DE102015106745A1 - Verfahren zum aufladen eines steckdosen-elektrofahrzeugs - Google Patents

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Christian J. Buia
Mohammad A. Fayyad
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GM Global Technology Operations LLC
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Abstract

Ein System und ein Verfahren zum Aufladen einer Batterie in einem Steckdosen-Elektrofahrzeug. Bei einer beispielhaften Ausführungsform verwendet das vorliegende Verfahren ein Aufladeprofil und einen geplanten Abfahrzeitpunkt, um einen Aufladeplan für ein Steckdosen-Elektrofahrzeug zu entwickeln, der einen Ausgleich zwischen der Batterielebensdauer und Elektrizitätskosten durchführt. Der Aufladeplan versucht, die Zeitmenge zu reduzieren, bei der die Batterie bei erhöhten Ladezustandsniveaus (SOC-Niveaus) vor einem geplanten Abfahrzeitpunkt gehalten wird, wobei er dennoch die bevorzugten Elektrizitätsraten erfüllt, die von dem Anwender vorgegeben wurden. Eine reduzierte Zeitspanne, die bei erhöhten Ladezustandsniveaus verbracht wurde, kann langfristig die Batterielebensdauer verbessern, indem die Kapazität und die Leistung der Batterie verbessert werden.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Steckdosen-Elektrofahrzeuge und insbesondere Verfahren zum Aufladen von Steckdosen-Elektrofahrzeugen.
  • HINTERGRUND
  • Es ist bekannt, dass Aufladesysteme in Steckdosen-Elektrofahrzeugen einige kundenspezifische Auflademerkmale enthalten. Zum Beispiel ermöglichen es einige Aufladesysteme, dass ein Anwender Vorlieben für die Elektrizitätsraten bzw. Elektrizitätsgebühren bereitstellt, so dass das Fahrzeug außerhalb von Spitzenlastzeiträumen aufgeladen werden kann, wenn der Bedarf für Elektrizität und damit die zugehörigen Kosten niedriger sind. Die Kosten der Elektrizität sind jedoch nicht das einzige Problem oder der einzige Faktor das bzw. der berücksichtigt werden sollte, wenn ein Aufladeplan für ein Steckdosen-Elektrofahrzeug vorgegeben wird.
  • Ein weiterer Faktor, der in Betracht gezogen werden sollte, betrifft die Lebensdauer oder die Gesundheit der Batterie. Allgemein besprochen besteht, je länger sich eine Hochspannungs-Batterie wie etwa diejenigen, die auf Lithium-Ionen-Chemien beruhen, in einem erhöhten Ladezustand (SOC) befindet, ein umso größeres Potential für eine Verschlechterung der Lebensdauer der Batterie. Die zwei Ziele, nämlich das Verringern von Elektrizitätskosten und das Bewahren der Lebensdauer einer Batterie sind zueinander nicht immer synchron. Beispielsweise kann es kostengünstiger sein, das Fahrzeug aufzuladen, sobald der Anwender es an eine externe Stromquelle ansteckt, aber dies könnte zu einem hohen Ladezustandsniveau für viele Stunden führen, bevor das Fahrzeug gefahren wird, und es könnte eine die Lebensdauer der Batterie verringernde Wirkung aufweisen. Wenn die Fahrzeugbatterie jedoch nur während der Zeitspanne aufgeladen wird, die einem geplanten Abfahrzeitpunkt unmittelbar vorausgeht, um die Zeitdauer zu verringern, in der sich die Fahrzeugbatterie bei einem hohen Ladezustand befindet, ohne Berücksichtigung der Elektrizitätskosten, dann könnte dies zu nicht akzeptabel hohen Elektrizitätskosten führen.
  • Es wäre daher vorteilhaft, eine ausgewogene Herangehensweise zum Aufladen von Steckdosen-Elektrofahrzeugen zu finden, die neben anderen Faktoren sowohl Elektrizitätskosten als auch die Lebensdauer der Batterie berücksichtigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Aufladen einer Batterie in einem Steckdosen-Elektrofahrzeug bereitgestellt. Das Verfahren kann die Schritte umfassen, dass: Vorlieben für Elektrizitätsraten bzw. Elektrizitätsgebühren beschafft werden; ein geplanter Abfahrzeitpunkt beschafft wird; eine Ladungsmenge bestimmt wird, die benötigt wird, um die Batterie vollständig aufzuladen; und ein Aufladeplan zum Aufladen der Batterie mit einem Steuerungsmodul entwickelt wird, wobei der Aufladeplan den bevorzugten Elektrizitätsraten genügt und das Aufladen in Richtung auf den geplanten Abfahrzeitpunkt verschiebt.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Aufladen einer Batterie in einem Steckdosen-Elektrofahrzeug bereitgestellt. Das Verfahren kann die Schritte umfassen, dass: ein Elektrizitätsratenplan beschafft wird; bevorzugte Elektrizitätsraten beschafft werden; ein geplanter Abfahrzeitpunkt beschafft wird; mehrere Zeitsegmente zwischen einem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt identifiziert werden, welche die bevorzugten Elektrizitätsraten in Übereinstimmung mit dem Elektrizitätsratenplan erfüllen; und ein Aufladeplan zum Aufladen der Batterie mit einem Steuerungsmodul entwickelt wird, wobei der Aufladeplan ein oder mehrere Zeitsegmente aus den mehreren Zeitsegmenten enthält und so entworfen ist, dass der Aufladeprozess so nahe bei dem geplanten Abfahrzeitpunkt wie möglich abgeschlossen wird, um die Zeitspanne zwischen dem Abschließen des Aufladeprozesses und dem geplanten Abfahrzeitpunkt zu minimieren.
  • ZEICHNUNGEN
  • Bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen werden hier nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben werden, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, und wobei:
  • 1 eine schematische Ansicht einer beispielhaften Ausführungsform eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs ist, das die hier offenbarten Verfahren und Systeme zum Aufladen verwenden kann;
  • 2 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Aufladen einer Batterie für ein Steckdosen-Elektrofahrzeug, etwa dasjenige, das in 1 dargestellt ist, ist;
  • 3A–B Flussdiagramme eines beispielhaften Schritts zum Entwickeln eines Aufladeplans zum Aufladen einer Batterie sind und Teil des in 2 gezeigten Verfahrens sein können; und
  • 4 eine Zeichnung ist, die den beispielhaften Schritt darstellt, der in 3A–B veranschaulicht ist.
  • BESCHREIBUNG
  • Das hier beschriebene Verfahren kann verwendet werden, um eine beliebige Art eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs aufzuladen, das eine Batterie aufweist, etwa ein Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeug (PHEV), ein Elektrofahrzeug mit vergrößerter Reichweite (EREV), oder ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV), um ein paar Möglichkeiten zu zitieren. Allgemein gesprochen verwendet das vorliegende Verfahren ein Aufladeprofil und einen geplanten Abfahrzeitpunkt, um einen Aufladeplan für ein Steckdosen-Elektrofahrzeug zu entwickeln, der einen Ausgleich zwischen der Batterielebensdauer und Elektrizitätskosten liefert. Der Aufladeplan versucht, die Zeitmenge zu verringern, in der die Fahrzeugbatterie auf einem erhöhten Ladezustand (SOC) gehalten wird, während er dennoch die bevorzugten Elektrizitätsraten erfüllt, die von dem Anwender festgelegt wurden. Die verbesserte Lebensdauer der Batterie wird die Kapazität und die Leistung der Fahrzeugbatterie erhöhen und auf lange Sicht kann sie dazu beitragen, Garantiekosten zu verringern.
  • Mit Bezug auf 1 sind einige der Komponenten eines beispielhaften Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 gezeigt, mit welchem das Verfahren und das System, die hier beschrieben sind, verwendet werden können. Obwohl die folgende Beschreibung im Kontext des speziellen Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 bereitgestellt wird, das in 1 veranschaulicht ist, ist festzustellen, dass dieses Fahrzeug nur beispielhaft ist und dass andere Steckdosen-Elektrofahrzeuge stattdessen selbstverständlich verwendet werden können. In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform interagiert das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 mit einer externen Stromquelle 12 und es kann neben anderen Komponenten eine Leistungsverbindung 20, einen Leistungskoppler 22, ein Batterieladegerät 24, eine Batterie 30, einen Elektromotor 32, einen Wechselrichter/Umsetzer 34, ein Steuerungsmodul 40, eine Anwenderschnittstelle 60 und ein Kommunikationsmodul 70 enthalten.
  • Die externe Stromquelle 12 versorgt das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 mit elektrischer Leistung über den Leistungskoppler 22 und sie kann eine einer Anzahl unterschiedlicher Stromversorgungstypen sein, die in der Technik bekannt sind. Beispielsweise kann die externe Stromquelle 12 mit einem öffentlichen Versorgungsunternehmen verbunden sein, um elektrische Leistung über Standard-Stromsteckdosen bereitzustellen (z. B. Steckdosen mit 110 VAC oder 220 VAC), oder sie kann ein tragbarer Generator sein, etwa der Art, die mit Erdgas, Propan, Benzin, Diesel oder dergleichen läuft. Bei einer Ausführungsform ist die externe Stromquelle 12 eine erneuerbare Stromquelle, etwa eine entfernte Aufladestation oder ein Aufladekiosk, die bzw. der durch Energie von Photovoltaikzellen, Windturbinen, hydroelektrischen Mitteln, Biomasse usw. betrieben wird. Die externe Stromquelle 12 ist nicht auf irgendeine spezielle Art oder Ausführungsform begrenzt, solange sie elektrische Leistung über den Leistungskoppler 22 an das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 liefern kann.
  • Die Leistungsverbindung 20 ist ein elektrischer Einlass an dem Steckdosen-Elektrofahrzeug, in welches der Leistungskoppler 22 eingesteckt oder eingeführt werden kann. Dies versetzt einen Fahrzeugbesitzer oder Anwender in die Lage, das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 leicht mit einer geläufigen Wechselstrom-Wandsteckdose zu verbinden und davon zu trennen, zum Beispiel diejenigen, die häufig in den meisten Garagen und Aufladestationen anzutreffen sind. Die Leistungsverbindung 20 ist nicht auf eine beliebige spezielle Konstruktion begrenzt und sie kann eine beliebige Art von Einlass, Verbindung, Buchse, Stecker, Anschluss, Aufnahme usw. sein, einschließlich derjenigen, die auf konduktiven, induktiven oder anderen Arten von elektrischen Verbindungen beruhen. Bei einer beispielhaften Ausführungsform ist die Leistungsverbindung 20 ein elektrischer Einlass, der an der Außenseite des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 angeordnet ist, so dass er leicht zugänglich ist (z. B. unter einer Gelenktür oder Verkleidung), und sie enthält eine oder mehrere Verbindungen zu dem Batterieladegerät 24 zum Übermitteln von elektrischer Leistung und eine oder mehrere Verbindungen zum Steuerungsmodul 40 zur Kommunikation. Andere Anordnungen und Verbindungen sind selbstverständlich möglich.
  • Der Leistungskoppler 22 kann verwendet werden, um die externe Stromquelle 12 mit dem Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 zu verbinden. Leistungskoppler werden manchmal als Zusatzausrüstungskabelsätze des Elektrofahrzeugs (EVSE-Kabelsätze) bezeichnet. In einer Ausführungsform kann der Leistungskoppler 22 ein spezialisierter Kabelsatz sein, der speziell zur Verwendung mit Steckdosen-Elektrofahrzeugen konstruiert ist (etwa diejenigen, die in den Beschreibungen SAE J1772 und J1773 beschrieben sind), welcher ein erstes Ende, ein Kabel oder eine Leitung, ein Steuerungsmodul und ein zweites Ende umfasst. Das erste Ende des Leistungskopplers 22 ist eine Verbindung mit drei Kontakten, die in eine Standard-Wechselstromwandsteckdose eingesteckt wird, und sein zweites Ende ist eine speziell konstruierte Verbindung, die in die Leistungsverbindung 20 an dem Fahrzeug eingesteckt wird. Das Kabel leitet oder überträgt elektrische Leistung von der externen Stromquelle 12 an das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10, aber es kann auch ein oder mehrere Kommunikationssignale zwischen einem Steuerungsmodul des Leistungskopplers 22 und Vorrichtungen, die im Fahrzeug angeordnet sind, wie etwa dem Steuerungsmodul 40, übermitteln. Das Steuerungsmodul des Leistungskopplers 22 kann eine beliebige Anzahl von elektrischen Komponenten enthalten, welche Sensoren, Übertrager, Verarbeitungsvorrichtungen, Speichervorrichtungen, Schütze, Schalter, Schaltungsunterbrechungskomponenten bei Massefehlern (GFCI-Komponenten) sowie beliebige andere geeignete Komponenten umfassen aber bestimmt nicht darauf begrenzt sind. Bei einer beispielhaften Ausführungsform überwacht das Steuerungsmodul des Leistungskopplers 22 verschiedene Bedingungen in der Umgebung des Leistungskopplers (z. B. das Vorhandensein von elektrischer Leistung, die Spannung und/oder den Strom der elektrischen Leistung, die Temperatur des Leistungskopplers usw.) und kommuniziert mit dem Steuerungsmodul 40 hinsichtlich dieser Bedingungen. Der Fachmann wird feststellen, dass das hier beschriebene Verfahren nicht auf einen beliebigen speziellen Leistungskoppler oder Kabelsatz begrenzt ist, da eine beliebige Anzahl verschiedener Leistungskoppler verwendet werden kann.
  • Das Batterieladegerät 24 kann elektrische Leistung von einer Vielfalt von Quellen empfangen, welche externe und/oder interne Stromquellen umfassen. Im Fall einer externen Stromquelle kann das Batterieladegerät 24 elektrische Leistung durch den Leistungskoppler 22 empfangen, welcher die externe Stromquelle 12 mit dem Batterieladegerät 24 verbindet, wie bereits erläutert wurde. Im Fall einer internen Stromquelle kann das Batterieladegerät 24 elektrische Leistung von einem regenerativen Bremsen, von einem motorgetriebenen Generator oder von einer anderen internen Stromquelle mit Hilfe von Verbindungen im Fahrzeug empfangen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Batterieladegerät 24 ausgestaltet sein, um einen oder mehrere Schritte des nachstehend beschriebenen Aufladeverfahrens auszuführen. Der Fachmann wird feststellen, dass das Batterieladegerät 24 in Übereinstimmung mit einer beliebigen Anzahl verschiedener Ausführungsformen bereitgestellt sein kann, in einer beliebigen Anzahl verschiedener Konfigurationen angeschlossen sein kann und eine beliebige Anzahl verschiedener Komponenten enthalten kann, etwa Transformatoren, Gleichrichter, Schaltnetzteile, Filtermittel, Kühlmittel, Sensoren, Steuerungsmodule und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
  • Die Batterie 30 versorgt das Steckdosen-Elektrofahrzeug mit elektrischer Leistung und sie kann in Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform die primäre elektrische Stromquelle für das Fahrzeug sein, oder sie kann in Verbindung mit einer anderen Leistungsquelle zu Leistungsergänzungszwecken verwendet werden, um zwei Beispiele zu zitieren. Es können viele verschiedene Batterietypen und Anordnungen verwendet werden, einschließlich der beispielhaften, die hier schematisch gezeigt ist, welche einen Batteriestapel 50, einen oder mehrere Batteriesensoren 52 und ein Batteriesteuerungsmodul 54 umfasst. Der Batteriestapel 50 ist ein Hochspannungs-Batteriestapel und er kann eine Ansammlung identischer oder einzelner Batteriezellen umfassen, die in Reihe, parallel oder einer Kombination aus beiden verbunden sind, um eine gewünschte Spannung, Stromstärke, Kapazität, Leistungsdichte und/oder andere Leistungsmerkmale 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, nichtchemische und andere umfassen. Einige Beispiele für geeignete Batterietypen umfassen diejenigen, die auf den folgenden Technologien beruhen: Lithium-Ionen, Nickelmetallhydrid (NiMH), Nickel-Cadmium (NiCd), Natriumnickelchlorid (NaNiCl) oder eine andere Batterietechnologie. Der Batteriestapel 50 kann etwa 40–600 V in Abhängigkeit von seiner speziellen Konstruktion und Anwendung liefern. Beispielsweise kann ein Schwerlastwagen, der ein Hybridsystem mit zwei Modi verwendet, einen Hochspannungs-Batteriestapel benötigen, der zum Bereitstellen von etwa 350 V in der Lage ist, während ein leichteres Fahrzeug nur etwa 200 V benötigen kann. In jedem Fall sollte der Batteriestapel 50 so entworfen sein, dass er wiederholte Auflade- und Entladezyklen aushält und dass er elektrische Energie von der externen Stromquelle 12 empfängt. Der Fachmann wird feststellen, dass das System und das Verfahren, die hier gezeigt und beschrieben sind, nicht auf irgendeinen speziellen Typ von Batterie oder Batterieanordnung begrenzt sind, da eine Anzahl unterschiedlicher Batterietypen verwendet werden kann.
  • Die Batteriesensoren 52 können eine beliebige Kombination aus Hardware- und/oder Softwarekomponenten umfassen, die in der Lage sind, Batteriebedingungen oder Parameter (z. B. elektrische Parameter des Batteriestapels 50) zu überwachen, wie z. B. die Batterietemperatur, die Batteriespannung, den Batteriestrom, den Batterieladezustand (SOC), den Batteriefunktionszustand (SOH) und andere Bedingungen oder Parameter, welche das Ladungsniveau oder die Kapazität der Batterie betreffen können. Diese Sensoren können in das Modul 30 integriert sein (z. B. eine intelligente oder smarte Batterie), sie können externe Sensoren sein, die außerhalb des Batteriemoduls angeordnet sind, oder sie können in Übereinstimmung mit einer anderen bekannten Anordnung bereitgestellt sein. Die Batteriesensoren 52 können Batteriebedingungen auf einer Basis von Zelle zu Zelle, auf einer Mittelwerts- oder kollektiven Basis über einen Block oder eine Region von Zellen hinweg, auf der Basis des gesamten Batteriestapels, auf einer repräsentativen Basis, bei der bestimmte Zellen gewählt werden, um den gesamten Batteriestapel zu repräsentieren, oder in Übereinstimmung mit irgendeiner anderen Basis oder Technik, die in der Technik bekannt ist, überwachen und bestimmen. Eine Ausgabe von den Batteriesensoren 52 kann an das Batteriesteuerungsmodul 54, an das Batterieladegerät 24, an das Steuerungsmodul 40 oder an eine andere geeignete Vorrichtung geliefert werden. Folglich können die Batteriesensoren 52 mit einer oder mehreren der vorstehend erwähnten Komponenten elektrisch verbunden sein (z. B. durch ein oder mehrere Drähte oder Kabel, drahtlos usw.).
  • Das Batteriesteuerungsmodul 54 kann eine beliebige Vielfalt an elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen, Speichervorrichtungen, Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (I/O-Vorrichtungen) und andere bekannte Komponenten umfassen und es kann verschiedene Funktionen mit Bezug auf Steuerung und/oder Kommunikation ausführen. Beispielsweise kann das Batteriesteuerungsmodul 54 Sensorsignale von den verschiedenen Batteriesensoren 52 empfangen, die Sensorsignale in eine geeignete Sensormessung verpacken und die Sensormessung über einen Kommunikationsbus oder dergleichen an das Steuerungsmodul 40 senden. Es ist möglich, dass das Batteriesteuerungsmodul 54 Batteriesensor-Lesewerte sammelt und diese in einem lokalen Speicher speichert, so dass 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 dem Batteriesteuerungsmodul 54 eintreffen, um ein paar Möglichkeiten zu zitieren. Statt die Batteriesensor-Lesewerte an das Steuerungsmodul 40 zur anschließenden Verarbeitung zu senden, ist es möglich, dass das Batteriesteuerungsmodul 54 die Sensorlesewerte selbst verarbeitet oder analysiert. In einer anderen Eigenschaft kann das Batteriesteuerungsmodul 54 sachdienliche Batteriekennlinien und Hintergrundinformationen speichern, welche die Chemie der Batteriezellen, die Zellenkapazität, obere und untere Batteriespannungsgrenzen, Batteriestromgrenzen, Batterietemperaturgrenzen, Temperaturprofile, die Batterieimpedanz, die Anzahl oder den Verlauf von Auflade/Entlade-Ereignissen usw. betreffen. Zudem kann das Batteriesteuerungsmodul 54 bei bestimmten Ausführungsformen ausgestaltet sein, um einen oder mehrere Schritte des nachstehend beschriebenen Aufladeverfahrens 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 schematisch als eine einzige diskrete Vorrichtung 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 zitieren. Das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 ist nicht auf irgendeinen speziellen Typ von Elektromotor begrenzt, da viele verschiedene Motortypen, Größen, Technologien usw. verwendet werden können. Bei einem Beispiel enthält der Elektromotor 32 einen Wechselstrommotor (z. B. einen dreiphasigen Wechselstrom-Induktionsmotor, einen mehrphasigen Wechselstrom-Induktionsmotor usw.) sowie einen Generator, der bei einem regenerativen Bremsen verwendet werden kann. Der Elektromotor 32 kann in Übereinstimmung mit einer beliebigen Anzahl verschiedener Ausführungsformen bereitgestellt sein (z. B. Wechselstrom- oder Gleichstrom-Motoren, Bürstenmotoren oder bürstenlose Motoren, Permanentmagnetmotoren usw.), er kann in einer beliebigen Anzahl verschiedener Konfigurationen verbunden sein und er kann eine beliebige Anzahl verschiedener Komponenten enthalten, etwa Kühlmerkmale, Sensoren, Steuerungsmodule und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
  • Der Wechselrichter/Umsetzer 34 kann als Zwischenglied zwischen der Batterie 30 und dem Elektromotor 32 wirken, da diese zwei Vorrichtungen oftmals so entworfen sind, dass sie gemäß verschiedenen Betriebsparametern funktionieren. Zum Beispiel kann der Wechselrichter/Umsetzer 34 beim Fahrzeugvortrieb die Spannung von der Batterie 34 aufwärtstransformieren und den Strom von Gleichstrom in Wechselstrom umsetzen, um den Elektromotor 32 anzutreiben, während der Wechselrichter/Umsetzer bei einem regenerativen Bremsen die von einem Bremsereignis erzeugte Spannung abwärtstransformieren kann und den Strom von Wechselstrom in Gleichstrom umsetzen kann, so dass er von der Batterie korrekt gespeichert werden kann. In gewisser Weise managt der Wechselrichter/Umsetzer 34, wie diese verschiedenen Betriebsparameter (d. h. Wechselstrom gegenüber Gleichstrom, verschiedene Spannungsniveaus usw.) zusammenarbeiten. Der Wechselrichter/Umsetzer 34 kann einen Wechselrichter zum Umwandeln von Gleichstrom in Wechselstrom, einen Gleichrichter zum Umwandeln von Wechselstrom in Gleichstrom, einen Aufwärtswandler oder Transformator zum Erhöhen der Spannung, einen Abwärtswandler oder Transformator zum Verringern der Spannung, andere geeignete Energiemanagementkomponenten oder eine Kombination daraus enthalten. In der gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind Wechselrichter- und Umsetzereinheiten in eine einzige bidirektionale Vorrichtung integriert; jedoch sind andere Ausführungsformen selbstverständlich möglich. Es ist zu erkennen, dass der Wechselrichter/Umsetzer 34 in Übereinstimmung mit einer beliebigen Anzahl verschiedener Ausführungsformen bereitgestellt sein kann (z. B. mit separaten Wechselrichter- und Umsetzereinheiten, bidirektional oder unidirektional usw.), er in einer beliebigen Anzahl verschiedener Konfigurationen verbunden sein kann und eine beliebige Anzahl verschiedener Komponenten enthalten kann, etwa Kühlsysteme, Sensoren, Steuerungsmodule und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
  • Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 ferner eine Kraftmaschine 36 und einen Generator 38 umfassen. Die Kraftmaschine 36 kann den Generator 38 unter Verwendung herkömmlicher Brennkraftmaschinentechniken antreiben und sie kann eine beliebige geeignete Art von Kraftmaschine enthalten, die in der Technik bekannt ist. Einige Beispiele für geeignete Kraftmaschinen umfassen Benzinkraftmaschinen, Dieselkraftmaschinen, Ethanolkraftmaschinen, Kraftmaschinen mit flexiblem Kraftstoff, selbstansaugende Kraftmaschinen, turbogeladene Kraftmaschinen, supergeladene Kraftmaschinen, Rotationskraftmaschinen, Kraftmaschinen mit Otto-Zyklus, Atkins-Zyklus und Miller-Zyklus sowie eine beliebige andere geeignete Kraftmaschinenart, die in der Technik bekannt ist. In Übereinstimmung mit der hier gezeigten speziellen Ausführungsform ist die Kraftmaschine 36 eine kleine kraftstoffeffiziente Kraftmaschine (z. B. eine turbogeladene Vier-Zylinder-Kraftmaschine mit 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 verschiedener Ausführungsformen bereitgestellt werden kann, in einer beliebigen Anzahl verschiedener Konfigurationen verbunden werden kann (z. B. kann die Kraftmaschine 36 Teil eines parallelen Hybridsystems sein, bei dem die Kraftmaschine auch mit den Fahrzeugrädern mechanisch gekoppelt ist, statt ausschließlich verwendet zu werden, um Elektrizität zu erzeugen), und eine beliebige Anzahl verschiedener Komponenten enthalten kann, etwa Sensoren, Steuerungsmodule und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
  • Der Generator 38 ist mit der Kraftmaschine 36 mechanisch gekoppelt, so dass die mechanische Ausgabe der Kraftmaschine bewirkt, dass der Generator elektrische Leistung erzeugt, die an die Batterie 30, an den Elektromotor 32 oder an beide geliefert werden kann. Es soll erwähnt sein, dass der Generator 38 in Übereinstimmung mit einer beliebigen Anzahl verschiedener Ausführungsformen bereitgestellt sein kann (z. B. können der Generator des Motors 32 und der Generator 38 zu einer einzigen Einheit kombiniert sein), er in einer beliebigen Anzahl verschiedener Konfigurationen verbunden sein kann und eine beliebige Anzahl verschiedener Komponenten enthalten kann, etwa Sensoren, Steuerungsmodule und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind. Der Generator 38 ist nicht auf irgendeinen speziellen Generatortyp oder irgendeine spezielle Generatorausführungsform begrenzt.
  • Das Steuerungsmodul 40 kann verwendet werden, um bestimmte Operationen oder Funktionen des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 zu steuern, zu lenken oder anderweitig zu managen, etwa beispielsweise das Aufladen der Batterie 30. In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Steuerungsmodul 40 eine Verarbeitungsvorrichtung 46 und eine Speichervorrichtung 48. Die Verarbeitungsvorrichtung 46 kann eine beliebige Art eines geeigneten elektronischen Prozessors umfassen (z. B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) usw.), welche Anweisungen für Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripten usw. ausführt. Dieser Prozessor ist nicht auf irgendeine Art von Komponente oder Vorrichtung begrenzt. Die Speichervorrichtung 48 kann eine beliebige Art eines geeigneten elektronischen Speichermittels umfassen und sie kann eine Vielfalt von Daten und Informationen speichern. Diese umfassen beispielsweise erfasste Batteriebedingungen, Nachschlagetabellen und andere Datenstrukturen, Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripten und andere elektronische Anweisungen; Komponentenkennlinien und Hintergrundinformationen; verschiedene Batterieparameterschwellenwerte usw. Das vorliegende Verfahren – sowie beliebige andere elektronische Anweisungen und/oder Informationen, die für diese Aufgaben benötigt werden – können ebenfalls in der Speichervorrichtung 48 gespeichert oder auf andere Weise vorgehalten werden. Das Steuerungsmodul 40 kann über I/O-Vorrichtungen und geeignete Verbindungen wie etwa einen Kommunikationsbus mit anderen Fahrzeugvorrichtungen und Modulen elektronisch verbunden sein, so dass 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 Batteriesteuerungsmodul, ein Fahrzeugintegrationssteuerungsmodul (VICM), ein Antriebs-Gleichrichter/Wechselrichter-Modul (TPIM), ein Batterie-Gleichrichter/Wechselrichter-Modul (BPIM) usw.), es kann in einem anderen elektronischen Modul in dem Fahrzeug eingebaut oder 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.
  • Obwohl die vorstehende Beschreibung bereitstellt, dass das Steuerungsmodul 40 ausgestaltet ist, um einen oder mehrere Schritte der nachstehend beschriebenen Methodik auszuführen, soll die vorliegende Offenbarung nicht so einschränkend sein. Stattdessen können in anderen beispielhaften Ausführungsformen, die im Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung bleiben, verschiedene Komponenten des Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 (z. B. das Batterieladegerät 24, das Batteriesteuerungsmodul 54, usw.) zusätzlich zu oder anstelle des Steuerungsmoduls 40 ausgestaltet sein, um einen oder mehrere Schritte der Methodik auszuführen. Ein Aufladesystem, das entweder Teil eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs ist oder mit diesem verwendet wird, und ein Steuerungsmodul desselben können ausgestaltet sein, um einen oder mehrere Schritte der Methodik auszuführen. Im Fall eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 kann ein Aufladesystem eine oder mehrere Komponenten des Fahrzeugs umfassen, etwa das Batterieladegerät 24, das Steuerungsmodul 40, und das Batteriesteuerungsmodul 54 und folglich kann es ausgestaltet sein, um einen oder mehrere Schritte der Methodik auszuführen. Daher ist die vorliegende Methodik nicht auf das Ausführen durch eine beliebige oder mehrere Komponenten begrenzt. Die Begriffe ”Steuerungsmodul” und ”Steuerungseinheit” werden austauschbar verwendet und können die gleiche Komponente bezeichnen.
  • Die Anwenderschnittstelle 60 kann eine beliebige Kombination aus Hardware-, Software- und/oder anderen Komponenten umfassen, die ermöglichen, dass ein Fahrzeuganwender Informationen oder Daten mit dem Fahrzeug austauscht. Diese umfassen beispielsweise Eingabekomponenten wie etwa eine berührungsempfindliche Anzeige, ein Mikrofon, eine Tastatur, ein Tastenfeld, einen oder mehrere Druckknöpfe, eine graphische Anwenderschnittstelle (GUI) oder ein anderes geeignetes Bedienelement, wobei die Anwenderschnittstelle 60 Informationen von einem Fahrzeuganwender empfängt, sowie Ausgabekomponenten wie eine visuelle Anzeige, ein Kombiinstrument oder ein Audiosystem, bei dem die Anwenderschnittstelle 60 Informationen für den Fahrzeuganwender bereitstellt. In einigen Fällen umfasst die Anwenderschnittstelle 60 Komponenten mit sowohl Eingabeals auch Ausgabe-Fähigkeiten, etwa visuelle und akustische Schnittstellen. Die akustische Schnittstelle kann Teil eines automatisierten Sprachverarbeitungssystems sein, das Spracherkennung und/oder andere Mensch-Maschine-Schnittstellen-Technologien (HMI-Technologien) verwendet. Die Anwenderschnittstelle 60 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 an einem Armaturenbrett montiert sein (z. B. mit einem Fahrerinformationszentrum (DIC)); sie kann auf eine Windschutzscheibe projiziert werden (z. B. mit einem Heads-Up-Display); sie kann in ein existierendes Audiosystem integriert sein oder sie kann einfach eine elektronische Verbindung oder einen elektronischen Anschluss (drahtgebunden oder drahtlos), zur Verbindung mit einem Laptop oder einer anderen Rechen- oder Dateneingabevorrichtung umfassen, um ein paar Beispiele zu zitieren.
  • Wie nachstehend in größerem Detail erläutert wird, kann die Anwenderschnittstelle 60 von dem vorliegenden Verfahren verwendet werden, um Informationen zwischen einem Fahrzeuganwender und dem Steckdosen-Elektrofahrzeug auf eine Weise auszutauschen, die eine Steuerung des Aufladeprozesses ermöglicht. Beispielsweise kann die Anwenderschnittstelle 60 eine oder mehrere kundenspezifische Aufladeeinstellungen, Schwellenwerte oder Kriterien wie bevorzugte Elektrizitätsraten, Fahrzeugbedingungen, Aufladezeitpunkte (z. B. gewünschte Aufladestart- und/oder -abschluss-Zeitpunkte), geplante Abfahrzeitpunkte und/oder andere Eingaben von einem Fahrzeuganwender; Eingaben, die von dem vorliegenden Verfahren verwendet werden können, um das Aufladen der Batterie zu steuern. Zudem kann die Anwenderschnittstelle 60 von dem vorliegenden Verfahren verwendet werden, um einen Aufladestatus, Berichte und/oder andere Ausgaben für einen Fahrzeuganwender bereitzustellen. Andere Anwenderschnittstellen können stattdessen verwendet werden, da die hier gezeigten und beschriebenen beispielhaften Anwenderschnittstellen nur einige der Möglichkeiten repräsentieren. Das vorliegende Verfahren kann eine beliebige Anwenderschnittstelle verwenden, um Informationen zwischen einem Fahrzeuganwender und dem Steckdosen-Elektrofahrzeug auszutauschen und es ist nicht auf irgendeinen speziellen Typ beschränkt.
  • Das Kommunikationsmodul 70 kann eine beliebige Kombination aus Hardware-, Software- und/oder anderen Komponenten umfassen, die eine drahtlose Sprach- und/oder Daten-Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und einer anderen Entität ermöglichen. In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform enthält das Kommunikationsmodul 70 eine Sprachschnittstelle, eine Datenschnittstelle und einen GPS-Empfänger 76 und es kann mit einer Vorrichtung wie etwa einer Telematikeinheit gebündelt oder zusammengebaut sein. Die Sprachschnittstelle ermöglicht eine Sprachkommunikation mit und/oder von dem Steckdosen-Elektrofahrzeug und sie kann einen Mobiltelefon-Chipsatz (z. B. einen CDMA- oder GSM-Chipsatz), einen Vocoder, eine Voice-Over-IP-Ausrüstung (VOIP-Ausrüstung) und/oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung enthalten. Die Datenschnittstelle andererseits ermöglicht eine Datenkommunikation mit und/oder von dem Steckdosen-Elektrofahrzeug und sie kann ein Modem (z. B. ein Modem, das EVDO-, CDMA-, GPRS- oder EDGE-Technologien verwendet), eine drahtlose Netzwerkkomponente (z. B. eine, die ein IEEE 802.11-Protokoll, WiMAX, Bluetooth, usw. verwendet) oder eine beliebige andere geeignete Vorrichtung umfassen. In Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform kann das Kommunikationsmodul 70 über ein drahtloses Trägersystem (z. B. ein Mobiltelefon-Netzwerk), ein drahtloses Netzwerk (z. B. ein drahtloses LAN, WAN, usw.) oder ein anderes drahtloses Medium kommunizieren. Der GPS-Empfänger 76 kann Signale von einer Konstellation von GPS-Satelliten empfangen und diese Signale verwenden, um die Fahrzeugposition zu bestimmen, wie in der Technik gut verstanden wird.
  • Das vorliegende Verfahren kann das Kommunikationsmodul 70 verwenden, um Informationen zwischen dem Steckdosen-Elektrofahrzeug 10 und einem Fahrzeuganwender (z. B. über ein Callcenter, über eine Website, über eine ”App”, über eine mobile Kommunikationsvorrichtung usw.), einem öffentlichen Versorgungsunternehmen und/oder einer anderen Entität auf eine Weise auszutauschen, die den Aufladeprozess ermöglicht. Beispielsweise kann das Kommunikationsmodul 70 verwendet werden, um Elektrizitätsraten bzw. Gebührensätze von einem lokalen öffentlichen Versorgungsunternehmen zu empfangen, um bevorzugte Elektrizitätsraten von einem Anwender zu empfangen, usw. Dies umfasst Fahrzeuganwender in der Ferne, die kundenspezifische Aufladeeinstellungen oder Kriterien über eine Website oder über eine mobile Vorrichtung eingeben und sie dann an das Steckdosen-Elektrofahrzeug senden. Bei einer Ausführungsform wirkt das Kommunikationsmodul 70 als Alternative zu der Anwenderschnittstelle 60 beim Austauschen von Informationen zwischen einem Fahrzeuganwender und dem Steckdosen-Elektrofahrzeug. Bei einer anderen Ausführungsform werden sowohl das Kommunikationsmodul 70 als auch die Anwenderschnittstelle 60 verwendet, um diese Informationen auszutauschen. Auch andere Ausführungsformen und Anordnungen sind möglich. Das nachstehend beschriebene Verfahren ist nicht auf irgendein spezielles Kommunikationsmodul oder irgendeine spezielle Technologie begrenzt und es kann mit anderen Vorrichtungen als dem hier gezeigten und beschriebenen beispielhaften Kommunikationsmodul verwendet werden.
  • Wieder sind die vorstehende Beschreibung des beispielhaften Steckdosen-Elektrofahrzeugs 10 und die Zeichnung in 1 nur zur Veranschaulichung einer potentiellen Fahrzeuganordnung gedacht, und um dies in allgemeiner Weise zu tun. Eine beliebige Anzahl anderer Fahrzeuganordnungen und Architekturen einschließlich derjenigen, die sich signifikant von derjenigen unterscheiden, die in 1 gezeigt ist, kann stattdessen verwendet werden.
  • Mit Bezug auf 2 ist ein beispielhaftes Verfahren 100 zum Aufladen einer Batterie eines Steckdosen-Elektrofahrzeugs, etwa der Batterie 30, gezeigt. Das Verfahren 100 kann verschiedene Lesewerte, Bedingungen, Parameter, Einstellungen, Schwellenwerte, Informationen, Vergleiche, Berechnungen usw. verwenden, um einen Aufladeplan zu entwickeln, der zwischen sowohl der Batterielebensdauer als auch Elektrizitäts- oder Aufladekosten abwägt. Es ist festzustellen, dass die spezielle Sequenz von Schritten in der folgenden Beschreibung nur eine beispielhafte Ausführungsform des Aufladeverfahrens ist und dass andere Sequenzen von Schritten, welche diejenigen umfassen, die mehr Schritte, weniger Schritte und/oder eine andere Kombination oder Folge von Schritten aufweisen, stattdessen verwendet werden können.
  • Mit Schritt 110 startend beschafft das Verfahren ein Aufladeprofil, das von dem Anwender festgelegt wurde. Das Aufladeprofil kann verschiedene Informationsbestandteile umfassen, die von dem Anwender eingegeben oder auf andere Weise bereitgestellt wurden, und die das Aufladen der Batterie betreffen. Einige Beispiele ohne Einschränkung für Informationen, die in dem Aufladeprofil enthalten sein können, umfassen: bevorzugte Elektrizitätsraten und geplante Abfahrzeitpunkte.
  • Bei einer Ausführungsform wählt der Anwender eine der folgenden bevorzugten Elektrizitätsraten mit Hilfe der Anwenderschnittstelle 60 und die Wahl wird in dem Aufladeprofil mitgeführt: niedrige Raten (d. h. nur Raten außerhalb von Spitzenzeiten), niedrige oder mittlere Raten (d. h. nur Raten außerhalb von Spitzenzeiten oder Teilspitzenraten), oder niedrige, mittlere oder hohe Raten (d. h. außerhalb von Spitzenzeiten, Teilspitzenraten oder Spitzenraten-Aufladen zu einem beliebigen Zeitpunkt). Wenn der Anwender die ”niedrigen Raten” wählt, dann wird das vorliegende Verfahren hinsichtlich dessen stärker eingeschränkt sein, wann es das Fahrzeug aufladen kann, da der Anwender eine hohe Priorität auf das Absenken der Elektrizitätskosten gelegt hat. Wenn der Anwender hingegen die Auswahl der ”niedrigen, mittleren oder hohen Raten” wählt, dann hat das Verfahren mehr Freiheit beim Festlegen eines Aufladeplans, aber die Elektrizitäts- oder Aufladekosten können ansteigen. Es ist festzustellen, dass die bevorzugten Elektrizitätsraten nicht auf die drei vorstehend angegebenen qualitativen Einstellungen begrenzt sind; es ist möglich, für den Anwender mehr oder weniger Einstellungen bereitzustellen, aus denen er wählen kann, oder quantitative bevorzugte Elektrizitätsraten bereitzustellen, die definitive oder quantitative Ratengrenzen aufweisen.
  • Wie vorstehend erwähnt wurde, kann das Verfahren bei Schritt 110 auch den geplanten Abfahrzeitpunkt beschaffen. Der geplante Abfahrzeitpunkt kann jede Nach von dem Anwender eingegeben werden oder er kann Teil eines größeren Aufladeplans sein, bei dem jeder Tag seinen eigenen voreingestellten Abfahrzeitpunkt aufweist. Wie bei den bevorzugten Elektrizitätsraten kann der geplante Abfahrzeitpunkt von dem Anwender durch die Anwenderschnittstelle 60 bereitgestellt werden und in dem Steuerungsmodul 40 als Teil des Aufladeprofils gespeichert werden. Bei einer anderen Ausführungsform wird der geplante Abfahrzeitpunkt automatisch bestimmt, statt dass er von dem Anwender eingegeben wird, indem das Verhalten des Anwenders in der Vergangenheit ausgewertet wird und versucht wird, Muster dahingehend zu erkennen, wann der Anwender losfährt oder das Fahrzeug verwendet. Hinsichtlich der bevorzugten Elektrizitätsraten, der geplanten Abfahrzeitpunkte und/oder anderer Informationsbestandteile, die in dem Aufladeprofil enthalten sein können, existieren selbstverständlich andere Möglichkeiten.
  • Als Nächstes beschafft Schritt 114 einen Elektrizitätsratenplan. Der Fachmann wird feststellen, dass es viele Verfahren und Techniken gibt, um Ratenpläne von Versorgungsunternehmen zu beschaffen, wobei eine beliebige von diesen hier verwendet werden kann. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform beschafft das Kommunikationsmodul 70 oder eine andere Vorrichtung im Steckdosen-Elektrofahrzeug den Elektrizitätsratenplan von dem Elektrizitätsversorgungsunternehmen (beispielsweise durch Herunterladen des Ratenplans von einer Website oder von einer anderen Informationsquelle, die mit dem Elektrizitätsversorgungsunternehmen verbunden ist). Bei einer anderen Ausführungsform kann das Fahrzeug bereits im Besitz des aktuellen Elektrizitätsratenplans sein, so dass das Verfahren diesen einfach aus dem Speicher holen kann, etwa aus dem Speicher, der Teil des Steuerungsmoduls 40 ist. Das vorliegende Verfahren ist nicht auf eine beliebige spezielle Technik zum Holen des Elektrizitätsratenplans begrenzt, solange die darin erhaltenen Informationen zur Verfügung gestellt werden.
  • In Schritt 118 bestimmt das Verfahren die Ladungsmenge, die benötigt wird, um die Batterie vollständig aufzuladen. In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform verwendet Schritt 118 das aktuelle Ladezustandsniveau (SOC-Niveau) der Batterie 30 und das vollständig aufgeladene Ladezustandsniveau der Batterie, um zu bestimmen, wieviel Ladung oder Energie benötigt wird, um die Batterie vollständig aufzuladen. Es wird das Beispiel betrachtet, bei dem die Batterie 30 ein aktuelles Ladezustandsniveau von 42% aufweist und das vollständig aufgeladene Ladezustandsniveau für diese spezielle Batterie 75% beträgt; folglich benötigt die Batterie einen Ladezustandszuwachs von 33%, um vollständig aufgeladen zu werden. Es ist festzustellen, dass Schritt 118 die benötigte Ladungsmenge in einer Vielfalt von Weisen unter Verwendung einer Vielfalt von Einheiten quantifizieren oder berechnen kann. Beispielsweise kann das Verfahren die für eine vollständige Aufladung benötigte Ladungsmenge mit Hilfe von Amperestunden bestimmen oder es kann einfach die Zeitmenge bestimmen, die bei erwarteten Aufladeniveaus benötigt wird. In Übereinstimmung mit den hier bereitgestellten Beispielen bestimmt Schritt 118 die Ladungsmenge, die benötigt wird, um die Batterie vollständig aufzuladen, indem das aktuelle Ladezustandsniveau bestimmt wird, ein vollständig aufgeladenes Ladezustandsniveau bestimmt wird und dann die Zeitmenge berechnet wird, die bei erwarteten Aufladeniveaus benötigt wird (z. B. die Anzahl der Minuten eines Aufladens bei erwarteten Spannungs- und Stromniveaus, die von der externen Stromquelle 12 bereitgestellt werden), um das aktuelle Ladezustandsniveau auf das vollständig aufgeladene Ladezustandsniveau zu bringen. Es ist festzustellen, dass andere Batterieparameter, etwa Batteriespannungsniveaus und/oder Stromniveaus von dem vorliegenden Verfahren anstelle von oder in Kombination mit den vorstehend beschriebenen Ladezustandsniveaus verwendet werden können, um zu bestimmen, wieviel Ladung benötigt wird, um die Batterie vollständig aufzuladen.
  • Schritt 122 bestimmt dann die Ladungsmenge, die zum Aufladen der Batterie von dem gegenwärtigen Zeitpunkt bis zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt verfügbar ist. Wenn die Ladungsmenge, die benötigt wird, um die Batterie vollständig aufzuladen (vorheriger Schritt) und die Ladungsmenge, die zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt verfügbar ist (gegenwärtiger Schritt), bekannt sind, wird das Verfahren in der Lage sein, festzustellen, ob es ausreichend Gelegenheit gibt, um das vorliegende Aufladeverfahren auszuführen und die Batterie vollständig aufzuladen (nachfolgender Schritt). Wiederum ist Schritt 122 nicht auf beliebige spezielle Einheiten begrenzt, da die Bestimmungen und Berechnungen, die darin ausgeführt werden, mit Hilfe von Amperestunden, mit Hilfe der Zeit (z. B. Minuten, Stunden usw.) oder mit Hilfe von irgendwelchen anderen Einheiten ausgeführt werden können.
  • Bei Schritt 126 stellt das Verfahren fest, ob es ausreichend Gelegenheit gibt, die Batterie in der verfügbaren Zeitmenge vollständig aufzuladen. Dies kann in einer Anzahl verschiedener Weisen ausgeführt werden. Wenn die vorstehenden Schritte beispielsweise die benötigte Ladungsmenge und die verfügbare Ladungsmenge mit Hilfe der Zeit berechnet haben, dann kann Schritt 126 die Anzahl der Minuten des benötigten erwarteten Aufladens für eine vollständige Aufladung mit der Anzahl der verfügbaren Minuten bis zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt vergleichen, um festzustellen, ob ausreichend Zeit vorhanden ist, um die Batterie 30 vollständig aufzuladen. Wenn nicht genügend Zeit zur Verfügung steht, um diesen Prozess auszuführen, dann kann das Verfahren zu Schritt 130 weitergehen und die Batterie in Übereinstimmung mit einem Standardaufladeverfahren aufladen, das entworfen ist, um diesen Satz von Umständen anzusprechen; wenn ausreichend Zeit zum vollständigen Aufladen der Batterie zur Verfügung steht, dann kann das Verfahren zu Schritt 140 weitergehen. Es wird das folgende Beispiel betrachtet: es werden 12 Stunden zum Aufladen benötigt (entspricht z. B. einem Zuwachs des Ladezustands von 33% bei erwarteten Spannungs- und Stromniveaus), der aktuelle Zeitpunkt ist 17:00 h am Donnerstag und der geplante Abfahrzeitpunkt ist 9:00 h am Freitag. Bei diesem Szenario steht genügend Zeit zur Verfügung, um die Batterie vollständig aufzuladen, daher würde das Verfahren zu Schritt 140 weitergehen, um den Prozess des Festlegens eines Aufladeplans zu beginnen. Wenn der aktuelle Zeitpunkt jedoch 23:00 h am Donnerstag ist und der geplante Abfahrzeitpunkt immer noch 9:00 h ist, dann wäre nicht genügend Zeit zur Verfügung, um die Batterie vollständig aufzuladen, wobei in diesem Fall das Verfahren zu Schritt 130 für einen Standardaufladeprozess weitergehen würde.
  • Schritt 140, der in Verbindung mit 3A–4 beschrieben wird, entwickelt einen Aufladeplan oder stellt ihn zusammen, der sowohl die Batterielebensdauer als auch Elektrizitätskosten berücksichtigt, und erledigt dies auf eine Weise, die den geplanten Abfahrzeitpunkt des Anwenders und bevorzugte Elektrizitätsraten berücksichtigt. Es ist festzustellen, dass die folgende Erörterung nur eine beispielhafte Veranschaulichung für einen möglichen Weg zum Implementieren des vorliegenden Verfahrens ist, da andere selbstverständlich möglich sind. In Schritt 140 unterteilt oder organisiert das Verfahren die Zeit zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt in Zeitsegmente oder Behälter und weist diese dann in Übereinstimmung mit dem hierbeschriebenen Prozess zu. Mit Bezug nun auf 3A und 4 wird Schritt 140 in größerem Detail beschrieben.
  • Es wird das Zeitablaufdiagramm von 4 betrachtet, bei dem der aktuelle Zeitpunkt (z. B. der Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug 10 an die externe Quelle 12 angesteckt wird) 17:00 h am Montag ist und der geplante Abfahrzeitpunkt 9:00 h am Dienstag des folgenden Morgens ist, und ein erster Satz beispielhafter Aufladepläne 300–310 Fälle repräsentiert, bei denen das Steckdosen-Elektrofahrzeug acht Stunden zum Aufladen benötigt, und ein zweiter Satz von Aufladeplänen 320–330 andere Fälle repräsentiert, bei denen das Fahrzeug zwölf Stunden zum Aufladen benötigt, und ein dritter Satz von Aufladeplänen 340–350 den Fall repräsentiert, bei dem das Fahrzeug fünfzehn Stunden zum Aufladen benötigt, um vollständig aufgeladen zu werden. Die Aufladepläne 300–304, 320–324 und 340–344 repräsentieren Pläne oder Aufladeabläufe, die ohne die Unterstützung des vorliegenden Verfahrens entwickelt wurden (d. h. sie sind nicht repräsentativ für das vorliegende Aufladeverfahren), während die Aufladepläne 306–310, 326–330 und 346–350 unter Verwendung des hier beschriebenen Verfahrens erzeugt wurden. In jedem Block oder in jeder Gruppierung aus drei Aufladeplänen (z. B. die Gruppe 300–304, die Gruppe 306–310, die Gruppe 320–324 usw.) repräsentiert der oberste Plan (300, 306, 320 usw.) ein Szenario, bei dem der Anwender nur das Aufladen mit der niedrigen Rate in dem Aufladeprofil gewählt hat, der mittlere Plan (302, 308, 322 usw.) repräsentiert die Auswahl mit niedriger Rate oder mittlerer Rate, und der untere Plan (304, 310, 324 usw.) repräsentiert Fälle, bei denen der Anwender ein Aufladen mit niedriger, mittlerer oder hoher Rate gewählt hat (d. h. ein jederzeitiges Aufladen). Wie vorstehend erwähnt wurde, ist das vorliegende Verfahren nicht auf die hier bereitgestellten Beispiele begrenzt, da das Verfahren leicht in Szenarien verwendet werden kann, bei denen die Zeitsegmente in Übereinstimmung mit einem anderen Weg als den drei qualitativen Kategorien (Zeitsegmente mit niedriger, mittlerer und hoher Rate) unterteilt oder klassifiziert wurden; diese Möglichkeiten umfassen mehr oder weniger als drei Kategorien sowie andere qualitative oder auch quantitative Kategorien, um ein paar Beispiele zu zitieren.
  • Mit Schritt 200 startend identifiziert das Verfahren alle Zeitsegmente mit der ”niedrigen Rate” zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt. Im Hinblick auf das in dem Zeitablaufplan von 4 gezeigte Beispiel repräsentieren die zehn Zeitsegmente 360 (von 20:00 h–6:00 h) Zeitsegmente mit niedriger Rate oder Zeitsegmente der ersten Kategorie. In der Vergangenheit wurden Aufladepläne möglicherweise entwickelt, indem die ersten verfügbaren Zeitsegmente für eine spezielle Kategorie der Elektrizitätsraten ausgefüllt wurden – im Fall der vorherigen Aufladepläne 300–304 würden die Zeitsegmente, die um 20:00 h starten, als erstes ausgefüllt werden. Diese Art von Aufladeplan weist jedoch den möglichen Nachteil auf, dass die Fahrzeugbatterie bei einem hohen Ladezustandsniveau für eine längere Zeitspanne vollständig aufgeladen gehalten wird, was die langfristige Gesundheit oder Lebensdauer der Batterie verschlechtern kann. Dies ist der Grund, warum die Aufladepläne 306–310, die in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Verfahren entwickelt wurden, zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt hin verschoben sind, so dass sich die Batterie für eine kürzere Zeitdauer auf einem hohen Ladezustandsniveau befindet, bevor der Anwender das Fahrzeug das nächste Mal fährt. Dieser Prozess wird nun beschrieben.
  • Schritt 206 stellt fest, ob es genügend Zeitsegmente mit niedriger Rate gibt, um die Batterie vollständig aufzuladen. Beispielsweise kann Schritt 206 die Ladungsmenge, die zum vollständigen Aufladen der Batterie benötigt wird (zuvor in Schritt 118 ermittelt) mit den zehn Zeitsegmenten 360 mit niedriger Rate vergleichen. Im Fall der Aufladepläne 300–310 benötigt das Fahrzeug acht Stunden zum Aufladen und es sind zehn Stunden Aufladen mit der niedrigen Rate verfügbar. Daher stellt Schritt 206 fest, dass es genügend Zeitsegmente mit niedriger Rate gibt, um die Batterie vollständig aufzuladen, und das Verfahren geht zu Schritt 212 weiter, so dass der Aufladeplan mit allen Zeitsegmenten mit niedriger Rate ausgefüllt werden kann. Wie in 4 gezeigt ist, werden die drei Aufladepläne 306–310 alle innerhalb der Zeitsegmente 360 mit niedriger Rate verschoben, so dass sie näher bei dem geplanten Abfahrzeitpunkt liegen als die Aufladepläne 300–304, die nicht auf ähnliche Weise verschoben sind. Anders ausgedrückt, umfassen die Aufladepläne 306–310 einen Teil der insgesamt verfügbaren Zeitsegmente mit niedriger Rate; den Teil der Zeitsegmente mit niedriger Rate, die im Hinblick auf die Zeit dem geplanten Abfahrzeitpunkt am nächsten liegen. Die Aufladepläne 306–310 bestehen alle ausschließlich aus Zeitsegmenten mit niedriger Rate (und erfüllen folglich alle vom Anwender gewählten bevorzugten Elektrizitätsraten) und sie beenden das Aufladen um 6:00 h, welches ein verfügbares Zeitsegment ist, das dem geplanten Abfahrzeitpunkt am nächsten liegt, und das noch ein Segment mit niedriger Rate ist; dies ist, was mit dem ”Verschieben” in einer bestimmten Zeitratenkategorie zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt hin gemeint ist. Dieser ausgleichende Ansatz berücksichtigt sowohl Elektrizitätskosten als auch die Batterielebensdauer. Wenn Schritt 206 feststellt, dass es nicht genügend Zeitsegmente mit niedriger Rate gibt, um die Batterie vollständig aufzuladen (ein Szenario, das durch die Aufladepläne 320–330 repräsentiert ist), dann geht das Verfahren zu Schritt 216 weiter.
  • In Schritt 216 fügt das Verfahren alle Zeitsegmente 360 mit niedriger Rate zu dem Aufladeplan hinzu, aber es wird zusätzliche Aufladezeit benötigt, um die Batterie zu einer vollständigen Aufladung zu bringen. Im vorliegenden Beispiel weisen die Zeitsegmente mit niedriger Rate die am wenigsten kostspieligen Elektrizitätskosten auf, und daher wird angenommen, dass diese Segmente automatisch alle vom Anwender gewählten oder definierten bevorzugten Elektrizitätsraten erfüllen werden. Dies trifft nicht unbedingt auf die Zeitsegmente 362 (18:00 h–20:00 h und 4:00 h–6:00 h) mit der mittleren Rate oder der zweiten Kategorie zu, weshalb Schritt 220 feststellt, ob das von dem Anwender gewählte Aufladeprofil ein Aufladen mit mittlerer Rate zulässt. Wie vorstehend erwähnt wurde, sind die Aufladepläne 320–330 Beispiele für den Fall, dass zwölf Stunden zum Aufladen benötigt werden, um die Batterie vollständig aufzuladen, wobei die Pläne 320–324 nicht mit dem vorliegenden Verfahren entwickelt wurden und die Pläne 326–330 mit dem vorliegenden Verfahren entwickelt wurden. Wenn Schritt 220 feststellt, dass ein Aufladen mit mittlerer Rate nicht zulässig ist, dann würde der Aufladeplan nur die Zeitsegmente mit niedriger Rate enthalten, die zuvor zugewiesen wurden, und Schritt 140 würde enden. Dieses Szenario ist durch den Aufladeplan 326 repräsentiert, der nur ein Aufladen mit niedriger Rate enthält, aber das Fahrzeug zwei Stunden bevor es vollständig aufgeladen ist, freigibt. Wenn Schritt 220 ergibt, dass ein Aufladen mit mittlerer Rate erlaubt ist, dann geht das Verfahren zu Schritt 226 weiter.
  • Schritt 226 identifiziert alle Zeitsegmente 362 mit mittlerer Rate zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt, und Schritt 230 stellt fest, ob es genügend Zeitsegmente mit mittlerer Rate gibt, um den Aufladeprozess abzuschließen. Wenn es genügend Zeitsegmente oder Slots zum vollständigen Aufladen der Batterie gibt, dann fügt Schritt 236 die Zeitsegmente mit mittlerer Rate, die dem geplanten Abfahrzeitpunkt am nächsten liegen, zu dem Aufladeplan hinzu, welcher bereits alle Zeitsegmente 360 mit niedriger Rate enthält. Mit Bezug auf 4 füllt der Aufladeplan 328 zehn der zwölf zum Aufladen benötigten Stunden mit den Zeitsegmenten 360 mit niedriger Rate, aber er benötigt noch zwei zusätzliche Stunden zum Aufladen, um das Fahrzeug vollständig aufzuladen. Das Wählen der Zeitslots mit mittlerer Rate von 6:00 h–8:00 h unterscheidet sich von der Herangehensweise, die von dem Aufladeplan 322 verwendet wurde, welche die ersten verfügbaren Zeitsegmente mit mittlerer Rate zwischen 18:00 h–20:00 h des vorherigen Tags verwendet. Der Fachmann wird feststellen, dass der alternative Aufladeplan 322 das Aufladen um 6:00 h beendet, während der vorliegende Aufladeplan 328 um 8:00 h endet – zwei Stunden näher bei dem geplanten Abfahrzeitpunkt. Wenn es nicht genügend Zeitslots mit mittlerer Rate gibt, um den Aufladeprozess zu beenden, dann geht das Verfahren zu Schritt 240 weiter.
  • Bei Schritt 240 fügt das Verfahren alle Zeitsegmente 362 mit mittlerer Rate zu dem Aufladeplan hinzu, so dass der Plan alle Segmente 360 und 362 mit niedriger und mittlerer Rate enthält. Dieses Szenario, bei dem die zum vollständigen Aufladen der Batterie benötigte Zeitmenge größer als die Zeitsegmente mit niedriger und mittlerer Rate zusammen ist, ist durch die Aufladepläne 340–350 repräsentiert. Es ist festzustellen, dass das Verfahren an dieser Stelle bereits die Zeitsegmente 360 und 362 hinzugefügt hat oder enthält, was insgesamt vierzehn Stunden zum Aufladen ergibt, aber zur vollständigen Aufladung wird eine zusätzliche Stunde zum Aufladen benötigt. Schritt 246 konsultiert dann das Aufladeprofil und stellt fest, ob ein Aufladen mit hoher Rate erlaubt ist (bei den beispielhaften Aufladeplänen 346–350 erlaubt nur der Plan 350 das Aufladen mit hoher Rate). Wenn Schritt 246 feststellt, dass das Aufladen mit hoher Rate nicht erlaubt ist, dann ist der Aufladeplan vollständig (obwohl er eine Stunde zu kurz ist) und Schritt 140 endet; wenn Schritt 246 feststellt, dass das Aufladen mit hoher Rate erlaubt ist, dann geht das Verfahren zu Schritt 250 weiter.
  • Schritt 250 identifiziert alle Zeitsegmente 364 mit hoher Rate zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt, und Schritt 256 fügt diejenigen Zeitsegmente mit hoher Rate, die dem geplanten Abfahrzeitpunkt am nächsten liegen, zu dem Aufladeplan hinzu. Es ist möglich, dass das vorliegende Verfahren einen optionalen Schritt des Feststellens, ob es genügend Zeitsegmente mit hoher Rate gibt, um den Aufladeprozess abzuschließen, enthält, aber dies kann in der aktuellen Ausführungsform unnötig sein, weil Schritt 206 bereits festgestellt hat, dass es genügend verfügbare Zeitsegmente gibt, um die Batterie vollständig aufzuladen und die Segmente 364 mit hoher Rate sind die letzte Gruppe der Zeitsegmente, die in Betracht gezogen wird. Wie in 4 veranschaulicht ist, fügt der Aufladeplan 350 das Zeitsegment 364 mit hoher Rate oder der dritten Kategorie, das am nächsten bei dem geplanten Abfahrzeitpunkt liegt (8:00 h–9:00 h) zu dem Aufladeplan hinzu, im Gegensatz zu dem Aufladeplan 344, der das Segment mit hoher Rate am Beginn des Zeitablaufplans (17:00 h–18:00 h des vorherigen Tags) hinzufügt. Das Ergebnis ist, dass das vorliegende Verfahren einen Aufladeplan 350 entwickelt, der das Aufladen direkt bei dem geplanten Abfahrzeitpunkt von 9:00 h beendet, wohingegen der alternative Plan 344 um 8:00 h endet. Es ist wieder ein Ziel des beispielhaften Verfahrens 100, eine ausgeglichene Herangehensweise beim Aufladen bereitzustellen, die sowohl Elektrizitätskosten als auch die Batteriegesamtlebensdauer anspricht.
  • Bei jedem der Beispiele, die in 4 gezeigt sind, führen vergleichbare Aufladepläne (d. h. Pläne mit den gleichen Beschränkungen bei bevorzugten Elektrizitätsraten und den gleichen Aufladeerfordernissen wie etwa die Pläne 300 und 306, die Pläne 302 und 308, die Pläne 304 und 310 usw.) dazu, dass sie die gleichen Aufladegesamtkosten aufweisen, aber diejenigen, die in Übereinstimmung mit dem vorliegenden Verfahren entwickelt wurden, verbessern die Gesamtlebensdauer oder Gesundheit der Batterie, indem sie das Aufladen zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt hin verschieben. Wenn man beispielsweise die Pläne 304 und 310 betrachtet, führen diese beiden zu acht Stunden an Aufladezeit bei dem Niveau mit niedriger Rate, aber der Aufladeplan 310 endet zwei Stunden näher bei dem geplanten Abfahrzeitpunkt als der Aufladeplan 304. Analog laden die Aufladepläne 322 und 328 beide die Batterie zehn Stunden lang bei der Einstellung mit niedriger Rate und zwei zusätzliche Stunden lang mit der mittleren Rate auf, aber der Plan 328 endet zwei Stunden näher bei dem geplanten Abfahrzeitpunkt. Auch die Pläne 344 und 350 führen zu den gleichen allgemeinen Aufladekosten (zehn Stunden bei der niedrigen Rate, vier Stunden bei der mittleren Rate und eine Stunde bei der hohen Rate), aber der Aufladeplan 350 schließt den Aufladeprozess bei dem geplanten Abfahrzeitpunkt ab, was eine Stunde später als bei Plan 344 ist. Die vorstehenden Beispiele sind nur zur Veranschaulichung einiger der Merkmale des vorliegenden Verfahrens gedacht und sollen das Verfahren nicht einschränken.
  • Wieder mit Bezug auf 2 geht das Verfahren 100 zu Schritt 144 weiter, bei dem das Fahrzeug oder die Batterie in Übereinstimmung mit dem gerade entwickelten Aufladeplan aufgeladen wird. Es ist möglich, dass andere Merkmale, Überlegungen usw. berücksichtigt werden, wenn der hier erörterte Aufladeplan entwickelt und/oder implementiert wird. Eine beliebige Kombination aus diesen Merkmalen kann mit dem gerade beschriebenen Verfahren benutzt oder verwendet werden. An dieser Stelle kann das Verfahren 100 enden oder es kann fortfahren, um andere geeignete Schritte auszuführen.
  • Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung keine Definition der Erfindung ist, sondern sie ist eine Beschreibung von einer oder mehreren bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die speziellen hier offenbarten Ausführungsformen begrenzt, sondern sie wird stattdessen alleine 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 aufgefasst werden, die in den Ansprüchen verwendet werden, außer dort, wo ein Begriff oder ein Satz vorstehend explizit definiert ist. Dem Fachmann werden sich verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Veränderungen und Modifikationen an den offenbarten Ausführungsformen ergeben. Zum Beispiel kann es sein, dass ein oder mehrere der Schritte in dem Verfahren 100 nicht ausgeführt werden oder möglicherweise nicht anwendbar sind, oder sie in einer anderen Reihenfolge als derjenigen oder denjenigen ausgeführt werden, die vorstehend beschrieben sind. Die Reihenfolge der Schritte 102, 110 und/oder 120 kann verändert werden, beispielsweise können einige dieser Schritte weggelassen werden. Es ist daher festzustellen, dass Ausführungsformen des Verfahrens 100, die weniger als alle vorstehend beschriebenen Schritte umfassen und/oder andere Reihenfolgen der Schritte desselben, innerhalb des Geistes und des Umfangs der vorliegenden Offenbarung bleiben. Alle derartigen weiteren Ausführungsformen, Veränderungen und Modifikationen sollen im Umfang 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 Aufzählung aus einer oder mehreren Komponenten oder anderen Gegenständen verwendet werden, jeweils als offen aufgefasst werden, was bedeutet, dass die Aufzählung nicht so aufgefasst werden darf, dass sie weitere, zusätzliche Komponenten oder Gegenstände ausschließt. Andere Begriffe müssen unter Verwendung ihrer weit gefasstesten vernünftigen Bedeutung aufgefasst werden, sofern sie nicht in einem Kontext verwendet werden, der eine andere Interpretation erfordert.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • SAE J1772 und J1773 [0016]
    • IEEE 802.11-Protokoll [0030]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Aufladen einer Batterie in einem Steckdosen-Elektrofahrzeug, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: bevorzugte Elektrizitätsraten beschafft werden; ein geplanter Abfahrzeitpunkt beschafft wird; ein Auflademenge bestimmt wird, die benötigt wird, um die Batterie vollständig aufzuladen; und ein Aufladeplan zum Aufladen der Batterie mit einem Steuerungsmodul entwickelt wird, wobei der Aufladeplan die bevorzugten Elektrizitätsraten erfüllt und das Aufladen zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt hin verschiebt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte des Beschaffens von bevorzugten Elektrizitätsraten und des Beschaffens eines geplanten Abfahrzeitpunkts ferner umfassen, dass bevorzugte Elektrizitätsraten und ein geplanter Abfahrzeitpunkt aus einem von einem Anwender gewählten Aufladeprofil beschafft werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bestimmens einer Auflademenge, die benötigt wird, um die Batterie vollständig aufzuladen, ferner umfasst, dass: ein aktuelles Ladezustandsniveau für die Batterie bestimmt wird, ein Ladezustandsniveau mit vollständiger Aufladung für die Batterie bestimmt wird, und eine Auflademenge berechnet wird, die benötigt wird, um die Batterie vollständig aufzuladen, so dass das aktuelle Ladezustandsniveau auf das vollständig aufgeladene Ladezustandsniveau gebracht wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Bestimmens einer Auflademenge, die zum vollständigen Aufladen der Batterie benötigt wird, ferner umfasst, dass: eine Zeitmenge bestimmt wird, die bis zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt zur Verfügung steht, dass eine Zeitmenge, die zum vollständigen Aufladen der Batterie benötigt wird, mit der Zeitmenge verglichen wird, die bis zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt zur Verfügung steht, und dass festgestellt wird, ob es genügend Zeit gibt, um die Batterie bis zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt vollständig aufzuladen.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Entwickelns eines Aufladeplans ferner umfasst, dass: ein oder mehrere Zeitsegmente einer ersten Kategorie zwischen einem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt identifiziert werden, festgestellt wird, ob es genügend Zeitsegmente der ersten Kategorie gibt, um die Batterie vollständig aufzuladen, und dann, wenn es genügend Zeitsegmente der ersten Kategorie gibt, um die Batterie vollständig aufzuladen, ein Teil der Zeitsegmente der ersten Kategorie, die dem geplanten Abfahrzeitpunkt am nächsten liegen, zu dem Aufladeplan hinzugefügt werden, so dass das Aufladen innerhalb der Zeitsegmente der ersten Kategorie zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt hin verschoben wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Zeitsegmente der ersten Kategorie Zeitsegmenten mit niedriger Rate entsprechen.
  7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Schritt des Entwickelns eines Aufladeplans dann, wenn es nicht genügend Zeitsegmente der ersten Kategorie gibt, um die Batterie vollständig aufzuladen, ferner umfasst, dass: ein oder mehrere Zeitsegmente einer zweiten Kategorie zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt identifiziert werden, festgestellt wird, ob die Zeitsegmente der zweiten Kategorie die bevorzugten Elektrizitätsraten erfüllen, festgestellt wird, ob es genügend Zeitsegmente der ersten und zweiten Kategorie gibt, die in Kombination die Batterie vollständig aufladen, und dann, wenn die Zeitsegmente der zweiten Kategorie die bevorzugten Elektrizitätsraten erfüllen und es genügend Zeitsegmente der ersten und zweiten Kategorie gibt, die in Kombination die Batterie vollständig aufladen, ein Teil der Zeitsegmente der zweiten Kategorie, die dem geplanten Abfahrzeitpunkt am nächsten liegen, zu dem Aufladeplan hinzugefügt wird, so dass das Aufladen innerhalb der Zeitsegmente der zweiten Kategorie zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt hin verschoben wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Zeitsegmente der ersten Kategorie Zeitsegmenten mit niedriger Rate entsprechen und die Zeitsegmente der zweiten Kategorie Zeitsegmenten mit mittlerer Rate mit höheren Elektrizitätskosten als bei den Zeitsegmenten mit niedriger Rate entsprechen.
  9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei dann, wenn die Zeitsegmente der zweiten Kategorie die bevorzugten Elektrizitätsraten nicht erfüllen, ein Aufladeplan entwickelt wird, der nur Zeitsegmente der ersten Kategorie enthält, aber die Batterie nicht vollständig auflädt.
  10. Verfahren nach Anspruch 7, wobei dann, wenn es nicht genügend Zeitsegmente der ersten und zweiten Kategorie gibt, um die Batterie vollständig aufzuladen, der Schritt des Entwickelns eines Aufladeplans ferner umfasst, dass: ein oder mehrere Zeitsegmente einer dritten Kategorie zwischen dem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt identifiziert werden, festgestellt wird, ob die Zeitsegmente der dritten Kategorie die bevorzugten Elektrizitätsraten erfüllen, festgestellt wird, ob es genügend Zeitsegmente der ersten, zweiten und dritten Kategorie gibt, die in Kombination die Batterie vollständig aufladen, und wenn die Zeitsegmente der dritten Kategorie die bevorzugten Elektrizitätsraten erfüllen und es genügend Zeitsegmente der ersten, zweiten und dritten Kategorie gibt, die in Kombination die Batterie vollständig aufladen, ein Teil der Zeitsegmente der dritten Kategorie, die dem geplanten Abfahrzeitpunkt am nächsten liegen, zu dem Aufladeplan hinzugefügt wird, so dass das Aufladen in den Zeitsegmenten der dritten Kategorie zu dem geplanten Abfahrzeitpunkt hin verschoben wird.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Zeitsegmente der ersten Kategorie Zeitsegmenten mit niedriger Rate entsprechen, die Zeitsegmente der zweiten Kategorie Zeitsegmenten mit mittlerer Rate entsprechen, die höhere Elektrizitätskosten als die Zeitsegmente mit niedriger Rate aufweisen, und die Zeitsegmente der dritten Kategorie Zeitsegmenten mit hoher Rate entsprechen, die höhere Elektrizitätskosten aufweisen als die Zeitsegmente mit mittlerer Rate.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei dann, wenn die Zeitsegmente der dritten Kategorie die bevorzugten Elektrizitätsraten nicht erfüllen, ein Aufladeplan entwickelt wird, der nur die Zeitsegmente der ersten und zweiten Kategorie enthält, aber die Batterie nicht vollständig auflädt.
  13. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt umfasst, dass: ein Elektrizitätsratenplan von einem Energieversorgungsunternehmen beschafft wird und der Elektrizitätsratenplan verwendet wird, wenn festgestellt wird, ob der Aufladeplan die bevorzugten Elektrizitätsraten erfüllt.
  14. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner den Schritt umfasst, dass: die Batterie in dem Steckdosen-Elektrofahrzeug in Übereinstimmung mit dem entwickelten Aufladeplan aufgeladen wird.
  15. Verfahren zum Aufladen einer Batterie in einem Steckdosen-Elektrofahrzeug, wobei das Verfahren die Schritte umfasst, dass: ein Elektrizitätsratenplan beschafft wird; bevorzugte Elektrizitätsraten beschafft werden; ein geplanter Abfahrzeitpunkt beschafft wird; mehrere Zeitsegmente zwischen einem aktuellen Zeitpunkt und dem geplanten Abfahrzeitpunkt identifiziert werden, welche die bevorzugten Elektrizitätsraten in Übereinstimmung mit dem Elektrizitätsratenplan erfüllen; und ein Aufladeplan zum Aufladen der Batterie mit einem Steuerungsmodul entwickelt wird, wobei der Aufladeplan ein oder mehrere Zeitsegmente von den mehreren Zeitsegmenten enthält und entworfen ist, um den Aufladeprozess so nahe bei dem geplanten Abfahrzeitpunkt wie möglich abzuschließen, um die Zeitmenge zwischen dem Abschluss des Aufladeprozesses und dem geplanten Abfahrzeitpunkt zu minimieren.
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