DE102014112349A1 - Verfahren zum vorhersagen der dauer eines aufladeprozesses - Google Patents

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Abstract

Ein Verfahren zum Vorhersagen der Dauer eines zukünftigen Aufladeprozesses für eine Fahrzeugbatterie. Das Verfahren umfasst, dass ein zukünftiger Aufladungsbetrag der Batterie geschätzt wird, der dem Start des zukünftigen Aufladeprozesses entspricht. Das Verfahren umfasst ferner, dass eine zukünftige Temperatur der Batterie geschätzt wird. Das Verfahren umfasst noch weiterhin, dass eine zukünftige Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben bestimmt wird, die während des zukünftigen Aufladeprozesses an die Batterie angelegt werden soll, wobei die zukünftige Aufladeleistung oder die Kennlinie derselben auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der geschätzten zukünftigen Temperatur beruht und einen Aufladungsbetrag oder eine Kennlinie desselben darstellt, der die Temperatur der Batterie während des zukünftigen Aufladeprozesses bei oder unter einer Schwellentemperatur halten wird. Noch weiterhin umfasst das Verfahren, dass eine Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses beruhend auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der bestimmten zukünftigen Aufladeleistung oder einer Kennlinie derselben vorhergesagt wird.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Steckdosen-Elektrofahrzeug und insbesondere ein Verfahren zum Vorhersagen der Dauer eines oder mehrerer zukünftiger Aufladeprozesse für eine Batterie eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs.
  • HINTERGRUND
  • Steckdosen-Elektrofahrzeuge können auf eine Anzahl verschiedener Weisen mit einer Vielfalt unterschiedlicher Leistungsquellen und Aufladeanordnungen aufgeladen werden. Eine spezielle Weise, auf die ein Steckdosen-Elektrofahrzeug aufgeladen werden kann, erfolgt über ein externes Hochspannungsladegerät, etwa eines, das Teil einer Ladestation oder eines Ladekiosk ist und eine Gleichspannungsleistung bei 200 V–600 V liefert. Ein Vorteil beim Aufladen eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs durch ein externes Hochspannungsladegerät ist die schnelle Aufladerate. Diese Art von Aufladeanordnung, die auch ”Schnellladen” genannt wird, kann Aufladezeiten erheblich verringern, da sie zwischen 10 kW und 300 kW an Aufladeleistung liefern kann. Der Begriff ”Schnellladen” umfasst, so wie er hier verwendet wird, jeden Aufladevorgang oder jede Aufladeanordnung, bei dem bzw. der eine externe Leistungsquelle ein Steckdosen-Elektrofahrzeug mit einer Aufladerate auflädt, welche die C-Rate der Fahrzeugbatterie überschreitet (d. h. die theoretische Strommenge, welche die Batterie liefern kann, wenn sie innerhalb einer Stunde auf den Punkt einer Entladungstiefe von 100% entladen wird). Wenn die Fahrzeugbatterie beispielsweise eine C-Rate von 45 Amperestunden aufweist, dann kann jeder Ladevorgang, der 45 Ampere überschreitet, als ”Schnelllade-”Vorgang betrachtet werden.
  • Herkömmlich kann die Dauer eines zukünftigen Schnellladeprozesses beruhend auf einer Batterienenntemperatur angegeben sein. Da die Batterietemperatur jedoch beispielsweise während eines Fahrzyklusses variiert, der zu der Durchführung des Aufladeprozesses führt, kann der zum Abschließen des Aufladeprozesses benötigte Zeitbetrag erheblich größer oder kürzer als die angegebene Dauer sein. Dies kann daran liegen, dass beispielsweise ein Teil der Leistung, die von der Ladestation bereitgestellt wird und die gewöhnlich zu Aufladezwecken an die Batterie angelegt werden würde, möglicherweise an ein Temperaturmanagementsystem umgeleitet wird, das verwendet wird, um die Batterie zu kühlen. Um zu vermeiden, dass einem Fahrzeugbenutzer eine Vorhersage für eine Dauer eines Aufladeprozesses gegeben wird, die vollkommen falsch ist, wird eine derartige Vorhersage oftmals erst vorgenommen, nachdem der Aufladeprozess begonnen hat, um zu ermöglichen, dass eine genauere Batterietemperatur erhalten wird, welche dann anstelle einer Nenntemperatur verwendet werden kann, um die Dauer des Aufladeprozesses vorherzusagen.
  • Obwohl diese Technik möglicherweise eine genauere Vorhersage der Aufladeprozessdauer im Vergleich mit herkömmlichen Techniken liefert, die eine Nenntemperatur der Batterie verwenden, besteht ein Nachteil darin, dass die Vorhersage erst erfolgen kann, nachdem der Aufladeprozess begonnen hat. Als Folge weiß der Fahrzeugbenutzer nicht im Voraus, wie lange der Aufladeprozess dauern wird, und er bzw. sie kann diese Zeit nicht in seine bzw. ihre Reiseplanung einbeziehen. Folglich kann der Zeitbetrag, den eine Reise benötigen kann, aufgrund des unbekannten Zeitbetrags, der aufgrund der Durchführung eines oder mehrerer Aufladeprozesse möglicherweise zu der Reise addiert werden muss, erheblich von dem abweichen (erhöht sein), was der Benutzer erwartet.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Vorhersagen der Dauer eines zukünftigen Aufladeprozesses für eine Fahrzeugbatterie bereitgestellt. Das Verfahren kann die Schritte umfassen, dass: ein zukünftiger Aufladungsbetrag der Fahrzeugbatterie geschätzt wird, der dem Start des zukünftigen Aufladeprozesses entspricht; eine zukünftige Temperatur der Fahrzeugbatterie geschätzt wird; eine zukünftige Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben, die während des zukünftigen Aufladeprozesses an die Fahrzeugbatterie angelegt werden soll, bestimmt wird, wobei die zukünftige Aufladeleistung oder die Kennlinie derselben auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der geschätzten zukünftigen Temperatur beruht und eine Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben (z. B. eine maximale Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben) darstellt, welche die Temperatur der Batterie während des zukünftigen Aufladeprozesses bei oder unter einer Schwellentemperatur halten wird; und dass eine Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses beruhend auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der bestimmten zukünftigen Aufladeleistung oder der Kennlinie derselben vorhergesagt wird.
  • In Übereinstimmung mit einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Vorhersagen der Dauer eines zukünftigen Aufladeprozesses für eine Fahrzeugbatterie bereitgestellt. Das Verfahren kann die Schritte umfassen, dass: ein zukünftiger Aufladungsbetrag der Fahrzeugbatterie geschätzt wird, der dem Start des zukünftigen Aufladeprozesses entspricht; eine zukünftige Temperatur der Fahrzeugbatterie geschätzt wird, die dem Ende des zukünftigen Aufladeprozesses entspricht; eine zukünftige Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben, die an die Fahrzeugbatterie während des zukünftigen Aufladeprozesses angelegt werden soll, beruhend auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der geschätzten zukünftigen Temperatur bestimmt wird; und eine Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses beruhend auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der bestimmten zukünftigen Aufladeleistung oder der Kennlinie derselben vorhergesagt wird.
  • In Übereinstimmung mit noch einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Vorhersagen der Dauer eines zukünftigen Aufladeprozesses für eine Fahrzeugbatterie bereitgestellt. Das Verfahren kann die Schritte umfassen, dass: eine Distanz zu einem Aufladeort, bei dem der zukünftige Aufladeprozess ausgeführt werden soll, unter Verwendung einer geplanten Route, der das Fahrzeug folgen soll, bestimmt wird; ein zukünftiger Aufladungsbetrag der Fahrzeugbatterie, der dem Start des zukünftigen Aufladeprozesses entspricht, zumindest teilweise auf der Grundlage der Distanz zu dem Aufladeort geschätzt wird; eine zukünftige Temperatur der Fahrzeugbatterie zumindest teilweise auf der Grundlage der Distanz zu dem Aufladeort geschätzt wird; eine zukünftige Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben (z. B. eine maximale Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben), die an die Fahrzeugbatterie während des zukünftigen Aufladeprozesses angelegt werden soll, bestimmt wird, wobei die zukünftige Aufladeleistung oder die Kennlinie derselben auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der geschätzten zukünftigen Temperatur beruht und eine Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben darstellt, welche die Temperatur der Batterie während des zukünftigen Aufladeprozesses bei oder unter einer Schwellentemperatur halten wird; und eine Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses beruhend auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der bestimmten zukünftigen Aufladeleistung oder der Kennlinie derselben vorhergesagt wird.
  • ZEICHNUNGEN
  • Bevorzugte veranschaulichende Ausführungsformen werden hier nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, bei denen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und bei denen:
  • 1 eine schematische Ansicht eines veranschaulichenden Steckdosen-Elektrofahrzeugs ist, welches das System und Verfahren, die hier offenbart sind, verwenden kann;
  • 2 ein Flussdiagramm einer veranschaulichenden Ausführungsform eines Verfahrens ist, das verwendet werden kann, um die Dauer eines oder mehrerer zukünftiger Aufladeprozesse für ein Steckdosen-Elektrofahrzeug, etwa dasjenige, das in 1 gezeigt ist, vorherzusagen;
  • 3 eine Zeitachse einer Reise eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs darstellt, die mehrere Aufladeprozesse benötigt, deren Dauern unter Verwendung des in 2 gezeigten Verfahrens vorhergesagt werden können;
  • 4 ein Blockdiagramm einer veranschaulichenden Ausführungsform eines Algorithmus zum Vorhersagen der Dauer eines oder mehrerer zukünftiger Aufladeprozesse für ein Steckdosen-Elektrofahrzeug ist, etwa dasjenige, das in 1 gezeigt ist, und der von dem in 2 gezeigten Verfahren verwendet werden kann; und
  • 5A–5D Darstellungen von Nachschlagetabellen oder Profilen sind, die bei verschiedenen Schritten des in 2 gezeigten Verfahrens und von dem Algorithmus, der in 4 gezeigt ist, verwendet werden können.
  • BESCHREIBUNG
  • Das System und Verfahren, die hier beschrieben sind, können verwendet werden, um die Dauer eines oder mehrerer zukünftiger Aufladeprozesse einer Batterie eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs vorherzusagen. Insbesondere können das System und Verfahren bei einer Ausführungsform verwendet werden, um die Dauer eines oder mehrerer zukünftiger Schnellladeprozesse einer Fahrzeugbatterie vorherzusagen (z. B. Aufladeprozesse, die eine Aufladeleistung von 10 kW bis 300 kW liefern). In Übereinstimmung mit einer veranschaulichenden Ausführungsform verwendet das Verfahren Schätzwerte für eine zukünftigen Aufladungsbetrag der Fahrzeugbatterie, der dem Start eines zukünftigen Aufladeprozesses entspricht, und für eine zukünftige Temperatur der Fahrzeugbatterie, die dem Ende des zukünftigen Aufladeprozesses entspricht, um eine zukünftige Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben (z. B. einen Aufladestrom oder eine Aufladerate) zu bestimmen, die an die Fahrzeugbatterie während des zukünftigen Aufladeprozesses angelegt werden soll. Unter Verwendung der bestimmten zukünftigen Aufladeleistung oder der Kennlinie derselben und des geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrags der Fahrzeugbatterie kann das Aufladeverfahren die Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses vorhersagen, und dies mit Genauigkeit und Präzision ausführen. Auf diese Weise ermöglichen das System und Verfahren einem Benutzer, die zeitliche Länge einer Reise zu kennen, welche einen oder mehrere Aufladeprozesse benötigt, bevor mit der Reise begonnen wird, und sie ermöglichen dadurch, dass der Benutzer seine bzw. ihre Reise entsprechend plant.
  • Mit Bezug auf 1 sind einige der Komponenten eines veranschaulichenden Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 gezeigt, das mit dem hier beschriebenen Aufladeverfahren verwendet werden kann. Obwohl die folgende Beschreibung im Kontext eines speziellen Steckdosen-Elektrofahrzeugs bereitgestellt wird, ist festzustellen, dass dieses Fahrzeug nur ein Beispiel ist und dass andere Fahrzeuge selbstverständlich stattdessen verwendet werden können. Beispielsweise können das Aufladesystem und -verfahren, die nachstehend beschrieben sind, mit jeder Art von Steckdosen-Elektrofahrzeug verwendet werden, das elektrische Leistung von irgendeiner fahrzeugfremden oder externen Leistungsquelle erhält, einschließlich eines Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeugs (PHEV), eines Batterieelektrofahrzeugs (BEV), eines Elektrofahrzeugs mit vergrößerter Reichweite (EREV), eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs, das konduktives Aufladen mit Leitungen oder Kabeln verwendet, oder eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs, das ein induktives Aufladen ohne Leitungen oder Kabel verwendet, um ein paar Möglichkeiten aufzuzählen. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform interagiert das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 mit einer externen Leistungsquelle 12 und enthält neben anderen Komponenten eine Leistungsverbindung 20, ein Batterieladegerät 24, eine Isolierungshardware 26, eine Batterie 30, einen Elektromotor 32, einen Wechselrichter/Umwandler 34, eine Kraftmaschine 36, einen Generator 38, ein Steuerungsmodul 40, eine Benutzerschnittstelle 42 und ein Navigationsmodul 44. Da viele der Komponenten des Steckdosenfahrzeugs 10 allgemein in der Technik bekannt sind und da viele verschiedene Komponenten und Anordnungen mit dem vorliegenden Verfahren verwendet werden können, wird hier anstelle einer genauen Beschreibung von deren individueller Struktur und Funktionalität eine kurze Erläuterung der vorstehend erwähnten Komponenten bereitgestellt.
  • Die externe Leistungsquelle 12 versorgt das Steckdosen-Elektrofahrzeug mit hohen Pegeln an elektrischer Leistung, und sie kann einer aus einer Anzahl verschiedener Leistungsversorgungstypen sein, die in der Technik bekannt sind. In Übereinstimmung mit einer veranschaulichenden Ausführungsform ist die externe Leistungsquelle 12 eine fahrzeugfremde Hochspannungs-Leistungsquelle, die Teil einer dedizierten Ladestation oder eines dedizierten Ladekiosk ist und das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 mit einer Hochspannungs-Gleichspannungsleistung (z. B. 200 V bis 600 V) zum Schnellladen versorgt. Die externe Leistungsquelle 12 kann so konstruiert sein, dass sie einen relativ konstanten Leistungspegel an das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 liefert, sodass, wenn die Spannung zunimmt, die Stromstärke entsprechend abnimmt. Bei einer anderen Ausführungsform ist die externe Leistungsquelle 12 eine fahrzeugfremde Leistungsquelle mit hoher Stromstärke, die das Steckdosen-Elektrofahrzeug mit Gleichstrom- oder Wechselstromleistung mit hoher Stromstärke (z. B. 50 Ampere bis 500 Ampere) versorgt. Die externe Leistungsquelle 12 kann mit einem öffentlichen elektrischen Versorgungsnetz gekoppelt sein oder sie kann durch erneuerbare Energien von Photovoltaikzellen, Windturbinen, hydroelektrischen Mitteln, Biomasse usw. betrieben werden; sie kann Wechselstrom- oder Gleichstromleistung bereitstellen; sie kann Hochspannung, eine hohe Stromstärke oder beides aufweisen; oder sie kann ein konduktives Aufladen über Kabel oder eine induktive Kopplung durch die Luft verwenden, um mehrere Möglichkeiten zu erwähnen. Die externe Leistungsquelle 12 ist nicht auf irgendeine spezielle Art oder Ausführungsform begrenzt, solange sie nur hohe Leistungspegel (z. B. 10 kW bis 300 kW) für das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 bereitstellen kann.
  • Die Leistungsverbindung 20 ist ein elektrischer Einlass oder eine elektrische Buchse an dem Steckdosen-Elektrofahrzeug, in den bzw. die der Leistungskoppler eingeführt oder mit dem er bzw. sie verbunden wird. Dies ermöglicht, dass ein Fahrzeugbesitzer das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 leicht mit einem Aufladepunkt, etwa der externen Leistungsquelle 12, verbinden und davon trennen kann. Die Leistungsverbindung 20 ist nicht auf eine beliebige spezielle Konstruktion oder Konfiguration begrenzt und kann eine beliebige Art von Einlass, Verbindung, Buchse, Stecker, Anschluss, Steckdose usw. sein, einschließlich derjenigen, die auf konduktiven, induktiven und/oder anderen Arten von elektrischen Verbindungen beruhen. Einige dieser Verbindungsarten sind kompatibel zu internationalen Standards (z. B. IEC 62196, SAE J1772, CHAdeMO, usw.). Bei einer Ausführungsform ist die Leistungsverbindung 20 ein elektrischer Hochspannungseinlass, der an der Außenseite des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 so angeordnet ist, dass leicht auf ihn zugegriffen werden kann (z. B. unter einer Gelenktür oder Klappe), und sie umfasst Verbindungen zum Übermitteln von elektrischer Leistung an das Fahrzeug sowie von Kommunikations- oder Steuerungssignalen. Andere Anordnungen und Ausführungsformen sind selbstverständlich möglich.
  • Der Leistungskoppler 22 verbindet die externe Leistungsquelle mit der Leistungsverbindung und er kann ein beliebiger geeigneter Typ oder eine beliebige geeignete Konfiguration sein. Der Leistungskoppler 22 – manchmal als Kabelsatz einer Elektrofahrzeugversorgungsausrüstung (EVSE-Kabelsatz) bezeichnet – kann ein spezialisierter Kabelsatz sein, der speziell zur Verwendung mit Steckdosen-Elektrofahrzeugen konstruiert ist (wie etwa diejenigen, die in den Spezifikationen SAE J-1772 und J-1773 beschrieben sind), und er umfasst ein erstes Ende, ein Kabel oder eine Leitung, eine Steuerungseinheit und ein zweites Ende. Das erste Ende des Leistungskopplers 22 wird in die externe Leistungsquelle 12 eingesteckt und das zweite Ende ist eine speziell konstruierte Verbindung, das in die Leistungsverbindung 20 am Steckdosen-Elektrofahrzeug eingesteckt wird. Das Kabel stellt elektrische Leistung von der externen Leistungsquelle 12 an das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 bereit, aber es kann außerdem ein oder mehrere Kommunikationssignale zwischen einer Steuerungseinheit des Leistungskopplers 22 und Vorrichtungen, die im Fahrzeug angeordnet sind, wie etwa dem Steuerungsmodul 40, übermitteln. Die Steuerungseinheit im Leistungskoppler 22 kann eine beliebige Anzahl von elektronischen Komponenten umfassen, die Sensoren, Sender/Empfänger, Verarbeitungsvorrichtungen, Speichervorrichtungen, Schütze, Schalter, Fehlerschutzschaltungskomponenten (GFCI-Komponenten) sowie eine beliebige andere geeignete Komponente umfassen, ist aber selbstverständlich nicht darauf begrenzt. Bei einer Ausführungsform überwacht die Steuerungseinheit im Leistungskoppler 22 verschiedene Bedingungen in der Umgebung des Leistungskopplers (z. B. das Vorhandensein von elektrischer Leistung, Spannung, Strom und/oder Leistungspegeln, die Temperatur des Leistungskopplers usw.) und kommuniziert mit dem Steuerungsmodul 40 hinsichtlich dieser Bedingungen. Der Fachmann wird feststellen, dass das System und Verfahren, die hier beschrieben sind, nicht auf irgendeinen speziellen Leistungskoppler oder Kabelsatz beschränkt sind, da eine beliebige Anzahl verschiedener Leistungskoppler verwendet werden kann.
  • Das Batterieladegerät 24 kann elektrische Leistung von einer Vielfalt von Quellen empfangen, die externe und/oder interne Leistungsquellen umfassen, und es verwendet diese Leistung zum Aufladen der Batterie. Im Fall einer externen Leistungsversorgung kann das Batterieladegerät 24 elektrische Leistung von der externen Leistungsquelle 12 durch den Leistungskoppler 22 und die Verbindung 20 empfangen, wie bereits erläutert wurde. Im Fall einer internen Leistungsversorgung kann das Batterieladegerät 24 elektrische Leistung aus einem regenerativen Bremsen, von einem motorgetriebenen Generator 38 oder von einer anderen internen Quelle über elektrische Verbindungen innerhalb des Fahrzeugs empfangen. Der Fachmann wird feststellen, dass das Batterieladegerät 24 in Übereinstimmung mit einer beliebigen Anzahl verschiedener Ausführungsformen bereitgestellt sein kann, in einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Konfigurationen verbunden sein kann und eine beliebige Anzahl von verschiedenen Komponenten enthalten kann, etwa Transformatoren, Gleichrichter, Schaltnetzteile, Filtermittel, Kühlmittel, Sensoren, Steuerungseinheiten und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
  • Die Isolierungshardware 26 ist mit der Leistungsverbindung verbunden und kann elektrische Leistung von der externen Leistungsquelle an verschiedene Vorrichtungen innerhalb des Steckdosen-Elektrofahrzeugs isolieren, steuern und/oder auf andere Weise weiterleiten. Beispielsweise kann die Isolierungshardware 26 mit der Leistungsverbindung 20 gekoppelt sein und so konstruiert sein, dass sie Hochspannungsleistung von der externen Leistungsquelle 12 empfängt und die Hochspannungsleistung direkt an die Batterie 30 liefert, ohne dass sie durch die normale Aufladestrecke oder durch Aufladekanäle hindurchgeht. Das Umgehen bestimmter Komponenten, z. B. des Batterieladegeräts 24, kann wünschenswert sein, wenn diese Komponenten nicht dafür ausgerüstet sind, derartig hohe Spannungs-, Stromstärken- und/oder Leistungspegel handzuhaben. Darüber hinaus kann die Isolierungshardware 26 Schütze und/oder andere elektrische Komponenten aufweisen, die sowohl Benutzer als auch andere Fahrzeugvorrichtungen von den Hochleistungspegeln, die von der externen Leistungsquelle 12 bereitgestellt werden, isolieren und sie davor schützen. Das Steckdosen-Elektrofahrzeug kann außerdem Hardware für niedrigere Spannungen umfassen, für den Fall, dass das Fahrzeug von einer herkömmlichen Leistungsquelle mit Quellen mit niedrigerer Spannung und Leistung aufgeladen wird. Bei einigen Ausführungsformen weist die Isolierungshardware 26 Relais, Schütze, Transistoren (z. B. Feldeffekttransistoren (FET) usw.) oder eine Kombination daraus auf.
  • Die Batterie 30 versorgt das Steckdosen-Elektrofahrzeug mit elektrischer Leistung und sie kann in Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform die primäre elektrische Leistungsquelle für das Fahrzeug sein oder sie kann in Verbindung mit einer weiteren Leistungsquelle zum Zweck der Ergänzung von Leistung verwendet werden, um zwei Beispiele zu erwähnen. Es können viele verschiedene Batterietypen und Anordnungen verwendet werden, welche diejenige umfassen, die hier schematisch gezeigt ist, und die einen Batteriestapel 50, Batteriezellen 52, einen oder mehrere Batteriesensoren 54 und eine Batteriesteuerungseinheit 56 umfasst, aber selbstverständlich nicht darauf begrenzt sind. Der Batteriestapel 50 ist ein Hochspannungs-Batteriestapel und kann eine Sammlung identischer oder einzelner Batteriezellen 52 umfassen, die seriell, parallel oder in einer Kombination aus beiden verbunden sind, um eine gewünschte Spannung, Stromstärke, Kapazität, Leistungsdichte und/oder andere Verhaltenskennlinien zu liefern. Es ist allgemein wünschenswert, hohe Leistungs- und Energiedichten bereitzustellen, was zu der Entwicklung und Verwendung von vielen Arten von Batterien geführt hat, die chemische, nicht-chemische und andere umfassen. Einige Beispiele für geeignete Batterietypen umfassen diejenigen, die auf den folgenden Technologien beruhen: Lithium-Ionen, Nickelmetallhydrid (NiMH), Nickel-Kadmium (NiCd), Natriumnickelchlorid (NaNiCl) oder einer anderen Batterietechnologie. In Übereinstimmung mit einer veranschaulichenden Ausführungsform beruht der Batteriestapel 50 auf einer Lithium-Ionen-Technologie und liefert in Abhängigkeit von seiner speziellen Konstruktion und Anwendung etwa 40 Volt bis 600 Volt. Beispielsweise kann ein Schwerlastwagen, der ein Hybridsystem mit zwei Modi verwendet, einen Batteriestapel benötigen, der zum Bereitstellen von hohen Spannungspegeln in der Lage ist, während ein leichteres Fahrzeug möglicherweise niedrigere Spannungspegel benötigt. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Batterie 30 Teil eines Riemen-Generator-Starter-(BAS) oder BAS-Plus-Systemtyps und benötigt daher nur einen Batteriestapel, der niedrigere Spannungspegel liefert. In jedem Fall soll der Batteriestapel 50 so konstruiert sein, dass er wiederholte Auflade- und Entlade-Zyklen aushält und dass er elektrische Energie von der externen Leistungsquelle 12 empfängt. Der Fachmann wird feststellen, dass das System und das Verfahren, die hier gezeigt und beschrieben sind, nicht auf einen beliebigen speziellen Batterietyp, eine Batteriechemie und/oder eine Batterieanordnung begrenzt sind, da eine Anzahl von verschiedenen Batterietypen verwendet werden kann.
  • Die Batteriesensoren 54 können eine beliebige Kombination aus Hardware- und/oder Softwarekomponenten umfassen, die zum Überwachen von Batteriebedingungen in der Lage sind, etwa der Batterietemperatur, der Batteriespannung, dem Batteriestrom, dem Batterieladezustand (SOC), dem Batteriefunktionszustand (SOH), der Umgebungstemperatur usw. Diese Sensoren können in die Einheit 30 eingebaut sein (z. B. eine intelligente oder smarte Batterie), sie können externe Sensoren sein, die außerhalb der Batterieeinheit angeordnet sind, oder sie können in Übereinstimmung mit einer anderen bekannten Anordnung bereitgestellt sein. Die Batteriesensoren 54 können Batteriezustände auf der Basis von Zelle zu Zelle, auf einer Durchschnitts- oder Sammelbasis über einen Block oder eine Region von Zellen hinweg, auf der Basis des gesamten Batteriestapels oder auf einer repräsentativen Basis, bei der bestimmte Zellen gewählt sind, um den gesamten Batteriestapel zu repräsentieren, oder in Übereinstimmung mit einer anderen Basis oder Technik, die auf dem Gebiet bekannt ist, überwachen und bestimmen. Die Ausgabe von den Batteriesensoren 54 kann an die Batteriesteuerungseinheit 56, das Batterieladegerät 24, das Steuerungsmodul 40 oder eine andere geeignete Vorrichtung geliefert werden.
  • Die Batteriesteuerungseinheit 56 kann eine beliebige Vielfalt von elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen, Speichervorrichtungen, Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (I/O-Vorrichtungen) und anderen bekannten Komponenten umfassen und kann verschiedene Funktionen mit Bezug auf Steuerung und/oder Kommunikation ausführen. Beispielsweise kann die Batteriesteuerungseinheit 56 Sensorsignale von verschiedenen Batteriesensoren 54 empfangen, die Sensorsignale in eine geeignete Sensormeldung verpacken und die Sensormeldung über einen Kommunikationsbus oder dergleichen an das Steuerungsmodul 40 senden. Es ist möglich, dass die Batteriesteuerungseinheit 56 Batteriesensor-Lesewerte sammelt und sie in einem lokalen Speicher speichert, sodass eine umfassende Sensormeldung zu einem späteren Zeitpunkt an das Steuerungsmodul 40 geliefert werden kann, oder die Sensorlesewerte können an das Modul 40 oder an ein anderes Ziel weitergeleitet werden, sobald sie bei der Batteriesteuerungseinheit eintreffen, um ein paar Möglichkeiten zu erwähnen. Anstatt die Batteriesensorlesewerte an das Steuerungsmodul 40 zur anschließenden Verarbeitung zu senden, ist es möglich, dass die Batteriesteuerungseinheit 56 die Sensorlesewerte selbst verarbeitet oder analysiert. Bei einer anderen Funktion kann die Batteriesteuerungseinheit 56 sachdienliche Batteriekennlinien und Hintergrundinformationen speichern, welche die Chemie der Batteriezellen, die Zellenkapazität, obere und untere Batteriespannungsgrenzen, Batteriestromgrenzen, Batterietemperaturgrenzen oder Schwellenwerte, Temperaturprofile, die Batterieimpedanz, Fahrverlaufsprofile (z. B. einen RMS-Strom, Zubehörlasten, Vortriebsleistung, Energieverbrauch, usw., die einem oder mehreren aktuellen Fahrverläufen entsprechen), die Anzahl oder den Verlauf von Auflade/Entladevorgängen (beispielsweise einschließlich der Distanz, die zwischen Aufladevorgängen zurückgelegt wurde) usw. betreffen. Alternativ können einige oder alle diese Informationen in einer anderen Komponente des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 gespeichert und/oder überwacht werden, wie zum Beispiel dem Steuerungsmodul 40. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Batteriesteuerungseinheit 56 ausgestaltet sein, um einen oder mehrere Schritte des nachstehend beschriebenen Verfahrens auszuführen.
  • Der Elektromotor 32 kann elektrische Energie verwenden, die in der Batterie 30 gespeichert ist, um ein oder mehrere Fahrzeugräder anzutreiben, was wiederum das Fahrzeug vorantreibt. Obwohl 1 den Elektromotor 32 als eine einzelne diskrete Vorrichtung schematisch darstellt, kann der Elektromotor mit einem Generator kombiniert sein (ein sogenannter ”Mogen”), oder er kann mehrere Elektromotoren umfassen (z. B. separate Motoren für die Vorder- und Hinterräder, separate Motoren für jedes Rad, separate Motoren für verschiedene Funktionen usw.), um ein paar Möglichkeiten zu erwähnen. Das Hybridfahrzeug 10 ist nicht auf irgendeinen speziellen Typ von Elektromotor begrenzt, da viele verschiedene Motortypen, Größen, Technologien usw. verwendet werden können. Bei einem Beispiel umfasst der Elektromotor 32 einen Wechselstrommotor (z. B. einen dreiphasigen oder einen anderen mehrphasigen Wechselstrom-Induktionsmotor usw.) sowie einen Generator, der bei einem regenativen Bremsen verwendet werden kann. Der Elektromotor 32 kann in Übereinstimmung mit einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt sein (z. B. Wechselstrom- oder Gleichstrom-Motoren, Motoren mit Bürsten oder bürstenlose Motoren, Permanentmagnetmotoren usw.), er kann in einer beliebigen Anzahl verschiedener Konfigurationen verbunden sein und er kann eine beliebige Anzahl von verschiedenen Komponenten enthalten, wie etwa Kühlmerkmale, Sensoren, Steuerungseinheiten und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
  • Der Wechselrichter/Umwandler 34 kann als Zwischenglied zwischen der Batterie 30 und dem Elektromotor 32 wirken, da diese zwei Vorrichtungen oft so konstruiert sind, dass sie in Übereinstimmung mit unterschiedlichen Betriebsparametern funktionieren. Beispielsweise kann beim Fahrzeugvortrieb der Wechselrichter/Umwandler 34 die Spannung von der Batterie 30 aufwärts transformieren und den Strom von Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln, um den Elektromotor 32 anzutreiben, während der Wechselrichter/Umwandler beim regenerativen Bremsen die Spannung, die von einem Bremsereignis erzeugt wird, niedertransformieren kann und den Strom von Wechselstrom in Gleichstrom umwandeln kann, sodass er von der Batterie korrekt gespeichert werden kann. In gewissem Sinn verwaltet der Wechselrichter/Umwandler 34, wie diese unterschiedlichen Betriebsparameter (d. h. Wechselstrom gegenüber Gleichstrom, verschiedene Spannungspegel usw.) zusammenarbeiten. Der Wechselrichter/Umwandler 34 kann einen Wechselrichter für die Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom, einen Gleichrichter für die Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom, einen Aufwärtswandler oder Transformator zum Erhöhen der Spannung, einen Abwärtswandler oder Transformator zum Verringern der Spannung, andere geeignete Energieverwaltungskomponenten oder eine Kombination daraus umfassen. Bei der in 1 dargestellten Ausführungsform sind Wechselrichter- und Umwandlereinheiten in eine einzige bidirektionale Vorrichtung integriert; jedoch sind andere Ausführungsformen selbstverständlich möglich. Es ist zu erkennen, dass der Wechselrichter/Umwandler 34 in Übereinstimmung mit einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt sein kann (z. B. mit separaten Wechselrichter- und Umwandlereinheiten, bidirektional oder unidirektional usw.), er in einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Konfigurationen verbunden sein kann und eine beliebige Anzahl von verschiedenen Komponenten enthalten kann, etwa Kühlsysteme, Sensoren, Steuerungseinheiten und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
  • Die Kraftmaschine 36 kann den Generator 38 unter Verwendung herkömmlicher Brennkraftmaschinentechniken antreiben und kann eine beliebige geeignete Art von Kraftmaschine umfassen, die in der Technik bekannt ist. Einige Beispiele für geeignete Kraftmaschinen umfassen Benzinkraftmaschinen, Dieselkraftmaschinen, Ethanolkraftmaschinen, Kraftmaschinen mit flexiblem Kraftstoff, Kraftmaschinen mit Selbstansaugung, Kraftmaschinen mit Turboladung, Kraftmaschinen mit Superladung, rotatorische Kraftmaschinen, Kraftmaschinen mit Otto-Zyklus, Atkins-Zyklus und Miller-Zyklus sowie einen beliebigen anderen geeigneten Kraftmaschinentyp, der in der Technik bekannt ist. In Übereinstimmung mit der hier gezeigten speziellen Ausführungsform ist die Kraftmaschine 36 eine kleine kraftstoffeffiziente Kraftmaschine (z. B. eine Vierzylinder-Kraftmaschine mit Turboladung und kleinem Hubraum), die ihre mechanische Ausgabe verwendet, um den Generator 38 zu drehen. Der Fachmann wird feststellen, dass die Kraftmaschine 36 in Übereinstimmung mit einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt sein kann, in einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Konfigurationen verbunden sein kann (z. B. kann die Kraftmaschine 36 Teil eines parallelen Hybridsystems sein, bei dem die Kraftmaschine auch mit den Fahrzeugrädern mechanisch gekoppelt ist, statt dass sie ausschließlich verwendet wird, um Elektrizität zu erzeugen), und dass sie eine beliebige Anzahl von verschiedenen Komponenten enthalten kann, etwa Sensoren, Steuerungseinheiten und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
  • Der Generator 38 ist mit der Kraftmaschine 36 mechanisch gekoppelt, sodass die mechanische Ausgabe der Kraftmaschine veranlasst, dass der Generator elektrische Leistung erzeugt, die an die Batterie 30, den Elektromotor 32 oder an beide geliefert werden kann. Es soll erwähnt werden, dass der Generator 38 in Übereinstimmung mit einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Ausführungsformen bereitgestellt sein kann (z. B. können der Generator des Motors 32 und der Generator 38 zu einer einzigen Einheit kombiniert sein), dass er in einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Konfigurationen verbunden sein kann und dass er eine beliebige Anzahl von verschiedenen Komponenten enthalten kann, etwa Sensoren, Steuerungseinheiten und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind. Der Generator 38 ist nicht auf irgendeinen speziellen Generatortyp oder eine spezielle Generatorausführungsform begrenzt.
  • Das Steuerungsmodul 40 kann verwendet werden, um bestimmte Operationen oder Funktionen des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 zu steuern, zu lenken oder auf andere Weise zu verwalten und es umfasst in Übereinstimmung mit einer veranschaulichenden Ausführungsform eine Verarbeitungsvorrichtung 60 und eine Speichervorrichtung 62. Die Verarbeitungsvorrichtung 60 kann eine beliebige Art eines geeigneten elektronischen Prozessors umfassen (z. B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, einen anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) usw.), der Anweisungen für Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripten usw. ausführt. Dieser Prozessor ist nicht auf einen beliebigen Typ von Komponente oder Vorrichtung begrenzt. Die Speichervorrichtung 62 kann eine beliebige Art eines geeigneten elektronischen Speichermittels umfassen und sie kann eine Vielfalt von Daten und Informationen speichern. Diese umfassen beispielsweise: erfasste Batteriebedingungen; Fahrverlaufsprofile (z. B. einen RMS-Strom, Zubehörlasten, Vortriebsleistung (z. B. die mittlere Vortriebsleistung, den Energieverbrauch), usw., die einem oder mehreren aktuellen Fahrvorgängen entsprechen); Nachschlagetabellen und andere Datenstrukturen; Temperaturgrenzen oder Schwellenwerte; Vorgabe- oder Standard-Aufladeleistungswerte (z. B. die Nenn- oder Vorgabe-Aufladeleistung, die eine Ladestation bereitstellen kann) oder Werte von Kennlinien derselben (z. B. Aufladestrom, Aufladerate usw.); Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripten und andere elektronische Anweisungen; Komponentenkennlinien und Hintergrundinformationen; usw., wobei einige oder alle von diesen bei der Durchführung des vorliegenden Verfahrens verwendet werden können. Das vorliegende Verfahren – sowie beliebige andere elektronische Anweisungen und/oder Informationen, die für diese Aufgaben benötigt werden – können ebenfalls in der Speichervorrichtung 62 gespeichert oder auf andere Weise vorgehalten werden. Das Steuerungsmodul 40 kann mit anderen Fahrzeugvorrichtungen und Modulen über I/O-Vorrichtungen und geeignete Verbindungen elektronisch verbunden sein, wie etwa über einen Kommunikationsbus, sodass sie nach Bedarf interagieren können. Dies sind selbstverständlich nur einige der möglichen Anordnungen, Funktionen und Fähigkeiten des Steuerungsmoduls 40, da andere selbstverständlich möglich sind.
  • In Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform kann das Steuerungsmodul 40 ein eigenständiges elektronisches Modul sein (z. B. ein Batterieladesteuerungsmodul, ein Fahrzeugintegrationssteuerungsmodul (VICM), ein Antriebs-Gleichrichter/Wechselrichter-Modul (TPIM), ein Batterie-Gleichrichter/Wechselrichter-Modul (BPIM) usw.), es kann in ein anderes elektronisches Modul im Fahrzeug eingebaut oder darin enthalten sein (z. B. ein Antriebsstrangsteuerungsmodul, ein Kraftmaschinensteuerungsmodul, ein Hybridsteuerungsmodul usw.) oder es kann Teil eines größeren Netzwerks oder Systems sein (z. B. eines Batteriemanagementsystems (BMS), eines Fahrzeugenergiemanagementsystems usw.), um ein paar Möglichkeiten zu erwähnen. Das Steuerungsmodul 40 ist nicht auf irgendeinen speziellen Typ, irgendeine spezielle Art oder Konfiguration begrenzt.
  • Die Benutzerschnittstelle 42 kann eine beliebige Kombination aus Hardware, Software und/oder anderen Komponenten umfassen, die ermöglichen, dass ein Fahrzeugbenutzer Informationen oder Daten mit dem Fahrzeug austauscht. Diese umfasst beispielsweise Eingabekomponenten wie etwa einen berührungsempfindlichen Bildschirm, ein Mikrophon, eine Tastatur, einen Druckknopf oder ein anderes Bedienelement, bei denen die Benutzerschnittstelle 42 Informationen von einem Fahrzeugbenutzer empfängt, sowie Ausgabekomponenten wie einen visuellen Bildschirm, ein Armaturenbrett oder ein Audiosystem, wobei die Benutzerschnittstelle 42 Informationen für den Fahrzeugbenutzer bereitstellt. In einigen Fällen umfasst die Benutzerschnittstelle 42 Komponenten mit sowohl Eingabe- als auch Ausgabefähigkeiten, etwa visuelle und akustische Schnittstellen. Die akustische Schnittstelle kann Teil eines automatisierten Sprachverarbeitungssystems sein, das Spracherkennung und/oder eine andere Mensch-Maschine-Schnittstellen-Technologie (HMI-Technologie) verwendet. Die Benutzerschnittstelle 42 kann ein eigenständiges Modul sein; sie kann Teil eines Infotainmentsystems oder Teil eines anderen Moduls, einer anderen Vorrichtung oder eines anderen Systems im Fahrzeug sein; sie kann auf einem Armaturenbrett oder an einer Mittelkonsole montiert sein (z. B. mit einer Landkarte, die von einem Navigationsmodul bereitgestellt wird, einer Fahrerinformationszentrale (DIC)); sie kann auf eine Windschutzscheibe projiziert werden (z. B. mit einem Head-Up-Display); sie kann in ein existierendes Audiosystem integriert sein; oder sie kann einfach eine elektronische Verbindung oder einen Anschluss zum Verbinden mit einem Laptop oder einer anderen Rechenvorrichtung umfassen, um ein paar Möglichkeiten aufzuzählen. Wie nachstehend in größerem Detail erläutert wird, kann die Benutzerschnittstelle 42 auf eine Weise verwendet werden, um Informationen von einem Benutzer aufzunehmen und/oder um Informationen an einen Benutzer zu liefern, wie zum Beispiel vorhergesagte Zeitdauern für einen oder mehrere zukünftige Aufladeprozesse, die das vorliegende Verfahren ermöglicht. Es können andere Benutzerschnittstellen stattdessen verwendet werden, da die hier gezeigte und beschriebene veranschaulichende Benutzerschnittstelle 42 nur eine der Möglichkeiten darstellt.
  • Das Navigationsmodul 44 stellt eine Vielfalt von auf Navigation bezogenen Diensten bereit, welche Dienste und Informationen umfassen, die von dem vorliegenden Verfahren verwendet werden. In Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform kann das Navigationsmodul 44 eine eigenständige Komponente sein oder es kann in eine andere Komponente oder ein anderes System innerhalb des Fahrzeugs integriert sein, etwa die Benutzerschnittstelle 42. Das Navigationsmodul kann eine beliebige Kombination aus anderen Komponenten, Vorrichtungen, Modulen usw. umfassen, wie etwa eine Telematikeinheit oder eine GPS-Einheit, und es kann die aktuelle Position des Fahrzeugs und Straßen- oder Landkartendaten verwenden, um Routeninformationen, Richtungen, Routendistanzen, Routenreisezeiten, Verkehrsbedingungen (z. B. dichter Verkehr, leichter Verkehr usw.), Straßenbedingungen (z. B. Straßenbaustelle, Sperrung einer Spur oder Straße, Geländetyp usw.), Information mit Bezug auf Ladestationen (z. B. den Ort der und die Distanz zu Ladestationen innerhalb eines speziellen geographischen Gebiets oder entlang einer vorgeschriebenen, vorgeplanten Route, – Aufladeleistungskapazitätsausgaben, die diese Ladestationen laut Konfiguration liefern können, usw.) oder beliebige andere Informationen, die von dem hier erörterten Verfahren benötigt werden können, bereitzustellen. Diese Art von Informationen mit Bezug auf Navigation kann für das Steuerungsmodul 40, die Benutzerschnittstelle 42 und/oder eine andere Vorrichtung bereitgestellt oder von diesen empfangen werden, sodass sie von dem vorliegenden Verfahren berücksichtigt werden können, wie nachstehend in größerem Detail erläutert wird.
  • Wieder sind die vorstehende Beschreibung des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 und die Zeichnung in 1 nur dafür gedacht, eine potentielle Fahrzeuganordnung zu veranschaulichen, und um dies auf allgemeine Weise zu tun. Eine beliebige Anzahl von anderen Fahrzeuganordnungen und Architekturen, welche diejenigen umfassen, die sich erheblich von derjenigen, die in 1 gezeigt ist, unterscheiden, können stattdessen verwendet werden.
  • Mit Bezug nun auf 2 ist eine veranschaulichende Ausführungsform eines Verfahrens 100 gezeigt, das verwendet werden kann, um die Dauer (d. h. den Zeitbetrag) von einem oder mehreren zukünftigen Aufladeprozessen (z. B. zukünftigen Schnelllade-Aufladeprozessen) für eine Fahrzeugbatterie vorherzusagen. Wie vorstehend kurz beschrieben wurde, ermöglicht das Verfahren 100 durch die Vorhersage der Dauer von einem oder mehreren zukünftigen Aufladeprozessen, die bei einer gegebenen Reise möglicherweise benötigt werden, dass ein Benutzer weiß, wie lange der bzw. die Aufladeprozesse dauern werden, und daher, wie lange die Reise selbst insgesamt dauern wird. Daher wird der Benutzer wissen, wie viel Zeit benötigt werden wird, um ein spezielles Ziel zu erreichen, und er bzw. sie wird dadurch in der Lage sein, seine/ihre Reise besser zu planen. Folglich und mit Bezug auf die in 3 dargestellte Zeitachse ist das Verfahren 100 in der Lage, eine jeweilige Dauer eines jeden Aufladeprozesses zu bestimmen, der zwischen Fahrzyklen einer Reise ausgeführt werden muss. Zu Veranschaulichungs- und Klarheitszwecken wird die Beschreibung des Verfahrens 100 nachstehend mit Bezug auf das vorstehend beschriebene Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 erfolgen. Es ist jedoch festzustellen, dass die Anwendbarkeit des Verfahrens 100 nicht auf eine derartige Fahrzeugkonfiguration oder Anordnung begrenzt sein soll; stattdessen kann das Verfahren 100 mit einer beliebigen Anzahl von Fahrzeugen verwendet werden, die eine beliebige Anzahl von Konfigurationen oder Anordnungen aufweisen, und daher ist das Verfahren 100 nicht auf ein beliebiges spezielles Fahrzeug oder eine beliebige Fahrzeugkonfiguration oder Anordnung begrenzt. Zudem ist bei einer Ausführungsform das Steuerungsmodul 40 des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 und speziell der Prozessor 60 desselben ausgestaltet, um das Verfahren 100 auszuführen. Es ist jedoch festzustellen, dass bei anderen Ausführungsformen einige oder alle Schritte des Verfahrens 100 von anderen Komponenten des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 ausgeführt werden können, wie beispielsweise von der Batteriesteuerungseinheit 56 oder von einer anderen geeigneten Komponente. Folglich ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf begrenzt, dass das Verfahren 100 von einer beliebigen oder mehreren speziellen Komponenten des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 ausgeführt wird.
  • Mit Bezug auf 2 umfasst das Verfahren 100 bei einer Ausführungsform einen Schritt 102 des Schätzens eines zukünftigen Aufladungsbetrags der Batterie 30, der dem Start eines zukünftigen Aufladeprozesses entspricht. In einem Fall, bei dem das Verfahren 100 verwendet wird, um die Dauer von mehreren Aufladeprozessen vorherzusagen, kann dieser zukünftige Aufladeprozess einen ersten von mehreren zukünftigen Aufladeprozessen umfassen. In jedem Fall kann der zukünftige Aufladungsbetrag eine Anzahl von Formen annehmen und er kann in einer Anzahl von Weisen geschätzt werden.
  • Beispielsweise kann der zukünftige Aufladungsbetrag bei einer Ausführungsform die geschätzte Ladung der Batterie 30 beim Start des zukünftigen Aufladeprozesses umfassen (d. h. den geschätzten Ladezustand beim Start des Aufladeprozesses oder ”SOCSCP”), welche auf die Weise bestimmt werden kann, die nachstehend in größerem Detail beschrieben ist.
  • Bei anderen Ausführungsformen kann der zukünftige Aufladungsbetrag ein Parameter sein, der direkt oder indirekt aus dem SOCSCP hergeleitet wird. Beispielsweise kann der geschätzte zukünftige Aufladungsbetrag die Differenz zwischen dem SOCSCP der Batterie 30 und einem gewünschten Ladezustand, auf den die Batterie 30 während des zukünftigen Aufladeprozesses aufgeladen werden soll, umfassen (d. h. den gewünschten Ladezustand am Ende des Aufladeprozesses oder ”SOCECP”). Der SOCECP kann ein beliebiger vorbestimmter Ladezustandswert sein, wie zum Beispiel 100%, wenn eine vollständige Aufladung gewünscht wird; 80%, wenn eine ”Großteil”-Aufladung gewünscht wird; oder einen beliebigen anderen Wert. Unabhängig von dem speziellen Wert des SOCECP kann der zukünftige Aufladungsbetrag der Betrag der Energie bezüglich des Ladezustands sein, die zurück in die Batterie 30 gebracht werden muss, um den Ladezustand der Batterie 30 auf den SOCECP zu bringen. Daher kann bei dieser Ausführungsform der benötigte Aufladungsbetrag (oder ”SOCREQ”) bestimmt werden, indem der SOCSCP von dem vorbestimmten SOCECP subtrahiert wird (d. h. SOCREQ = SOCECP – SOCSCP). Bei noch einer anderen Ausführungsform kann der zukünftige Aufladungsbetrag bezüglich der tatsächlichen Energie, die zurück in die Batterie gebracht werden muss, oder bezüglich des Betrags an Kilowattstunden, der benötigt wird, um die Batterieladung auf einen bestimmten gewünschten Pegel zu bringen, vorliegen, welcher indirekt aus dem SOCSCP der Batterie 30 und direkt aus dem SOCREQ der Batterie 30, der vorstehend beschrieben wurde, bestimmt werden kann. Insbesondere kann, sobald der SOCREQ bestimmt wurde, eine Datenstruktur wie zum Beispiel eine Nachschlagetabelle oder ein vordefiniertes Profil, das den Ladezustand mit der Energie korreliert, verwendet werden, um eine spezielle Größe von Kilowattstunden zu bestimmen, die zurück in die Batterie 30 gebracht werden müssen, um die Batterie 30 auf den gewünschten Ladungspegel zu bringen. Wenn der gewünschte SOCECP beispielsweise 80% ist und geschätzt wird, dass der SOCSCP 20% beträgt, kann festgestellt werden, dass der SOCREQ 60% beträgt. Unter Verwendung einer bekannten Beziehung zwischen dem Ladezustand und der Energie kann festgestellt werden, dass für einen SOCREQ von 60% eine Energie von 6 kWh benötigt wird und daher wird bei diesem Beispiel der geschätzte Aufladungsbetrag 6 kWh betragen.
  • Jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen erfordert, dass der SOCSCP der Batterie 30 bestimmt wird. Der Fachmann wird feststellen, dass eine beliebige Anzahl von Techniken, die auf dem Gebiet bekannt sind, verwendet werden kann, um den SOCSCP einer Batterie zu schätzen, und daher wird keine genaue Beschreibung bereitgestellt. Um eine veranschaulichende Technik zusammenzufassen, kann jedoch ein Algorithmus verwendet werden, der die Distanz (oder die Reichweite) zu der Ladestation, an welcher der zukünftige Aufladeprozess durchgeführt werden soll, und bestimmte auf die Batterie bezogene Informationen aus dem Fahrverlauf des Fahrzeugs berücksichtigt (z. B. den Betrag an Batterieenergie, der über einen bestimmten Betrag einer gefahrenen Distanz verbraucht wurde (z. B. die letzten 50 Meilen/km)), um vorherzusagen, wie der Ladezustand der Batterie sein wird, wenn das Fahrzeug an der Ladestation ankommt (d. h. der SOCSCP). Bei einer speziellen Ausführungsform, im Hinblick auf eine bekannte lineare Beziehung zwischen der Energie und dem Ladezustand der Batterie (d. h. dem Betrag an Energie (kWh), der in jedem Prozent des Ladezustands enthalten ist), kann der SOCSCP unter Verwendung von oder beruhend auf der aktuell verbleibenden Energie der Batterie, der Distanz zu der Ladestation oder zum Aufladeort (d. h. der Fahrzyklusdistanz) und dem letzten Langzeitverbrauch des Fahrzeugs (z. B. kmh/kWh) geschätzt werden. Bei Kenntnis der Fahrzyklusdistanz und des Verbrauchs kann insbesondere festgestellt werden, wie viel Energie über diesen Fahrzyklus hinweg verwendet werden wird. Dieser Energiebetrag kann dann von dem aktuellen Energieniveau der Batterie subtrahiert werden, um den Betrag der Energie zu schätzen, der am Ende des Fahrzyklus in der Batterie verbleiben wird. Von dem geschätzten Betrag an verbleibender Energie am Ende des Fahrzyklus und unter Verwendung der bekannten linearen Beziehung zwischen der Energie und dem Ladezustand kann dann der SOCSCP bestimmt werden.
  • Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen können die auf die Batterie bezogenen Informationen verwendet werden, um den SOCSCP zu bestimmen, der in einer Speichervorrichtung gespeichert und aus dieser geholt werden kann, beispielsweise der Speichervorrichtung 62 des Steuerungsmoduls 40 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung. Mit Bezug auf die Distanz zu der Ladestation kann diese Distanz eine bekannte oder approximierte Distanz sein und sie kann auf eine beliebige Anzahl von Weisen beschafft werden. Wenn beispielsweise die von dem Fahrzeug 10 zu nehmende oder zu folgende Route geplant und beispielsweise in das Navigationsmodul 44 des Fahrzeugs 10 programmiert ist, kann der Ort einer oder mehrerer Ladestationen entlang der Route und die jeweiligen Distanzen dorthin oder dazwischen von dem Navigationsmodul 44 oder einer anderen Komponente des Fahrzeugs 10 erhalten oder auf andere Weise bestimmt werden (z. B. berechnet, beschafft usw.). In einem anderen Fall kann der Benutzer die spezielle Distanz zu einer Ladestation kennen und er kann diese Distanz beispielsweise unter Verwendung der Benutzerschnittstelle 42 eingeben. In jedem Fall ist die tatsächliche Distanz – oder zumindest eine ziemlich genaue Approximation der tatsächlichen Distanz – bekannt und kann verwendet werden, wie nachstehend beschrieben wird. Bei bestimmten anderen Fällen kann es sein, dass die tatsächliche Distanz zu der Ladestation nicht bekannt ist, aber stattdessen unter Verwendung eines oder mehrerer Parameter approximiert werden kann, welche die Batterie und/oder andere batteriebezogene Informationen betreffen. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform die Distanz zu einer Ladestation auf Informationen beruhen, die den früheren Betrieb des Fahrzeugs betreffen, wie zum Beispiel und ohne Einschränkung der durchschnittliche Reiselängenverlauf des Fahrzeugs. Insbesondere kann bzw. können die Distanz(en), die das Fahrzeug zwischen zwei oder mehr vorherigen Aufladeprozessen zurückgelegt hat, in einem Speicher aufgezeichnet werden, wie beispielsweise der Speichervorrichtung 62 des Steuerungsmoduls 40 oder in einer anderen geeigneten Vorrichtung, und sie können dann gemittelt werden, um die Distanz zu der Ladestation zu approximieren, an der der zukünftige Aufladeprozess durchgeführt werden soll. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Distanz zumindest teilweise beruhend auf dem aktuellen Ladezustand der Batterie 30 zu dem Zeitpunkt, an dem das Verfahren 100 ausgeführt wird, approximiert werden. Wenn insbesondere eine Annahme getroffen werden kann, dass das Fahrzeug 10, sobald die Batterie entleert worden ist (z. B. 0% SOC oder einen SOC zwischen 0% und dem aktuellen Ladezustand, unter den die Batterie nicht fallen kann (z. B. 10 bis 20% SOC)), auf eine bestimmte festgelegte Untergrenze aufgeladen wird, kann die Differenz zwischen dem aktuellen Ladezustand und der Untergrenze in eine approximierte Reichweite umgewandelt werden, unter Verwendung von Techniken, die auf dem Gebiet gut bekannt sind, einschließlich beispielsweise derjenigen, die nachstehend beschrieben sind, die die Reichweite einer Batterie zumindest teilweise beruhend auf einem Ladezustandswert, der der Batterie zugeordnet ist, bestimmen können. Entsprechend kann die Distanz zu der Ladestation in einer Anzahl von Weisen approximiert werden, welche diejenigen umfasst, die vorstehend beschrieben sind, aber nicht darauf beschränkt sind.
  • In jedem Fall können die Distanz und Informationen mit Bezug auf die Batterie, sobald sie beschafft oder auf andere Weise erhalten wurden, von einem oder mehreren Algorithmen oder Gleichungen, die auf dem Gebiet bekannt sind, verwendet werden, um einen geschätzten SOCSCP der Batterie 30 zu berechnen.
  • Obwohl die vorstehende Beschreibung mit Bezug auf den zukünftigen Aufladungsbetrag, der in Schritt 102 geschätzt wurde, und der mithilfe des Batterieladezustands oder der notwendigen Energie dargestellt oder ausgedrückt wurde, erfolgt ist, soll die vorliegende Offenbarung nicht so eingeschränkt sein. Stattdessen kann bei anderen Ausführungsformen der zukünftige Aufladungsbetrag, der in Schritt 102 geschätzt wurde, mithilfe der Fahrreichweite des Fahrzeugs 10 und der Batterie 30 desselben speziell beim Start des Aufladeprozesses dargestellt oder ausgedrückt werden, welcher bei einer Ausführungsform aus dem SOCSCP der Batterie 30 hergeleitet werden kann. Beispielsweise kann der Aufladungsbetrag bei einer Ausführungsform eine geschätzte verbleibende Reichweite der Batterie 30 beim Starten des Aufladeprozesses (”RSCP”) umfassen, welche auf die Weise bestimmt werden kann, die nachstehend in größerem Detail beschrieben ist. Bei anderen Ausführungsformen kann sie ein Parameter sein, der aus der RSCP hergeleitet wird. Beispielsweise kann der zukünftige Aufladungsbetrag, der in Schritt 102 geschätzt wurde, die Differenz zwischen der RSCP der Batterie 30 und einer gewünschten Reichweite umfassen, auf welche die Batterie 30 während des zukünftigen Aufladeprozesses aufgeladen werden muss (d. h. die gewünschte Reichweite am Ende des Aufladeprozesses oder ”RECP”). Die RECP kann eine beliebige vorbestimmte Reichweite sein, wie zum Beispiel eine erste Reichweite, wenn eine vollständige Aufladung gewünscht ist, eine zweite Reichweite, wenn eine ”Großteil”-Aufladung gewünscht ist, oder eine beliebige andere Reichweite. In jedem Fall kann der zukünftige Aufladungsbetrag der Betrag an Energie bezüglich einer Reichweite sein (z. B. Meilen, Kilometer usw.), die in die Batterie zurückgebracht werden muss, um die Batterie auf einen Ladungspegel zu bringen, der äquivalent zu der RECP ist. Bei einer derartigen Ausführungsform kann der benötigte Aufladungsbetrag (”RREQ”) bestimmt werden, indem die RSCP der Batterie 30 von einer speziellen RECP subtrahiert wird (d. h. RREQ = RECP – RSCP).
  • Jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen fordert, dass die RSCP der Batterie 30 bestimmt wird. Der Fachmann wird feststellen, dass eine beliebige Anzahl von Techniken, die auf dem Gebiet bekannt ist, verwendet werden kann, um die RSCP der Batterie 30 zu schätzen, und daher wird eine detaillierte Beschreibung nicht bereitgestellt. Zur Zusammenfassung einer veranschaulichenden Technik jedoch kann ein Algorithmus verwendet werden, der den Ladezustand einer Batterie (z. B. den SOCSCP) und bestimmte auf die Batterie bezogene Informationen aus dem Fahrverlauf des Fahrzeugs berücksichtigt (z. B. den Betrag an Batterieenergie, der über einen bestimmten Betrag an gefahrener Distanz verbraucht wurde (z. B. die unmittelbar letzten 50 Meilen/km)), um die Reichweite der Batterie vorherzusagen. Folglich können bei einer Ausführungsform der SOCSCP der Batterie 30 zusammen mit bestimmten auf die Batterie bezogenen Informationen, die beispielsweise in einer Speichervorrichtung gespeichert und aus dieser geholt werden können, wie zum Beispiel der Speichervorrichtung 62 des Steuerungsmoduls 40 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung, verwendet werden, um zu schätzen oder festzustellen, wie die Reichweite der Batterie 30 sein wird, wenn das Fahrzeug an der Ladestation ankommt (d. h. die RSCP).
  • Obwohl im Hinblick auf das Vorstehende festzustellen ist, dass der geschätzte zukünftige Aufladungsbetrag der Batterie 30 eine beliebige Anzahl von Formen annehmen kann, wird die nachstehende Beschreibung der Veranschaulichung und Klarheit halber primär mit Bezug auf Ausführungsformen erfolgen, bei denen der geschätzte zukünftige Aufladungsbetrag mit Bezug auf den Ladezustand vorliegt, der benötigt wird, um die Ladung der Batterie 30 bis zu einem speziellen Ladungspegel, d. h. dem vorstehend beschriebenen SOCREQ zu bringen, oder mit Bezug auf den Betrag an Energie im Hinblick auf die Reichweite (z. B. Meilen, Kilometer usw.), der zurück in die Batterie gebracht werden muss, um die Batterie auf einen Ladungspegel zu bringen, der äquivalent zu einer speziellen Reichweite ist, d. h. der RREQ, die vorstehend beschrieben ist.
  • Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 2 umfasst das Verfahren 100 ferner einen Schritt 104 des Schätzens einer zukünftigen Temperatur der Batterie 30. In Abhängigkeit von der speziellen Implementierung kann die zukünftige Temperatur entweder eine geschätzte Temperatur, die dem Beginn des zukünftigen Aufladeprozesses entspricht, oder eine Temperatur, die dem Ende des zukünftigen Aufladeprozesses entspricht, umfassen. Bei einer Ausführungsform kann Schritt 104 eine Anzahl von Teilschritten umfassen. Beispielsweise kann Schritt 104 einen ersten Teilschritt des Beschaffens einer Starttemperatur (”TSTART”) der Batterie 30 umfassen. In einem Fall, bei dem der zukünftige Aufladeprozess der erste von mehreren zukünftigen Aufladeprozessen ist, umfasst TSTART die aktuelle Temperatur der Batterie 30 zu dem Zeitpunkt, an dem das Verfahren 100 ausgeführt wird. TSTART kann aus einer Anzahl von Quellen beschafft werden, wie zum Beispiel direkt von einem oder mehreren Batteriesensoren 54 oder indirekt von beispielsweise der Batteriesteuerungseinheit 56, dem Speicher 62 des Steuerungsmoduls 40 oder einer anderen geeigneten Komponenten des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10. Alternativ und wie nachstehend in größerem Detail beschrieben wird, kann TSTART in einem Fall, bei dem der Aufladeprozess ein zweiter oder nachfolgender zukünftiger Aufladeprozess ist, der nach einem ersten Aufladeprozess ausgeführt werden soll, die geschätzte Temperatur umfassen, die dem Ende eines unmittelbar vorhergehenden Aufladeprozesses entspricht, und nicht die aktuelle Batterietemperatur zu dem Zeitpunkt, an dem das Verfahren 100 ausgeführt wird.
  • In jedem Fall kann Schritt 104 einen zweiten Teilschritt des Bestimmens eines angenommenen Anstiegs bei der Temperatur der Batterie 30 (”TINCREASE”) umfassen, der aus dem angenommenen Auftreten eines oder mehrerer Ereignisse resultiert. Diese Ereignisse können beispielsweise die angenommene Arbeitsweise des Fahrzeugs vor dem zukünftigen Aufladeprozess (z. B. das Fahren des Fahrzeugs zu der Ladestation, bei welcher der zukünftige Aufladeprozess durchgeführt werden soll), und zumindest bei bestimmten Ausführungsformen das angenommene Durchführen des zukünftigen Aufladeprozesses selbst umfassen, um ein paar Möglichkeiten aufzuzählen. Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform werden die jeweiligen angenommenen Temperaturanstiege, die aus dem Betrieb des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 und dem Durchführen des zukünftigen Aufladeprozesses resultieren, jeweils bestimmt und berücksichtigt. Es ist jedoch festzustellen, dass bei anderen Ausführungsformen das Auftreten von nur einem dieser Ereignisse oder das Auftreten von einem oder mehreren zusätzlichen oder alternativen Ereignissen berücksichtigt werden kann.
  • Der angenommene Temperaturanstieg, der durch den Betrieb des Fahrzeugs verursacht wird, kann auf eine Anzahl von Weisen bestimmt werden. Bei einer Ausführungsform kann eine Datenstruktur (z. B. eine ein- oder mehrdimensionale Nachschlagetabelle oder ein vordefiniertes Profil) verwendet werden, die eine(n) oder mehrere Parameter oder Eingaben mit einem Temperaturanstieg korreliert. Eine beliebige Anzahl von Parametern oder Eingaben kann verwendet werden, welche ohne Einschränkung diejenigen umfassen, die nachstehend beschrieben sind.
  • Ein derartiger Parameter ist die Distanz zu dem Ort, an dem der zukünftige Aufladeprozess durchgeführt werden soll (d. h. die Distanz zu der Ladestation). Wie beim Bestimmen des SOCSCP der Batterie 30 im vorstehenden Schritt 102 kann diese Distanz eine bekannte oder approximierte Distanz sein und sie kann auf die gleiche Weise beschafft oder anderweitig bestimmt werden, wie beispielsweise vorstehend mit Schritt 102 beschrieben ist. Folglich kann die Distanz zu der Ladestation in einer Anzahl von Weisen beschafft oder erhalten werden und sie kann in jedem Fall verwendet werden, wie nachstehend beschrieben wird.
  • Ein weiterer Parameter, der verwendet werden kann, ist die Vortriebsleistung des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10. Insbesondere umfasst die Vortriebsleistung bei einer Ausführungsform die mittlere Vortriebsleistung des Fahrzeugs 10 über eine vorbestimmte Distanz oder Zeitperiode hinweg (z. B. über eine bestimmte Anzahl vorheriger Fahrzyklen des Fahrzeugs 10, eine bestimmte zurückgelegte Distanz usw.). Die mittlere Vortriebsleistung kann unter Verwendung von Techniken, die auf dem Gebiet gut bekannt sind, bestimmt werden, und dies kann beispielsweise unter Verwendung von Fahrverlaufsprofilen durchgeführt werden, die in oder auf der Batteriesteuerungseinheit 56, dem Speicher 62 des Steuerungsmoduls 40 oder in einer beliebigen anderen geeigneten Vorrichtung gespeichert sind. Die Fahrverlaufsprofile, die verwendet werden, um die mittlere Vortriebsleistung zu bestimmen, können Informationen wie etwa die Zubehörlast auf der Batterie 30, den RMS-Strom, der während aktueller Fahrzyklen zwischen Aufladevorgängen entnommen wurde, usw. umfassen. In jedem Fall kann die mittlere Vortriebsleistung, sobald sie bestimmt wurde, verwendet werden, wie nachstehend beschrieben wird.
  • Noch ein weiterer Parameter, der verwendet werden kann, ist die Umgebungstemperatur, welche die Batterie 30 umgibt. Wie bei der Temperatur der Batterie 30 selbst kann die Umgebungstemperatur von einer Anzahl von Quellen in einer Anzahl von Weisen beschafft werden, welche umfassen, direkt von einem oder mehreren Batteriesensoren 54 oder indirekt von der Batteriesteuerungseinheit 56, dem Speicher 62 des Steuerungsmoduls 40 oder einer anderen geeignete Komponente des Fahrzeugs 10. Es ist festzustellen, dass die Umgebungstemperatur zu dem Anstieg bei der Batterietemperatur erheblich beitragen kann oder auch nicht, insofern, als bei bestimmten Fällen der Anstieg der Batterietemperatur, der auf die Umgebungstemperatur zurückzuführen ist, vernachlässigbar sein kann, während er in anderen Fällen wesentlicher sein kann.
  • Sobald Werte für jeden Parameter, der bei der Bestimmung eines Batterietemperaturanstiegs berücksichtigt werden soll, welcher aus dem Betrieb des Fahrzeugs 10 resultiert, beschafft oder erhalten wurden, kann der bzw. können die Werte dann verwendet werden, um den angenommenen Temperaturanstieg zu bestimmen. Bei einer Ausführungsform umfasst dies, dass eine geeignete Datenstruktur verwendet wird, beispielsweise eine Nachschlagetabelle oder ein vordefiniertes Profil, welche den bzw. die Parameter mit dem angenommenen Temperaturanstieg korreliert. Beispielsweise und mit Bezug auf 4 und 5A wird angenommen, dass die bekannte oder approximierte Distanz zu einer Ladestation und die mittlere Vortriebsleistung die Parameter sind, die beim Bestimmen eines angenommenen Anstiegs bei der Batterietemperatur, der aus dem Betrieb des Fahrzeugs resultiert, berücksichtigt werden sollen. Nur zu Veranschaulichungszwecken wird ferner angenommen, dass die vorstehend erwähnte Distanz 80 km (50 Meilen) beträgt und die mittlere Vortriebsleistung 11 kW beträgt. Diese Werte können in die Nachschlagetabelle oder das in 5A veranschaulichte Profil eingegeben oder nachgeschlagen werden, und es kann festgestellt werden, dass der angenommene Temperaturanstieg etwa 16°C betragen wird. Obwohl die vorstehende Beschreibung mit Bezug auf die Verwendung einer Datenstruktur erfolgte, um den angenommenen Batterietemperaturanstieg zu bestimmen, der durch den angenommenen Betrieb des Fahrzeugs 10 verursacht wird, kann der angenommene Temperaturanstieg alternativ unter Verwendung von Gleichungen oder Algorithmen geschätzt oder berechnet werden, die auf dem Gebiet bekannt sind, oder unter Verwendung anderer bekannter Verfahren oder Techniken.
  • Mit Bezug auf den angenommenen Temperaturanstieg, der durch das Durchführen des zukünftigen Aufladeprozesses verursacht wird, kann auch dieser Anstieg auf eine Anzahl von Weisen bestimmt werden. Wie bei dem vorstehend beschriebenen Batterietemperaturanstieg kann bei einer Ausführungsform eine Datenstruktur verwendet werden (z. B. eine ein- oder mehrdimensionale Nachschlagetabelle, ein Profit usw.), die einen oder mehrere Parameter oder Eingaben mit einem angenommenen Temperaturanstieg korreliert. Eine beliebige Anzahl von Parametern oder Eingaben kann verwendet werden, welche ohne Einschränkung diejenigen umfassen, die nachstehend beschrieben sind.
  • Ein derartiger Parameter ist der zukünftige Aufladungsbetrag der Batterie 30, der in Schritt 102 geschätzt wurde. Folglich wird bei einer Ausführungsform, bei der der zukünftige Aufladungsbetrag der Batterie 30 berücksichtigt wird, Schritt 104 nach dem Durchführen von Schritt 102 durchgeführt. Daher können bei einer Ausführungsform der Ladezustand der Batterie 30 beim Starten des zukünftigen Aufladeprozesses (d. h. der vorstehend beschriebene SOCSCP) und/oder die Differenz zwischen dem SOCSCP und einem gewünschten Ladezustand (d. h. dem vorstehend beschriebenen SOCREQ) zumindest teilweise verwendet werden, um einen angenommenen Temperaturanstieg der Batterie 30 zu bestimmen, der aus dem Durchführen des zukünftigen Aufladeprozesses resultiert. Bei einer anderen Ausführungsform können die Reichweite der Batterie 30 beim Starten des zukünftigen Aufladeprozesses (d. h. die vorstehend beschriebene RSCP) und/oder die Differenz zwischen der RSCP und einer gewünschten Reichweite, auf welche die Batterie 30 während des zukünftigen Aufladeprozesses aufgeladen werden soll (d. h. die vorstehend beschriebe RREQ) verwendet werden.
  • Ein weiterer Parameter, der verwendet werden kann, ist ein Vorgabe- oder Standardbetrag an Aufladeleistung, oder die Größe einer oder mehrerer Kennlinien desselben (z. B. der Aufladestrom, die Aufladerate usw.), die an die Batterie 30 während der Durchführung des zukünftigen Aufladeprozesses angelegt werden kann. Bei einer Ausführungsform kann dies ein statischer Nennwert (z. B. 20 kW) sein, der unabhängig von der speziellen Ladestation, die verwendet werden kann, anwendbar ist. Der Wert kann als Teil der Konstruktion, der Fertigung oder der Installation des Fahrzeugs oder einer speziellen Komponenten desselben bestimmt werden und kann in eine geeignete Speichervorrichtung einprogrammiert und aus dieser geholt werden, wie beispielsweise dem Speicher 62 des Steuerungsmoduls 40 oder einer anderen geeigneten Vorrichtung des Fahrzeugs 10. Bei einer anderen Ausführungsform jedoch kann der Wert eher ein dynamischer Wert dahingehend sein, dass er von der speziellen Ladestation abhängt, die zum Durchführen des zukünftigen Ladeprozesses verwendet werden soll. Bei einer derartigen Ausführungsform kann der Wert des ladestationsabhängigen Vorgabe- oder Standardbetrags an Aufladeleistung oder die Kennlinie desselben auf die gleiche Weise wie diejenige beschafft oder erhalten werden, die vorstehend mit Bezug auf das Beschaffen oder Erhalten einer bekannten Distanz zu der Ladestation beschrieben wurde. Insbesondere kann das Navigationsmodul 44 oder eine andere geeignete Vorrichtung des Fahrzeugs 10 ausgestaltet sein, um den Vorgabe-Aufladeleistungswert für eine oder mehrere Ladestationen, die entlang einer geplanten Route angeordnet sind, zu beschaffen, und dieser oder diese Werte können dann anstelle eines statischen Werts verwendet werden, der in eine Komponente des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 einprogrammiert ist. Unabhängig davon, ob der Wert der Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben ein statischer Wert ist oder ladestationsabhängig ist oder nicht, kann er so verwendet werden, wie nachstehend beschrieben ist.
  • Noch ein weiterer Parameter, der beim Bestimmen der Zunahme der Batterietemperatur verwendet werden kann, die aus dem Durchführen des zukünftigen Aufladeprozesses resultiert, ist die Umgebungstemperatur, welche die Batterie 30 umgibt. Wie vorstehend beschrieben wurde, kann die Umgebungstemperatur von einer Anzahl von Quellen in einer Anzahl von Weisen beschafft werden, einschließlich direkt von einem oder mehreren Batteriesensoren 54 oder indirekt von der Batteriesteuerungseinheit 56, dem Speicher 62 des Steuerungsmoduls 40 oder von einer anderen Komponente des Fahrzeugs 10. Wie ebenfalls vorstehend beschrieben wurde, ist festzustellen, dass die Umgebungstemperatur insofern zu dem Anstieg bei der Batterietemperatur wesentlich beitragen kann oder nicht, als bei bestimmten Fällen der Anstieg bei der Batterietemperatur, der auf die Umgebungstemperatur zurückzuführen ist, vernachlässigbar sein kann, während er in anderen Fällen wesentlicher sein kann.
  • In jedem Fall können, sobald Werte für jeden Parameter, der beim Bestimmen des Batterietemperaturanstiegs berücksichtigt wird, der aus dem Durchführen des zukünftigen Aufladeprozesses resultiert, beschafft oder erhalten wurden, die Werte dann verwendet werden, um den angenommenen Temperaturanstieg zu bestimmen. Bei einer Ausführungsform umfasst dies, dass eine geeignete Datenstruktur verwendet wird, zum Beispiel eine Nachschlagetabelle oder ein vordefiniertes Profil, welche den bzw. die Parameter mit dem angenommenen Temperaturanstieg korrelieren. Beispielsweise und mit Bezug auf 4 und 5B wird angenommen, dass die Parameter, die berücksichtigt werden sollen, die Vorgabe- oder Standard-Aufladeleistung, die an die Batterie 30 angelegt werden kann, und der Aufladungsbetrag der Batterie 30 sind, der in Schritt 102 bestimmt wird. Nur zu Veranschaulichungszwecken wird ferner angenommen, dass die vorstehend erwähnte Vorgabe-Aufladeleistung 20 kW beträgt und der Aufladungsbetrag 112 km (70 Meilen) beträgt. Diese Werte können in die Nachschlagetabelle oder das Aufladeleistung/Aufladungsbetrag/Temperaturanstiegsprofil, das in 5B veranschaulicht ist, eingegeben oder darin nachgeschlagen werden und es kann festgestellt werden, dass der angenommene Temperaturanstieg 15°C betragen wird. Obwohl die vorstehende Beschreibung mit Bezug auf die Verwendung einer Datenstruktur erfolgte, um den angenommenen Batterietemperaturanstieg zu bestimmen, der durch die angenommene Durchführung des zukünftigen Aufladeprozesses verursacht wird, ist festzustellen, dass der Temperaturanstieg alternativ unter Verwendung von Gleichungen oder Algorithmen, die auf dem Gebiet bekannt sind, oder unter Verwendung anderer bekannter Verfahren oder Techniken geschätzt oder berechnet werden kann.
  • Mit fortgesetzter Bezugnahme auf 4 umfasst Schritt 104, nachdem ein oder mehrere angenommene Anstiege bei der Batterietemperatur aufgrund des angenommenen Auftretens eines oder mehrerer Ereignisse bestimmt worden ist bzw. sind, einen weiteren Teilschritt des Addierens der angenommenen Batterietemperaturzunahme(n) (d. h. der gesamten ”TINCREASE”) zu der Starttemperatur (TSTART), um die geschätzte zukünftige Temperatur der Batterie 30 zu erhalten. Folglich wäre in einem Fall, bei dem die geschätzte zukünftige Batterietemperatur diejenige beim Start des zukünftigen Aufladeprozesses (”TSCP”) und der Temperaturanstieg, der aus dem Betrieb des Fahrzeugs resultiert, der einzige Temperaturanstieg ist, der berücksichtigt wird, die zukünftige Temperatur (d. h. TSCP) gleich TSCP = TSTART + TINCREASE sein, wobei TINCREASE der angenommene Temperaturanstieg ist, der aus dem angenommenen Betrieb des Fahrzeugs resultiert. Alternativ wäre in einem Fall, bei dem die geschätzte zukünftige Batterietemperatur diejenige am Ende des zukünftigen Aufladeprozesses (”TECP”) umfasst und die jeweiligen Temperaturanstiege, die aus dem Betrieb des Fahrzeugs und dem Durchführen des zukünftigen Ladeprozesses selbst resultieren, beide berücksichtigt werden, die zukünftige Temperatur (d. h. TECP) gleich TECP = TSTART + TINCREASE, wobei TINCREASE der angenommene Temperaturanstieg ist, der aus sowohl dem angenommenen Betrieb des Fahrzeugs als auch dem Durchführen des zukünftigen Ladeprozesses resultiert.
  • Im Anschluss an das Ausführen der Schritte 102 und 104 geht das Verfahren 100 zu einem Schritt 106 des Bestimmens einer zukünftigen Aufladeleistung oder einer Kennlinie derselben (z. B. einem Aufladestrom oder einer Aufladerate) weiter, die an die Batterie 30 während des zukünftigen Aufladeprozesses angelegt werden soll, zumindest teilweise beruhend auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag der Batterie 30, der bei Schritt 102 bestimmt wurde, und der geschätzten zukünftigen Temperatur der Batterie 30, die bei Schritt 104 bestimmt wurde.
  • Bei einer Ausführungsform stellt die bestimmte zukünftige Aufladeleistung oder Kennlinie derselben eine Aufladeleistung oder Kennlinie derselben (z. B. ein Maximum) dar, welche die Temperatur der Batterie 30 bei oder unter einer Schwellenwerttemperatur während des Durchführens des zukünftigen Aufladeprozesses halten wird. Der Grund dafür, dass es wünschenswert ist, die Batterietemperatur unter einem Schwellenwert zu halten, besteht darin, dass, wenn die Batterietemperatur zu lange zu hoch bleibt, die Lebensdauer erheblich verringert werden kann. Folglich besteht der Zweck des Temperaturschwellenwerts darin, sicherzustellen, dass die Temperatur der Batterie 30 während des Aufladeprozesses nicht zu lange zu hoch bleibt, wodurch sichergestellt wird, dass die Lebensdauer der Batterie 30 als Folge des Ausführens des Aufladeprozesses nicht erheblich verringert wird. Daher entspricht bei einer Ausführungsform der Temperaturschwellenwert der Maximaltemperatur, den die Batterie 30 während des zukünftigen Aufladeprozesses erreichen darf, und er kann als Teil der Konstruktion, der Herstellung oder der Installation des Fahrzeugs oder einer speziellen Komponente desselben bestimmt werden, und er kann in eine geeignete Speichervorrichtung einprogrammiert und daraus geholt werden, wie beispielsweise den Speicher 62 des Steuerungsmoduls 40 oder eine andere geeignete Vorrichtung des Fahrzeugs 10. In jedem Fall kann Schritt 106 in einer Anzahl von Weisen ausgeführt werden.
  • Bei einer Ausführungsform, bei der die geschätzte zukünftige Temperatur der Batterie 30 die geschätzte zukünftige Temperatur beim Start des zukünftigen Aufladeprozesses ist (d. h. TSCP), kann Schritt 106 umfassen, dass die TSCP und der geschätzte Betrag an Ladung beim Starten des Aufladeprozesses in Verbindung mit einer Datenstruktur (z. B. einer ein- oder mehrdimensionalen Nachschlagetabelle, einem vordefinierten Profil usw.), die diese Parameter mit der Aufladeleistung (oder einer Kennlinie derselben) korreliert, verwendet wird. Die ausgegebene zukünftige Aufladeleistung oder die Kennlinie derselben kann ein empirisch hergeleiteter Wert sein, von dem bekannt ist, dass er die Batterietemperatur bei oder unter der Schwellenwerttemperatur hält, wenn die Eingaben der geschätzten Temperatur und des geschätzten Aufladungsbetrags gegeben sind.
  • Bei einer Ausführungsform, bei der die geschätzte zukünftige Temperatur der Batterie 30 die geschätzte Temperatur am Ende des zukünftigen Aufladeprozesses ist (d. h. TECP), kann Schritt 106 eine Anzahl von Teilschritten umfassen. Beispielsweise kann Schritt 106 bei einer derartigen Ausführungsform einen ersten Teilschritt des Vergleichens der TECP mit einer Schwellenwerttemperatur umfassen. Wenn der Vergleich ergibt, dass die TECP kleiner als (oder bei bestimmten Ausführungsformen gleich oder kleiner als) die Schwellenwerttemperatur ist, umfasst Schritt 106, dass ein vorbestimmter Vorgabe- oder Standardwert für die zukünftige Aufladeleistung oder eine Kennlinie derselben bestimmt wird, die während des zukünftigen Aufladeprozesses an die Batterie 30 angelegt werden soll. Dieser Vorgabe- oder Standardwert kann der gleiche wie derjenige sein, der vorstehend mit Bezug auf Schritt 104 beschrieben wurde, und er kann auf die gleiche Weise wie diejenige, die vorstehend beschrieben ist, beschafft oder erhalten werden. Alternativ kann sich der Vorgabe- oder Standardwert, der bei Schritt 106 bestimmt wurde, von demjenigen, der vorstehend beschrieben ist, unterscheiden, aber er kann im Wesentlichen auf die gleiche Weise beschafft werden, wie diejenige, die vorstehend mit Bezug auf Schritt 104 beschrieben ist.
  • Wenn der Vergleich jedoch ergibt, dass die TECP die Schwellenwerttemperatur überschreitet (oder bei bestimmten Ausführungsformen gleich dieser ist oder sie überschreitet), umfasst Schritt 106, dass ein oder mehrere zukünftige Aufladeleistungswerte oder Werte einer Kennlinie derselben bestimmt werden, welche die Batterietemperatur bei oder unter dem Temperaturschwellenwert während des zukünftigen Aufladeprozesses halten werden. Dies kann in einer Vielfalt von Weisen bewerkstelligt werden. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform eine Datenstruktur verwendet werden (z. B. eine mehrdimensionale Nachschlagetabelle oder ein vordefiniertes Profil), die die Schwellenwerttemperatur und den zukünftigen Aufladungsbetrag der Batterie 30, der in Schritt 102 bestimmt wurde, mit der Aufladeleistung oder einer Kennlinie derselben korreliert. Insbesondere kann der zukünftige Aufladungsbetrag von Schritt 102 – welcher beispielsweise den SOCREQ, die RREQ usw. wie vorstehend beschrieben umfassen kann – nachgeschlagen oder in die Nachschlagetabelle oder das Profil eingegeben werden und ein oder mehrere Aufladeleistungswerte (oder Werte einer Kennlinie derselben) können bestimmt werden, welche die Batterietemperatur unter, bei oder im Wesentlichen nahe bei dem Temperaturschwellenwert während des zukünftigen Aufladeprozesses halten werden. Beispielsweise und mit Bezug auf 4 und 5C wird nur zum Zweck der Veranschaulichung angenommen, dass TECP = 46°C, der Temperaturschwellenwert 40°C beträgt und der Aufladungsbetrag von Schritt 102 hinsichtlich der Reichweite RREQ = 64 km (40 Meilen) beträgt. Unter Verwendung der Nachschlagetabelle oder des Profils in 5C kann eine Aufladeleistung von 20 kW an die Batterie 30 angelegt werden, bis die Batterie auf einen Pegel aufgeladen ist, der äquivalent zu einer Reichweite knapp unter 48 km (30 Meilen) ist, wobei die Batterietemperatur an dieser Stelle 40°C erreicht. Folglich kann eine erste zukünftige Aufladeleistung von 20 kW bestimmt werden, die an die Batterie 30 zumindest während eines ersten Abschnitts des zukünftigen Aufladeprozesses angelegt werden soll. Da die Batterie bei diesem Beispiel jedoch auf einen Pegel aufgeladen werden muss, der äquivalent zu einer Reichweite von 64 km (40 Meilen) ist, und da 20 kW nur verwendet werden können, um die Batterie 30 bis zu dem Äquivalent von 48 km (30 Meilen) aufzuladen, ohne den Temperaturschwellenwert zu überschreiten (oder ihn zumindest um mehr als einen akzeptablen Betrag zu überschreiten), muss eine zweite, niedrigere zukünftige Aufladeleistung bestimmt werden, um den Aufladeprozess abzuschließen, während die Batterietemperatur ebenfalls unter oder so nahe wie möglich bei der Schwellenwerttemperatur gehalten wird. Bei diesem Beispiel kann eine zweite zukünftige Aufladeleistung von 15 kW bestimmt werden, um den zukünftigen Aufladeprozess angemessen abzuschließen. Obwohl die vorstehende Beschreibung mit Bezug auf die Verwendung einer Datenstruktur erfolgte, um einen oder mehrere zukünftige Aufladeleistungswerte oder Werte von Kennlinien derselben zu bestimmen, ist festzustellen, dass dieser oder diese Werte alternativ unter Verwendung von Gleichungen oder Algorithmen, die in der Technik bekannt sind, oder unter Verwendung anderer bekannter Verfahren oder Techniken geschätzt oder berechnet werden können.
  • Sobald ein oder mehrere zukünftige Aufladeleistungswerte oder Werte von einer oder mehreren Kennlinien derselben bei Schritt 106 bestimmt wurden, kann das Verfahren 100 zu Schritt 108 weitergehen, dem Vorhersagen oder Schätzen der Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses. Bei einer Ausführungsform beruht diese Vorhersage zumindest teilweise auf dem zukünftigen Aufladungsbetrag der Batterie 30, der bei Schritt 102 geschätzt wurde, und der zukünftigen Aufladeleistung oder der Kennlinie derselben, die bei Schritt 106 bestimmt wurde. Schritt 108 kann in einer Vielfalt von Weisen ausgeführt werden. Beispielsweise kann bei einer Ausführungsform eine Datenstruktur verwendet werden (z. B. eine mehrdimensionale Nachschlagetabelle oder ein vordefiniertes Profil), die den zukünftigen Aufladungsbetrag und die zukünftige Aufladeleistung (oder eine oder mehrere Kennlinien derselben) mit einer vorhergesagten Aufladeprozessdauer korreliert. Insbesondere können der zukünftige Aufladungsbetrag von Schritt 102 – welcher beispielsweise den SOCREQ die RREQ usw. wie vorstehend beschrieben umfassen kann – und der bestimmte zukünftige Aufladeleistungswert (oder der Wert einer Kennlinie derselben) von Schritt 106 in der Nachschlagetabelle oder dem vordefinierten Profil nachgeschlagen oder darin eingegeben werden und eine Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses kann erhalten werden. Beispielsweise und mit Bezug auf 4 und 5D wird nur zu Veranschaulichungszwecken angenommen, dass der Aufladungsbetrag von Schritt 102 hinsichtlich der Reichweite RREQ = 16 km (10 Meilen) beträgt und dass bei Schritt 106 eine einzige zukünftige Aufladeleistung von 10 kW bestimmt wurde. Unter Verwendung der Nachschlagetabelle oder des Profils in 5D kann eine Dauer von 20 Minuten für den zukünftigen Aufladeprozess vorhergesagt werden. Bei einem weiteren Beispiel wird nun angenommen, dass der Aufladungsbetrag von Schritt 102 hinsichtlich der Reichweite RREQ = 128 km (80 Meilen) beträgt und dass bei Schritt 106 eine erste zukünftige Aufladeleistung von 20 kW bestimmt wurde, um die Batterie 30 bis auf 97 km (60 Meilen) aufzuladen (d. h. 0–97 km bzw. 0–60 Meilen), und eine zweite zukünftige Aufladeleistung von 10 kW bestimmt wurde, um die Batterie 30 die verbleibenden 31 km (19 Meilen) aufzuladen (d. h. die km 98–128 bzw. die Meilen 61–80). Unter Verwendung der Nachschlagetabelle oder des Profils in 5D kann eine Dauer von 40 Minuten für den ersten Abschnitt des Aufladeprozesses (d. h. das Aufladen auf 97 km (60 Meilen) bei 20 kW) vorhergesagt werden und eine Dauer von 20 Minuten kann für den zweiten Abschnitt des Aufladeprozesses (d. h. das Aufladen von km 98 bis km 128 bzw. von Meile 61 bis Meile 80 bei 10 kW) vorhergesagt werden, was zu einer Vorhersage der gesamten zukünftigen Aufladeprozessdauer von 60 Minuten führt. Obwohl die vorstehende Beschreibung mit Bezug auf die Verwendung einer Datenstruktur erfolgte, um die Dauer eines zukünftigen Aufladeprozesses vorherzusagen, ist festzustellen, dass dieser oder diese Werte alternativ unter Verwendung von Gleichungen oder Algorithmen, die auf dem Gebiet bekannt sind, oder unter Verwendung anderer bekannter Verfahren oder Techniken berechnet oder ermittelt werden können.
  • In jedem Fall kann die Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses, sobald sie vorhergesagt wurde, dem Benutzer über eine geeignet konfigurierte Anzeigevorrichtung angezeigt werden, wie zum Beispiel die Benutzerschnittstelle 42 des Fahrzeugs 10. Die spezielle Weise, auf welche die Vorhersage visuell dargestellt oder angezeigt werden kann, kann variieren. Beispielsweise kann die Vorhersage in der Form eines Balkendiagramms oder einer anderen graphischen Darstellung präsentiert oder angezeigt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Vorhersage in einer Buchstabenform, einer numerischen Form oder einer alphanumerischen Form präsentiert oder angezeigt werden (z. B. ”Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses #1–20 Minuten”). Zusätzlich oder alternativ kann die Vorhersage auf hörbare Weise angezeigt werden, beispielsweise über einen Lautsprecher, der innerhalb des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 angeordnet ist. Folglich wird der Fachmann feststellen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf irgendein spezielles Mittel oder irgendeine spezielle Weise begrenzt ist, durch oder auf welche die vorhergesagte Dauer eines zukünftigen Aufladeprozesses dem Benutzer/den Insassen des Fahrzeugs präsentiert oder angezeigt wird.
  • Sobald eine Dauer für einen zukünftigen Aufladeprozess auf die vorstehend beschriebene Weise vorhergesagt wurde, kann das Verfahren 100 zu Schritt 102 zurückspringen und kann für entweder den gleichen zukünftigen Aufladeprozess oder für einen oder mehrere nachfolgende zukünftige Aufladeprozesse wiederholt werden.
  • Im ersten Fall kann das Verfahren 100 betrieben werden, um unterschiedliche Dauern für einen einzigen zukünftigen Aufladeprozess vorherzusagen, von denen jede einem anderen gewünschten Pegel entspricht, auf welchen die Batterie 30 während des zukünftigen Aufladeprozesses aufgeladen werden kann. Insbesondere kann bei einer Ausführungsform und wie vorstehend beschrieben wurde, der Aufladungsbetrag, der bei Schritt 102 geschätzt wurde, entweder die Differenz zwischen einem geschätzten Ladezustand beim Starten des zukünftigen Aufladeprozesses (SOCSCP) und einem gewünschten Ladezustand, auf den die Batterie 30 während des zukünftigen Aufladeprozesses aufgeladen werden soll (SOCECP), oder die Differenz zwischen einer Reichweite mit Bezug auf km/Meilen beim Starten des zukünftigen Aufladeprozesses (RSCP) und einer gewünschten Reichweite, auf welche die Batterie während des zukünftigen Aufladeprozesses aufgeladen werden soll (RECP), umfassen. Bei einer Ausführungsform kann das Verfahren 100 für verschiedene Werte von entweder SOCECP oder RECP ausgeführt werden. Beispielsweise kann das Verfahren 100 zum Aufladen der Batterie 30 auf einen Großteil (z. B. Ladezustand von 80%) während des zukünftigen Aufladeprozesses ausgeführt werden und dann wieder für eine vollständige Aufladung (z. B. Ladezustand 100%) für den gleichen zukünftigen Aufladeprozess ausgeführt werden. Jede der vorhergesagten Dauern kann dann für den Benutzer angezeigt werden, und es ihm/ihr ermöglichen, zu bestimmen, wie weit die Batterie 30 während des zukünftigen Aufladeprozesses aufgeladen werden soll. Dies würde dem Benutzer ermöglichen, die Vor- und Nachteile eines Aufladeprozesses abzuwägen, der die Batterie 30 weniger aufladen würde, aber auch weniger Zeit benötigen würde, gegenüber einem Aufladeprozess, der die Batterie 30 mehr aufladen kann, aber auch mehr Zeit benötigen wird.
  • Im zweiten Fall kann das Verfahren 100 betrieben werden, um die Dauer eines oder mehrerer nachfolgender Aufladeprozesse vorherzusagen, die durch einen oder mehrere Fahrzyklen getrennt sind. Wenn insbesondere und mit Bezug auf 3 eine spezielle Reise zwei oder mehr Aufladeprozesse, die durch Fahrzyklen getrennt sind, erfordert, kann das Verfahren 100 eine Anzahl von Malen wiederholt werden, die gleich der Anzahl der Aufladeprozesse ist, um eine Dauer eines jeden zukünftigen Aufladeprozesses vorherzusagen. Bei einer derartigen Ausführungsform ist ein Unterschied zwischen dem Vorhersagen einer Dauer für einen ersten zukünftigen Aufladeprozess einer Reise und einem zweiten oder anschließenden zukünftigen Aufladeprozess der gleichen Reise die spezielle Temperatur, die als die Starttemperatur der Batterie 30 (TSTART) bei Schritt 104 verwendet wird, um die zukünftige Temperatur der Batterie 30 zu schätzen (z. B. entweder die Temperatur beim Starten des zweiten zukünftigen Aufladeprozesses (TSCP) oder die Temperatur am Ende des zweiten zukünftigen Aufladeprozesses (TECP) in Abhängigkeit von der speziellen Implementierung). Insbesondere kann anders als die Iteration des Verfahrens für den ersten zukünftigen Aufladeprozess, bei dem die TSTART, die bei Schritt 104 verwendet wird, die Temperatur der Batterie 30 zu dem Zeitpunkt ist, an dem das Verfahren ausgeführt wird, bei der Iteration des Verfahrens für den zweiten anschließenden zukünftigen Aufladeprozess TSTART die geschätzte Batterietemperatur am Ende der Aufladung TECP für den ersten zukünftigen Aufladeprozess sein (d. h. der unmittelbar vorhergehende Aufladeprozess). Mit anderen Worten und wie in 4 veranschaulicht ist, wird die TECP, die bei Schritt 104 der ersten Iteration des Verfahrens 100 geschätzt wurde, als die Starttemperatur TSTART bei der nächsten Iteration des Verfahrens 100 verwendet, die für einen zukünftigen Aufladeprozess ausgeführt wird, der dem ersten zukünftigen Aufladeprozess unmittelbar folgt. In einem Fall jedoch, bei dem die geschätzte TECP größer als der vorstehend an anderer Stelle beschriebene Schwellenwert ist, kann bei einer Ausführungsform die Temperatur, die für TSTART bei der nächsten Iteration des Verfahrens 100 verwendet werden kann, der Schwellenwert selbst (oder ein anderer Wert) sein, der genauer als die geschätzte TECP sein kann, da die Temperatur der Batterie 30 während der Durchführung des unmittelbar vorgehenden Aufladeprozesses bei oder unter dem Temperaturschwellenwert gehalten wird und folglich die geschätzte TECP nicht erreichen sollte. In jedem Fall und mit Bezug auf 3 kann, nachdem eine Dauer für den ersten veranschaulichten zukünftigen Aufladeprozess vorhergesagt wurde, eine Dauer für den zweiten veranschaulichten zukünftigen Aufladeprozess vorhergesagt werden, bei dem allgemein gesprochen die geschätzte TECP von der ersten Iteration des Verfahrens bei Schritt 104 als TSTART der zweiten Iteration des Verfahrens verwendet wird.
  • Ob das Verfahren 100 für den gleichen zukünftigen Aufladeprozess oder zum Vorhersagen der Dauer von mehreren Aufladeprozessen wie vorstehend beschrieben wiederholt wird oder nicht, kann es bei einer Ausführungsform zusätzlich oder alternativ eine beliebige Anzahl von Malen wiederholt werden (z. B. in Übereinstimmung mit einer speziellen Rate), um die Aufladedauern der zukünftigen Aufladeprozesse fein abzustimmen oder präziser vorherzusagen. Insbesondere kann das Verfahren 100 ein erstes Mal ausgeführt werden, bevor das Fahrzeug eine Reise antritt, um dem Benutzer des Fahrzeugs eine Vorstellung über den Gesamtzeitbetrag zu geben, den die Reise dauern kann. Wenn dann das Fahrzeug fährt und sich die verschiedenen vorstehend beschriebenen Parameter, welche die Vorhersage der Aufladeprozessdauer beeinflussen können (z. B. der Batterieladezustand, die Batterietemperatur, die mittlere Vortriebsleistung, die Umgebungstemperatur, die Distanz zu der Ladestation usw.) verändern, kann das Verfahren 100 eine beliebige Anzahl von Malen wiederholt werden, um diese Veränderungen zu berücksichtigen und um im Wesentlichen in Echtzeit die vorhergesagten Aufladeprozessdauern entsprechend zu justieren. Als Folge können genauere und präzisere Vorhersagen gemacht werden.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung keine Definition der Erfindung ist, sondern eine Beschreibung einer oder mehrerer bevorzugter beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die speziellen hier offenbarten Ausführungsformen begrenzt, sondern stattdessen nur durch die nachstehenden Ansprüche definiert. Außerdem betreffen die in der vorstehenden Beschreibung enthaltenen Aussagen spezielle Ausführungsformen und dürfen nicht als Einschränkungen für den Umfang der Erfindung oder für die Definition von Begriffen, die in den Ansprüchen verwendet werden, aufgefasst werden, außer dort, wo ein Begriff oder ein Satz vorstehend explizit definiert ist. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Veränderungen und Modifikationen an den offenbarten Ausführungsformen werden sich dem Fachmann ergeben. Beispielsweise ist die spezielle Kombination und Reihenfolge von Schritten nur eine Möglichkeit, da das vorliegende Verfahren eine Kombination von Schritten umfassen kann, die weniger, mehr oder andere Schritte aufweist, als diejenigen, die hier gezeigt sind. Alle derartigen anderen Ausführungsformen, Veränderungen und Modifikationen sollen innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche liegen.
  • Die Begriffe ”zum Beispiel”, ”z. B.”, ”beispielsweise”, ”wie etwa” und ”wie” und die Verben ”umfassend”, ”aufweisend”, ”enthaltend” und deren andere Verbformen sollen, so wie sie in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, wenn sie in Verbindung mit einer Liste aus einer oder mehreren Komponenten oder anderen Gegenständen verwendet werden, jeweils als offen aufgefasst werden, was bedeutet, dass die Liste nicht so aufgefasst werden darf, dass sie andere, zusätzliche Komponenten oder Gegenstände ausschließt. Andere Begriffe sollen so aufgefasst werden, dass deren weitestgehende vernünftige Bedeutung verwendet wird, sofern sie nicht in einem Kontext verwendet werden, der eine andere Interpretation erfordert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (10)

  1. Verfahren zum Vorhersagen der Dauer eines zukünftigen Aufladeprozesses für eine Fahrzeugbatterie, das die Schritte umfasst, dass: ein zukünftiger Aufladungsbetrag der Fahrzeugbatterie geschätzt wird, der dem Start des zukünftigen Aufladeprozesses entspricht; eine zukünftige Temperatur der Fahrzeugbatterie geschätzt wird; eine zukünftige Aufladeleistung oder Kennlinie derselben bestimmt wird, die an die Fahrzeugbatterie während des zukünftigen Aufladeprozesses angelegt werden soll, wobei die zukünftige Aufladeleistung oder die Kennlinie derselben auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der geschätzten zukünftigen Batterietemperatur beruht und eine Aufladeleistung oder Kennlinie derselben darstellt, welche die Temperatur der Batterie während des zukünftigen Aufladeprozesses bei oder unter einer Schwellenwerttemperatur halten wird; und eine Dauer des zukünftigen Aufladeprozesses beruhend auf dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag und der bestimmten zukünftigen Aufladeleistung oder der Kennlinie derselben vorhergesagt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zukünftige Aufladungsbetrag einen umfasst von: einen Ladezustand (SOC) der Fahrzeugbatterie beim Start des zukünftigen Aufladeprozesses; eine Differenz zwischen einem geschätzten Ladezustand der Fahrzeugbatterie beim Start des zukünftigen Aufladeprozesses und einem vorbestimmten Ladezustand, auf den die Fahrzeugbatterie während des zukünftigen Aufladeprozesses aufgeladen werden soll; eine Distanzreichweite des Fahrzeugs, die dem aktuellen Zustand der Fahrzeugbatterie entspricht; und einer Differenz zwischen einer geschätzten Distanzreichweite des Fahrzeugs und einer vorbestimmten Distanzreichweite, auf welche die Fahrzeugbatterie während des zukünftigen Aufladeprozesses aufgeladen werden soll.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Schätzens einer zukünftigen Fahrzeugbatterietemperatur umfasst, dass: eine Starttemperatur der Fahrzeugbatterie beschafft wird; eine angenommene Zunahme bei der Fahrzeugbatterietemperatur bestimmt wird, die aus dem angenommenen Auftreten eines oder mehrerer Ereignisse resultiert; und die Starttemperatur und die angenommene Temperaturzunahme miteinander addiert werden, um die geschätzte zukünftige Fahrzeugbatterietemperatur zu erhalten.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die geschätzte zukünftige Batterietemperatur die geschätzte zukünftige Batterietemperatur am Ende einer angenommenen Fahrzeugoperation ist, und wobei ferner der Schritt des Bestimmens einer angenommenen Zunahme bei der Fahrzeugbatterietemperatur umfasst, dass eine angenommene Temperaturzunahme bestimmt wird, die aus der angenommenen Operation des Fahrzeugs vor dem zukünftigen Aufladeprozess resultiert.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Schritt des Bestimmens einer angenommenen Temperaturzunahme, die aus dem Betrieb des Fahrzeugs resultiert, umfasst, dass dies beruhend auf einem oder mehreren der folgenden durchgeführt wird: dem aktuellen Ladezustand (SOC) der Fahrzeugbatterie; der bekannten Distanz zu einem Ort, an dem der zukünftige Aufladeprozess durchgeführt werden soll; der Vortriebsleistung des Fahrzeugs; und der Umgebungstemperatur, welche die Fahrzeugbatterie umgibt.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Vortriebsleistung des Fahrzeugs eine gemittelte Vortriebsleistung des Fahrzeugs über eine vorbestimmte Distanz oder über einen vorbestimmten Zeitbetrag umfasst.
  7. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die geschätzte zukünftige Batterietemperatur die geschätzte zukünftige Batterietemperatur am Ende des zukünftigen Aufladeprozesses ist, und wobei ferner der Schritt des Bestimmens einer angenommenen Zunahme bei der Fahrzeugbatterietemperatur umfasst, dass eine angenommene Temperaturzunahme bestimmt wird, die aus der angenommenen Durchführung des zukünftigen Aufladeprozesses resultiert.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Schritt des Bestimmens einer angenommenen Temperaturzunahme, die aus der Durchführung des zukünftigen Aufladeprozesses resultiert, umfasst, dass dies beruhend auf einem oder mehreren der folgenden durchgeführt wird: dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag der Batterie; der Differenz zwischen dem geschätzten zukünftigen Aufladungsbetrag der Batterie und einem gewünschten Aufladungsbetrag; einem Vorgabebetrag an Aufladeleistung oder einer Kennlinie derselben, die an die Fahrzeugbatterie während des Durchführens des zukünftigen Aufladeprozesses angelegt werden kann; und der Umgebungstemperatur, welche die Fahrzeugbatterie umgibt.
  9. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der zukünftige Aufladeprozess ein zweiter zukünftiger Aufladeprozess ist, der im Anschluss an einen ersten zukünftigen Aufladeprozess ausgeführt werden soll, und wobei ferner die Starttemperatur, die bei dem Schritt des Beschaffens erhalten wurde, eine angenommene Temperatur der Fahrzeugbatterie umfasst, die dem Ende des ersten zukünftigen Aufladeprozesses entspricht.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jeder der Schritte ausgeführt wird, bevor die Fahrzeugbatterie an einer Stelle angesteckt wird, an der der zukünftige Aufladeprozess ausgeführt werden soll.
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