DE102012015782A1 - Method for operating rechargeable battery of motor car, involves electrically separating power supply unit from onboard network, and again connecting power supply unit with onboard network to terminate over-discharging protective function - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinheit sowie ein Kraftfahrzeug, das zur Durchführung dieses Verfahrens ausgebildet ist.The invention relates to a method for operating a power supply unit and to a motor vehicle which is designed to carry out this method.
In modernen Kraftfahrzeugen nimmt die Anzahl an elektrischen Verbrauchern kontinuierlich zu. Folglich nehmen auch die Anforderungen an eine in dem Kraftfahrzeug verbaute Energieversorgungseinheit, beispielsweise eine aufladbare Batterie, hinsichtlich des mittels ihr erzielbaren elektrischen Energiemanagements ständig zu. Zudem werden seit vielen Jahren Kraftfahrzeuge häufig als sogenannte Saison-Fahrzeuge eingesetzt, die somit nur innerhalb eines begrenzten Zeitraumes des Kalenderjahres zum Einsatz kommen und dementsprechend über einen längeren Zeitraum hinweg in einem abgestellten Zustand verbleiben.In modern motor vehicles, the number of electrical consumers is continuously increasing. Consequently, the requirements for a power supply unit installed in the motor vehicle, for example a rechargeable battery, are constantly increasing with regard to the electrical energy management achievable by means of it. In addition, for many years motor vehicles are often used as so-called seasonal vehicles, which are thus used only within a limited period of the calendar year and accordingly remain over a longer period of time in a parked state.
Um die Energieversorgungseinheit gerade solcher Kraftfahrzeuge in einem über mehrere Tage, Wochen oder gar Monate andauernden abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs zu schonen und um insbesondere eine in einem solchen Zeitraum mögliche, unerwünschte Tiefenentladung der Energieversorgungseinheit möglichst zu vermeiden, kann die Energieversorgungseinheit (beispielsweise durch einfaches Abklemmen) von einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs elektrisch getrennt werden oder alternativ mit einem elektrischen Ladegerät verbunden werden. Auf diese Weise kann vermieden werden, dass die Energieversorgungseinheit nach einer längeren Standzeit als Folge einer Tiefenentladung nicht mehr zum Starten einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs in der Lage ist. Allerdings gestaltet sich das oben erwähnte manuelle Trennen der Energieversorgungseinheit von dem restlichen Bordnetz des Kraftfahrzeugs als relativ aufwändig und unkomfortabel und kann von einem Nutzer des Kraftfahrzeugs üblicherweise nicht ohne weitere Fachkenntnisse und ohne größeren technischen Aufwand durchgeführt werden.In order to protect the energy supply unit just such vehicles in a parked over several days, weeks or even months stopped condition of the motor vehicle and in particular to avoid possible in such a period, unwanted deep discharge of the power supply unit as possible, the power supply unit (for example, by simply disconnecting) be electrically separated from an electrical system of the motor vehicle or alternatively be connected to an electric charger. In this way it can be avoided that the energy supply unit is no longer able to start an internal combustion engine of the motor vehicle after a longer service life as a result of a deep discharge. However, the above-mentioned manual disconnection of the power supply unit from the rest of the vehicle electrical system of the motor vehicle designed as relatively complex and uncomfortable and can not be performed by a user of the motor vehicle usually without further expertise and without major technical effort.
Die
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben einer Energieversorgungseinheit eines Kraftfahrzeugs sowie ein für die Durchführung eines solchen Verfahrens ausgebildetes Kraftfahrzeug bereitzustellen, bei welchem oben genannte Nachteile beseitigt oder zumindest reduziert sind.It is an object of the present invention to provide a method for operating a power supply unit of a motor vehicle and a motor vehicle designed for carrying out such a method, in which the abovementioned disadvantages are eliminated or at least reduced.
Oben genannte Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The above object is solved by the subject matter of the independent claims. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Energieversorgungseinheit des Kraftfahrzeugs vor einer längeren Standzeit des Kraftfahrzeugs automatisiert vor oder während eines Fahrbetriebs aufzuladen und diese dann nach einem auf den Fahrbetrieb folgenden Abstellen des Kraftfahrzeugs bis zu einer Reaktivierung des Kraftfahrzeugs vom elektrischen Bordnetz zu trennen. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird hierzu in einem ersten Schritt a) vor oder während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs ein erster Aktivierungscode in eine erste Eingabeeinheit des Kraftfahrzeugs zum Aktivieren einer Tiefentladungsschutz-Funktion der Energieversorgungseinheit eingegeben. Die Eingabe eines solchen Aktivierungssignals kann dabei insbesondere durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs erfolgen, wenn dieser das Fahrzeug in der Folgezeit über einen längeren Zeitraum hinweg abstellen möchte, so dass wesentliche elektrische Verbraucher des elektrischen Bordnetzes des Kraftfahrzeugs keine elektrische Energie benötigen. In einem zweiten Schritt b) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf diese Aktivierung hin vor oder während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs die Energie-versorgungseinheit auf einen vorbestimmten Aufladungszustand aufgeladen.The invention is based on the general idea to automatically charge the energy supply unit of the motor vehicle before a longer service life of the motor vehicle before or during a driving operation and then to disconnect this after a following on the drive parking the motor vehicle until a reactivation of the motor vehicle from the electrical system. According to the method according to the invention, in a first step a), before or during a driving operation of the motor vehicle, a first activation code is entered into a first input unit of the motor vehicle for activating a deep discharge protection function of the energy supply unit. The input of such an activation signal can be effected in particular by a driver of the motor vehicle, if he wants to turn off the vehicle in the subsequent period over a longer period, so that essential electrical consumers of the electrical system of the motor vehicle do not require electrical energy. In a second step b) of the method according to the invention, the energy supply unit is charged to a predetermined state of charge before or during a driving operation of the motor vehicle on this activation.
Vorzugsweise erfolgt das Aufladen während des Fahrbetriebs mittels eines in dem Kraftfahrzeug verbauten und mit der Energieversorgungseinheit in Wirkverbindung stehenden elektrischen Generators. Alternativ kann aber auch daran gedacht sein, die Energieversorgungseinheit mit einem Ladegerät zu verbinden, wenn vor dem geplanten Abstellen über einen längeren Zeitraum hinweg des Kraftfahrzeugs ein Fahrbetrieb nicht mehr möglich ist, in welchem der Generator die Energieversorgungseinheit elektrisch aufladen kann.The charging preferably takes place during the driving operation by means of an electric generator installed in the motor vehicle and in operative connection with the energy supply unit. Alternatively, however, it can also be thought of to connect the power supply unit with a charger when a driving operation is no longer possible before the planned shutdown over a longer period of time of the motor vehicle, in which the generator can electrically charge the power supply unit.
Gemäß einem dritten Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nach einem Beenden des Fahrbetriebs die Energieversorgungseinheit von dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs getrennt. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Energieversorgungseinheit während des abgestellten Zustands des Kraftfahrzeugs nicht aufgrund einer unnötigen Versorgung der elektrischen Verbraucher des Bordnetzes mit elektrischer Energie während des abgestellten Zustands des Kraftfahrzeugs entladen wird.According to a third step c) of the method according to the invention, the power supply unit is terminated after the end of the driving operation separated from the electrical system of the motor vehicle. In this way, it is ensured that the energy supply unit is not discharged during the parked state of the motor vehicle due to an unnecessary supply of the electrical load of the electrical system during the parked state of the motor vehicle.
In einem abschließenden vierten Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in eine zweite Eingabeeinheit ein zweites Aktivierungssignal eingegeben, so dass als Folge dieser Eingabe die Energieversorgungseinheit zum Beenden der Tiefentladungsschutz-Funktion wieder mit dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs verbunden wird. Es ist klar, dass die zweite Eingabeeinheit derart ausgebildet sein muss, dass sie auch trotz der elektrischen Trennung des Bordnetzes von der Energieversorgungseinheit voll funktionsfähig bleibt, so dass das Wiederverbinden der Energieversorgungseinheit mit dem elektrischen Bordnetz durch Eingabe des zweiten Aktivierungssignals in die zweite Eingabeeinheit initiiert werden kann.In a concluding fourth step d) of the method according to the invention, a second activation signal is entered into a second input unit, so that as a result of this input, the energy supply unit for terminating the deep discharge protection function is again connected to the electrical system of the motor vehicle. It is clear that the second input unit must be designed such that it remains fully functional despite the electrical separation of the electrical system from the power supply unit, so that the reconnection of the power supply unit to the electrical system by initiating the second activation signal in the second input unit can.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten Tiefentladung die Batterie beim Abstellen des die Energieversorgungseinheit verwendenden Kraftfahrzeugs über einen längeren Zeitraum hinweg deutlich reduzieren. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens können also die Betriebssicherheit des Kraftfahrzeugs und die Lebensdauer der Energieversorgungs-einheit verbessert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich daher insbesondere bei der Verwendung in sogenannten Saison-Fahrzeugen, die über einen längeren Zeitraum, beispielsweise mehrere Monate hinweg, abgestellt werden.By means of the method according to the invention, the probability of an undesired total discharge can be significantly reduced over a longer period of time when the motor vehicle using the energy supply unit is switched off. By means of the method according to the invention, therefore, the reliability of the motor vehicle and the life of the power supply unit can be improved. The method according to the invention is therefore particularly suitable for use in so-called seasonal vehicles which are parked over a relatively long period of time, for example for several months.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der vorbestimmte Aufladungszustand gemäß dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens mindestens 90%, vorzugsweise mindestens 95%, höchst vorzugsweise mindestens 98%, eines maximalen Aufladungszustands der Energieversorgungseinheit, in welchem diese vollständig aufgeladen ist, betragen. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Energieversorgungseinheit von dem Trennen der Energieversorgungseinheit von dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs hinreichend aufgeladen ist.In a preferred embodiment, the predetermined charge state according to the second step of the method according to the invention at least 90%, preferably at least 95%, most preferably at least 98%, of a maximum state of charge of the power supply unit, in which it is fully charged, amount. In this way it is ensured that the power supply unit is sufficiently charged by the disconnection of the power supply unit from the electrical system of the motor vehicle.
Um das erfindungsgemäße Verfahren auf technisch einfache Weise in einem herkömmlichen Kraftfahrzeug anwenden zu können, ohne an diesem aufwändige technische Modifikationen vornehmen zu müssen, kann die erste Eingabeeinheit Teil eines zentralen Bediensystem des Kraftfahrzeugs sein oder/und kann die zweite Eingabeeinheit eine Verschlusseinrichtung einer Fahrzeugtür des Kraftfahrzeugs sein. Das zentrale Bediensystem kann dabei zur Steuerung einer Vielzahl von Funktionen des Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Audiosystems, einer Klimaanlage, o. ä. ausgebildet sein. Vorzugsweise kann die erste Eingabeeinheit in der Art eines herkömmlichen Tastschalters oder eines vergleichbaren Bedienelements ausgebildet sei, welches ebenfalls in das zentrale Bediensystem des Kraftfahrzeugs integriert ist. Alternativ kann daran gedacht sein, ein bereits vorhandenes Bedienelement, welches in einem nominellen Betrieb des Kraftfahrzeugs eine bestimmte Fahrzeugkomponente ansteuert, derart auszulegen, dass es als erste Eingabeeinheit im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens fungieren kann. Beispielsweise kann daran hierfür gedacht sein, dass durch ein mehrmaliges Betätigen eines als Tastschalter ausgebildeten Bedienelements das erste Aktivierungssignal im Sinne des ersten Schritts des erfindungsgemäßen Verfahrens eingegeben werden kann, wohingegen eine einmalige Betätigung eine herkömmliche Ansteuerung einer bestimmten Fahrzeugkomponente, beispielsweise einer Klimaanlage des Kraftfahrzeugs, bewirkt.In order to be able to apply the method according to the invention in a technically simple manner in a conventional motor vehicle without having to undertake complex technical modifications, the first input unit may be part of a central operating system of the motor vehicle and / or the second input unit may be a closing device of a vehicle door of the motor vehicle be. The central operating system can be designed to control a plurality of functions of the motor vehicle, for example an audio system, an air conditioning system, or the like. Preferably, the first input unit may be designed in the manner of a conventional push-button switch or a comparable operating element, which is likewise integrated in the central operating system of the motor vehicle. Alternatively, it may be thought to design an already existing operating element, which controls a specific vehicle component in a nominal operation of the motor vehicle, in such a way that it can function as the first input unit in the sense of the method according to the invention. For example, this may be thought of by the fact that a first actuation signal in the sense of the first step of the inventive method can be entered by a repeated actuation of a trained as a pushbutton, whereas a single actuation causes a conventional control of a particular vehicle component, such as an air conditioner of the motor vehicle ,
Durch die Ausbildung der zweiten Eingabeeinheit als Verschlusseinrichtung einer Fahrzeugtür des Kraftfahrzeugs kann das Wiederverbinden der Energieversorgungseinheit mit dem elektrischen Bordnetz im Sinne von Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einfache Weise realisiert werden, wenn ein Fahrer des Kraftfahrzeugs dieses nach einem längeren Zeitraum der Nichtbenutzung wieder in Betrieb nehmen möchte. In diesem Fall kann das zweite Aktivierungssignal durch ein einfaches Öffnen der verschlossenen Fahrzeugtür erzeugt werden. Die Verschlusseinrichtung kann dabei ein als Fernbedienung ausgebildeter Schlüssel des Kraftfahrzeugs sein. Alternativ kann in einer Variante aber auch daran gedacht sein, dass die Eingabe des zweiten Aktivierungssignals in die zweite Eingabe durch ein Drehen eines Schlüssels in einem zu dem Schlüssel komplementären Schloss der Fahrzeugtür erfolgt.By forming the second input unit as a closure device of a vehicle door of the motor vehicle reconnecting the power supply unit with the electrical system in the sense of step d) of the method according to the invention can be realized in a simple manner, if a driver of the motor vehicle this in a long period of non-use back in Want to operate. In this case, the second activation signal can be generated by simply opening the locked vehicle door. The closure device can be a remote control key of the motor vehicle. Alternatively, in a variant, however, it may also be envisaged that the input of the second activation signal into the second input takes place by turning a key in a lock of the vehicle door that is complementary to the key.
Die Erfindung betrifft ferner ein Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Bordnetz sowie mit einer mit dem elektrischen Bordnetz elektrisch verbindbaren Energieversorgungseinheit zum Versorgen des Bordnetzes mit elektrischer Energie. Das Kraftfahrzeug umfasst ferner wenigstens eine erste und eine zweite Eingabeeinheit zum Aktivieren bzw. Beenden einer Tiefentladungsschutz-Funktion der Energieversorgungseinheit und eine elektrische Generatoreinheit zum Aufladen der Energieversorgungseinheit. Das Kraftfahrzeug umfasst ferner ein Steuergerät, welches zum Durchführen des Verfahrens mit einem oder mehreren der vorangehend genannten Merkmale ausgebildet ist.The invention further relates to a motor vehicle with an electrical vehicle electrical system and with an electrically connectable to the electrical system power supply unit for supplying the electrical system with electrical energy. The motor vehicle further comprises at least a first and a second input unit for activating a deep discharge protection function of the power supply unit and an electric generator unit for charging the power supply unit. The motor vehicle further comprises a control device, which is designed to carry out the method with one or more of the aforementioned features.
Vorzugsweise kann das Kraftfahrzeug dabei derart ausgebildet sein, dass nach dem Eingeben eines ersten Aktivierungssignals zum Aktivieren einer Tiefentladungsschutz-Funktion vor oder während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs in die erste Eingabeeinheit des Kraftfahrzeugs die Energieversorgungseinheit elektrisch auf einen vorbestimmten Aufladungszustand aufgeladen wird, und dass die Energieversorgungseinheit nach Beendigung des Fahrbetriebs von dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs getrennt wird. Dabei kann nach Eingabe eines zweiten Aktivierungssignals in die zweite Eingabeeinheit in einem abgestellten Zustand des Kraftfahrzeugs die Energieversorgungseinheit wieder mit dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs verbunden werden, so dass die Tiefentladungsschutz-Funktion beendet wird und das Kraftfahrzeug fahrbereit ist.Preferably, the motor vehicle can be designed such that after entering a first activation signal for activating a Deep discharge protection function before or during a driving operation of the motor vehicle in the first input unit of the motor vehicle, the power supply unit is electrically charged to a predetermined state of charge, and that the power supply unit is disconnected after completion of the driving operation of the electrical system of the motor vehicle. In this case, after entering a second activation signal in the second input unit in a parked state of the motor vehicle, the power supply unit can be reconnected to the electrical system of the motor vehicle, so that the deep discharge protection function is terminated and the motor vehicle is ready to drive.
In einer technisch besonders einfach zu realisierenden und damit kostengünstigen Ausführungsform kann das Kraftfahrzeug einen elektrischen Schalter umfassen, mittels welchem die Energieversorgungseinheit zur Durchführung des dritten Schritts c) des erfindungsgemäßen Verfahrens elektrisch von dem elektrischen Bordnetz getrennt werden kann.In a technically particularly easy to implement and thus cost-effective embodiment, the motor vehicle may comprise an electrical switch, by means of which the power supply unit for performing the third step c) of the method according to the invention can be electrically separated from the electrical system.
Um sicherzustellen, dass das Fahrzeug nach Beendigung eines abgestellten Zustands, in welchem die Energieversorgungseinheit elektrisch von dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeugs getrennt ist, wieder in Betrieb genommen werden kann, kann der elektrische Schalter in einer weiterbildenden Ausführungsform derart ausgebildet sein, dass er auch in einem geöffneten Zustand, in welchem die Energieversorgungseinheit elektrisch von dem elektrischen Bordnetz getrennt ist, durch Eingabe des zweiten Aktivierungssignals in die zweite Eingabeeinheit zum Verbinden der Energieversorgungseinheit mit dem elektrischen Bordnetz in einen geschlossenen Zustand umgeschaltet werden kann.In order to ensure that the vehicle can be put back into operation after the end of a parked state, in which the power supply unit is electrically disconnected from the electrical system of the motor vehicle, the electrical switch can be designed in such a way that it can also be installed in a vehicle opened state in which the power supply unit is electrically isolated from the electrical system, can be switched by entering the second activation signal in the second input unit for connecting the power supply unit to the electrical system in a closed state.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, welche einem Benutzer des Kraftfahrzeugs eine besonders komfortable Initiierung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht, kann die erste Eingabeeinheit Teil eines zentralen Bediensystems des Kraftfahrzeugs sein, oder/und kann die zweite Eingabeeinheit eine Verschlusseinrichtung einer Fahrzeugtür des Kraftfahrzeugs sein.In a particularly preferred embodiment, which allows a user of the motor vehicle a particularly convenient initiation of the method according to the invention, the first input unit may be part of a central operating system of the motor vehicle, and / or the second input unit may be a closure device of a vehicle door of the motor vehicle.
Um den Bedienkomfort bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens für einen Benutzer des Kraftfahrzeugs weiter zu erhöhen, kann der Nutzer über den Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. über den Ladezustand der Energieversorgungseinheit informiert werden. Hierzu kann das Kraftfahrzeug in einer weiterbildenden Ausführungsform eine Anzeigeeinheit umfassen, welche eine gemäß Schritt a) durchgeführte Aktivierung der Tiefentladungsschutz-Funktion und insbesondere einen Aufladungszustand der Energieversorgungseinheit anzeigt.In order to further increase the ease of use when carrying out the method according to the invention for a user of the motor vehicle, the user can be informed about the sequence of the method according to the invention or about the state of charge of the power supply unit. For this purpose, in a further embodiment, the motor vehicle may comprise a display unit which displays an activation of the deep discharge protection function carried out in accordance with step a) and in particular a charging state of the energy supply unit.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawing and from the associated description of the figures with reference to the drawing.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.A preferred embodiment of the invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail in the following description.
In der Darstellung der
Das Bordnetz
Die erste Eingabeeinheit
In einer vereinfachten Variante können die erste und zweite Eingabeeinheit
Das Kraftfahrzeug
In dem Kraftfahrzeug
Das Aufladen gemäß Schritt b) kann während des Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs
Das Aufladen der Energieversorgungseinheit
In dem erfindungsgemäßen Schritt c) des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun die Energieversorgungseinheit
In einem Schritt d) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann zum Beenden der Tiefentladungsschutz-Funktion die Energieversorgungseinheit
Grundsätzlich muss die zweite Eingabeeinheit
Die komplementäre Empfangseinheit
Um einem Nutzer des Kraftfahrzeugs
Das erfindungsgemäße Verfahren kann von einem in dem Kraftfahrzeug
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
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