DE102015217684A1 - Device and method for recharging an electrical energy storage device for a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung (100) zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung (100) umfasst: eine Rechnereinrichtung (10), welche dazu ausgelegt ist, ein Energieertragsmodell für eine Photovoltaikanlage des Kraftfahrzeuges und ein Energieverbrauchsmodell für elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeuges zu erstellen und basierend auf dem Energieertragsmodell und auf dem Energieverbrauchsmodell eine prädiktive Energiebilanz für das Kraftfahrzeug zu ermitteln; und eine Regelungseinrichtung (20), welche dazu ausgelegt ist, basierend auf der prädiktiven Energiebilanz eine Betriebsstrategie für einen elektrischen Generator zum Nachladen des elektrischen Energiespeichers zu ermitteln.The present invention relates to a device (100) for recharging an electrical energy store for a motor vehicle, the device (100) comprising: a computer device (10) which is adapted to an energy yield model for a photovoltaic system of the motor vehicle and an energy consumption model for electrical consumers of the motor vehicle and to determine a predictive energy balance for the motor vehicle based on the energy yield model and on the energy consumption model; and a control device (20) which is designed to determine an operating strategy for an electrical generator for recharging the electrical energy store based on the predictive energy balance.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Laderegelungen für elektrische Energiespeicher für Kraftfahrzeuge. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug. The present invention relates to charging controls for electrical energy storage devices for motor vehicles. In particular, the present invention relates to a device for recharging an electrical energy storage device for a motor vehicle and a method for recharging an electrical energy storage device for a motor vehicle.
Kraftfahrzeuge werden mit Photovoltaikanlagen ausgestattet, die während der Tagesstunden einen elektrischen Energiespeicher des Kraftfahrzeuges laden können. Dabei kann das Laden des elektrischen Energiespeichers während der Fahrt des Kraftfahrzeuges, aber auch im stehenden Betrieb des Kraftfahrzeuges vorgenommen werden. Die Photovoltaikanlagen sind dabei mit dem elektrischen Bordnetz des Kraftfahrzeuges gekoppelt und können dem Bordnetz elektrische Energie bereitstellen. Motor vehicles are equipped with photovoltaic systems that can charge an electrical energy storage of the motor vehicle during the daytime. In this case, the charging of the electrical energy storage device can be carried out while the motor vehicle is driving, but also during stationary operation of the motor vehicle. The photovoltaic systems are coupled to the electrical system of the motor vehicle and can provide electrical power to the electrical system.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen. It is an object of the present invention to provide an improved apparatus and method for recharging an electrical energy store for a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Figuren der Zeichnungen zu entnehmen. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Embodiments and further developments can be taken from the dependent claims, the description and the figures of the drawings.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Rechnereinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, ein Energieertragsmodell für eine Photovoltaikanlage des Kraftfahrzeuges und ein Energieverbrauchsmodell für elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeuges zu erstellen und basierend auf dem Energieertragsmodell und auf dem Energieverbrauchsmodell eine prädiktive Energiebilanz für das Kraftfahrzeug zu ermitteln; und eine Regelungseinrichtung, welche dazu ausgelegt ist, basierend auf der prädiktiven Energiebilanz eine Betriebsstrategie für einen elektrischen Generator zum Nachladen des elektrischen Energiespeichers zu ermitteln. A first aspect of the present invention relates to a device for recharging an electrical energy store for a motor vehicle, the device comprising: a computer device which is designed to create an energy yield model for a photovoltaic system of the motor vehicle and an energy consumption model for electrical consumers of the motor vehicle and based to determine a predictive energy balance for the motor vehicle on the energy yield model and on the energy consumption model; and a control device, which is designed to determine an operating strategy for an electrical generator for recharging the electrical energy store based on the predictive energy balance.
Mit anderen Worten ausgedrückt, die vorliegende Erfindung ermöglicht, eine abgestimmte und prädiktive Ladestrategie bzw. Nachladestrategie für den elektrischen Energiespeicher zu ermitteln, welche auf Grundlage der Leistungen des elektrischen Generators und der Photovoltaikanlage erarbeitet wird und zu einem reduzierten Energieverbrauch führt, da der Generator nur bis zu einer bestimmten Leistungsstufe eingesetzt wird, um den Grundbedarf des Bornetzes zu decken. In other words, the present invention makes it possible to determine a coordinated and predictive charging strategy for the electrical energy storage, which is based on the performance of the electric generator and the photovoltaic system and leads to a reduced energy consumption, since the generator only until at a certain level of performance to meet the basic needs of the Bornetzes.
Mit anderen Worten ausgedrückt, eine ausgewogene Nachladestrategie zum Nachladen des elektrischen Energiespeichers wird bereitgestellt, so dass der Energiebedarf in Form von chemischen Kraftstoffen minimiert wird, wobei die chemischen Kraftstoffe beispielsweise für eine Brennkraftmaschine zum Antreiben des elektrischen Generators zum Nachladen des elektrischen Energiespeichers verwendet werden. In other words, a balanced recharging strategy for recharging the electric energy storage is provided so that the energy demand in the form of chemical fuels is minimized, the chemical fuels being used for example for an internal combustion engine for driving the electric generator for recharging the electric energy storage.
Dabei kann die Vorrichtung zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers individuelle Fahreigenschaften, wie etwa Verbrauchernutzung oder Bordnetzbelastung, und Fahrziele bzw. Fahrzeiten beim Erstellen des Energieertragsmodells bzw. des Energieverbrauchsmodells berücksichtigen. In this case, the device for recharging an electrical energy store individual driving characteristics, such as consumer use or electrical system load, and travel destinations or travel times when creating the energy yield model or the energy consumption model into account.
Neben den prädiktiven Nachladeberechnungen während der Fahrt kann auch die Nachladefähigkeit durch die Photovoltaikanlage während der Stillstandzeiten des Kraftfahrzeugs nach der Fahrt mitberücksichtigt werden. Dabei kann die Vorrichtung dazu ausgelegt sein, den gewählten Standort des Kraftfahrzeug zu berücksichtigen und die dort voraussichtliche zu erwartenden solare Energieerzeugung der Photovoltaikanlage des Kraftfahrzeug bei der Nachladeberechnung zu ermitteln. In addition to the predictive Nachladeberechnungen while driving and the Nachladefähigkeit can be taken into account by the photovoltaic system during the downtime of the motor vehicle after the trip. In this case, the device may be designed to take into account the selected location of the motor vehicle and to determine there the anticipated expected solar energy production of the photovoltaic system of the motor vehicle in the reload calculation.
Zudem kann die Vorrichtung zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers vorteilhaft berücksichtigen, welche elektrische Energie durch Rekuperationsphasen zusätzlich gewonnen werden können bzw. in welchen Phasen der Fahrt über den elektrischen Generator gegebenenfalls keine elektrische Energie erzeugt werden kann, da sich das System zum Beispiel in einem Start/Stoppmodus oder in einem Engine-Off-Coasting – komplette Abschalten des (Verbrennungs-)Motors – befindet. In addition, the device for reloading an electrical energy store can advantageously take into account which electrical energy can be additionally recovered by recuperation phases or in which phases of the journey via the electrical generator, if necessary, no electrical energy can be generated, since the system is in a startup / Stop mode or in an engine-off coasting - complete shutdown of the (combustion) engine - is located.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, eine energetisch sinnvolle Fahrstrategie für Hybridfahrzeuge bereitzustellen. The present invention advantageously makes it possible to provide an energy-efficient driving strategy for hybrid vehicles.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, die energetische Wirkungsgradkette des Hybridfahrzeuges positiv zu beeinflussen. The present invention advantageously makes it possible to positively influence the energy efficiency chain of the hybrid vehicle.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass Sonnenenergie als Primärenergieträger verwendet wird und sichert so eine umweltschonende Fahrweise. The present invention advantageously allows solar energy to be used as a primary energy source, thus ensuring an environmentally friendly driving style.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht vorteilhaft, dass ein geringerer Einsatz des elektrischen Generators zum Nachladen des elektrischen Energiespeichers und insbesondere ein geringerer Einsatz einer mit dem elektrischen Generator verbundenen Brennkraftmaschine zum Nachladen der Batterie bzw. des elektrischen Energiespeichers ermöglicht wird, wodurch ein Minderverbrauch an konventioneller Primärenergie – beispielsweise Benzin oder Diesel oder Brennkraftstoffe – erreicht werden kann. The present invention advantageously makes it possible to reduce the use of the electric generator for recharging the electrical energy store and, in particular, to reduce the use of an internal combustion engine connected to the electric generator for recharging the battery or the electrical energy store, thereby reducing under-consumption Conventional primary energy - such as gasoline or diesel or fuel fuels - can be achieved.
Der Begriff Fahrzeug oder Kraftfahrzeug wie von der vorliegenden Erfindung verwendet umfasst beispielsweise ein Kraftfahrzeug, wie Auto, Bus oder Lastkraftwagen, oder aber auch ein Schienenfahrzeug, ein Schiff, ein Luftfahrzeug, wie Helikopter oder Flugzeug, oder beispielsweise um ein Fahrrad. Das Kraftfahrzeug kann dabei als ein Hybridfahrzeug oder als ein Hybridelektrokraftfahrzeug ausgebildet sein, etwa ein Kraftfahrzeug mit Elektromotor und einem Verbrennungsmotor. The term vehicle or motor vehicle as used by the present invention includes, for example, a motor vehicle, such as a car, bus or truck, or even a rail vehicle, a ship, an aircraft, such as a helicopter or airplane, or, for example, a bicycle. The motor vehicle may be designed as a hybrid vehicle or as a hybrid electric motor vehicle, such as a motor vehicle with an electric motor and an internal combustion engine.
Nach einem weiteren, zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst: Erstellen eines Energieertragsmodells für eine Photovoltaikanlage des Kraftfahrzeuges und eines Energieverbrauchsmodells für elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeuges mittels einer Rechnereinrichtung und Ermitteln einer prädiktiven Energiebilanz für das Kraftfahrzeug basierend auf dem Energieertragsmodell und auf dem Energieverbrauchsmodell; und Ermitteln einer Betriebsstrategie für einen elektrischen Generator zum Nachladen des elektrischen Energiespeichers basierend auf der prädiktiven Energiebilanz mittels einer Regelungseinrichtung. According to a further, second aspect of the present invention, a method is provided for recharging an electrical energy store for a motor vehicle, the method comprising the following method steps: creating an energy yield model for a photovoltaic system of the motor vehicle and a power consumption model for electrical consumers of the motor vehicle by means of a computer device and determining a predictive energy balance for the motor vehicle based on the energy yield model and on the energy consumption model; and determining an operating strategy for an electrical generator for recharging the electrical energy storage based on the predictive energy balance by means of a control device.
In anderen Worten ausgedrückt, die prädiktive Energiebilanz kann durch eine Summen bzw. Differenzbildung der prognostizierten Verbrauchs- und Ertragsenergiewerte ermittelt werden. In other words, the predictive energy balance can be determined by sums or differences between the predicted consumption and yield energy values.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the present invention are characterized in the subclaims.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Regelungseinrichtung dazu ausgelegt ist, einen Mindestladezustand des elektrischen Energiespeichers in Abhängigkeit des Energieertragsmodells abzusenken. In an advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the regulating device is designed to lower a minimum charging state of the electrical energy store as a function of the energy yield model.
In anderen Worten ausgedrückt, falls die Rechnereinrichtung ermittelt, dass für die Photovoltaikanlage ein zukünftig zu erwartender hoher Energieertrag – beispielsweise 8 h Standzeit auf einem sonnigen Parkplatz – prognostiziert wird, kann die Regelungseinrichtung einen Mindestladezustand des elektrischen Energiespeichers absenken – beispielsweise von 12 % auf 8 %, wobei bei der Unterschreitung des Mindestladezustandes des elektrischen Energiespeichers beispielsweise eine mit dem elektrischen Generator gekoppelte Brennkraftmaschine in Betrieb genommen wird, um den elektrischen Energiespeicher über eine Energiewandlung in dem elektrischen Generator nachzuladen. Durch die Absenkung von 12 % auf 8 % Mindestladezustand kann somit ein Einschalten der Brennkraftmaschine verhindert werden und die zunächst fehlende elektrische Energie wird später durch die Photovoltaikanlage bereitgestellt. In other words, if the computer device determines that a future expected high energy yield is predicted for the photovoltaic system - for example 8 hours of service life in a sunny parking lot - the control device can lower a minimum charging state of the electrical energy storage device - for example from 12% to 8%. , Wherein falls below the minimum state of charge of the electrical energy storage, for example, a coupled to the electric generator internal combustion engine is put into operation to recharge the electrical energy storage via an energy conversion in the electric generator. By lowering from 12% to 8% minimum state of charge thus switching on the internal combustion engine can be prevented and the initially missing electrical energy is provided later by the photovoltaic system.
Dies ermöglicht vorteilhaft, den Verbrauch von chemischer Primärenergie zu reduzieren. This advantageously makes it possible to reduce the consumption of primary chemical energy.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Regelungseinrichtung dazu ausgelegt ist, eine Einschaltdauer einer mit dem elektrischen Generator gekoppelten Brennkraftmaschine in Abhängigkeit des Energieertragsmodells abzusenken. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the regulating device is designed to lower a switch-on duration of an internal combustion engine coupled to the electric generator as a function of the energy yield model.
In anderen Worten ausgedrückt, falls eine erhöhte Sonneneinstrahlung oder eine erhöhte Leistung der Photovoltaikanlage prädiktiert wird, kann die Regelungseinrichtung die Energieeinspeisung aus der Brennkraftmaschine reduzieren. Mit dem Begriff „erhöht“ kann dabei eine über einem Normwert oder Erwartungswert liegende Sonneneinstrahlung bzw. Leistung der Photovoltaikanlage bezeichnet sein. In other words, if increased solar radiation or increased power of the photovoltaic system is predicted, the control device can reduce the energy input from the internal combustion engine. The term "increased" may mean a solar radiation or power of the photovoltaic system lying above a standard value or expected value.
Dies ermöglicht vorteilhaft, den Einsatz des elektrischen Generators zum Nachladen der Batterie zu reduzieren. This advantageously makes it possible to reduce the use of the electric generator for recharging the battery.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgelegt ist, das Energieertragsmodell für die Photovoltaikanlage in Abhängigkeit einer Wetterprognose für: i) eine vorrausichtlich zu befahrende Strecke des Kraftfahrzeuges; und/oder ii) einen voraussichtlichen Aufenthaltsort des Kraftfahrzeuges zu erstellen. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the computer device is designed to determine the energy yield model for the photovoltaic system as a function of a weather forecast for: i) a route of the motor vehicle which is intended to be traveled; and / or (ii) to establish a probable location of the motor vehicle.
Dies ermöglicht vorteilhaft, die zukünftig zu erwartende Leistung der Photovoltaikanlage genauer zu prognostizieren und basierend auf der verbesserten Genauigkeit der Prognose den Energieverbrauch an eingesetzter chemischer Primärenergie zu reduzieren. This advantageously makes it possible to more accurately forecast the future expected performance of the photovoltaic system and to reduce the energy consumption of primary chemical energy used based on the improved accuracy of the prognosis.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgelegt ist, das Energieertragsmodell für die Photovoltaikanlage in Abhängigkeit von: Topologiedaten; und/oder Navigationsdaten; und/oder Straßendaten und/oder Wetterdaten; und/oder Fahrverhaltensmusterdaten zu erstellen. Die Topologiedaten können neben reinen Geodaten des Geländes auch die topologischen Beziehungen mit den Straßendaten mitumfassen, so kann beispielsweise für jeden Punkt einer Fahrstrecke oder eines Standortes der Horizont berechnet werden, d.h. die Grenzlinie zwischen der sichtbaren Erde und dem Himmel, um die solare Einstrahlung an dem Punkt der Fahrstrecke oder des Standortes genauer berechnen zu können. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the computer device is designed to determine the energy yield model for the photovoltaic system as a function of: topology data; and / or navigation data; and / or road data and / or weather data; and / or to create vehicle behavior pattern data. The topology data can include not only pure geodata of the terrain but also the topological relationships with the road data, so for example, for each point of a route or a location, the horizon can be calculated, ie the boundary line between the visible earth and the sky to the solar irradiation calculate the point of the route or location more accurately.
Dies ermöglicht vorteilhaft, ein vernetztes Energiemanagement bereitzustellen und ein energieeffizientes Fahren zu ermöglichen. Die Topologiedaten, die Navigationsdaten, oder die Straßendaten können in digitalen Karten gespeichert werden. This advantageously makes it possible to provide networked energy management and to enable energy-efficient driving. The topology data, the navigation data, or the road data can be stored in digital maps.
Unter dem Begriff „digitale Karten“ oder „digitale Kartendaten“ sind auch Karten für fortschrittliche Fahrerassistenzsysteme (ADAS, Advanced Driver Assistance System) zu verstehen, ohne dass eine Navigation stattfindet. The term "digital maps" or "digital map data" is also understood to mean maps for advanced driver assistance systems (ADAS) without navigation.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgelegt ist, das Energieertragsmodell für die Photovoltaikanlage in Abhängigkeit von Sonnenaufgangs-, Sonnenuntergangs- oder Dämmerungszeiten;
und/oder solaren Einstrahlungsprognosen;
und/oder solaren Einstrahlungswinkelprognosen;
und/oder solaren Diffus- oder Direktstrahlungsprognosen;
und/oder Sonnenstandsdaten; und/oder Umgebungstemperaturdaten zu erstellen. In a further embodiment of the present invention, it is provided that the computer device is adapted to the energy yield model for the photovoltaic system as a function of sunrise, sunset or twilight times;
and / or solar irradiation forecasts;
and / or solar irradiation angle forecasts;
and / or solar diffuse or direct radiation prognoses;
and / or solar status data; and / or ambient temperature data.
Dies ermöglicht vorteilhaft, eine chemische Kraftstoffersparnis zu erreichen. This advantageously makes it possible to achieve a chemical fuel economy.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgelegt ist, das Energieertragsmodell und/oder das Energieverbrauchsmodell in Abhängigkeit von Daten aus anderen Kraftfahrzeugen zu erstellen. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the computer device is designed to generate the energy yield model and / or the energy consumption model as a function of data from other motor vehicles.
Mit anderen Worten ausgedrückt, Fahrverhaltensmuster bzw. aktuelle Umgebungsdatenwerte oder Temperaturwerte können von anderen Kraftfahrzeugen an das Kraftfahrzeug gesendet werden. Dies ermöglicht ein energieeffizientes Fahren und ein Optimieren der Fahrstrategie. In other words, driving behavior patterns or current environmental data values or temperature values can be sent from other motor vehicles to the motor vehicle. This enables energy-efficient driving and optimization of the driving strategy.
Die kabellose Übertragung bzw. der kabellose Empfang der Daten von anderen Kraftfahrzeugen erfolgt beispielsweise per Bluetooth, WLAN (z. B. WLAN 802.11a/b/g/n oder WLAN 802.11p), ZigBee oder WiMax oder aber auch zellulärer Funksysteme wie GPRS, UMTS oder LTE. Es ist auch die Verwendung anderer Übertragungsprotokolle möglich. Die genannten Protokolle bieten den Vorteil der bereits erfolgten Standardisierung. The wireless transmission or the wireless reception of data from other vehicles, for example via Bluetooth, WLAN (eg WLAN 802.11a / b / g / n or WLAN 802.11p), ZigBee or WiMax or even cellular radio systems such as GPRS, UMTS or LTE. It is also possible to use other transmission protocols. The mentioned protocols offer the advantage of already existing standardization.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgelegt ist, das Energieverbrauchsmodell in Abhängigkeit von Daten zur aktuellen Leistungsaufnahme der elektrischen Verbraucher des Kraftfahrzeuges zu erstellen. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the computer device is designed to create the energy consumption model as a function of data on the current power consumption of the electrical consumers of the motor vehicle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Rechnereinrichtung dazu ausgelegt ist, die prädiktive Energiebilanz basierend auf einem aktuell vorherrschenden Ladezustand des elektrischen Energiespeichers für das Kraftfahrzeug zu ermitteln. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the computer device is designed to determine the predictive energy balance based on a currently prevailing state of charge of the electrical energy store for the motor vehicle.
Die beschriebenen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich beliebig miteinander kombinieren. The described embodiments and developments can be combined with each other as desired.
Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der vorliegenden Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung. Further possible refinements, developments and implementations of the present invention also include combinations of features of the present invention described above or below with respect to the exemplary embodiments, which are not explicitly mentioned.
Die beiliegenden Zeichnungen sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung vermitteln. Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Konzepten der vorliegenden Erfindung. The accompanying drawings are intended to provide further understanding of the embodiments of the present invention. The accompanying drawings illustrate embodiments and, together with the description, serve to explain concepts of the present invention.
Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Figuren der Zeichnungen. Die dargestellten Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt. Other embodiments and many of the stated advantages will become apparent with reference to the figures of the drawings. The illustrated elements of the drawings are not necessarily shown to scale to each other.
Es zeigen: Show it:
In den Figuren der Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Elemente, Bauteile, Komponenten oder Verfahrensschritte, soweit nichts Gegenteiliges angegeben ist. In the figures of the drawings, like reference characters designate like or functionally identical elements, components, components or method steps, unless indicated otherwise.
Die
Die Darstellung wie in
Ein elektrisches Bordnetz
Der DC-DC-Wandler
Beispielsweise kann die Photovoltaikanlage
Dabei können die Leistungsdaten, wie in
Beispielsweise weist eine mit dem Bordnetz
Der elektrische Energiespeicher des Kraftfahrzeuges in Form der 48-V-Lithium-Ionen-Batterie
Ferner ist der DC-DC-Wandler
Der elektrische Generator
Der elektrische Generator
Die
Die Vorrichtung
Die Vorrichtung
Als eHorizon-Informationen können Informationen zur Umfeldumgebung an einem bestimmten Ort gespeichert werden. Die eHorizon-Informationen ermöglichen, eine vorrausichtliche Verschattung oder eine voraussichtliche Verbauen des Lichtraums zwischen Fahrzeugstandpunkt und dem Sonnenstand zu ermitteln. As eHorizon information, environment environment information can be stored in a specific location. The eHorizon information makes it possible to determine a probable shadowing or an anticipated obstruction of the clearance between the vehicle position and the position of the sun.
Dabei kann der elektrische Generator
Die Vorrichtung
Die Vorrichtung
Die Vorrichtung
Ferner kann die Vorrichtung
Ferner kann die Vorrichtung
Ferner kann die Vorrichtung
Ferner kann die Vorrichtung
Ferner kann die Vorrichtung
Die Vorrichtung
Eine Support Vector Machine, Übersetzung aus dem Englischen, „Stützvektormaschine“ oder Stützvektormethode, kann als ein Klassifikator ausgebildet sein und zur Klassifizierung als auch zur Regression verwendet werden. A support vector machine, "support vector machine" or support vector method, may be designed as a classifier and used for classification as well as regression.
Die Vorrichtung
Ferner kann die Vorrichtung
Mit anderen Worten ausgedrückt, der Ladezustand des elektrischen Energiespeichers bzw. der Mindestladezustand des elektrischen Energiespeichers kann herabgesenkt werden, da während der Standzeit die Batterie über die Photovoltaikanlage wieder aufgeladen werden kann. Dabei wird prädiktiv die Energieleistung über verschiedene Parameter berechnet. In other words, the state of charge of the electrical energy store or the minimum state of charge of the electrical energy store can be lowered because the battery can be recharged via the photovoltaic system during the service life. Predictively, the energy output is calculated using various parameters.
Beispielsweise kann als Parameter der nach Erreichen des Fahrziels wieder erfolgende Zeitpunkt ermittelt werden, zu welchem das Fahrzeug wahrscheinlich wieder startet. Dies kann anhand einer Fahrverhaltensanalyse erfolgen. By way of example, it is possible to determine as a parameter the time which occurs again after the destination has been reached, at which point the vehicle is likely to start again. This can be done on the basis of a driving behavior analysis.
Beispielsweise kann beim Erreichen einer Heimadresse am Abend davon ausgegangen werden, dass das Fahrzeug zu einer Uhrzeit am nächsten Tag wieder startet, beispielsweise um 9 Uhr. Ebenso können Verhaltensmusterdaten oder Fahrverhaltensanalysen vorgenommen werden, wie beispielsweise die tägliche Fahrt zur Arbeit, 8 Stunden Stillstand in einer Parkbucht mit direkter Sonneneinstrahlung. For example, when a home address is reached in the evening, it can be assumed that the vehicle will restart at a time the next day, for example at 9 o'clock. Similarly, behavioral pattern data or driving behavior analysis can be made, such as the daily trip to work, 8 hours of standstill in a parking bay with direct sunlight.
Als elektrische Verbraucher sind beispielsweise ein Radioempfänger, eine Klimaanlage oder weitere Steuergeräte des Kraftfahrzeuges zu berücksichtigen. As electrical consumers are for example a radio receiver, an air conditioner or other control devices of the motor vehicle to be considered.
Die Rechnereinrichtung
Die Regelungseinrichtung
Die Regelungseinrichtung
Die Regelungseinrichtung
Beispielsweise kann im Fall einer voraussichtlich lang anhaltenden Autobahnfahrt – beispielsweise mit einer Fahrzeit von 6 h bis zur Heimatadresse des Kraftfahrzeuges, auf der keine Verschattung auf der Strecke vorliegt, auf ein Betreiben der Brennkraftmaschine zum Nachladen des elektrischen Energiespeichers verzichtet werden, da eine erhöhte solare Einspeisung von elektrischer Energie durch die Photovoltaikanlage zu erwarten ist. For example, in the case of a presumably long-lasting motorway journey - for example with a travel time of 6 hours to the home address of the motor vehicle, on which there is no shading on the route, to dispense with operating the internal combustion engine to recharge the electrical energy storage, since an increased solar feed of electrical energy through the photovoltaic system is to be expected.
Die
Das Verfahren zum Nachladen eines elektrischen Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug umfasst die folgenden Verfahrensschritte:
Als ein erster Schritt des Verfahrens erfolgt ein Erstellen S1 eines Energieertragsmodells für eine Photovoltaikanlage des Kraftfahrzeugs und eines Energieverbrauchsmodells für elektrische Verbraucher des Kraftfahrzeugs mittels einer Rechnereinrichtung, ferner erfolgt ein Ermitteln einer prädiktiven Energiebilanz für das Kraftfahrzeug basierend auf dem Energieertragsmodell und auf dem Energieverbrauchsmodell. The method for recharging an electrical energy store for a motor vehicle comprises the following method steps:
As a first step of the method, a generation S1 of an energy yield model for a photovoltaic system of the motor vehicle and a power consumption model for electrical consumers of the motor vehicle is carried out by means of a computer device, furthermore a determination of a predictive energy balance for the motor vehicle takes place based on the energy yield model and on the energy consumption model.
Als ein zweiter Schritt des Verfahrens erfolgt ein Ermitteln S2 einer Betriebsstrategie für einen elektrischen Generator zum Nachladen des elektrischen Energiespeichers basierend auf der prädiktiven Energiebilanz mittels einer Regelungseinrichtung
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar. Insbesondere lässt sich die vorliegende Erfindung in mannigfaltiger Weise verändern oder modifizieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen. Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, it is not limited thereto but is modifiable in a variety of ways. In particular, the present invention can be varied or modified in many ways without departing from the gist of the invention.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass „umfassend“ und „aufweisend“ keine anderen Elemente oder Schritte ausschließt und „eine“ oder „ein“ keine Vielzahl ausschließt. In addition, it should be noted that "comprising" and "having" does not exclude other elements or steps, and "a" or "an" does not exclude a plurality.
Ferner sei darauf hingewiesen, dass Merkmale oder Schritte, die mit Verweis auf eines der obigen Ausführungsbeispiele beschrieben worden sind, auch in Kombination mit anderen Merkmalen oder Schritten anderer oben beschriebener Ausführungsbeispiele verwendet werden können. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Einschränkungen anzusehen. It should also be appreciated that features or steps described with reference to any of the above embodiments may also be used in combination with other features or steps of other embodiments described above. Reference signs in the claims are not to be considered as limitations.
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