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GEBIET DER TECHNIK
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Diese Offenbarung betrifft das Kühlen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs.
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HINTERGRUND
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Ein Elektrofahrzeug umfasst eine Traktionsbatterie und einen Elektromotor. Der Motor wandelt elektrische Energie von der Batterie in ein Motordrehmoment für den Fahrzeugantrieb um.
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Die Traktionsbatterie eines Batterie-Elektrofahrzeugs (BEV, Battery Electric Vehicle) und eines Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugs (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) ist mit Energie aus dem elektrischen Netz wiederaufladbar. Das Wiederaufladen einer Batterie kann bei verschiedenen Raten durchgeführt werden. Beispielsweise ist „DC-Schnellladung“ ein Wiederaufladeprozess, welcher Hochspannung und Hochstrom verwendet, um die Ladezeit zu reduzieren und dadurch die Batterie relativ schnell aufzufüllen. Eine Batterie kann auch mit normalem Leitungsstrom durch induktives Laden oder durch andere Verfahren wieder aufgeladen werden.
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Unabhängig vom Verfahren erzeugt das Wiederaufladen Wärme, welche die Batterietemperatur erhöhen kann. Es kann daher wünschenswert sein, die Batterie in Erwartung einer Wiederaufladung vorzukühlen, um die Batterietemperatur innerhalb einer wünschenswerten Grenze aufrechtzuerhalten.
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KURZFASSUNG
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In einer Ausführungsform wird ein Verfahren für ein Elektrofahrzeug, wie beispielsweise ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) und ein Batterie-Elektrofahrzeug (BEV, Battery Electric Vehicle), bereitgestellt. Das Verfahren umfasst das Vorkühlen einer Traktionsbatterie des Fahrzeugs bei einer Anzeige, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation gefahren wird. Die Vorkühlung kann abhängig von einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation angepasst werden. Die Vorkühlung kann auch abhängig von einer Rate der Wiederaufladung, einer Temperatur der Batterie relativ zu einem vordefinierten maximalen Batterietemperaturschwellenwert und/oder einem Ladezustand der Batterie angepasst werden.
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In einer Ausführungsform wird ein System für ein Elektrofahrzeug bereitgestellt. Das System umfasst ein Batteriekühlsystem und eine Steuerung. Das Batteriekühlsystem ist ausgelegt, um eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs zu kühlen. Die Steuerung ist ausgelegt, um das Batteriekühlsystem zu steuern, um die Batterie bei einer Anzeige, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation gefahren wird, vorzukühlen.
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In einer Ausführungsform wird ein Fahrzeug mit einer Traktionsbatterie und einem Batteriekühlsystem bereitgestellt. Das Batteriekühlsystem ist ausgelegt, um die Batterie bei einer Anzeige, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation gefahren wird, vorzukühlen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 veranschaulicht ein Blockschaltbild eines Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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2A und 2B veranschaulichen Flussdiagramme, welche den jeweiligen Betrieb der Vorkühlung der Traktionsbatterie des Fahrzeugs, während das Fahrzeug gefahren wird, in Erwartung einer Wiederaufladung der Batterie an einer Ladestation gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschreiben.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind hierin offenbart; es ist jedoch zu verstehen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die vorliegende Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Deshalb sind hierin offenbarte spezielle strukturelle und funktionelle Details nicht als beschränkend auszulegen, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um Fachleuten auf dem Gebiet zu lehren, wie sie die vorliegende Erfindung unterschiedlich einsetzen können.
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Bezug nehmend nun auf 1 ist ein Blockschaltbild eines Elektrofahrzeugs 10 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In dieser Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 ein Batterie-Elektrofahrzeug (BEV, Battery Electric Vehicle) ohne Brennkraftmaschine. In anderen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 ein Hybrid-Elektrofahrzeug einschließlich einer Brennkraftmaschine sein.
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Das Fahrzeug 10 umfasst eine Traktionsbatterie 12 und einen Elektromotor 14. Beispielsweise ist die Batterie 12 ein Lithium-Ionen-Batteriepack. Der Motor 14 wandelt elektrische Energie von der Batterie 12 in ein Motordrehmoment für den Fahrzeugantrieb um. Die Batterie 12 liefert elektrische Energie an den Motor 14 über einen Inverter (nicht gezeigt), welcher zwischen der Batterie und dem Motor verbunden ist. Die Batterie 12 entlädt, um dem Motor 14 die elektrische Energie zuzuführen. Der Motor 14 stellt einem Fahrzeugantriebsstrang das Motordrehmoment bereit, um ein oder mehrere Räder 16 des Fahrzeugs 10 anzusteuern, um das Fahrzeug anzutreiben.
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Die Batterie 12 ist mit elektrischer Energie vom externen elektrischen Netz an einer Ladestation 18 wiederaufladbar. Die Ladestation 18 stellt der Batterie 12 elektrische Energie aus dem elektrischen Netz bereit, um die Batterie wieder aufzuladen. Die Batterie 12 soll wieder aufgeladen werden, nachdem das Fahrzeug 10 für ein oder mehrere Fahrereignisse gefahren wurde, so dass die Batterie entladen wurde. Ein Wiederaufladeereignis umfasst, dass der Fahrzeugbediener das Fahrzeug 10 zur Ladestation 18 fährt und das Fahrzeug an der Ladestation parkt. Die Batterie 12 wird dann in die Ladestation 18 eingesteckt (d. h. mit ihr gekoppelt), um wieder aufgeladen zu werden.
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In dieser Ausführungsform stellt die Ladestation 18 der Batterie 12 während des Wiederaufladeprozesses elektrischen Strom mit relativ hoher Stromstärke bereit. Beispielsweise ist die Ladestation 18 eine Ladestation mit „DC-Schnellladung“, welche Hochspannung (z. B. 400–500 V) und Hochstrom (z. B. 100–300 A) zur Aufladung der Batterie 12 verwendet. Die Ladestation 18 kann die Batterie 12 unter Verwendung der Hochspannung und des Hochstroms relativ schnell laden. Die DC-Schnellladung ist ein Level-3-Ladeprozess, wie durch SAE J1772 definiert. In anderen Ausführungsformen kann die Ladestation elektrischen Strom mit noch höherer Stromstärke bereitstellen, um die Batterie 12 aufzuladen. In anderen Ausführungsformen stellt die Ladestation 18 der Batterie 12 während des Wiederaufladeprozesses elektrischen Strom mit relativ niedriger Stromstärke bereit. Beispielsweise ist die Ladestation 18 in diesen anderen Ausführungsformen ausgelegt, um einen Level-1- oder Level-2-Ladeprozess bereitzustellen, wie durch SAE J1772 definiert.
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Die Temperatur der Batterie 12 sollte während des Batteriebetriebs, wie beispielsweise während des Entladens und Ladens, innerhalb eines gegebenen Bereichs aufrechterhalten oder gehalten werden. Der Temperaturbereich hängt von der Art und/oder den Eigenschaften der Batterie 12 ab. Insbesondere sollte die Temperatur der Batterie 12 eine maximale Betriebstemperatur nicht überschreiten.
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Im Allgemeinen hängt die Temperatur der Batterie 12 von der Umgebungstemperatur (d. h. der Temperatur der Umgebung der Batterie) und der Rate, mit der die Batterie entladen oder geladen wird, ab. Die folgenden Beobachtungen können unter ansonsten gleichen Bedingungen gemacht werden. Die Temperatur der Batterie 12 wird bei einer hohen Umgebungstemperatur (z. B. an einem heißen Sommertag) höher als bei einer niedrigen Umgebungstemperatur (d. h. in einer kalten Winternacht) sein. Die Temperatur der Batterie 12 wird höher sein, wenn die Batterie schneller unter schweren Fahrbedingungen entladen wird und dadurch mehr Wärme im Vergleich zu leichten Fahrbedingungen erzeugt. Die Temperatur der Batterie 12 wird höher sein, wenn die Batterie mit Hochstrom geladen wird, welcher die Batterie schnell erwärmt, als wenn die Batterie mit niedrigerem Strom geladen wird, welcher die Batterie langsam erwärmt.
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Das Fahrzeug 10 umfasst ferner ein On-Board-Batteriekühlsystem 20, welches ausgelegt ist, um die Batterie 12 zu kühlen. Das Kühlsystem 20 arbeitet, um die Batterie 12 zu kühlen oder Wärme von ihr zu entfernen, um die Batterietemperatur unterhalb der maximalen Temperatur zu senken oder aufrechtzuerhalten. Beispielsweise führt das Kühlsystem 20 der Batterie 12 ein gekühltes Kühlmittel zu und leitet ein wärmeres Kühlmittel zum Kühlsystem zurück. Das Kühlsystem 20 kann die Wärme entweder durch Wärmetauscher (z. B. einen Kühler) an die Außenumgebung oder an den Innenraum des Fahrzeugs 10 abgeben.
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Die Effizienz des Kühlsystems 20 ist am optimalsten, wenn sich das Fahrzeug 10 bewegt. Die Effizienz ist am optimalsten aufgrund des erhöhten Luftflusses durch die Wärmetauscher. Somit weist das Kühlsystem 20 mehr Kühlkapazität auf, während das Fahrzeug 10 gefahren wird, im Gegensatz dazu, während das Fahrzeug an der Ladestation 18 geparkt ist. Das Kühlsystem 20 kann die Batterie 12 daher ausreichend kühlen, während das Fahrzeug 10 bei bestimmten hohen Umgebungstemperaturen gefahren wird, während das Kühlsystem keine ausreichende Kühlkapazität zum Kühlen der Batterie aufweisen kann, während das Fahrzeug bei den gleichen hohen Umgebungstemperaturen an der Ladestation 18 geparkt ist.
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Wenn das Kühlsystem 20 betrieben wird, während das Fahrzeug 10 an der Ladestation 18 geladen wird, empfängt das Kühlsystem elektrische Energie für seinen Betrieb von der Ladestation 18. Wenn das Kühlsystem 20 andererseits betrieben wird, während das Fahrzeug 10 gefahren wird, führt die Batterie 12 dem Kühlsystem elektrische Energie zu, um den Betrieb des Kühlsystems mit Energie zu versorgen. Als solche entlädt die Batterie 12 zusätzlich zur Entladung für den Fahrzeugantrieb, um das Kühlsystem 20 mit Energie zu versorgen, während das Fahrzeug 10 gefahren wird. Diese elektrische Energie, welche von der Batterie 12 für das Kühlsystem 20 entladen wird, steht daher nicht für den Fahrzeugantrieb zur Verfügung.
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Das Fahrzeug 10 umfasst ferner einen Batterietemperatursensor 22, einen Umgebungstemperatursensor 24 und einen Batterie-Ladezustands(SOC, State-of-Charge)-Sensor 26. Der Batterietemperatursensor 22 ist physisch mit der Batterie verbunden, um die Temperatur der Batterie zu detektieren. Der Umgebungstemperatursensor 24 ist ausgelegt, um die Temperatur der Umgebung zu detektieren. Der Batterie-Ladezustands(SOC, State-of-Charge)-Sensor 26 ist ein Prozessor oder dergleichen, welcher ausgelegt ist, um den Ladezustand der Batterie zu detektieren. Der Batterie-SOC-Sensor 26 hat Zugriff auf entsprechende Eingabeinformationen der Batterie 12 zum Detektieren des Batterieladezustands.
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Das Fahrzeug 10 umfasst ferner eine Steuerung 28 in Kommunikation mit dem Kühlsystem 20 und den Sensoren 22, 24 und 26. Die Steuerung 28 ist ausgelegt, um das Kühlsystem 20 zu steuern, um die Batterie 12 zu kühlen, um die Batterietemperatur unterhalb der maximalen Temperatur zu senken oder aufrechtzuerhalten. Die Steuerung 28 steuert das Kühlsystem 20 basierend auf der Batterietemperatur, der Umgebungstemperatur, der maximalen Betriebstemperatur und/oder dem Batterieladezustand.
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Zusätzlich ist die Steuerung 28 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ferner ausgelegt, um das Kühlsystem 20 zur Vorkühlung der Batterie 12 zu steuern, während das Fahrzeug 10 gefahren wird, in Erwartung einer Wiederaufladung der Batterie an der Ladestation 18. Die Steuerung 28 kühlt die Batterie 12 vor, während das Fahrzeug 10 gefahren wird, um den Vorteil zu nutzen, dass das Kühlsystem 20 aufgrund des erhöhten Luftflusses durch die Wärmetauscher zusätzliche Kühlkapazität aufweist. Das Kühlsystem 20 kann daher zusätzliche Kühlkapazität aufweisen, während das Fahrzeug 10 gefahren wird, um die Batterie 12 selbst bei hohen Umgebungstemperaturen vorzukühlen. Die Steuerung 28 steuert das Kühlsystem 20 zur Vorkühlung der Batterie 12, um die Batterietemperatur zu reduzieren, welche bei Initiierung des Vorkühlbetriebs bereits unterhalb der maximalen Temperatur sein sollte, dass sie weiter unterhalb der maximalen Temperatur liegt. Im Effekt dient der Vorkühlbetrieb zum Vergrößern der Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur der Batterie 12 und der maximalen Temperatur.
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Die Vorkühlung der Batterie 12 zum Vergrößern der Temperaturdifferenz zwischen der Batterietemperatur und der maximalen Temperatur vor dem Wiederaufladeprozess an der Ladestation 18 ist wünschenswert. Sie ist wünschenswert, da sich die Batterie 12 während des Wiederaufladens erwärmt. Insbesondere erwärmt sich die Batterie 12 schnell während eines Wiederaufladeprozesses, wie beispielsweise DC-Schnellladung, welche relativ hohen Strom verwendet. Diese erhöhte Wärmemenge kann für das Kühlsystem 20 zu viel sein, um sie zu beseitigen, während das Fahrzeug 10 an der Ladestation 18 geparkt ist, unter Berücksichtigung, dass das Kühlsystem nicht so gut funktioniert, wenn das Fahrzeug geparkt ist. Somit wird die Batterietemperatur während der Wiederaufladung selbst bei Betrieb des Kühlsystems 20 steigen. Falls sich die Batterietemperatur bei Initiierung des Wiederaufladeprozesses bereits in der Nähe der maximalen Temperatur befindet, dann wird die Batterietemperatur steigen und die maximale Temperatur während des Wiederaufladeprozesses erreichen. Separat oder in Verbindung damit, dass die Batterietemperatur anfänglich in der Nähe der Umgebungstemperatur liegt, falls die Umgebungstemperatur relativ hoch ist, während das Fahrzeug 10 an der Ladestation 18 geparkt ist, dann wird die Batterietemperatur steigen und während des Wiederaufladeprozesses die maximale Temperatur erreichen. Folglich muss die Wiederaufladung verlangsamt werden (z. B. Reduzieren der Stromstärke des Stroms von der Ladestation 18) oder verhindert werden (z. B. Pausieren oder Stoppen des Wiederaufladeprozesses), um die Batterietemperatur unterhalb der maximalen Temperatur zu halten.
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Die Vorkühlung der Batterie 12 zum Vergrößern der Temperaturdifferenz zwischen der Batterietemperatur und der maximalen Temperatur vor dem Wiederaufladeprozess bewirkt, dass die Batterietemperatur bei Initiierung des Wiederaufladeprozesses nicht in der Nähe der maximalen Temperatur liegt. Obwohl die Batterietemperatur während des Wiederaufladeprozesses trotz des Betriebs des Kühlsystems 20 ansteigen kann, sollte der Wiederaufladeprozess folglich zu Ende geführt werden können, bevor die Batterietemperatur die maximale Temperatur erreicht. Als solcher muss der Wiederaufladeprozess nicht verlangsamt oder verhindert werden. Ferner kann das Kühlsystem 20 bei einer ausreichend großen Temperaturdifferenz zwischen der Batterietemperatur und der maximalen Temperatur bei der Initiierung des Wiederaufladeprozesses nicht erforderlich sein, um während des Wiederaufladeprozesses überhaupt zu arbeiten, abhängig von den Umgebungstemperaturbedingungen und/oder der Dauer und Rate des Wiederaufladeprozesses.
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Das Kühlsystem 20 verbraucht elektrische Energie von der Batterie 12, damit der Vorkühlbetrieb durchgeführt wird, während das Fahrzeug 10 gefahren wird. Als solche wird die Batterie 12 weniger elektrische Energie für den Fahrzeugantrieb aufweisen. In Erwartung eines Wiederaufladeereignisses an der Ladestation 18 ist die Steuerung 28 ausgelegt, um (i) die zusätzliche elektrische Energie der Batterie 12, welche vom Kühlsystem 20 für den Vorkühlbetrieb verbraucht wird, mit (ii) der Entfernung vom Fahrzeug 10 zur Ladestation 18 auszugleichen, um sicherzustellen, dass das Fahrzeug die Reichweite aufweist, um die Ladestation zu erreichen. Die Entfernung vom Fahrzeug 10 zur Ladestation 18 in Erwartung des Wiederaufladeereignisses an der Ladestation ist die Information der Entfernung bis zur Aufladung (DUC, Distance until Charge). Zusätzlich zu der Batterietemperatur, der Umgebungstemperatur, der maximalen Temperatur und/oder dem Batterieladezustand ist die Steuerung 28 als solche ferner ausgelegt, um das Kühlsystem 20 basierend auf DUC-Informationen zu steuern.
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Die Steuerung 28 wird in Kenntnis gesetzt, wann ein Wiederaufladeereignis beginnen wird, um zu wissen, wann der Vorkühlbetrieb initiiert werden soll. Das heißt, die Steuerung 28 wird in Kenntnis gesetzt, wenn der Fahrzeugfahrer entscheidet, das Fahrzeug 10 mit der Absicht, die Batterie 12 wieder aufzuladen, zur Ladestation 18 zu fahren. Die Steuerung 28 wird auch über die Entfernung zwischen dem Fahrzeug 10 und der Ladestation 18 zum Zeitpunkt, wenn der Fahrzeugfahrer entscheidet, das Fahrzeug zur Ladestation zu fahren, um die Batterie 12 wieder aufzuladen, in Kenntnis gesetzt. Ferner kann die Steuerung 28 über die Art der Ladung (z. B. „Schnellladung“) in Kenntnis gesetzt werden, welche an der Ladestation 18 durchgeführt werden soll. Solche kollektiven Informationen, über die die Steuerung 28 in Kenntnis gesetzt wird, werden als „Wiederaufladeereignisinformationen“ bezeichnet.
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Das Fahrzeug 10 umfasst ferner eine Wiederaufladeereignis-Benachrichtigungseingabe 30 zum Kommunizieren der Wiederaufladeereignisinformationen an die Steuerung 28. Mehrere Verfahren können verwendet werden, um der Steuerung 28 die Wiederaufladeereignisinformationen zu kommunizieren, und die Wiederaufladeereignis-Benachrichtigungseingabe 30 kann verschiedene Formen annehmen, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 2A und 2B beschrieben.
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Bezug nehmend nun auf 2A, mit fortwährendem Bezug auf 1, ist ein Flussdiagramm 40 gezeigt, welches den Betrieb der Vorkühlung der Batterie 12, während das Fahrzeug 10 gefahren wird, in Erwartung einer Wiederaufladung an einer Ladestation gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. In dieser Ausführungsform wird das Fahrzeug 10 bereits gefahren, wie in Block 42 angezeigt, bevor die Steuerung 28 über die Wiederaufladeereignisinformationen in Kenntnis gesetzt wird. In anderen Ausführungsformen kann die Bereitstellung der Wiederaufladeereignisinformationen an die Steuerung 28 dem Fahren des Fahrzeugs 10 vorausgehen.
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Der Betrieb umfasst einen Bediener (z. B. den Fahrzeugfahrer), welcher eine „Schnellladungs“-Taste betätigt, wie in Block 44 angezeigt, um die Steuerung 28 in Kenntnis zu setzen, dass der Fahrer beabsichtigt, die Batterie 12 an einer „Schnellladungs“-Ladestation wieder aufzuladen. Als solche wird die Steuerung 28 in Kenntnis gesetzt, dass der Fahrer das Fahrzeug 10 zur Aufladung der Batterie 12 zu einer Ladestation fährt und dass die Aufladung eine „Schnellladungs“-Aufladung sein wird. In dieser Ausführungsform nimmt die Wiederaufladeereignis-Benachrichtigungseingabe 30 die Form der „Schnellladungs“-Taste an.
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In Verbindung mit der Betätigung der „Schnellladungs“-Taste seitens des Fahrers umfasst der Betrieb ferner, dass der Bediener den Entfernungsbereich zwischen dem derzeitigen Standort des Fahrzeugs 10 und dem Standort der Ladestation 18 manuell eingibt, wie in Block 46 angezeigt. Der vom Fahrer manuell eingegebene Entfernungsbereich ist die Schätzung des Fahrers der tatsächlichen Entfernung zwischen dem Fahrzeug 10 und der Ladestation 18. Die Steuerung 28 kann eine zusätzliche Entfernung zum manuell eingegebenen Entfernungsbereich hinzufügen, um eine schlechte Schätzung anzupassen und dadurch zu einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug 10 und der Ladestation 18 zu gelangen. Bei jedem Ereignis ist diese Entfernung die Entfernung bis zur Aufladung (DUC, Distance until Charge).
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Wie beschrieben, ist der Prozess der Übermittlung der Wiederaufladeereignisinformationen an die Steuerung 28 in dieser Ausführungsform ein manueller Prozess.
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Der Betrieb umfasst ferner, dass die Steuerung 28 das Kühlsystem 20 zur Vorkühlung der Batterie 12 steuert, während das Fahrzeug 10 zur Ladestation 18 gefahren wird, wie in Block 48 angezeigt. In dieser Ausführungsform kühlt die Steuerung 28 die Batterie 12 basierend auf der Art der Wiederaufladung, welche an der Ladestation 18 durchgeführt werden soll (in diesem Fall „Schnellladung“), und der DUC vor. Die Steuerung 28 kann die Batterie 12 ferner basierend auf der Batterietemperatur, der Umgebungstemperatur, der maximalen Temperatur und/oder dem Batterieladezustand vorkühlen.
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Als Ergebnis kann die Batterie 12 auf eine kühlere Batterietemperatur vorgekühlt werden; dadurch wird ermöglicht, dass die Wärmespeicherkapazität der Batterie während des Wiederaufladeprozesses verwendet wird, um die Batterietemperatur unterhalb der maximalen Temperatur zu halten.
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Bezug nehmend nun auf 2B, mit fortwährendem Bezug auf 1, ist ein Flussdiagramm 50 gezeigt, welches den Betrieb der Vorkühlung der Batterie 12, während das Fahrzeug 10 gefahren wird, in Erwartung einer Wiederaufladung an einer Ladestation gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt. In dieser Ausführungsform wird das Fahrzeug 10 bereits gefahren, bevor die Steuerung 28 über die Wiederaufladeereignisinformationen in Kenntnis gesetzt wird, wie durch Block 52 angezeigt, aber die Bereitstellung der Wiederaufladeereignisinformationen an die Steuerung kann dem Fahren des Fahrzeugs vorausgehen, wie oben beschrieben.
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Der Betrieb umfasst, dass der Fahrer ein Navigationssystem des Fahrzeugs 10 in Kenntnis setzt, dass der Fahrer beabsichtigt, die Batterie 12 an einer bestimmten Ladestation, wie beispielsweise Ladestation 18, „schnell zu laden“, wie in Block 54 angezeigt. Als solche wird die Steuerung 28 in Kenntnis gesetzt, dass der Fahrer das Fahrzeug 10 zu einer Ladestation zur „Schnellladung“ der Batterie 12 fährt. In dieser Ausführungsform nimmt die Wiederaufladeereignis-Benachrichtigungseingabe 30 die Form des Navigationssystems des Fahrzeugs an. Der Fahrer verwendet den Berührungsbildschirm des Navigationssystems, um die Steuerung 28 in Kenntnis zu setzen, dass die nächste Wiederaufladung der Batterie eine „Schnellladung“ und die bestimmte Ladestation 18 sein wird, zu der der Fahrer beabsichtigt, das Fahrzeug 10 zur Wiederaufladung der Batterie zu fahren. Das Navigationssystem berechnet die Entfernung zwischen dem Fahrzeug 10 und der Ladestation 18 (d. h. die DUC) unter Verwendung von Informationen eines globalen Positionsbestimmungssystems (GPS, Global Positioning System). Wie beschrieben, ist der Prozess der Übermittlung der Wiederaufladeereignisinformationen an die Steuerung 28 in dieser Ausführungsform ein automatischer Prozess basierend auf dem Navigationssystem des Fahrzeugs 10 und GPS-Informationen.
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Der Betrieb umfasst ferner, dass die Steuerung 28 das Kühlsystem 20 zur Vorkühlung der Batterie 12 steuert, während das Fahrzeug 10 zur Ladestation 18 gefahren wird, wie in Block 56 angezeigt. In dieser Ausführungsform kühlt die Steuerung 28 die Batterie 12 basierend auf der Art der Wiederaufladung, welche an der Ladestation 18 durchgeführt werden soll (in diesem Fall „Schnellladung“), und der DUC vor. Die Steuerung 28 kann die Batterie 12 ferner basierend auf der Batterietemperatur, der Umgebungstemperatur, der maximalen Temperatur und/oder dem Batterieladezustand vorkühlen. Als Ergebnis kann die Batterie 12 auf eine kühlere Batterietemperatur vorgekühlt werden; dadurch wird ermöglicht, dass die Wärmespeicherkapazität der Batterie während des Wiederaufladeprozesses verwendet wird, um die Batterietemperatur unterhalb der maximalen Temperatur zu halten.
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Verfahren und Systeme zum Vorkühlen der Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs, während das Fahrzeug gefahren wird, in Erwartung einer Wiederaufladung der Batterie an einer Ladestation sind beschrieben worden. Die Bereitstellung einer solchen Vorkühlung kann die folgenden Vorteile umfassen: verlängerte Batterielebensdauer bei häufiger Durchführung einer „Schnellladung“; reduzierte Zeit an der („Schnellladungs-“)Ladestation; die präemptive Batteriekühlung ermöglicht eine optimale Dimensionierung des Batteriekühlsystems und kann zu kleineren Komponenten mit geringeren Kosten führen; das Fahrzeug kann in der Lage sein, sowohl die Batterietemperatur als auch den Kabinenkomfort während der („Schnellladungs-“)Aufladung über einen größeren Bereich von Umgebungstemperaturen für einen gegebenen Satz von Hardware zu verwalten; und wenn das Fahrzeug in Kenntnis gesetzt wird, dass die nächste Wiederaufladung eine „langsame“ Aufladung sein wird, kann der Batterietemperatur eine Erhöhung ermöglicht werden, wodurch der Energieverbrauch des Kühlsystems reduziert wird, was den Fahrbereich vergrößert und die Aufladungskosten reduziert.
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Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der vorliegenden Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Worte beschreibende und nicht beschränkende Worte, und es versteht sich, dass verschiedene Veränderungen vorgenommen werden können, ohne vom Wesen und Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Darüber hinaus können die Merkmale verschiedener Implementierungsausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu bilden.
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Es wird ferner beschrieben:
- A. Verfahren für ein Elektrofahrzeug, umfassend:
Vorkühlen einer Traktionsbatterie des Fahrzeugs bei einer Anzeige, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation gefahren wird.
- B. Verfahren nach A, ferner umfassend:
Anpassen der Vorkühlung abhängig von einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation.
- C. Verfahren nach A, ferner umfassend:
Empfangen der Anzeige von einem Fahrzeugbenutzer.
- D. Verfahren nach B, ferner umfassend:
Empfangen der Entfernung von einem Fahrzeugbenutzer.
- E. Verfahren nach A, ferner umfassend:
Empfangen der Anzeige von einem Navigationssystem.
- F. Verfahren nach B, ferner umfassend:
Empfangen der Entfernung von einem Navigationssystem.
- G. Verfahren nach A, ferner umfassend:
Anpassen der Vorkühlung abhängig von einer Rate der Wiederaufladung.
- H. Verfahren nach A, ferner umfassend:
Anpassen der Vorkühlung abhängig von einer Umgebungstemperatur einer Umgebung der Batterie.
- I. Verfahren nach A, ferner umfassend:
Anpassen der Vorkühlung abhängig von einer Temperatur der Batterie relativ zu einer vordefinierten maximalen Batterietemperatur.
- J. Verfahren nach A, ferner umfassend:
Anpassen der Vorkühlung abhängig von einem Ladezustand der Batterie.
- K. Verfahren nach A, wobei:
das Fahrzeug ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV, Plug-in Hybrid Electric Vehicle) ist.
- L. Verfahren nach A, wobei:
das Fahrzeug ein Batterie-Elektrofahrzeug (BEV, Battery Electric Vehicle) ohne Brennkraftmaschine ist.
- M. System für ein Elektrofahrzeug, umfassend:
ein Batteriekühlsystem, welches ausgelegt ist, um eine Traktionsbatterie des Fahrzeugs zu kühlen; und
eine Steuerung, welche ausgelegt ist, um das Batteriekühlsystem zu steuern, um die Batterie bei einer Anzeige, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation gefahren wird, vorzukühlen.
- N. System nach M, wobei:
die Steuerung ferner ausgelegt ist, um die Vorkühlung abhängig von einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation anzupassen.
- O. System nach N, wobei:
die Steuerung ferner ausgelegt ist, um die Entfernung von wenigstens einem von einem Fahrzeugbenutzer und einem Navigationssystem zu empfangen.
- P. System nach M, wobei:
die Steuerung ferner ausgelegt ist, um die Anzeige von wenigstens einem von einem Fahrzeugbenutzer und einem Navigationssystem zu empfangen.
- Q. System nach M, wobei:
die Steuerung ferner ausgelegt ist, um die Vorkühlung abhängig von einer Rate der Wiederaufladung anzupassen.
- R. System nach M, wobei:
die Steuerung ferner ausgelegt ist, um die Vorkühlung abhängig von wenigstens einem von einer Umgebungstemperatur einer Umgebung der Batterie, einer Temperatur der Batterie relativ zu einer vordefinierten maximalen Batterietemperatur und einem Ladezustand der Batterie anzupassen.
- S. Fahrzeug, umfassend:
eine Traktionsbatterie; und
ein Batteriekühlsystem, welches ausgelegt ist, um die Batterie bei einer Anzeige, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation gefahren wird, vorzukühlen.
- T. Fahrzeug nach S, wobei:
das Batteriekühlsystem ferner ausgelegt ist, um die Vorkühlung abhängig von einer Entfernung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation anzupassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- SAE J1772 [0014]
- SAE J1772 [0014]
