DE102017221457A1 - Funktionsoptimierter Energiespeicher - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Feststellen einer Leistung des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs, Ablauf wenigstens einer Degradationsstufe, wonach für wenigstens eine Betriebsanforderung des Kraftfahrzeugs der Energiespeicher durch Laden oder Entladen belastet wird, wobei das Laden oder Entladen des Energiespeichers von einer maximal möglichen Leistung des Energiespeichers für eine Entladeleistung und/oder Ladeleistung bestimmt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug.
  • Batterien in Kraftfahrzeugen stellen elektrische Energie zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs zur Verfügung. Beispielsweise kann dies ein Akkumulator sein, der die elektrische Energie für den Anlasser eines Verbrennungsmotors des Kraftfahrzeugs liefert. Als Energiequelle für den Antrieb in Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen dient oft eine sogenannte Traktionsbatterie.
  • Je kälter oder abgekühlter die Batterie ist, desto höher ist der Innenwiderstand der Batterie. Durch den erhöhten Innenwiderstand ist die Kapazität der Batterie geringer oder bei sehr tiefen Temperaturen nicht mehr ausreichend, um beispielsweise das Kraftfahrzeug zu starten.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Batterie eines Kraftfahrzeugs anzugeben, so dass Entladeleistungen und/oder Ladeleistungen der Batterie auch bei tiefen Temperaturen möglichst vollständig zur Verfügung stehen.
  • Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Der Erfindung liegen folgende Kenntnisse zugrunde. In heutigen Kraftfahrzeugen gibt es keine optimierten Mechanismen, die ohne eine Energiespeicherheizung auskommen, für eine frühere Verfügbarkeit von einzelnen Betriebsanforderungen zur Erwärmung der verbauten Batteriespeichersysteme bei kalten Außentemperaturen. Bei kalten Energiespeichern (Batterien) sind die Lade- und Entladeleistungen stark eingeschränkt. Einzelne, von der Batterie abhängigen Betriebsanforderungen sind oft erst spät verfügbar und meistens erst bei vollständiger elektrischer Verfügbarkeit des Energiespeichers möglich. Die Erwärmungsstrategie für einen Energiespeicher, sofern eine solche bei einem Kraftfahrzeug überhaupt vorhanden ist, ist meistens hinsichtlich frühestmöglicher Verfügbarkeit von batterieabhängigen Betriebsanforderungen kaum optimiert.
  • Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird ein Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs angegeben. Das Verfahren umfasst folgende Schritte: Feststellen einer Leistung des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs; Ablauf wenigstens einer Degradationsstufe, wonach für wenigstens eine Betriebsanforderung des Kraftfahrzeugs der Energiespeicher durch Laden oder Entladen belastet wird. Das Laden oder Entladen des Energiespeichers ist von einer maximal möglichen Leistung des Energiespeichers für eine Entladeleistung und/oder Ladeleistung bestimmt. Die maximal mögliche Speicherleistung kann eine maximal zulässige Lade- bzw. Entladeleistung sein, oder sie kann vorgegeben werden. Die maximal mögliche Leistung umfasst eine minimal (zulässige) Entladeleistung und/oder eine maximal (zulässige) Ladeleistung des Energiespeichers.
  • Mit anderen Worten, das Laden des Energiespeichers mit maximaler Ladeleistung erfolgt bis die Entladeleistung für die Betriebsanforderung(en) der Degradationsstufe erreicht ist; das Entladen des Energiespeichers mit minimaler Entladeleistung erfolgt bis die Ladeleistung für die Betriebsanforderung(en) der Degradationsstufe erreicht ist.
  • Das Laden oder Entladen des Energiespeichers kann somit von der Leistungsfähigkeit des Energiespeichers abhängen. Das Laden oder Entladen des Energiespeichers kann von der prognostizierten Energiespeicherleistung des Energiespeichers abhängen.
  • Das Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs ist insbesondere zum Betreiben des Energiespeichers von Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen ausgebildet. Das Verfahren ermöglicht eine effiziente Erwärmungs- und/oder Leistungsstrategie für einen Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs.
  • Der Energiespeicher ist insbesondere beim Start des Kraftfahrzeugs kalt, sodass Lade- und/oder Entladeleistungen nur sehr eingeschränkt zur Verfügung stehen. Beim Feststellen der Leistung des Energiespeichers, wird insbesondere die verfügbare und/oder prognostizierte Leistung des Energiespeichers festgestellt. Energiespeicher können beispielsweise wenigstens eine Batterie oder wenigstens ein Batteriespeichersystem sein.
  • Eine Degradationsstufe umfasst definierte Lade- und Entladeleistungen von Betriebsanforderungen. Dabei müssen die Betriebsanforderungen nicht voll ausgeprägt sein, sondern können auch leistungs- und funktionsseitig eingeschränkt sein. Die maximalen Lade- und Entladeleistungen der jeweiligen Stufe ergeben sich in manchen Ausführungsbeispielen aus den kritischen Überlagerungszuständen der einzelnen Betriebsanforderungen.
  • Es wird eine Abfolge von systemseitigen Degradationsstufen zur Verfügung gestellt. Die systemseitigen Degradationsstufen umfassen das elektrische Bordnetz mit zumindest einem Verbraucher. Die maximal möglichen Lade- und Entladeleistungen, also das Laden oder Entladen, des Energiespeichers bestimmt die Degradationsstufe. Beispielsweise ergeben sich die Lade- und/oder Entladeleistungen der jeweiligen Degradationsstufen aus den Betriebsanforderungen für einen Anwendungsfall bei dem die festgestellte Leistung des Energiespeichers für eine vollumfängliche Ausführung der Betriebsanforderung nicht oder kaum ausreicht. Dies kann beispielsweise beim Motorstart des Kraftfahrzeugs bei tiefen Temperaturen oder dergleichen eintreten.
  • Erfolgt nach dem Feststellen der Leistung des Energiespeichers beispielsweise der Ablauf mehrerer Degradationsstufen, können diese nacheinander als Abfolge durchlaufen werden, wobei in manchen Ausführungsbespielen eine oder mehrere Degradationsstufe(n) auch übersprungen werden kann (können). In manchen Ausführungsbeispielen erfolgt der Ablauf einer einzigen Degradationsstufe.
  • Die niedrigste Degradationsstufe ist ein undegradierter Systemzustand, also ein Energiespeicher bei dem alle Betriebsanforderungen erfüllt werden können. Die höchste Degradationsstufe kann ein Zustand sein, bei dem nur eine Betriebsanforderung, beispielsweise Motorstart, oder auch keine Betriebsanforderung vorgesehen ist. Für eine Degradationsstufe können auch mehrere Betriebsanforderungen vorgesehen sein. Die Degradationsstufe kann nach der festgestellten Leistung des Energiespeichers ausgebildet sein. Sobald der Energiespeicher die Lade- und Entladeleistungen der aktuellen Degradationsstufe zur Verfügung stellen kann, wird gemäß dem Verfahren, auf die Betriebsanforderung(en) gemäß der nächsten Degradationsstufe (niedrigeren) Degradationsstufe geregelt.
  • Eine oder mehrere Betriebsanforderungen des Kraftfahrzeugs, welche im Folgenden auch als Funktionen oder Systemfunktionen bezeichnet werden, belasten den Energiespeicher gemäß den Vorgaben der jeweiligen Degradationsstufe bzw. der Abfolge mehrerer Degradationsstufen. Die eine oder mehrere Betriebsanforderungen des Kraftfahrzeugs können den Energiespeicher gemäß der vom Energiespeicher prognostizierten Leistungsverfügbarkeit belasten.
  • Das Verfahren ermöglicht eine Erwärmungs- und/oder Leistungsregelung mit resultierender optimierter Funktionsverfügbarkeit für den Energiespeicher. Einzelne Betriebsanforderungen (z.B. Motorstart oder Motor-Start/Stop-Automatik) mit definierten Lade- und Entladeleistungen des Energiespeichers sind somit zum frühestmöglichen Zeitpunkt während der Energiespeichererwärmung verfügbar. Die Leistungsregelung erfolgt unabhängig von Alterung und Temperatur des Energiespeichers bis eine geforderte Verfügbarkeit aller Betriebsanforderung(en) gegeben ist.
  • Eine Degradationsstufe kann auch ein Funktionspaket umfassen. Ein Funktionspaket umfasst beispielsweise eine Motor-Start/Stop-Automatik, eine Boostfunktion für die Antriebsvorrichtung des Kraftfahrzeugs, eine Rekuperationsfunktion und/oder eine oder mehrere Betriebsanforderungen des Kraftfahrzeugs. Eine Degradationsstufe kann auch mehrere Funktionspakte umfassen. Eine höhere Degradationsstufe kann wenigere Funktionspakete umfassen. Eine niedrige Degradationsstufe kann mehrere oder alle Funktionspakete umfassen.
  • Die Funktionspakete oder einzelne Betriebsanforderungen können innerhalb einer Degradationsstufe priorisiert sein. Die Priorisierung kann von der Degradationsstufe abhängig sein. Durch die Priorisierung werden für das Kraftfahrzeug wichtige Betriebsanforderungen als Lade- und Entladeleistungen des Energiespeichers zur Verfügung gestellt.
  • In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Entladen des Energiespeichers bis zu einer durch die Degradationsstufe vorgegebenen Ladeleistung erfolgt. Das Entladen erfolgt mit der aktuell möglichen Entladeleistung des Energiespeichers, also mit einer Entladeleistung, die der Energiespeicher bereitstellen kann.
  • In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass ein Laden des Energiespeichers bis zu einer durch die Degradationsstufe vorgegebenen Entladeleistung erfolgt. Das Laden erfolgt mit der aktuell möglichen Ladeleistung, also mit einer Ladeleistung, die der Energiespeicher bereitstellen kann.
  • In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Entladeleistung oder Ladeleistung für eine Zeitdauer spezifiziert ist. Die Zeitdauer für die Lade- oder Entladeleistung kann sich aus der Degradationsstufe ergeben oder kann vorbestimmt sein.
  • In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Degradationsstufen sukzessive durchlaufen werden bis zum Erreichen der niedrigsten Degradationsstufe. Die niedrigste Degradationsstufe ist ein undegradierter Systemzustand, also ein Energiespeicher bei dem alle Betriebsanforderungen erfüllt werden können. Durch das sukzessive Durchlaufen der Degradationsstufen bis zum Erreichen der niedrigsten Degradationsstufe wird sichergestellt, dass der Energiespeicher den Betriebsanforderungen von einer Degradationsstufe zur folgenden Degradationsstufe besser genügen kann. Beispielsweise kann in einer folgenden Degradationsstufe neben einer Motor-Start/Stop-Automatik auch ein Boost des Antriebs des Kraftfahrzeugs zur Verfügung gestellt werden. In manchen Ausführungsbeispielen wird der undegradierte Systemzustand nach Ablauf einer Degradationsstufe erreicht.
  • Das beschriebene Verfahren ermöglicht eine effiziente Leistungsstrategie für den Energiespeicher eines Kraftfahrzeugs unabhängig vom Ladezustand des Energiespeichers. Mit anderen Worten die Leistungsregelung ist unabhängig vom SOC, Temperatur und Alterung des Energiespeichers (Batterie). Somit beheben die angegebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen das Problem der Zwangsverknüpfung von Batterie-Leistungsfähigkeit und Batterie-SOC auf. SOC ist die Abkürzung von State-of-charge, d.h. Ladezustand.
  • Eine Weiterentwicklung des Verfahrens umfasst eine Zyklisierung des Energiespeichers und eine Erwärmung des Energiespeichers durch die Zyklisierung. Die Zyklisierung des Energiespeichers erfolgt gemäß einem Ablauf wenigstens einer Degradationsstufe. Durch die Erwärmung kann die Energiespeicherbelastung durch Zyklisierung auf ein Minimum beschränkt werden. Durch die Erwärmung sinkt der Innenwiderstand des Energiespeichers. Eine höhere Leistungsentnahme oder Leistungsaufnahme ist möglich.
  • In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Gesamtleistung einer Degradationsstufe größer ist als die Gesamtleistung der vorhergehenden Degradationsstufe. Somit sind einzelne Betriebsanforderungen früher verfügbar. In manchen Ausführungsbeispielen ist vorgesehen nur die Ladeleistung oder Entladeleistung im Vergleich zur vorhergehenden Degradationsstufe zu erhöhen bzw. zu verringern.
  • In einer Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die verfügbare maximale Leistung des Energiespeichers an eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs übermittelt wird. Somit steht die verfügbare Leistung des Energiespeichers einem übergeordneten Leistungskoordinator, beispielsweise einem Batterie-Management-System, zur Regelung zur Verfügung. Mit anderen Worten, der Energiespeicher kommuniziert die verfügbare maximale Leistung inklusive Zeitintervall an die Steuereinheit.
  • Des Weiteren wird eine Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs angegeben, umfassend einen Motor und/oder eine elektrische Maschine, einen Energiespeicher und eine Steuereinheit, wobei eine Ladeleistung und/oder eine Entladeleistung und/oder eine Zyklisierung des Energiespeichers gemäß einem Ablauf wenigstens einer Degradationsstufe erfolgt, wonach für wenigstens eine Betriebsanforderung des Kraftfahrzeugs der Energiespeicher durch Laden oder Entladen belastet wird. Das Laden oder Entladen des Energiespeichers ist von einer maximal möglichen Leistung des Energiespeichers für eine Entladeleistung und/oder Ladeleistung bestimmt. Die maximal mögliche Speicherleistung kann eine maximal zulässige Lade- bzw. Entladeleistung sein, oder sie kann vorgegeben werden. Die maximal mögliche Leistung umfasst eine minimal (zulässige) Entladeleistung und/oder eine maximal (zulässige) Ladeleistung des Energiespeichers. Das Laden oder Entladen des Energiespeichers kann somit von der Leistungsfähigkeit des Energiespeichers abhängen. Das Laden oder Entladen des Energiespeichers kann von der prognostizierten Energiespeicherleistung des Energiespeichers abhängen.
  • Der Motor kann ein Verbrennungsmotor, ein Antrieb mittels Brennstoffzelle, eine Gasturbine, Druckluft etc. sein.
  • Des Weiteren wird ein Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug, zum Anwenden des Verfahrens angegeben, wobei das Kraftfahrzeug eine erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung aufweist.
  • Weitere Einzelheiten der Erfindung sind den Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
    • 1: ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens;
    • 2: ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsregelung des Energiespeichers gemäß eines Verfahrens;
    • 3: Ablauf der Leistungsregelung aus 2,
    • 4: ein Ausführungsbeispiel einer Zyklisierung des Energiespeichers gemäß eines Verfahrens.
  • In 1 ist schematisch ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs dargestellt. Zunächst wird in Schritt S1 die verfügbare Leistung des Energiespeichers festgestellt.
  • Im nächsten Schritt S2 wird die Degradationsstufe Di festgelegt (eine detaillierte Beschreibung der Degradationsstufen und Betriebsanforderungen und deren Abfolge ist in den folgenden Figuren angegeben). Gemäß der Degradationsstufe Di wird der Energiespeicher für die jeweilige Betriebsanforderung mit einer Ladeleistung P_L_MAX(t) oder Entladeleistung P_EL_Min(t) belastet. Es wird mit der maximal möglichen Lade- bzw. Entladeleistung P_L_Max(t), P_EL_Min(t) zum jeweiligen (aktuellen) Zeitpunkt entladen bzw. geladen. Sobald diese Leistungen die in den Degradationsstufen definierten Leistungen überschreiten erfolgt eine Regelung auf die Leistungen der nächsten Degradationsstufe (wieder mit der maximal möglichen Leistung).
  • Mit der niedrigsten Degradationsstufe D0 ist das System in einem undegradierten Zustand. Alle Betriebsanforderungen können erfüllt werden - Schritt S3. Der undegradierte Zustand kann auch nach Ablauf einer einzigen Degradationsstufe, bspw. D1, erreicht werden.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Leistungsregelung des Energiespeichers gemäß eines Verfahrens zum Betreiben eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs. Auf der horizontalen Achse ist die Zeit t angegeben, auf der vertikalen Achse die Leistung P. Die Leistung ist eine Ladeleistung P_L_i oder eine Entladeleistung P_EL_i.
  • Nach Feststellen der Leistung des Energiespeichers und der Degradationsstufe Di, werden die Degradationsstufen Di ... D2, D1 durchlaufen bis zum Erreichen der niedrigsten Degradationsstufe D0, dies ist durch den schwarzen Pfeil angedeutet. Erfolgt nach dem Feststellen der Leistung des Energiespeichers beispielsweise der Ablauf der Degradationsstufe D1, wird die niedrigste Degradationsstufe D0 schnell erreicht, so dass alle Betriebsanforderungen erfüllt werden können.
  • Jede Degradationsstufe weist eine Entladeleistung P_EL_i für eine geforderte Zeitdauer auf. Während jeder Degradationsstufe kann ein Laden des Energiespeichers mit der prognostizierten Ladeleistung P_L_max(t) erfolgen. Es muss solange mit P_L_max(t) geladen werden, bis die Entladeleistung P_EL_i erreicht ist, wie aus 2 ersichtlich ist.
  • Jede Degradationsstufe weist eine Ladeleistung P_L_i auf für eine geforderte Zeitdauer. Wie in 2 gezeigt, kann während jeder Degradationsstufe ein Entladen des Energiespeichers erfolgen. Es muss solange mit P_EL_Min(t) entladen werden, bis die Ladeleistung P_L_i erreicht ist, wie aus 2 ersichtlich ist.
  • Ist die Entladeleistung P_EL_min(t) größer als P_EL_i und/oder die Ladeleistung P_L_max(t) kleiner als P_L_i so wird die Leistungsregelung zyklisch fortgesetzt wie in 3 ersichtlich ist.
  • Sobald die letzte Degradationsstufe D0 erreicht ist, ist das System in einem undegradierten Zustand. Alle Betriebsanforderungen können erfüllt werden.
  • Das Durchlaufen der Degradationsstufen Di ... D2, D1 kann auch eine Zyklisierung des Energiespeichers sein. Durch die Zyklisierung wird in manchen Ausführungsbeispielen des Energiespeichers erwärmt.
  • Die Entladeleistung P_EL_i oder Ladeleistung P_L_i sind jeweils für eine Zeitdauer t definiert. Die Degradationsstufen Di ... D1 werden sukzessive durchlaufen bis die niedrigste Degradationsstufe D0 erreicht ist.
  • Die folgende Tabelle gibt beispielhaft vier Degradationsstufen D3, D2, D1, D0 an. In der ersten Spalte ist die jeweilige Betriebsanforderung (Motorstart, Boost, Rekuperation) für eine Zeitdauer t angegeben. Für jede Degradationsstufe D3 bis D0 ist auch die resultierende Ladeleistung und Entladeleistung angegeben.
    Betriebsanforderung D0 (undegradiert) D1 D2 D3
    Motorstart -4 kW für 1 Sek. -4 kW für 1 Sek. -4 kW für 1 Sek. -4 kW für 1 Sek.
    Boost -80 kW für 5 Sek. -40 kW für 5 Sek. -20 kW für 5 Sek. 0 kW
    Rekuperation 50 kW für 30 Sek. 50 kW für 20 Sek. 50 kW für 20 Sek. 30 kW für 10 Sek.
    Resultierende Ladeleistung 50 kW für 30 Sek. 50 kW für 20 Sek. 50 kW für 20 Sek. 30 kW für 10 Sek.
    Resultierende Entladeleistung -80 kW für 5 Sek. -40 kW für 5 Sek. -20 kW für 5 Sek. -4 kW für 1 Sek.
  • Die Lade- und Entladeleistungen ergeben sich aus Überlagerungen der Leistungen der einzelnen Betriebsanforderungen.
  • Für die Degradationsstufe D3 ist kein Boost vorgesehen. Für die Rekuperation wird eine Ladeleistung P_L_i von 30 kW für eine Dauer von 10 Sekunden benötigt, und für den Motorstart wird eine Entladeleistung P_EL_i von -4 kW für ein Zeitintervall von 1 Sekunde benötigt. Die resultierende Ladeleistung ist 30 kW für 10 Sekunden. Die resultierende Entladeleistung ist -4 kW für 1 Sekunde.
  • Bei der nächsten Degradationsstufe D2 ist auch der Boost vorgesehen, dessen Entladeleistung P_EL_i mit den folgenden zwei Degradationsstufen zunimmt, wobei die Dauer in diesem Beispiel gleichbleibt.
  • Beim Erreichen der niedrigsten Degradationsstufe D0 werden alle drei Betriebsanforderungen Motorstart, Boost und Rekuperation vollumfänglich erfüllt, wobei die benötigte Entladeleistung P_EL_i und Ladeleistung P_L_i aus dem Energiespeicher entnommen wird.
  • Für alle Degradationsstufen Di gilt: | P_i | > | P_i +1 | Das bedeutet, dass die Gesamtleistung einer Degradationsstufe größer ist als die Gesamtleistung der vorhergehenden Degradationsstufe.
  • Der Energiespeicher kommuniziert die verfügbaren maximalen Leistungen P_L_max(t) und P_EL_min(t) inklusive der dazugehörigen Dauer, z.B. 10-Sek. Leistung, an eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs.
  • 3 zeigt den Ablauf der Leistungsregelung aus 2. Die Leistungsregelung startet mit der Degradationsstufe Di. Es wird festgestellt, ob die minimale Entladeleistung P_EL_min(t) gemäß der Degradationsstufe Di größer ist als die Entladeleistung P_EL_i für eine Betriebsanforderung die bei dieser Degradationsstufe Di erfolgt. Falls nein „n“, wird der Energiespeicher mit der maximalen Ladeleistung P_L_max(t) geladen, solange bis P_EL_min(t) größer als P_EL_i ist.
  • Falls P_EL_min(t) größer als P_EL_i ist, „j“, wird festgestellt, ob die maximale Ladeleistung P_L_max(t) gemäß der Degradationsstufe Di größer ist als die Ladeleistung P_L_i für eine Betriebsanforderung die bei dieser Degradationsstufe Di erfolgt. Falls nein „n“, wird der Energiespeicher mit der minimalen Entladeleistung P_EL_min(t) geladen, solange bis P_L_max(t) größer als P_L_i ist. Falls dies erfüllt ist, „j“ beginnt die Leistungsregelung mit der nächsten Degradationsstufe Di-1.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Zyklisierung des Energiespeichers gemäß eines Verfahrens zum Betreiben eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs anhand einer graphischen Darstellung. Auf der horizontalen Achse ist die Zeit aufgetragen und auf der vertikalen Achse der SOC der Batterie.
  • Zunächst wird die Leistung des Energiespeichers festgestellt S1. Dann wird der Energeispeicher solange geladen, bis das erste Mal eine Entladeleistung P_EL_i sichergestellt ist. Dann erfolgt eine Zyklisierung gemäß einer Abfolge von Degradationsstufen Di ... D2, D1, D0. Durch die Zyklisierung wird der Energiespeicher erwärmt. Die Energiespeicherbelastung durch Zyklisierung wird durch diese Leistungsregelung auf ein Minimum beschränkt.
  • Sobald die letzte Degradationsstufe D0 erreicht ist, ist das System in einem undegradierten Zustand. Alle Betriebsanforderungen können erfüllt werden. Zum Zeitpunkt T ist der Übergang von der Leistungsregelung und/oder Erwärmung durch Zyklisierung wie im beschriebenen Verfahren zur üblichen SOC Regelung (ohne Zyklisierung) gezeigt.
  • Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mitanderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: a) Feststellen einer Leistung des Energiespeichers des Kraftfahrzeugs, b) Ablauf wenigstens einer Degradationsstufe (Di), wonach für wenigstens eine Betriebsanforderung des Kraftfahrzeugs der Energiespeicher durch Laden oder Entladen belastet wird, wobei das Laden oder Entladen des Energiespeichers von einer maximal möglichen Leistung (P_EL_min, P_L_max) des Energiespeichers für eine Entladeleistung und/oder Ladeleistung bestimmt ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laden des Energiespeichers bis zu einer durch die Degradationsstufe vorgegebenen Entladeleistung (P_EL_i) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Entladen des Energiespeichers bis zu einer durch die Degradationsstufe vorgegebenen Ladeleistung (P_L_i) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Entladeleistung oder Ladeleistung für eine Zeitdauer (t) spezifiziert ist.
  5. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Degradationsstufen sukzessive durchlaufen werden bis zum Erreichen der niedrigsten Degradationsstufe.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter umfassend eine Zyklisierung des Energiespeichers und eine Erwärmung des Energiespeichers durch die Zyklisierung, wobei die Zyklisierung des Energiespeichers gemäß einem Ablauf von wenigstens einer Degradationsstufe erfolgt.
  7. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtleistung einer Degradationsstufe größer ist als die Gesamtleistung der vorhergehenden Degradationsstufe.
  8. Verfahren nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verfügbare maximale Leistung des Energiespeichers an eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs übermittelt wird.
  9. Antriebsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Motor und/oder eine elektrische Maschine, einen Energiespeicher und eine Steuereinheit, wobei eine Ladeleistung und/oder eine Entladeleistung und/oder eine Zyklisierung des Energiespeichers gemäß einem Ablauf von wenigstens einer Degradationsstufen erfolgt, wonach für wenigstens eine Betriebsanforderung des Kraftfahrzeugs der Energiespeicher durch Laden oder Entladen belastet wird, wobei das Laden oder Entladen des Energiespeichers von einer maximal möglichen Leistung (P_EL_min, P_L_max) des Energiespeichers für eine Entladeleistung und/oder Ladeleistung bestimmt ist.
  10. Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftfahrzeug, zum Anwenden eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 wobei das Kraftfahrzeug eine Antriebsvorrichtung nach Anspruch 9 aufweist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102012020298B4 (de) * 2012-10-17 2016-07-07 Audi Ag Verfahren zum Stabilisieren eines Bordnetzes in einem Kraftwagen
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