DE102017009461A1

DE102017009461A1 - Energy demand determination device for carrying out a deployment planning process for determining the expected energy requirement of a commercial vehicle driven by an electric motor

Info

Publication number: DE102017009461A1
Application number: DE102017009461.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2018-03-15
Also published as: DE102017121372A1; DE202017105595U1

Abstract

Energiebedarfsermittlungseinrichtung zum Durchführen eines Einsatzplanungsverfahrens zur Bestimmung des zu erwartenden Energiebedarfs eines elektromotorisch angetriebenen Nutzfahrzeuges für ein wiederholt mit dem Fahrzeug abzufahrenden Streckenabschnitt, umfassend mehrere Schnittstellen, durch die eine Verbindung zwischen mindestens einer externen Datenbank, einer Datenverarbeitungsanlage und mindestens einer Ausgabeeinheit hergestellt ist, wobei in der mindestens einen Datenbank Datensätze in Bezug auf für den Streckenabschnitt konstante Einflussfaktoren gespeichert sind, wobei die Datenverarbeitungsanlage eingerichtet ist, den zu erwartenden Energiebedarf eines bezüglich seiner Fahrzeugspezifika vordefinierten, elektromotorisch betriebenen Nutzfahrzeuges für einen wiederholt abzufahrenden Streckenabschnitt unter Berücksichtigung der maximalen Spreizung der über den Streckenabschnitt variablen Einflussgrößen energieabhängig für Haupt- und Nebenantriebe zu simulieren und in Matrixform in einer Datenbank zu hinterlegen und den Einfluss von hinsichtlich ihres Ansprechverhaltens unterschiedlichen Rekuperationswechselrichtern und/oder Batteriekapazität, und/oder unterschiedlichen Elektromotoren eines Haupt- oder Nebenantriebes in Bezug auf den ermittelten Energiebedarf zu bestimmen und wobei die mindestens eine Ausgabeeinheit zur Visualisierung des Ergebnisses ausgelegt ist. Beschrieben ist darüber hinaus ein Einsatzplanungsverfahren zur Bestimmung des zu erwartenden Energiebedarfs eines elektromotorisch angetriebenen Nutzfahrzeuges für einen wiederholt mit dem Fahrzeug abzufahrenden Streckenabschnitt.Energy demand determination device for carrying out a deployment planning method for determining the expected energy demand of an electric motor driven commercial vehicle for a repeatedly traveled with the vehicle section, comprising a plurality of interfaces, is established by at least one external database, a data processing system and at least one output unit, wherein in the at least one database records are stored in relation to the line section constant influencing factors, the data processing system is set, the expected energy consumption of a vehicle specific to his predefined, electric motor-driven commercial vehicle for a repeatedly traveled section under consideration of the maximum spread of variable over the section variable influencing variables Energy dependent for main and auxiliary drives to simulate and in Deposit matrix form in a database and to determine the influence of different in terms of their response recuperation inverters and / or battery capacity, and / or different electric motors of a main or auxiliary drive with respect to the determined energy requirements and wherein the at least one output unit is designed to visualize the result , In addition, a deployment planning method is described for determining the expected energy requirement of an electric motor-driven commercial vehicle for a road section that is to be repeatedly traveled by the vehicle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Energiebedarfsermittlungseinrichtung zur Bestimmung des zu erwartenden Energiebedarfs eines elektromotorisch angetriebenen Nutzfahrzeuges. Ferner betrifft die Erfindung ein Einsatzplanungsverfahren, das mit Hilfe der vorgenannten Energiebedarfsermittlungseinrichtung durchführbar ist.The invention relates to an energy demand determining device for determining the expected energy demand of an electric motor driven commercial vehicle. Furthermore, the invention relates to a deployment planning method, which can be carried out with the aid of the aforementioned energy demand determination device.

Bei der Streckenplanung von elektromotorisch angetriebenen Fahrzeugen wird aufgrund der derzeit noch beschränkten Reichweite von Elektrofahrzeugen und dem zeitaufwändigen Aufladen leergefahrener Batteriemodule Wert auf die Ermittlung einer verbrauchsoptimierten Routenberechnung gelegt. Diese Verfahren, die sich grundsätzlich auch für kraftstoffbetriebene Fahrzeuge eignen, werden bei der Routenberechnung mit den fahrzeugseitigen Navigationsgeräten eingesetzt. Grundlage einer solchen Routenberechnung sind aktuelle, auf den Energieverbrauch Einfluss nehmende Faktoren, wie beispielsweise die zu erwartende mittlere Geschwindigkeit, die Beschleunigungsphasen und dergleichen. Diese Daten werden aus dem aktuellen Verkehrsfluss abgeleitet. Beim Abfahren der berechneten verbrauchsoptimierten Route wird die verbrauchsoptimierte Routenberechnung oder auch die damit zusammenhängende Reichweitenabschätzung des Fahrzeuges aktualisiert. Bekannt sind derartige Verfahren beispielsweise aus DE 10 2014 204 308 A1 , US 2010/0138142 A1 oder DE 10 2015 003 766 A1 . In DE 10 2015 203 267 A1 ist ein ähnliches Verfahren wie vorbeschrieben offenbart, bei dem jedoch die Route in einzelne Partitionen unterteilt wird. Partitioniert wird die Strecke in Abhängigkeit von der ermittelten Änderung in der Dynamik eines oder mehrerer Einflussfaktoren. Gewonnen werden diese durch den Fahrbetrieb. Zu Partitionen werden diejenigen Streckenabschnitte zusammengefasst, in denen ein dynamischer Einflussfaktor eine ähnliche dynamische Schwankungsbreite aufweist. In das daraus zu ermittelnde Energieverbrauchsfahrmuster geht dann der Mittelwert ein.In the route planning of electric motor driven vehicles value is placed on the determination of a consumption-optimized route calculation due to the currently limited range of electric vehicles and the time-consuming charging empty battery modules. These methods, which are basically also suitable for fuel-powered vehicles, are used in the route calculation with the vehicle-mounted navigation devices. The basis of such a route calculation are current factors influencing the energy consumption, such as, for example, the average speed to be expected, the acceleration phases and the like. These data are derived from the current traffic flow. When driving down the calculated consumption-optimized route, the consumption-optimized route calculation or the associated range estimation of the vehicle is updated. Such methods are known, for example from DE 10 2014 204 308 A1 . US 2010/0138142 A1 or DE 10 2015 003 766 A1 , In DE 10 2015 203 267 A1 is a similar method as described above, but in which the route is divided into individual partitions. The distance is partitioned depending on the determined change in the dynamics of one or more influencing factors. These are won by the driving. For partitions, those sections are summarized in which a dynamic influencing factor has a similar dynamic fluctuation range. The average value then enters the energy consumption driving pattern to be determined therefrom.

Die vorbeschriebenen Verfahren gehen bei der Ermittlung der Routenberechnung oder der Reichweitenabschätzung von im Fahrbetrieb aktuell aufgezeichneten Daten sowie zusätzlich von weiteren aktuellen Daten, wie beispielsweise Verkehrsfluss- und Witterungsdaten, aus. Dieser Ansatz eignet sich jedoch nicht zur Planung einer wiederholt mit einem Nutzfahrzeug abzufahrenden Route im Rahmen einer Einsatzplanung zum Zwecke einer Routen- oder Umlaufplanung von den zur Verfügung stehenden Fahrzeugen. Mit den vorbekannten Verfahren wäre es erforderlich, sämtliche möglichen Routen mit ihren unterschiedlichen Streckenabschnitten entsprechend häufig abzufahren. Selbst wenn dieses noch für die Route oder den Umlauf eines einzelnen Fahrzeugs mit einem vertretbaren Aufwand durchzuführen wäre, ist der Aufwand für die Planung und Koordination von einer Vielzahl von Einsatzfahrzeugen, insbesondere auch unterschiedlichen Einsatzfahrzeugen, wie dieses etwa im öffentlichen Busnahverkehr oder auch bei Zustelldiensten der Fall ist, nicht mehr vertretbar. Überdies lässt sich auf diese Weise nur höchst unzureichend der Transport unterschiedlicher Nutzlastmassen planen; denn während bei Personenfahrten die Bandbreite der zulässigen Nutzlast in etwa ca. 17,5–30% im Vergleich zum Leergewicht des Transportfahrzeugs beträgt, wird bei gewerblichem Fahrzeugeinsatz eine untere Grenze der Nutzlast von knapp 50% bis über 100% im Vergleich zum Leergewicht anzunehmen sein. Insofern unterscheidet sich die Energiebedarfsermittlung von Nutzfahrzeugen signifikant von der Energiebedarfsermittlung beim Personenkraftwagen.The methods described above are based on the determination of the route calculation or the range estimation of data currently recorded while driving as well as additional current data, such as traffic flow and weather data. However, this approach is not suitable for planning a repeatedly traveled with a commercial vehicle route as part of a deployment planning for the purpose of a route or circulation planning of the available vehicles. With the previously known methods, it would be necessary to run all possible routes with their different sections of the route correspondingly frequently. Even if this would still be carried out for the route or the circulation of a single vehicle with a reasonable effort, the effort for the planning and coordination of a variety of emergency vehicles, especially different emergency vehicles, such as this in public bus transport or delivery services of the Case is no longer justifiable. Moreover, it is only very inadequately possible to plan the transport of different payload masses in this way; for while the range of permissible payload in passenger travel is approximately 17.5-30% compared to the unladen weight of the transport vehicle, a lower limit of the payload of almost 50% to over 100% compared to the unladen weight will be assumed for commercial vehicle use , In this respect, the energy demand determination of commercial vehicles differs significantly from the energy demand determination in passenger cars.

In DE 10 2014 224 758 A1 wird ein Verfahren zum Prognostizieren der Elektrofahrzeug-Energieaufnahme offenbart. In dieses Verfahren fließt sowohl das Aufnehmen einer Route als auch das Aufnehmen von Leistungsnutzung beeinflussenden Variablen ein. Die Route wird in Segmente aufgebrochen, wobei segmentspezifische Leistungsnutzungsschätzwerte aus einer Datenbank bezogen bzw. darin nachgeschlagen werden. Abschließend wird die Leistungsnutzung für die Gesamtstrecke geschätzt und angezeigt. Die Prognose wird für eine aktuell im Fahrzeug eingegebene Route vorgenommen. Gleichzeitig wird die Route auf der Basis von Durchschnittswerten des Energiebedarfs je Streckenabschnitt abgebildet. Dieser Durchschnittsbedarf wird Abschnitt für Abschnitt mit Ist-Daten des Bedarfs abgeglichen. Somit beruht die Prognose für die Gesamtstrecke bei diesem Verfahren auf den aktuellen Daten. Das Konfidenzintervall der Energiebedarfsermittlung ist bei diesem Verfahren eng gehalten, da die Spreizung von Leistungsnutzung beeinflussenden Variablen auch zur Bildung der Durchschnittswerte je Streckenabschnitt geglättet wird; gleichzeitig sinkt die Spreizung des möglichen Ergebnisses für den Gesamtenergiebedarf mit dem Fortschritt der Bewältigung der Gesamtstrecke. Auch wenn dieses Verfahren für die Vorausberechnung des Energiebedarfs und somit der Reichweite einer aktuell abzufahrenden Strecke oder eines Streckenabschnittes für viele Fälle hinreichend ist, eignet sich dieses Verfahren nicht für eine prognostische Vorausberechnung bei der Planung eines Einsatzes von elektromotorisch betriebenen Nutzfahrzeugen, die wiederholt ein und dieselbe Strecke abfahren sollen, gleichzeitig dabei aber deutlich variierende Belastungsparameter abdecken sollen. Diese Gegebenheiten sind aber typisch beispielsweise bei der Planung von Busrouten des innerstädtischen Nahverkehrs oder bei der Umlaufplanung der Zustelldienste von Paketen in der jeweiligen Planung des Einsatzes der zur Verfügung stehenden Fahrzeuge.In DE 10 2014 224 758 A1 A method for predicting the electric vehicle power consumption is disclosed. This method incorporates both the recording of a route and the recording of performance-influencing variables. The route is broken up into segments, where segment specific performance estimates are retrieved from or retrieved from a database. Finally, the power usage for the total distance is estimated and displayed. The forecast is made for a route currently entered in the vehicle. At the same time, the route is mapped on the basis of average energy demand per section of the route. This average demand is matched section by section with actual demand data. Thus, the forecast for the total distance in this method is based on the current data. The confidence interval of energy demand determination is kept close in this method, since the spread of variables affecting performance is also smoothed to form the average values per segment; at the same time the spreading of the possible result for the total energy demand decreases with the progress of coping with the total distance. Although this method is sufficient for the prediction of the energy demand and thus the range of a currently traversable route or section for many cases, this method is not suitable for a prognostic forecast in the planning of a use of electric motor-driven commercial vehicles, the same one and the same Route while simultaneously covering significantly varying load parameters. However, these conditions are typical, for example, in the planning of bus routes of urban transport or in the circulation planning of the delivery services of packages in the respective planning of the use of the available vehicles.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Energiebedarfsermittlungseinrichtung sowie ein Verfahren der eingangs genannten Art dergestalt weiterzubilden, dass sich dieses nicht nur für die Streckenplanung von wiederholt mit einem Nutzfahrzeug abzufahrenden Routen im Rahmen einer Einsatzplanung geeignet ist, sondern mit dem der zu erwartende Energiebedarf zudem verlässlicher vorhersagbar ist. Based on this discussed prior art, the invention has the object, an energy demand determination device and a method of the type mentioned in such a way that this is suitable not only for the route planning of repeatedly traversed by a commercial vehicle routes within a mission planning, but with moreover, the expected energy demand is more reliably predictable.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Energiebedarfsermittlungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Einsatzplanungsverfahren mit den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 14. Bei der Energiebedarfsermittlung bei diesem Einsatzplanungsverfahren wird in einem der Energiebedarfssimulation vorgeschalteten Schritt für jeden variablen Einflussfaktor die jeweilig maximale in diesem Streckenabschnitt auftretende Spreizung basierend auf den konstanten Einflussfaktoren ermittelt. Die Simulation zur Ermittlung des wahrscheinlichen Energiebedarfs wird unter Zugrundelegung der Spreizung der variablen Einflussfaktoren ermittelt. Somit geht in die Energiebedarfsermittlung bei diesem Verfahren die gesamte mögliche Spreizung ein mit der Folge, dass ein sich daraus ergebendes Konfidenzintervall möglicherweise etwas größer ist. Allerdings kann bei diesem Verfahren das Konfidenzintervall in Bezug auf die eintretende Wahrscheinlichkeit nicht nur sehr viel verlässlicher bestimmt sondern kann im Unterschied zu vorbekannten Verfahren zudem auch gezielt beeinflusst werden. Während bei vorbekannten Verfahren Zustände eintreten konnten, die außerhalb der für die Reichweitenbestimmung benutzten Annahmen liegen, tritt dieses aufgrund der Berücksichtigung der maximalen Spreizung der variablen Einflussfaktoren nicht notwendiger Weise ein. Daher ist das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, eine prognostische Energiebedarfsermittlung durchzuführen, sodass der für einen Streckenabschnitt ermittelte Energiebedarf durchaus für mehr als 95% der möglichen eintretenden Fälle für die Bewältigung eines Streckenabschnittes ausreichen wird. Dieses ist für die Einsatzplanung von Nutzfahrzeugen, die wiederholt Streckenabschnitte einzeln oder hintereinandergeschaltet durchfahren, wesentlich, und zwar um die für den jeweiligen Streckenabschnitt, die Route oder den gesamten Umlauf vorgesehenen Fahrzeuge entsprechend auswählen und/oder ausrüsten zu können.This object is achieved according to the invention by an energy demand determination device having the features of claim 1 and by a deployment planning method having the features of claims 2 to 14. In the energy demand determination in this deployment planning method, the respective maximum in this section is set for each variable influencing factor in a step upstream of the energy demand simulation occurring spreading determined based on the constant influencing factors. The simulation for determining the probable energy demand is determined on the basis of the spread of the variable influencing factors. Thus, in the energy demand determination in this method, the total possible spread enters, with the result that a resulting confidence interval may be slightly larger. However, with this method, the confidence interval with respect to the probability occurring can not only be determined much more reliably, but, in contrast to previously known methods, can also be purposefully influenced. While in prior art methods could occur states that are outside of the assumptions used for the range determination, this does not necessarily occur due to the consideration of the maximum spread of the variable influencing factors. Therefore, the method according to the invention is suitable for carrying out prognostic energy demand determination, so that the energy requirement determined for a route section will certainly be sufficient for more than 95% of the possible cases occurring for managing a route section. This is essential for the operational planning of commercial vehicles that repeatedly drive through sections individually or in series, in order to be able to appropriately select and / or equip the vehicles intended for the respective route section, the route or the entire circulation.

Bei elektromotorisch betriebenen Nutzfahrzeugen spielt die zu transportierende Masse eine erhebliche Rolle. In Abhängigkeit von dem prognostizierten Energiebedarf kann ein solches Fahrzeug mit einer größeren oder kleineren Anzahl an Batteriemodulen oder Batteriemodulpaketen bestückt werden. Diese tragen nicht unerheblich zu dem Gewicht eines Fahrzeuges und damit auch zum Energiebedarf (mit) bei. Mit hinreichend genauer Energiebedarfsvorhersage kann das Fahrzeug mit der zur Bewältigung des vorgesehenen Streckenabschnittes benötigten Batteriemodulanzahl ausgerüstet werden und braucht nicht zusätzliche Batteriemodule (in Reserve) mitzuführen, deren Energie tatsächlich nicht benötigt wird. Gleiches gilt für einen Einsatz von Wechselrichtern für die Rekuperation. So kann in Abhängigkeit von Einflussfaktoren, die auf die Rekuperation von Energie Einfluss haben, ein rasch oder weniger rasch reagierender Wechselrichter eingesetzt werden. Im öffentlichen Busnahverkehr stellt die Anpassung bzw. Klimatisierung von Temperatur und Luftfeuchtigkeit im Fahrzeuginnenraum aus Kundensicht eine wachsende Anforderung mit vergleichsweise hohem Energiebedarf dar.In electric motor driven commercial vehicles, the mass to be transported plays a significant role. Depending on the predicted energy requirement, such a vehicle can be equipped with a larger or smaller number of battery modules or battery module packages. These contribute not insignificantly to the weight of a vehicle and thus also to the energy requirement (with) at. With a sufficiently accurate energy demand prediction, the vehicle can be equipped with the number of battery modules needed to cope with the envisaged section of the route and does not need to carry additional battery modules (in reserve) whose energy is actually not needed. The same applies to the use of inverters for recuperation. Thus, depending on factors influencing the recuperation of energy, a rapidly or less rapidly responding inverter can be used. In public bus transport, the adaptation or air conditioning of temperature and humidity in the vehicle interior represents a growing requirement from the customer's point of view with a comparatively high energy requirement.

Grundsätzlich könnten alle elektromotorisch betriebenen Nutzfahrzeuge in einem Fuhrpark mit qualitativ sehr hochwertig und in kürzester Zeit reagierenden Wechselrichtern ausgerüstet werden; ebenso könnten alle Fahrzeuge des Busnahverkehrs in Bezug auf die Anlagen zur Klimatisierung verbrauchsoptimal ausgestattet werden. Diese Vorkehrungen sind allerdings sehr kostspielig. Durch die gemäß dem beanspruchten Verfahren mögliche Einsatzplanung brauchen nur diejenigen Fahrzeuge mit einem hochwertigen Wechselrichter oder einer entsprechenden Klimatisierungstechnik ausgerüstet zu werden, für die dieses mit Blick auf den Streckenabschnitt auch sinnvoll ist. Die übrigen Nutzfahrzeuge können mit weitaus weniger kostspieligen Komponenten bestückt sein.In principle, all electric motor-operated commercial vehicles in a vehicle fleet could be equipped with inverters of very high quality and reacting in the shortest possible time; Similarly, all vehicles of the bus service could be equipped in terms of fuel consumption with respect to the systems for air conditioning. These arrangements are very expensive. Due to the possible according to the claimed method deployment planning only those vehicles need to be equipped with a high-quality inverter or a corresponding air conditioning technology, for this with regard to the stretch of section also makes sense. The remaining commercial vehicles can be equipped with far less expensive components.

Zweckmäßigerweise weisen die diesbezüglich zu organisierenden Nutzfahrzeuge eine Batteriemodulaufnahme zum Einsetzen einer oder mehrerer Batteriemodule oder Batteriemodulpakete sowie Vorrichtungen zum Einsetzen eines Wechselrichters für die Energierückgewinnung oder von Klimatisierungsmodulen auf. Dann können in eine solche Batteriemodulaufnahme nur so viele Batteriemodule oder Batteriemodulpakete eingesetzt und damit nur diejenige Batteriekapazität bereitgestellt werden, wie dieses zum Bewältigen des Streckenabschnittes oder der mehreren Streckenabschnitte benötigt wird.The commercial vehicles to be organized in this regard expediently have a battery module receptacle for inserting one or more battery modules or battery module packages as well as devices for inserting an inverter for energy recovery or air conditioning modules. Then, only so many battery modules or battery module packages can be used in such a battery module receptacle, and thus only that battery capacity can be provided, as is required for coping with the route section or the plurality of route sections.

Die maximal mögliche Spreizung der variablen Einflussfaktoren in einem zu simulierenden Streckenabschnitt wird unter Berücksichtigung der Fahrzeugspezifika und der Streckenabschnittsspezifika ermittelt. So kann beispielsweise im Tagesverlauf eine stark schwankende Nutzlast auftreten, die die Energiebedarfsermittlung und -prognose signifikant beeinflusst. Schwankende Nutzlasten sind im öffentlichen Nahverkehr die Regel. Durch die Berücksichtigung der maximal möglichen Spreizung der Nutzlast wird diesem Umstand Rechnung getragen. Die für dieses Einsatzplanungsverfahren notwendige Kenntnis der maximal möglichen Spreizung der Nutzlast kann bei einer Busstreckenplanung durch Fahrgastzahlerhebungen für entsprechende Streckenabschnitte ermittelt werden. Derartige Daten liegen vor und müssen grundsätzlich nicht zum Durchführen dieses Einsatzplanungsverfahrens erst ermittelt werden. So beträgt die von dem Bus als Nutzfahrzeug zu transportierende Last – die Anzahl der transportierten Personen – auf ein oder derselben Strecke in den Arbeitsbeginn- und Arbeitsendzeiten oft einem Vielfachen, verglichen mit der am Abend oder tagsüber transportierten Nutzlast. Dieses wird durch Einbringen der maximalen Spreizung dieses variablen Einflussfaktors in die Simulation berücksichtigt. Dieses begründet die hohe Qualität der Vorhersage der sich aus der Simulation ergebenden Energiebedarfsermittlung, da ein minimaler und ein maximaler Nutzlasttransport berücksichtigt ist. Diese Spreizung berücksichtigt vorzugsweise nicht nur die Varianz an einem Tag, sondern vorzugsweise über einen größeren Zeitraum, durchaus von mehreren Wochen oder Monaten. Jahreszeitliche Schwankungen finden hierin ebenso ihre Berücksichtigung.The maximum possible spread of the variable influencing factors in a route section to be simulated is determined taking into account the vehicle specifics and the route section specifics. For example, during the course of the day, a heavily fluctuating payload can occur, which significantly influences the energy demand determination and forecasting. Fluctuating payloads are the norm in public transport. By taking into account the maximum possible spread of the payload this fact is taken into account. The knowledge necessary for this deployment planning process of the maximum possible spread of Payload can be determined in a bus route planning by Passenger surveys for corresponding sections. Such data are available and, in principle, need not be determined to carry out this deployment planning process. Thus, the load to be transported by the bus as a commercial vehicle - the number of persons transported - often amounts to a multiple on one or the same route in the work start and end times compared to the payload carried in the evening or during the day. This is taken into account by introducing the maximum spread of this variable influencing factor into the simulation. This justifies the high quality of the prediction of the energy demand determination resulting from the simulation, since a minimum and a maximum payload transport is taken into account. This spread preferably takes into account not only the variance in one day, but preferably over a longer period, quite several weeks or months. Seasonal fluctuations are also considered here.

Zu den zu berücksichtigenden umgebungsspezifischen Einflussfaktoren zählt auch das zu erwartende Geschwindigkeitsprofil. In diesem ist vorzugsweise die als über die Zeit sich einstellende Änderung der Geschwindigkeit als Beschleunigungsprofil über den Streckenabschnitt abgebildet.The environmental factors to be considered also include the expected speed profile. In this, the change of the speed, which occurs over time, is preferably depicted as an acceleration profile over the route section.

In ähnlicher Weise beeinflussen fahrerspezifische fahrdynamische Faktoren die Energiebedarfsermittlung, insbesondere das Beschleunigungsverhalten nach Betriebshalt. So wird zur Ermittlung der maximal möglichen Spreizung des Fahrverhaltens auch das Verhalten unterschiedlicher Busfahrer im Schichtbetrieb herangezogen. In analoger Weise lässt sich eine maximale Spreizung von umgebungsbedingten Faktoren wie Witterung ermitteln. Hier ist bei der Ermittlung der Spreizung die minimale und maximale zu erwartende Temperatur zu berücksichtigen.In a similar way, driver-specific driving dynamics factors influence the energy demand determination, in particular the acceleration behavior after operating stop. Thus, the behavior of different bus drivers in shift operation is used to determine the maximum possible spreading of the driving behavior. In an analogous way, a maximum spread of environmental factors such as weather can be determined. Here, the minimum and maximum expected temperature must be taken into account when determining the spread.

Wenn die variablen Einflussfaktoren hinsichtlich ihrer maximal möglichen Spreizung basierend auf den konstanten Einflussfaktoren beschrieben worden sind, werden diese als Zwischenergebnisse in die nachgeschaltete Simulation des gesamten Energiebedarfs eingebracht. Die Simulation basiert dann auf diesen Zwischenergebnissen.If the variable influencing factors have been described with regard to their maximum possible spread based on the constant influencing factors, these are introduced as intermediate results in the downstream simulation of the total energy requirement. The simulation is then based on these intermediate results.

Die Spreizung der variablen Einflussfaktoren wird vorzugsweise in Abhängigkeit von zumindest einer weiteren Größe ermittelt, typischerweise energieabhängig. Dieses hat zum Vorteil, dass dann die Spreizung zumindest zweidimensional aufgespannt ist. Wird die Spreizung der Einflussfaktoren energieabhängig ermittelt, ist der nachfolgende Rechenaufwand für die Simulation aufgrund der bereits berücksichtigten Energieabhängigkeit zu jedem einzelnen variablen Einflussfaktor entsprechend reduziert. Dieses wirkt sich günstig auf die zum Durchführen der Simulation benötigte Zeit aus.The spread of the variable influencing factors is preferably determined as a function of at least one further variable, typically energy-dependent. This has the advantage that then the spread is stretched at least two-dimensional. If the spread of the influencing factors is determined as dependent on energy, the subsequent calculation effort for the simulation is reduced correspondingly to each individual variable influencing factor on the basis of the already considered energy dependence. This has a favorable effect on the time required to carry out the simulation.

Einfluss auf die Energiebedarfsermittlung haben fahrzeugspezifische Faktoren, wie die Leermasse, der Luftwiderstand, der Rollwiderstand und bei vielen Nutzfahrzeugeinsätzen der Energiebedarf von Nebenantrieben. Auch andere Fahrzeugdaten können Berücksichtigung finden. Diese Faktoren werden in aller Regel auch bei herkömmlichen Verfahren verwendet. Bezüglich der streckenspezifischen Faktoren wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren für die Simulation zumindest teilweise auf geodätische Basisdaten zurückgegriffen, aus denen die Länge eines Streckenabschnittes, die darin enthaltenen Kurven einschließlich derer Radien und das Höhenprofil des Streckenabschnittes abgeleitet werden können. Das Ableiten des Höhenprofils aus geodätischen Basisdaten, die für diese Zwecke öffentlich zugänglichen Datenbanken entnommen werden können, erhöht die Qualität einer Vorhersage des zu erwartenden Energiebedarfs signifikant. Die auf diese Weise in die Ermittlung einfließenden Höhendaten sind sehr viel genauer als solche, die herkömmlich über GPS-Systeme beim Abfahren eines Streckenabschnittes mit einem Fahrzeug aufgezeichnet werden. Das Höhenprofil eines Streckenabschnittes ist für die Ermittlung des zu erwartenden Energiebedarfs wesentlich, da der Energieverbrauch bei einer Berganfahrt durch den Steigungswiderstand deutlich höher ist als bei einer Fahrt auf ebener Strecke. Dieses gilt nicht nur für Fahrten mit einer positiven Steigung (Bergauffahrten), sondern auch für Strecken bzw. Streckenabschnitte mit einer negativen Steigung (Bergabfahrt). Auf Strecken mit negativer Steigung (Gefälle) kann, wenn das Gefälle hinreichend groß und die Fahrt im Gefälle hinreichend lang ist, Energie zurückgewonnen werden. Die Menge der auf einem Streckenabschnitt zu rekuperierenden Energie hat den gleichen Einfluss auf die Genauigkeit einer Ermittlung des erwartenden Energiebedarfs wie der Energieverbrauch.Vehicle-specific factors such as the unladen mass, the air resistance, the rolling resistance and, in the case of many commercial vehicle applications, the energy demand of auxiliary drives have an influence on the determination of energy demand. Other vehicle data may also be considered. These factors are usually also used in conventional methods. With regard to the route-specific factors, in the method according to the invention for the simulation at least partial recourse is made to geodetic basic data from which the length of a section, the curves contained therein, including their radii, and the height profile of the section can be derived. Deriving the elevation profile from geodetic baseline data, which can be obtained from publicly available databases for these purposes, significantly increases the quality of a prediction of the expected energy demand. The altitude data thus input into the determination are much more accurate than those conventionally recorded via GPS systems when driving a section of a road with a vehicle. The height profile of a section of the route is essential for determining the energy demand to be expected since the energy consumption during a hill climb is significantly higher than when driving on a level track. This applies not only for trips with a positive slope (uphill driving), but also for routes or sections with a negative slope (downhill). On routes with a negative gradient (gradient), energy can be recovered if the gradient is sufficiently large and the descent is sufficiently long. The amount of energy to be recuperated on a stretch of road has the same influence on the accuracy of a determination of the expected energy demand as the energy consumption.

Die für einen Streckenabschnitt zu erwartende Fahrzeit und auch das Geschwindigkeitsprofil über den Streckenabschnitt können aus Verkehrsflussdaten, die in Datenbanken gesammelt werden, abgeleitet werden. Dabei besteht bei dieser Simulation der Vorteil darin, dass nicht nur aktuelle Verkehrsflussdaten für die Ermittlung eines zu erwartenden Energiebedarfs verwendet werden, sondern diejenigen Daten verwendet werden, die für diejenige Tageszeit erfasst worden sind, in der das Nutzfahrzeug den Streckenabschnitt tatsächlich durchfahren soll. Um diesbezüglich eine höhere Datenverlässlichkeit zu erzielen, kann vorgesehen sein, Daten aus mehreren oder einer Vielzahl zurückliegender Tage aus demselben Zeitintervall in die Energiebedarfsermittlung einfließen zu lassen. Aus der Vielzahl dieser Daten kann ein Mittelwert oder ein gewichteter Mittelwert für die zu erwartende Fahrzeit und das voraussichtliche Geschwindigkeitsprofil genutzt werden. Dadurch wird die Verlässlichkeit des ermittelten zu erwartenden Energiebedarfs deutlich erhöht, da diesbezügliche Schwankungen, hervorgerufen durch tagesaktuelle oder tageszeitaktuelle Ereignisse, nicht oder nur einen geminderten Einfluss auf die Energiebedarfsermittlung haben. Einfluss in die Ermittlungen des zu erwartenden Energiebedarfs eines Nutzfahrzeuges auf einem abzufahrenden Streckenabschnitt können bei Rückgriff auf in einer Datenbank gesammelte Verkehrsflussdaten auch jahreszeitlich bedingte Unterschiede nehmen. Schließlich stehen derartige Daten auch zeitlich zurückliegend zur Verfügung.The travel time to be expected for a stretch of road and also the velocity profile over the stretch can be derived from traffic flow data collected in databases. In this simulation, the advantage is that not only current traffic flow data for the determination of an expected energy demand are used, but those data are used, which have been recorded for that time of day in which the commercial vehicle should actually pass through the stretch. In order to achieve a higher data reliability in this regard, it may be provided to incorporate data from several or a plurality of previous days from the same time interval into the energy demand determination. From the multitude of these Data may use an average or a weighted average for the expected travel time and the estimated speed profile. As a result, the reliability of the determined expected energy requirement is significantly increased, since fluctuations in this regard, caused by daily or daily current events, have no or only a reduced impact on the determination of energy demand. Influence on the determination of the expected energy demand of a commercial vehicle on a section of track to be traveled can also take seasonal differences when resorting to traffic flow data collected in a database. Finally, such data are also available in the past.

Mit dem vorbeschriebenen Verfahren wird nicht nur der Energiebedarf für die Fortbewegung des Fahrzeuges ermittelt, sondern ebenfalls der Energiebedarf für die elektrischen Nebenantriebe, die bei der Bewältigung eines Streckenabschnittes benötigt werden. Hierbei kann es sich um eine Heizung und/oder Klimaanlage handeln, ebenso um Antriebe zum Öffnen und Schließen von Türen im Falle eines Busses als Fahrzeug oder im Falle eines elektromotorisch betriebenen Müllfahrzeuges um das Heben und Kippen und anschließende Absetzen der Mülltonnen.With the method described above, not only the energy requirements for locomotion of the vehicle is determined, but also the energy required for the electrical auxiliary drives, which are required in the management of a section of the road. This may be a heating and / or air conditioning, as well as drives for opening and closing doors in the case of a bus as a vehicle or in the case of an electric motor-powered refuse vehicle to the lifting and tilting and subsequent discontinuation of garbage cans.

Auch bezüglich der in die Energiebedarfsermittlung einfließenden umgebungsbedingten Faktoren, insbesondere Witterungsbedingungen wie die Windgeschwindigkeit und Windrichtung sowie die Temperatur, werden nicht nur aktuelle Witterungsdaten, sondern auch solche aus der Vergangenheit, beispielsweise von vorangegangenen Tagen verwendet. Diesbezüglich kann auch ein Rückgriff auf entsprechende Daten aus dem oder den Vorjahren zu entsprechender Kalenderzeit vorgenommen werden. Bei dieser Simulation werden gegenüber herkömmlichen Verfahren für die sich über die Zeit ändernden Faktoren in Bezug auf die Streckenspezifika und die umgebungsbedingten Faktoren sehr viel verlässlichere Daten genutzt. Das darauf aufgebaute Modell ist aus diesem Grunde sehr viel verlässlicher als herkömmliche Modelle, in die allein aktuelle Daten einfließen und bei denen eine Plausibilitätskontrolle durch Vergleich mit in der Vergangenheit ermittelten Daten bzw. Streckenabschnittsdurchschnittswerten nicht erfolgt.Also with respect to the environmental factors involved in the energy demand determination, in particular weather conditions such as the wind speed and wind direction and the temperature, not only current weather data, but also those from the past, for example from previous days are used. In this regard, it is also possible to use corresponding data from the previous year or years at the appropriate calendar time. In this simulation, much more reliable data is used over traditional methods for the time-varying factors in terms of the path specifics and the environmental factors. For this reason, the model based on it is much more reliable than conventional models, which only incorporate current data and in which a plausibility check is not carried out by comparison with data or route section averages determined in the past.

Weiter verbessert wird die Verlässlichkeit in der Vorhersage des zu erwartenden Energiebedarfs auch dadurch, dass die mit dem Nutzfahrzeug über den Streckenabschnitt zu transportierende Nutzlast auf die Energiebedarfsermittlung Einfluss nimmt. Im öffentlichen Busnahverkehr wird der Fahrgastein- und Fahrgastausstieg überwacht, um auf diese Weise eine Änderung der Nutzlast über einen Umlauf dokumentieren zu können. Diese mit Sensoren durchgeführte Erfassung ist fehlerträchtig, was man daran erkennen kann, dass in manchen Fällen festzustellen ist, dass gem. Messung kein Fahrgast mehr im Bus sein soll, obwohl tatsächlich noch zahlreiche Fahrgäste vorhanden sind. Gleiches gilt auch umgekehrt. Für den Fahrgastwechsel und damit den Wechsel der Nutzlast bei einer Anwendung des Verfahrens im öffentlichen Busnahverkehr wird für die vorzunehmende Energiebedarfsermittlung nicht auf aktuell ermittelte Fahrgastwechselzahlen zurückgegriffen, sondern auf solche, die über eine gewisse Zeit, zumeist über viele Jahre hinweg durch statistisch valide Zählungen, erfasst und in einer Datenbank abgelegt sind. Die so ermittelten Fahrgastwechseldaten bilden eine validere Basis zur Berechnung der maximalen Nutzlastspreizung, um ausgehend von diesen die bei einem solchen Anwendungsfall auf einem Streckenabschnitt zu transportierende Nutzlast in die erwartete Energiebedarfsermittlung mit größtmöglicher Sicherheit einfließen zu lassen. Entsprechendes gilt für Lieferdienste, wie beispielsweise Paketlieferdienste. Auch bei diesen sind empirisch gewonnene Daten bezüglich der zu erwartenden und zu transportierenden Nutzlast und somit der sich über einen Streckenabschnitt oder in aufeinanderfolgenden Streckenabschnitten sich ändernder Nutzlast ebenfalls valider als diejenigen einer einzigen Fahrt.The reliability in the prediction of the expected energy demand is also further improved by the fact that the payload to be transported with the commercial vehicle over the route section influences the energy demand determination. In the public bus transport, the passengers and passengers exit is monitored in order to document in this way a change in the payload over a round. This sensor-based detection is error prone, which can be seen from the fact that in some cases it is found that gem. Measurement no passenger should be more in the bus, although actually still numerous passengers are present. The same applies vice versa. For the change of passengers and thus the change of the payload in an application of the method in public bus transport is not used for the required energy demand determination on currently determined numbers of passengers, but on those over a period of time, usually over many years by statistically valid counts, recorded and stored in a database. The passenger change data determined in this way form a more valid basis for calculating the maximum payload spread, in order to allow the payload to be transported on a route section in such an application to be incorporated in the expected energy demand determination with the greatest possible safety. The same applies to delivery services, such as parcel delivery services. In these too, empirically obtained data relating to the payload to be expected and to be transported, and thus the payload changing over a section of the route or in successive sections, are also more valid than those of a single journey.

In die Energiebedarfsermittlung können, wenn gewünscht, auch die Ergebnisse ein oder mehrerer Testfahrten Einfluss nehmen. Dieses gilt insbesondere für die Charakterisierung unterschiedlicher Fahrer hinsichtlich ihres Verhaltens – das Fahrerverhalten. Dieses zielt auf das Beschleunigungs- und Bremsverhalten eines Fahrers ab, da häufiges oder starkes Bremsen zu Energieverlusten führt. Fahrer, die den Verkehrsverlauf besser antizipieren, weisen deutlich glattere Beschleunigungs- und Bremsverhaltensmuster auf. Eine aus solchen Datensätzen aufgebaute Datenbank über das Fahrerverhalten verschiedener Fahrer kann zur Bestimmung der maximal möglichen Spreizung hinsichtlich des Fahrerverhaltens und dessen Einfluss auf die Energiebedarfsermittlung dienen.If required, the results of one or more test drives can also influence energy demand determination. This applies in particular to the characterization of different drivers with regard to their behavior - the driver behavior. This is aimed at the acceleration and braking behavior of a driver, since frequent or strong braking leads to energy losses. Drivers who better anticipate traffic have significantly smoother acceleration and braking patterns. A database of the driver behavior of different drivers constructed from such data records can be used to determine the maximum possible spread in terms of driver behavior and its influence on energy demand determination.

Ebenfalls kann bei einer Testfahrt der tatsächlich benötigte Energiebedarf ermittelt werden. Diese Daten können auf unterschiedliche Weise in die Energiebedarfsermittlung bzw. die daraus gewonnenen streckenabschnittsbezogenen Datensätze Einfluss nehmen. Eingebracht werden diese Daten in die Energiebedarfsermittlung typischerweise nachdem ein erstes Simulationsmodell berechnet worden ist. Mit den tatsächlichen Daten kann die Validität des Simulationsmodells überprüft werden. Die aus solchen Testfahrten gewonnenen Daten werden typischerweise mit einer Gewichtung in die Energiebedarfsermittlung eingebracht. Die Gewichtung dieser Realdaten ist in aller Regel geringer als diejenige, mit denen die Daten gewichtet werden, auf deren Grundlage das erste Simulationsmodell berechnet worden ist.Likewise, during a test drive the actually required energy requirement can be determined. These data can influence the energy demand determination or the distance-segment-related data records derived from it in different ways. These data are introduced into the energy demand determination typically after a first simulation model has been calculated. With the actual data, the validity of the simulation model can be checked. The data obtained from such test drives are typically introduced with a weighting in the energy demand determination. The weighting of this real data is usually lower than that with which the data is weighted based on which the first simulation model has been calculated.

Mit diesem Verfahren kann, ohne dass Testfahrten erforderlich sind, eine Vielzahl von Streckenabschnitten bezüglich des darauf zu erwartenden Energiebedarfs untersucht und/oder ausgewählt werden. Durch die Einflussnahme der zu transportierenden Nutzlast in die Energiebedarfsermittlung kann für die Bedienung des Streckenabschnittes sodann ein Fahrzeug hinsichtlich seiner Größe und/oder der benötigten Batteriekapazität ausgewählt werden. Dies erlaubt die Auswahl und/oder Ausstattung des zum Bedienen des Streckenabschnittes eingesetzten Fahrzeuges, ohne dass dieses zu viel ungenutzte Masse mitführt, was wiederum den Energiebedarf erhöhen würde. Insofern kann die Batteriekapazität, mit der ein zum Bedienen des Streckenabschnitts vorgesehenes Fahrzeug ausgerüstet wird, an den zu erwartenden Energiebedarf angepasst werden. Zu diesem Zweck kann eine Batteriekapazität beispielsweise durch Einsatz einer unterschiedlichen Anzahl von Batteriemodulen an den zu erwartenden Energiebedarf angepasst werden. Wenn mit einem solchen Fahrzeug der Streckenabschnitt abgefahren werden kann, ohne dass annähernd die vollständige Batteriekapazität benötigt wird, kann das Fahrzeug auch mit einer geringeren Batteriekapazität ausgestattet werden, mit der Folge, dass dann auch das Leergewicht und somit die insgesamt transportierte Masse geringer ist und damit der Energiebedarf sinkt. Dieses erlaubt einen optimierten Einsatz der in einem Fuhrpark zur Verfügung stehenden Ressourcen.With this method, without requiring test drives, a large number of route sections can be examined and / or selected with regard to the energy demand to be expected therefrom. By influencing the payload to be transported in the energy demand determination can then be selected for the operation of the section a vehicle in terms of its size and / or the required battery capacity. This allows the selection and / or equipment of the vehicle used for operating the section without this too much unused mass carries, which in turn would increase the energy consumption. In this respect, the battery capacity with which a vehicle provided for operating the section of road can be equipped can be adapted to the expected energy requirement. For this purpose, a battery capacity can be adapted to the expected energy requirement, for example by using a different number of battery modules. If with such a vehicle, the stretch can be traveled without almost the full battery capacity is needed, the vehicle can also be equipped with a lower battery capacity, with the result that then the curb weight and thus the total mass transported is lower and thus the energy requirement decreases. This allows an optimized use of resources available in a fleet.

Einfluss nimmt auf die Energiebedarfsermittlung, wie bereits angesprochen, auch die Witterung und insbesondere die Umgebungstemperatur. Bei geringeren Temperaturen nimmt die Batteriekapazität deutlich ab. Dieses ist bei der zu erwartenden Energiebedarfsermittlung zu berücksichtigen. Insofern kann in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur der Energiebedarf jahreszeitlich und tageszeitlich deutlich schwanken. Bei niedrigen Temperaturen ist zudem zu berücksichtigen, dass dann eine nicht unerhebliche Energiemenge auch in Heizenergie, insbesondere im öffentlichen Busnahverkehr, ggf. umgesetzt werden muss. Entsprechendes gilt bei einer notwendigen oder gewünschten Klimatisierung bei wärmeren Umgebungstemperaturen. Dass im öffentlichen Busnahverkehr in relativ kurzen Abständen die Türen für einen Fahrgastwechsel geöffnet und geschlossen werden, trägt ein Übriges zu der für die Beheizung bzw. die Klimatisierung des Fahrzeuges benötigten Energie bei. Insofern kann auch dieser Faktor in die Energiebedarfsermittlung einfließen und die Energiebedarfsvorhersage hinsichtlich ihrer Zuverlässigkeit gegenüber herkömmlichen Verfahren deutlich verbessern.As already mentioned, the weather and in particular the ambient temperature have an influence on the energy demand determination. At lower temperatures, the battery capacity decreases significantly. This must be taken into account in the expected energy demand calculation. In this respect, depending on the ambient temperature, the energy requirement may fluctuate significantly over the course of the day and day. At low temperatures, it should also be taken into account that a significant amount of energy may have to be converted into heating energy, especially in public bus transport. The same applies to a necessary or desired air conditioning in warmer ambient temperatures. The fact that the doors are opened and closed for a passenger change in relatively short intervals in public bus traffic also contributes to the energy required for the heating or air conditioning of the vehicle. In this respect, this factor can also be incorporated into the energy demand determination and significantly improve the energy demand forecast with regard to its reliability compared to conventional methods.

Ein solcher Streckenabschnitt kann die Gesamtstrecke sein. In aller Regel wird ein solcher Streckenabschnitt, der von einem Nutzfahrzeug abzufahren ist, nur ein Abschnitt einer Gesamtstrecke (Route) oder eines Umlaufes sein. Bei einem öffentlichen Busnahverkehr bildet ein solcher Streckenabschnitt typischerweise den Streckenabschnitt zwischen zwei Haltestellen; beim Lieferverkehr ist ein solcher Streckenabschnitt typischerweise der Streckenabschnitt zwischen zwei Auslieferungspunkten. Der für eine Vielzahl von Streckenabschnitten ermittelte, zu erwartende Energiebedarf wird in einer Datenbank hinterlegt, typischerweise in Form einer Matrix, damit die einzelnen darin enthaltenen Faktoren auch unabhängig von den in der Energiebedarfsermittlung enthaltenen statischen Faktoren, wie beispielsweise die Fahrzeugspezifika genutzt werden können. Die Planung eines Streckennetzes mit verschiedenen Haltestellen kann sodann durch Zugriff auf die bereits bekannten zu erwartenden Energiebedarfsdaten auf den bereits simulierten Streckenabschnitten aufbauen, indem schlichtweg der zu erwartende Energiebedarf einzelner Streckenabschnitte miteinander verknüpft wird. Auf diese Weise kann der Ressourceneinsatz bei einem Betrieb elektromotorisch angetriebener Fahrzeuge insgesamt optimiert werden, auch weil in die Energiebedarfsermittlung die zu erwartende Masse der zu transportierenden Nutzlast eingeht. In Abhängigkeit von dem ermittelten zu erwartenden Energiebedarf können Streckenabschnitte ohne großen Aufwand geändert oder neu ausgelegt und/oder bemessen werden, und zwar auch unter Energiebedarfsgesichtspunkten.Such a section may be the total distance. As a rule, such a route section that is to be departed from a commercial vehicle will only be a section of a total route or a circuit. In a public Busnahverkehr such a section typically forms the stretch between two stops; In delivery traffic, such a section is typically the section between two delivery points. The anticipated energy demand determined for a large number of sections is stored in a database, typically in the form of a matrix, so that the individual factors contained therein can also be used independently of the static factors contained in the energy demand determination, such as vehicle specifics. The planning of a route network with various stops can then build on the already simulated sections by accessing the already known expected energy demand data by simply linking the expected energy demand of individual sections of the route. In this way, the use of resources in an operation of electric motor driven vehicles can be optimized overall, also because in the energy demand determination the expected mass of the payload to be transported is received. Depending on the anticipated energy requirement determined, sections of the line can be changed or redesigned and / or dimensioned with little effort, even under energy requirements.

Für eine solche Verwendung der in einer Datenbank abgelegten Simulationsdaten ist es zweckmäßig, wenn die streckenabschnittsbezogenen abgelegten Daten durch solche, die in einem wiederholten Fahrbetrieb bezüglich des tatsächlichen Energieverbrauches ermittelt worden sind, abgeglichen und gegebenenfalls korrigiert werden. Dabei wird man die Korrektur mit Bedacht durchführen, und zwar vorzugsweise in Abhängigkeit von dem Maß der Abweichung der tatsächlich ermittelten Energieverbrauchsdaten zu den zuvor durch Simulation ermittelten Planungsdaten. Insofern werden vorzugsweise die aus dem Fahrbetrieb gewonnenen Daten einer Plausibilitätsprüfung unterzogen, beispielsweise dadurch, dass, bevor die zuvor ermittelten Energiebedarfsdaten korrigiert werden, die aus einem ersten Fahrbetrieb gewonnenen Energieverbrauchsdaten durch weitere Fahrten auf demselben Streckenabschnitt bei vergleichbaren Bedingungen zu derselben Abweichung führen.For such a use of the simulation data stored in a database, it is expedient for the distance-segment-related stored data to be adjusted and possibly corrected by those which have been determined in a repeated travel operation with respect to the actual energy consumption. In this case, the correction will be carried out wisely, preferably as a function of the degree of deviation of the actually determined energy consumption data from the planning data previously determined by simulation. In this respect, preferably, the data obtained from the driving operation are subjected to a plausibility check, for example by the fact that, before the previously determined energy demand data are corrected, the energy consumption data obtained from a first driving operation lead to the same deviation through further journeys on the same route section under comparable conditions.

Bei der Routen- oder Umlaufplanung kann das Ergebnis der zu erwartenden Energiebedarfsermittlung für die einzelnen Teilstrecken Einfluss auf die einzusetzenden Ressourcen haben, wie beispielsweise die Wahl des Fahrzeuges, die Bestimmung der benötigten Batteriekapazität, ob zur Bewältigung einer Route oder eines Umlaufes Zwischenladestationen angefahren werden müssen oder dergleichen. Wenn Ladestationen angefahren werden müssen, kann die Energiebedarfsermittlung auch genutzt werden, um bei diesem Halt die Batterien auch nur teilaufzuladen, da ein vollständiges Aufladen wahrscheinlich zu viel Zeit in Anspruch nehmen würde. Eine Teilaufladung bringt jedoch auch bereits Vorteile und kann dem Nutzfahrzeug wieder so viel Energie zur Verfügung stellen, dass die Strecke bis zu der nächsten anzusteuernden Ladestation bewältigbar ist. Gleichfalls kann ein Vergleich des ermittelten zu erwartenden Energiebedarfs mit aus den realen Fahrdaten gewonnenen Energieverbrauchsdaten bei fehlender Batteriekapazität zum Bewältigen einer Route oder eines Umlaufs eine Warnung an den Fahrer ausgegeben werden, wenn die Batteriekapazität entgegen der Erwartungen aus dem zuvor ermittelten Energiebedarf nicht ausreichen sollte. Dies bringt trotz deutlich stärker differierender Lastparameter die notwendige Planungssicherheit in der Disposition von Fahrten mit Ausnutzung der möglichen Ladekapazität bspw. um 95%.During route or circulation planning, the result of the expected energy requirement determination for the individual sections can influence the resources to be used, such as the choice of vehicle, the determination of the required battery capacity, whether to cope with a route or a circulation intermediate charging stations must be approached or the like. When charging stations need to be powered up, they can also be used to even partially charge the batteries, as full charging would probably take too much time. However, a partial charging already brings advantages and can provide the commercial vehicle again so much energy that the distance to the next to be controlled charging station is manageable. Likewise, a comparison of the determined expected energy demand with energy consumption data obtained from the real driving data in the absence of battery capacity to handle a route or a circulation warning to the driver may be issued if the battery capacity contrary to expectations from the previously determined energy needs should not be sufficient. In spite of significantly more different load parameters, this provides the necessary planning security in the scheduling of trips with utilization of the possible loading capacity, for example by 95%.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen:The invention is explained below with reference to an embodiment. Show it:

1: ein Blockdiagramm zum Darstellen des erfindungsgemäßen Verfahrens und 1 a block diagram illustrating the method of the invention and

2: ein Blockdiagramm zur Verwendung der mit dem Verfahren gemäß 1 gewonnenen Datensätze, 2 FIG. 4 is a block diagram for use with the method of FIG 1 gained records,

3: ein Energiebedarf-Fahrzeugmassen-Diagramm zum Darstellen der maximalen Spreizung des Energiebedarfs im Rahmen der möglichen Nutzlaständerungen und 3 : an energy demand vehicle mass diagram to represent the maximum spread of energy demand in the context of possible payload changes and

4: ein Energiebedarf-Buslinien-Diagramm, das den Energiebedarf für unterschiedliche Buslinien in Form von Konfidenzintervallen je Buslinie zeigt. 4 : an energy demand bus line diagram showing the energy demand for different bus lines in the form of confidence intervals per bus line.

Zum Zwecke der Ermittlung des zu erwartenden Energiebedarfs im Rahmen der Einsatzplanung von Bussen eines öffentlichen Nahverkehrsbusbetriebs, dessen Busse elektromotorisch angetrieben sind, wird im Vorfeld des Realeinsatzes eine Energiebedarfsermittlung durchgeführt, um aus der Energiebedarfsermittlung einzelner Streckenabschnitte den voraussichtlichen Gesamtenergiebedarf für die Bewältigung eines Umlaufes in Abhängigkeit von dem eingesetzten Fahrzeug und der zu erwartenden zu transportierenden Nutzlast – den Fahrgästen – vorgeschaltet. Durch eine solche simulierte Energiebedarfsermittlung kann die Planung von Busumläufen in kurzer Zeit und wesentlich kostengünstiger vorgenommen werden, weil dieses offline auf hochleistungsfähigen zentralen Datenverarbeitungsanlagen geschehen kann; demgegenüber kann die Ermittlung des Energiebedarfs durch aktuelle Energieverbrauchsdaten auf dem Fahrzeug immer nur online mit vereinfachten Datensätzen sicher durchgeführt werden. Darüber hinaus kann durch eine solche simulierte Energiebedarfsermittlung die Auslegung von Bussen, die im Rahmen dieser Ausführungen als beispielhafte Nutzfahrzeuge dienen, hinsichtlich Motorleistung, Batteriekapazität und Ansprechverhalten des Rekuperationswechselrichters optimiert werden. Die Wahl eines kostspieligen, aber schnell ansprechenden Rekuperationswechselrichters macht für solche Busse bzw. Umläufe Sinn, deren Streckenabschnitte durch starke Beschleunigungs- und Bremsvorgänge gekennzeichnet sind. Dahingehend macht der Einsatz von langsamen und preiswerten Rekuperationswechselrichtern genau dann Sinn, wenn lediglich sanfte Bremsvorgänge stattfinden oder nur eine geringe Anzahl von Bremsvorgängen zu erwarten ist, wie beispielsweise bei längeren Geradeausfahrten, Überland- und/oder Autobahnfahrten oder dergleichen. Der Simulation vorgeschaltet ist die Ermittlung der maximalen, in einem Streckenabschnitt auftretende Spreizung der variablen Einflussfaktoren in Abhängigkeit von den konstanten Vorgaben, den konstanten Einflussfaktoren zur Gewährleistung von Mindestgrößen der Batteriekapazität bzw. Leistungsfähigkeit des Fahrzeugantriebs.For the purpose of determining the expected energy demand in the context of the deployment planning of buses of a public local bus operation, the buses are driven by electric motor, an energy demand determination is carried out in advance of the real use of the energy demand determination of individual sections of the expected total energy demand for coping with a cycle as a function of the vehicle used and the expected payload to be transported - the passengers - upstream. Through such a simulated energy demand determination, the planning of bus runs can be made in a short time and much cheaper, because this can happen offline on high-performance central data processing systems; In contrast, the determination of the energy demand by current energy consumption data on the vehicle can only be safely performed online with simplified data sets. In addition, by such a simulated energy demand determination, the design of buses, which serve as exemplary commercial vehicles in the context of these embodiments, be optimized in terms of engine power, battery capacity and response of the recuperation inverter. The choice of a costly but fast responding recuperation inverter makes sense for those buses or circuits whose sections are characterized by strong acceleration and braking. In this regard, the use of slow and low-cost recuperation inverters makes sense if only gentle braking takes place or only a small number of braking operations are to be expected, such as for longer straight-ahead driving, overland and / or highway driving or the like. The simulation is preceded by the determination of the maximum spreading of the variable influencing factors occurring in a line section as a function of the constant specifications, the constant influencing factors for ensuring minimum sizes of the battery capacity or performance of the vehicle drive.

3 zeigt ein Diagramm, bei dem auf der x-Achse die Fahrzeugmasse und auf der y-Achse der massenabhängige Energiebedarf aufgetragen ist, und zwar unter Berücksichtigung des mit dem Nutzfahrzeug, hier einem Bus, abzufahrenden Streckenabschnittes. Die Spreizung der zeitabhängig sich ändernden Nutzlast ist über die sich ändernde Fahrzeugmasse auf der x-Achse aufgetragen. Der sich ändernde Energiebedarf bei vorgebender Masse berücksichtigt die Spreizung des Energiebedarfs auf dem Streckenabschnitt. Die in dem Diagramm der 3 dargestellte gerasterte Fläche symbolisiert die diesbezügliche zweidimensionale Spreizung, die in die Simulation im Rahmen des Einsatzplanungsverfahrens eingeht. Eingetragen ist in das Diagramm der 3 auch die bei vorbekannten Verfahren berücksichtigte Spreizung. In die Simulation des Einsatzplanverfahrens geht somit eine signifikant größere Spreizung ein, weshalb mit diesem Verfahren aussagekräftige Ergebnisse hoher Konfidenz ermittelt werden. Letzteres ist bei dem Verfahren gemäß dem Stand der Technik nicht möglich, und zwar dann, wenn sich die tatsächlichen Einflussfaktoren von den angenommenen unterscheiden, was häufig eintritt. Dann ist die Eintrittswahrscheinlichkeit, dass die zuvor berechnete Reichweite tatsächlich die richtige ist, mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht zutreffend. 3 shows a diagram in which the vehicle mass is plotted on the x-axis and on the y-axis of the mass-dependent energy demand, taking into account the distance to be traveled by the commercial vehicle, here a bus. The spread of the time-varying payload is plotted against the changing vehicle mass on the x-axis. The changing energy demand for given mass takes into account the spread of energy demand on the stretch of road. The in the diagram of 3 Rasterized area shown symbolizes the relevant two-dimensional spread, which enters into the simulation in the context of the deployment planning process. Is entered in the diagram of 3 also the spread considered in previously known methods. The simulation of the response plan procedure thus involves a significantly greater spread, which is why this method provides meaningful results of high confidence. The latter is not possible in the prior art method, when the actual influencing factors differ from the assumed ones, which often occurs. Then, the likelihood that the previously calculated range is actually the correct one is highly unlikely.

4 zeigt den berechneten Energiebedarf, den ein Nutzfahrzeug, hier ein Bus im öffentlichen Nahverkehr in unterschiedlichen Streckenabschnitten benötigt, in unterschiedlich großen, durch Kästchen dargestellten Konfidenzintervallen ausgedrückt. Die Konfidenzintervalle umfassen einen Bereich von 95%. Für die professionelle Strecken-, Routen- und/oder Umlaufplanung ist wesentlich, dass der durch das Einsatzplanungsverfahren ermittelte Energiebedarf mit hoher Wahrscheinlichkeit demjenigen entspricht, der tatsächlich benötigt werden wird. Schließlich dient diese Energiebedarfsprognose der Ausrüstung der für den jeweiligen Streckenabschnitt vorgesehenen Fahrzeuge hinsichtlich ihrer Batteriemodulbestückung und der Bestückung mit einem für die Strecke geeigneten Rekuperationswechselrichter und/oder geeigneten Energieverbrauchern (z. B. Klima- bzw. Luftkühlanlage oder Hebevorrichtung). Die Energiebedarfsprognose muss hinreichend genau sein, da ein Fahrzeug auf einem Streckenabschnitt nicht wegen mangelnder Batteriekapazität stehen bleiben darf. Ein Konfidenzintervall mit einer Wahrscheinlichkeit von 95% wird als ausreichend angesehen. Insofern wird man das für den jeweiligen Streckenabschnitt vorgesehene Fahrzeug entsprechend der oberen Grenze des Konfidenzintervalles zuzüglich eines gewissen Sicherheitszuschlages mit Batteriekapazität ausrüsten. Als Vergleich ist in dem Diagramm der 4 die Energiebedarfsprognose als Ergebnis eines vorbekannten Verfahrens dargestellt. Das Konfidenzintervall ist sehr klein und hat nur eine Wahrscheinlichkeit von maximal 50%. Diese Gegenüberstellung verdeutlicht, dass derartige Verfahren nicht für eine professionelle Einsatzplanung verwendet werden können. 4 shows the calculated energy demand that a commercial vehicle, here a public bus Public transport in different sections required, in different sized, represented by boxes confidence intervals. The confidence intervals cover a range of 95%. For professional route, route and / or orbit planning, it is essential that the energy demand determined by the deployment planning process is likely to be equal to that which will actually be needed. Finally, this energy demand forecast serves the equipment of the vehicles provided for the respective route section with regard to their battery module assembly and the equipping with a suitable for the route recuperation inverter and / or suitable energy consumers (eg air conditioning or air cooling system or lifting device). The energy demand forecast must be sufficiently accurate, as a vehicle may not stop on a stretch of road due to a lack of battery capacity. A confidence interval with a probability of 95% is considered sufficient. In this respect, one will equip the vehicle provided for the respective route section according to the upper limit of the confidence interval plus a certain safety surcharge with battery capacity. As a comparison, in the diagram of 4 presented the energy demand forecast as a result of a previously known method. The confidence interval is very small and has only a maximum probability of 50%. This comparison shows that such procedures can not be used for professional deployment planning.

In die Streckenabschnitts-Energiebedarfsermittlung fließen die Daten des oder der Fahrzeuge ein, die für den Einsatz auf dem Streckenabschnitt bzw. in dem Umlauf in Frage kommen. Diese Fahrzeugdaten werden einer Datenbank entnommen. Die relevanten Fahrzeugdaten sind: Die Leermasse, der Luftwiderstand, der Rollwiderstand, aber auch die Leistung der Elektromotoren. Letzteres hat Einfluss auf zu realisierende Beschleunigungen und auf die bei Rekuperation gewinnbare Energie. Zu den Fahrzeugdaten gehören auch Kenngrößen zu der oder den eingesetzten Batteriemodulen, und zwar unabhängig davon, ob diese fest im Fahrzeug verbaut sind oder diese als Module in einem Fahrzeug angeordnet werden können. Zu diesen Daten zählt auch die Geschwindigkeit einer Energieentnahme bzw. eines Ladevorganges, welche Vorgänge temperaturabhängig unterschiedlich rasch ablaufen. Zu diesen Daten können auch Batteriealterungsdaten hinzukommen, in denen die mit der Anzahl der Ladungen linear oder regressiv abnehmende Batteriekapazität berücksichtigt wird. Ohne weiteres können derartige Daten bei der Simulation berücksichtigt werden und erhöhen dadurch die Qualität des Simulationsergebnisses. Vor allem wird man hierdurch bei der Einsatzplanung in die Lage versetzt, Fahrzeuge und Batteriemodule unabhängig voneinander in die Simulation einzubringen und somit entsprechend auch unabhängig voneinander für die Umläufe einzusetzen.In the segment energy demand determination, the data of the vehicle or vehicles, which are eligible for use on the route section or in circulation. This vehicle data is taken from a database. The relevant vehicle data are: the empty mass, the air resistance, the rolling resistance, but also the performance of the electric motors. The latter has an influence on accelerations to be realized and on energy recoverable during recuperation. The vehicle data also includes parameters for the battery module or modules used, regardless of whether they are permanently installed in the vehicle or they can be arranged as modules in a vehicle. These data also include the speed of an energy extraction or a charging process, which processes occur at different speeds depending on temperature. Battery aging data may also be added to this data, taking into account the linear or regressively decreasing battery capacity with the number of charges. Such data can easily be taken into account in the simulation and thereby increase the quality of the simulation result. Above all, this will enable the application planning to introduce vehicles and battery modules independently of one another into the simulation and thus to use them independently for the cycles.

In die Streckenabschnitt-Energiebedarfssimulation fließen neben den Fahrzeugdaten Streckenabschnittsdaten ein. Diese Streckenabschnittsdaten können unterteilt werden in statische Streckenabschnittsdaten, wie beispielsweise die Länge des Streckenabschnitts, die Anzahl, die Krümmung und die Krümmungslänge von Kurven und das auf dem Streckenabschnitt zurückzulegende Höhenprofil. Diese Daten werden für die Simulation einer geodätischen Datenbank entnommen bzw. aus einer solchen abgeleitet. Diese in die Simulation einfließenden Daten sind, insbesondere was das Höhenprofil anbelangt, sehr viel genauer als das bei einer Fahrzeugfahrt mittels GPS ermittelte Höhenprofil.In addition to the vehicle data, section data is included in the link energy demand simulation. This link data can be divided into static link data such as the length of the link, the number, the curvature, and the curvature length of curves and the altitude profile to be traveled on the link. These data are taken from or derived from the simulation of a geodetic database. These data flowing into the simulation are, in particular as far as the height profile is concerned, much more accurate than the altitude profile determined during a vehicle journey by means of GPS.

Neben den Streckenabschnittsdaten fließen auch umgebungsspezifische Faktoren in die Simulation ein. Hierbei handelt es sich um Verkehrsflussdaten, die voraussichtliche Fahrtdauer und die Witterung, wobei für die Energiebedarfsermittlung die Umgebungstemperatur die wohl größte Rolle bezüglich ihres Einflusses auf den zu erwartenden Energiebedarf hat. Wenn Daten bezüglich des Fahrstils – also des Fahrereinflusses – des den Streckenabschnitt oder den Umlauf fahrenden Fahrers vorliegen, können diese ebenfalls in die Simulation einfließen. Wendet man dieses Verfahren im Rahmen eines autonomen Fahrbetriebes an, braucht der individuelle Fahrereinfluss in die Simulation nicht mit einzugehen. Diese wird sodann von dem autonomen Fahralgorithmus vorgegeben.In addition to the route section data, environment-specific factors are also incorporated into the simulation. These are traffic flow data, the expected journey time and the weather, with the ambient temperature probably having the greatest influence on the expected energy requirement for energy demand determination. If data regarding the driving style - that is, the driver's influence - of the driver driving the route section or the circulation, these can also be incorporated into the simulation. If this method is used in the context of an autonomous driving operation, the individual driver influence in the simulation need not be included. This is then specified by the autonomous driving algorithm.

Die umgebungsspezifischen Faktoren können aus Verkehrsflussdatenbanken bzw. Wetterdatenbanken entnommen werden. Während die Streckenabschnittsdaten unverändert bleiben, können sich die umgebungsspezifischen Faktoren über den Gang eines Tages, einer Woche, eines Monats oder eines Jahres ändern. Insofern fließt in die Energiebedarfsermittlung ebenfalls der Tageszeitpunkt ein, zu dem der Streckenabschnitt als Teil eines Umlaufes abgefahren werden soll. Wenn dieser, wie dieses im öffentlichen Busnahverkehr üblich ist, mehrfach täglich gefahren wird, kann der ermittelte zu erwartende Energiebedarf zu unterschiedlichen Tageszeiten durchaus unterschiedlich sein. Dasselbe gilt für die Bewältigung des Streckenabschnittes in Abhängigkeit von der Jahreszeit oder auch dem Ort des Einsatzes. Temperaturbedingte Einflüsse fließen in die Energiebedarfssimulation anhand bekannter Batteriedaten ein. Diese umfassen die Batteriekapazität bei unterschiedlichen Temperaturen und den Ablauf von Verbrauchs- und Ladeprozessen, die bei niedrigen Temperaturen langsamer ablaufen. Die Geschwindigkeitsprofile über den Streckenabschnitt werden aus den Daten einer Verkehrsflussdatenbank abgeleitet und mit den Fahrzeugdaten kombiniert, und zwar bei dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel nicht nur anhand einer Einzelaufnahme zu einer bestimmten Uhrzeit an einem bestimmten Tag, sondern im Rahmen eines aus mehreren Daten zusammengestellten Datensatzes, in dem die Verkehrsflussdaten von verschiedenen gleichartigen Verkehrsflussdaten zu der entsprechenden Uhrzeit eingehen. Dieses ist eine besonders valide Grundlage für die Energiebedarfssimulation insbesondere im Vergleich zu diesbezüglichen Realdaten von einem einzigen Tag zu einer bestimmten Uhrzeit.The environment-specific factors can be taken from traffic flow databases or weather databases. While track data remains unchanged, the environmental factors may change over the course of a day, week, month, or year. In this respect, the energy demand determination also includes the time of day at which the section of the route is to be traveled as part of a circulation. If this, as is customary in public bus transport, is run several times a day, the determined expected energy requirement at different times of the day may well be different. The same applies to the management of the route section depending on the season or the place of use. Temperature-related influences flow into the energy demand simulation on the basis of known battery data. These include battery capacity at different temperatures and the flow of consumption and charging processes, which are slower at low temperatures. The speed profiles over the route section are taken from the data of a traffic flow database derived and combined with the vehicle data, in the above embodiment, not only based on a single shot at a specific time on a particular day, but in the context of a compiled of several data record in which the traffic flow data received from different similar traffic flow data at the appropriate time , This is a particularly valid basis for the energy demand simulation especially in comparison to this real data from a single day at a specific time.

Des Weiteren fließt in die Simulation die zu erwartende Masse der zu transportierenden Nutzlast ein. Diesbezüglich wird auf eine Datenbank zurückgegriffen, in welcher empirisch ermittelte Fahrgastzahldaten auf den Strecken zwischen zwei Haltestellen enthalten sind. Diese Fahrgastzahldaten werden durch wiederholte Zählungen aktualisiert und spiegeln die zu erwartende zu transportierende Nutzlast, hier: Fahrgäste, mit einer relativ hohen Genauigkeit ab. Auch die Anzahl der zwischen zwei Haltestellen zu transportierenden Fahrgäste ist tageszeitlichen, wöchentlichen, monatlichen und jahreszeitlichen Änderungen unterworfen. Auch dieses kann bei der Energiebedarfsermittlung berücksichtigt werden.Furthermore, the expected mass of the payload to be transported flows into the simulation. In this regard, a database is used in which empirically determined passenger number data are contained on the routes between two stops. These passenger number data are updated by repeated counts and reflect the expected payload to be transported, here: passengers, with a relatively high accuracy. Also, the number of passengers to be transported between two stops is subject to daily, weekly, monthly and seasonal changes. This can also be taken into account in the energy demand determination.

Im Güterverkehr, bei Paketverteilerfahrten oder bei Fahrten mit Entsorgungsfahrzeugen sind Einzeldaten der Beförderungsfälle bzw. Lastanforderungen ebenfalls zu Bedarfswerten für eine konkrete Tour bzw. einen konkreten Umlauf zusammenzuführen. Hier können beispielsweise auch Vorkehrungen zur hinreichenden Antriebsenergie für notwendige Hebezeuge bspw. zum Anhaben schwerer Mülltonnen mit berücksichtigt werden.In goods traffic, in parcel distribution journeys or when driving with disposal vehicles, individual data of the transport cases or load requirements are also to be combined to demand values for a specific tour or a specific circulation. Here, for example, provision for sufficient drive energy for necessary hoists, for example, for dealing with heavy garbage can be taken into account.

Liegen die für einen Streckenabschnitt für die Energiebedarfsermittlung notwendigen Daten vor, wird die Simulation durchgeführt. Das Ergebnis der Simulation ist der für den Streckenabschnitt ermittelte zu erwartende Energiebedarf, und zwar in Abhängigkeit von einem zum Befahren dieses Streckenabschnitts vorgesehenen Fahrzeuges.If the data required for a route section for energy demand determination is available, the simulation is carried out. The result of the simulation is the expected energy demand determined for the route section, depending on a vehicle intended for driving on this route section.

Um die Datenbasis für den zu erwartenden Energiebedarf bei einer Bedienung dieses Streckenabschnittes zu vergrößern, können parallel oder nacheinander weitere Simulationen durchgeführt werden. Infrage kommen Simulationen mit anderen, für die Bedienung dieses Streckenabschnittes vorgesehenen Fahrzeugen und/oder auch die Ermittlung des zu erwartenden Energiebedarfs bei anderen Tages-, Monats- oder Jahreszeiten. Diese streckenabschnittsbezogenen Datensätze werden in einer Datenbank abgelegt. Bei dem konkret beschriebenen Ausführungsbeispiel, bei dem die Energiebedarfsermittlung für die Planung von Umläufen eines öffentlichen Nahverkehrsbusbetreibers vorgesehen ist, stellt ein Streckenabschnitt die Strecke zwischen zwei Haltestellen dar.In order to increase the data base for the expected energy demand when operating this section, further simulations can be carried out in parallel or in succession. In question are simulations with other, intended for the operation of this section of vehicles and / or the determination of the expected energy demand for other daily, monthly or seasons. These stretch-section-related data records are stored in a database. In the specific embodiment described, in which the energy demand determination is intended for the planning of round trips of a public local bus operator, a route section represents the route between two stops.

Dieselbe Simulation des zu erwartenden Energiebedarfs wird auch für die anderen Streckenabschnitte des bzw. der geplanten Umläufe durchgeführt. Aus der Datenbank können dann aus den dort abgelegten Streckenabschnitten – also: den Strecken zwischen zwei Haltestellen – Streckenabschnitte für die gewünschte Ermittlung eines Gesamtumlaufes miteinander verknüpft werden. Somit kann bei einer Neukonzipierung eines Umlaufes in vielen Fällen auf bereits vorhandene Streckenabschnittsdaten zurückgegriffen werden, was die Planung und Optimierung der Streckenabschnitte in einem Umlauf erheblich vereinfacht (siehe 2). Durch den Rückgriff auf bereits gespeicherte Streckenabschnittsdaten braucht für die Verwendung dieser Streckenabschnittsdaten bei einer Neu- oder Umplanung eines Umlaufes keine neue Simulation durchgeführt zu werden, wenn sämtliche Streckenabschnitte für den Umlauf bereits in der Datenbank gespeichert sind und einzelne Streckenabschnitte nicht geändert werden. Durch die Verknüpfung vorhandener Streckenabschnittsdaten, in die ebenfalls die auf dem Streckenabschnitt zu erwartende zu transportierende Nutzlast enthalten ist, fließt bei einer Verknüpfung einzelner Streckenabschnitte miteinander die Änderung in der Nutzlast zwischen zwei Streckenabschnitten automatisch in die Gesamtenergiebedarfsermittlung ein.The same simulation of the expected energy demand is also carried out for the other sections of the planned or scheduled round trips. From the database, it is then possible to link sections of tracks for the desired determination of a total circulation from the route sections stored there, ie: the routes between two stops. Thus, in the case of a new design of a circuit, already existing route section data can be used in many cases, which considerably simplifies the planning and optimization of the route sections in one revolution (see 2 ). By resorting to already stored route section data, no new simulation needs to be carried out for the use of this route section data in the case of a new or rescheduling of a cycle if all route sections for circulation are already stored in the database and individual route sections are not changed. By linking existing route section data, which also includes the payload to be transported that is to be transported on the route section, the change in the payload between two route sections automatically flows into the total energy demand determination when linking individual route sections.

Die in der Datenbank abgelegten Streckenabschnittsdaten, die darin typischerweise in Form einer Matrix abgelegt sind, können mit Realdaten verglichen werden. Diese Realdaten können über eine oder mehrere Testfahrten oder aus dem aktuellen Umlaufbetrieb mit dem Elektrobus stammen. Diese Realdaten werden bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bewertet, vor allem in Bezug auf ihre Plausibilität durch Vergleich mit ermittelten Daten anderer Umläufe. Die Bewertung kann im Ergebnis dazu führen, dass ein oder mehrere in der Datenbank abgelegte Streckenabschnittsdaten korrigiert werden. Insofern werden die Realdaten einer Plausibilitätskontrolle unterworfen, bevor die in der Datenbank abgelegten Streckenabschnittsdaten korrigiert werden. Eine solche Korrektur der in der Datenbank hinterlegten Streckenabschnittsdaten kann eine Anpassung eines oder mehrerer dieser Daten an die Realdaten zufolge haben oder die Realdaten werden genutzt, um die streckenabschnittsbezogenen Daten oder einzelne davon nur etwas in Richtung zu den erfassten Realdaten anzupassen.The route section data stored in the database, which are typically stored therein in the form of a matrix, can be compared with real data. This real data can come via one or more test drives or from the current circulation operation with the electric bus. This real data is evaluated in the illustrated embodiment, especially with regard to its plausibility by comparison with determined data other rounds. As a result, the score may result in one or more link data stored in the database being corrected. In this respect, the real data is subjected to a plausibility check before the track data stored in the database is corrected. Such a correction of the route section data stored in the database may be based on an adaptation of one or more of these data to the real data, or the real data may be used to adapt the route section related data or only slightly towards the captured real data.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet auch Vorteile, wenn ein vorgegebener Streckenabschnitt nicht, wie geplant, abgefahren werden kann, beispielsweise durch eine Sperrung der üblichen Route oder dergleichen. Dann kann über das Simulationsverfahren der zu erwartende Energiebedarf auf einer Umleitungsstrecke ermittelt werden. Zudem besteht die Möglichkeit, die Umleitungsroute an die noch vorhandene Energiekapazität im Fahrzeug anzupassen. Insofern wird für einen solchen Streckenabschnitt, der zunächst in einer Route oder einem Umlauf nicht vorgesehen war, während des Umlaufes der zu erwartende Energiebedarf simuliert. Ist die Strecke der Umleitung bereits als alternativer Streckenabschnitt in einer Datenbank abgelegt, kann auf den bereits in einer vorangegangenen Simulation berechneten zu erwartenden Energiebedarf zurückgegriffen werden. In gleicher Weise kann auf Fahrplanwechsel oder anderweitige Routenänderungen während eines Umlaufes reagiert werden.The method according to the invention also offers advantages if a predetermined route section can not be traveled as planned, for example by blocking the usual route or the like. Then, via the simulation method, the expected energy demand be determined on a detour route. It is also possible to adapt the detour route to the remaining energy capacity in the vehicle. In this respect, for such a section of the route, which was initially not provided in a route or circulation, the expected energy demand is simulated during the circulation. If the route of the detour is already stored as an alternative route section in a database, it is possible to fall back on the expected energy requirement already calculated in a previous simulation. In the same way can be responded to timetable changes or other route changes during a round.

Beim Abfahren einer Route oder eines Umlaufes bietet es sich an, einen Vergleich zwischen den Ergebnissen des simulierten Energiebedarfs und dem tatsächlichen Energieverbrauch vorzunehmen, um die Restbatteriekapazität im Fahrzeug zu überwachen. Die berechnete Energiebedarfskurve stellt sodann einen Soll-Wert dar, der mit aktuell erfassten Energieverbrauchsdaten als Ist-Wert verglichen wird. Überschreitet die Abweichung zwischen den berechneten zu erwartenden Energiebedarfsdaten und den aktuellen ermittelten Energieverbrauchsdaten eine gewisse Schwelle, kann dieses dem Fahrer kenntlich gemacht werden. Bei einem Flottenmanagement bietet es sich an, diese Daten in einer Zentrale zusammenfließen zu lassen, sodass dann von dieser die aktuell in einem Umlauf befindlichen Fahrzeuge hinsichtlich der darin vorhandenen Batterierestkapazität überwacht werden. Dieses lässt sich beispielsweise optisch durch die Farben grün/gelb/rot anzeigen. Die mit Grün gekennzeichneten Fahrzeuge liegen bei dem aktuellen Energieverbrauch im Soll-Bereich. Gelb markierte Fahrzeuge zeigen eine, vielleicht auch nur über eine kurze Zeitspanne wirkende Abweichung von dem Soll-Wert oberhalb eines ersten Schwellwertes, jedoch unterhalb eines zweiten Abweichungsschwellwertes. Rot markierte Fahrzeuge zeigen diejenigen Fahrzeuge an, deren Batterierestkapazität eine Untergrenze (vielleicht 20%) unterschritten hat. Von der Zentrale können die Fahrer dieser Fahrzeuge entsprechend angewiesen werden.When driving down a route or orbit, it makes sense to compare the results of the simulated energy demand with the actual energy consumption to monitor the remaining battery capacity in the vehicle. The calculated energy demand curve then represents a desired value, which is compared with currently recorded energy consumption data as the actual value. If the deviation between the calculated expected energy demand data and the current determined energy consumption data exceeds a certain threshold, this can be indicated to the driver. In the case of fleet management, it makes sense to let this data flow together in a central office, so that it then monitors the vehicles currently in circulation for the remaining battery capacity in it. This can be visualized, for example, by the colors green / yellow / red. The vehicles marked with green are within the target range for the current energy consumption. Vehicles marked in yellow show a deviation, which may act only for a short period of time, from the nominal value above a first threshold value, but below a second deviation threshold value. Vehicles marked in red indicate those vehicles whose remaining battery capacity has fallen below a lower limit (perhaps 20%). From the center of the drivers of these vehicles can be instructed accordingly.

In das Einsatzplanverfahren können neben den beschriebenen Bestimmungsgrößen auch weitere Bestimmungsgrößen eingesetzt werden. Beispielsweise kann in den Einflussfaktor Fahrzeugspezifika ebenfalls die Ladeleistung, der Wirkungsgrad des oder der Antriebsmotoren und/oder auch die Art der Leistungssteuerung berücksichtigt werden.In addition to the described parameters, further determination variables can be used in the operational plan procedure. For example, the charging power, the efficiency of the drive motor (s) and / or the type of power control can also be taken into account in the influencing factor vehicle specifics.

Die Beschreibung der Erfindung macht deutlich, dass sich dieses Verfahren für die Einsatzplanung unterschiedlichster Nutzfahrzeuge bzw. Nutzfahrzeugflotten eignet, wie beispielsweise bei der Planung von Umläufen eines öffentlichen Nahverkehrsbussystems, bei der Planung des Einsatzes von Ausliefer- oder Zustelldiensten, bei der Planung und dem Einsatz von Müllfahrzeugflotten oder dergleichen. Diese Aufzählung ist beispielhaft und somit nicht abschließend für den möglichen Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens.The description of the invention makes it clear that this method is suitable for the deployment planning of a wide variety of commercial vehicles or commercial vehicle fleets, for example in the planning of cycles of a public local bus system, in the planning of the use of delivery or delivery services, in the planning and use of Refuse-vehicle fleets or the like. This list is exemplary and thus not conclusive for the possible use of the method according to the invention.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Ausgestaltungen, die Erfindung umsetzen zu können.The invention has been described with reference to an embodiment. Without departing from the scope of the applicable claims, numerous further embodiments for a person skilled in the art will be able to implement the invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102014204308 A1 [0002]
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DE 102015203267 A1 [0002]
DE 102014224758 A1 [0004]

Claims

Energy demand determination device for carrying out a deployment planning method for determining the expected energy demand of an electric motor driven commercial vehicle for a repeatedly traveled with the vehicle section, comprising a plurality of interfaces, is established by at least one external database, a data processing system and at least one output unit, wherein in the at least one database records in terms of constant influencing factors for the stretch of track: - vehicle specifics, - the following section specifics: - the routes to be covered, - the height profile of the track, The curve length resulting from the sum of the lengths of the individual curves to be traveled and the radius of curvature of the curves, and the following variable influencing factors: Time-dependent payload, - driver specifics, - the following environment specifics: - expected speed profile, - driving behavior, - expected weather conditions, are stored, wherein the data processing system is adapted to simulate the expected energy demand of a vehicle specific for his predefined, electric motor driven commercial vehicle for a repeatedly traversed section taking into account the maximum spread over the section variable influencing variables energy dependent for main and auxiliary drives and in matrix form in To deposit a database and determine the influence of different in terms of their response recuperation inverters and / or battery capacity, and / or different electric motors of a main or auxiliary drive with respect to the determined energy demand and wherein the at least one output unit is designed to visualize the result.

A deployment planning method for determining the expected energy demand of an electric motor-driven commercial vehicle for a road section to be repeatedly traveled by the vehicle, in which method the energy requirement determination based on the following for the section of constant influencing factors: - vehicle specifics, - the following section specifics: - the routes to be covered, - the height profile of the track, - the curve length resulting from the sum of the lengths of the individual curves to be traveled and the radius of curvature of the curves and the following variable influencing factors: Time-dependent payload, - driver specifics, - the following environment specifics: - expected speed profile, - driving behavior, - expected weather conditions, is simulated on a data processing system, wherein in a step preceding the simulation for each variable influencing factor the respective maximum spread occurring in this stretch section is determined as a function of the constant influencing factors energy-dependent for main and auxiliary drives and stored in matrix form in a database and the downstream Simulation is carried out on the basis of the determined spread with these influencing factors and designed in a simulation of the downstream step for the departure of the section provided, electric motor driven commercial vehicle with respect to its placement with energy demand modules relevant for managing the one or more consecutive sections or is set up.

Scheduling method according to claim 2, characterized in that the design of the electric motor driven commercial vehicle is made in terms of its engine performance and / or the battery capacity to be carried and / or its Rekuperationseinrichters.

Operational planning method according to one of claims 2 to 3, characterized in that enter into the energy demand determination as vehicle-specific factors one or more of the following vehicle data: empty mass, aerodynamic drag and rolling resistance.

Scheduling method according to claim 1 or 2, characterized in that the environment-specific influencing factors geodetic basic data taken from an external database or derived therefrom.

Mission planning method according to claim 1, 2 or 5, characterized in that the environment-specific influencing factor: expected speed profile is derived from collected in a database traffic flow data.

Scheduling method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the environment-specific influencing factor: expected speed profile and the influencing factor driver behavior are determined by one or more test drives.

Scheduling method according to one of claims 1 to 7, characterized in that a change over time in the energy requirement determination factors in the expected energy demand calculation is taken into account.

Operational planning method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the energy demand determination, the change in the payload in the section or between two consecutive sections from empirically derived data, collected in a database, is derived.

Mission planning method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the total energy demand for the total distance formed from the plurality of road sections is determined from the determined energy requirement for a plurality of road sections, which are to be traveled sequentially from the vehicle.

Operational planning method according to one of claims 1 to 10, characterized in that the energy demand determination is carried out as part of a route or circulation planning, wherein the determined energy demand in the context of route or circulation planning has influence on one or more of: - Choice of vehicle, - Determination of the required battery capacity, - Starting up of charging stations, - Determining charging conditions at charging stations to be approached on the route, - Warning in the absence of battery capacity to manage a route or a circulation or a part of it.

Scheduling method according to one of claims 1 to 11, characterized in that the results of the energy demand determination for a plurality of sections or a plurality of sections are stored in a database, from which the energy needs for individual sections for assembling a multi-section route or circulation removed and for determining the total energy demand via the route or the circulation can be combined with each other.

Operational planning method according to claim 12, characterized in that the energy requirement data are stored in the database for each route section in the form of a matrix of the individual influencing factors.

Scheduling method according to claim 12 or 13, characterized in that the stored in the database stretch-segment related energy demand data are compared with by obtained in driving data and corrected in dependence on the result of the adjustment.