DE102016111791A1

DE102016111791A1 - Vorkonditionierung eines Elektrofahrzeugs

Info

Publication number: DE102016111791A1
Application number: DE102016111791.9A
Authority: DE
Inventors: Timothy Noah Blatchley; Angel Fernando Porras; Mark G. Smith
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2016-06-28
Publication date: 2017-01-12
Also published as: US20170008375A1; CN106335388A

Abstract

Ein Fahrzeug enthält eine Traktionsbatterie, einen Innenraum und eine Steuerung. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf eine Anforderung zum Beheizen sowohl der Batterie als auch des Innenraums und darauf, dass eine Zeit bis zu einem nächsten geplanten Gebrauch des Fahrzeugs eine erste Schwellenzeit übersteigt, die Batterie zu beheizen und ein Beheizen des Innenraums, zumindest bis die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt, zu verzögern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Steuerstrategie und ein Verfahren zur Vorkonditionierung einer Traktionsbatterie und/oder eines Innenraums eines Kraftfahrzeugs.
HINTERGRUND
Das Erfordernis, Kraftstoffverbrauch und Emissionen in Automobilen und anderen Fahrzeugen zu reduzieren, ist wohlbekannt. Gegenwärtig werden Fahrzeuge entwickelt, die die Abhängigkeit von Brennkraftmaschinen reduzieren oder völlig beseitigen. Elektrifizierte Fahrzeuge sind eine Fahrzeugart, die gegenwärtig für diesen Zweck entwickelt wird. Eine wesentliche Herausforderung bei Elektrofahrzeugen ist das Vergrößern der rein elektrischen Reichweite des Fahrzeugs.
KURZFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform enthält ein Fahrzeug eine Traktionsbatterie, einen Innenraum und eine Steuerung. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf eine Anforderung zum Beheizen sowohl der Batterie als auch des Innenraums und darauf, dass eine Zeit bis zu einem nächsten geplanten Gebrauch des Fahrzeugs eine erste Schwellenzeit übersteigt, die Batterie zu beheizen und ein Beheizen des Innenraums, zumindest bis die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt, zu verzögern.
Gemäß einer anderen Ausführungsform enthält ein Fahrzeug eine Batterie, einen Wärmekreislauf und eine Steuerung. Der Wärmekreislauf ist dazu angeordnet, Kühlmittel durch die Batterie, eine Heizung, eine Pumpe und Ventile zu zirkulieren. Die Steuerung ist dazu programmiert, als Reaktion auf eine Anforderung, sowohl die Batterie als auch einen Innenraum zu beheizen, und darauf, dass eine Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch des Fahrzeugs eine erste Schwellenzeit übersteigt, ein Innenraumgebläse abzuschalten, die Pumpe und die Heizung einzuschalten und die Ventile so zu betätigen, dass die Batterie erwärmtes Kühlmittel erhält.
Gemäß noch einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Vorkonditionierung eines Fahrzeugs offenbart. Das Fahrzeug enthält einen Innenraum und eine Traktionsbatterie, die für den Empfang von Leistung von einer Ladestation konfiguriert ist. Das Verfahren umfasst das Empfangen einer Anforderung zum Beheizen sowohl der Batterie als auch des Innenraums. Ferner umfasst das Verfahren das Beheizen der Batterie, während das Fahrzeug Leistung von der Ladestation empfängt, als Reaktion darauf, dass eine Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch des Fahrzeugs über einer ersten Schwellenzeit liegt. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Verzögern des Beheizens des Innenraums, zumindest bis die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines beispielhaften Fahrzeugs.
2 ist eine schematische Darstellung eines Batteriewärmemanagementsystems und einer Klimatisierungsautomatik eines Fahrzeugs.
3 ist eine schematische Darstellung eines Batteriewärmemanagementsystems und einer Klimatisierungsautomatik eines anderen Fahrzeugs.
4 ist die schematische Darstellung von 2, die in einem Batterie- und Innenraumbeheizungsmodus gezeigt wird.
5 ist die schematische Darstellung von 3, die in einem Innenraumbeheizungsmodus gezeigt wird.
6 ist ein Flussdiagramm, das eine Logik zur Vorkonditionierung eines Fahrzeugs darstellt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hier werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Details besonderer Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen deshalb nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die vorliegende Erfindung auf verschiedene Weise einzusetzen ist. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf eine beliebige der Figuren dargestellt und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren dargestellt sind, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit dargestellt oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung übereinstimmen, könnten allerdings für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines typischen batterieelektrischen Fahrzeugs (BEV – battery-electric vehicle). Bestimmte Ausführungsformen können allerdings auch im Zusammenhang mit Plug-in-Hybridelektrofahrzeugen implementiert werden. Das Fahrzeug 12 enthält eine oder mehrere elektrische Maschinen 14, die mit einem Hybridgetriebe 16 mechanisch verbunden sind. Die elektrischen Maschinen 14 können als ein Motor oder als ein Generator betrieben werden. Wenn es sich bei dem Fahrzeug um ein Hybridelektrofahrzeug handelt, ist das Getriebe 16 mechanisch mit einer Kraftmaschine verbunden. Das Getriebe 16 ist über eine Antriebswelle 20 mechanisch mit den Rädern 22 verbunden. Die elektrischen Maschinen 14 können Antriebs- und Verzögerungsfähigkeiten bereitstellen. Die elektrischen Maschinen 14 können auch als Generatoren fungieren und Vorteile hinsichtlich der Kraftstoffwirtschaftlichkeit bereitstellen, indem sie Energie durch Rekuperationsbremsung zurückgewinnen.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriesatz 24 speichert Energie, die von den elektrischen Maschinen 14 verwendet werden kann. Die Traktionsbatterie 24 stellt in der Regel eine Hochspannungsgleichstromausgabe (Hochspannungs-DC-Ausgabe) von einer oder mehreren Batteriezellen-Arrays, manchmal als Batteriezellenstapel bezeichnet, innerhalb der Traktionsbatterie 24 bereit. Die Batteriezellen-Arrays können eine oder mehrere Batteriezellen umfassen.
Die Batteriezellen (wie zum Beispiel eine prismatische, Pouch-, zylindrische oder jegliche andere Art von Zelle) wandeln gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie um. Die Zellen können ein Gehäuse, eine positive Elektrode (Kathode) und eine negative Elektrode (Anode) enthalten. Ein Elektrolyt kann es Ionen gestatten, sich während des Entladens zwischen der Anode und der Kathode zu bewegen und dann während des Wiederaufladens zurückzukehren. Anschlüsse können gestatten, dass Strom zur Verwendung durch das Fahrzeug aus der Zelle heraus fließt.
Unterschiedliche Batteriebaugruppenkonfigurationen sind verfügbar, um auf einzelne Fahrzeugvariablen einzugehen, einschließlich Packaging-Einschränkungen und Leistungsanforderungen. Die Batteriezellen können mit einem Wärmemanagementsystem thermisch geregelt werden. Zu Beispielen für Wärmemanagementsysteme zählen Luftkühlsysteme, Flüssigkühlsysteme und eine Kombination aus Luft- und Flüssigkühlsystemen.
Die Traktionsbatterie 24 kann mit einem oder mehreren Leistungselektronikmodulen 26 über einen oder mehrere Schaltschütze (nicht dargestellt) elektrisch verbunden sein. Das eine oder die mehreren Schaltschütze isolieren im geöffneten Zustand die Traktionsbatterie 24 von anderen Komponenten und verbinden im geschlossenen Zustand die Traktionsbatterie 24 mit anderen Komponenten. Das Leistungselektronikmodul 26 kann mit den elektrischen Maschinen 14 elektrisch verbunden sein und kann die Fähigkeit zur bidirektionalen Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Traktionsbatterie 24 und den elektrischen Maschinen 14 bereitstellen. Zum Beispiel kann eine typische Traktionsbatterie 24 eine Gleichspannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 14 möglicherweise eine Dreiphasenwechselspannung (Dreiphasen-AC-Spannung) benötigen können, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 26 kann die DC-Spannung in eine Dreiphasen-AC-Spannung umwandeln, wie sie von den elektrischen Maschinen 14 benötigt wird. In einem Rekuperationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 26 die Dreiphasen-AC-Spannung von den als Generatoren dienenden elektrischen Maschinen 14 in die von der Traktionsbatterie 24 benötigte DC-Spannung umwandeln.
Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 24 Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen. Ein typisches System kann ein Gleichspannungswandlermodul 28 umfassen, das die Hochspannungs-DC-Ausgabe der Traktionsbatterie 24 in eine Niederspannungs-DC-Versorgung umwandelt, die mit anderen Fahrzeugkomponenten kompatibel ist. Andere Hochspannungslasten, wie zum Beispiel Klimakompressoren und elektrische Heizungen, können direkt mit der Hochspannungsversorgung verbunden werden, ohne dass ein DC/DC-Wandlermodul 28 verwendet wird. In einem typischen Fahrzeug sind die Niederspannungssysteme mit dem DC/DC-Wandler und einer Hilfsbatterie 30 (z. B. einer 12-Volt-Batterie) elektrisch verbunden.
Ein Batterieenergie-Steuermodul (BECM, Battery Energy Control Module) 33 kann mit der Traktionsbatterie 24 in Verbindung stehen. Das BECM 33 kann als eine Steuerung für die Traktionsbatterie 24 dienen und kann zudem ein elektronisches Überwachungssystem umfassen, das die Temperatur und den Ladezustand jeder der Batteriezellen steuert. Die Traktionsbatterie 24 kann einen Temperatursensor 31 aufweisen, wie etwa einen Thermistor oder einen anderen Temperaturanzeiger. Der Temperatursensor 31 kann mit dem BECM 33 in Verbindung stehen, um Temperaturdaten bezüglich der Traktionsbatterie 24 bereitzustellen.
Das Fahrzeug 12 kann von einer externen Leistungsquelle 36 wieder aufgeladen werden. Die externe Leistungsquelle 36 kann eine Verbindung mit einer Steckdose, die mit einem Elektrizitätsversorgungsnetz verbunden ist, oder sie kann eine lokale Leistungsquelle (zum Beispiel Solarenergie) sein. Die externe Leistungsquelle 36 ist mit einer Fahrzeugladestation 38 elektrisch verbunden. Das Ladegerät 38 kann Schaltungen und Steuerungen zum Regeln und Steuern der Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Leistungsquelle 36 und dem Fahrzeug 12 bereitstellen. Die externe Leistungsquelle 36 kann für das Ladegerät 38 elektrische DC- oder AC-Leistung bereitstellen. Das Ladegerät 38 kann einen Ladeverbinder 40 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 34 des Fahrzeugs 12 aufweisen. Der Ladeverbinder 34 kann jeglicher Anschlusstyp sein, der dazu ausgelegt ist, Leistung von dem Ladegerät 38 zum Fahrzeug 12 zu übertragen. Der Ladeanschluss 34 kann mit einem Ladegerät oder einem Bord-Leistungswandlungsmodul 32 elektrisch verbunden sein. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann die von dem Ladegerät 38 gelieferte Leistung aufbereiten, um für die Traktionsbatterie 24 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Das Leistungswandlungsmodul 32 kann an das Ladegerät 38 angekoppelt sein, um die Zufuhr von Leistung zum Fahrzeug 12 zu koordinieren. Der Ladeverbinder 40 kann Pins aufweisen, die mit den entsprechenden Aussparungen des Ladeports 34 zusammengefügt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann die Ladestation eine Induktionsladestation sein. Hier kann das Fahrzeug einen Empfänger enthalten, der mit einem Sender der Ladestation kommuniziert, um drahtlos elektrischen Strom zu empfangen.
Die Ladestation 38 kommt in verschiedenen Ausführungsformen, die verschiedene Leistungsabgabefähigkeiten aufweisen. Zum Beispiel können einige Stationen 38 zwischen 6 bis 10 Kilowatt (kW) abgeben, während andere nur 1 bis 2 kW abgeben können. Die Leistungsabgabe einer Ladestation hängt von der zur Verfügung stehenden Spannung und der Stromkapazität der Schaltungen ab.
Die verschiedenen besprochenen Komponenten können eine oder mehrere Steuerungen aufweisen, um den Betrieb der Komponenten zu steuern und zu überwachen. Die Steuerungen können über einen seriellen Bus (z. B. Controller Area Network (CAN)) oder über dedizierte elektrische Leitungen kommunizieren. Die Steuerung umfasst im Allgemeinen eine beliebige Anzahl von Mikroprozessoren, ASICs, ICs, Speicher (z. B. FLASH, ROM, RAM, EPROM und/oder EEPROM) und Softwarecode, die zusammenwirken, um eine Reihe von Betriebsvorgängen auszuführen. Die Steuerung umfasst zudem vorbestimmte Daten oder "Nachschlagetabellen", die auf Berechnungen und Versuchsdaten basieren und innerhalb des Speichers gespeichert sind. Die Steuerung kann mit anderen Fahrzeugsystemen und Steuerungen über eine oder mehrere kabelgebundene oder kabellose Fahrzeugverbindungen mithilfe von üblichen Busprotokollen (z. B. CAN und LIN) kommunizieren. Wie hier verwendet, kann sich ein Verweis auf "eine Steuerung" auf eine oder mehrere Steuerungen beziehen.
Die Traktionsbatterie 24, der Fahrzeuginnenraum und andere Fahrzeugkomponenten werden mit einem oder mehreren Wärmemanagementsystemen thermisch geregelt. Beispielhafte Wärmemanagementsysteme sind in den Figuren gezeigt und werden unten beschrieben. Unter Bezugnahme auf 2 enthält das Fahrzeug 12 einen Innenraum und einen Motorraum, die durch eine Querwand getrennt sind. Teile der verschiedenen Wärmemanagementsysteme können sich in dem Motorraum und/oder dem Innenraum befinden. Das Fahrzeug 12 enthält eine Klimatisierungsautomatik 50 mit einem Kältemitteluntersystem 53 (größtenteils nicht gezeigt), einem Innenraumheizungsuntersystem oder einem Innenraumkreis 54 und ein Lüftungsuntersystem 56. Das Lüftungsuntersystem 56 kann innerhalb des Armaturenbretts des Innenraums angeordnet sein. Das Lüftungsuntersystem 56 enthält ein Gehäuse 59, das eine Lufteinlass- und eine Luftauslassseite aufweist. Die Auslassseite ist mit Kanälen verbunden, die austretende Luft in den Innenraum verteilen. Ein Gebläsemotor treibt einen Lüfter (oder ein Innenraumgebläse) 57 zum Zirkulieren von Luft in dem Lüftungssystem 56 an. Das Fahrzeug 12 kann auch ein Batteriewärmemanagementsystem 52 zum Regeln der Temperatur der Traktionsbatterie 24 enthalten. Das Batteriewärmemanagementsystem 52 und die Klimatisierungsautomatik 50 können zur Bildung eines einzigen Wärmekreislaufs in fluidischer Verbindung stehen. Bei einigen Ausführungsformen werden das Batteriewärmemanagementsystem 52 und die Klimatisierungsautomatik 50 unter einigen Betriebsbedingungen selektiv fluidisch verbunden, um einen einzigen Wärmekreislauf zu bilden, und sind unter anderen Betriebsbedingungen getrennte Wärmekreisläufe.
Der Innenraumkreis 54 enthält einen Heizungswärmetauscher 58, eine elektrische Heizung 60, eine Pumpe 62, ein erstes Ventil 70, einen Sensor 72 und eine Leitung, die einen geschlossenen Kreislauf zum Zirkulieren von Kühlmittel, wie zum Beispiel einem Ethylen-Glykol-Gemisch, bilden. Kühlmittel kann zum Beispiel von der Pumpe 62 über die Leitung 64 zu der elektrischen Heizung 60 zirkuliert werden. Die elektrische Heizung 60 ist über die Leitung 66 mit dem Heizungswärmetauscher 58 verbunden. Der Heizungswärmetauscher 58 ist über die Leitung 68 mit der Pumpe 62 verbunden. Das erste Ventil 70 und der Sensor 72 können an der Leitung 66 angeordnet sein. Als Alternative dazu kann die Leitung 66 getrennte Leitungen sein, wobei eine Leitung die Heizung 60 und das erste Ventil 70 verbindet und eine andere Leitung das erste Ventil 70 und den Heizungswärmetauscher 58 verbindet. Das Ventil 70 kann ein Magnetventil sein, das elektronisch durch die Steuerung 51 gesteuert wird. Gestrichelte Linien zeigen elektrische Verbindungen zwischen der Steuerung 51 und den verschiedenen Komponenten. Durchgezogene Linien zeigen Kühlmittelleitungen.
Der Innenraumkreis 54 ist dazu konfiguriert, zumindest während eines Heizmodus der Klimatisierungsautomatik 50 erwärmtes Kühlmittel zu dem Heizungswärmetauscher 58 zu zirkulieren. Der Heizungswärmetauscher 58 ist in dem Gehäuse 59 der Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik (HVAC – heating, ventilation, and air-conditioning) angeordnet. Die elektrische Heizung 60 kann mit der Traktionsbatterie 24 elektrisch verbunden sein, die für die elektrische Heizung 60 Leistung bereitstellt. Die elektrische Heizung 60 kann ein Widerstandsheizelement enthalten, das elektrische Energie in Wärmeenergie umwandelt, um das durch die Heizung 60 zirkulierende Kühlmittel zu erwärmen. Der in dem HVAC-Gehäuse 59 angeordnete Lüfter 57 zirkuliert Luft über den Heizungswärmetauscher 58, um Wärme aus dem Kühlmittel abzuziehen, und bläst die erwärmte Luft in den Innenraum, um den Innenraum zu beheizen. Der Sensor 72 misst eine Temperatur des in der Leitung 66 zirkulierenden Kühlmittels und sendet ein Signal zu der Steuerung 51, das die Kühlmitteltemperatur anzeigt. Basierend auf diesem Temperatursignal kann die Steuerung eine Heizleistung der Heizung 60 erhöhen oder verringern.
Das Batteriewärmemanagementsystem 52 kann in mehreren verschiedenen Modi arbeiten, wie zum Beispiel in einem Batterieheizmodus oder Batteriekühlmodus. Das Batteriewärmemanagementsystem 52 enthält einen Batteriekühlmittelkreis 74, der die Temperatur der Traktionsbatterie 24 regelt. Der Batteriekreis 74 enthält einen Batterieradiator 76, einen Kühler 78, eine Pumpe 80 ein zweites Ventil 82, einen Sensor 84, ein drittes Ventil 86 und eine Leitung, die dazu angeordnet sind, ein Kühlmittel – wie zum Beispiel ein Ethylen-Glykol-Gemisch – zwischen den verschiedenen Komponenten des Batteriekühlkreises 74 zu zirkulieren. Die Pumpe 80 zirkuliert zum Beispiel über die Leitung 98 Kühlmittel zu dem Batteriesatz 24. Der Sensor 84 kann stromaufwärts des Batteriesatzes 24 an der Leitung 98 angeordnet sein. Der Sensor 84 erfasst die Temperatur des Kühlmittels und sendet der Steuerung 51 ein Signal, das die Batteriekühlmitteltemperatur anzeigt. Den Batteriesatz 24 verlassendes Kühlmittel zirkuliert zu einem Vierwegeverbinder 100 und zirkuliert in Abhängigkeit von der Positionierung der Ventile 82, 86 entweder zu dem Batterieradiator 76 oder zu dem Kühler 78. Der Batteriekühlmittelkreis 74 kann die Traktionsbatterie 24 entweder über den Batterieradiator 76 oder den Kühler 78 kühlen. Der Kühler 78 leitet Wärme durch Übertragung von Wärmeenergie von dem Kühlmittel in dem Batteriekreis 74 auf das Kältemittelsystem 53 ab. Der Batterieradiator 76 ist hinter einem Frontgrill des Fahrzeugs angeordnet und leitet Wärme zu der Außenluft ab. Ein Einlasskanal des Batterieradiators 76 ist über die Leitung 96 mit dem Vierwegeverbinder 100 verbunden. Ein Auslasskanal des Batterieradiators 76 ist über die Leitung 94 mit einem Einlass des zweiten Ventils 82 verbunden. Ein Auslass des zweiten Ventils 82 ist über die Leitung 98 wieder mit der Pumpe 80 verbunden. Ein anderer Einlass des zweiten Ventils 82 ist über die Leitung 92 mit einem Auslasskanal des Kühlers 78 verbunden. Das zweite Ventil 82 kann dem ersten Ventil 70 ähneln. Der Einlasskanal des Kühlers 78 ist über die Leitung 90 mit dem dritten Ventil 86 verbunden. Das dritte Ventil 86 kann dem ersten Ventil 70 ähneln. Das dritte Ventil 86 ist über die Leitung 88 mit dem Vierwegeverbinder 100 verbunden. Das dritte Ventil 86 kann über eine erste Verbindungsleitung 102 mit der Leitung 66 des Innenraumkreises 54 verbunden sein. Der Vierwegeverbinder 100 kann über eine zweite Verbindungsleitung 104 mit dem ersten Ventil 70 des Innenraumkreises 54 verbunden sein.
3 zeigt ein Fahrzeug 212, das dem Fahrzeug 12 sehr ähnlich ist, außer dass die Ventile und die Leitung dazu angeordnet sind, während bestimmter Betriebsmodi eine Umgehung des Kühlers 278 zu ermöglichen. Das Layout des Innenraumkreises 254 kann dem von 2 ähneln und wird hier nicht erneut beschrieben.
Der Batteriekreis 274 enthält einen Batterieradiator 276, einen Kühler 278, eine Pumpe 280, ein zweites Ventil 282, einen Sensor 284, ein drittes Ventil 286 und eine Leitung, die dazu angeordnet sind, ein Kühlmittel – wie zum Beispiel ein Ethylen-Glykol-Gemisch – zwischen den verschiedenen Komponenten des Batteriekühlkreises 274 zu zirkulieren. Die Pumpe 280 zirkuliert zum Beispiel über die Leitung 298 Kühlmittel zu dem Batteriesatz 224. Der Sensor 284 kann stromaufwärts des Batteriesatzes 224 an der Leitung 298 angeordnet sein. Den Batteriesatz 224 verlassendes Kühlmittel zirkuliert zu einem Vierwegeverbinder 200 und zirkuliert in Abhängigkeit von der Positionierung der Ventile 270, 282, 286 entweder zu dem Batterieradiator 276 oder zu dem Kühler 278. Der Batteriekühlmittelkreis 274 kann die Traktionsbatterie 74 entweder über den Batterieradiator 276 oder den Kühler 278 kühlen. Der Kühler 278 leitet Wärme durch Übertragung von Wärmeenergie von dem Kühlmittel in dem Batteriekreis 274 auf das Kältemittelsystem 253 ab. Der Batterieradiator 276 ist hinter einem Frontgrill des Fahrzeugs angeordnet und leitet Wärme zu der Außenluft ab. Ein Einlasskanal des Batterieradiators 276 ist über die Leitung 296 mit dem Vierwegeverbinder 200 verbunden. Ein Auslasskanal des Batterieradiators 276 ist über die Leitung 294 mit einem Einlass des zweiten Ventils 282 verbunden. Ein Auslass des zweiten Ventils 282 ist über die Leitung 298 wieder mit der Pumpe 280 verbunden. Ein anderer Einlass des zweiten Ventils 282 ist über die Leitung 293 mit einem Auslasskanal des dritten Ventils 286 verbunden. Ein Auslasskanal des dritten Ventils 286 ist über die Leitung 291 mit einem Auslasskanal des Kühlers 278 verbunden. Der Einlasskanal des Kühlers 278 ist über die Leitung 290 mit dem Verbinder 200 verbunden. Das dritte Ventil 286 kann über eine erste Verbindungsleitung 202 mit der Leitung 266 des Innenraumkreises 254 verbunden sein. Der Vierwegeverbinder 200 kann über eine zweite Verbindungsleitung 204 mit der Leitung 270 des Innenraumkreises 254 verbunden sein. Die 2 und 3 sind lediglich zwei Beispiele: Die vorliegende Offenbarung zieht auch andere in Betracht.
Die Reichweite eines Elektrofahrzeugs hängt zumindest teilweise von der im Batteriesatz gespeicherten Energiemenge ab. Derzeitige Batterietechnologien sind auf die Energiemenge beschränkt, die in dem Batteriesatz gespeichert werden kann. Die Fahrzeugreichweite kann durch Verwendung von mehr Batterieenergie für einen Fahrzeugantrieb und weniger Batterieenergie für Nebenbetriebe, wie zum Beispiel das Beheizen der Batterie oder des Innenraums, erweitert werden. Eine Art und Weise der Erweiterung der Fahrzeugreichweite besteht in der Vorkonditionierung des Fahrzeugs vor der Abfahrt. Während der Vorkonditionierung ist das Fahrzeug mit der Ladestation elektrisch verbunden, und es steht Leistung aus dem Netz zur Verfügung. Wie hierin verwendet, bezieht sich Leistung aus dem Netz auf jegliche externe elektrische Leistungsquelle, wie zum Beispiel das Elektrizitätsnetz oder eine Ladestation. Während der Vorkonditionierung wird statt der Batterie die Leistung aus dem Netz zum Antreiben der Fahrzeugsysteme verwendet. Das Fahrzeug kann durch Beheizen der Batterie, des Innenraums oder beider über die Leistung aus dem Netz vor der Abfahrt vorkonditioniert werden. Die Steuerung 51 kann eine Eingabe von einem Benutzer erhalten, die die nächste Abfahrtszeit (oder die nächste geplante Gebrauchszeit) angibt, oder kann eine Abfahrtszeit basierend auf den Gewohnheiten des Kunden schätzen. Basierend auf dieser Abfahrtszeit beginnt die Steuerung die Vorkonditionierung eines oder mehrerer der Fahrzeugsysteme zu einem geeigneten Zeitpunkt vor der Abfahrt. Die Vorkonditionierungszeit variiert gemäß den vorkonditionierten Systemen und den Umgebungsbedingungen. Die Batterie erfordert zum Beispiel eine längere Vorkonditionierungszeit als der Fahrzeuginnenraum. Somit beginnt die Steuerung das Beheizen der Batterie vor dem Innenraum, falls das Beheizen beider Systeme angefordert wird. Des Weiteren kann die Batterie eine längere Vorkonditionierungszeit benötigen, wenn die Lufttemperatur kälter ist.
Die Vorkonditionierung kann in mehrere verschiedene Modi unterteilt werden, wie zum Beispiel den Batterieheizmodus, den Batteriekühlmodus, den Innenraumkühlmodus und den Innenraumheizmodus. Diese Modi können in Abhängigkeit von den Fahrzeugbedingungen, der Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch und der zur Verfügung stehenden Leistung aus dem Netz gleichzeitig oder jeweils einzeln im Betrieb sein. Einige dieser Modi werden nachfolgend nunmehr ausführlich beschrieben.
Unter Bezugnahme auf 4 wird ein beispielhafter Batterieheiz- und Innenraumheizmodus gezeigt. Fett gedruckte Linien zeigen aktive Leitungen. Erwärmtes Kühlmittel wird zu der Traktionsbatterie 24 und dem Heizungswärmetauscher 58 zirkuliert, um eine Temperatur der Batteriezellen und des Innenraums auf eine Solltemperatur zu erhöhen. Statt ein Paar eigens vorgesehener Heizungen (das heißt eine für den Batteriekreis und eine für den Innenraumkreis) vorzusehen, kann das Fahrzeug 12 eine einzige Heizung (zum Beispiel die Heizung 60) aufweisen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden die Ventile so betätigt, dass der Innenraumkreis 54 und der Batteriekreis 74 miteinander verbunden werden, um einen einzigen Wärmekreislauf zu bilden. Somit kann durch die Heizung 60 erwärmtes Kühlmittel über die Leitungen nach Bedarf zu dem Batteriekreis 74 zirkuliert werden.
Die Steuerung 51 sendet Signale zu den Ventilen 70, 82 und 86, und als Reaktion darauf werden die Ventile in eine gewünschte Stellung betätigt. Zum Beispiel kann das Ventil 70 so betätigt werden, dass die Heizung 60 verlassendes Kühlmittel über die Verbindungsleitung 102 zu dem Batteriekreis 74 zirkuliert wird. Das Ventil 86 wird so betätigt, dass Kühlmittel zu der Leitung 90 und nicht zu der Leitung 88 zirkuliert. Das Ventil 82 wird so betätigt, dass Kühlmittel zu der Leitung 98 und nicht zu der Leitung 94 zirkuliert. Die Steuerung 51 kann auch Signale zu der Pumpe 62 und der Pumpe 80 senden und die Pumpen dazu anweisen, die Zirkulation von Kühlmittel durch den Wärmekreislauf zu beginnen. Das Kühlmittel wird durch die Verbindungsleitung 102 und die Leitungen 90, 92 und 98 durch die Heizung 60 (wo das Kühlmittel Wärme absorbiert) und zu dem Batteriesatz 24 zirkuliert. Die Zellen in dem Batteriesatz 24 absorbieren einen Teil der Wärmeenergie in dem Kühlmittel, während das Kühlmittel durch den Batteriesatz 24 strömt. Dann zirkuliert das Kühlmittel über die Verbindungsleitung 104 zu dem Innenraumkreis 54 zurück. Das Ventil 70 wird dahingehend betätigt, Kühlmittel zu dem Heizungswärmetauscher 58 zu leiten. Der Lüfter 57 zirkuliert Luft über den Heizungswärmetauscher 58 und bläst warme Luft in den Innenraum. Das den Heizungswärmetauscher 58 verlassene Kühlmittel wird dann über die Leitung 68 zu der Pumpe 62 zurück zirkuliert. Während des Heizmodus überwacht die Steuerung die verschiedenen Sensoren (zum Beispiel 72 und 84) und kann eine Heizleistung der Heizung 60 wie erwünscht einstellen. Während eines reinen Batterieheizmodus können die Ventile und die Pumpen wie oben betätigt werden, aber der Lüfter 57 ist ausgeschaltet. Obgleich dieser Vorkonditionierungsmodus in Verbindung mit der in 2 gezeigten Ausführungsform beschrieben wird, ist dieser Modus gleichermaßen auf das Fahrzeug von 3 anwendbar.
Die Ventile des Wärmemanagementsystems 52 und der Klimatisierungsautomatik 50 können so betätigt werden, dass der Innenraumkreis 54 und Batteriekreis 74 als getrennte Wärmekreisläufe arbeiten. Dies kann zum Beispiel während der Vorkonditionierung auftreten, wenn nur der Innenraum beheizt wird.
5 zeigt den Innenraum des Fahrzeugs 212 während der Vorkonditionierung. In diesem Beispiel wird nur der Innenraum und nicht die Batterie 224 beheizt. Das Ventil 270 kann dahingehend betätigt werden, ein Zirkulieren von Kühlmittel in der Verbindungsleitung 204 in die Leitung 266 zu verhindern, und das Ventil 286 kann dahingehend betätigt werden, den Eintritt von Kühlmittel in der Verbindungsleitung 202 in die Leitung 293 zu verhindern. In einem reinen Innenraumheizmodus wird die Pumpe 262 durch die Steuerung 251 eingeschaltet, um Kühlmittel durch die Heizung 260 und in das Ventil 270 zu zirkulieren. Das Ventil 270 wird dahingehend betätigt, Kühlmittel über die Leitung 266 zu dem Heizungswärmetauscher 258 zu leiten. Der Lüfter 257 wird dahingehend betätigt, Luft über den Heizungswärmetauscher zu blasen, um den Innenraum zu beheizen. Die Steuerung 251 steht in elektronischer Verbindung mit dem Sensor 272, der eine Temperatur des Kühlmittels überwacht. Basierend auf der Kühlmitteltemperatur kann die Steuerung die Heizleistung der Heizung 260 wie erwünscht erhöhen oder verringern. Obgleich dieser Heizmodus in Verbindung mit der in 3 gezeigten Ausführungsform beschrieben wird, ist dieser Heizmodus gleichermaßen auf das Fahrzeug gemäß 2 anwendbar. Während eines reinen Innenraumheizmodus kann das Wärmemanagementsystem 252 bei abgeschalteter Pumpe 280 inaktiv sein, oder es kann aktiv sein.
Da die Ladestation eine begrenzte Leistungsabgabe hat und die Heizung eine begrenzte Heizleistung hat, muss die Steuerung möglicherweise basierend auf bestimmten Bedingungen priorisieren und auswählen, welche Komponenten beheizt werden sollen und welche Komponenten nicht beheizt werden sollen. Auf 6 Bezug nehmend, beschreibt eine Steuerstrategie 300 eine Ausführungsform zur Vorkonditionierung des Fahrzeugs. Die Steuerstrategie 300 umfasst eine Logik zum selektiven Beheizen der Batterie, des Innenraums oder beider basierend auf einem Zeitpunkt des nächsten geplanten Gebrauchs. Die Steuerstrategie 300 kann durch eine oder mehrere Steuerungen (zum Beispiel die Steuerung 51) des Fahrzeugs implementiert werden. Die Steuerstrategie 300 beginnt bei Operation 302 mit Bestimmen, ob Leistung aus dem Netz zur Verfügung steht. Steht keine Leistung aus dem Netz zur Verfügung, kann das Fahrzeug nicht vorkonditioniert werden und die Steuerung springt zum Start zurück. Steht Leistung aus dem Netz zur Verfügung, bestimmt die Steuerung bei Operation 304, ob Batterie- oder Innenraumheizung angefordert wird. Batterieheizung kann angefordert werden, wenn die Steuerung bestimmt, dass die Batterietemperatur unter einer Schwellentemperatur liegt und eine Zeit bis zum nächsten geplanten Gebrauch unter einer Schwellenzeit liegt. Die Batterie kann zum Beispiel beheizt werden, wenn die Temperatur unter –5° Celsius (C) liegt und der nächste geplante Gebrauch in weniger als 90 Minuten erfolgt. Die Temperatur und die Zeit, die eine Anforderung zum Beheizen der Batterie auslösen, sind kalibrierbar. Zum Beispiel, je kälter die Batterie, desto früher fordert das System ein Beheizen der Batterie an. Eine Innenraumbeheizung kann durch Benutzerpräferenz angefordert werden. Zum Beispiel kann die Steuerung Eingaben von einem Benutzer erhalten, die eine Soll-Innenraumtemperatur anzeigen. Wenn die Steuerung bestimmt, dass der Innenraum unter der Soll-Temperatur liegt, wird zu einem geeigneten Zeitpunkt vor dem nächsten geplanten Gebrauch (zum Beispiel 15 Min.) Innenraumheizung angefordert. Bei Operation 306 bestimmt die Steuerung, ob nur Innenraumheizung angefordert wird.
Wird gegenwärtig nur Innenraumheizung angefordert, geht die Steuerung zu Operation 308 über, und der Innenraum wird gemäß den folgenden Schritten beheizt. Das Fahrzeug, zum Beispiel Fahrzeug 212, kann durch Betätigen der Ventile 270 und 286 in bestimmte Stellungen in einen reinen Innenraumheizmodus eintreten. Zum Beispiel kann die Steuerung bei Operation 310 ein Signal an die Ventile 270, 286 senden, das die Ventile in die in 5 gezeigte Stellung anweist. Nach der Betätigung der Ventile in die ordnungsgemäße Stellung, geht die Steuerung zu Operation 314 über, und die Heizungswärmetauscherpumpe (zum Beispiel Pumpe 262) wird eingeschaltet, und das Kühlmittel wird durch den Wärmekreislauf zirkuliert. Bei Operation 316 wird die Heizung 260 eingeschaltet, um das Kühlmittel zu erwärmen. Eine Wärmeabgabe der Heizung kann basierend auf von den verschiedenen Temperatursensoren – die die Kühlmitteltemperatur an verschiedenen Stellen entlang des Wärmekreislaufs anzeigen – gesendeten Signalen erhöht oder verringert werden, um das Kühlmittel auf eine Soll-Temperatur zu erwärmen. Bei Operation 318 wird das Innenraumlüftergebläse aktiviert. Der Arbeitszyklus des Lüfters kann basierend auf einer Soll-Temperatur des Innenraums, der Umgebungslufttemperatur und der Kühlmitteltemperatur bestimmt werden. Der Innenraum kann so lange Wärme empfangen, bis eine Temperatur des Innenraums einer Solltemperatur entspricht oder diese übersteigt, oder bis sich Betriebsbedingungen ändern – zu welchem Zeitpunkt dann das System nicht mehr eine Innenraumheizung anfordert.
Wenn bei Operation 304 bestimmt wird, dass der Innenraum keine Wärme anfordert oder dass die Batterie Wärme anfordert, geht die Steuerung zu Operation 320 über. Wenn bei Operation 320 nur die Batterie Wärme anfordert, geht die Steuerung zu Operation 322 über, und die Batterie wird beheizt. Das Fahrzeug, zum Beispiel Fahrzeug 12, kann durch Betätigen der Ventile 72, 82 und 86 in bestimmte Stellungen in einen reinen Batterieheizmodus eintreten. Zum Beispiel kann die Steuerung bei Operation 324 ein Signal an die Ventile 70, 82 und 86 senden, das die Ventile in die in 4 gezeigte Stellung anweist. Nach der Betätigung der Ventile in die ordnungsgemäße Stellung, geht die Steuerung zu Operation 326 über, und die Batterie- und Heizungswärmetauscherpumpen werden eingeschaltet, und das Kühlmittel wird durch den Wärmekreislauf zirkuliert. Bei Operation 328 wird die Heizung eingeschaltet, um das Kühlmittel auf eine Soll-Batteriekühlmitteltemperatur zu erwärmen. Eine Wärmeabgabe der Heizung kann basierend auf von den verschiedenen Temperatursensoren, die die Kühlmitteltemperatur an verschiedenen Stellen entlang des Wärmekreislaufs anzeigen, gesendeten Signalen erhöht oder verringert werden.
Wenn bestimmt wird, dass der Innenraum und die Batterie Heizung anfordern, geht die Steuerung zu Operation 330 über. Bei Operation 332 bestimmt die Steuerung, ob die Zeit von jetzt bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter einem ersten Zeitschwellenwert (T₁) liegt. T₁ kann eine Zeit sein, die länger als eine zum Beheizen des Innenraums erforderliche Zeit ist. Zum Beispiel kann T₁ in einem Bereich zwischen einschließlich 90 und 30 Minuten liegen. Wenn die Zeit bis zum nächsten geplanten Gebrauch größer als T₁ ist, dann geht die Steuerung zur Operation 322 über, und nur die Batterie wird vorkonditioniert, da eine Vorkonditionierung des Innenraums noch nicht erfolgen muss. Wenn bei Operation 322 die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch kleiner als T₁ ist, dann geht die Steuerung zu Operation 334 über. Bei Operation 334 bestimmt die Steuerung, ob die Zeit von jetzt bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch über einem zweiten Zeitschwellenwert (T₂) liegt. Zum Beispiel kann T₂ in einem Bereich zwischen einschließlich 2 und 20 Minuten liegen. T₂ kann einen optimalen Zeitpunkt für den Beginn des Beheizens des Innenraums darstellen. Sowohl T₁ als auch T₂ sind kalibrierte Werte, die eine Funktion der Umgebungslufttemperatur, der Höhe der Leistung aus dem Netz und der Größe des Kühlkörpers sein können. Die Steuerung kann eine oder mehrere Nachschlagetabellen enthalten, die in Abhängigkeit von diesen Parametern mehrere verschiedene Werte für T₁ und T₂ aufweisen können.
Wenn die Zeit bis zu dem nächsten Gebrauch nicht größer als T₂ ist, dann geht die Steuerung zu Operation 308 über, und es wird nur der Innenraum vorkonditioniert, da die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch zu kurz ist, um irgendeine Auswirkung auf die Batterie zu haben. Wenn die Zeit bis zu dem nächsten Gebrauch größer als T₂ ist, dann geht die Steuerung zu Operation 336 über. Wenn die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch kleiner als T₁ und größer als T₂ ist, dann sind sowohl der Innenraum als auch die Batterie ein Kandidat für Beheizung, wenn eine ausreichende Leistungsmenge aus dem Netz zur Verfügung steht. Bei Operation 336 bestimmt die Steuerung, ob die zur Verfügung stehende Leistung aus dem Netz (zum Beispiel die durch die Ladestation zugeführte Leistung) über einem Leistungsschwellenwert (P_t) liegt, der eine Mindestleistungsmenge darstellt, die zum Beheizen sowohl der Batterie als auch des Innenraums erforderlich ist. Der Leistungsschwellenwert kann zumindest teilweise auf der Temperatur der Umgebungsluft basieren. Zum Beispiel kann P_t 2 kW betragen. Wenn die zur Verfügung stehende Leistung aus dem Netz unter P_t liegt, dann steht zum Beheizen sowohl des Innenraums als auch der Batterie nicht genügend Leistung zur Verfügung. Somit muss eines gegenüber dem anderen priorisiert werden. Bei der Steuerlogik 300 ist die Batterie gegenüber dem Innenraum priorisiert. Wenn bei Operation 336 eine ungenügende Leistung bestimmt wird, geht die Steuerung somit zu Operation 322 über, und es wird nur die Batterie beheizt. Wenn jedoch ausreichende Leistung aus dem Netz zur Verfügung steht, geht die Steuerung zur Operation 338 über, und sowohl der Innenraum als auch die Batterie werden vorkonditioniert. Bei Operation 340 werden die Ventile so betätigt, dass sowohl die Batterie als auch der Innenraum beheizt werden. Zum Beispiel werden die Ventile 70, 82 und 86 so betätigt, dass der Batteriekühlkreis 74 und der Innenraumkreis 54 einen einzigen Wärmekreislauf bilden, wie in 4 gezeigt und oben beschrieben wird. Wenn der Batteriekreis 74 und der Kühlkreis 54 kombiniert sind, kann das erwärmte Kühlmittel sowohl zu der Batterie 24 als auch zu dem Heizungswärmetauscher 58 zirkuliert werden, so dass beide Komponenten beheizt werden können. Bei Operation 342 werden die Batterie- und die Heizungswärmetauscherpumpen eingeschaltet, um Kühlmittel durch den Wärmekreislauf zu zirkulieren. Bei einigen Ausführungsformen kann möglicherweise nur eine der Pumpen betrieben werden Bei Operation 344 wird die Heizung eingeschaltet, um Wärme in das Kühlmittel abzugeben, und das Innenraumgebläse wird eingeschaltet, sobald die Kühlmitteltemperatur einen Schwellenwert, wie zum Beispiel 40 Grad C, übersteigt. Die Sensoren 72, 84 senden eine Kühlmitteltemperatur anzeigende Signale an die Steuerung 51. Basierend auf diesen Signalen, kann die Steuerung eine Heizleistung der Heizung 60 modifizieren. Die Steuerstrategie 300 kann periodisch durchlaufen werden, wie zum Beispiel alle 100 Millisekunden.
Obgleich oben beispielhafte Ausführungsformen beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen beschreiben, die von den Ansprüchen umfasst werden. Die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke dienen eher der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und Schutzumfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die möglicherweise nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Verschiedene Ausführungsformen können zwar als Vorteile bietend oder bevorzugt gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen des Stands der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften beschrieben worden sein, jedoch liegt für den Durchschnittsfachmann auf der Hand, dass bei einem oder mehreren Merkmalen oder einer oder mehreren Eigenschaften Kompromisse geschlossen werden, um gewünschte Merkmale des Gesamtsystems zu erreichen, die von der besonderen Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Eigenschaften können, unter anderem, Kosten, Festigkeit, Langlebigkeit, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Packaging, Größe, Wartungsfreundlichkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Leichtigkeit der Montage usw. umfassen. Ausführungsformen, die bezüglich einer oder mehrerer Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder dem Stand der Technik entsprechenden Implementierungen beschrieben werden, liegen somit nicht außerhalb des Schutzumfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Es ist ferner beschrieben:

A. Fahrzeug, umfassend: eine Traktionsbatterie; einen Innenraum; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf eine Anforderung zum Beheizen sowohl der Batterie als auch des Innenraums und darauf, dass eine Zeit bis zu einem nächsten geplanten Gebrauch des Fahrzeugs eine erste Schwellenzeit übersteigt, die Batterie zu beheizen und ein Beheizen des Innenraums, zumindest bis die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt, zu verzögern.
B. Fahrzeug nach A, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Zeit bis zum nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt und eine zweite Schwellenzeit übersteigt, sowohl die Batterie als auch den Innenraum zu beheizen, wobei die erste Schwellenzeit größer als die zweite Schwellenzeit ist.
C. Fahrzeug nach B, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine von einer Ladestation zur Verfügung stehende Leistungsmenge unter einer Schwellenleistung liegt, die Batterie und nicht den Innenraum zu beheizen.
D. Fahrzeug nach C, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Leistungsmenge die Schwellenleistung übersteigt, die Batterie und den Innenraum zu beheizen.
E. Fahrzeug nach B, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter der zweiten Schwellenzeit liegt, den Innenraum und nicht die Batterie zu beheizen.
F. Fahrzeug nach A, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, die Batterie nur dann zu beheizen, wenn ein Fahrzeugladeanschluss Strom empfängt.
G. Fahrzeug nach B, wobei die erste Schwellenzeit zwischen 30 und 120 Minuten liegt und die zweite Schwellenzeit zwischen 2 und 25 Minuten liegt.
H. Fahrzeug, umfassend: eine Batterie; einen Wärmekreislauf, der dazu angeordnet ist, Kühlmittel durch die Batterie, eine Heizung, eine Pumpe und Ventile zu zirkulieren; eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf eine Anforderung, sowohl die Batterie als auch einen Innenraum zu beheizen, und darauf, dass eine Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch des Fahrzeugs eine erste Schwellenzeit übersteigt, ein Innenraumgebläse abzuschalten, die Pumpe und die Heizung einzuschalten und die Ventile so zu betätigen, dass die Batterie erwärmtes Kühlmittel erhält.
I. Fahrzeug nach H, wobei der Wärmekreislauf ferner dazu angeordnet ist, Kühlmittel durch einen Heizungswärmetauscher zu zirkulieren, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Zeit bis zum nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt und eine zweite Schwellenzeit übersteigt, die Ventile so zu betätigen, dass die Batterie und der Heizungswärmetauscher erwärmtes Kühlmittel empfangen, und das Innenraumgebläse einzuschalten, um den Innenraum zu beheizen, und wobei die erste Schwellenzeit größer als die zweite Schwellenzeit ist.
J. Fahrzeug nach I, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine von einer Ladestation zur Verfügung stehende Leistungsmenge unter einer Schwellenleistung liegt, das Innenraumgebläse abzuschalten.
K. Fahrzeug nach J, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Leistungsmenge die Schwellenleistung übersteigt, die Ventile dahingehend zu betätigen, erwärmtes Kühlmittel zu der Batterie und dem Heizungswärmetauscher zu zirkulieren und das Innenraumgebläse zu betätigen.
L. Fahrzeug nach I, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Zeit bis zum nächsten geplanten Gebrauch unter der zweiten Schwellenzeit liegt, die Ventile so zu betätigen, dass der Heizungswärmetauscher erwärmtes Kühlmittel empfängt und die Batterie kein erwärmtes Kühlmittel empfängt, und das Innenraumgebläse zum Beheizen des Innenraums einzuschalten.
M. Fahrzeug nach H, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, die Pumpe und die Heizung einzuschalten und die Ventile nur dann zu betätigen, wenn ein Fahrzeugladeanschluss Leistung von einer Ladestation empfängt.
N. Fahrzeug nach H, wobei der Wärmekreislauf ferner einen Batteriekreis, der dazu konfiguriert ist, Kühlmittel durch die Batterie und ein erstes Ventil zu zirkulieren, und einen Innenraumkreis, der dazu konfiguriert ist, Kühlmittel durch einen Heizungswärmetauscher, die Heizung und ein zweites Ventil zu zirkulieren, enthält, wobei eine erste Leitung eine fluidische Verbindung zwischen dem ersten Ventil und dem Innenraumkreis herstellt und eine zweite Leitung eine fluidische Verbindung zwischen dem zweiten Ventil und dem Batteriekreis herstellt, und wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, das erste und das zweite Ventil so zu betätigen, das erwärmtes Kühlmittel sowohl zu der Batterie als auch dem Heizungswärmetauscher zirkuliert wird, wenn die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter einer ersten Schwellenzeit liegt und über einer zweiten Schwellenzeit liegt.
O. Verfahren zum Vorkonditionieren eines Fahrzeugs, das einen Innenraum und eine Traktionsbatterie enthält und das für den Empfang von Leistung von einer Ladestation konfiguriert ist, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Empfangen einer Anforderung zum Beheizen sowohl der Batterie als auch des Innenraums; Beheizen der Batterie, während das Fahrzeug Leistung von der Ladestation empfängt, als Reaktion darauf, dass eine Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch des Fahrzeugs über einer ersten Schwellenzeit liegt; und Verzögern des Beheizens des Innenraums, zumindest bis die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt.
P. Verfahren nach O, ferner umfassend Beheizen sowohl der Batterie als auch des Innenraums als Reaktion darauf, dass die Zeit bis zum nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt und eine zweite Schwellenzeit übersteigt.
Q. Verfahren nach P, ferner umfassend Beheizen der Batterie und nicht des Innenraums als Reaktion darauf, dass eine von der Ladestation zur Verfügung stehende Leistungsmenge unter einer Schwellenleistungsmenge liegt.
R. Verfahren nach Q, ferner umfassend Beheizen sowohl der Batterie als auch des Innenraums als Reaktion darauf, dass die Menge die Schwellenleistungsmenge übersteigt.
S. Verfahren nach P, ferner umfassend Beheizen des Innenraums und nicht der Batterie als Reaktion darauf, dass die Zeit bis zum nächsten geplanten Gebrauch unter der zweiten Schwellenzeit liegt.
T. Verfahren nach P, wobei die erste Schwellenzeit zwischen 30 und 120 Minuten liegt und die zweite Schwellenzeit zwischen 2 und 25 Minuten liegt.

Bezugszeichenliste
FIG. 6

: START
: NEIN
: JA
302: IST LEISTUNG AUS DEM NETZ VERFÜGBAR?
304: BATTERIE- ODER INNENRAUMHEIZUNG ANGEFORDERT?
306: NUR INNENRAUMHEIZUNG?
308: INNENRAUM
310: VENTILE BETÄTIGEN
314: HEIZUNGSWÄRMETAUSCHERPUMPE BETREIBEN
316: HEIZUNG BETREIBEN
318: INNENRAUMGEBLÄSE BETREIBEN
320: NUR BATTERIEHEIZUNG?
322: BATTERIE
324: VENTILE BETÄTIGEN
326: BATTERIE- U. WÄRMETAUSCHERPUMPEN BETREIBEN
328: HEIZUNG BETREIBEN
330: SOWOHL INNENRAUM- ALS AUCH BATTERIEHEIZUNG ANGEFORDERT
332: ZEIT VON JETZT BIS NÄCHSTER GEBRAUCHSZEIT < T₁?
334: ZEIT VON JETZT BIS NÄCHSTER GEBRAUCHSZEIT > T₂?
336: IST VERFÜGBARE LEISTUNG > P_T?
338: SOWOHL BATTERIE ALS AUCH INNENRAUM HEIZEN
340: VENTILE BETÄTIGEN
342: BATTERIE U. HEIZUNGSWÄRMETAUSCHERPUMPEN BETREIBEN
344: HEIZUNG U. INNENRAUMGEBLÄSE BETREIBEN

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine Traktionsbatterie; einen Innenraum; und eine Steuerung, die dazu programmiert ist, als Reaktion auf eine Anforderung zum Beheizen sowohl der Batterie als auch des Innenraums und darauf, dass eine Zeit bis zu einem nächsten geplanten Gebrauch des Fahrzeugs eine erste Schwellenzeit übersteigt, die Batterie zu beheizen und ein Beheizen des Innenraums, zumindest bis die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt, zu verzögern.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Zeit bis zum nächsten geplanten Gebrauch unter der ersten Schwellenzeit liegt und eine zweite Schwellenzeit übersteigt, sowohl die Batterie als auch den Innenraum zu beheizen, wobei die erste Schwellenzeit größer als die zweite Schwellenzeit ist.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass eine von einer Ladestation zur Verfügung stehende Leistungsmenge unter einer Schwellenleistung liegt, die Batterie und nicht den Innenraum zu beheizen.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Leistungsmenge die Schwellenleistung übersteigt, die Batterie und den Innenraum zu beheizen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, als Reaktion darauf, dass die Zeit bis zu dem nächsten geplanten Gebrauch unter der zweiten Schwellenzeit liegt, den Innenraum und nicht die Batterie zu beheizen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu programmiert ist, die Batterie nur dann zu beheizen, wenn ein Fahrzeugladeanschluss Strom empfängt.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die erste Schwellenzeit zwischen 30 und 120 Minuten liegt und die zweite Schwellenzeit zwischen 2 und 25 Minuten liegt.