DE102016217087B4 - Charging-driving assistant for electric vehicles and electric vehicles - Google Patents
Charging-driving assistant for electric vehicles and electric vehicles Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016217087B4 DE102016217087B4 DE102016217087.2A DE102016217087A DE102016217087B4 DE 102016217087 B4 DE102016217087 B4 DE 102016217087B4 DE 102016217087 A DE102016217087 A DE 102016217087A DE 102016217087 B4 DE102016217087 B4 DE 102016217087B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- charging
- route
- information
- destination
- vehicle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 16
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 8
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 12
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 3
- 241000709691 Enterovirus E Species 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 2
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 2
- 241001261858 Alsodes Species 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 210000002023 somite Anatomy 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
- B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
- B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D1/00—Control of position, course or altitude of land, water, air, or space vehicles, e.g. automatic pilot
- G05D1/02—Control of position or course in two dimensions
- G05D1/021—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
- G05D1/0212—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
- G05D1/0217—Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory in accordance with energy consumption, time reduction or distance reduction criteria
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/10—Vehicle control parameters
- B60L2240/12—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
- B60L2240/545—Temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/60—Navigation input
- B60L2240/62—Vehicle position
- B60L2240/622—Vehicle position by satellite navigation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2250/00—Driver interactions
- B60L2250/12—Driver interactions by confirmation, e.g. of the input
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2260/00—Operating Modes
- B60L2260/40—Control modes
- B60L2260/50—Control modes by future state prediction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
Abstract
Lade-Fahr-Assistent für Elektrofahrzeuge mit zumindest einem Hochvoltspeicher, wobei der Lade-Fahr-Assistent basierend auf einem in einem ersten Schritt (S1) vorgegebenen Ziel in einem zweiten und dritten Schritt (S2, S3) die schnellste Route zu diesem Ziel und dazu gehörige Ladestrategie unter Berücksichtigung zumindest von Routeninformationen und Fahrzeugdaten bestimmt,- wobei Routeninformationen zumindest Informationen über die Länge der Route und auf der Route vorhandene Ladeinfrastruktur umfassen, und- Fahrzeugdaten zumindest Informationen über Ladeanforderungen des Fahrzeugs, gefahrene Geschwindigkeit und Informationen über die thermische Belastung und/oder thermische Degradation des Hochvoltspeichers umfassen, wobei die thermische Belastung und/oder thermische Degradation des Hochvoltspeichers über ein thermisches Modell des Hochvoltspeichers bestimmt wird, zumindest umfassend den Kältemittelkreislauf im Elektrofahrzeug zur Prognose und/oder Berechnung der maximal aufnehmbaren Ladeleistung und/oder der maximalen Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von Einflussfaktoren, die zu einer Degradation des Hochvoltspeichers führen können.Charging-driving assistant for electric vehicles with at least one high-voltage storage device, the charging-driving assistant based on a goal specified in a first step (S1) providing the fastest route to this destination in a second and third step (S2, S3). associated charging strategy is determined taking into account at least route information and vehicle data, - where route information includes at least information about the length of the route and charging infrastructure present on the route, and - vehicle data includes at least information about charging requirements of the vehicle, speed traveled and information about the thermal load and / or thermal degradation of the high-voltage storage, wherein the thermal load and / or thermal degradation of the high-voltage storage is determined via a thermal model of the high-voltage storage, at least comprising the refrigerant circuit in the electric vehicle to predict and / or calculate the maximum charging power that can be absorbed and / or the maximum driving speed as a function of influencing factors that can lead to degradation of the high-voltage storage system.
Description
Die Erfindung betrifft einen Lade-Fahr-Assistenten für Elektrofahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a charging and driving assistant for electric vehicles according to the preamble of
Batterieelektrische Fahrzeuge (BEV) haben im Vergleich zu bekannten Otto- oder Dieselfahrzeugen (ICEV) eine geringere Reichweite. Weiterhin ist die benötigte Zeit zum Nachladen einer definierten Reichweite des Hochvoltspeichers HVS, also z.B. der Batterie, bei BEVs deutlich größer als die Zeit, die ICEVs zum Nachtanken der gleichen Reichweite benötigen. Insbesondere auf langen Strecken, auf denen mindestens ein Ladestopp notwendig ist, ist die Minimierung der Ladedauer und/oder der Anzahl der Ladestopps daher ein Ziel, um den Fahrkomfort und auch die Sicherheit im Verkehrsgeschehen zu erhöhen.Battery electric vehicles (BEV) have a shorter range compared to well-known gasoline or diesel vehicles (ICEV). Furthermore, the time required to recharge a defined range of the HVS high-voltage storage unit, i.e. the battery, for BEVs is significantly longer than the time that ICEVs need to refuel the same range. Particularly on long routes where at least one charging stop is necessary, minimizing the charging time and/or the number of charging stops is therefore a goal in order to increase driving comfort and also safety in traffic.
Ohne eine Hilfestellung würden Fahrer nicht unbedingt die kürzeste Zeit beim Fahren von Strecken, insbesondere einer Langstrecke, erzielen. Fahrer von BEVs würden intuitiv eher schnell fahren, um eine Langstrecke zeitlich minimiert zu bewältigen. Die nachgelagerten Konsequenzen, wie z.B. höherer Verbrauch, damit geringere Reichweite und gegebenenfalls eine erhöhte Anzahl an notwendigen Ladestopps oder eine Limitierung der möglichen Ladeleistung aufgrund thermischer Belastung des HVS durch das vorher erfolgte schnelle Fahren, können zu einer längeren Reisedauer als bei Fahren mit niedrigeren Geschwindigkeiten führen.Without assistance, drivers would not necessarily achieve the shortest time when driving any distance, especially a long distance. Drivers of BEVs would intuitively rather drive quickly in order to cover a long distance in a timely manner. The downstream consequences, such as higher consumption, thus a lower range and possibly an increased number of necessary charging stops or a limitation of the possible charging power due to thermal stress on the HVS due to the previous fast driving, can lead to a longer journey time than when driving at lower speeds .
Bekannt sind bereits Routenplaner für Elektrofahrzeuge, bei denen bei der Routenplanung nicht nur die Wegstrecke zwischen zwei Punkten ermittelt wird, sondern auch grundlegende Charakteristika von Elektrofahrzeugen mit einbezogen werden. Diese sind unter anderem Steigungen oder Gefälle, die auf der Strecke liegen, Wetterdaten wie Kälte im Winter und damit der Verlust von Batterieleistung, sowie Kenntnisse über vorhandene und verfügbare Ladestationen etc.. Ein solches System wird beispielsweise unter www.erouting.net beschrieben. Ein weiteres System wird von dem Elektrofahrzeug-Hersteller Tesla unter der Software-Version 6.2 betrieben. Hier kommuniziert die im Fahrzeug vorhandene Software fortlaufend mit dem Ladenetzwerk, das von Tesla bereitgestellt ist, und errechnet die optimale Route, wann welche Ladestationen aufgrund des Restladezustands des HVS angefahren werden sollen und wie lange die Ladezeit ist. Hierzu werden auch Topografiedaten, Wetter und besetzte Ladepunkte miteinbezogen.Route planners for electric vehicles are already known, in which not only the route between two points is determined when planning the route, but also the basic characteristics of electric vehicles are taken into account. These include inclines or declines on the route, weather data such as cold in winter and thus the loss of battery power, as well as knowledge of existing and available charging stations, etc. Such a system is described, for example, at www.erouting.net. Another system is operated by the electric vehicle manufacturer Tesla under software version 6.2. Here, the software in the vehicle continuously communicates with the charging network provided by Tesla and calculates the optimal route, when which charging stations should be reached based on the remaining charge level of the HVS and how long the charging time is. Topography data, weather and occupied charging points are also included.
Ein in der
Die
Die
Die
Die bekannten Systeme berücksichtigen bereits einige Aspekte, die für das Fahren mit Elektrofahrzeugen grundlegend sind, um dem Fahrer die bestmögliche Fahrtroute zu errechnen, d.h. um die Reichweite bestmöglich auszunutzen. Allerdings wird hier kein Augenmerk auf ein schnelles Erreichen des Ziels bei möglichst wenigen Ladestopps bzw. möglichst kurzer Ladedauer gelegt oder vorgeschlagen. Für ein schnelles Erreichen des Ziels kann lediglich bei Bedarf berechnet werden, ob das Ziel noch mit dem restlichen Ladezustand der Batterie erreicht werden kann oder ob Verbraucher abgeschaltet werden müssen, um das Ziel zu erreichen.The known systems already take into account some aspects that are fundamental to driving electric vehicles in order to calculate the best possible route for the driver, i.e. to make the best possible use of the range. However, no attention is paid or suggested here to achieving the goal quickly with as few charging stops or as short a charging time as possible. In order to reach the goal quickly, it can only be calculated, if necessary, whether the goal can still be reached with the remaining charge level of the battery or whether consumers have to be switched off in order to reach the goal.
Deshalb ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, einen Lade-Fahr-Assistenten und ein Elektrofahrzeug bereitzustellen, bei dem eine Minimierung der Reisezeit unter Berücksichtigung von spezifischen Eigenschaften von Elektrofahrzeugen erzielt wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.It is therefore an object of this invention to provide a charging-driving assistant and an electric vehicle in which travel time is minimized while taking specific characteristics of electric vehicles into account. This object is achieved according to the invention by the features of the independent patent claims. Advantageous refinements are the subject of the dependent claims.
Vorgeschlagen wird erfindungsgemäß ein Lade-Fahr-Assistent für Elektrofahrzeuge mit zumindest einem Hochvoltspeicher, wobei der Lade-Fahr-Assistent basierend auf einem in einem ersten Schritt vorgegebenen Ziel in einem zweiten und dritten Schritt die schnellste Route zu diesem Ziel und dazu gehörige Ladestrategie unter Berücksichtigung zumindest von Routeninformationen und Fahrzeugdaten bestimmt, wobei Routeninformationen zumindest Informationen über die Länge der Route und auf der Route vorhandene Ladeinfrastruktur umfassen, und Fahrzeugdaten zumindest Informationen über Ladeanforderungen des Fahrzeugs, gefahrene Geschwindigkeit und Informationen über die thermische Belastung und/oder thermische Degradation des Hochvoltspeichers umfassen.According to the invention, a charging-driving assistant for electric vehicles with at least one high-voltage battery is proposed, the charging-driving assistant taking into account the fastest route to this destination and the associated charging strategy in a second and third step based on a goal specified in a first step determined at least by route information and vehicle data, wherein route information includes at least information about the length of the route and charging infrastructure present on the route, and vehicle data includes at least information about charging requirements of the vehicle, speed driven and information about the thermal load and / or thermal degradation of the high-voltage storage.
In einer Ausführung erfolgt zur Ermittlung der schnellsten Route zu dem vorgegebenen Ziel in dem zweiten Schritt ein Berechnen zumindest einer möglichen Route und zumindest eines Zwischenziels auf dieser Route basierend auf dem eingegebenen Ziel und den Routeninformationen und Fahrzeugdaten erfolgt, und in dem dritten Schritt ein Ermitteln des Zeitbedarfs zum Erreichen des Ziels für jede der berechneten möglichen Routen.In one embodiment, in order to determine the fastest route to the specified destination, at least one possible route and at least one intermediate destination on this route are calculated in the second step based on the entered destination and the route information and vehicle data, and in the third step, the Time required to reach the destination for each of the calculated possible routes.
Bevorzugt erfolgt in einem vierten Schritt die Berechnung der schnellsten Route in Abhängigkeit vorgegebener Variationen von unterschiedlichen gefahrenen und/oder aufgrund einer erfassten thermischen Belastung und/oder thermischen Degradation des Hochvoltspeichers möglicher bis zum Ziel oder nächsten Zwischenziel fahrbarer Geschwindigkeiten für eine vorgegebene Anzahl an im zweiten und dritten Schritt berechneten möglichen schnellsten Routen.Preferably, in a fourth step, the calculation of the fastest route takes place depending on predetermined variations of different driven and / or due to a detected thermal load and / or thermal degradation of the high-voltage storage of possible speeds that can be driven to the destination or next intermediate destination for a predetermined number of in the second and possible fastest routes calculated in the third step.
In einer Ausführung erfolgt in einem weiteren Schritt eine Anzeige der optimalen Fahrtroute und dafür optimale Ladestrategie.In one embodiment, the optimal route and the optimal charging strategy are displayed in a further step.
In einer Ausführung wird in einem weiteren Schritt, wenn die Strategie akzeptiert wurde, zumindest die nächste errechnete Ladesäule reserviert und die berechnete zu ladende Reichweite zum Erreichen des nächsten berechneten Zwischenziels oder des Ziels voreingestellt.In one embodiment, in a further step, if the strategy has been accepted, at least the next calculated charging station is reserved and the calculated range to be charged is preset to reach the next calculated intermediate destination or the destination.
In einer Ausführung umfassen Informationen über die auf der Route vorhandene Ladeinfrastruktur für jedes berechnete Zwischenziel oder das Ziel Informationen über vorhandene Ladesäulen umfassen und für die vorhandenen Ladesäulen zumindest eines umfassen aus: Informationen über Ladeleistungen, Informationen über Anmelde-, Authentifizierungs- und/oder Abrechnungsprozesse, den Belegungs- und/oder Reservierungszustand, und Routeninformationen umfassen zumindest eines aus: Informationen über Verlustzeiten aufgrund des Ladens, Verkehrsinformationen, Topografieinformationen, Informationen über Geschwindigkeitsbegrenzungen, Wetterinformationen, Sperrungen von Straßen oder Straßenabschnitten, und Fahrzeugdaten umfassen zumindest eines aus: Daten über den Zustand des Hochvoltspeichers, umfassend Ladezustand und Ladekapazität, vom Fahrer eingestellte Geschwindigkeit, Bordnetzbedarf.In one embodiment, information about the charging infrastructure present on the route includes information about existing charging stations for each calculated intermediate destination or the destination and, for the existing charging stations, includes at least one of: information about charging services, information about registration, authentication and / or billing processes, the occupancy and/or reservation status, and route information includes at least one of: information about lost times due to charging, traffic information, topography information, information about speed limits, weather information, closures of roads or road sections, and vehicle data includes at least one of: data about the condition of the High-voltage battery, including charging status and charging capacity, speed set by the driver, on-board electrical system requirements.
Die thermische Belastung und/oder thermische Degradation des Hochvoltspeichers wird über ein thermisches Modell des Hochvoltspeichers bestimmt, zumindest umfassend den Kältemittelkreislauf im Elektrofahrzeug zur Prognose und/oder Berechnung der maximal aufnehmbaren Ladeleistung und/oder der maximalen Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von Einflussfaktoren, die zu einer Degradation des Hochvoltspeichers führen können.The thermal load and/or thermal degradation of the high-voltage storage is determined via a thermal model of the high-voltage storage, at least comprising the refrigerant circuit in the electric vehicle to predict and/or calculate the maximum charging power that can be absorbed and/or the maximum driving speed depending on influencing factors that lead to degradation of the high-voltage battery.
Ferner wird ein Steuergerät vorgeschlagen, das dazu eingerichtet ist, Routeninformationen und Fahrzeugdaten zu empfangen und/oder zu ermitteln und das den vorher beschriebenen Lade-Fahr-Assistenten umfasst, wobei zumindest ein Teil des Lade-Fahr-Assistenten als Softwareprogramm implementiert ist.Furthermore, a control device is proposed which is set up to receive and/or determine route information and vehicle data and which includes the charging-driving assistant described above, with at least part of the charging-driving assistant being implemented as a software program.
Ferner wird ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend einen Hochvoltspeicher zum Antrieb, ein Navigationssystem, das dazu eingerichtet ist, eine Route von einem Start zu einem Ziel zu berechnen, zumindest ein vorher beschriebenes Steuergerät, zumindest eine erste Kommunikationseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Fahrzeugdaten zu ermitteln und an das Steuergerät zur Verarbeitung zu übergeben, und zumindest eine zweite Kommunikationseinrichtung, die dazu eingerichtet ist, Routeninformationen ermitteln und an das Steuergerät zur Verarbeitung zu übergeben.Furthermore, an electric vehicle is proposed, at least comprising a high-voltage battery for driving, a navigation system that is set up to calculate a route from a start to a destination, at least one previously described control device, at least one first communication tion device, which is set up to determine vehicle data and transfer it to the control device for processing, and at least one second communication device, which is set up to determine route information and hand it over to the control device for processing.
In einer Ausführung ist das Navigationssystem ferner dazu eingerichtet, die vom Lade-Fahr-Assistenten berechnete optimale Route und dafür optimale Ladestrategie anzuzeigen.In one embodiment, the navigation system is also set up to display the optimal route calculated by the charging-driving assistant and the optimal charging strategy for it.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungsgemäße Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination bei einer Variante der Erfindung verwirklicht sein.Further features and advantages of the invention result from the following description of exemplary embodiments of the invention, based on the figures of the drawing, which show details of the invention, and from the claims. The individual features can be implemented individually or in groups in any combination in a variant of the invention.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
-
1 zeigt eine schematische Darstellung eines mit einem Lade-Fahr-Assistenten ausgestatteten Elektrofahrzeugs gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung. -
2 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführung der vorliegenden Erfindung.
-
1 shows a schematic representation of an electric vehicle equipped with a charging-driving assistant according to an embodiment of the present invention. -
2 shows a flowchart of the method according to an embodiment of the present invention.
In den nachfolgenden Figurenbeschreibungen sind gleiche Elemente bzw. Funktionen mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the following descriptions of the figures, the same elements or functions are given the same reference numbers.
Ziel der Erfindung ist es, einen Lade-Fahr-Assistenten 1 für Elektrofahrzeuge 100, wie in
Ein solcher Lade-Fahr-Assistent 1 kann - zumindest in Teilen davon - in Form einer Software auf einem Steuergerät 101 oder in anderer geeigneter Form, z.B. als Hardware, implementiert sein. Der Lade-Fahr-Assistent 1 empfängt über zumindest eine erste Kommunikationseinrichtung 4 Fahrzeuginformationen von z.B. Sensoren im oder am Fahrzeug, insbesondere über den Ladezustand des HVS 3, also der Batterie, sowie über den thermischen Zustand des HVS 3, sowie über im Fahrzeug vorhandene Energieverbraucher, die den Ladzustand des HVS 3 beeinflussen (können). Die zumindest eine erste Kommunikationseinrichtung 4 kann auch jeweils für einzelne Fahrzeuginformationen ausgeführt sein, d.h. als Einrichtung im HVS 3, als Einrichtung in einzelnen oder mehreren Funktionalitäten des Bordnetzes etc. Es wird hier lediglich der Vereinfachung halber eine erste Kommunikationseinrichtung 4 beschrieben.Such a charging-driving
Als eine weitere Fahrzeuginformation zur Heranziehung für die Berechnung der schnellsten Route kann optional ein thermisches Modell des Hochvoltspeichers (HVS) vorhanden sein, um den zukünftigen Zustand der Batterie in Abhängigkeit von Einflussfaktoren, die den Zustand der Batterie beeinflussen, zu kennen bzw. zu prognostizieren. Beispielsweise können mit Hilfe des thermischen Modells der thermische Zustand des HVS in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit und des momentanen thermischen Zustands, d.h. der thermischen Belastung und/oder Degradation des HVS vor dem Start des Ladevorgangs und die maximal aufnehmbare Ladeleistung berechnet werden. Dies ermöglicht eine Abschätzung der Ladezeit in Abhängigkeit von der aktuellen und einer vorausgeschätzten Fahrgeschwindigkeit für die Route.As further vehicle information to be used to calculate the fastest route, a thermal model of the high-voltage storage unit (HVS) can optionally be present in order to know or predict the future state of the battery depending on influencing factors that influence the state of the battery. For example, with the help of the thermal model, the thermal state of the HVS can be calculated as a function of the driving speed and the current thermal state, i.e. the thermal load and/or degradation of the HVS before the start of the charging process and the maximum charging power that can be absorbed. This enables the charging time to be estimated depending on the current and a predicted driving speed for the route.
Ferner kann der Lade-Fahr-Assistent 1 Informationen oder Daten 200 jeglicher Art, die für die Planung der Route nötig oder hilfreich sind, über eine zweite Kommunikationseinrichtung 2 empfangen und verarbeiten. Solche Informationen oder Daten sind z.B. Eigenschaften jeglicher Routen zwischen Start und Ziel, z.B. in Form von Verkehrsinformationen, Wetterinformationen, Topografiedaten, Straßenzustandsdaten, Daten über Ladesäulen, z.B. deren Ladekapazität, Art der möglichen Ladung, Ladungsleistung, Verfügbarkeit, Bezahlmethoden, etc.. Diese Daten können direkt von außerhalb an das Fahrzeug gesendet werden, oder das Fahrzeug fragt diese Daten von extern ab; extern heißt hierbei, dass die Daten über Schnittstellen, z.B. Funk, Mobilfunk, Internet, Schnittstellen zum Mobiltelefon oder andere geeignete Datenübertragungssysteme abgefragt oder empfangen werden können. Somit kann basierend auf den vorhandenen, also abgefragten oder empfangenen Daten und dem bekannten Ziel die optimale schnellste Route berechnet werden und dem Fahrer eine Fahr- und Ladestrategie vorgeschlagen werden.Furthermore, the charging-driving
Hierzu ist es wichtig, möglichst viele Faktoren zu kennen, welche die gesamte Reisezeit beeinflussen. Die wichtigsten Faktoren, welche entweder unter Routeninformationen oder Fahrzeuginformationen zusammengefasst werden können, sind:
- - Länge der gewählten Route,
- - maximal zulässige Geschwindigkeiten der Straßenabschnitte der gewählten Route,
- - maximal mögliche Geschwindigkeiten aufgrund Verkehr auf der gewählten Route, welcher beispielsweise aus Real Time Traffic Informationenüber Radio, Mobilfunk, Internet etc. bekannt ist,
- - aktueller, mittlerer und prädizierter Fahrgeschwindigkeit, wobei
- - sich mit steigender mittlerer Geschwindigkeit die reine Fahrzeit reduziert
- - die mittlere Geschwindigkeit starken Einfluss auf den Verbrauch und somit auf die verfügbare Reichweite und gegebenenfalls auf die notwendige Anzahl der Ladestopps hat
- - mit steigender mittlerer Geschwindigkeit die thermische Belastung der Batterie, also des Hochvoltspeichers, steigt, was gegebenenfalls eine spätere Reduzierung der möglichen Ladeleistung zur Folge haben kann,
- - Bordnetzbedarf, wobei der Bordnetzbedarf, also z.B. Klimafunktionen, Komfortfunktionen, Entertainmentfunktionen etc., Einfluss auf die verfügbare Reichweite und gegebenenfalls auf die notwendige Anzahl der Ladestopps hat,
- - Ladeleistung, wobei die Ladeleistung das Angebot an Ladesäulen und die Anforderung des Fahrzeugs an die Ladesäulen, also z.B. mögliche Ladeleistung, Art der möglichen Ladung, d.h. z.B. Art des verfügbaren Stromsteckers etc., umfasst, wobei
- - sich mit steigender mittlerer Ladeleistung die Dauer zum Nachladen einer gewünschten Reichweite reduziert,
- - mit steigender mittlerer Ladeleistung die thermische Belastung des HVS steigt, was gegebenenfalls eine spätere Limitierung der maximal möglichen Fahrgeschwindigkeit zur Folge haben kann,
- - Ladehub, also die nachgeladene Reichweite
- - Belegungs-/Reservierungszustand einer als mögliche Ladesäule identifizierten Ladesäule,
- - Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Anmelde-, Authentifizierungs-, Abrechnungsprozessen, z.B. Plug and Charge.
- - length of the selected route,
- - maximum permissible speeds of the road sections of the selected route,
- - maximum possible speeds based on traffic on the selected route, which is known, for example, from real-time traffic information via radio, mobile communications, internet, etc.,
- - current, average and predicted driving speed, where
- - the actual driving time reduces as the average speed increases
- - the average speed has a strong influence on consumption and therefore on the available range and, if necessary, on the necessary number of charging stops
- - as the average speed increases, the thermal load on the battery, i.e. the high-voltage storage device, increases, which may result in a subsequent reduction in the possible charging power,
- - On-board network requirements, whereby the on-board network requirements, e.g. climate functions, comfort functions, entertainment functions, etc., influence the available range and, if necessary, the necessary number of charging stops,
- - Charging power, whereby the charging power includes the range of charging stations and the vehicle's requirements for the charging stations, e.g. possible charging power, type of possible charging, ie type of available power plug etc., where
- - as the average charging power increases, the time required to recharge to a desired range is reduced,
- - as the average charging power increases, the thermal load on the HVS increases, which may result in a later limitation of the maximum possible driving speed,
- - Charging stroke, i.e. the reloaded range
- - Occupancy/reservation status of a charging station identified as a possible charging station,
- - Presence or absence of registration, authentication, billing processes, e.g. Plug and Charge.
Basierend auf möglichst allen oben genannten Parametern, zumindest soweit verfügbar, erfolgt erfindungsgemäß eine Berechnung der schnellsten Route, wobei sowohl Fahr- als auch Ladestrategie berücksichtigt werden. Das Ergebnis, also die beste Fahr- und Ladestrategie, um die eingegebene Route schnellstmöglich abzufahren, wird dem Fahrer als Anzeige im Rahmen des Anzeige-Bedien-Konzepts ABK zur Verfügung gestellt. Das ABK enthält neben Informationen zur Route wie Strecke und Orte der Ladestopps auch Empfehlungen zur optimalen Fahrgeschwindigkeit, zur Dauer der Ladestopps und gegebenenfalls zur Einstellung der Heiz-/Klimafunktion oder anderer Komfort- oder auch Entertainmentfunktionen. Wenn der Fahrer die vorgeschlagene Lade-Fahr-Strategie akzeptiert, können bei Verfügbarkeit und technischer Möglichkeit die vorgesehenen Ladepunkte bzw. -säulen für die entsprechenden Zeiten reserviert werden. Die Ladeleistung und der Ladehub können automatisch voreingestellt werden, so dass beim Anstecken des Fahrzeugs das Laden automatisch durchgeführt wird und damit Zeit eingespart wird, wenn es die technischen Möglichkeiten erlauben.Based on as many of the above-mentioned parameters as possible, at least as far as available, the fastest route is calculated according to the invention, taking both driving and charging strategies into account. The result, i.e. the best driving and charging strategy in order to travel the entered route as quickly as possible, is made available to the driver as a display as part of the ABK display and operation concept. In addition to information on the route such as the route and locations of the charging stops, the ABK also contains recommendations on the optimal driving speed, the duration of the charging stops and, if necessary, how to set the heating/air conditioning function or other comfort or entertainment functions. If the driver accepts the proposed charging-driving strategy, the designated charging points or charging stations can be reserved for the corresponding times, subject to availability and technical feasibility. The charging power and the charging stroke can be preset automatically so that charging is carried out automatically when the vehicle is plugged in, saving time if the technical possibilities allow it.
In einem ersten Schritt S1 wird das zu erreichende Ziel in das System, welches beispielsweise ein Navigationssystem 5 sein kann, eingegeben.In a first step S1, the destination to be reached is entered into the system, which can be a
In einem zweiten Schritt S2 werden mögliche (Fahrt)routen basierend auf dem eingegebenen Ziel berechnet. Dabei kann eine Aufteilung in mögliche Zwischenstopps oder Zwischenziele erfolgen, wie später genauer beschrieben.In a second step S2, possible (travel) routes are calculated based on the entered destination. This can be divided into possible intermediate stops or intermediate destinations, as described in more detail later.
In einem dritten Schritt S3 wird für jede der berechneten möglichen Routen der Zeitbedarf zum Erreichen des Reiseziels basierend auf den vorhandenen Daten bzw. Informationen, insbesondere unter Einbeziehung der Ladestrategie, ermittelt. Die Ladestrategie umfasst hier insbesondere das Bestimmen der thermischen Belastung des HVS bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten, also der Fahrleistung, auf der Route zur Verfügung stehende Ladeleistungen von Ladesäulen und einer möglichen Kühlung des HVS 3.In a third step S3, the time required to reach the travel destination is determined for each of the calculated possible routes based on the existing data or information, in particular taking into account the charging strategy. The charging strategy here particularly includes determining the thermal load on the HVS at different speeds, i.e. the driving performance, the charging power available on the route from charging stations and possible cooling of the
In einem vierten Schritt S4 wird für eine vorgegebene Anzahl an berechneten möglichen schnellsten Fahrtrouten eine Berechnung der optimalen Route in Abhängigkeit unterschiedlicher Variationen von gefahrenen und/oder aufgrund einer erfassten thermischen Belastung und/oder thermischen Degradation des Hochvoltspeichers möglicher bis zum Ziel oder nächsten Zwischenziel fahrbarer Geschwindigkeiten, insbesondere der auf Autobahnen oder Schnellstraßen möglichen maximalen Geschwindigkeit, basierend auf den vorhandenen Daten durchgeführt.In a fourth step S4, for a predetermined number of calculated possible fastest travel routes, a calculation of the optimal route is carried out depending on different variations of the speeds traveled and/or due to a detected thermal load and/or thermal degradation of the high-voltage storage device that can be driven to the destination or next intermediate destination , in particular the maximum speed possible on motorways or expressways, based on the available data.
Unter Variationen von unterschiedlichen gefahrenen Geschwindigkeiten ist zu verstehen, dass eine Anzahl an unterschiedlichen möglichen Geschwindigkeiten, die für jede der vorher berechneten möglichen schnellsten Routen oder einen Teil davon möglich sind, für die Berechnung der schnellsten Route verwendet wird. Beispielsweise können für Fahrten auf einer Landstraße Geschwindigkeiten von 90 km/h, 95 km/h oder 100 km/h verwendet werden, um die Berechnung für jede der mehreren berechneten möglichen Routen zum Ziel durchzuführen.Variations of different driven speeds mean that a number of different possible speeds, which are possible for each of the previously calculated possible fastest routes or a part thereof, are used to calculate the fastest route. For example, for driving on a country road, speeds of 90 km/h, 95 km/h or 100 km/h can be used to perform the calculation for each of the several calculated possible routes to the destination.
Außerdem wird vorteilhafterweise zusätzlich, wenn nötig auch alleine, die mögliche fahrbare Geschwindigkeit aufgrund thermischer Degradation des HVS für die Berechnung der schnellsten Route berücksichtigt. Die Degradation kann über ein thermisches Modell des HVS bestimmt werden und wird durch die Fahrweise, Verbraucher im Bordnetz wie eine laufende Klimaanlage, durch welche die Kühlmöglichkeit für den HVS vermindert wird, beeinflusst.In addition, the possible travelable speed due to thermal degradation of the HVS is advantageously taken into account when calculating the fastest route. The degradation can be determined using a thermal model of the HVS and is influenced by the driving style, consumers in the on-board network such as a running air conditioning system, which reduces the ability of the HVS to cool.
In einem weiteren, bevorzugt fünften Schritt S5 wird dem Fahrer die optimale Fahrtroute und dafür optimale Ladestrategie angezeigt.In a further, preferably fifth, step S5, the driver is shown the optimal route and the optimal charging strategy.
In einem weiteren, bevorzugt sechsten Schritt S6 wird, wenn der Fahrer die Strategie akzeptiert hat, z.B. über einen Bestätigungsbutton im ABK, und wenn verfügbar, zumindest der nächste errechnete Ladepunkt bzw. Ladesäule reserviert und die zu ladende Reichweite, d.h. Energiemenge, voreingestellt. Die Voreinstellung kann je nach System direkt an der reservierten Ladesäule oder im Fahrzeug zur Übergabe an die Ladesäule vor Start des Ladens erfolgen.In a further, preferably sixth step S6, if the driver has accepted the strategy, for example via a confirmation button in the ABK, and if available, at least the next calculated charging point or charging station is reserved and the range to be charged, i.e. amount of energy, is preset. Depending on the system, the presetting can be done directly at the reserved charging station or in the vehicle for handover to the charging station before charging starts.
Schritte S2 bis S4 und optional alle weiteren Schritte, z.B. S5 und S6, werden während der Fahrt laufend aktualisiert. Somit ist sichergestellt, dass die vorgeschlagene Route immer aktuell ist und mögliche Ausfälle von Ladesäulen oder neue Verkehrsinformationen schnellstmöglich berücksichtigt werden.Steps S2 to S4 and optionally all other steps, e.g. S5 and S6, are continuously updated while driving. This ensures that the suggested route is always up to date and possible failures of charging stations or new traffic information are taken into account as quickly as possible.
Nachfolgend wird eine genauere Beschreibung eines möglichen Ablaufs des Verfahrens gegeben.A more detailed description of a possible course of the procedure is given below.
Nachdem im ersten Schritt S1 das Reiseziel beispielsweise in ein Navigationssystem des Elektrofahrzeugs eingegeben wurde, werden folgende Unter-Schritte zu Schritt S2 durchgeführt:
- Aufteilen der gesamte Reise in n+1 Fahrtabschnitte, wobei n die Anzahl der Zwischenstopps i zum Laden ist und n zunächst unbekannt ist. Festlegen, dass die Reise am Zwischenstopp i=0 startet. Berechnen von jedem in der Auswahl des Zwischenstopps i definierten Ort jeweils eine Auswahl an möglichen Orten des nächsten Zwischenstopps i+1. Es ist zu beachten, dass es bei i=0 nur einen Ort, nämlich den Startpunkt gibt.
- Divide the entire journey into n+1 journey sections, where n is the number of stops i for charging and n is initially unknown. Specify that the trip starts at stopover i=0. Calculating a selection of possible locations for the next stopover i+1 from each location defined in the selection of stopover i. It should be noted that at i=0 there is only one location, namely the starting point.
Ein möglicher Ort für einen nächsten Zwischenstopp muss mit einem in einer Datenbank vorliegenden Ladepunkt oder dem Ziel der Reise übereinstimmen. Die Datenbank kann z.B. in dem Navigationssystem oder einem Steuergerät hinterlegt sein oder von außerhalb abgerufen werden. Idealerweise, aber nicht zwingend, liegen die ausgewählten möglichen Orte auf der kürzesten Reiseroute.A possible location for a next stopover must match a charging point in a database or the destination of the trip. The database can, for example, be stored in the navigation system or a control device or can be accessed from outside. Ideally, but not necessarily, the possible locations selected are on the shortest travel route.
Des Weiteren muss ein möglicher Ort des nächsten Zwischenstopps so erreicht werden, dass mindestens eine vorgegebene Restreichweite vorhanden ist, die entweder als Standardwert voreingestellt sein kann, vom Fahrer eingegeben werden kann oder basierend auf vorhandenen Daten über einen vorgegebenen Algorithmus bestimmt werden kann. Zur Bestimmung der Restreichweite wird eine Energiebedarfsprognose verwendet. Diese berücksichtigt u.a.:
- - vorliegende Geschwindigkeitslimits der einzelnen Straßentypen,
- - durch den Kunden eingegebene Geschwindigkeitslimits, z.B. aus dem ACC oder einem Konfigurationsdialog,
- - aufgrund des thermischen Zustands des HVS vorliegende Einschränkungen der möglichen fahrbaren Geschwindigkeit. Hierzu wird der thermische Zustand des HVS permanent als Funktion der Fahrleistungen, der Ladeleistungen und der Kühlung berechnet,
- - Geschwindigkeitslimitierungen aufgrund Verkehr, welche z.B. über Radio, Mobilfunk, Internet oder andere Medien an das Fahrzeug kommuniziert werden können,
- - den Bordnetzbedarf, also z.B. Klimafunktionen, Komfortfunktionen, Entertainmentfunktionen etc..
- - existing speed limits for individual road types,
- - Speed limits entered by the customer, e.g. from the ACC or a configuration dialog,
- - Due to the thermal state of the HVS, there are restrictions on the possible travelable speed. For this purpose, the thermal state of the HVS is constantly calculated as a function of the driving performance, the charging performance and the cooling,
- - Speed limits due to traffic, which can be communicated to the vehicle via radio, mobile phone, internet or other media, for example,
- - the on-board electrical system requirements, e.g. climate functions, comfort functions, entertainment functions, etc.
In einem weiteren Schritt wird der Zeitbedarf für das Fahren zu allen möglichen Orten des nächsten Zwischenstopps berechnet. Dann werden, falls ein oder mehrere Orte aus der Auswahl des i-ten Zwischenstopps erstmalig mit dem Ziel übereinstimmt/ übereinstimmen, weitere Iterationsschleifen solange gedreht, d.h. Schritt 2 wird solange wiederholt durchlaufen, bis in einer nächsten Iterationsschleife kein neues Zeitminimum erreicht wird.In a further step, the time required to drive to all possible locations for the next stopover is calculated. Then, if one or more locations from the selection of the i-th intermediate stop match/match the destination for the first time, further iteration loops are rotated, i.e.
Für jeden möglichen Ort aller berechneten Zwischenstopps werden jeweils folgende Daten berücksichtigt:
- - die gegebenenfalls notwendige Wartedauer, um eine Ladesäule benutzen zu können, falls verfügbar,
- - die notwendige Anfahrzeit, also z.B. der Umweg von der eigentlichen Reiseroute,
- - der benötigte Zeitaufwand durch Anmelden und Bezahlen an der Ladesäule; es wird beispielsweise überprüft, ob „Plug and Charge“ vorhanden ist oder nicht,
- - die verfügbare Ladeleistung des Ladepunkts,
- - die Dauer des Ladens, welche der Zeit entspricht, die benötigt wird, um den prognostizierten Energiebedarf für den jeweils nächsten Fahrtabschnitt nachzuladen. Die dafür notwendige Ladeleistung ist limitiert durch die verfügbare Ladeleistung des Ladepunkts bzw. der Ladesäule oder durch die (thermisch) limitierte Ladeleistung des Fahrzeugs,
- - der thermische Zustand des HVS am Ende des Ladevorgangs.
- - the waiting time that may be necessary to be able to use a charging station, if available,
- - the necessary travel time, e.g. the detour from the actual travel route,
- - the time required to register and pay at the charging station; For example, it checks whether “Plug and Charge” is present or not,
- - the available charging power of the charging point,
- - the duration of charging, which corresponds to the time needed to meet the forecast energy requirements for the next one to reload the journey section. The charging power required for this is limited by the available charging power of the charging point or charging column or by the (thermally) limited charging power of the vehicle,
- - the thermal state of the HVS at the end of the charging process.
In einem weiteren Schritt wird für alle gefundenen Routenmöglichkeiten jeweils der Zeitbedarf zum Erreichen des Reiseziels berechnet.In a further step, the time required to reach the travel destination is calculated for all route options found.
Nach der Bestimmung der möglichen Routen wird für eine vorgegebene maximale Anzahl an schnellsten Routenmöglichkeiten, z.B. abhängig von der verfügbaren Routenanzahl und/oder der Rechenleistung, jeweils eine nachgelagerte Optimierungsschleife durchgeführt. Diese umfasst eine Schleife über alle Unter-Schritte bei einer zu definierenden bzw. vorgebbaren Variation der maximal gefahrenen Geschwindigkeit auf z.B. Autobahnen und/oder einer maximal möglichen fahrbaren Geschwindigkeit aufgrund thermischer Degradation des HVS.After determining the possible routes, a downstream optimization loop is carried out for a specified maximum number of fastest route options, e.g. depending on the available number of routes and/or the computing power. This includes a loop over all sub-steps with a defined or predeterminable variation of the maximum driven speed on e.g. motorways and/or a maximum possible drivable speed due to thermal degradation of the HVS.
Dabei dient die bisher maximal gefahrene Geschwindigkeit als ein Optimierungsparameter, der auf dem ABK angezeigt werden kann.The maximum speed traveled so far serves as an optimization parameter that can be displayed on the ABK.
D.h. dass ein möglicher Ort des nächsten Zwischenstopps so erreicht werden muss, dass mindestens eine vorgegebene Restreichweite vorhanden ist. Die vorgegebene Restreichweite kann vom Fahrer vorgegeben werden oder eine andere (Standard-)Voreinstellung sein.This means that a possible location for the next stopover must be reached in such a way that there is at least a specified remaining range. The specified remaining range can be specified by the driver or be another (standard) preset.
Zur Bestimmung der optimalen Route wird insbesondere die thermische Belastung des HVS 3 herangezogen. Diese hat einen sehr hohen Einfluss auf die Reichweite des Elektrofahrzeugs. Wenn die thermische Belastung des HVS 3 hoch ist, dieser also sehr heiß ist, kann eine Reduzierung der möglichen Ladeleistung resultieren, wie oben bereits beschrieben. Die thermische Belastung steigt vor allem mit steigender mittlerer Geschwindigkeit und auch mit steigender mittlerer Ladeleistung. Je nachdem, welche Strategie gewählt wird, kann es sein, dass das Fahrzeug nicht mehr mit voller Leistung geladen werden kann oder dass eine Einschränkung der maximal zu fahrenden Geschwindigkeit erfolgt. Dies kann basierend auf den vorhandenen Daten berechnet und optimiert werden. Letztendlich kann der Fahrer basierend auf diesen Informationen entscheiden, wie er sich verhalten möchte. Wenn die optimierte Fahr- und Ladestrategie angenommen wird, kann das System entsprechende Maßnahmen zur Sicherstellung des Ladens an der berechneten optimalen Ladesäule vornehmen und Voreinstellungen treffen, um ein weiteres Optimieren des Ladens zu gewährleisten. The thermal load on the
Die beschriebenen Schritte des Verfahrens zur optimalen Planung einer Route, vor allem für Langstreckenfahrten, können je nach Implementierung auch in einer anderen als der aufgeführten Reihenfolge abgearbeitet werden, solange eine logische Reihenfolge eingehalten wird.Depending on the implementation, the described steps of the method for optimally planning a route, especially for long-distance journeys, can also be processed in an order other than that listed, as long as a logical order is maintained.
Ein Steuergerät kann auch andere als die beschriebenen Funktionen zusätzlich übernehmen, wenn das Fahrzeugkonzept entsprechend ausgelegt ist.A control unit can also take on functions other than those described if the vehicle concept is designed accordingly.
Das Empfangen oder Abfragen von Daten sowohl innerhalb des Fahrzeugs als auch außerhalb, also z.B. Routeninformationen, kann über unterschiedlichste Einrichtungen erfolgen, z.B. über hier beschriebene Kommunikationseinrichtungen oder auch über andere geeignete bekannte Mittel.Receiving or querying data both inside the vehicle and outside, for example route information, can be done via a wide variety of devices, for example via communication devices described here or via other suitable known means.
Nachfolgend werden zur Veranschaulichung Beispiele aufgeführt, wie eine Berechnung erfolgt, um eine Strecke von 600 km zeitoptimal durchfahren zu können.Below are examples of how a calculation is made in order to be able to travel a distance of 600 km in the best possible time.
Beispiel 1example 1
Ein Fahrzeug hat eine - abzüglich Reservereichweite - nutzbare Energie von 60 kWh. Bei 120 km/h und 150 km/h hat das Fahrzeug einen Verbrauch von 20 bzw. 30 kWh/100km. Das Fahrzeug kann im Durchschnitt mit 50 KW geladen werden. Jeder Ladevorgang benötigt aufgrund Fahrten zur Ladestation 5 min zusätzlich. Die thermische Belastung des HVS sowie Wartezeiten an den Ladesäulen werden hier nicht betrachtet.A vehicle has a usable energy of 60 kWh - minus reserve range. At 120 km/h and 150 km/h the vehicle has a consumption of 20 and 30 kWh/100km respectively. The vehicle can be charged with an average of 50 KW. Each charging process takes an additional 5 minutes due to trips to the charging station. The thermal load on the HVS and waiting times at the charging stations are not taken into account here.
Option 1: Geschwindigkeit v=120 km/h und 1-Stopp-Strategie. Die Fahrzeit beträgt 2 x 2,5 h, die Ladezeit beträgt 1 x 1,2 h und die Verlustzeit aufgrund der Fahrt zur Ladestation beträgt 5 Min. Somit ergibt sich für Option 1 als Summe 6 Stunden und 17 Minuten Fahrzeit.Option 1: Speed v=120 km/h and 1-stop strategy. The travel time is 2 x 2.5 hours, the charging time is 1 x 1.2 hours and the time lost due to the journey to the charging station is 5 minutes. This results in a total of 6 hours and 17 minutes of travel time for
Option 2: Geschwindigkeit v=150 km/h und 2-Stopp-Strategie. Die Fahrzeit beträgt 3 x 1,33 h, die Ladezeit beträgt 2 x 1,2 h und die Verlustzeiten aufgrund der Fahrt zur Ladestation betragen 2 x 5 Min. Somit ergibt sich für Option 2 als Summe 6 Stunden und 34 Minuten Fahrzeit.Option 2: Speed v=150 km/h and 2-stop strategy. The travel time is 3 x 1.33 hours, the charging time is 2 x 1.2 hours and the lost time due to the journey to the charging station is 2 x 5 minutes. This results in a total of 6 hours and 34 minutes travel time for
Beispiel 2Example 2
Annahmen wie für Beispiel 1, nur kann jetzt das Fahrzeug mit 150 kW statt 50 kW geladen werden.Assumptions as for example 1, only the vehicle can now be charged with 150 kW instead of 50 kW.
Option 1: Geschwindigkeit v=120 km/h und 1-Stopp-Strategie. Die Fahrzeit beträgt 2 x 2,5 h, die Ladezeit beträgt 1 x 24 Min und die Verlustzeit aufgrund der Fahrt zur Ladestation beträgt 5 Min. Somit ergibt sich für Option 1 als Summe 5 Stunden und 29 Minuten Fahrzeit.Option 1: Speed v=120 km/h and 1-stop strategy. The travel time is 2 x 2.5 hours, the charging time is 1 x 24 minutes and the lost time due to the journey to the charging station is 5 minutes. This results in a total travel time of 5 hours and 29 minutes for
Option 2: Geschwindigkeit v=150 km/h und 2-Stopp-Strategie. Die Fahrzeit beträgt 3 x 1,33 h, die Ladezeit beträgt 2 x 24 Min und die Verlustzeiten aufgrund der Fahrt zur Ladestation betragen 2 x 5 Min. Somit ergibt sich für Option 2 als Summe 4 Stunden und 58 Min Fahrzeit.Option 2: Speed v=150 km/h and 2-stop strategy. The travel time is 3 x 1.33 hours, the charging time is 2 x 24 minutes and the lost time due to the journey to the charging station is 2 x 5 minutes. This results in a total of 4 hours and 58 minutes travel time for
Beispiel 3Example 3
Annahmen wie für Beispiel 2, nur kann durch das Fahren mit 150 km/h aufgrund thermischer Degradation des HVS danach nur mit 120 kW geladen werden.Assumptions as for example 2, except that by driving at 150 km/h, it can only be charged with 120 kW due to thermal degradation of the HVS.
Option 1: Geschwindigkeit v=120 km/h und 1-Stopp-Strategie. Die Fahrzeit beträgt 2 x 2,5 h, die Ladezeit beträgt 1 x 24 Min und die Verlustzeit aufgrund der Fahrt zur Ladestation beträgt 5 Min. Somit ergibt sich für Option 1 als Summe 5 Stunden und 29 Minuten Fahrzeit.Option 1: Speed v=120 km/h and 1-stop strategy. The travel time is 2 x 2.5 hours, the charging time is 1 x 24 minutes and the time lost due to the journey to the charging station is 5 minutes. This results in a total of 5 hours and 29 minutes travel time for
Option 2: v Geschwindigkeit v=150 km/h und 2-Stopp-Strategie. Die Fahrzeit beträgt 3 x 1,33 h, die Ladezeit beträgt 2 x 30 Min und die Verlustzeiten aufgrund der Fahrt zur Ladestation betragen 2 x 5 Min. Somit ergibt sich für Option 2 als Summe 5 Stunden und 10 Min.Option 2: v speed v=150 km/h and 2-stop strategy. The travel time is 3 x 1.33 hours, the charging time is 2 x 30 minutes and the lost time due to the journey to the charging station is 2 x 5 minutes. This results in a total of 5 hours and 10 minutes for
Es ist deutlich zu sehen, dass ein schnelleres Fahren nicht zur gewünschten deutlich schnelleren Ankunft beiträgt, vor allem wenn der HVS 3 aufgrund von thermischer Degradation nicht mehr mit der vollen Leistung geladen werden kann. Insofern trägt der erfindungsgemäße Fahr- und Lade-Assistent 1 dazu bei, dem Fahrer die Entscheidung zu erleichtern, ob er lieber mit weniger Stopps und weniger Ladepausen ans Ziel kommen möchte oder schneller fahren möchte und dafür öfter Laden muss. Allerdings wird bei den Beispielen zur Vereinfachung und Veranschaulichung angenommen, dass Ladesäulen überall verfügbar sind. D.h. bei den Beispielen sind weder Verkehrssituationen noch andere Situationen berücksichtigt, die das Laden verzögern können. Insofern ist hier zu sehen, dass das langsamere Fahren mit nur einem Ladestopp je nach Situation zu einem schnelleren Ankommen und weniger Belastung des HVS 3 führen und somit die Lebensdauer des HVS 3 verlängern kann.It is clear to see that driving faster does not contribute to the desired significantly faster arrival, especially when the
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016217087.2A DE102016217087B4 (en) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | Charging-driving assistant for electric vehicles and electric vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016217087.2A DE102016217087B4 (en) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | Charging-driving assistant for electric vehicles and electric vehicles |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016217087A1 DE102016217087A1 (en) | 2018-03-08 |
DE102016217087B4 true DE102016217087B4 (en) | 2024-02-01 |
Family
ID=61198145
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016217087.2A Active DE102016217087B4 (en) | 2016-09-08 | 2016-09-08 | Charging-driving assistant for electric vehicles and electric vehicles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016217087B4 (en) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102018214986A1 (en) * | 2018-09-04 | 2020-03-05 | Zf Friedrichshafen Ag | Device, method and system for route planning of an electric vehicle |
DE102019101094A1 (en) * | 2019-01-16 | 2020-07-16 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for route planning in a navigation system of a vehicle, navigation system for a vehicle and vehicle with the same |
FR3096315A1 (en) * | 2019-05-24 | 2020-11-27 | Psa Automobiles Sa | Method and device for managing the charge of an electric vehicle |
DE102019212001A1 (en) * | 2019-08-09 | 2021-02-11 | Audi Ag | Method for operating a motor vehicle, system with at least one motor vehicle and a server device external to the motor vehicle, motor vehicle and server device |
DE102019130058A1 (en) * | 2019-11-07 | 2021-05-12 | Audi Ag | Method for operating a motor vehicle |
DE102020111983A1 (en) | 2020-05-04 | 2021-11-04 | Audi Aktiengesellschaft | Driver assistance system for reaching a charging device with an electrically operated vehicle when the range falls below a minimum |
CN112149906B (en) * | 2020-09-27 | 2023-07-11 | 国网湖南省电力有限公司 | Comprehensive optimization method for travel line of electric vehicle considering charging time |
DE102020215678A1 (en) | 2020-12-10 | 2022-06-15 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method and device for checking the range of a battery-operated motor vehicle |
DE102021112267A1 (en) | 2021-05-11 | 2022-11-17 | Audi Aktiengesellschaft | Method for determining a travel route, driver assistance system and motor vehicle |
DE102021119605A1 (en) | 2021-07-28 | 2023-02-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Reserve a charging spot for an electric vehicle |
DE102022121732A1 (en) | 2022-08-29 | 2024-02-29 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Method for an electrically driven motor vehicle for estimating a waiting time, computer program, data processing device, and motor vehicle |
DE102022122568A1 (en) | 2022-09-06 | 2024-03-07 | Man Truck & Bus Se | Method and device for controlling and/or monitoring driving operations of a self-driving motor vehicle through a control center |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19519107C1 (en) | 1995-05-24 | 1996-04-04 | Daimler Benz Ag | Travel route guidance device for electric vehicle |
DE102010049661A1 (en) | 2009-11-27 | 2012-04-12 | All4Ip Management Gmbh | Device for e.g. customized re-feeding user of e.g. energy supply system battery-powered vehicle with measurement and communication system, has field bus system and service connector measuring temperature of cells or request |
DE102011116115A1 (en) | 2011-10-15 | 2013-04-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for determining cruising range of vehicle i.e. electric car, involves determining cruising range of vehicle depending on driving route, recuperation events and environmental conditions e.g. temperature, on driving route |
DE102015100245A1 (en) | 2014-01-16 | 2015-07-16 | Ford Global Technologies, Llc | METHOD AND DEVICE FOR PLANNING DRIVING AND RECHARGING AN ELECTRIC VEHICLE |
-
2016
- 2016-09-08 DE DE102016217087.2A patent/DE102016217087B4/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19519107C1 (en) | 1995-05-24 | 1996-04-04 | Daimler Benz Ag | Travel route guidance device for electric vehicle |
DE102010049661A1 (en) | 2009-11-27 | 2012-04-12 | All4Ip Management Gmbh | Device for e.g. customized re-feeding user of e.g. energy supply system battery-powered vehicle with measurement and communication system, has field bus system and service connector measuring temperature of cells or request |
DE102011116115A1 (en) | 2011-10-15 | 2013-04-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for determining cruising range of vehicle i.e. electric car, involves determining cruising range of vehicle depending on driving route, recuperation events and environmental conditions e.g. temperature, on driving route |
DE102015100245A1 (en) | 2014-01-16 | 2015-07-16 | Ford Global Technologies, Llc | METHOD AND DEVICE FOR PLANNING DRIVING AND RECHARGING AN ELECTRIC VEHICLE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102016217087A1 (en) | 2018-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102016217087B4 (en) | Charging-driving assistant for electric vehicles and electric vehicles | |
DE112011100624B4 (en) | Power supply control device and information providing device | |
DE102016124109B4 (en) | POWER MANAGEMENT SYSTEM FOR AN ELECTRIC VEHICLE | |
EP3266645B1 (en) | Method for operating an electrically driven or electrically drivable vehicle and vehicle | |
EP2857271B1 (en) | Operating method for a hybrid drive, in particula for selecting optimal operating modes of the hybrid drive along a travel route | |
EP2697608B1 (en) | Method and apparatus for carrying out travel route planning for a vehicle | |
DE102010039075A1 (en) | Output device and system for information about an amount of electrical energy | |
DE102015208380A1 (en) | Vehicle energy management device | |
WO2012130388A1 (en) | Method and apparatus for carrying out travel route planning for a vehicle | |
DE112014004812T5 (en) | Driving support device, driving support method and driving support system | |
DE102011086903A1 (en) | Electricity demand estimation device for estimating consumption of electrical power during movement of electric car, has estimation portion provided in vehicle to estimate electricity demand for drive of vehicle | |
DE102016100427B4 (en) | Vehicle control | |
DE102012210698A1 (en) | Method for carrying out an energy management of a vehicle | |
DE102018209997A1 (en) | Method for determining a directional speed for an electrically operated vehicle | |
DE102010003762A1 (en) | Vehicle e.g. electric car, range management method, involves performing range estimation of traveling distance of vehicle, and outputting traveling distance in form of accessibility of destination of driver of vehicle | |
DE102014204223A1 (en) | User interface system and method | |
EP3381735A1 (en) | Method for coordinating charging processes of electric vehicles, and electrically-driven vehicle and utility vehicle | |
DE102017213088A1 (en) | Energy management of a fuel cell vehicle | |
WO2015140244A1 (en) | Method for controlling a hybrid drive of a vehicle, vehicle-side device and central processing unit | |
DE102020110588A1 (en) | LONG DISTANCE NAVIGATION PLANNING AND CHARGING STRATEGY FOR ELECTRIC VEHICLES | |
DE102014204308A1 (en) | Range estimation for electric vehicles | |
DE102021132088A1 (en) | CONTROL OF AN ELECTRIFIED VEHICLE WITH DYNAMIC SEGMENT BASED DISTANCE TO VACUUM (DTE) | |
DE102014205246B4 (en) | Method for controlling a hybrid drive of a vehicle | |
EP3785978B1 (en) | Vehicle and method for its operation | |
EP3726455A2 (en) | Method for forecasting availability of at least one charging station for an electric vehicle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division |