DE102016217615A1 - Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs - Google Patents

Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs Download PDF

Info

Publication number
DE102016217615A1
DE102016217615A1 DE102016217615.3A DE102016217615A DE102016217615A1 DE 102016217615 A1 DE102016217615 A1 DE 102016217615A1 DE 102016217615 A DE102016217615 A DE 102016217615A DE 102016217615 A1 DE102016217615 A1 DE 102016217615A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
vehicle
battery
autonomous
loading
charging
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.)
Pending
Application number
DE102016217615.3A
Other languages
English (en)
Inventor
Fabian Bachmann
Robert Bobinger
Elsa Davy
Norbert Deixler
Richard Eiletz
Sebastian Gielisch
Roland König
Alfred Pruckner
Dirk Schlichte
Hubert Scholz
Anette Sedlmaier-Fuchs
Ludwig Seethaler
Stefan Sicklinger
Ralf Stroph
Stefan Stürzl
Martin Waldmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102016217615.3A priority Critical patent/DE102016217615A1/de
Priority to PCT/EP2017/071853 priority patent/WO2018050440A1/de
Priority to CN201780056796.4A priority patent/CN109715433B/zh
Publication of DE102016217615A1 publication Critical patent/DE102016217615A1/de
Priority to US16/353,732 priority patent/US11338693B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L15/00Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/32Control or regulation of multiple-unit electrically-propelled vehicles
    • B60L15/38Control or regulation of multiple-unit electrically-propelled vehicles with automatic control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L50/00Electric propulsion with power supplied within the vehicle
    • B60L50/10Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
    • B60L50/15Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with additional electric power supply
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/12Inductive energy transfer
    • B60L53/126Methods for pairing a vehicle and a charging station, e.g. establishing a one-to-one relation between a wireless power transmitter and a wireless power receiver
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/14Conductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/34Plug-like or socket-like devices specially adapted for contactless inductive charging of electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30Constructional details of charging stations
    • B60L53/35Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles
    • B60L53/38Means for automatic or assisted adjustment of the relative position of charging devices and vehicles specially adapted for charging by inductive energy transfer
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/60Monitoring or controlling charging stations
    • B60L53/66Data transfer between charging stations and vehicles
    • B60L53/665Methods related to measuring, billing or payment
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/0088Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots characterized by the autonomous decision making process, e.g. artificial intelligence, predefined behaviours
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0212Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory
    • G05D1/0225Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles with means for defining a desired trajectory involving docking at a fixed facility, e.g. base station or loading bay
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291Fleet control
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D1/00Control of position, course, altitude or attitude of land, water, air or space vehicles, e.g. using automatic pilots
    • G05D1/02Control of position or course in two dimensions
    • G05D1/021Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles
    • G05D1/0287Control of position or course in two dimensions specially adapted to land vehicles involving a plurality of land vehicles, e.g. fleet or convoy travelling
    • G05D1/0291Fleet control
    • G05D1/0297Fleet control by controlling means in a control room
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/12Speed
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/14Acceleration
    • B60L2240/16Acceleration longitudinal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10Vehicle control parameters
    • B60L2240/24Steering angle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60Navigation input
    • B60L2240/62Vehicle position
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2240/00Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/70Interactions with external data bases, e.g. traffic centres
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L2260/00Operating Modes
    • B60L2260/20Drive modes; Transition between modes
    • B60L2260/32Auto pilot mode
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/28Purposes or special features of road vehicle drive control systems related to towing or towed situations
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72Electric energy management in electromobility
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12Electric charging stations
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
    • Y02T90/167Systems integrating technologies related to power network operation and communication or information technologies for supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles, i.e. smartgrids as interface for battery charging of electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
    • YGENERAL 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
    • Y04INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04SSYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S30/00Systems supporting specific end-user applications in the sector of transportation
    • Y04S30/10Systems supporting the interoperability of electric or hybrid vehicles
    • Y04S30/14Details associated with the interoperability, e.g. vehicle recognition, authentication, identification or billing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Game Theory and Decision Science (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs (10), das einen aufladbaren Traktionsenergiespeicher (11) und Mittel (12) zur autonomen Führung des Fahrzeugs (10) umfasst, mit einem Ladefahrzeug (20), das einen Energieerzeuger (21) und/oder einen Energiespeicher (22) umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Schritt des Herstellens zumindest einer elektrischen Kopplung zwischen dem batteriebetriebenen Fahrzeug (10) und dem Ladefahrzeug (20) durch ein autonomes Fahrmanöver des batteriebetriebenen Fahrzeugs (10) und/oder des Ladefahrzeugs (20) auf. Es erfolgt ein Laden des Traktionsenergiespeichers (11) des batteriebetriebenen Fahrzeugs (10) durch den Energieerzeuger (21) und/oder Energiespeicher (22) des Ladefahrzeugs (20) während der Fahrt des Gespanns aus dem batteriebetriebenen Fahrzeug (10) und dem Ladefahrzeug (20).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs, das einen aufladbaren Traktionsenergiespeicher und Mittel zur autonomen Führung des Fahrzeugs umfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein Ladefahrzeug sowie ein System zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs.
  • Bei elektrisch betriebenen Fahrzeugen (nachfolgend als batteriebetriebene Fahrzeuge bezeichnet) besteht das Problem, dass hohe Reichweiten sich im Wesentlichen nur mit einem teuren und schweren großen Akkumulator realisieren lassen. Obwohl es in der Zwischenzeit möglich ist, durch eine kurze Schnellladung des Traktionsenergiespeichers in kurzer Zeit eine große Energiemenge in den Traktionsenergiespeicher zu laden, erfordert dies auf einer längeren Fahrtstrecke dennoch einen – im Vergleich zu einem verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeug – wesentlich längeren Zwischenstopp. Durch das hohe Gewicht und die großen Kosten des Traktionsenergiespeichers lassen sich somit bei batteriebetriebenen Fahrzeugen nur verhältnismäßig geringe Effizienzen erzielen.
  • Ein anderes Prinzip der Reichweitenverlängerung besteht darin, das Fahrzeug zusätzlich zu dem Traktionsenergiespeicher mit einem sog. Range Extender auszustatten, durch den während der Fahrt des Fahrzeugs der Traktionsenergiespeicher verbrennungsmotorisch über einen Generator geladen wird. Dadurch ist es möglich, im Vergleich zu einem batteriebetriebenen Fahrzeug ohne solchen Range Extender größere Reichweiten zu erzielen. Aufgrund des beschränkten Bauraumes in einem Fahrzeug ist es jedoch nicht möglich, einen ausreichend großen Tank für einen solchen Range Extender vorzusehen. Darüber hinaus fallen auch hier Kosten und Gewicht negativ aus.
  • Allgemein besteht bei batteriebetriebenen Fahrzeugen jedoch weiterhin das Problem einer Reichweitenunsicherheit bzw. Reichweitenbegrenzung. So ist insbesondere bei realen Reichweiten unter 250 km kein sinnvoller Langstreckenbetrieb möglich. Selbst die Möglichkeit, den Traktionsenergiespeicher durch Schnellladevorgänge wieder aufzuladen, führt zu deutlich längeren „Ladeunterbrechungen“ als bei einem verbrennungsmotorisch betriebenen Fahrzeug. Während der Verbau von wesentlich größeren Speichern aus den genannten Kosten- und Gewichtsgründen in der Praxis schwer zu realisieren ist, sind auch Alternativen aus einer Kombination eines Verbrennungsmotors oder einer Brennstoffzelle auf Wasserstoffbasis mit einem Elektromotor für einen Großserieneinsatz zu teuer.
  • Es besteht daher die Notwendigkeit, eine einfachere und kostengünstigere Möglichkeit bereitzustellen, eine Reichweitenverlängerung eines batteriebetriebenen Fahrzeugs zu ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1, ein Ladefahrzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 14 sowie ein System zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 17. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs vorgeschlagen, das einen aufladbaren Traktionsenergiespeicher und Mittel zur autonomen Führung des Fahrzeugs umfasst, mit einem Ladefahrzeug, das einen Energieerzeuger und/oder einen Energiespeicher umfasst. Die zum Laden des Traktionsenergiespeichers bereitzustellende Energie kann durch das Ladefahrzeug somit aus Batterien, einer Brennstoffzelle, einer Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator und dergleichen bereitgestellt werden. Das Verfahren umfasst die Schritte: Herstellen zumindest einer elektrischen Kopplung zwischen dem batteriebetriebenen Fahrzeug und dem Ladefahrzeug durch ein autonomes Fahrmanöver des batteriebetriebenen Fahrzeugs oder des Ladefahrzeugs; Laden des Traktionsenergiespeichers des batteriebetriebenen Fahrzeugs durch den Energieerzeuger und/oder Energiespeicher des Ladefahrzeugs während der Fahrt des Gespanns aus dem batteriebetriebenen Fahrzeug und dem Ladefahrzeug.
  • Gemäß der Erfindung ist somit vorgesehen, die Reichweite eines batteriebetriebenen Fahrzeugs dadurch zu verlängern, dass ein Laden seines Traktionsenergiespeichers während der Fahrt erfolgt. Hierzu werden das batteriebetriebene Fahrzeug und ein Ladefahrzeug zu einem Gespann verkoppelt, so dass eine Energieübertragung von dem Ladefahrzeug an den Traktionsenergiespeicher des batteriebetriebenen Speichers erfolgen kann. Dadurch ist es nicht mehr erforderlich, einen Stopp zum Laden oder Schnellladen des batteriebetriebenen Fahrzeugs einzulegen, um die Reichweite eines batteriebetriebenen Fahrzeugs zu verlängern. Ladepausen können dadurch vermieden werden.
  • Im Ergebnis ergibt sich hierdurch eine praktisch unendliche Reichweite eines Fahrzeugs mit einem batteriebetriebenen Antrieb, da dessen Traktionsenergiespeicher jederzeit während der Fahrt des batteriebetriebenen Fahrzeugs nachgeladen werden kann. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass der Traktionsenergiespeicher des batteriebetriebenen Fahrzeugs vergleichsweise klein gehalten werden kann. Insbesondere kann dieser für kurze oder mittlere Strecken dimensioniert werden, da die Langstreckentauglichkeit durch das Aufladen des Traktionsenergiespeichers mit Hilfe des Ladefahrzeugs ermöglicht wird. Durch die Möglichkeit, den Traktionsenergiespeicher des batteriebetriebenen Fahrzeugs klein halten zu können, ergeben sich reduzierte Herstellkosten und ein verringerter Verkaufspreis des batteriebetriebenen Fahrzeugs. Da eine Reichweitenunsicherheit bzw. begrenzung nunmehr entfällt, erhöht dies die Akzeptanz batteriebetriebener Fahrzeuge. Die Verringerung der Größe des Traktionsenergiespeichers führt darüber hinaus nicht nur zu einem kleineren Volumenbedarf, sondern auch zu einem geringeren Gewicht, wodurch die Effizienz des batteriebetriebenen Fahrzeugs weiter steigt.
  • Gemäß einer ersten Variante ist das Ladefahrzeug ein autonomes Ladefahrzeug, das zur Durchführung von autonomen Fahrmanövern ausgebildet ist, wobei das autonome Ladefahrzeug sich durch ein autonomes Fahrmanöver des autonomen Ladefahrzeugs an das batteriebetriebene, fahrende oder stehende, Fahrzeug ankoppelt. Hierdurch ist es möglich, dass das Ankoppeln des autonomen Ladefahrzeugs an das batteriebetriebene Fahrzeug während dessen Fahrt erfolgt, so dass eine Ladepause grundsätzlich vollständig vermeidbar ist. Ebenso kann gemäß dieser Variante vorgesehen sein, dass eine Kopplung zwischen dem autonomen Ladefahrzeug und dem batteriebetriebenen Ladefahrzeug während einer kurzen Pause, z.B. an einer Autobahnraststätte, vorgenommen wird.
  • Das batteriebetriebene Fahrzeug und das autonome Ladefahrzeug können vor dem Beginn des Ladevorganges mechanisch miteinander gekoppelt werden und nach Beendigung des Ladevorganges mechanisch voneinander getrennt werden. Die mechanische Kopplung zwischen dem batteriebetriebenen Fahrzeug und dem autonomen Ladefahrzeug kann ähnlich einer Anhängerkupplung oder einer von Straßenbahnen oder Zügen bekannten Kupplung realisiert sein. Da das An- und Abkoppeln des autonomen Ladefahrzeugs während der Fahrt erfolgen soll, muss der Kopplungsmechanismus zum Lösen und Halten entsprechend ausgebildet werden.
  • Das batteriebetriebene Fahrzeug und das autonome Ladefahrzeug können während des Ladevorganges auch keine mechanische Kopplung zueinander aufweisen, wobei das batteriebetriebene Fahrzeug und das autonome Ladefahrzeug ein jeweiliges autonomes Fahrmanöver durchführen, so dass eine vorgegebene Positionsrelation zueinander erfüllt ist. Eine vorgegebene Positionsrelation kann ein vorgegebener Abstand zwischen dem autonomen Ladefahrzeug und dem batteriebetriebenen Fahrzeug sein. Die Positionsrelation kann auch ein vorgegebener Bereich sein, um z.B. beim Bremsen des vorausfahrenden Teils eine (geringe) Abstandsverringerung zwischen den beiden Teilen oder beim Beschleunigen eine (geringe) Abstandsvergrößerung zwischen den beiden Teilen zuzulassen.
  • Um die vorgegebene Positionsrelation zueinander einhalten zu können, ist es zweckmäßig, wenn das batteriebetriebene Fahrzeug und das autonome Ladefahrzeug zumindest während des Ladevorgangs bzw. während ihrer Kopplung jeweils ein autonomes Fahrmanöver durchführen. Dies ist auch zweckmäßig, wenn eine mechanische Kopplung zwischen dem batteriebetriebenen Fahrzeug und dem autonomen Ladefahrzeug besteht.
  • Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass eine Recheneinheit in Reaktion auf den Erhalt einer Ladeanforderung, welche einen gewünschten Ort des Ladens und/oder eine gewünschte zu ladende Energiemenge bzw. Reichweite und/oder einen gewünschten Zeitpunkt des Ladens umfasst, als Kriterium ermittelt, zu welchem Zeitpunkt und/oder an welchem Ort ein Ankoppeln des autonomen Ladefahrzeugs an das die Ladeanforderung aussendende batteriebetriebene Fahrzeug erfolgen soll. Die Recheneinheit ist insbesondere ein zentraler Rechner, der eine Verwaltung der autonomen Ladefahrzeuge im Hinblick auf das Laden und den Ort des Ladens von batteriebetriebenen Fahrzeugen übernimmt. Alternativ kann die Recheneinheit auch eine Recheneinheit des autonomen Ladefahrzeugs selbst oder eine aus mehreren Recheneinheiten gebildete kooperative Recheneinheit mehrerer autonomer Ladefahrzeuge sein. Ein gewünschter Ort umfasst z.B. eine bestimmte Straße, wie z.B. eine bestimmte Autobahn. Der gewünschte Ort kann jedoch auch einen bestimmten Bereich, z.B. eine Autobahnauffahrt oder einen Abschnitt auf einer Autobahn zwischen einem Ort A und einem Ort B, ebenso wie eine Distanz, z.B. in 150 km, charakterisieren. Im letzteren Fall wird der Ort dann in Abhängigkeit der Fahrdaten des batteriebetriebenen Fahrzeugs ermittelt. Durch die Recheneinheit wird somit eine Disposition des autonomen Ladefahrzeugs vorgenommen, um der Ladeanforderung eines batteriebetriebenen Fahrzeugs an einem gewünschten Ort und/oder einer gewünschten Zeit zu entsprechen.
  • Die Recheneinheit kann ermitteln, welches einer Mehrzahl von verteilt angeordneten autonomen Ladefahrzeugen die Kriterien am besten erfüllt, und an das ausgewählte autonome Ladefahrzeug eine Nachricht zur Erfüllung der Ladeanforderung übertragen. Mit der Nachricht wird das ausgewählte Ladefahrzeug „beauftragt“, die Ladung an dem gewünschten Ort und/oder zu der gewünschten Zeit des batteriebetriebenen Fahrzeugs zu übernehmen.
  • Das Aussenden der Ladeanforderung kann rechnergestützt durch eine Fahrzeugrecheneinheit des batteriebetriebenen Fahrzeugs und/oder auf Aufforderung durch einen Nutzer des batteriebetriebenen Fahrzeugs erfolgen. Beispielsweise kann durch die Fahrzeugrecheneinheit des batteriebetriebenen Fahrzeugs ermittelt werden, welche Reichweite noch mit der in dem Traktionsenergiespeicher enthaltenen Restenergiemenge bei bestimmten Fahrbedingungen möglich ist. Abhängig hiervon kann die Fahrzeugrecheneinheit ermitteln, an welchem Ort spätestens ein Nachladen durch ein autonomes Ladefahrzeug zu erfolgen hat und eine entsprechende Ladeanforderung an die Recheneinheit übertragen. Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass der Nutzer des batteriebetriebenen Fahrzeugs selbst vorgibt, wann und/oder wo ein „Nachladen“ des Traktionsenergiespeichers seines batteriebetriebenen Fahrzeugs erfolgen soll.
  • Das autonome Ladefahrzeug kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung nach Beendigung des Ladevorgangs an dem batteriebetriebenen Ladefahrzeug angekoppelt bleiben oder sich von diesem abkoppeln. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das autonome Ladefahrzeug vor oder hinter dem batteriebetriebenen Fahrzeug fährt. Sofern das autonome Ladefahrzeug nach Beendigung des Ladevorgangs an dem batteriebetriebenen Ladefahrzeug angekoppelt bleibt (wobei hierzu keine mechanische Kopplung erforderlich ist), so kann das autonome Ladefahrzeug beispielsweise im Windschatten hinter dem batteriegetriebenen Fahrzeug herfahren.
  • Das autonome Ladefahrzeug kann nach Beendigung des Ladevorgangs autonom, insbesondere im Windschatten des batteriebetriebenen Fahrzeugs oder eines anderen Fahrzeugs, zu einer, insbesondere der nächstgelegenen, Ladestation fahren, oder autonom auf der Strecke, auf der das batteriebetriebene Fahrzeug geladen wurde, weiterfahren, bis es eine neue Ladeanforderung erhält. Die Auswahl, welche der genannten Varianten das autonome Ladefahrzeug nach Beendigung des Ladevorganges wählt, kann durch das autonome Ladefahrzeug selbst oder die zentrale Recheneinheit vorgenommen werden. Die Auswahl kann in Abhängigkeit einer weiteren Ladeanforderung von einem anderen batteriebetriebenen Fahrzeug, das sich in der Nähe des autonomen Ladefahrzeugs befindet, und/oder dem Energieinhalt des Energiespeichers des autonomen Ladefahrzeugs und/oder der Distanz zu der nächstgelegenen Ladestation ergeben.
  • In einer zweiten Alternative kann das Ladefahrzeug ein Anhänger sein, wobei sich das batteriebetriebene Fahrzeug durch ein autonomes Fahrmanöver an den stehenden Anhänger ankoppelt. Dies erfolgt beispielsweise an Ladestationen, welche z.B. im Bereich einer Autobahnraststätte und dergleichen eingerichtet sind. Dadurch, dass die Ankopplung des batteriebetriebenen Fahrzeugs an den Anhänger durch ein autonomes Fahrmanöver des batteriebetriebenen Fahrzeugs erfolgt, ist es weder erforderlich, dass der Nutzer des batteriebetriebenen Fahrzeugs manuell tätig werden muss noch dass der Fahrer des batteriebetriebenen Fahrzeugs dieses verlassen muss. Dadurch ist es möglich, das Nachladen des Traktionsenergiespeichers des batteriebetriebenen Fahrzeugs ohne wesentlichen Zeitverlust vorzunehmen.
  • In beiden Varianten ist es zweckmäßig, wenn das batteriebetriebene Fahrzeug während des Ladevorganges autonom gesteuert wird. Hierdurch soll insbesondere sichergestellt werden, dass die Kopplung zwischen den beiden Teilen durch ein unbedachtes Fahrmanöver nicht unbeabsichtigt abreißt. Durch die autonome Steuerung des batteriebetriebenen Fahrzeugs während des Ladevorganges kann dieses durch eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation (Car-to-Car Communication, C2C) und eine Fahrzeug-zu-Infrastruktur-Kommunikation (Car-to-Infrastructure Communication, C2I) vorausschauend gesteuert werden.
  • Die Energieübertragung von dem Ladefahrzeug zu dem batteriebetriebenen Fahrzeug kann wahlweise über eine Steckverbindung oder induktiv erfolgen.
  • Die Erfindung schafft gemäß einem zweiten Aspekt ein autonomes Ladefahrzeug, das Folgendes umfasst: einen Energieerzeuger und/oder einen Energiespeicher; ein Kopplungsmittel zur Übertragung von Energie von dem Energieerzeuger und/oder dem Energiespeicher an den zu ladenden Traktionsenergiespeicher des batteriebetriebenen Fahrzeugs; eine Kommunikationseinheit zum Empfang einer Ladeanforderung; und ein Mittel zur autonomen Führung des Fahrzeugs. Die Funktion der genannten Komponenten wurde vorstehend bereits beschrieben.
  • Zweckmäßigerweise ist ein Volumen unter einer Fahrzeugaußenhaut des autonomen Ladefahrzeugs im Wesentlichen vollständig von dem Energieerzeuger und/oder Energiespeicher eingenommen. Bei dem autonomen Ladefahrzeug handelt es sich damit insbesondere nicht um ein herkömmliches Fahrzeug, welches zur Beförderung von Personen vorgesehen ist. Vielmehr handelt es sich um ein Fahrzeug, welches ausschließlich zum Transport des Energieerzeugers und/oder Energiespeichers zum Zwecke des Ladens eines Traktionsenergiespeichers eines oder mehrerer batteriebetriebener Fahrzeuge ausgestaltet ist. Das autonome Ladefahrzeug ist dazu in der Lage, vollständig autonom am Straßenverkehr teilzunehmen. Die Steuerung des Ladefahrzeugs erfolgt zweckmäßigerweise unter Steuerung der eingangs bereits beschriebenen (zentralen) Recheneinheit.
  • Das Kopplungsmittel kann einen Steckkontakt oder eine Spule zur induktiven Energieübertragung aufweisen. Der Steckkontakt oder die Spule können beispielsweise an einer Deichsel oder einem schwenkbaren Arm befestigt sein, um mit einem entsprechenden Gegenstück des batteriebetriebenen Fahrzeugs mechanisch oder induktiv zu koppeln. Das batteriebetriebene Fahrzeug kann hierzu ebenfalls sein Kopplungsmittel an einer Deichsel oder einem schwenkbaren Arm befestigt haben.
  • Gemäß einem dritten Aspekt umfasst die Erfindung ein System zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs, das einen aufladbaren Traktionsenergiespeicher und Mittel zur autonomen Führung des Fahrzeugs umfasst. Das System umfasst zumindest ein Ladefahrzeug der oben beschriebenen Art.
  • Das System umfasst ferner eine Recheneinheit zur Verwaltung des zumindest einen Ladefahrzeugs im Hinblick auf das Laden und/oder den Ort des Ladens des batteriebetriebenen Fahrzeugs.
  • Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine schematische Darstellung eines Straßenabschnitts, entlang dem sich ein batteriebetriebenes Fahrzeug bewegt, welches gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung geladen werden soll; und
  • 2 eine schematische Darstellung eines Gespanns aus einem zu ladenden batteriebetriebenen Fahrzeug und einem autonomen Ladefahrzeug.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Straßenabschnitts einer Straße 30, entlang der sich ein batteriebetriebenes Fahrzeug 10 bewegt. Das batteriebetriebene Fahrzeug 10 befindet sich zu einem gegenwärtigen Zeitpunkt an einem Ort A. Entlang der Straße 30 sind verschiedene Ladestationen 31, 32, 33 verteilt. Die Ladestationen 31, 32, 33 können, in Abhängigkeit des Straßentyps, Rastplätze, Tankstellen oder dergleichen sein. Beispielhaft befinden sich in Fahrtrichtung des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 (siehe Pfeil) die zwei Ladestationen 31, 33. Entgegen der Fahrtrichtung des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 befindet sich die Ladestation 32.
  • An den Ladestationen 31, 32 ist eine jeweilige Anzahl an Ladefahrzeugen 20 vorgesehen. Bei den Ladefahrzeugen 20 handelt es sich um autonome Ladefahrzeuge, die zur Durchführung von autonomen Fahrmanövern ausgebildet sind, oder um einen Anhänger. Darüber hinaus befindet sich beispielhaft ein autonomes Ladefahrzeug 20 auf der Straße 30, wobei sich dieses in entgegengesetzter Richtung zu dem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 auf dieses zu bewegt. In der weiteren Beschreibung wird das Verfahren unter Bezugnahme auf autonome Ladefahrzeuge 20 beschrieben.
  • Ein jeweiliges Ladefahrzeug 20 umfasst einen Energieerzeuger 21 und/oder einen Energiespeicher 22, wie in 2 dargestellt ist. Der Energieerzeuger 21 und/oder der Energiespeicher 22 dienen dazu, einem Traktionsenergiespeicher 11 des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 durch einen Ladevorgang eine bestimmte Energiemenge bzw. Ladungsmenge bereitzustellen. Die von dem autonomen Ladefahrzeug bereitgestellte Energie kann aus Batterien, einer Brennstoffzelle, einer Kombination aus einem Verbrennungsmotor und einem Generator und dergleichen bereitgestellt werden.
  • Die autonomen Ladefahrzeuge 20, von denen in 2 schematisch eines dargestellt ist, umfassen neben dem Energieerzeuger 21 und/oder dem Energiespeicher 22 eine Kommunikationseinheit 23, ein Mittel 24 zur autonomen Führung des Ladefahrzeugs sowie ein Kopplungsmittel 25. Die Kommunikationseinheit 23 eines jeweiligen Ladefahrzeugs 20 ist dazu ausgebildet, Rechenoperationen durchzuführen sowie mit einer zentralen Recheneinheit 40 Daten auszutauschen. Wie der schematischen Darstellung der 2 zu entnehmen ist, handelt es sich bei dem autonomen Ladefahrzeug nicht um ein herkömmliches Fahrzeug, dessen Karosserie zur Beförderung von Personen ausgestaltet ist. Vielmehr ist die Außenhaut des Ladefahrzeugs 20 derart gestaltet, dass das unter der Fahrzeugaußenhaut befindliche Volumen im Wesentlichen vollständig von den genannten Komponenten, insbesondere dem Energieerzeuger 21 und/oder dem Energiespeicher 22 eingenommen ist.
  • Das batteriebetriebene Fahrzeug 10 umfasst, wie dies schematisch in 2 dargestellt ist, neben dem Traktionsenergiespeicher 11 ein Mittel 12 zur autonomen Führung des Fahrzeugs, ein Kopplungsmittel 13 und eine Fahrzeugrecheneinheit 14. Die Fahrzeugrecheneinheit 14 ist zur Durchführung von Rechenoperationen sowie zur Kommunikation mit der übergeordneten, zentralen Recheneinheit 40 ausgebildet.
  • Bei der zentralen Recheneinheit 40 handelt es sich um eine Recheneinheit, welche dazu ausgebildet ist, eine Verwaltung der autonomen Ladefahrzeuge 20 im Hinblick auf das Laden des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 zu übernehmen. Bei der zentralen Recheneinheit 40 kann es sich um einen einzelnen Rechner oder um eine Ansammlung verteilter Rechner handeln. In einer anderen Ausgestaltung kann die Funktion der zentralen Recheneinheit 40 auch durch die Recheneinheit eines oder mehrerer der autonomen Ladefahrzeuge 20 übernommen werden. Wie durch die Pfeile in 1 angedeutet ist, ist die zentrale Recheneinheit 40 zur Kommunikation mit den Ladefahrzeugen 20 und dem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 ausgebildet.
  • Um die Problematik der Reichweitenunsicherheit bzw. Reichweitenbegrenzung des Traktionsenergiespeichers 11 des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 zu umgehen oder zumindest zu reduzieren, ist vorgesehen, den Traktionsenergiespeicher 11 des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 während der Fahrt durch den Energieerzeuger 21 und/oder Energiespeicher 22 des Ladefahrzeugs 20 zu laden. Hierzu wird zumindest eine elektrische Kopplung zwischen dem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 und dem Ladefahrzeug 20, sowie optional eine mechanische Kopplung zwischen diesen, hergestellt, wobei die Kopplung durch ein autonomes Fahrmanöver des batteriebetriebenen Fahrzeugs und/oder eines der Ladefahrzeuge 20 erfolgt.
  • Die Kopplung zu einem Gespann ist schematisch in 2 dargestellt. Das Kopplungsmittel 13 des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 ist als an der Rückseite ausgebildete Deichsel beispielhaft ausgeführt. Das Ladefahrzeug weist an seiner Vorderseite ebenfalls eine Deichsel, an der das Kopplungsmittel 25 vorgesehen ist, auf. Bei ausreichend geringem Abstand können die Kopplungsmittel 13, 25 ineinander eingreifen oder miteinander überlappen (wie dies beispielhaft in 2 dargestellt ist), um durch Steckverbindung oder induktive Übertragung eine Energieübertragung von dem Energieerzeuger 21 und/oder dem Energiespeicher 22 an den Traktionsenergiespeicher 11 des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 zu ermöglichen.
  • Damit eine Ladepause zum Aufladen des Traktionsenergiespeichers 11 des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 vermieden werden kann, ist es vorgesehen, dass sich das Ladefahrzeug 20 während der Fahrt des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 an dieses, z.B. von hinten, annähert bis das Kopplungsmittel 13 des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 und das Kopplungsmittel 25 des Ladefahrzeugs 20 derart zueinander positioniert sind, dass eine elektrische Energieübertragung möglich ist. Die Annäherung des Ladefahrzeugs 20 an das batteriebetriebene Fahrzeug 10 erfolgt dabei mit Hilfe der Durchführung eines autonomen Fahrmanövers, zumindest des autonomen Ladefahrzeugs 20. Zusätzlich kann, um das Ankopplungsmanöver zu erleichtern, auch vorgesehen sein, dass das batteriebetriebene Fahrzeug 10 mit Hilfe der Mittel 12 zur autonomen Führung des Fahrzeugs autonom gesteuert wird.
  • Ist eine mechanische Kopplung zwischen dem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 und dem Ladefahrzeug 20 vorgesehen, so ist es zweckmäßig, wenn sich das Ladefahrzeug 20 von hinten an das batteriebetriebene Fahrzeug 10 annähert. Dadurch hat ein im batteriebetriebenen Fahrzeug 10 sitzender Nutzer ein gewohntes Fahrgefühl, indem er eine freie Sicht nach vorne hat.
  • Eine mechanische Kopplung zwischen dem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 und dem Ladefahrzeug 20 ist jedoch nicht zwingend. So können das batteriebetriebene Fahrzeug 10 und das autonome Ladefahrzeug 20 mit Hilfe ihrer jeweiligen Mittel 12, 24 zur autonomen Führung des Fahrzeugs bzw. Ladefahrzeugs derart zueinander gesteuert werden, dass ein für das Laden erforderlicher Abstand oder eine Positionsrelation zueinander konstant gehalten wird. Hierzu können das batteriebetriebene Fahrzeug 10 und das Ladefahrzeug 20 Daten austauschen (z.B. mit Hilfe einer Car-to-Car-Kommunikation), um Fahrmanöver abzustimmen. Die Positionsrelation kann auch einen Abstandsbereich zwischen den zwei Fahrzeugen umfassen, um z.B. beim Bremsen des vorausfahrenden batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 eine (geringe) Abstandsverringerung zuzulassen. Ebenso kann beim Beschleunigen des vorausfahrenden batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 eine (geringe) Abstandsvergrößerung gestattet sein. Kann die Positionsrelation aufgrund eines unvorhergesehenen Ereignisses nicht eingehalten werden, so sind die Kopplungsmittel 13, 25 derart ausgestaltet, dass diese sich voneinander lösen können, so dass das batteriebetriebene Fahrzeug 10 und das autonome Ladefahrzeug 20 zumindest zeitweise eigenständig und autonom weiterfahren.
  • Je nachdem, ob das batteriebetriebene Fahrzeug 10 oder das autonome Ladefahrzeug 20 das vorausfahrende Fahrzeug ist, übernimmt das vorausfahrende Fahrzeug die Führungsaufgabe für den autonomen Fahrbetrieb. Die von dem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 und dem autonomen Ladefahrzeug 20 sensorisch erfassten Umgebungsdaten werden zwischen den beiden Fahrzeugen ausgetauscht, da nach hergestellter Kopplung teilweise Sensoren zwischen den Fahrzeugen verdeckt sind.
  • Das Ankoppeln und Laden des Traktionsenergiespeichers 11 durch das autonome Ladefahrzeug 20 erfolgt in Reaktion auf den Erhalt einer Ladeanforderung. Zum Zeitpunkt des Aussendens der Ladeanforderung befindet sich das batteriebetriebene Fahrzeug 10 an dem in 1 mit A gekennzeichneten gegenwärtigen Ort. Die Ladeanforderung wird über die Fahrzeugrecheneinheit 14 und entsprechende, nicht näher dargestellte Kommunikationsmittel des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 an die zentrale Recheneinheit 40 übermittelt. Die von dem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 ausgesendete Ladeanforderung umfasst einen gewünschten Ort des Ladens und/oder eine gewünschte zu ladende Energiemenge bzw. Reichweite und/oder einen gewünschten Zeitpunkt des Ladens. Der gewünschte Ort des Ladens umfasst z.B. einen bestimmten Ort, im Ausführungsbeispiel der 1 ein zukünftiger Ort B, der sich kurz vor oder im Bereich der Ladestation 33 befindet. Allgemein kann ein solcher Ort beispielsweise als eine bestimmte Autobahnauf- oder abfahrt oder als ein bestimmter Bereich, z.B. auf einer Autobahn zwischen Nürnberg und Würzburg, oder als ein Ort, der durch eine Distanz zu dem gegenwärtigen Ort A des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 definiert ist, ausgegeben werden. Der Zeitpunkt kann einen konkreten Zeitpunkt, z.B. 10:00 Uhr, umfassen. Ebenso kann eine zeitliche Information ein Laden „innerhalb der nächsten halben Stunde“ umfassen.
  • Die Ladeanforderung kann automatisiert durch das batteriebetriebene Fahrzeug 10 erzeugt werden. Hierzu kann beispielsweise die Fahrzeugrecheneinheit 14 den gegenwärtigen SOC (State-Of-Charge = Ladezustand) des Traktionsenergiespeichers 11, die aktuelle Geschwindigkeit des Fahrzeugs 10, ein optional in einem Navigationssystem eingegebenes Reiseziel unter Berücksichtigung der gewählten Reiseroute und dergleichen, ausgewertet werden. Hieraus ergibt sich dann eine Information, an welchem Ort und/oder an welchem Zeitpunkt ein Laden erwünscht oder spätestens notwendig ist. Alternativ können die in der Ladeanforderung enthaltenen Informationen durch einen Nutzer des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 selbst vorgegeben werden. Ebenso ist eine Kombination einer rechnergestützt erzeugten Ladeanforderung und gegebenenfalls einer Korrektur durch den Nutzer denkbar.
  • Die Recheneinheit 40, welche die Ladeanforderung erhält, ermittelt als Kriterien, zu welchem Zeitpunkt und/oder an welchem Ort ein Ankoppeln eines autonomen Ladefahrzeugs 20 an das die Ladeanforderung aussendende, batteriebetriebene Fahrzeug 10 erfolgen soll. Hierzu berücksichtigt die Recheneinheit 40 die Verteilung der Ladefahrzeuge 20 entlang der von dem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 befahrenen Straße 30. Umfasst die Ladeanforderung das Kriterium, dass ein Laden des Traktionsenergiespeichers 11 des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 im Bereich des mit B gekennzeichneten Punktes der Straße 30 erwünscht ist, so bestimmt die Recheneinheit 40, dass eines der Ladefahrzeuge 20, welches sich im Bereich der Ladestation 33 befindet, als ausgewähltes Ladefahrzeug 20a das Laden des Traktionsenergiespeichers 11 übernehmen soll. Die zentrale Recheneinheit 40 überträgt daraufhin eine Nachricht an das ausgewählte Ladefahrzeug 20 zur Erfüllung der Ladeanforderung. Diese Nachricht kann beispielsweise die Information umfassen, zu welchem Zeitpunkt das ausgewählte Ladefahrzeug 20a die Ladestation 33 verlassen und auf die Straße 30 zur Durchführung der Ankopplung an das batteriebetriebene Fahrzeug 10 verlassen soll. Die Auffahrt des autonomen Ladefahrzeugs 20a auf die Straße 30 kann beispielsweise nahezu synchron mit dem vorbeifahrenden batteriebetriebenen Fahrzeug 10 erfolgen.
  • Nach Beendigung des Ladevorgangs kann das autonome Ladefahrzeug 20a bis zur nächsten Ladestation (in 1 nicht ersichtlich) noch an dem batteriebetriebenen Ladefahrzeug 10 angekoppelt bleiben. Alternativ kann sich das autonome Ladefahrzeug 20a nach Beendigung des Ladevorgangs von dem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 lösen, um z.B. die Ladeanforderung eines weiteren Fahrzeugs, das sich auf der Straße 30 bewegt, zu erfüllen.
  • Die Stationierung und das Laden der autonomen Ladefahrzeuge 20 findet an den Ladestationen 31, 32, 33 statt, die z.B. neben Hauptverkehrsstraßen und/oder Autobahnen eingerichtet sind. Die autonomen Ladefahrzeuge 20 sind dabei keiner der Ladestationen 31, 32, 33 fest zugeordnet, sondern koppeln sich nach Beendigung der Ladeaufgabe von dem zu ladenden batteriebetriebenen Fahrzeug 10 ab und fahren z.B. zur nächstgelegenen Ladestation, wo deren Energiespeicher gegebenenfalls wieder aufgeladen wird.
  • Um eine gute Verfügbarkeit der autonomen Ladefahrzeuge 20 sicherzustellen, kann ein selbstlernendes System, z.B. ein neuronales Netz, vorgesehen sein, die die Ladefahrzeuge 20 entsprechend der erwarteten Auslastung entlang der Straße 30 günstig positionieren. Grundsätzlich agieren die autonomen Ladefahrzeuge 20 autonom, können aber bezüglich ihrer Funktionen durch die Recheneinheit 40 überwacht und ferngewartet werden. An einer Ladestation 31, 32, 33 können die autonomen Ladefahrzeuge 20, während sie aus einem Stromnetz geladen werden, zur dezentralen, intelligenten Pufferung des Stromnetzes verwendet werden.
  • Der Antrieb der autonomen Ladefahrzeuge 20, ebenso wie die von ihnen bereitgestellte elektrische Energie, kann rein elektrisch, hybridisch mit Verbrennungsmotor oder mit Hilfe einer Brennstoffzelle, bereitgestellt werden. Rein elektrisch betriebene autonome Ladefahrzeuge können an den Ladestationen 31, 32, 33 sowohl über ein Stromnetz als auch über stationäre Brennstoffzellengeneratoren oder sonstige Kleinkraftwerke, z.B. Solar- oder Wind-basiert geladen werden.
  • Die in einem autonomen Ladefahrzeug 20 eingesetzten Energiespeicher können aus Kostengründen sog. Second-Life-Komponenten sein, welche beispielsweise für die Nutzung als Traktionsenergiespeicher in einem batteriebetriebenen Fahrzeug 10 nicht mehr ausreichend performant sind.
  • Sofern das batteriebetriebene Fahrzeug 10 und/oder die autonomen Ladefahrzeuge 20 mit entsprechenden Kopplungseinrichtungen versehen sind, können entsprechend ausgerüstete Fahrzeuge sich auch gegenseitig mit Strom versorgen und zu einem Verband, ähnlich einem Zug, miteinander gekoppelt werden. Hierdurch kann beispielsweise auch ein batteriebetriebenes Fahrzeug zum Anbieter von elektrischer Energie für ein anderes batteriebetriebenes Fahrzeug werden. Insbesondere ist bei dieser Variante ein bidirektionaler Energiefluss möglich, eine Energieübertragung kann innerhalb des Verbands erfolgen, insbesondere kann ein elektrischer Ausgleich an das „Zugfahrzeug“ erfolgen, das aufgrund des höchsten Luftwiderstandes auch den höchsten Energieverbrauch aufweist.
  • Wie einleitend beschrieben, kann das Ladefahrzeug auch als Ladeanhänger ausgebildet sein. Ein Ankoppelvorgang erfolgt dabei autonom durch das zu ladende batteriebetriebene Fahrzeug 10. Ein als Ladeanhänger ausgebildetes Ladefahrzeug kann, wie dies schematisch in 1 dargestellt ist, an verschiedenen Ladestationen 31, 32, 33 vorgehalten werden. Die Ladeanforderung und Reservierung eines Ladeanhängers erfolgt durch das zu ladende batteriebetriebene Fahrzeug (rechnergestützt oder durch den Nutzer) auf Anforderung und unter Vermittlung der zentralen Recheneinheit 40. Dabei wird wiederum durch die Recheneinheit 40 der optimale Zeitpunkt und/oder Ort, an dem das zu ladende batteriebetriebene Fahrzeug 10 einen Ankoppelvorgang an einen Ladeanhänger vornehmen soll, ermittelt. Beispielsweise erhält der Nutzer des zu ladenden batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 von der Recheneinheit 40 die Mitteilung, dass er die Ladestation 33 zur Ankopplung an einen ausgewählten Ladeanhänger ansteuern soll.
  • Zum An- und Abkoppeln des Ladeanhängers muss das zu ladende batteriebetriebene Fahrzeug 10 die Straße 30 kurz verlassen. Der Ankoppelvorgang erfolgt automatisiert, so dass der Nutzer des zu ladenden batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 dieses nicht verlassen muss.
  • Nach Beendigung des Ladevorganges, welcher wiederum während der Fahrt entlang der Straße 30 erfolgt, verbleibt der Ladeanhänger bis zur nächsten Ladestation an dem aufgeladenen batteriebetriebenen Fahrzeug 10. Die Kopplung zwischen dem zu ladenden batteriebetriebenen Fahrzeug 10 und dem Ladeanhänger 20 erfolgt mechanisch. Die Energieübertragung kann über eine Steckverbindung oder induktiv erfolgen.
  • Die Stationierung und das Laden der Ladeanhänger findet wiederum an den Ladestationen 31, 32, 33, die entlang der Hauptverkehrsstraßen/Autobahnen vorgesehen sind, statt. Die Ladeanhänger sind keiner festen Ladestation 31, 32, 33 zugeordnet, sondern werden an der nächstgelegenen Ladestation nach Beendigung der Ladeaufgabe autonom abgekoppelt und wieder geladen.
  • Um eine gute Verfügbarkeit der Ladeanhänger sicherzustellen, kann ein selbstlernendes System, z.B. ein neuronales Netz, die Ladeanhänger entsprechend einer erwarteten Auslastung an den Ladestationen positionieren. Dazu kann der Fahrer des batteriebetriebenen Fahrzeugs 10 nach Beendigung des Ladevorgangs die Aufforderung erhalten, an welcher der Ladestationen eine Abkopplung des Ladeanhängers zu erfolgen hat.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    batteriebetriebenes Fahrzeug
    11
    Traktionsenergiespeicher
    12
    Mittel zur autonomen Führung des Fahrzeugs 10
    13
    Kopplungsmittel
    14
    Fahrzeugrecheneinheit
    20
    Ladefahrzeug
    20a
    ausgewähltes Ladefahrzeug
    21
    Energieerzeuger
    22
    Energiespeicher
    23
    Kommunikationseinheit
    24
    Mittel zur autonomen Führung des Ladefahrzeugs 20
    25
    Kopplungsmittel
    30
    Straße
    31
    Ladestation
    32
    Ladestation
    33
    Ladestation
    40
    zentrale Recheneinheit
    A
    gegenwärtiger Ort des Fahrzeugs 10
    B
    Ort, an dem Ladevorgang begonnen werden soll

Claims (18)

  1. Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs (10), das einen aufladbaren Traktionsenergiespeicher (11) und Mittel (12) zur autonomen Führung des Fahrzeugs (10) umfasst, mit einem Ladefahrzeug (20), das einen Energieerzeuger (21) und/oder einen Energiespeicher (22) umfasst, mit den Schritten: – Herstellen zumindest einer elektrischen Kopplung zwischen dem batteriebetriebenen Fahrzeug (10) und dem Ladefahrzeug (20) durch ein autonomes Fahrmanöver des batteriebetriebenen Fahrzeugs (10) und/oder des Ladefahrzeugs (20); – Laden des Traktionsenergiespeichers (11) des batteriebetriebenen Fahrzeugs (10) durch den Energieerzeuger (21) und/oder Energiespeicher (22) des Ladefahrzeugs (20) während der Fahrt des Gespanns aus dem batteriebetriebenen Fahrzeug (10) und dem Ladefahrzeug (20).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladefahrzeug (20) ein autonomes Ladefahrzeug (20) ist, das zur Durchführung von autonomen Fahrmanövern ausgebildet ist, wobei das autonome Ladefahrzeug (20) sich durch ein autonomes Fahrmanöver des autonomen Ladefahrzeugs (20) an das batteriebetriebene fahrende oder stehende Fahrzeug (10) ankoppelt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriebetriebene Fahrzeug (10) und das autonome Ladefahrzeug (20) vor dem Beginn des Ladevorgangs mechanisch miteinander gekoppelt werden und nach Beendigung des Ladevorganges mechanisch voneinander getrennt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriebetriebene Fahrzeug (10) und das autonome Ladefahrzeug (20) während des Ladevorgangs keine mechanische Kopplung zueinander aufweisen, wobei das batteriebetriebene Fahrzeug (10) und das autonome Ladefahrzeug (20) ein jeweiliges autonomes Fahrmanöver durchführen, so dass eine vorgegebene Positionsrelation zueinander erfüllt ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Recheneinheit (40) in Reaktion auf den Erhalt einer Ladeanforderung, welche einen gewünschten Ort des Ladens und/oder eine gewünschte zu ladende Energiemenge bzw. Reichweite und/oder einen gewünschten Zeitpunkt des Ladens umfasst, als Kriterien ermittelt, zu welchem Zeitpunkt und/oder an welchem Ort ein Ankoppeln des autonomen Ladefahrzeugs (20) an das die Ladeanforderung aussendende batteriebetriebene Fahrzeug (10) erfolgen soll.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit ermittelt, welches einer Mehrzahl von verteilt angeordneten autonomen Ladefahrzeugen (20) die Kriterien am besten erfüllt, und an das ausgewählte autonome Ladefahrzeug (20) eine Nachricht zur Erfüllung der Ladeanforderung überträgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aussenden der Ladeanforderung rechnergestützt durch eine Fahrzeugrecheneinheit des batteriebetriebenen Fahrzeugs (10) und/oder auf Anforderung durch einen Nutzer des batteriebetriebenen Fahrzeugs (10) erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das autonome Ladefahrzeug (20) nach Beendigung des Ladevorgangs an dem batteriebetriebenen Fahrzeug (10) angekoppelt bleibt oder sich von diesem abkoppelt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das autonome Ladefahrzeug (20) vor oder hinter dem batteriebetriebenen Fahrzeugs (10) fährt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das autonome Ladefahrzeug (20) nach Beendigung des Ladevorgangs – autonom, insbesondere im Windschatten des batteriebetriebenen Fahrzeugs (10) oder eines anderen Fahrzeugs (10), zu einer, insbesondere der nächstgelegenen, Ladestation fährt; oder – autonom auf der Strecke, auf der das batteriebetriebene Fahrzeug (10) geladen wurde, weiterfährt bis es eine neue Ladeanforderung erhält.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladefahrzeug (20) ein Anhänger ist, wobei sich das batteriebetriebene Fahrzeug (10) durch ein autonomes Fahrmanöver an den stehenden Anhänger ankoppelt.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das batteriebetriebene Fahrzeug (10) während des Ladevorgangs autonom gesteuert wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieübertragung von dem Ladefahrzeug (20) zu dem batteriebetriebenen Fahrzeug (10) über eine Steckverbindung oder induktiv erfolgt.
  14. Autonomes Ladefahrzeug (20), umfassend – einen Energieerzeuger (21) und/oder einen Energiespeicher (22); – ein Kopplungsmittel (25) zur Übertragung von Energie von dem Energieerzeuger (21) und/oder dem Energiespeicher (22) an den zu ladenden Traktionsenergiespeicher (11) des batteriebetriebenen Fahrzeugs (10); – eine Kommunikationseinheit (23) zum Empfang einer Ladeanforderung; – ein Mittel (24) zur autonomen Führung des Fahrzeugs (10).
  15. Autonomes Ladefahrzeug (20), dadurch gekennzeichnet, dass ein Volumen unter einer Fahrzeugaußenhaut im Wesentlichen vollständig von dem Energieerzeuger (21) und/oder Energiespeicher (22) eingenommen ist.
  16. Autonomes Ladefahrzeug (20), dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsmittel (25) einen Steckkontakt oder eine Spule zur induktiven Energieübertragung aufweist.
  17. System zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs (10), das einen aufladbaren Traktionsenergiespeicher (11) und Mittel zur autonomen Führung des Fahrzeugs (10) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass dieses zumindest ein Ladefahrzeug (20) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 16 umfasst.
  18. System nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass dieses ferner eine Recheneinheit (40) zur Verwaltung des zumindest einen Ladefahrzeugs (20) im Hinblick auf das Laden und/oder den Ort des Ladens des batteriebetriebenen Fahrzeugs (10) aufweist.
DE102016217615.3A 2016-09-15 2016-09-15 Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs Pending DE102016217615A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016217615.3A DE102016217615A1 (de) 2016-09-15 2016-09-15 Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs
PCT/EP2017/071853 WO2018050440A1 (de) 2016-09-15 2017-08-31 Verfahren zum laden eines batteriebetriebenen fahrzeugs
CN201780056796.4A CN109715433B (zh) 2016-09-15 2017-08-31 用于给电池驱动式车辆充电的方法
US16/353,732 US11338693B2 (en) 2016-09-15 2019-03-14 Method for charging a battery-operated vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016217615.3A DE102016217615A1 (de) 2016-09-15 2016-09-15 Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102016217615A1 true DE102016217615A1 (de) 2018-03-15

Family

ID=59799358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016217615.3A Pending DE102016217615A1 (de) 2016-09-15 2016-09-15 Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11338693B2 (de)
CN (1) CN109715433B (de)
DE (1) DE102016217615A1 (de)
WO (1) WO2018050440A1 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019206481A1 (de) * 2018-04-27 2019-10-31 Audi Ag Ladeverfahren für einen energiespeicher eines elektrisch angetriebenen kraftfahrzeugs, ladesystem zum aufladen eines energiespeichers eines elektrisch angetriebenen kraftfahrzeugs sowie kraftfahrzeug, das mit einem derartigen ladesystem zusammenwirken kann
CN110667415A (zh) * 2018-06-15 2020-01-10 华创车电技术中心股份有限公司 电动车的电力辅助系统
WO2020089668A1 (en) * 2018-10-30 2020-05-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Autonomous multi-purpose utility vehicle
WO2020074953A3 (en) * 2018-10-07 2020-08-06 Kwapisz Jakub Systems, methods, processes, and devices for delivering renewable energy to electric vehicles using an uncrewed battery-recharging vehicle
DE102019209867A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einer Brennstoffzelle als Energiesystem
DE102019007544A1 (de) * 2019-10-30 2021-05-06 Voltabox Ag Energieversorgungssystem zur Versorgung einer Mehrzahl voneinander entfernter Verbrauchsstellen mit elektrischer Energie
DE102020207506A1 (de) 2020-06-17 2021-12-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum mobilen Laden einer Batterie von Elektrofahrzeugen und Ladevorrichtung
WO2022064030A1 (de) * 2020-09-28 2022-03-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs, sowie elektrisch antreibbares kraftfahrzeug
US11485251B2 (en) 2019-07-09 2022-11-01 Mercedes-Benz Group AG Vehicle-based charging system for electric vehicles
DE102021004484A1 (de) 2021-09-03 2023-03-09 Martin Brendes Elektromobilitätssystem für Fahrzeuganhänger

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017220017A1 (de) * 2017-11-10 2019-05-16 Kuka Ag Mobile Ladestation und Verfahren zum Laden eines Elektrofahrzeuges
DE102018209106A1 (de) * 2018-06-08 2019-12-12 Audi Ag Mobile Ladevorrichtung für ein Elektrofahrzeug
DE102018212900A1 (de) * 2018-08-02 2020-02-06 Audi Ag Anhängerfahrzeug
US20200130510A1 (en) * 2018-10-30 2020-04-30 Brandon Eck System and method for autonomous shipping
US11214163B2 (en) * 2018-12-04 2022-01-04 Cisco Technology, Inc. Coil association in multisite stationary wireless power transfer (WPT) and (quasi-)dynamic WPT deployments
US11433775B1 (en) * 2019-07-03 2022-09-06 Hivespot, Inc. Aircraft charging unit
US11152814B2 (en) * 2019-11-22 2021-10-19 GM Global Technology Operations LLC Mobile charging stations with fuel-cell generators for electric-drive vehicles
EP3838656A1 (de) * 2019-12-19 2021-06-23 Vitesco Technologies GmbH Mobilladevorrichtung zum induktiven laden eines elektrofahrzeugs, elektrofahrzeug und verfahren
JP7367603B2 (ja) * 2020-04-27 2023-10-24 トヨタ自動車株式会社 制御装置、情報処理装置、および情報処理方法
CN111791742A (zh) * 2020-07-06 2020-10-20 重庆途垦自动化设备有限公司 一种共享移动无线充电方法及系统
US11867520B2 (en) * 2020-08-31 2024-01-09 Rivian Ip Holdings, Llc Energy assessment for charging a towed vehicle
TWI779600B (zh) * 2021-05-11 2022-10-01 東元電機股份有限公司 跟隨可攜式電子裝置移動之充電車
US20230182602A1 (en) * 2021-05-24 2023-06-15 Mark Ogram Electric vehicle enhancement
US11855470B2 (en) * 2021-09-23 2023-12-26 Fluidity Power LLC Mobile generator charging system and method
US20230110300A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-13 Ford Global Technologies, Llc Electric autonomous vehicle ride service assistance
GB2613556A (en) * 2021-12-03 2023-06-14 Caterpillar Inc Charging management for electric work vehicles
WO2023161596A1 (en) * 2022-02-25 2023-08-31 Richmond Design And Marketing Powering and controlling or monitoring of vehicles
US20230331050A1 (en) * 2022-04-18 2023-10-19 Pebble Mobility, Inc. Systems and methods for tethering an autonomous electric-powered trailer to a towing nexus
US11973288B1 (en) * 2023-03-15 2024-04-30 Beta Air, Llc Apparatus for a locking thermal conditioning hose for an electric aircraft and method of use

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012016234A1 (de) 2012-08-07 2014-02-13 e-drives UG (haftungsbeschränkt) Anhänger für ein Fahrzeug und Verfahren zur Steuerung und Betrieb
DE102015200636A1 (de) 2015-01-16 2016-07-21 Werner Warmbier Elektrofahrzeug

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11285109A (ja) * 1998-03-30 1999-10-15 Sharp Corp 無人搬送車及びその充電制御方法
US8013570B2 (en) * 2009-07-23 2011-09-06 Coulomb Technologies, Inc. Electrical circuit sharing for electric vehicle charging stations
DE102009028565A1 (de) * 2009-08-17 2011-02-24 Zf Friedrichshafen Ag Vorrichtung zum Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge und Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
US8583303B2 (en) * 2010-03-04 2013-11-12 General Electric Company Electric drive vehicle, system and method
CN101895144A (zh) * 2010-07-09 2010-11-24 龙岩畅丰专用汽车有限公司 移动充电车
JP5299494B2 (ja) * 2011-02-09 2013-09-25 株式会社デンソー 情報通信システム、車載装置、及びセンタ装置
EP2709233B1 (de) * 2011-05-12 2018-08-01 IHI Corporation Fahrzeug und kontaktloses energieversorgungssystem dafür
JP5338851B2 (ja) * 2011-05-23 2013-11-13 株式会社デンソー 車両用電力送受電システム
US9272630B2 (en) * 2011-05-27 2016-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device and method for transmitting and receiving wireless power
DE102012214750A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 Siemens Aktiengesellschaft System zur Energieversorgung von nicht schienengebundenen Elektrofahrzeugen
DE102012015099A1 (de) * 2012-08-01 2014-02-06 Bvb Innovate Gmbh Relaisstation für anhängerbasierte Range-Extender zur Reichweitenverlängerung
DE102012020592A1 (de) * 2012-10-22 2014-04-24 Kostal Kontakt Systeme Gmbh Ladevorrichtung zum Laden eines Elektrofahrzeugs an einer Ladestation
US9857255B2 (en) * 2014-01-22 2018-01-02 Ford Global Technologies, Llc Traction-battery vehicle test trailer
US9079505B1 (en) * 2014-02-25 2015-07-14 Elwah LLC System and method for management of a fleet of vehicles having an energy storage system
EP3119638B1 (de) * 2014-03-20 2018-01-10 EverCharge, Inc. Intelligente energieverteilungsverfahren und systeme zum aufladen von elektrofahrzeugen
CN103904750B (zh) * 2014-04-09 2017-02-15 凌广 一种电动汽车自动充电系统
DE102014219504B4 (de) * 2014-09-26 2022-12-08 Vitesco Technologies GmbH Drahtloses Batterieladesystem mit Notabschaltung für eine Fahrbatterie eines Elektrofahrzeugs
US9744870B2 (en) * 2014-11-11 2017-08-29 Empire Technology Development Llc Wirelessly charging vehicles moving in vehicle convoy
DE102014226357A1 (de) * 2014-12-18 2016-06-23 Robert Bosch Gmbh Ladestation und Verfahren zum automatischen Laden eines elektrischen Energiespeichers in einem Fahrzeug
CN104578267B (zh) * 2014-12-24 2016-11-23 山东新大洋电动车有限公司 一种纯电动汽车行车充电系统
CN205311360U (zh) * 2015-12-30 2016-06-15 桂林众捷新能源科技有限公司 智能化移动充电服务车
CN105480108A (zh) * 2015-12-30 2016-04-13 桂林众捷新能源科技有限公司 智能化移动充电服务车

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012016234A1 (de) 2012-08-07 2014-02-13 e-drives UG (haftungsbeschränkt) Anhänger für ein Fahrzeug und Verfahren zur Steuerung und Betrieb
DE102015200636A1 (de) 2015-01-16 2016-07-21 Werner Warmbier Elektrofahrzeug

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019206481A1 (de) * 2018-04-27 2019-10-31 Audi Ag Ladeverfahren für einen energiespeicher eines elektrisch angetriebenen kraftfahrzeugs, ladesystem zum aufladen eines energiespeichers eines elektrisch angetriebenen kraftfahrzeugs sowie kraftfahrzeug, das mit einem derartigen ladesystem zusammenwirken kann
CN110667415A (zh) * 2018-06-15 2020-01-10 华创车电技术中心股份有限公司 电动车的电力辅助系统
WO2020074953A3 (en) * 2018-10-07 2020-08-06 Kwapisz Jakub Systems, methods, processes, and devices for delivering renewable energy to electric vehicles using an uncrewed battery-recharging vehicle
WO2020089668A1 (en) * 2018-10-30 2020-05-07 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Autonomous multi-purpose utility vehicle
DE102019209867A1 (de) * 2019-07-04 2021-01-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Elektrisch betriebenes Fahrzeug mit einer Brennstoffzelle als Energiesystem
US11485251B2 (en) 2019-07-09 2022-11-01 Mercedes-Benz Group AG Vehicle-based charging system for electric vehicles
DE102019007544A1 (de) * 2019-10-30 2021-05-06 Voltabox Ag Energieversorgungssystem zur Versorgung einer Mehrzahl voneinander entfernter Verbrauchsstellen mit elektrischer Energie
DE102020207506A1 (de) 2020-06-17 2021-12-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum mobilen Laden einer Batterie von Elektrofahrzeugen und Ladevorrichtung
WO2022064030A1 (de) * 2020-09-28 2022-03-31 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum betreiben eines elektrisch antreibbaren kraftfahrzeugs, sowie elektrisch antreibbares kraftfahrzeug
DE102021004484A1 (de) 2021-09-03 2023-03-09 Martin Brendes Elektromobilitätssystem für Fahrzeuganhänger

Also Published As

Publication number Publication date
CN109715433B (zh) 2022-11-08
WO2018050440A1 (de) 2018-03-22
US20190210479A1 (en) 2019-07-11
CN109715433A (zh) 2019-05-03
US11338693B2 (en) 2022-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102016217615A1 (de) Verfahren zum Laden eines batteriebetriebenen Fahrzeugs
EP3578411B1 (de) Mobile ladevorrichtung für ein elektrofahrzeug
EP3621845B1 (de) Verfahren und systeme zum energieaustausch zwischen fahrzeugen
WO2016156383A1 (de) Verwendung eines autonomen range-extender-fahrzeugs und autonomes range-extender-fahrzeug
DE102016014034A1 (de) Mobiles Laden einer Fahrzeugbatterie eines Elektrofahrzeuges
DE102017210541B4 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers von Kraftfahrzeugen
DE102015225789A1 (de) Mobiler Energiespeicher und Verfahren zum Bereitstellen von Energie für einen Verbraucher
EP3705996A1 (de) Verfahren zur nutzung einer rechnereinheit sowie fahrzeug
EP3381735A1 (de) Verfahren zur koordination von ladevorgängen von elektrofahrzeugen, sowie elektrisch betriebenes kraftfahrzeug und versorgungsfahrzeug
DE102009028565A1 (de) Vorrichtung zum Laden elektrisch angetriebener Fahrzeuge und Verfahren zum Betreiben der Vorrichtung
DE102016223555A1 (de) Verfahren und System zum Betreiben eines Fahrzeugs mit Verbrennungsmotor
DE102017214647A1 (de) Parkierfahrzeug, Verfahren zum Parken eines Elektrofahrzeugs und zum Laden des Akkumulators des Elektrofahrzeugs und Parkplatzsystem
DE102015202891A1 (de) Fahrzeugladesystem
DE102017213408A1 (de) Autonomes Fahrzeug sowie Verfahren zum Laden oder Löschen
DE102018206582A1 (de) Ladeverfahren für einen Energiespeicher eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs, Ladesystem zum Aufladen eines Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs sowie Kraftfahrzeug, das mit einem derartigen Ladesystem zusammenwirken kann
DE102014220256A1 (de) Aufladesystem für ein Fahrzeug
DE102019214622A1 (de) System zum Laden eines batterieelektrischen Fahrzeugs
DE102014213050A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen von Energie für ein Kraftfahrzeug
DE102010041454A1 (de) Verfahren zur Energieübertragung zwischen wenigstens zwei Fahrzeugen
DE102017211370B4 (de) Verfahren zum Betreiben eines Luftfahrzeugs sowie Luftfahrzeug
EP3900973A1 (de) Verkehrsflusssteuerung von fahrzeugen und mobile e-tankstellen
DE102020209405A1 (de) Verfahren zum Steuern eines Fahrzeugverbands aus mehreren Fahrzeugen mit einem Führungsfahrzeug, sowie elektronisches Steuerungssystem und Fahrzeugverband
DE102016211210A1 (de) Verfahren zur Bereitstellung von elektrischer Energie für Kraftfahrzeuge
DE102018203385A1 (de) System zum Austauschen einer Batterie an einem elektrisch betriebenen Fahrzeug und Verfahren zum Austauschen einer Batterie an einem elektrisch betriebenen Fahrzeug
DE102018205614A1 (de) Verfahren zur Bereitstellung einer Lademöglichkeit durch ein abgestelltes Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: B60L0011180000

Ipc: B60L0053100000

R012 Request for examination validly filed