DE102017213088A1

DE102017213088A1 - Energiemanagement eines Brennstoffzellenfahrzeugs

Info

Publication number: DE102017213088A1
Application number: DE102017213088.1A
Authority: DE
Inventors: Boris Blasinski
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2017-07-28
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2019-01-31

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines rein elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit Brennstoffzellen (BZ-Fahrzeug), sowie ein zur Durchführung des Verfahrens eingerichtetes Energieversorgungssystem für das Kraftfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines rein elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit Brennstoffzellen (BZ-Fahrzeug), sowie ein zur Durchführung des Verfahrens eingerichtetes Energieversorgungssystem für das Kraftfahrzeug.
Bei Kraftfahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb wird eine Traktionsbatterie zum Aufnehmen von Bremsrekuperationsenergie und zur Maximierung der Systemleistung bei hohen Leistungsanforderungen genutzt. Die Traktionsbatterie gibt der Brennstoffzelle zudem die Möglichkeit, eine konstante Leistung abzugeben, was für ihren effizienten Betrieb nötig ist, so dass keine direkte Kopplung von Fahraufgabe und Leistung der Brennstoffzelle nötig ist. Zusätzlich puffert eine solche Batterie die Leistung der Brennstoffzelle während diese ihre Leistung hoch- oder herunterfährt.
Aufgrund der derzeit noch schlechten Tankstelleninfrastruktur für den Brennstoffzellenantrieb muss die Traktionsbatterie unter Umständen den Fahrbetrieb sicherstellen, wenn kein Wasserstoff getankt werden konnte. Daher kann in solchen Fahrzeugen zusätzlich auch eine Schnittstelle vorgesehen werden, um die Traktionsbatterie an einer externen Lademöglichkeit (z.B. eine Steckdose zu Hause oder eine Ladestation) aufzuladen.
Es muss während der Fahrt immer relativ viel Energie in der Traktionsbatterie belassen werden, um die Pufferfunktion und die System leistung sicherzustellen. Das verringert die maximale Reichweite ohne Wasserstoff und verschlechtert die Effizienz der Traktionsbatterie.
Auch kommt es vor, dass Wasserstoff unnötig zum Laden der Traktionsbatterie genutzt wird, obwohl unter Berücksichtigung der Bremsenergierückgewinnung bis zum nächsten Fahrtziel mit Ladesäule ein Brennstoffzellenbetrieb gar nicht nötig gewesen wäre.
Andererseits kann es auch vorkommen, dass auf einer Route eine Wasserstoff-Tankstelle verfügbar ist, aber aufgrund vermehrter Nutzung der Traktionsbatterie der Wasserstofftank bei Erreichen der Tankstelle noch gar nicht nennenswert entleert wurde.
Vor diesem Hintergrund hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Betreiben eines rein elektrisch angetriebenen Kraftfahrzeugs mit einem Brennstoffzellensystem und einer Traktionsbatterie und ein System zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen, mit denen die Effizienz des Antriebssystems des Kraftfahrzeugs erhöht und die Reichweite des Kraftfahrzeugs optimiert werden.
Für Plug-In-Hybridfahrzeuge (PHEV) sind bereits verschiedene Verfahren zur Optimierung des Zusammenspiels von elektrischem und verbrennungsmotorischem Antrieb bekannt geworden. Diese dienen z.B. dazu, schlechte Verbrennungsmotorwirkungsgrade bei niedrigen Lasten und unnötige Starts des Verbrennungsmotors zu vermeiden oder in Ballungsgebieten emissionslos zu fahren.
So offenbart EP 1 297 982 A2 ein Hybridfahrzeug mit Navigationssystem, das aufgrund von Streckeninformationen des Navigationssystems Sperrzonen für abgasemittierende Fahrzeuge entlang der Fahrtroute identifiziert und dafür sorgt, dass vor Erreichen einer solchen Zone die Traktionsbatterie des Fahrzeugs genügend aufgeladen ist, um die Zone ohne Verwendung des Verbrennungsmotors zu durchfahren.
Aus der EP 1 932 740 A1 gehen ein Hybridfahrzeug und ein Verfahren zu dessen Steuerung hervor. Eine Steuereinheit ermittelt die Entfernung des Fahrzeugs zu einer Zielladestation, setzt obere und untere Grenzwerte für den Ladezustand (SoC) der Traktionsbatterie des Fahrzeugs und regelt den Ladezustand so, dass er innerhalb des Bereichs zwischen den Grenzwerten bleibt.
Die DE 10 2008 017 556 A1 schlägt eine Lade- und Entladesteuervorrichtung für ein Hybridfahrzeug sowie eine Steuerprogrammvorrichtung dafür vor. Ein Navigationssystem berechnet eine Route des Hybridfahrzeugs basierend auf Ladestationen entlang der Route und passt eine Antriebsstrategie an die Route an. Wenn auf einer optimalen Route die Ladestation ein Zielpunkt ist, bestimmt das Navigationssystem den einen durchgehenden Abschnitt, wo eine EV-Fahrt bis zu der Ladestation möglich ist und schaltet am Beginn des Abschnitts von HV-Fahrt auf EV-Fahrt um.
Bei den beiden letztgenannten Patentanmeldungen kommt eine prädiktive Betriebsstrategie zum Einsatz, die Kartendaten und eine vom Fahrer ins Navigationsgerät eingegebene Route nutzt.
Die vorliegende Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine vorausschauende Betriebsstrategie auch die Effizienz eines rein elektrischen Antriebssystems mit Brennstoffzelle und Traktionsbatterie optimieren kann.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs, welches mindestens eine aus einem Brennstofftank des Kraftfahrzeugs gespeiste Brennstoffzelle und mindestens eine Traktionsbatterie aufweist.
In einer Ausführungsform ist die mindestens eine Traktionsbatterie auch dafür eingerichtet, an einer externen Stromquelle, z.B. einer Ladesäule, einer Ladestation oder einer Steckdose, geladen zu werden. In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Brennstoffzelle dafür eingerichtet, elektrische Energie an die mindestens eine Traktionsbatterie abzugeben. In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Brennstoffzelle auch dafür eingerichtet, elektrische Energie direkt an den elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs abzugeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

Einlesen und Verarbeiten von Navigationsdaten umfassend einen aktuellen Standort des Kraftfahrzeugs, einen Zielort des Kraftfahrzeugs, mindestens eine Fahrtroute zwischen dem aktuellen Standort und dem Zielort, sowie Streckeninformationen;
Aufteilen der mindestens einen Fahrtroute in Streckenabschnitte (Segmente), innerhalb derer mindestens eine Art von Streckeninformationen gleich bleibt oder nur wenig variiert;
Bestimmen von prädizierten Verbrauchsdaten umfassend einen zu erwartenden Energieverbrauch und eine mögliche Ladeleistung für jedes Segment der mindestens einen Fahrtroute;
Optimieren des Betriebsmodus der Brennstoffzelle entlang der mindestens einen Fahrtroute anhand der prädizierten Verbrauchsdaten unter Berücksichtigung eines aktuellen Ladezustands der mindestens einen Traktionsbatterie und eines aktuellen Tankinhalts des Kraftfahrzeugs. In einer Ausführungsform werden bei der Optimierung zusätzlich Standortdaten von Ladestationen für die mindestens eine Traktionsbatterie und/oder Tankstellen für den Brennstoff der mindestens einen Brennstoffzelle entlang der mindestens einen Fahrtroute berücksichtigt.

In einer weiteren Ausführungsform ist der Optimierung eine Priorisierung vorgeschaltet, bei der Segmente entlang der mindestens einen Fahrtroute identifiziert werden, innerhalb derer die mindestens eine Brennstoffzelle vorzugsweise aktiv ist und elektrische Energie erzeugt.
In einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, auch als „Streckensegmentierung“ bezeichnet, werden Navigationsdaten eingelesen und ausgewertet. In einer Ausführungsform des Verfahrens werden die Navigationsdaten von einem Navigationsgerät bereitgestellt.
Die Navigationsdaten umfassen einen aktuellen Standort des Kraftfahrzeugs, einen Zielort des Kraftfahrzeugs, mindestens eine Fahrtroute zwischen dem aktuellen Standort und dem Zielort, sowie Streckeninformationen. In einer Ausführungsform umfassen die Streckeninformationen ein Höhenprofil der mindestens einen Fahrtroute oder die Steigung entlang der mindestens einen Fahrtroute. In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Streckeninformationen die Streckenart (Autobahn, Landstraße, Straße innerorts, Feldweg etc.). In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Streckeninformationen Informationen über Geschwindigkeitsbeschränkungen entlang der mindestens einen Fahrtroute. In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Streckeninformationen Informationen über Standorte oder Anzahl von Stoppschildern und/oder Ampeln entlang der mindestens einen Fahrtroute. In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Streckeninformationen Informationen über ein aktuelles Verkehrsaufkommen entlang der mindestens einen Fahrtroute („Online-Stau-Info“). In einer weiteren Ausführungsform umfassen die Streckeninformationen Informationen über Standorte von Tankstellen für den Brennstoff der mindestens einen Brennstoffzelle, z.B. Wasserstoff-Tankstellen, oder Ladesäulen bzw. Ladestationen entlang der mindestens einen Fahrtroute.
Auf der Basis der Navigationsdaten wird die mindestens eine Fahrtroute anhand des zu erwartenden Energieverbrauchs in Streckenabschnitte (Segmente) aufgeteilt, die ähnliche Streckeninformationen aufweisen, d.h. innerhalb derer mindestens eine Art von Streckeninformation gleich bleibt oder nur wenig variiert. Zwei benachbarte Segmente weisen jeweils einen signifikant unterschiedlichen zu erwartenden Energieverbrauch auf.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, auch als „Verbrauchsprädiktion“ bezeichnet, wird für jedes Segment der mindestens einen Fahrtroute ein zu erwartender Energieverbrauch und eine mögliche Ladeleistung bestimmt. In einer Ausführungsform wird die für jeden Streckenabschnitt nötige Fahrenergie unter Verwendung eines durch eine Messung für das Kraftfahrzeug bestimmten Kennwerts ermittelt. Bei der Ermittlung des zu erwartenden Energieverbrauchs werden auch „negative Verbräuche“ bei Bergab-Segmenten berücksichtigt, um die Bremsrekuperation einplanen zu können. In einer Ausführungsform werden Segmente mit maximalem Leistungsbedarf identifiziert und markiert.
Dann wird für jedes Segment die mögliche Ladeleistung P(Lade) aus der Leistung der Brennstoffzelle im effizientesten Betriebspunkt P(BZ) und der für die Fahraufgabe erforderlichen Leistung P(Fahr) bestimmt, wobei gilt $P (Lade) = P (BZ) - P (Fahr) .$
In einem optionalen dritten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, auch als „Priorisierung“ bezeichnet, erfolgt für jedes Segment eine Priorisierung der Antriebsart, d.h. eine Festlegung, ob die mindestens eine Brennstoffzelle bevorzugt aktiv oder inaktiv sein soll. Die mindestens eine Brennstoffzelle wird bevorzugt auf längeren Streckenabschnitten mit konstantem Leistungsbedarf genutzt, damit sie nicht häufig an- oder abgeschaltet werden muss. Weiterhin wird die mindestens eine Brennstoffzelle bevorzugt genutzt, wenn die verbleibende Fahrstrecke noch sehr lang ist, so dass klar ist, dass die allein mit der Traktionsbatterie erzielbare Reichweite nicht ausreichen wird. Die mindestens eine Brennstoffzelle wird auch bevorzugt genutzt, wenn der elektrische Fahrmodus einen eher geringen Wirkungsgrad hat, wie zum Beispiel bei Autobahnfahrten oder Bergauf-Passagen, wo hoher Leistungsbedarf und nur geringe Bremsrekuperation zu erwarten sind.
In einem vierten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, auch „Optimierung“ genannt, erfolgt unter Berücksichtigung des aktuellen Ladezustands der Traktionsbatterie und des aktuellen Tankinhalts eine Modellierung des Ladezustandsverlaufes der Traktionsbatterie auf der Fahrtroute und eine Festlegung optimaler Abschnitte für den Betrieb der Brennstoffzelle. In einer Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Optimierung zur Maximierung der Gesamtreichweite des Kraftfahrzeugs. In einer anderen Ausführungsform des Verfahrens erfolgt eine Optimierung zur Maximierung der verfügbaren Fahrleistung des Kraftfahrzeugs. Zur Sicherstellung von maximalen Fahrleistungen kann zum Beispiel vor Autobahnabschnitten ein höherer Ladezustand der Traktionsbatterie einplant werden.
In einer Ausführungsform wird bei der Optimierung auch die Verfügbarkeit von Tankstellen für den Brennstoff der mindestens einen Brennstoffzelle, z.B. Wasserstoff-Tankstellen, und/oder die Verfügbarkeit externer Lademöglichkeiten wie Ladestationen oder Ladesäulen entlang der Fahrtroute berücksichtigt. So kann die „gefühlte Gesamtreichweite“ erhöht werden, indem die Anzahl nötiger Zwischenstopps zum Tanken verringert oder auch Umwege zu Tankstellen vermieden werden. Liegt z.B. ein Zwischenziel an einer Wasserstoff-Tankstelle, kann auf dem Streckenabschnitt davor der Betrieb der Brennstoffzelle priorisiert werden. Liegt beim Fahrtziel eine Ladesäule, aber keine Wasserstoff-Tankstelle, kann auf dem Streckenabschnitt davor auf den Brennstoffzellenbetrieb verzichtet werden. In einer Ausführungsform des Verfahrens werden dem Fahrzeugführer Informationen übermittelt, wie seine Tankstellenstopps zu planen sind. In einer Ausführungsform wird dem Fahrzeugführer angezeigt, dass er eine bestimmte Wasserstoff-Tankstelle oder Ladestation auf der Fahrtroute anfahren soll. Steht beispielsweise für einen vorausliegenden Streckenabschnitt bei maximaler Fahrgeschwindigkeit nicht genügend Wasserstoff zur Verfügung, kann ein Tankstopp vorgezogen und bis dorthin zusätzlich die Traktionsbatterie maximal geladen werden.
Resultat des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Empfehlung für den Betriebsmodus der mindestens einen Brennstoffzelle, die in die Steuerung des elektrischen Antriebssystems des Kraftfahrzeugs eingeht, insbesondere die Steuerung der Aktivität und der Leistungsabgabe der mindestens einen Brennstoffzelle.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Energieversorgungssystem für ein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, das eingerichtet ist zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das System umfasst neben mindestens einer Traktionsbatterie, welche dafür eingerichtet ist, Energie an einen Elektroantrieb eines Kraftahrzeugs abzugeben und Bremsrekuperationsenergie aufzunehmen, und mindestens einer Brennstoffzelle, die dafür eingerichtet ist, elektrische Energie an die Traktionsbatterie abzugeben, eine Steuereinheit, die dafür eingerichtet ist, Navigationsdaten zu empfangen und zu verarbeiten und eine Empfehlung für den Betriebsmodus der mindestens einen Brennstoffzelle zur Verfügung zu stellen. In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit auch dafür eingerichtet, die Energieerzeugung der mindestens einen Brennstoffzelle zu steuern und ihre Leistungsabgabe zu regeln. In einer weiteren Ausführungsform des Systems ist die mindestens eine Brennstoffzelle auch dafür eingerichtet, Energie an den Elektroantrieb des Kraftfahrzeugs abzugeben. In einer weiteren Ausführungsform ist die mindestens eine Traktionsbatterie auch dafür eingerichtet, an einer externen Stromquelle, z.B. einer Ladesäule, einer Ladestation oder einer Steckdose, geladen zu werden.
Zu den Vorteilen der vorliegenden Erfindung gehört, dass die Reichweite des Fahrzeugs optimiert und die Effizienz des Brennstoffzellensystems erhöht werden durch maximale, situationsbezogene Nutzung der Traktionsbatterie. Außerdem wird für den Fahrzeugführer der Komfort erhöht durch Unterstützung beim Planen von Tankstopps und Vermeidung unnötiger Tankstopps. Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung.
Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung weiter beschrieben. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

1 zeigt schematisiert den Ablauf einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zuerst werden Navigationsdaten 11 eingelesen, beispielsweise von einem Navigationssystem. Die Navigationsdaten 11 umfassen beispielsweise eine aktuelle Position des Fahrzeugs, eine Fahrtroute zu einem Ziel, eine Reststrecke bis zum Ziel, Geschwindigkeitsbegrenzungen entlang der Fahrtroute, eine Fahrbahnsteigung entlang der Fahrtroute, Online-Stau-Informationen entlang der Fahrtroute, die Anzahl von Stoppschildern und Ampeln entlang der Fahrtroute, und die Standorte von Wasserstofftankstellen/Ladesäulen entlang der Fahrtroute.
Auf Basis der Navigationsdaten 11 erfolgt eine Segmentierung 100 der Fahrtroute. Die Fahrtroute wird hierbei in Streckenabschnitte mit signifikant unterschiedlichem Energieverbrauch aufgeteilt. Beispielsweise kann die Fahrtroute in Segmente folgender Typen aufgeteilt werden:

0: Stau
1: Stadt
2: Autobahn, bergab
3: Autobahn
4: Autobahn, bergauf
5: Landstraße, bergab
6: Landstraße
7: Landstraße, bergauf
8: Stadt, bergab
9: Stadt, bergauf
10: Stadt, hohe Stoppdichte
11: Autobahn, offen (keine Geschwindigkeitsbeschränkung)
12: Fremdtransport oder Segmenttyp unbekannt (z.B. bei Routenführung von einem Backend)

Als Ergebnis werden Segmentdaten 110 erhalten, die Informationen über die Segmente der Fahrtroute enthalten, z.B. Anzahl der Segmente, Beginn und Ende bzw. Position und Länge jedes einzelnen Segments sowie dessen Segmenttyp (0-12).
Aus den Segmentdaten 110 erfolgt unter Verwendung von Verbrauchskennzahlen 21 eine Verbrauchsprädiktion 200. Die Verbrauchskennzahlen 21 umfassen beispielsweise Kennwerte für typische Verbräuche für die unterschiedlichen Segmenttypen und Kennwerte für typische Ladeleistungen. Die Ergebnisse der Verbrauchsprädiktion 200 umfassen zu erwartende Verbrauchsdaten 210 für die einzelnen Streckenabschnitte nach Antriebsart, z.B. den Energieverbrauch rein elektrisch für jeden Streckenabschnitt und die mögliche Ladeleistung der Brennstoffzelle für jeden Streckenabschnitt. Hierbei können auch Segmente mit maximalem Leistungsbedarf markiert werden.
In der dargestellten Ausführungsform erfolgt anschließend an die Verbrauchsprädiktion 200 anhand der Verbrauchsdaten 210 eine Priorisierung 300 der Antriebsart (mit/ohne Brennstoffzellenaktivität) für die einzelnen Streckenabschnitte. Sie berücksichtigt beispielsweise, dass die Brennstoffzelle bevorzugt auf langen konstanten Streckenabschnitten genutzt werden soll oder wenn die verbleibende Fahrstrecke noch sehr lang ist oder wenn reines E-Fahren einen eher geringen Wirkungsgrad hat.
Mit Hilfe der priorisierten Daten 310 wird dann eine Optimierung 400 durchgeführt. Hierbei werden der aktuelle Ladezustand der Traktionsbatterie 41 und der aktuelle Tankinhalt 42 berücksichtigt. Weiterhin werden Standortdaten 43 von Wasserstofftankstellen und Ladesäulen entlang der Fahrtroute berücksichtigt. Die Standortdaten 43 sind in den Navigationsdaten 11 enthalten. Durch Modellierung des Ladezustandsverlaufes kann der optimale Streckenabschnitt für den Betrieb der Brennstoffzelle auf der Route gewählt werden. Liegt z.B. ein Zwischenziel an einer Wasserstoff-Tankstelle, kann auf dem Streckenabschnitt davor der Betrieb der Brennstoffzelle bevorzugt werden. Liegt beim Fahrtziel eine Ladesäule, aber keine Tankstelle, kann auf den Brennstoffzellenbetrieb verzichtet werden.
Ergebnis der Optimierung 400 ist eine Betriebsempfehlung 410 für die Brennstoffzelle, die an eine Steuerungseinheit des Energieversorgungssystems des Kraftfahrzeugs übermittelt und von dieser bei der Steuerung des Betriebszustands und Regelung der Leistungsabgabe der Brennstoffzelle berücksichtigt wird. Die Betriebsempfehlung 410 kann eine Empfehlung für den aktuellen Betriebszustand des Energieversorgungssystems umfassen, beispielsweise:

0: SoC halten (hold)
1: Elektrisch fahren (EV)
2: Laden (charge)

Bezugszeichenliste

11: Navigationsdaten
21: Verbrauchskennzahlen
41: aktueller Ladezustand der Traktionsbatterie
42: aktueller Tankinhalt
43: Standortdaten von Tankstellen/Ladesäulen
100: Streckensegmentierung
110: Segmentdaten
200: Verbrauchsprädiktion
210: Verbrauchsdaten
300: Priorisierung
310: priorisierte Daten
400: Optimierung
410: Betriebsempfehlung für Brennstoffzelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1297982 A2 [0009]
EP 1932740 A1 [0010]
DE 102008017556 A1 [0011]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Antriebssystems eines Kraftfahrzeugs, welches mindestens eine aus einem Brennstofftank des Kraftfahrzeugs gespeiste Brennstoffzelle und mindestens eine Traktionsbatterie aufweist, umfassend Einlesen und Verarbeiten von Navigationsdaten (11) umfassend einen aktuellen Standort des Kraftfahrzeugs, einen Zielort des Kraftfahrzeugs, mindestens eine Fahrtroute zwischen dem aktuellen Standort und dem Zielort, sowie Streckeninformationen; Aufteilen (100) der mindestens einen Fahrtroute in Streckenabschnitte (Segmente), innerhalb derer mindestens eine Art von Streckeninformationen gleich bleibt oder nur wenig variiert; Bestimmen (200) von prädizierten Verbrauchsdaten (210) umfassend einen zu erwartenden Energieverbrauch und eine mögliche Ladeleistung für jedes Segment der mindestens einen Fahrtroute; Optimieren (400) des Betriebsmodus der Brennstoffzelle entlang der mindestens einen Fahrtroute anhand der prädizierten Verbrauchsdaten (210) unter Berücksichtigung eines aktuellen Ladezustands (41) der mindestens einen Traktionsbatterie und eines aktuellen Tankinhalts (42) des Kraftfahrzeugs.
Verfahren nach Anspruch 1, worin bei der Optimierung (400) zusätzlich Standortdaten (43) von Ladestationen für die mindestens eine Traktionsbatterie und/oder Tankstellen für den Brennstoff der mindestens einen Brennstoffzelle entlang der mindestens einen Fahrtroute berücksichtigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, worin der Optimierung (400) eine Priorisierung (300) vorgeschaltet ist, bei der Segmente entlang der mindestens einen Fahrtroute identifiziert werden, innerhalb derer die mindestens eine Brennstoffzelle vorzugsweise aktiv ist und Energie erzeugt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Streckeninformationen ein Höhenprofil der mindestens einen Fahrtroute oder eine Steigung entlang der mindestens einen Fahrtroute umfassen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Streckeninformationen die Streckenart entlang der mindestens einen Fahrtroute umfassen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Streckeninformationen Informationen über Geschwindigkeitsbeschränkungen entlang der mindestens einen Fahrtroute umfassen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Streckeninformationen Informationen über Standorte oder Anzahl von Stoppschildern und/oder Ampeln entlang der mindestens einen Fahrtroute umfassen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin die Streckeninformationen Informationen über ein aktuelles Verkehrsaufkommen entlang der mindestens einen Fahrtroute umfassen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin bei der Optimierung (400) die Gesamtreichweite des Kraftfahrzeugs maximiert wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin bei der Optimierung (400) die zum Fahren verfügbare Leistung des Kraftfahrzeugs maximiert wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, worin bei der Optimierung (400) die Anzahl der Tankstopps des Kraftfahrzeugs entlang der mindestens einen Fahrtroute minimiert wird.
Energieversorgungssystem für ein rein elektrisch angetriebenes Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Traktionsbatterie, welche dafür eingerichtet ist, Energie an einen Elektroantrieb des Kraftahrzeugs abzugeben und Bremsrekuperationsenergie aufzunehmen; mindestens eine Brennstoffzelle, die dafür eingerichtet ist, elektrische Energie an die Traktionsbatterie abzugeben; und eine Steuereinheit, die dafür eingerichtet ist, Navigationsdaten (11) zu empfangen und zu verarbeiten und eine Empfehlung (410) für den Betriebsmodus der mindestens einen Brennstoffzelle zur Verfügung zu stellen.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 12, worin die Steuereinheit auch dafür eingerichtet ist, die Energieerzeugung der mindestens einen Brennstoffzelle zu steuern und zu regeln.
Energieversorgungssystem nach Anspruch 12 oder 13, worin die mindestens eine Brennstoffzelle auch dafür eingerichtet, Energie direkt an den Elektroantrieb des Kraftfahrzeugs abzugeben.
Energieversorgungssystem nach einem der Ansprüche 12 bis 14, worin die mindestens eine Traktionsbatterie auch dafür eingerichtet ist, an einer externen Stromquelle, insbesondere einer Ladesäule, einer Ladestation oder einer Steckdose, geladen zu werden.