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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs, wobei das Bordnetz wenigstens eine Energiequelle und einen Stromanschluss zur Versorgung eines zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie ausgebildeten externen Energiespeichers, insbesondere eines Fortbewegungsmittels, mit elektrischer Energie aus dem Bordnetz aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug sowie ein Fortbewegungsmittel.
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Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
DE 20 2010 012 542 U1 bekannt. Diese zeigt eine Vorrichtung zum Aufladen der Akkus eines Elektrofahrrads, wobei die Vorrichtung ein Fahrzeug-Fahrradträger ist.
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Weiterhin ist aus der Druckschrift
DE 10 2010 042 018 A1 ein Fahrradträger für ein Kraftfahrzeug bekannt. Der Fahrradträger verfügt zur Montage an einer Anhängerkupplung über einen langgestreckten ersten Trägerabschnitt, der sich auf der Anhängerkupplung abstützt und eine Tragplattform für mindestens ein Fahrrad bildet, wobei an dem Fahrradträger ein Ladegerät angeordnet ist, das über mindestens ein erstes Kabel mit einem Akkumulator des mindestens einen Fahrrads verbindbar und über ein zweites Kabel mit der Batterie des Fahrzeugs verbindbar ist.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen, welches gegenüber bekannten Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere zielgerichtet sowohl einen ordnungsgemäßen Betrieb des Bordnetzes als auch ein zuverlässiges Laden des externen Energiespeichers ermöglicht.
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Dies wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren zum Betreiben eines Bordnetzes eines Kraftfahrzeugs mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass bei an den Stromanschluss angeschlossenem Energiespeicher ein Bordnetzsteuergerät des Bordnetzes gemäß wenigstens einem vorgebbaren Bereitstellungsparameter den Stromanschluss elektrisch mit der Energiequelle verbindet, um an dem Stromanschluss elektrische Energie von der Energiequelle zum Aufladen des externen Energiespeichers bereitzustellen und/oder um über den Stromanschluss elektrische Energie aus dem externen Energiespeicher zum Betreiben des Bordnetzes zu entnehmen.
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Das Bordnetz ist zum Beispiel Bestandteil des Kraftfahrzeugs und verfügt zusätzlich zu der Energiequelle, dem Bordnetzsteuergerät und dem Stromanschluss bevorzugt über eine elektrische Komponente, welche beispielsweise in Form einer Traktionsmaschine vorliegen kann. Die Traktionsmaschine dient dem Antreiben des Kraftfahrzeugs, insoweit also dem Bereitstelen eines auf das Antreiben des Kraftfahrzeugs gerichteten Drehmoments. Hierzu kann die Traktionsmaschine mit elektrischer Energie aus der Energiequelle beaufschlagt werden. Entsprechend ist die Traktionsmaschine elektrisch an die Energiequelle angeschlossen.
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Die Energiequelle selbst kann grundsätzlich beliebig ausgestaltet sein. Beispielsweise liegt sie in Form eines Generators, einer Batterie oder einer Kombination von Generator und Batterie vor. Die Batterie ist wiederaufladbar, sodass bei Verwendung oder Vorliegen der Batterie im Rahmen der Energiequelle diese als Energiespeicher ausgestaltet ist, welcher der Zwischenspeicherung elektrischer Energie dient. Ist das Kraftfahrzeug als konventionelles Kraftfahrzeug ausgestaltet, wird also beispielsweise mittels einer Brennkraftmaschine angetrieben, so liegt keine elektrische Traktionsmaschine vor. In diesem Fall ist beispielsweise der Generator mit der Brennkraftmaschine wirkverbunden oder zumindest wirkverbindbar, sodass der Generator zur Bereitstellung elektrischer Energie von der Brennkraftmaschine antreibbar ist.
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Selbstverständlich kann das Kraftfahrzeug auch als Hybridkraftfahrzeug ausgestaltet sein, welches über die Brennkraftmaschine und die Traktionsmaschine verfügt, welche bevorzugt zumindest zeitweise gemeinsam dem Antreiben des Kraftfahrzeugs dienen. Auch in diesem Fall ist bevorzugt der Generator mit der Brennkraftmaschine wirkverbunden oder zumindest wirkverbindbar. Schließlich kann das Kraftfahrzeug als Elektrokraftfahrzeug ausgestaltet sein. In diesem Fall liegt die Brennkraftmaschine nicht vor. Das Antreiben des Kraftfahrzeugs erfolgt allein mittels der elektrischen Traktionsmaschine. Bei einer solchen Ausgestaltung des Kraftfahrzeugs kann ein separater Generator entfallen, weil die Traktionsmaschine als Generator betrieben werden kann.
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Verfügt die Energiequelle über die Batterie, so ist diese besonders bevorzugt (auch) mittels extern bereitgestellter Energie aufladbar. Zu diesem Zweck ist die Batterie beispielsweise über ein Ladegerät mit einer Energiebereitstellungseinrichtung verbunden, welche kraftfahrzeugextern, insbesondere stationär, angeordnet ist. Die Energiequelle ist bevorzugt eine Hochvoltenergiequelle. Hierzu stellt sie elektrische Energie bei einer Spannung von beispielsweise mindestens 100 V, mindestens 400 V, mindestens 600 V oder mindestens 800 V bereit. Die Traktionsmaschine - falls vorgesehen - ist ebenfalls bei einer solchen Spannung betreibbar. Zusätzlich kann das Kraftfahrzeug zur Versorgung von Niedervoltverbrauchern selbstverständlich zusätzlich eine Niedervoltenergiequelle aufweisen, welche elektrische Energie bei einer Spannung von höchstens 60 V, höchstens 48 V, höchstens 36 V, höchstens 24 V oder höchstens 12 V bereitstellt.
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Das Bordnetz verfügt über den Stromanschluss, mit welchem der externe Energiespeicher verbindbar ist. Der externe Energiespeicher ist in jedem Fall von dem Kraftfahrzeug abnehmbar ausgestaltet und an dem Kraftfahrzeug beschädigungsfrei lösbar befestigt. Zudem ist es im Rahmen eines bestimmungsgemäßen Gebrauchs elektrisch von dem Kraftfahrzeug trennbar, nämlich durch einen normalen Benutzer des Kraftfahrzeugs, nicht lediglich ihm Rahmen eines Werkstattaufenthalts. Beispielsweise ist der Energiespeicher an einer Anhängerkupplung des Kraftfahrzeugs nach Art eines Fahrradträgers oder dergleichen anordenbar.
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Der externe Energiespeicher ist bevorzugt Bestandteil des Fortbewegungsmittels, beispielsweise eines zweirädrigen Fortbewegungsmittels, insbesondere eines Fahrrads oder eines Rollers, wobei das Fortbewegungsmittel vorzugsweise elektrisch antreibbar ist, nämlich unter Verwendung der in dem externen Energiespeicher zwischengespeicherten elektrischen Energie. Das Fortbewegungsmittel kann jedoch auch in Form eines Anhängers oder dergleichen vorliegen, welcher über den externen Energiespeicher verfügt. Ebenso kann das Fortbewegungsmittel auf dem Anhänger, welcher über einen eigenen Energiespeicher verfügen kann oder auch nicht, zum Transport angeordnet und über den Anhänger elektrisch mit dem Stromanschluss verbunden sein. Bevorzugt weist das Anhänger wenigstens einen Stellplatz für das Fortbewegungsmittel beziehungsweise mehrere Stellplätze für mehrere Fortbewegungsmittel auf, wobei das Fortbewegungsmittel beziehungsweise die mehreren Fortbewegungsmittel über entsprechende Einrichtungen elektrisch mit dem Stromanschluss verbindbar sind.
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Lediglich der Vollständigkeit halber wird darauf hingewiesen, dass das Fortbewegungsmittel von dem Kraftfahrzeug verschieden ist. Das Fortbewegungsmittel ist zum Transport mittels des Kraftfahrzeugs vorgesehen und entsprechend mit dem Kraftfahrzeug verbindbar beziehungsweise an dem Kraftfahrzeug befestigbar, nämlich beispielweise über einen entsprechenden Träger, der temporär oder permanent mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist.
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Es ist vorgesehen, dass der externe Energiespeicher mit elektrischer Energie aus dem Bordnetz aufgeladen wird oder zumindest aufgeladen werden kann, nämlich unter Verwendung von elektrischer Energie, die von der Energiequelle bereitgestellt wird. Umgekehrt kann es - zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, über den Stromanschluss elektrische Energie aus dem externen Energiespeicher zu entnehmen und zum Betreiben des Bordnetzes heranzuziehen. Beispielsweise wird mittels der entnommenen elektrischen Energie die Traktionsmaschine betrieben.
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Zur Steuerung des Aufladens des externen Energiespeichers ist das Bordnetzsteuergerät entsprechend ausgestaltet. Insbesondere ist das Bordnetzsteuergerät derart ausgestaltet, dass es den Stromanschluss gemäß dem wenigstens einen vorgebbaren Bereitstellungsparameter mit der Energiequelle verbindet, sofern der externe Energiespeicher an den Stromanschluss angeschlossen ist. Das Anschließen des externen Energiespeichers an den Stromanschluss erfolgt beispielsweise kabelgebunden oder kabellos. Im Falle des kabelgebundenen Anschließens wird der externe Energiespeicher mit einer Anschlussleitung an den Stromanschluss elektrisch angeschlossen, bevorzugt über eine elektrische Steckverbindung. Das kabellose Verbinden beziehungsweise Anschließen kann hingegen über eine induktive Energieübertragungseinrichtung erfolgen.
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Das Bordnetz beziehungsweise das Bordnetzsteuergerät ist derart ausgestaltet, dass der Stromanschluss nicht permanent mit elektrischer Energie beaufschlagt ist. So ist es bevorzugt gerade nicht vorgesehen, dass der externe Energiespeicher mit elektrischer Energie aus der Energiequelle beaufschlagt wird, sobald er an den Stromanschluss angeschlossen ist. Vielmehr stellt das Bordnetzsteuergerät gezielt die elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem Stromanschluss her. In einem ersten Schaltzustand des Bordnetzsteuergeräts ist insoweit die elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem Stromanschluss unterbrochen, wohingegen sie in einem zweiten Schaltzustand hergestellt ist.
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Bei an den Stromanschluss angeschlossenen Energiespeicher liegt vorzugsweise zunächst der erste Schaltzustand vor, sodass das Bordnetzsteuergerät den Energiespeicher von dem Stromanschluss elektrisch trennt. Erst nach dem Anschließen des externen Energiespeichers an den Stromanschluss gibt das Bordnetzsteuergerät die elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem Stromanschluss gemäß dem wenigstens einen vorgebbaren Bereitstellungsparameter frei, stellt diese also her. Beispielsweise prüft das Bordnetzsteuergerät vor dem Freigeben darauf, ob wenigstens eine durch den Bereitstellungsparameter spezifizierte Bedingung erfüllt ist. Lediglich wenn dies der Fall ist, wird die elektrische Verbindung freigegeben.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Bordnetzsteuergerät prüft, ob der externe Energiespeicher an den Stromanschluss angeschlossen ist. Ist dies nicht der Fall, so unterbricht es die elektrische Verbindung zwischen der Energiequelle und dem Stromanschluss beziehungsweise hält die Verbindung unterbrochen. Erkennt hingegen das Bordnetzsteuergerät auf das Anschließen des externen Energiespeichers an den Stromanschluss beziehungsweise auf den an den Stromanschluss angeschlossenen externen Energiespeicher, so wird die elektrische Verbindung gemäß dem wenigstens einen vorgebbaren Bereitstellungsparameter hergestellt, insbesondere (nur) dann, wenn die von dem Bereitstellungsparameter spezifizierte Bedingung erfüllt ist.
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Besonders bevorzugt stellt das Bordnetzsteuergerät eine unmittelbare Verbindung zwischen der Energiequelle und dem Stromanschluss her, sodass an dem Stromanschluss beispielsweise eine Spannung anliegt, welche einer Spannung der Energiequelle, insbesondere einer Batteriespannung der Batterie, entspricht. Zusätzlich oder alternativ entspricht die Stromart an dem Stromanschluss der Stromart der Energiequelle. Unter der Stromart wird Gleichstrom beziehungsweise Wechselstrom verstanden. In anderen Worten ist die Energiequelle bevorzugt stromrichterfrei an den Stromanschluss angeschlossen.
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Selbstverständlich kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass zwischen der Energiequelle und dem Stromanschluss ein Stromrichter vorliegt, welcher beispielsweise als Spannungswandler ausgestaltet ist. In diesem Fall liegt bevorzugt an dem Stromanschluss eine geringere Spannung an als die von der Energiequelle bereitgestellte Spannung. In anderen Worten dient der Spannungswandler dem Wandeln der von der Energiequelle bereitgestellten Spannung in die geringere Spannung an dem Stromanschluss.
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Es kann besonders bevorzugt vorgesehen sein, dass der externe Energiespeicher des Fortbewegungsmittels als elektrischer Pufferspeicher für das Bordnetz verwendet wird. Beispielsweise wird der externe Energiespeicher mit elektrischer Energie aus dem Bordnetz aufgeladen, wenn in dem Bordnetz ein Energieüberschuss vorliegt, beispielsweise von der Energiequelle elektrische Energie bereitgestellt wird, die nicht in der Batterie zwischengespeichert werden kann. Dies kann beispielsweise während eines rekuperierenden Bremsens des Kraftfahrzeugs bei vollständiger oder zumindest nahezu vollständig gefüllter Batterie der Fall sein. Bei Überschreiten eines bestimmten Ladestands durch den Ladestand der Batterie wird also die von der Energiequelle bereitgestellte, überschüssige Energie dem externen Energiespeicher zugeführt. Es kann vorgesehen sein, die von der Energiequelle bereitgestellte elektrische Energie auf die Batterie und den externen Energiespeicher aufzuteilen. Bei Bedarf kann die in dem externen Energiespeicher zwischengespeicherte Energie zum Betreiben des Bordnetzes herangezogen werden, insbesondere unabhängig davon, ob zuvor der externe Energiespeicher über den Stromanschluss aufgeladen wurde oder nicht.
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Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die elektrische Verbindung zwischen dem Stromanschluss und der Energiequelle über einen Laderegler für den externen Energiespeicher bereitgestellt wird. Der Laderegler dient einer technischen Umsetzung eines Ladeverfahrens für den externen Energiespeicher. Der Laderegler ist insoweit Bestandteil eines Ladegeräts für den externen Energiespeicher. Der Laderegler ist vorzugsweise Teil des Bordnetzes des Kraftfahrzeugs. In jedem Fall ist er jedoch außerhalb des Fortbewegungsmittels angeordnet. Durch die Integration des Ladereglers in das Bordnetz kann das Laden des externen Energiespeichers besonders zielgerichtet vorgenommen werden, insbesondere unter Berücksichtigung eines Ladestands des Energiespeichers und/oder wenigstens eines Zustandsparameters der Energiequelle, beispielsweise eines Ladestands der Batterie.
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Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass als Bereitstellungsparameter ein Ladestartzeitpunkt, ein Ladeendzeitpunkt oder eine Ladepriorität verwendet wird. Es kann vorgesehen sein, dass genau einer dieser Bereitstellungsparameter von dem Bordnetzsteuergerät zum Steuern des Ladens des externen Energiespeichers herangezogen wird. Vorzugsweise werden jedoch mehrere der genannten Parameter, insbesondere alle der genannten Parameter, verwendet.
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Unter dem Ladestartzeitpunkt ist derjenige Zeitpunkt zu verstehen, zu welchem das Laden des Energiespeichers beginnen soll. Es kann also beispielsweise vorgesehen sein, dass von einem Benutzer des Kraftfahrzeugs ein genau definierter Ladestartzeitpunkt vorgegeben wird, welcher insbesondere nach einem momentanen Zeitpunkt liegt, sodass insoweit ein zeitversetztes Laden des Energiespeichers realisiert ist. Unter dem Ladeendzeitpunkt ist derjenige Zeitpunkt zu verstehen, zu welchem das Laden des Energiespeichers beendet ist beziehungsweise beendet wird.
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Werden sowohl der Ladestartzeitpunkt als auch der Ladeendzeitpunkt vorgegeben, so wird das Laden des Energiespeichers lediglich während eines Zeitraums durchgeführt, welcher einerseits von dem Ladestartzeitpunkt und andererseits von dem Ladeendzeitpunkt begrenzt ist. Wird nur der Ladeendzeitpunkt vorgegeben, so beginnt besonders bevorzugt das Laden unverzüglich, sodass der Zeitraum, während welchem das Laden erfolgt, einerseits von dem momentanen Zeitpunkt und andererseits von dem Ladeendzeitpunkt begrenzt ist.
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Insbesondere im Falle der Vorgabe des Ladeendzeitpunkts ist es vorzugsweise vorgesehen, einen Sollladestand vorzusehen, welchen der Energiespeicher bei dem Erreichen des Ladeendzeitpunkts aufweisen soll. Das Bordnetzsteuergerät steuert nun das Laden des externen Energiespeichers derart, dass der Sollladestand vor oder - vorzugsweise - genau mit dem Ladeendzeitpunkt erreicht ist.
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Auch möglich ist das Vorgeben der Ladepriorität. Diese beschreibt vorzugsweise, in welcher Reihenfolge das Aufladen mehrerer Energiespeicher vorgenommen wird beziehungsweise wie die von der Energiequelle bereitgestellte Energie auf die mehreren Energiespeicher zum Aufladen verteilt wird. Die mehreren Energiespeicher umfassen zumindest den externen Energiespeicher. Weiterhin können sie die Batterie der Energiequelle und/oder wenigstens einen weiteren externen Energiespeicher umfassen. Der weitere externe Energiespeicher ist beispielsweise einem weiteren Fortbewegungsmittel zugeordnet, welches ebenfalls an den Stromanschluss oder alternativ an einen weiteren Stromanschluss angeschlossen ist. Der weitere Stromanschluss ist vorzugsweise analog zu dem Stromanschluss ausgestaltet und angeschlossen, sodass die Ausführungen zu dem Stromanschluss im Rahmen dieser Beschreibung ebenfalls für den weiteren Stromanschluss herangezogen werden können.
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Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Bordnetzsteuergerät den Stromanschluss und/oder den Laderegler zum Laden des externen Energiespeichers derart ansteuert, dass das Laden des Energiespeichers an dem Ladestartzeitpunkt beginnt und/oder an dem Ladeendzeitpunkt der Energiespeicher einen bestimmten Sollladestand aufweist. Das Bordnetzsteuergerät ist also zum Steuern und/oder Regeln des Stromanschlusses beziehungsweise des Ladereglers ausgestaltet. Beispielsweise ist der Laderegler einerseits an die Energiequelle und andererseits an den Stromanschluss angeschlossen und weist einen Steuer- und/oder Regeleingang auf, welcher zum steuernden und/oder regelnden Ansteuern des Ladereglers durch das Bordnetzgerät an das Bordnetzsteuergerät angeschlossen ist.
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Das Ansteuern durch das Bordnetzgerät soll derart erfolgen, dass das Laden an dem Ladestartzeitpunkt beginnt und/oder an dem Ladeendzeitpunkt endet. Hierbei soll vorzugsweise der Energiespeicher an dem Ladeendzeitpunkt einen Ladestand aufweisen, der dem bestimmten Sollladestand entspricht. Der Sollladestand wird beispielsweise zuvor festgelegt, insbesondere durch den Benutzer des Kraftfahrzeugs. Der Sollladestand kann beispielsweise 100 %, also einem vollständig gefüllten Energiespeicher, entsprechen, jedoch auch kleiner als 100 % gewählt sein und entsprechend beispielsweise höchstens 95 %, höchstens 90 %, höchstens 80 % oder höchstens 75 % entsprechen. Durch das mittels des Bordnetzsteuergeräts gesteuerten Ladens des Energiespeichers erfolgt dieses für den Energiespeicher besonders schonend.
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Im Rahmen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der externe Energiespeicher Bestandteil eines Fortbewegungsmittels ist, und dass der Sollladestand aus einer Wunschreichweite des Fortbewegungsmittels berechnet wird, und/oder dass eine Restreichweite des Fortbewegungsmittels aus dem momentanen Ladestand berechnet wird. Es kann also vorgesehen sein, dass zunächst die Wunschreichweite des Fortbewegungsmittels festgelegt wird, beispielsweise durch den Benutzer des Kraftfahrzeugs. Insbesondere legt dieser über eine Bedienkonsole des Kraftfahrzeugs die Wunschreichweite fest. Aus dieser wird nachfolgend der Sollladestand ermittelt und nachfolgend bei dem Laden des Energiespeichers herangezogen.
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Zusätzlich oder alternativ kann der momentane Ladestand des Energiespeichers bestimmt und aus diesem die Restreichweite ermittelt werden. Die Restreichweite wird beispielsweise dem Benutzer des Kraftfahrzeugs angezeigt, insbesondere über die Bedienkonsole. Die Bedienkonsole ist beispielsweise Bestandteil einer Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs, welche primär einer Navigation des Kraftfahrzeugs dient, also einer Strecken- beziehungsweise Routenplanung.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Wunschreichweite einer mittels einer Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs ermittelten Fahrstreckenlänge einer voraussichtlichen Fahrstrecke des Fortbewegungsmittels entspricht. Die Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs dient insoweit nicht nur der Navigation des Kraftfahrzeugs selbst, sondern zusätzlich einer Navigation des Fortbewegungsmittels. Beispielsweise gibt der Benutzer des Kraftfahrzeugs ein Wunschziel für das Fortbewegungsmittel in die Navigationseinrichtung ein, woraufhin diese die voraussichtliche Fahrstrecke ermittelt, nämlich ausgehend von einem momentanen Standort des Kraftfahrzeugs oder alternativ von einer durch den Benutzer vorgegebenen Startposition. Aus der voraussichtlichen Fahrstrecke wird deren Fahrstreckenlänge und aus dieser wiederum die Wunschreichweite ermittelt. Dies hat den Vorteil, dass der Ladestand des Energiespeichers an die voraussichtliche Fahrstrecke angepasst sein kann.
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Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, zum einen die Wunschreichweite aus der voraussichtlichen Fahrstrecke zu ermitteln und zum anderen den Ladeendzeitpunkt auf den voraussichtlichen Zeitpunkt zu setzen, in welchem das Kraftfahrzeug die Startposition erreicht. Bei einer derartigen Vorgehensweise erreicht der externe Energiespeicher den gewünschten Sollladestand bei Ankunft des Kraftfahrzeugs an der Startposition des Fortbewegungsmittels, insbesondere genau bei Ankunft. Dies ermöglicht ein besonders schonendes Aufladen des Energiespeichers, weil sowohl die Ladegeschwindigkeit als auch der Sollladestand auf die voraussichtliche Fahrstrecke des Fortbewegungsmittels abgestimmt werden.
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Eine bevorzugte weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass bei der Berechnung des Sollladestands aus der Wunschreichweite eine Topologie der voraussichtlichen Fahrstrecke des Fortbewegungsmittels berücksichtigt wird. Die Topologie ist besonders bevorzugt in der Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs hinterlegt und beschreibt beispielsweise eine Fahrstreckenneigung, also eine Steigung und/oder ein Gefälle, welche den Energieverbrauch des Fortbewegungsmittels beeinflusst. Entsprechend wird der Sollladestand auf die tatsächlichen geografischen Gegebenheiten der Fahrstrecke angepasst. Dies bedeutet, dass ein bedarfsgerechtes Laden des externen Energiespeichers realisiert ist.
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Schließlich kann im Rahmen einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass als Energiequelle ein Generator und/oder ein interner Energiespeicher des Bordnetzes verwendet wird, wobei die Ladepriorität eine Verteilung von mittels des Generators bereitgestellter elektrischer Energie auf den internen Energiespeicher und den externen Energiespeicher vorgibt. Hierauf wurde eingangs bereits hingewiesen. Der interne Energiespeicher kann separat von der Energiequelle oder aber in Form der vorstehend bereits erwähnten Batterie der Energiequelle vorliegen.
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Wie vorstehend bereits erläutert, spezifiziert die Ladepriorität die Reihenfolge, in welcher die Energiespeicher aufgeladen werden beziehungsweise wie die mittels des Generators bereitgestellte elektrische Energie auf die Energiespeicher verteilt wird, beispielsweise in zeitlicher Hinsicht oder aber bezogen auf die zum Aufladen des jeweiligen Energiespeichers geleisteten elektrischen Arbeit. Entsprechend wird ein bedarfsgerechtes Laden der Energiespeicher umgesetzt, sodass stets zum gewünschten Zeitpunkt ein wunschgemäß geladener Energiespeicher vorliegt.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Bordnetz für ein Kraftfahrzeug, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, mit wenigstens einer Energiequelle und einem Stromanschluss zur Versorgung eines zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie ausgebildeten externen Energiespeichers mit elektrischer Energie aus dem Bordnetz. Dabei ist vorgesehen, dass ein Bordnetzsteuergerät des Bordnetzes dazu ausgebildet ist, bei an den Stromanschluss angeschlossenem Energiespeicher ein Bordnetzsteuergerät des Bordnetzes gemäß wenigstens einem vorgebbaren Bereitstellungsparameter den Stromanschluss elektrisch mit der Energiequelle zu verbinden, um an dem Stromanschluss elektrische Energie von der Energiequelle zum Aufladen des externen Energiespeichers bereitzustellen und/oder um über den Stromanschluss elektrische Energie aus dem externen Energiespeicher zum Betreiben des Bordnetzes zu entnehmen.
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Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung des Bordnetzes beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise wurde bereits hingewiesen. Sowohl das Bordnetz als auch das Verfahren zu seinem Betreiben können gemäß den vorstehenden Ausführungen weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
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Die Erfindung betrifft zudem ein Fortbewegungsmittel, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, mit einem Energiespeicher zur Zwischenspeicherung elektrischer Energie und mit einem Stromanschluss, der über einen Laderegler elektrisch an den Energiespeicher angeschlossen ist. Das Fortbewegungsmittel zeichnet sich durch einen weiteren Stromanschluss zum Aufladen des Energiespeichers mit elektrischer Energie über einen externen Laderegler aus, wobei der weitere Stromanschluss unter Umgehung des Ladereglers des Energiespeichers angeschlossen ist.
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Über den Stromanschluss ist das Fortbewegungsmittel beispielsweise aus einem öffentlichen Stromnetz aufladbar, besonders bevorzugt aus einem Wechselstromnetz oder Drehstromnetz. Hierzu ist der Stromanschluss über den Laderegler, welcher Bestandteil des Fortbewegungsmittels ist, an den Stromanschluss angeschlossen. Zusätzlich zu dem Stromanschluss weist das Fortbewegungsmittel den weiteren Stromanschluss auf. Dieser ist zum Aufladen des Energiespeichers bevorzugt an den Stromanschluss des Bordnetzes beziehungsweise des Kraftfahrzeugs angeschlossen oder zumindest anschließbar. Weil besonders bevorzugt das Bordnetz selbst über den Laderegler verfügt, ist der weitere Stromanschluss unter Umgehung des Ladereglers des Fortbewegungsmittels an den Energiespeicher angeschlossen.
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Auch hinsichtlich des Fortbewegungsmittels wird zu möglichen vorteilhaften Ausgestaltungen auf die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung verwiesen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
- Figur eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs sowie eines Fortbewegungsmittels.
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Die Figur zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 1, welches ein elektrisches Bordnetz 2 aufweist. Das Bordnetz 2 verfügt über eine Energiequelle 3, die in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einen Generator 4 sowie eine Batterie 5 aufweist. Das Kraftfahrzeug 1 liegt vorzugsweise in Form eines Hybridkraftfahrzeugs vor, wobei der Generator 4 zur Umwandlung mechanischer Energie in elektrische Energie mit einer Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs 1 wirkverbunden oder zumindest wirkverbindbar ist. Mit der mittels des Generators 4 erzeugten elektrischen Energie kann die Batterie 5 aufgeladen oder die elektrische Energie wenigstens einem anderen Verbraucher zur Verfügung gestellt werden.
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Das Bordnetz 2 verfügt weiterhin über einen Laderegler 6, welcher einem gesteuerten und/oder geregelten Laden beziehungsweise Entladen der Batterie 5 dient. Zum Laden der Batterie 5 wird dem Laderegler 6 beispielsweise die mittels des Generators 4 bereitgestellte elektrische Energie zugeführt. Alternativ oder zusätzlich kann die Batterie 5 auch mittels extern bereitgestellter Energie geladen werden. Hierzu wird das Bordnetz 2 mit einer externen Energiebereitstellungseinrichtung 7 elektrisch verbunden, beispielsweise mittels einer elektrischen Leitung 8.
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Die Leitung 8 ist bevorzugt einerseits an die Energiebereitstellungseinrichtung 7 und andererseits an einen elektrischen Anschluss 9 des Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise des Bordnetzes 2 angeschlossen. Der Anschluss 9 ist wiederum elektrisch mit dem Laderegler 6 verbunden, sodass die von der Energiebereitstellungseinrichtung 7 bereitgestellte elektrische Energie zum Laden der Batterie 5 herangezogen werden kann.
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Zum Ansteuern des Ladereglers 6 ist ein Bordnetzsteuergerät 10 vorgesehen, welches in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel über eine Bedienkonsole 11 in einem Innenraum des Kraftfahrzeugs 1 verfügt. Die Bedienkonsole 11 kann hierbei Bestandteil einer Navigationseinrichtung des Kraftfahrzeugs 1 sein, welches wiederum an das Bordnetzsteuergerät 10 angeschlossen ist.
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Das Kraftfahrzeug 1 weist eine Halterung 12 beziehungsweise einen Träger für ein Fortbewegungsmittel 13 auf, welches über einen externen Energiespeicher 14 verfügt. Dieser ist an einen Stromanschluss 15 des Kraftfahrzeugs 1 beziehungsweise des Bordnetzes 2 elektrisch angeschlossen, in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel mittels einer elektrischen Leitung 16. Es ist erkennbar, dass der Stromanschluss 15 elektrisch mit dem Laderegler 6 verbunden ist. Mittels des Ladereglers 6 können insoweit sowohl die Batterie 5 als auch - falls der Energiespeicher 14 elektrisch mit dem Stromanschluss 15 verbunden ist -der Energiespeicher 14 gesteuert und/oder geregelt geladen werden, nämlich mittels der von der Energiequelle 3 bereitgestellten Energie.
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Selbstverständlich kann es hierbei auch vorgesehen sein, den Energiespeicher 14 mit elektrischer Energie zu laden, die aus der Batterie 5 entnommen wird. Zudem kann es vorgesehen sein, die zum Laden des Energiespeichers 14 verwendete elektrische Energie zumindest teilweise der Batterie 5 zu entnehmen und teilweise mittels des Generators 4 bereitzustellen. Eine weitere Variante sieht vor, dass die mittels des Generators 4 bereitgestellte elektrische Energie gleichzeitig zum Laden der Batterie 5 und zum Laden des Energiespeichers 14 verwendet wird.
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Grundsätzlich ist es jedoch vorgesehen, dass bei an den Stromanschluss 15 angeschlossenen Energiespeicher 14 das Bordnetzsteuergerät 10 gemäß wenigstens einem vorgebbaren Bereitstellungsparameter den Stromanschluss 15 elektrisch mit der Energiequelle 3 verbindet, um an dem Stromanschluss 15 elektrische Energie von der Energiequelle 3 zum Aufladen des externen Energiespeichers 14 bereitzustellen. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel steuert das Bordnetzsteuergerät 10 den Laderegler 6 zum Laden des Energiespeichers 14 an.
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Mit dem hier dargestellten Kraftfahrzeug 1 kann auf besonders flexible Art und Weise der Energiespeicher 14 des Fortbewegungsmittels 13 geladen werden, nämlich mittels desselben Ladereglers 6, welcher auch dem Laden der Batterie 5 dient. Dies hat den Vorteil, dass das Fortbewegungsmittel 13 beispielsweise zu einem festgelegten Zeitpunkt zur Verfügung steht. Zudem muss keine spezielle Ladesäule für das Fortbewegungsmittel 13 aufgesucht werden, um den Energiespeicher 14 zu laden. Vielmehr kann der Energiespeicher 14 zu einem gewünschten Zeitpunkt einen gewünschten Ladestand, entsprechend einem vorgegebenen Sollladestand, aufweisen.
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Werden die Batterie 5 und der Energiespeicher 14 gleichzeitig geladen, so werden bevorzugt die unterschiedlichen Charakteristika der Batterie 5 und des Energiespeichers 14 berücksichtigt und die zum Laden zur Verfügung stehende Energie zur Erzielung einer optimalen Ladeleistung entsprechend dieser Charakteristika auf die Batterie 5 und den Energiespeicher 14 aufgeteilt. Zudem kann der Energiespeicher 14 des Fortbewegungsmittels 13 mit einer Vielzahl von externen Energiebereitstellungseinrichtungen 7 geladen werden, ohne dass das Fortbewegungsmittel 13 auf die jeweilige Energiebereitstellungseinrichtung 7 abgestimmt ist. Vielmehr dient das Kraftfahrzeug 1 beziehungsweise sein Bordnetz 2 als „Adapter“, sodass der Energiespeicher 14 des Fortbewegungsmittels 13 über das Bordnetz 2 des Kraftfahrzeugs 1 mittels elektrischer Energie geladen werden kann, die schlussendlich von der Energiebereitstellungseinrichtung 7 zur Verfügung gestellt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010012542 U1 [0002]
- DE 102010042018 A1 [0003]
