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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Routenführung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges in Abhängigkeit eines Ladezustandes zumindest eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeuges.
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Aus der
DE 10 2017 007 298 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bekannt. Das Fahrzeug verfügt über Einrichtungen zum Nachladen seiner Batterien an öffentlichen Ladestationen, wobei eine Fahrtroute des Fahrzeuges zwischen einem bekannten Startpunkt und einem bekannten Zielpunkt in Abhängigkeit der unterwegs verfügbaren Ladestationen geplant wird. Die Planung erfolgt in der Art, dass der Ladezustand der Batterien am Zielpunkt einer Nutzervorgabe in Bezug auf den Ladezustand der Batterien im Startpunkt entspricht. Das Verfahren kann in einer Datenverarbeitungsvorrichtung in Form eines mobilen Endgerätes durchgeführt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Routenführung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges in Abhängigkeit eines Ladezustandes zumindest eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeuges anzugeben.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein Verfahren zur Routenführung eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges in Abhängigkeit eines Ladezustandes zumindest eines elektrischen Energiespeichers des Fahrzeuges sieht erfindungsgemäß vor, dass eine Fahrtroute mit zumindest einer Ladestrecke zum Laden des zumindest einen elektrischen Energiespeichers im Fahrbetrieb des Fahrzeuges gewählt wird.
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Durch Anwendung des Verfahrens wird eine Fahrtroute gewählt, auf welcher der zumindest eine elektrische Energiespeicher geladen wird, ohne anhalten und einen Ladestopp einlegen zu müssen.
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Beispielsweise wird der zumindest eine elektrische Energiespeicher beim Befahren der Ladestrecke induktiv und/oder über eine Oberleitung geladen, wobei das Fahrzeug hierbei ein Bus oder ein Lastkraftwagen ist.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert.
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Dabei zeigt die:
- 1 schematisch zwei verschiedene von einem Startort zu einem Zielort eines Fahrzeuges führende Fahrtrouten.
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In der einzigen Figur sind zwei verschiedene von einem Startort S zu einem Zielort Z führende Fahrtrouten F1, F2 für ein nicht näher dargestelltes Fahrzeug gezeigt.
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Das Fahrzeug ist ein Elektrofahrzeug und weist zumindest einen elektrischen Energiespeicher auf, wobei das Fahrzeug über ein Navigationssystem und eine Positionsbestimmungseinheit zur Ermittlung einer momentanen Position des Fahrzeuges verfügt.
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Zudem umfasst das Fahrzeug eine Kommunikationseinheit, mittels welcher eine Kommunikation zu einer nicht gezeigten zentralen Rechnereinheit besteht, wobei über die Kommunikationsverbindung ein Informationsaustausch zwischen dem Fahrzeug und der zentralen Rechnereinheit stattfindet.
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Beispielsweise sind bzw. ist das Navigationssystem und/oder ein anderes geeignetes System des Fahrzeuges dazu ausgebildet, einen jeweiligen Ladezustand des elektrischen Energiespeichers und einen Energiebedarf für eine bestimmte Fahrtroute F1, F2 zu ermitteln, d. h. zu kennen.
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Darüber hinaus ist ein Straßennetz mit einer Technologie ausgestattet, mittels welcher der elektrische Energiespeicher des Fahrzeuges während eines Fahrbetriebes geladen werden kann. Insbesondere umfasst das Straßennetz eine sogenannte Ladestrecke L1, auf welcher der elektrische Energiespeicher, wenn das Fahrzeug diese Ladestrecke L1 befährt, automatisch geladen wird. Beispielsweise wird der elektrische Energiespeicher auf der Ladestrecke L1 induktiv und/oder über zumindest eine Oberleitung geladen, wobei das Fahrzeug hierzu als Bus oder Lastkraftwagen ausgeführt ist.
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Eine Kapazität des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeuges ist begrenzt, so dass es erforderlich ist, den elektrischen Energiespeicher in Abhängigkeit einer zu fahrenden Fahrtroute F1, F2 auf dieser zu laden.
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Aufgrund der begrenzten Reichweite der mittels des elektrischen Energiespeichers zur Verfügung stehenden elektrischen Energie befürchten Fahrzeugnutzer solcher elektrisch betriebener Fahrzeuge, nicht am Zielort Z anzukommen.
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Deshalb wurden neue Strategien entwickelt, um eine Fahrtroute F1, F2 zum Zielort Z zu ermitteln, die Ladestopps zum Laden des elektrischen Energiespeichers an einer Ladestation L2 einbeziehen. Ein solcher Ladestopp des Fahrzeuges kostet vergleichsweise viel Zeit, wodurch sich eine Reisezeit bis zum Erreichen des Zielortes Z erheblich verlängern kann.
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Um weitestgehend ausschließen zu können, dass sich die Reisezeit wegen des Ladens des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeuges erheblich verlängert, ist ein im Folgenden beschriebenes Verfahren zur Routenführung des Fahrzeuges vorgesehen.
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Insbesondere werden hierzu bei der Ermittlung einer Fahrtroute F1, F2 des Fahrzeuges Ladestrecken L1 erfasst, mittels welcher der elektrische Energiespeicher während des Fahrbetriebes des Fahrzeuges geladen werden kann.
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Für einen solchen Ladevorgang während des Fahrbetriebes des Fahrzeuges können Umwege und/oder eine veränderte Routenführung sinnvoll sein, um einen Ladestopp an einer Ladestation L2 und einer damit verbundenen längeren Pause zu vermeiden.
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Das Verfahren sieht also vor, dass basierend auf der Reichweite des elektrisch betriebenen Fahrzeuges zum Erreichen des Zielortes Z eine Fahrtroute F1, F2 gewählt wird, die Ladestopps vermeidet und das Befahren von Ladestrecken L1 bevorzugt.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel befindet sich auf einer ermittelten Fahrtroute F1 eine Ladestrecke L1, wobei das Fahrzeug den elektrischen Energiespeicher während des Fahrbetriebes laden kann.
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Auf einer weiteren Fahrtroute F2 befindet sich zwischen dem Startort S und dem Zielort Z eine Ladestation L2, wobei das Fahrzeug einen Ladestopp einlegen muss, um den elektrischen Energiespeicher zu laden, wodurch sich die Reisezeit verlängert.
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Dabei kann die Fahrtroute F1 mit der Ladestrecke L1 schneller zu befahren sein, als die weitere Fahrtstrecke F2 mit der Ladestation L2.
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In einer möglichen Ausführungsform ist vorgegeben, um wieviel Wegstrecke die Fahrtroute F1 mit der Ladestrecke L1 maximal länger sein darf, als die weitere Fahrtroute F2 mit der Ladestation L2. Alternativ oder zusätzlich kann vorgegeben sein, um welche Zeitdauer die Fahrtroute F1 die Reisezeit der weiteren Fahrtroute F2 überschreiten darf. Dabei kann sowohl die Wegstrecke als auch die Zeitdauer als prozentualer Wert angegeben werden.
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So kann beispielsweise vorgegeben sein, dass die Fahrtroute F1 mit der Ladestrecke L1 um 20 % länger sein darf, als die weitere Fahrtroute F2, wobei die Fahrtroute F1 alternativ oder zusätzlich um 5 % länger dauern darf, als die weitere Fahrtroute F2.
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Die Ermittlung der Routenführung mit Verkehrsinformationen berücksichtigt auch Verkehrszustände auf der jeweiligen Fahrtroute F1, F2, wobei insbesondere der Verkehrszustand des synchronisierten Verkehrs mit einer Fahrgeschwindigkeit von 40 km/h besonders günstige Ladeeigenschaften für den Ladevorgang des elektrischen Energiespeichers während des Fahrbetriebes aufweisen kann. Dieser Verkehrszustand wird dann bevorzugt empfohlen.
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Die zu fahrende Fahrtroute F1, F2 inklusive einer Ladestrategie kann entweder mittels der zentralen Rechnereinheit ermittelt werden und/oder eine Information über Ladestrecken L1 wird an das Fahrzeug übertragen und dort die zu fahrende Fahrtroute F1, F2 ermittelt.
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Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in 1 wurden zwei Fahrtrouten F1, F2 von dem Startort S zu dem Zielort Z des Fahrzeuges berechnet. Auf beiden Fahrtrouten F1, F2 ist jeweils eine Lademöglichkeit vorhanden, wobei sich auf der Fahrtroute F1 die Ladestrecke L1 und auf der weiteren Fahrtroute F2 die Ladestation L2 befindet.
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Die weitere Fahrtroute F2 weist dabei die kürzere Wegstrecke auf, wobei aufgrund der Kapazität des elektrischen Energiespeichers ein Ladestopp an der Ladestation L2 eingelegt werden muss. Befährt das Fahrzeug die weitere Fahrtroute F2, ist es erforderlich, dass das Fahrzeug für den Ladevorgang eine Pause einlegt. Dies kostet Zeit, da das Fahrzeug zunächst zu der Ladestation L2 fahren muss und der Ladevorgang an der Ladestation L2 seine Zeit dauert. Zudem kann es sein, dass die Ladestation L2 belegt ist und das Fahrzeug zusätzlich warten muss.
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Die ermittelte Fahrtroute F1 ist die längere, wobei auf dieser Fahrtroute F1 die Möglichkeit besteht, den elektrischen Energiespeicher während des Fahrbetriebes zu laden, so dass diese Fahrtroute F1 bevorzugt gewählt wird.
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Einem Fahrer des Fahrzeuges wird während des Befahrens der Fahrtroute F1 mit der Ladestrecke L1 erläutert, welche Vorteile das Fahren dieser Fahrtroute F1 gegenüber dem Fahren der weiteren Fahrtroute F2 mit der Ladestation L2 hat. Dabei wird insbesondere Bezug genommen auf die Zeit, eine Energiebilanz und eine Wegstrecke, also eine Streckenlänge.
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Auf der zentralen Rechnereinheit, einem sogenannten Vehicle Backend, können Fahrstrecken mit Ladestrecken L1 aktualisiert und verwaltet werden, wobei auf der zentralen Rechnereinheit und/oder im Fahrzeug alle einen Ladevorgang im Fahrbetrieb betreffende Eigenschaften, wie z. B. eine Ladezeit und/oder ein Ladeumfang, gespeichert werden.
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Weist der elektrische Energiespeicher des Fahrzeuges einen bestimmten Ladestand auf, wird dem Fahrer auch ohne aktive Routenführung eine naheliegende streckenbasierte Lademöglichkeit, insbesondere eine Ladestrecke L1, vorgeschlagen und eine empfohlene Fahrtroute F1, F2 bereitgestellt.
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In einer weiteren möglichen Ausführungsform können eine Energiemenge und eine Ladedauer in Bezug auf eine Ladestrecke L1 angegeben werden. So kann im Fahrzeug beispielsweise angegeben werden, dass in 2 km Entfernung mit einer Fahrtdauer von 10 Minuten auf der Ladestrecke L1 5 kWh geladen werden können. Eine solche Lademenge ist ausreichend für eine Fahrstrecke von 35 km.
Bei einer als Leitungssystem, insbesondere mit Oberleitungen, ausgebildeten Ladestrecke L1 mit einer Leistung von 200 kW können 20 kW innerhalb einer Fahrtdauer von 6 Minuten geladen werden. Bei zumindest einem Fahrzeugtyp reicht diese Lademenge für eine Fahrstrecke von 100 km.
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Weiterhin ist vorgesehen, dass ein Fahrer des Fahrzeuges über die Verfügbarkeit und Funktionstüchtigkeit einer bestimmten Ladestrecke L1, die auf einer Fahrstrecke und beispielsweise auf einer ermittelten Fahrtroute F1 zu einem Zielort Z liegt, informiert wird.
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Ist das Fahrzeug Bestandteil einer Fahrzeugflotte, so wird die Nutzung der Ladestrecke L1 einheitlich geregelt, so dass für einen Endnutzer kein Aufwand für eine Abrechnung und Bezahlung entstehen.
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Die zentrale Rechnereinheit und/oder das Fahrzeug ermittelt eine momentane Nutzung, d. h. Auslastung, der Ladestrecke L1, so dass eine Überlastung der Ladestrecke L1 beispielweise aufgrund zu vieler Stromabnehmer, also Nutzer, weitestgehend vermieden wird. Ist die Ladestrecke L1 überlastet, kann die Fahrtroute F1 zum Erreichen des Zielortes Z explizit von dem Fahrzeug gemieden werden.
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Denkbar ist auch, dass eine zukünftige Nutzung der Ladestrecke L1 durch Lernen der Fahrtstrecke von vorangegangenen Fahrten abgeschätzt werden kann.
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Unterschiede in Rekuperations-Möglichkeiten können zudem auf verschiedenen Fahrtstrecken mitberechnet werden, d. h., dass eine Gesamt-Energiebilanz ermittelt werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- F1
- Fahrtroute
- F2
- weitere Fahrtroute
- L1
- Ladestrecke
- L2
- Ladestation
- S
- Startort
- Z
- Zielort
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102017007298 A1 [0002]
