DE102017212659A1

DE102017212659A1 - Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gesamtbordnetzes, Steuereinheit und Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017212659A1
Application number: DE102017212659.0A
Authority: DE
Inventors: Michael Vogt; Matthieu JOLY; Stefan Appel; Lanig Garo; Thomas Hackner; Norbert Breimhorst
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-07-24
Filing date: 2017-07-24
Publication date: 2019-01-24
Also published as: WO2019020446A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gesamtbordnetzes (1), wobei zumindest zwei Teilbordnetze (A,B) des Gesamtbordnetzes (1), welche jeweils zumindest einen elektrischen Energiespeicher (HV,MV) umfassen, mittels eines jeweiligen Spannungswandlers (DCDC 1) miteinander verbunden werden und durch zumindest eine elektrische Komponente (3) zumindest eines der Teilbordnetze (A,B) eine elektrische Leistung (P) in das jeweilige Teilbordnetz (A,B) eingespeist oder aus diesem bezogen wird und durch eine Steuereinheit (4) in Abhängigkeit einem jeweiligen Belastungsgrad (6) und eines jeweiligen Wartungsprofils (7) der Energiespeicher (HV,MV) eine jeweilige Zielleistung (PHV,PMV) für die Energiespeicher (HV,MV) berechnet wird und die Spannungswandler (DCDC 1) derart durch die Steuereinheit (4) gesteuert werden, dass die jeweilige elektrische Leistung (P) der zumindest einen Komponente (3) gemäß der berechneten Zielleistungen (PHV,PMV) in die jeweiligen Energiespeicher (HV,MV) eingespeist oder aus den jeweiligen Energiespeichern (HV,MV) bezogen wird, wobei das jeweilige Wartungsprofil (7) einen Wert (8) betreffend einen Wartungsaufwand des jeweiligen Energiespeichers (HV,MV) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gesamtbordnetzes, eine Steuereinheit und ein Kraftfahrzeug.
Ein Kraftfahrzeug kann mehrere Energiespeicher umfassen, welche sich in ihren Herstellungskosten und ihrem Wartungsaufwand voneinander unterscheiden. Die Energiespeicher können in unterschiedlichen elektrischen Bordnetzen des Kraftfahrzeugs bereitgestellt sein, die hier als Teilbordnetze eines Gesamtbordnetzes bezeichnet sind. Während eines Betriebs des Kraftfahrzeugs kann es dazu kommen, dass die Energiespeicher jeweiliger Teilbordnetze in einem unterschiedlichen Ausmaß belastet werden. Dabei hängt das Ausmaß der Belastung von dem Ausmaß der angeforderten oder eingespeisten Leistung ab, welche aus dem jeweiligen Teilbordnetz angefragt bzw. in das jeweilige Teilbordnetz eingespeist wird. Dies kann dazu führen, dass ein Energiespeicher, welcher nur unter einem hohen Wartungsaufwand ausgewechselt werden kann, schneller verschleißt als ein Energiespeicher, welcher sich unter einem geringen Wartungsaufwand austauschen lässt. Um den Wartungsaufwand und die Wartungskosten zu reduzieren, ist es erstrebenswert, Energiespeicher zu schonen, welche sich nur unter einem hohen Aufwand ersetzen lassen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gesamtbordnetz eines Kraftfahrzeugs, welches mehrere Energiespeicher umfasst, der Art zu betreiben, dass der Wartungsaufwand betreffend die Energiespeicher minimal bleibt.
Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart
Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gesamtbordnetzes bereitgestellt. Dabei werden zumindest zwei Teilbordnetze des Gesamtbordnetzes, welche jeweils zumindest einen elektrischen Energiespeicher umfassen, mittels eines jeweiligen Spannungswandlers miteinander verbunden oder gekoppelt. Wird durch zumindest eine elektrische Komponente zumindest eines der Teilbordnetze eine elektrische Leistung in das jeweilige Teilbordnetz eingespeist oder aus diesem bezogen, so wird ein jeweiliger Belastungsgrad der Energiespeicher durch eine Überwachungseinheit, welche auch als Observer bezeichnet wird, erfasst. In Abhängigkeit des jeweiligen Belastungsgrads und einem jeweiligen Wartungsprofil der Energiespeicher wird durch eine Steuereinheit eine jeweilige Zielleistung für den jeweiligen Energiespeicher berechnet und es wird der Spannungswandler oder es werden die Spannungswandler der Art durch die Steuereinheit gesteuert, dass die jeweilige elektrische Leistung der zumindest einen Komponente gemäß der berechneten Zielleistungen in die jeweiligen Energiespeicher eingespeist oder aus den jeweiligen Energiespeicher bezogen wird. Kennzeichnend für das Verfahren ist also, dass ein jeweiliges Wartungsprofil einen Wert betreffend einen Wartungsaufwand des jeweiligen Energiespeichers umfasst. Mit anderen Worten besteht das Gesamtbordnetzes aus zumindest zwei Teilbordnetzen, an denen jeweils ein elektrischer Energiespeicher und eine elektrische Komponente angeschlossen sein können. Über einen jeweiligen Spannungswandler kann elektrische Leistung zwischen den zumindest zwei Teilbordnetzen übertragen werden. Wird einem der Teilbordnetze elektrische Leistung zugeführt oder von diesem angefordert, so bestimmt die Überwachungseinheit die Belastung eines jeden Energiespeichers. In Abhängigkeit von den ermittelten Belastungsgraden und jeweiliger Wartungsprofile der Energiespeicher teilt die Steuereinheit die zugeführte oder angeforderte Leistung auf die Energiespeicher auf und steuert hierzu die Spannungswandler dementsprechend an. Der für jeden Energiespeicher vorgesehene jeweilige Anteil an der Leistung ist die besagte Zielleistung. Für die Bestimmung der Zielleistungen kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Belastungsgrad mittels des Wartungsprofils gewichtet wird. Beispielsweise kann der Wert des Wartungsprofils betreffend den Wartungsaufwand ein multiplikativer Faktor sein, mit welchem der Belastungsgrad multipliziert wird und der umso größer ist, je größer der Wartungsaufwand ist. Es wird also ein fiktiver, vom Wartungsaufwand abhängiger Belastungsgrad berechnet. Es können dann bei den Energiespeichern gleiche fiktive Belastungsgrade vorgesehen werden, woraus der Wert der jeweiligen Zielleistung resultiert.
Kennzeichnend ist also, dass die Aufteilung unter Berücksichtigung eines jeweiligen Wartungsaufwandes und eines jeweiligen Belastungsgrads eines jeweiligen Energiespeichers erfolgt. Wird beispielsweise durch eine elektrische Maschine elektrische Leistung in eines der Teilbordnetze eingespeist oder aus diesem entnommen, so kann die Steuereinheit zumindest einen Spannungswandler der Art ansteuern, dass die elektrische Leistung unter Berücksichtigung jeweiliger Wartungsprofile und jeweiliger aktueller Belastungsgrade gemäß jeweiliger Zielleistungen in Energiespeicher eingespeist oder aus diesen entnommen wird. Die jeweiligen Wartungsprofile umfassen dabei den Wert, welcher einen Wartungsaufwand des jeweiligen Energiespeichers beschreibt. Die Zielleistungen werden dabei so gewählt, dass bevorzugt Energiespeicher, welche einen geringen Wartungsaufwand aufweisen, mehr belastet werden, wohingegen Energiespeicher, welche einen hohen Wartungsaufwand aufweisen, weniger belastet werden. Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass ein Gesamtbordnetzes der Art betrieben werden kann, dass der Wartungsaufwand für das Gesamtbordnetz insgesamt minimal ist.
Genauso wie der Wert des Wartungsaufwands können weitere Werte z.B. als Faktoren in den Wartungsprofilen vorgesehen sein. Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein jeweiliges Wartungsprofil einen Wert betreffend eine Systemrelevanz des jeweiligen Energiespeichers umfasst. Mit anderen Worten ist in einem jeweiligen Wartungsprofil ein Wert hinterlegt, welcher die Relevanz des jeweiligen Energiespeichers für ein Funktionieren des Kraftfahrzeugs beschreibt. Das Wartungsprofil eines Energiespeichers eines Teilbordnetzes der Klimaanlage kann beispielsweise einen Wert aufweisen, welcher dem jeweiligen Energiespeicher eine geringe Priorität oder Systemrelevanz zuordnet, während das Wartungsprofil eines Energiespeichers einer Antriebsvorrichtung in Vergleich dazu einen Wert aufweist, welcher dem jeweiligen Energiespeicher eine hohe Priorität oder Systemrelevanz zuordnet. Dies kann durch die Steuereinheit bei der Berechnung der Zielleistung ebenfalls berücksichtigt werden, sodass beispielsweise einem Energiespeicher weniger Zielleistung zugeordnet wird, als es der Wartungsaufwand erlauben würde, um somit den Verschleiß systemrelevanter Energiespeicher zu minimieren. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Verschleiß von systemrelevanten Energiespeichern minimiert werden kann. Die Kombination des Werts betreffend einen Wartungsaufwand und des Werts betreffend die Systemrelevanz kann z.B. durch Gewichten jedes der Werte und anschließendes Verknüpfen, z.B. mittels einer Addition, erfolgen. Die Gewichtung kann multiplikativ mittels Faktoren erfolgen, die zuvor z.B. durch einen Benutzer oder bei der Herstellung festgelegt werden können.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass ein jeweiliges Wartungsprofil einen Wert umfasst, welche einen Energiespeicher als Hauptenergiespeicher oder als Wartungsenergiespeicher identifiziert. Mit anderen Worten kann das Wartungsprofil einen Energiespeicher als Energiespeicher identifizieren, welcher in einem geringeren Ausmaß belastet werden kann, oder als Energiespeicher, welcher bevorzugt und/oder in einem im Vergleich höheren Ausmaß belastet werden kann. So ist es beispielsweise möglich, dass die Steuereinheit vorbestimmte Wartungsenergiespeicher zugunsten der Hauptenergiespeicher belastet. Es kann auch sein, dass als Wartungsenergiespeicher bestimmte Energiespeicher mit höheren Toleranzen, beispielsweise bei dem Zyklisierungsverhalten des Energiespeichers, der Arbeitstemperatur und dem Ladestrom, verwendet werden als bei den Hauptenergiespeichern. Eine solche systematische Trennung in Hauptenergiespeicher und Wartungsenergiespeicher wird auch als Master-Slave-Energiespeicherkonfiguration bezeichnet. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass vorbestimmte Energiespeicher für einen stärkeren Verschleiß vorgesehen werden können, wodurch der Verschleiß eines Hauptenergiespeichers minimiert werden kann. Die Kombination der zu berücksichtigenden Wert kann in der beschriebenen Weise mittels Gewichtung erfolgen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass Zielleistungen für die jeweiligen Energiespeicher nur berechnet werden, wenn ein vorbestimmter Belastungsgrad des Energiespeichers, der sich in dem Teilbordnetz der einspeisenden oder beziehenden elektrischen Komponente befindet, überschritten wird. Mit anderen Worten erfolgt eine Aufteilung der eingespeisten oder bezogenen elektrischen Leistung auf mehrere Energiespeicher nicht standardmäßig oder immer. Stattdessen erfolgt dies nur in dem Fall, dass ein vorbestimmter Belastungsgrad des für die einspeisende oder beziehende elektrische Komponente vorgesehenen Energiespeichers überschritten wird. So ist es beispielsweise möglich, dass eine elektrische Komponente standardmäßig elektrische Leistung in den Energiespeicher des gleichen Teilbordnetzes einspeist und die Steuereinheit diese elektrische Leistung nur auf andere Energiespeicher zumindest eines anderen Teilbordnetzes verteilt und zumindest einen Spannungswandler dementsprechend ansteuert, wenn ein vorbestimmter Belastungsgrad, z.B. ein Ladezustand des Energiespeichers des gleichen Teilbordnetzes, überschritten oder unterschritten wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass primär der zuständige Energiespeicher genutzt wird, welcher für ein Lastprofil des jeweiligen Teilbordnetzes optimiert sein kann.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass zumindest eine weitere elektrische Komponente durch die Steuereinheit der Art angesteuert wird, dass die in die Energiespeicher einzuspeisende oder aus den Energiespeichern zu beziehende elektrische Zielleistung verringert wird. Mit anderen Worten wird zumindest eine elektrische Komponente durch die Steuereinheit angesteuert, um eine durch Energiespeicher einzuspeisende oder abzugebende elektrische Leistung zu verringern. So kann beispielsweise eine Drehzahl eines Lüfter durch die Steuereinheit angehoben werden, wenn durch eine elektrische Maschine elektrische Leistung in das Gesamtbordnetzes eingespeist wird. Somit kann ein Teil der überschüssigen elektrischen Leistung durch den Lüfter aufgenommen werden, wodurch die durch die Energiespeicher aufzunehmende elektrische Leistung verringert wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass mittels elektrischer Komponenten des Gesamtbordnetzes Leistungsvorhalte aufgebaut werden können, wodurch die Belastung der Energiespeicher verringert werden kann.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass das Wartungsprofil eine Verschleißcharakteristik umfasst. Mit anderen Worten umfasst das Wartungsprofil Angaben, welche das Ausmaß des Verschleißes des jeweiligen Energiespeichers in Abhängigkeit dem aktuellen Belastungsgrad und/oder von zumindest einem Umweltparameter beschreiben. So kann beispielsweise in der Verschleißcharakteristik beschrieben sein, wie stark ein Energiespeicher durch einen Ladezyklus verschleißt, wobei auch der Zusammenhang des Verschleißes z.B. mit der aktuellen Temperatur der Speicherumgebung oder des Energiespeichers selbst in Zusammenhang gesetzt sein kann. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass das aktuelle Verschleißverhalten dynamisch ermittelt werden kann.
Zu der Erfindung gehört auch die Steuereinheit für das Kraftfahrzeug. Die Steuereinheit weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein. Die Steuereinheit kann als Steuergerät für ein Kraftfahrzeug ausgestaltet sein.
Zu der Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug, welches die Steuereinheit umfasst. Das Kraftfahrzeug kann als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwage oder Lastkraftwagen, ausgestaltet sein.
Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 ein Gesamtbordnetzes eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs;
2 eine Hierarchie von Energiespeichern, wie sie bei dem Kraftfahrzeug von 1 in Wartungsprofilen festgelegt sein kann; und
3 einen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
1 zeigt ein Gesamtbordnetzes 1 eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs 2. Das Gesamtbordnetz 1 kann drei Teilbordnetze A, B, C mit einer jeweiligen Spannungslage umfassen. Dabei kann es sich beispielsweise um Teilbordnetze A, B, C in einer Niedervolt-, einer Mittelvolt- und einer Hochvoltspannungslage handeln. Beispielsweise kann die Hochvoltspannungslage größer als 60V, die Niedervoltspannungslage kleiner 25V sein und die Mittelvoltspannungslage im Bereich von 25V bis 60V liegen.
Die Teilbordnetze A,B,C können durch Spannungswandler DCDC 1, DCDC 2 miteinander verbunden sein. Ein Teilbordnetz kann einen jeweiligen Energiespeicher NV, MV, HV und zumindest eine elektrische Komponente 3 umfassen. Bei den Energiespeichern NV, MV, HV kann es sich beispielsweise um Lithiumionenakkumulatoren oder um Bleiakkumulatoren handeln. Bei den elektrischen Komponenten 3 kann es sich beispielsweise um ohmsche Widerstände R, elektrische Verbraucher M oder Generatoren G handeln. Elektrische Verbraucher M können beispielsweise ein Elektromotor, eine Klimaanlage, eine Lüftung oder eine Fahrzeugbeleuchtung sein. Die Spannungswandler DCDC 1, DCDC 2 können durch eine Steuereinheit 4 gesteuert werden. Dies kann beispielsweise direkt durch eine Spannungslagenvorgabe an ein Spannungswandler DCDC 1, DCDC 2 erfolgen oder über eine Regelschleife die innerhalb der Spannungsgrenzen der jeweiligen Spannungslage die Leistung entsprechend ausregelt, sodass eine Zielleistung PNV, PMV, PHV in das gewünschte Teilbordnetz übertragen wird. Eine Erfassungseinheit 5 kann einen Belastungsgrad 6 eines jeweiligen Energiespeichers NV, MV, HV erfassen und an die Steuereinheit 4 übermitteln. Der Belastungsgrad 6 kann von verschiedenen Belastungsarten abhängen. Die möglichen Parameter können beispielsweise eine Temperatur eines Speichers, der Strom, die Alterung, der Zelltyp, eine Bauweise und einen Ladungszustand umfassen. In der Steuereinheit 4 können Wartungsprofile 7 der jeweiligen Energiespeicher NV, MV, HV gespeichert sein. Es kann auch sein, dass die jeweiligen Wartungsprofile 7 in den Energiespeichern NV, MV, HV gespeichert sind und von der Steuereinheit 4 ausgelesen werden können. Ein Wartungsprofil 7 kann einen Wert 8 betreffend einen Wartungsaufwand des jeweiligen Energiespeichers umfassen. Dieser Wert 8 kann beispielsweise von den Kosten und/oder dem Aufwand eines Austausches des Energiespeichers NV, MV, HV abhängig sein. Ein Wartungsprofil 7 kann auch einen Wert 9 betreffend eine Systemrelevanz des jeweiligen Energiespeichers NV, MV, HV umfassen. Dieser kann davon abhängen, ob der jeweilige Energiespeicher NV, MV, HV für einen Betrieb des Kraftfahrzeugs 2 notwendig ist oder nur für einen Betrieb von Komfortfunktionen wie beispielsweise zum Betreiben einer Klimaanlage. Das Wartungsprofil 7 kann auch einen Wert 10 umfassen, welcher den jeweiligen Energiespeicher NV, MV, HV als Hauptenergiespeicher 11 oder als Wartungsenergiespeicher 12 identifiziert. Ein Wartungsenergiespeicher 12 kann beispielsweise in Energiespeicher NV, MV, HV sein, welcher bevorzugt belastet werden soll, um somit einen Verschleiß eines Hauptenergiespeicher 11 zu minimieren. Wartungsenergiespeicher 12 können beispielsweise Energiespeicher NV, MV, HV sein, welche günstiger und einfacher auszutauschen sind. Das Wartungsprofil 7 kann auch eine Verschleißcharakteristik 13 des jeweiligen Energiespeichers NV, MV, HV umfassen. In der Verschleißcharakteristik 13 kann das Verschleißverhalten des Energiespeichers NV, MV, HV beispielsweise in Abhängigkeit der durchlaufenden Ladezyklen, der aktuellen Umgebungstemperatur oder des aktuellen Ladezustands definiert sein. Um die Belastung der Energiespeicher NV, MV, HV zu verringern kann es sein, dass die Steuereinheit 4 zumindest eine elektrische Komponente 3 ansteuert, um deren Leistungsaufnahme bzw. Einspeisung zu verändern. Es kann sein, dass ein Generator G, welcher sich in dem Teilbordnetz B befindet, Leistung P in das Teilbordnetz B einspeist. Dabei kann es sein, dass der Energiespeicher MV des Teilbordnetzes B bereits eine vorbestimmte Bauteilgrenze, beispielsweise einen vorbestimmten Belastungsgrad 6a, z.B. einen maximalen Ladezustand erreicht hat und dies von der Erfassungseinheit 5 registriert wird. Die Steuereinheit 4 kann daraufhin, unter Berücksichtigung der Wartungsprofile 7 und der Belastungsgrade 6 der Energiespeicher NV, MV, HV, Zielleistungen PNV, PMV, PHV berechnen, welche von den jeweiligen Energiespeichern NV, MV, HV aufgenommen werden sollen. Zielleistungen PNV, PMV, PHV können der Art bestimmt werden, dass der Wartungsaufwand ein Minimum aufweist. Dementsprechend kann die Steuereinheit 4 die Spannungswandler DCDC 1, DCDC 2 ansteuern, sodass die jeweiligen Zielleistungen PNV, PMV, PHV von den Energiespeichern NV, MV, HV aufgenommen werden.
2 zeigt einen Hauptenergiespeicher 11 und zwei Wartungsenergiespeicher 12. Die Energiespeicher NV, MV, HV, können sich in jeweils unterschiedlichen Teilbordnetzen A, B, C befinden, welche über Spannungswandler DCDC 1, DCDC 2, beispielsweise über DC/DC- Wandler, miteinander verbunden sein können. Die Spannungswandler DCDC 1, DCDC 2 können durch die Steuereinheit 4 angesteuert werden. Der Hauptenergiespeicher 11 kann ein Energiespeicher NV, MV, HV sein, welcher in einem geringen Ausmaß verschleißen soll. Die zwei Wartungsenergiespeicher 12 können Energiespeicher NV, MV, HV sein, welche beispielsweise aufgrund eines geringen Wartungsaufwand bei einem Austausch bevorzugt belastet werden sollen. Die Einstufung eines Energiespeichers NV, MV, HV als Hauptenergiespeicher 11 oder als Wartungsenergiespeicher 12 kann in einem Wert des Wartungsprofils 7 festgelegt sein. Das Wartungsprofil 7 kann beispielsweise in der Steuereinheit 4 und/oder dem Energiespeicher NV, MV, HV gespeichert sein. Es kann sein, dass in einem Teilbordnetz A ein elektrischer Leistungsbedarf P vorliegt, der nicht optimal aus dem Energiespeicher HV der Teilbordnetzes A und den in dem Teilbordnetz A verbauten Generatoren G gedeckt werden kann. Daraufhin kann über die Spannungswandler DCDC 1, DCDC 2 aus den restlichen Teilbordnetzen des Gesamtbordnetzes 1 elektrische Leistung PB,PC in das Teilbordnetz A übertragen werden. Dabei kann die Steuereinheit 4 für einen Wartungsenergiespeicher 12 eine Zielleistung PC bestimmen, welche über der Zielleistung des Hauptenergiespeichers PB liegt, wodurch der Verschleiß des Hauptenergiespeichers 11 zulasten des Wartungsenergiespeichers 12 reduziert wird.
3 zeigt einen möglichen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt P1 kann zumindest eine elektrische Komponente 3 elektrische Leistung P aus einem Teilbordnetz A beziehen. Es kann sein, dass die Erfassungseinheit 5 einen jeweiligen Belastungsgrad 6 der Energiespeicher NV, MV, HV erfasst und an die Steuereinheit 4 übermittelt P2. Ein vorbestimmter Belastungsgrad 6a des Energiespeichers HV des Teilbordnetzes A kann überschritten sein. Die Steuereinheit 4 kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Belastungsgraden 6 der Energiespeicher NV, MV, HV und der jeweiligen Wartungsprofile 7 der Energiespeicher NV, MV, HV Zielleistungen PNV, PMV, PHV für die jeweiligen Energiespeicher NV, MV, HV bestimmen P3. Die Wartungsprofile 7 werden in Zusammenhang mit den Belastungsgraden 6 dynamisch, entsprechend der vorhandenen Generatoren/Stromquellen G und Verbrauchern/Senken M, verwendet, um die elektrische Leistung L auf die Teilbordnetze zu verteilen, sodass kein Energiespeicher NV, MV, HV mehr belastet wird als notwendig und grenzwertige Belastungen und Belastungsarten der Energiespeicher vermindert sind. Mögliche Parameter der Belastungsarten sind eine Temperatur des Energiespeichers (^θ), Strom(I), Spannung des Energiespeichers (U), Verlustleistung (Q), Temperatur der Energiespeicher Umgebung (tU), IRMS-Wert, Zyklisierung (Z), Alterung(t), Zelltyp(Typ), Bauweise(K), Ladezustand (SOC). Es kann sein, dass die Steuereinheit 4 eine weitere elektrische Komponente 3 ansteuert, um deren Leistungsbedarf zu senken P4. Die Steuereinheit 4 kann die Spannungswandler DCDC 1, DCDC 2 derart ansteuern, dass die jeweiligen Zielleistungen PNV, PMV, PHV aus den Energiespeichern NV, MV, HV bezogen werden P5.
Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung ein Gesamtbordnetz eines Kraftfahrzeugs der Art betrieben werden kann, dass der Wartungsaufwand minimal bleibt.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Gesamtbordnetzes (1), wobei a) zumindest zwei Teilbordnetze (A,B) des Gesamtbordnetzes (1), welche jeweils zumindest einen elektrischen Energiespeicher (HV,MV) umfassen, mittels eines jeweiligen Spannungswandlers (DCDC 1) miteinander verbunden werden, b) durch zumindest eine elektrische Komponente (3) zumindest eines der Teilbordnetze (A,B) eine elektrische Leistung (P) in das jeweilige Teilbordnetz (A,B) eingespeist oder aus diesem bezogen wird, c) ein jeweiliger Belastungsgrad (6) der Energiespeicher (HV,MV) durch eine Überwachungseinheit (5) erfasst wird, d) durch eine Steuereinheit (4) in Abhängigkeit des jeweiligen Belastungsgrads (6) und eines jeweiligen Wartungsprofils (7) der Energiespeicher (HV,MV) eine jeweilige Zielleistung (PHV,PMV) für die Energiespeicher (HV,MV) berechnet wird, e) die Spannungswandler (DCDC 1) derart durch die Steuereinheit (4) gesteuert werden, dass die jeweilige elektrische Leistung (P) der zumindest einen Komponente (3) gemäß der berechneten Zielleistungen (PHV,PMV) in die jeweiligen Energiespeicher (HV,MV) eingespeist oder aus den jeweiligen Energiespeichern (HV,MV) bezogen wird, wobei f) das jeweilige Wartungsprofil (7) einen Wert (8) betreffend einen Wartungsaufwand des jeweiligen Energiespeichers (HV,MV) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet ,dass das jeweilige Wartungsprofil (7) jeweils einen Wert (9) betreffend eine Systemrelevanz des jeweiligen Energiespeichers (HV,MV) umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Wartungsprofil (7) einen Wert (10) umfasst, welcher den jeweiligen Energiespeicher (HV,MV) als Hauptenergiespeicher (11) oder als Wartungsenergiespeicher (12) identifiziert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige Zielleistung (PHV,PMV) für den jeweiligen Energiespeicher (HV,MV) nur berechnet wird, wenn ein vorbestimmter Belastungsgrad (6a) des Energiespeichers (HV,MV), der sich in dem Teilbordnetz (A,B) der einspeisenden oder beziehenden elektrischen Komponente (3) befindet, überschritten wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere elektrische Komponente (3) durch die Steuereinheit (4) derart angesteuert wird, dass die in die Energiespeicher (HV,MV) einzuspeisende oder aus den Energiespeichern (HV,MV) zu beziehende elektrische Zielleistung (PHV,PMV) verringert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das jeweilige Wartungsprofil (7) eine Verschleißcharakteristik (13) umfasst.
Steuereinheit für ein Kraftfahrzeug, die Steuereinheit umfassend eine Prozessoreinrichtung, die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorhergehenden durchzuführen.
Kraftfahrzeug, umfassend eine Steuereinheit nach Anspruch 7.