DE102018009714A1 - Method for operating a battery management system for charging a traction battery, as well as battery management system - Google Patents

Method for operating a battery management system for charging a traction battery, as well as battery management system Download PDF

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Lay Chi Thong
Claudio Rivas Zoeller
Alexander Iljuschnikow
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Batterie-Management-Systems (10) zum Laden einer Traktionsbatterie (12) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels des Batterie-Management-Systems (10) ein Ladeplan (14) mit zumindest einer ersten Ladephase (L) und zumindest einer zweiten Ladephase (L) in Abhängigkeit einer Startzeit (T) des Ladens, einer Endzeit (T) des Ladens und eines zu erreichenden Energielevels (Pvccu) der Traktionsbatterie (12) erzeugt wird, wobei in jeder Ladephase (L, L) die Traktionsbatterie (12) mit einer Mindestenergie (16) geladen wird und zumindest in der ersten Ladephase (L) die Traktionsbatterie (12) zusätzlich mit einer Zusatzenergie (18) geladen wird und mittels des Batterie-Management-Systems (10) in Abhängigkeit eines Entscheidungskriteriums entschieden wird, ob die Traktionsbatterie (12) während der zweiten Ladephase (L) zusätzlich mit der Zusatzenergie (18) geladen wird. ferner betrifft die Erfindung ein Batterie-Management-System (10).The invention relates to a method for operating a battery management system (10) for charging a traction battery (12) of a motor vehicle, wherein by means of the battery management system (10) a charging plan (14) with at least a first charging phase (L ) and at least a second charging phase (L) is generated as a function of a starting time (T) of the charging, an end time (T) of the charging and an energy level (Pvccu) of the traction battery (12) to be reached, wherein in each charging phase (L, L ) the traction battery (12) is charged with a minimum energy (16) and at least in the first charging phase (L) the traction battery (12) is additionally charged with an additional energy (18) and by means of the battery management system (10) in dependence a decision criterion is decided whether the traction battery (12) during the second charging phase (L) is additionally loaded with the additional energy (18). Furthermore, the invention relates to a battery management system (10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Batterie-Management-Systems zum Laden einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs. Bei dem Verfahren wird mittels des Batterie-Management-Systems ein Ladeplan mit zumindest einer ersten Ladephase und zumindest einer zweiten Ladephase in Abhängigkeit einer Startzeit des Ladens, einer Endzeit des Ladens und eines zu erreichenden Energielevels der Traktionsbatterie erzeugt. Ferner betrifft die Erfindung ein Batterie-Management-System.The invention relates to a method for operating a battery management system for charging a traction battery of a motor vehicle. In the method, a charging plan with at least a first charging phase and at least a second charging phase depending on a start time of the charging, an end time of the charging and an energy level of the traction battery to be achieved is generated by means of the battery management system. Furthermore, the invention relates to a battery management system.

Aus dem Stand der Technik ist bereits bekannt, dass ein Ladeplan zum Laden eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines elektrischen Energiespeichers des Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Hochvolt-Energiespeichers des elektrischen Kraftfahrzeugs, aufgeladen werden kann. Insbesondere kann mittels des Ladeplans verhindert werden, dass Energiespitzen oder teure Ladetarife zum Laden des Energiespeichers genutzt werden. Insbesondere beim Laden von Traktionsbatterien für Kraftfahrzeuge kann das Laden mit einer hohen Energie die Lebenszeit der Traktionsbatterie verringern. Insbesondere durch die Nutzung von geringen Energiemengen für das Laden des Energiespeichers beziehungsweise der Traktionsbatterie kann somit eine längere Lebenszeit der Traktionsbatterie realisiert werden. Insbesondere muss darauf geachtet werden, dass die Traktionsbatterie entsprechend der Abfahrtszeit für zumindest die zu erreichende Entfernung entsprechend aufgeladen ist.It is already known from the prior art that a charging plan for charging a motor vehicle, in particular an electrical energy storage device of the motor vehicle, in particular a high-voltage energy storage device of the electric motor vehicle, can be charged. In particular, by means of the charging plan it can be prevented that energy peaks or expensive charging tariffs are used for charging the energy store. Especially when charging traction batteries for motor vehicles, charging with high energy can reduce the life of the traction battery. In particular, by the use of small amounts of energy for charging the energy storage or the traction battery thus a longer life of the traction battery can be realized. In particular, care must be taken that the traction battery is charged according to the departure time for at least the distance to be reached accordingly.

Die EP 3 025 900 B1 offenbart ein Batterie-Ladesystem umfassend eine Benutzerschnittstelle, wobei die Benutzerschnittstelle ausgestaltet ist zum Übernehmen eines Satzes nutzerbestimmter Reiseinformationen, wobei der Satz nutzerbestimmter Reiseinformationen eine beabsichtigte Abfahrtszeit und eine beabsichtigte Reiseentfernung umfasst. Ferner umfasst das Batteriepack-Ladesystem ein Batteriepack, der in einem elektrischen Fahrzeug montiert und mit einem elektrischen Antriebsstrang des elektrischen Fahrzeugs gekoppelt ist. Weiterhin umfasst das Batteriepack-Ladesystem ein mit dem Batteriepack gekoppeltes Ladesystem, wobei das Ladesystem ausgestaltet ist zum Laden des Batteriepacks auf einen bestimmten Ladepegel unter Verwendung einer bestimmten Laderate, wobei der bestimmte Ladepegel aus einem Bereich von Ladepegeln wählbar ist. Ferner umfasst das Batteriepack-Ladesystem eine mit dem Ladesystem und der Benutzerschnittstelle gekoppelte Systemsteuerung, wobei die Systemsteuerung ausgestattet ist zum Bestimmen eines optimalen Ladepegels für den Batteriepack und zum Einstellen des bestimmten Ladepegels des Ladesystems auf den optimalen Ladepegel, wobei der optimale Ladepegel eine Batterielebensdauercharakteristik des Batteriepacks maximiert, während er ausreichend ist, um den elektrischen Antriebsstrang mit Energie zu versorgen, damit das elektrische Fahrzeug die beabsichtigte Reiseentfernung zurücklegen kann. Die Systemsteuerung ist dazu ausgestaltet zum Bestimmen einer optimalen Laderate für den Batteriepack und zum Einstellen einer bestimmten, aus einem Bereich von Laderaten wählbaren Laderaten des Ladesystems auf die optimale Laderate, wobei die optimale Laderate die Batterielebensdauercharakteristik des Batteriepacks maximiert, während sie ausreichend ist, um ein Laden des Batteriepacks auf den optimalen Ladepegel vor der beabsichtigten Abfahrtszeit zu vollenden.The EP 3 025 900 B1 discloses a battery charging system comprising a user interface, the user interface configured to accept a set of user-defined travel information, wherein the set of user-determined travel information includes an intended departure time and an intended travel distance. Furthermore, the battery pack charging system comprises a battery pack which is mounted in an electric vehicle and coupled to an electric drive train of the electric vehicle. Furthermore, the battery pack charging system includes a charging system coupled to the battery pack, the charging system configured to charge the battery pack to a specific charge level using a particular charge rate, wherein the determined charge level is selectable from a range of charge levels. Further, the battery pack charging system includes a system controller coupled to the charging system and the user interface, the system controller being configured to determine an optimal charging level for the battery pack and setting the determined charge level of the charging system to the optimal charge level, wherein the optimal charge level is a battery life characteristic of the battery pack while it is sufficient to power the electric powertrain so that the electric vehicle can travel the intended travel distance. The system controller is configured to determine an optimal charge rate for the battery pack and to set a particular charge rate of the charge system that is selectable from a range of charge rates to the optimal charge rate, wherein the optimal charge rate maximizes the battery life characteristic of the battery pack while it is sufficient Charge the battery pack to the optimal charge level before the intended departure time.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren sowie ein Batterie-Management-System zu schaffen, mittels welchen die Lebensdauer einer Traktionsbatterie für ein Kraftfahrzeug verlängert werden kann.The object of the present invention is to provide a method and a battery management system by means of which the service life of a traction battery for a motor vehicle can be extended.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren sowie durch ein Batterie-Management-System gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method and by a battery management system according to the independent claims. Advantageous embodiments are specified in the subclaims.

Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Batterie-Management-Systems zum Laden einer Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels des Batterie-Management-Systems ein Ladeplan mit zumindest einer ersten Ladephase und zumindest einer zweiten Ladephase in Abhängigkeit einer Startzeit des Ladens, einer Endzeit des Ladens und eines zu erreichenden Energielevels der Traktionsbatterie erzeugt wird.One aspect of the invention relates to a method for operating a battery management system for charging a traction battery of a motor vehicle, wherein by means of the battery management system, a charging plan with at least a first charging phase and at least a second charging phase depending on a start time of the charging, an end time of charging and an energy level of the traction battery to be reached is generated.

Es ist vorgesehen, dass in jeder Ladephase die Traktionsbatterie mit einer Mindestenergie geladen wird und zumindest in der ersten Ladephase die Traktionsbatterie zusätzlich mit einer Zusatzenergie geladen wird und mittels des Batterie-Management-Systems in Abhängigkeit eines Entscheidungskriteriums entschieden wird, ob die Traktionsbatterie während der zweiten Ladephase zusätzlich mit der Zusatzenergie geladen wird.It is envisaged that in each charging phase, the traction battery is charged with a minimum energy and at least in the first charging phase, the traction battery is additionally charged with additional energy and is decided by the battery management system depending on a decision criterion whether the traction battery during the second Charging phase is additionally charged with the additional energy.

Bei der Zusatzenergie handelt es sich insbesondere um eine im Vergleich zur Mindestenergie geringere Energie. Insbesondere kann somit „tröpfchenweise“ die Ladeenergie während der ersten Ladephase erhöht werden. Sollte beispielsweise festgestellt werden, dass das zu erreichende Energielevel durch die Erhöhung der Mindestenergie um die Zusatzenergie während der ersten Ladephase nicht ausreicht, so kann dann entschieden werden, dass während der zweiten Ladephase ebenfalls die Traktionsbatterie mit der Mindestenergie und der Zusatzenergie geladen wird. Dadurch ist es ermöglicht, dass mittels einer geringen Energieerhöhung zuverlässig festgestellt werden kann, ob das zu erreichende Energielevel erreicht wird. Insbesondere können dadurch Energiespitzen während des Ladens, beispielsweise am Ende der Ladephase, verhindert werden, wodurch die Lebenszeit der Batterie verlängert werden kann.The additional energy is in particular a lower energy compared to the minimum energy. In particular, the charging energy can thus be increased "drop by drop" during the first charging phase. For example, should it be determined that the energy level to be achieved by increasing the minimum energy to the additional energy during the first charging phase is insufficient, then it can be decided that during the second charging phase also the traction battery is charged with the minimum energy and additional energy. This makes it possible that by means of a small increase in energy It can be reliably determined whether the energy level to be achieved is reached. In particular, this energy peaks during charging, for example, at the end of the charging phase, can be prevented, whereby the life of the battery can be extended.

Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Mindestenergie 30 Kilowatt beträgt. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass die Zusatzenergie beispielsweise 1 Kilowatt beträgt. Mit anderen Worten wird in der ersten Ladephase die Traktionsbatterie mit 31 Kilowatt in dieser Ausgestaltungsform geladen. Sollte festgestellt werden, dass das zu erreichende Energielevel mit den 31 Kilowatt während der ersten Ladephase und den 30 Kilowatt während der zweiten Ladephase nicht ausreicht, um das zu erreichende Energielevel zu erreichen, so kann während der zweiten Ladephase die Traktionsbatterie ebenfalls mit 31 Kilowatt geladen werden.For example, it can be provided that the minimum energy is 30 kilowatts. In particular, it can then be provided that the additional energy is, for example, 1 kilowatt. In other words, in the first charging phase, the traction battery is charged at 31 kilowatts in this embodiment. Should it be determined that the energy level to be achieved with the 31 kilowatts during the first charging phase and the 30 kilowatts during the second charging phase is not sufficient to reach the energy level to be reached, the traction battery can also be charged at 31 kilowatts during the second charging phase ,

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Ladeplan eine Vielzahl von Ladephasen, insbesondere mehr als zwei Ladephasen, aufweist, wobei dann jeweils die Mindestenergie in jeder Ladephase in die Traktionsbatterie eingespeist wird. Insbesondere kann dann vorgesehen sein, dass beispielsweise, sollte festgestellt werden, dass nach der zweiten Ladephase mit der Zusatzenergie ebenfalls das zu erreichende Energielevel nicht erreicht wird, dass dann in der dritten Ladephase beziehungsweise in den weiteren Ladephasen jeweils bestimmt wird, dass in diesen Ladephasen die Traktionsbatterie mit der Mindestenergie und der Zusatzenergie geladen wird. Insbesondere wird diese gemäß der entsprechenden Reihenfolge im Ladeplan jeweils erhöht.Preferably, it can be provided that the charging plan has a plurality of charging phases, in particular more than two charging phases, in which case in each case the minimum energy is fed into the traction battery in each charging phase. In particular, it may then be provided that, for example, it should be noted that after the second charging phase with the additional energy, the energy level to be achieved is also not reached, then it is determined in each case in the third charging phase or in the further charging phases that in these charging phases Traction battery is charged with the minimum energy and additional energy. In particular, this is increased according to the corresponding order in the loading plan.

Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass während jeder Ladephase mit der Mindestenergie geladen wird. Es wird zur ersten Ladephase ein Energietropfen, mit anderen Worten die Zusatzenergie, hinzugefügt. Sollte dann mittels des Batterie-Management-Systems festgestellt werden, dass das zu erreichende Energielevel erreicht wird, so wird im Anschluss daran das Laden entsprechend des nun bestimmten Ladeplans durchgeführt. Sollte festgestellt werden, dass das zu erreichende Energielevel nicht erreicht wird, so wird ein weiterer Energietropfen, mit anderen Worten die Zusatzenergie, für die zweite Ladephase, ebenfalls erhöht. Es wird dann bestimmt, ob mittels der Erhöhung während der ersten Ladephase und der zweiten Ladephase nun das zu erreichende Energielevel mittels des Batterie-Management-Systems erreicht wird. Sollte dies der Fall sein, so wird das Laden der Batterie durchgeführt. Sollte dies nicht erreicht sein, so wird für die nächste Ladephase ebenfalls tröpfchenweise die Ladephase mit der Zusatzenergie erhöht.In other words, it is provided that is charged during each charging phase with the minimum energy. An energy drop, in other words the additional energy, is added to the first charge phase. If it is then determined by means of the battery management system that the energy level to be achieved is reached, the charging is then carried out according to the charging schedule that has now been determined. Should it be determined that the energy level to be achieved is not reached, then another drop of energy, in other words the additional energy, for the second charging phase, also increased. It is then determined whether, by means of the increase during the first charging phase and the second charging phase, the energy level to be achieved is now achieved by means of the battery management system. If this is the case, the battery is charged. If this is not achieved, the charging phase with the additional energy is also increased drop by drop for the next charging phase.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform wird das Batterie-Management-System anhand des zu erreichenden Energielevels als Entscheidungskriterium entscheiden, ob die Traktionsbatterie während der zweiten Ladephase zusätzlich mit der Zusatzenergie geladen wird. Mit anderen Worten ist das Entscheidungskriterium das zu erreichende Energielevel. Sollte beispielsweise bestimmt werden, dass das zu erreichende Energielevel eine Vollladung der Traktionsbatterie umfasst, so kann der Ladeplan entsprechend derart bestimmt werden, dass eine Vollladung mit möglichst geringen Energieunterschieden durchgeführt wird. Sollte das zu erreichende Energielevel beispielsweise lediglich für eine kurze Fahrtstrecke bestimmt worden sein, da beispielsweise der Nutzer des Kraftfahrzeugs lediglich eine kurze Fahrstrecke fahren möchte, so wird dieser Leistungslevel, welcher auch als State of Charge (SOC) bezeichnet wird, für die Traktionsbatterie als Entscheidungskriterium herangezogen. Somit kann situationsabhängig ein Laden der Traktionsbatterie durchgeführt werden.According to an advantageous embodiment, the battery management system will decide on the basis of the energy level to be reached as a decision criterion whether the traction battery is additionally charged with the additional energy during the second charging phase. In other words, the decision criterion is the energy level to be achieved. If, for example, it should be determined that the energy level to be achieved comprises a full charge of the traction battery, then the charging schedule can be determined in such a way that a full charge is carried out with as little energy differences as possible. If the energy level to be reached has been determined, for example, only for a short journey, since, for example, the user of the motor vehicle only wants to travel a short distance, then this power level, which is also referred to as the state of charge (SOC), becomes the decision criterion for the traction battery used. Thus, depending on the situation, a charging of the traction battery can be performed.

Es hat sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn bei einem Bestimmen eines Nicht-Erreichens des zu erreichenden Energielevels mittels des Batterie-Management-Systems die Traktionsbatterie während der zweiten Ladephase zusätzlich mit der Zusatzenergie geladen wird. Mit anderen Worten, sollte es nicht ausreichen, dass während der ersten Ladephase die Zusatzenergie bereitgestellt wird, so wird während der zweiten Ladephase die Zusatzenergie ebenfalls bereitgestellt. Dadurch ist ein tröpfchenweises Laden der Traktionsbatterie ermöglicht, ohne dass es zu Energiespitzen während des Ladeplans kommen kann. Dies erhöht die Lebensdauer der Traktionsbatterie.It has also proven to be advantageous if, in determining a non-achievement of the energy level to be achieved by means of the battery management system, the traction battery is additionally charged during the second charging phase with the additional energy. In other words, should it not be sufficient for the additional energy to be provided during the first charging phase, the additional energy is also provided during the second charging phase. This allows a trickle-free charging of the traction battery, without it can come to energy peaks during the charging plan. This increases the life of the traction battery.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltungsform wird, sollte bestimmt werden, dass das zu erreichende Energielevel mit der ersten Ladephase mit der Zusatzenergie und mit der zweiten Ladephase mit der Zusatzenergie nicht erreicht wird, während der ersten Ladephase die Traktionsbatterie mit einer Mindestenergie, mit der Zusatzenergie und mit einer weiteren Zusatzenergie geladen. Mit anderen Worten, sollte bestimmt werden, dass durch die Zugabe der Zusatzenergie während der ersten Ladephase und der zweiten Ladephase dennoch nicht das zu erreichende Energielevel erreicht werden kann, so wird erneut während der ersten Ladephase eine weitere Zusatzenergie, insbesondere ebenfalls tröpfchenweise, zum Ladeplan hinzugefügt. Dadurch kann zuverlässig das zu erreichende Energielevel erreicht werden, ohne dass es zu Energiespitzen während des Ladevorgangs der Traktionsbatterie kommen kann. Dadurch ist es ermöglicht, dass die Lebensdauer der Traktionsbatterie erhöht wird.In a further advantageous embodiment, it should be determined that the energy level to be achieved with the first charging phase with the additional energy and the second charging phase with the additional energy is not achieved during the first charging phase, the traction battery with a minimum energy, with the additional energy and charged additional energy. In other words, if it should be determined that the addition of the additional energy during the first charging phase and the second charging phase still can not reach the energy level to be achieved, then a further additional energy, especially also droplets, added again to the charging plan during the first charging phase , As a result, the energy level to be achieved can be reliably achieved without it being possible for energy peaks to occur during the charging process of the traction battery. This allows the life of the traction battery to be increased.

Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Traktionsbatterie mit der Zusatzenergie und der weiteren Zusatzenergie, welche einen gleichen Energiewert aufweisen, aufgeladen wird. Mit anderen Worten weist die Zusatzenergie und die weitere Zusatzenergie den gleichen Energiewert auf. Beispielsweise kann, wenn die Mindestenergie 30 Kilowatt beträgt, die Zusatzenergie und die weitere Zusatzenergie jeweils 1 Kilowatt betragen. Dadurch ist es ermöglicht, dass ohne Energiespitzen die Traktionsbatterie zuverlässig geladen werden kann. Furthermore, it has proved to be advantageous if the traction battery is charged with the additional energy and the additional energy, which have a same energy value. In other words, the additional energy and the additional energy have the same energy value. For example, if the minimum energy is 30 kilowatts, the additional energy and the additional energy can each be 1 kilowatt. This makes it possible that without traction batteries, the traction battery can be charged reliably.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Batterie-Management-System für eine Traktionsbatterie eines Kraftfahrzeugs, wobei das Batterie-Management-System zum Durchführen eines Verfahrens nach dem vorhergehenden Aspekt ausgebildet ist. Insbesondere wird das Verfahren mittels des Batterie-Management-Systems durchgeführt.Another aspect of the invention relates to a battery management system for a traction battery of a motor vehicle, wherein the battery management system is adapted to carry out a method according to the preceding aspect. In particular, the method is performed by means of the battery management system.

Insbesondere ist die Traktionsbatterie als Lithium-Ionen-Batterie ausgebildet. Insbesondere ist das Kraftfahrzeug als Personenkraftwagen ausgebildet.In particular, the traction battery is designed as a lithium-ion battery. In particular, the motor vehicle is designed as a passenger car.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in der einzigen Figur alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment and from the drawing. The features and feature combinations mentioned above in the description as well as the features and feature combinations mentioned below in the figure description and / or alone in the single figure can be used not only in the respectively indicated combination but also in other combinations or alone, without the frame to leave the invention.

Dabei zeigt die einzige Fig. ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens.The single FIGURE shows a schematic flow diagram of an embodiment of the method.

In der Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figure, identical or functionally identical elements are provided with the same reference numerals.

Die Fig. zeigt in einer schematischen Ansicht ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens.The figure shows a schematic view of a flowchart of an embodiment of the method.

Die Fig. zeigt ein Verfahren zum Betreiben eines Batterie-Management-Systems 10 zum Laden einer Traktionsbatterie 12 eines Kraftfahrzeugs. Darin wird mittels des Batterie-Management-Systems 10 ein Ladeplan 14 mit zumindest einer ersten Ladephase L0 und zumindest einer zweiten Ladephase L1 in Abhängigkeit einer Startzeit Ts des Ladens, einer Endzeit TE des Ladens und eines zu erreichenden Energielevels Pvccu der Traktionsbatterie 12 erzeugt.The figure shows a method of operating a battery management system 10 to charge a traction battery 12 of a motor vehicle. This is done by means of the battery management system 10 a loading plan 14 with at least a first loading phase L 0 and at least a second loading phase L 1 depending on a start time ts of loading, an end time T E of the store and of an energy level to be reached Pvccu the traction battery 12 generated.

Es ist vorgesehen, dass in jeder Ladephase L0 , L1 die Traktionsbatterie 12 mit einer Mindestenergie 16 geladen wird und zumindest in der ersten Ladephase L0 die Traktionsbatterie 12 zusätzlich mit einer Zusatzenergie 18 geladen wird und mittels des Batterie-Management-Systems 10 in Abhängigkeit eines Entscheidungskriteriums entschieden wird, ob die Traktionsbatterie 12 während der zweiten Ladephase L1 zusätzlich mit der Zusatzenergie 18 geladen wird.It is intended that in each loading phase L 0 . L 1 the traction battery 12 with a minimum energy 16 is charged and at least in the first charging phase L 0 the traction battery 12 additionally with an additional energy 18 is charged and by means of the battery management system 10 is decided depending on a decision criterion, whether the traction battery 12 during the second loading phase L 1 in addition to the additional energy 18 is loaded.

Vorliegend weist der Ladeplan 14 eine Vielzahl von einzelnen Ladephasen L0 - L6 auf. Vorliegend weist der Ladeplan die erste Ladephase L0 , die zweite Ladephase L1 , eine dritte Ladephase L2 , eine vierte Ladephase L3 , eine fünfte Ladephase L4 , eine sechste Ladephase L5 und eine siebte Ladephase L6 auf.In the present case, the loading plan 14 a variety of individual charging phases L 0 - L 6 on. In the present case, the loading plan has the first loading phase L 0 , the second loading phase L 1 , a third loading phase L 2 , a fourth loading phase L 3 , a fifth loading phase L 4 , a sixth charging phase L 5 and a seventh loading phase L 6 on.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Batterie-Management-System 10 anhand des zu erreichenden Energielevels Pvccu als Entscheidungskriterium entscheidet, ob die Traktionsbatterie 12 während der zweiten Ladephase L1 zusätzlich mit der Zusatzenergie 18 geladen wird.Furthermore, it can be provided that the battery management system 10 on the basis of the energy level Pvccu to be reached as a decision criterion decides whether the traction battery 12 during the second loading phase L 1 in addition to the additional energy 18 is loaded.

Ferner kann insbesondere vorgesehen sein, dass bei einem Bestimmen eines Nicht-Erreichens des zu erreichenden Energielevels Pvccu mittels des Batterie-Management-Systems 10 die Traktionsbatterie 12 während der zweiten Ladephase L1 zusätzlich mit der Zusatzenergie 18 geladen wird.Furthermore, it can be provided, in particular, that in determining a non-achievement of the energy level Pvccu to be achieved by means of the battery management system 10 the traction battery 12 during the second loading phase L 1 in addition to the additional energy 18 is loaded.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, sollte bestimmt werden, dass das zu erreichende Energielevel Pvccu mit der ersten Ladephase L0 mit der Zusatzenergie 18 und mit der zweiten Ladephase L1 mit der Zusatzenergie 18 nicht erreicht wird, wird während der ersten Ladephase L0 die Traktionsbatterie 12 mit der Mindestenergie 16, mit der Zusatzenergie 18 und mit einer weiteren Zusatzenergie geladen.Furthermore, it can be provided that it should be determined that the energy level Pvccu to be achieved with the first charging phase L 0 with the additional energy 18 and with the second loading phase L 1 with the additional energy 18 is not reached, during the first charging phase L 0 the traction battery 12 with the minimum energy 16 , with the additional energy 18 and charged with another additional energy.

Insbesondere kann ferner vorgesehen sein, dass die Traktionsbatterie 12 mit der Zusatzenergie 18 und der weiteren Zusatzenergie, welche einen gleichen Energiewert aufweisen, aufgeladen wird.In particular, it may further be provided that the traction battery 12 with the additional energy 18 and the additional energy, which have a same energy value, is charged.

Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass während jeder Ladephase L0 - L6 mit der Mindestenergie 16 geladen wird. Es wird zur ersten Ladephase L0 ein Energietropfen, mit anderen Worten die Zusatzenergie 18, hinzugefügt. Sollte dann mittels des Batterie-Management-Systems 10 festgestellt werden, dass das zu erreichende Energielevel PVCCU erreicht wird, so wird im Anschluss daran das Laden entsprechend des nun bestimmten Ladeplans 14 durchgeführt. Sollte festgestellt werden, dass das zu erreichende Energielevel Pvccu nicht erreicht wird, so wird ein weiterer Energietropfen, mit anderen Worten die Zusatzenergie 18, für die zweite Ladephase L1 , ebenfalls erhöht. Es wird dann bestimmt, ob mittels der Erhöhung während der ersten Ladephase L0 und der zweiten Ladephase L1 nun das zu erreichende Energielevel Pvccu mittels des Batterie-Management-Systems 10 erreicht wird. Sollte dies der Fall sein, so wird das Laden der Batterie durchgeführt. Sollte dies nicht erreicht sein, so wird für die nächste Ladephase L2 - L6 ebenfalls tröpfchenweise die Ladephase L2 - L6 mit der Zusatzenergie 18 erhöht.In other words, it is provided that during each loading phase L 0 - L 6 with the minimum energy 16 is loaded. It becomes the first charging phase L 0 an energy drop, in other words the additional energy 18 , added. Should then by means of the battery management system 10 be determined that the energy level to be achieved P VCCU is reached, then the loading is then according to the now specified charging plan 14 carried out. Should it be determined that the energy level Pvccu to be achieved is not reached, then another energy drop, in other words the additional energy 18 , for the second loading phase L 1 , also increased. It is then determined whether by means of the increase during the first charging phase L 0 and the second loading phase L 1 now the energy level Pvccu to be reached by means of the battery management system 10 is reached. If this is the case, the battery is charged. If this is not achieved, then for the next charging phase L 2 - L 6 also the droplets of the loading phase L 2 - L 6 with the additional energy 18 elevated.

Ferner zeigt die Fig., dass beispielsweise eine Hauptschnittstelle 20 zur Ladestation den Ladeplan 14 bereitstellt. Insbesondere sind hierzu das zu erreichende Energielevel Pvccu, die Abfahrtszeit TE sowie Zeitschlitze Δt0 ... Δtn angegeben. Das Batterie-Management-System 10 wiederum gibt Energie-Zielpunkte Ep1 , Ep2 .... des Batterie-Management-Systems 10 für die nicht-linearen Bereiche des Ladeverfahrens vor. Ferner werden Leistungs-Zielpunkte PHVBP1 , PHVBP2 , PHVB .... des Batterie-Management-Systems 10 für die nicht-linearen Bereiche des Ladeverfahrens vor. Ferner kann eine auf (Ist)-Energie HV_BatMomAvIChrgEn_Cval in der Traktionsbatterie 12 angegeben werden. Ferner kann eine maximal erlaubte Ladeleistung HV_BatMaxChrgPwrLim_CvaI(PHVBmax ) für die Traktionsbatterie 12 vorgegeben werden.Furthermore, the figure shows that, for example, a main interface 20 to the charging station the charging plan 14 provides. In particular, this is the energy level Pvccu to be reached, the departure time T E as well as time slots Δt 0 ... Δtn specified. The battery management system 10 in turn gives energy target points E p1 . E p2 .... of the battery management system 10 for the non-linear areas of the charging process. Further, achievement goals become P HVBP1 . P HVBP2 . P HVB .... of the battery management system 10 for the non-linear areas of the charging process. Further, an on (actual) energy HV_BatMomAvIChrgEn_Cval in the traction battery 12 be specified. Furthermore, a maximum permitted charging power HV_BatMaxChrgPwrLim_CvaI ( P HVBmax ) for the traction battery 12 be specified.

Die Informationen des Batterie-Management-Systems 10 und der Hauptschnittstelle 20 laufen insbesondere in einem Energie-Management 22 zusammen. In Block 24 ist eine Soll-Leistungsanforderung P-HVB-solln = 0 Kilowatt. Im Block 26 entspricht eine Soll-Energieanforderung E-HVB-solln gleich der Soll-Leistungsanforderung P-HVB-solln mal dem Zeitschritt Δtn . Durch den Block 28 ist ein nächster Iterationszyklus i++ dargestellt. Im Block 30 entspricht die Soll-Energieanforderung E-HVB-soll der Summe der einzelnen Soll-Energieanforderungen E-HVB-solln für den jeweiligen Zeitschlitz Δtn . Im Block 32 wird entschieden, ob die Gesamtsoll-Energieanforderung kleiner ist als die aktuelle (Ist)-Energie. Falls nein, wird mit dem Laden der Traktionsbatterie 12 begonnen. Falls ja, wird in einen Block 34 übergegangen, in welchem eine erste Schätzung durchgeführt wird. Sollte die Schätzung negativ ausfallen, so wird in den Block 36 übergegangen, falls ja, so wird in den Block 38 übergegangen. Sollte im Block 36 festgestellt werden, dass die Energie kleiner ist, so wird in den Block 40 übergegangen. Im Block 40 wiederum findet die Addierung der Mindestenergie 16 mit der Zusatzenergie 18 statt. Im Block 42 wird vom Block 38 oder vom Block 40 kommend geprüft, ob der nächste Zeitschlitz Δtn isoliert ist. Falls ja, wird in den Block 44 übergegangen, falls nein, wird in den Block 46 übergegangen. Ausgehend vom Block 46 wird wiederum überprüft, ob die Soll-Leistungsanforderung P-HVB-solln einer maximal erlaubten Ladeleistung P-SLQ-maxn - δ entspricht. Falls nein, so wird in den Block 50 übergegangen, wobei dann die Soll-Leistungsanforderung P-HVB-solln gleich der maximal erlaubten Ladeleistung P-SLQ-maxn - δ entspricht. Falls ja, so wird in den Block 28 zum Iterationszyklus i++ zurückgegangen. Aus dem Block 50 wird ebenfalls zum Block 28 übergegangen.The information of the battery management system 10 and the main interface 20 run especially in an energy management 22 together. In block 24 is a target power requirement P-HVB- n = 0 kilowatts. In the block 26 corresponds to a target energy requirement E-HVB-soll n equal to the desired power demand P-HVB-soll n times the time step Δt n , Through the block 28 a next iteration cycle i ++ is shown. In the block 30 the target energy requirement E-HVB-soll corresponds to the sum of the individual desired energy requirements E-HVB-soll n for the respective time slot Δt n , In the block 32 a decision is made as to whether the total net energy requirement is less than the current (actual) energy. If not, charging will start with the traction battery 12 began. If yes, will be in a block 34 in which a first estimate is made. Should the estimate be negative, then the block 36 if so, then it will be in the block 38 passed. Should be in the block 36 be determined that the energy is smaller, so is in the block 40 passed. In the block 40 in turn finds the addition of the minimum energy 16 with the additional energy 18 instead of. In the block 42 is from the block 38 or from the block 40 Next, it is checked whether the next time slot Δt n is isolated. If yes, will be in the block 44 If no, it will go to the block 46 passed. Starting from the block 46 In turn, it is checked whether the desired power requirement P-HVB- n corresponds to a maximum permitted charging power P-SLQ-max n -δ. If not, then the block 50 has gone over, in which case the desired power requirement P-HVB-soll n equal to the maximum allowed charging power P-SLQ-max n - δ corresponds. If yes, then the block 28 Decreased to the iteration cycle i ++. Out of the block 50 will also become the block 28 passed.

Insgesamt zeigt die Erfindung eine Tropfen-für-Tropfen-Ladestrategie für eine Verbesserung der Traktionsbatterielebenszeit.Overall, the invention shows a drop-by-drop charging strategy for improving traction battery life.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Batterie-Management-SystemBattery management system
1212
Traktionsbatterietraction battery
1414
Ladeplanloading plan
1616
Mindestenergieminimum energy
1818
Zusatzenergieadditional energy
2020
HauptschnittstelleMain interface
2222
Energiemanagementenergy management
2424
Blockblock
2626
Blockblock
2828
Blockblock
3030
Blockblock
3232
Blockblock
3434
Blockblock
3636
Blockblock
3838
Blockblock
4040
Blockblock
4242
Blockblock
4444
Blockblock
4646
Blockblock
4848
Blockblock
5050
Blockblock
L0 L 0
erste Ladephasefirst loading phase
L1 L 1
zweite Ladephasesecond loading phase
L2 L 2
dritte Ladephasethird loading phase
L3 L 3
vierte Ladephasefourth loading phase
La L a
fünfte Ladephasefifth loading phase
L5 L 5
sechste Ladephasesixth charging phase
L6 L 6
siebte Ladephaseseventh loading phase
TS T S
Startzeitstart time
TE T E
EndzeitEnd Time
PVCCU P VCCU
zu erreichendes Energielevelenergy level to be reached

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 3025900 B1 [0003]EP 3025900 B1 [0003]

Claims (6)

Verfahren zum Betreiben eines Batterie-Management-Systems (10) zum Laden einer Traktionsbatterie (12) eines Kraftfahrzeugs, bei welchem mittels des Batterie-Management-Systems (10) ein Ladeplan (14) mit zumindest einer ersten Ladephase (L0) und zumindest einer zweiten Ladephase (L1) in Abhängigkeit einer Startzeit (TS) des Ladens, einer Endzeit (TE) des Ladens und eines zu erreichenden Energielevels (Pvccu) der Traktionsbatterie (12) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Ladephase (L0 - L6) die Traktionsbatterie (12) mit einer Mindestenergie (16) geladen wird und zumindest in der ersten Ladephase (L0) die Traktionsbatterie (12) zusätzlich mit einer Zusatzenergie (18) geladen wird und mittels des Batterie-Management-Systems (10) in Abhängigkeit eines Entscheidungskriteriums entschieden wird, ob die Traktionsbatterie (12) während der zweiten Ladephase (L1) zusätzlich mit der Zusatzenergie (18) geladen wird.A method for operating a battery management system (10) for charging a traction battery (12) of a motor vehicle, wherein by means of the battery management system (10) a charging plan (14) with at least a first charging phase (L 0 ) and at least a second charging phase (L 1 ) is generated as a function of a starting time (T S ) of the charging, an end time (T E ) of the charging and an energy level (Pvccu) of the traction battery (12) to be reached, characterized in that in each charging phase ( L 0 - L 6 ) the traction battery (12) is charged with a minimum energy (16) and at least in the first charging phase (L 0 ) the traction battery (12) is additionally charged with an additional energy (18) and by means of the battery management System (10) is decided depending on a decision criterion, whether the traction battery (12) during the second charging phase (L 1 ) is additionally loaded with the additional energy (18). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Batterie-Management-System (10) anhand des zu erreichenden Energielevels (Pvccu) als Entscheidungskriterium entscheidet, ob die Traktionsbatterie (12) während der zweiten Ladephase (L1) zusätzlich mit der Zusatzenergie (18) geladen wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the battery management system (10) on the basis of the energy level to be reached (Pvccu) decides as a decision criterion, whether the traction battery (12) during the second charging phase (L 1 ) in addition to the additional energy (18) is loaded. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Bestimmen eines Nicht-Erreichens des zu erreichenden Energielevels (Pvccu) mittels des Batterie-Management-Systems (10) die Traktionsbatterie (12) während der zweiten Ladephase (L1) zusätzlich mit der Zusatzenergie (18) geladen wird.Method according to Claim 1 or 2 characterized in that upon determining a failure to reach the energy level (Pvccu) to be achieved by the battery management system (10), the traction battery (12) additionally charges the supplemental energy (18) during the second charge phase (L 1 ) becomes. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sollte bestimmt werden, dass das zu erreichende Energielevel (Pvccu) mit der ersten Ladephase (L0) mit der Zusatzenergie (18) und mit der zweiten Ladephase (L1) mit der Zusatzenergie (18) nicht erreicht wird, die Traktionsbatterie (12) während der ersten Ladephase (L0) mit der Mindestenergie (16), mit der Zusatzenergie (18) und mit einer weiteren Zusatzenergie geladen wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that it should be determined that the energy level to be reached (Pvccu) with the first charge phase (L 0 ) with the additional energy (18) and with the second charge phase (L 1 ) with the additional energy ( 18) is not reached, the traction battery (12) is charged during the first charging phase (L 0 ) with the minimum energy (16), with the additional energy (18) and with a further additional energy. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Traktionsbatterie (12) mit der Zusatzenergie (18) und der weiteren Zusatzenergie, welche einen gleichen Energiewert aufweisen, aufgeladen wird.Method according to Claim 4 , characterized in that the traction battery (12) with the additional energy (18) and the additional additional energy, which have a same energy value, is charged. Batterie-Management-System (10) für eine Traktionsbatterie (12) eines Kraftfahrzeugs, wobei das Batterie-Management-System (10) zum Durchführen eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgebildet ist.A battery management system (10) for a traction battery (12) of a motor vehicle, wherein the battery management system (10) for performing a method according to any one of Claims 1 to 5 is trained.
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