der möglichen Fahrten und der erforderlichen gesamten Ladeenergie aus dem Ladezustand der Batterie (1) und der von dem Navigationssystem (2) bestimmten benötigten Energiebedarfe.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Navigationssystem (2) eine Einrichtung (24) zum Berechnen der zur Verfügung stehenden Ladezeiträume aus den Navigationsdaten möglicher Fahrten aufweist, und das Energiemanagementsystem (3) einen Speicher (33) zum Speichern eines Strompreismodells, eine Einrichtung (32) zum Bestimmen des jeweiligen erforderlichen Zeitpunkts der jeweiligen Ladeenergie und eine Einrichtung (34) zum Bestimmen der kostenoptimalen Ladeenergie für jeden Ladezeitraum und/oder Ort aufweist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei mögliche Fahrten entweder vom Benutzer geplante zukünftige Fahrten oder aus vorhergehenden, bereits abgeschlossenen Fahrten geschätzte bzw. berechnete Fahrten sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, mit einer Anzeigeeinheit (5) zur Darstellung der relevanten Informationen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Ladegerät (4) zum selbstständigen Laden der Batterie (1).
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Ladegerät (4) einen Speicher (41) mit einem aktualisierten Strompreismodell aufweist.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Navigationssystem (2) eine Einrichtung (23) zum Erfassen der Wetter- und/oder Umgebungsinformationen aufweist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Navigationssystem (2) eine Einrichtung (25) zum Bestimmen vorhandener Ladestellen aufweist, wobei diese Einrichtung (25) bestimmen kann, wo sich eine Ladestelle befindet und ob diese Ladestelle reserviert ist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Einrichtung (25) zum Bestimmen vorhandener Ladestellen die Reservierung einer Ladestelle vornehmen kann.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei das Energiemanagementsystem (3) eine Einrichtung (35) zum Berechnen der gesparten Kosten für einen kurzen Zeitraum und/oder kumuliert über einen längeren Zeitraum aufweist.
  11. Verfahren zum Bestimmen von kostenoptimierten Ladevorgängen eines strombetriebenen Fahrzeugs basierend auf Navigationsdaten, mit den Schritten: Auslesen des Ladezustands einer Batterie (1), Berechnen der benötigten Energiebedarfe des strombetriebenen Fahrzeugs aus den Navigationsdaten möglicher Fahrten, und Bestimmen der erforderlichen Ladeenergien zum Erreichen der einzelnen Zielpositionen der möglichen Fahrten und der erforderlichen gesamten Ladeenergie aus dem Ladezustand der Batterie (1) und den berechneten benötigten Energiebedarfen.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, mit den zusätzlichen Schritten: Berechnen der zur Verfügung stehenden Ladezeiträume aus den Navigationsdaten möglicher Fahrten, Speichern eines Strompreismodells, Bestimmen der jeweiligen erforderlichen Zeitpunkte der jeweiligen Ladeenergie aus den Navigationsdaten möglicher Fahrten, und Bestimmen der kostenoptimalen Ladeenergie für jeden Ladezeitraum und/oder Ort aus den zur Verfügung stehenden Ladezeiträumen, den jeweiligen erforderlichen Zeitpunkten der jeweiligen Ladeenergien, den Ladeenergien und dem Strompreismodell.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Verfahren jederzeit beendet und wiederaufgenommen werden kann.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei ein Puffer für die Ladeenergie festgelegt wird.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei der Benutzer zum Anschließen des Ladekabels erinnert wird.
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei der Benutzer bei der Eingabe zukünftiger Fahrten Regelfahrten festlegen kann.
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