DE102018201472A1 - Steuereinheit und Verfahren zur Konditionierung eines Energiespeichers eines Fahrzeugs - Google Patents
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Abstract
Es wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben, das einen elektrischen Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie für eine elektrische Antriebsmaschine umfasst. Die Steuereinheit ist eingerichtet, zu bestimmen, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation zum Laden des Energiespeichers fährt. Ferner ist die Steuereinheit eingerichtet, in Reaktion darauf, während der Fahrt des Fahrzeugs ein oder mehrere verbrauchsneutrale oder verbrauchsreduzierende Maßnahmen zu veranlassen, um die Temperatur des Energiespeichers in Vorbereitung auf das Laden des Energiespeichers zu reduzieren.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, das zumindest teilweise elektrisch angetrieben wird. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Steuereinheit und ein entsprechendes Verfahren zur Konditionierung des elektrischen Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs in Vorbereitung auf einen Ladevorgang.
- Ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug weist eine elektrische Antriebsmaschine auf, die mit elektrischer Energie aus einem elektrischen Energiespeicher (z.B. einem Lithium-Ionen basierten Energiespeicher) versorgt wird. Der Energiespeicher weist typischerweise eine Nennspannung von 300V oder mehr auf.
- Ein Energiespeicher weist bevorzugt eine möglichst große Speicherkapazität auf, um eine möglichst große Reichweite eines Fahrzeugs zu ermöglichen. Andererseits steigt die Ladezeit zum Aufladen eines Energiespeichers mit steigender Speicherkapazität an. Die Ladezeiten können durch den Einsatz von Schnellladeverfahren (z.B. mit besonders hohen Ladeströmen) reduziert werden. Der Einsatz eines Schnellladeverfahrens führt jedoch typischerweise zu einer relativ hohen Wärmeentwicklung an dem Energiespeicher und somit zu einem relativ hohen Kühlungsbedarf des Energiespeichers. Die Kühlung eines Energiespeichers ist meist mit einem relativ hohen Energieverbrauch verbunden, was die Energieeffizienz eines Ladevorgangs und somit die Energieeffizienz eines Fahrzeugs reduziert.
- Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, in energieeffizienter Weise einen (Schnell-) Ladevorgang eines Fahrzeugs zu ermöglichen.
- Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
- Gemäß einem Aspekt wird eine Steuereinheit für ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug wird zumindest teilweise elektrisch angetrieben. Insbesondere umfasst das Fahrzeug einen elektrischen Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie für eine elektrische Antriebsmaschine des Fahrzeugs. Der Energiespeicher weist typischerweise eine Nennspannung von 300V oder mehr auf.
- Die Steuereinheit ist eingerichtet, zu bestimmen, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation zum Laden des Energiespeichers fährt. Mit anderen Worten, es kann bestimmt werden, dass direkt im Anschluss an die (aktuelle) Fahrt des Fahrzeugs ein Ladevorgang zum Laden des Energiespeichers durchgeführt werden soll. Um dies zu prädizieren, kann die Steuereinheit eingerichtet sein, Navigationsdaten bezüglich einer geplanten Fahrroute des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Navigationsdaten können z.B. als Ziel oder als Etappe der Fahrroute eine Ladestation zum Laden des Energiespeichers anzeigen. Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit eingerichtet sein, Eingabedaten bezüglich einer Eingabe eines Nutzers über eine Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs zu ermitteln. Beispielsweise kann es einem Nutzer (insbesondere einem Fahrer) des Fahrzeugs ermöglicht werden, über eine Benutzerschnittstelle explizit anzugeben, dass direkt im Anschluss an die aktuelle Fahrt des Fahrzeugs ein Ladevorgang durchgeführt werden soll. Es kann dann auf Basis der Navigationsdaten und/oder auf Basis der Eingabedaten bestimmt werden, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation zum Laden des Energiespeichers fährt und/oder dass direkt im Anschluss an die aktuelle Fahrt ein Ladevorgang durchgeführt werden soll.
- Die Steuereinheit ist ferner eingerichtet, in Reaktion darauf (d.h. in Reaktion auf das Bestimmen, dass sich das Fahrzeug auf einer Fahrt zu einer Ladestation befindet), während der Fahrt des Fahrzeugs ein oder mehrere verbrauchsneutrale oder verbrauchsreduzierende Maßnahmen zu veranlassen, um die Temperatur des Energiespeichers in Vorbereitung auf das Laden des Energiespeichers zu reduzieren. Dabei können die ein oder mehreren Maßnahmen insbesondere darauf ausgerichtet sein, die (Anfangs-) Temperatur des Energiespeichers bei Beginn des Ladens des Energiespeichers zu reduzieren, insbesondere im Vergleich zu einer Temperatur, die vorliegen würde, wenn die ein oder mehreren Maßnahmen nicht durchgeführt würden.
- Die Steuereinheit ist somit eingerichtet, den elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeugs noch während der Fahrt des Fahrzeugs in energieeffizienter Weise auf einen sich direkt an die Fahrt anschließenden Ladevorgang vorzubereiten. Insbesondere kann bewirkt werden, dass der Energiespeicher zu Beginn des Ladevorgangs eine relativ niedrige Anfangstemperatur aufweist. Dies ermöglicht ein Schnellladen, d.h. die Verwendung einer relativ hohen Ladeleistung, und somit eine Verkürzung der Ladezeit des Ladevorgangs. Beispielsweise kann so ein DC-Laden, etwa mit 50kW, 150kW oder mehr, ermöglicht werden.
- Dabei werden durch die Steuereinheit ein oder mehrere verbrauchsneutral oder verbrauchsreduzierende Maßnahmen veranlasst. Mit anderen Worten, es werden ein oder mehrere Maßnahmen veranlasst, durch die zwar die Temperatur des Energiespeichers reduziert werden kann, durch die aber der elektrische Energieverbrauch des Fahrzeugs zumindest nicht erhöht wird. Als Folge daraus, weist der elektrische Energiespeicher bei Beginn des Ladevorgangs einen relativ hohen Ladezustand auf. Insbesondere kann der Ladezustand ggf. höher sein, als für den Fall, dass die ein oder mehreren Maßnahmen nicht durchgeführt werden. Durch eine Erhöhung des Ladezustands des Energiespeichers bei Beginn des Ladevorgangs kann eine weitere Reduzierung der Ladezeit ermöglicht werden.
- Die Steuereinheit ermöglicht somit in energieeffizienter Weise die Durchführung eines Schnellladevorgangs, und somit die Reduzierung der Ladezeit des Energiespeichers eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
- Die ein oder mehreren Maßnahmen können das Aktivieren eines Energiesparmodus eines elektrischen Verbrauchers des Fahrzeugs oder das Deaktivieren eines elektrischen Verbrauchers umfassen. Der elektrische Verbraucher kann dabei bevorzugt zur Bereitstellung einer Komfortfunktion verwendet werden, z.B. zur Klimatisierung der Fahrgastzelle des Fahrzeugs und/oder zur Temperierung eines Fahrzeugsitzes. So können der elektrische Energieverbrauch des Fahrzeugs und damit die Belastung des elektrischen Energiespeichers reduziert werden. Dies führt wiederum zu einer Reduzierung bzw. zu einer weniger starken Erhöhung der Temperatur des Energiespeichers. Insbesondere kann so in zuverlässiger Weise bewirkt werden, dass die Anfangstemperatur des Energiespeichers zu Beginn des Ladevorgangs reduziert wird (im Vergleich zu dem Fall, dass die ein oder mehreren Maßnahmen nicht durchgeführt werden).
- Die ein oder mehreren Maßnahmen können das Reduzieren der durch die elektrische Antriebsmaschine bewirkten Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs umfassen. Typischerweise steigen der elektrische Energieverbrauch und damit die Belastung des elektrischen Energiespeichers mit steigender Fahrzeuggeschwindigkeit an. Dabei stellt die elektrische Antriebsleistung typischerweise einen Großteil der von dem elektrischen Energiespeicher bereitgestellten elektrischen Energie dar. Durch Anpassung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann somit in besonders effektiver Weise die Temperatur des Energiespeichers angepasst, insbesondere reduziert, werden.
- Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, Zeitinformation in Bezug auf die Reduktion der erforderlichen Ladezeit zum Laden des Energiespeichers aufgrund des Reduzierens der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln. Insbesondere kann ermittelt bzw. prädiziert werden, wie stark die Anfangstemperatur des Energiespeichers zu Beginn des Ladevorgangs durch Reduzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert werden kann. Die reduzierte Anfangstemperatur ermöglicht eine erhöhte Ladeleistung und bewirkt somit eine Verkürzung der Ladezeit. Des Weiteren kann der Ladezustand des Energiespeichers zu Beginn des Ladevorgangs ermittelt bzw. prädiziert werden, der sich durch das Reduzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit ergibt. Durch einen relativ erhöhten Ladezustand kann ebenfalls die erforderliche Ladezeit reduziert werden. Es kann somit ermittelt werden, wie stark die Ladezeit durch Reduzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert werden kann. Andererseits kann die Erhöhung der Fahrzeit aufgrund der reduzierten Fahrzeuggeschwindigkeit ermittelt werden.
- Die Steuereinheit kann dann eingerichtet sein, die zu verwendende Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeitinformation zu ermitteln. Dabei kann die Fahrgeschwindigkeit derart ermittelt werden, dass der Gesamtzeitaufwand für die Fahrt zu der Ladestation und für das Laden des Energiespeichers reduziert, insbesondere minimiert, wird. So wird eine besonders zuverlässige und hohe Reduzierung der Ladezeit eines Energiespeichers ermöglicht.
- Die Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann bei einem zumindest teilweise automatisiert fahrenden Fahrzeug automatisch bewirkt werden. Alternativ oder ergänzend kann der Fahrer des Fahrzeugs durch eine Ausgabe von Information in Bezug auf die zu verwendende Fahrzeuggeschwindigkeit veranlasst werden, das Fahrzeug gemäß der ermittelten Fahrgeschwindigkeit bis zu der Ladestation zu fahren.
- Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, die Ladeleistung zu bestimmen, mit der der Energiespeicher geladen werden soll. Die ein oder mehreren Maßnahmen können ggf. nur dann veranlasst werden, wenn die Ladeleistung gleich wie oder größer als ein Leistungs-Schwellenwert (z.B. von 50kW oder mehr) ist. Beispielsweise kann nur dann eine Vorbereitung bzw. Konditionierung des Energiespeichers für den Ladevorgang, d.h. die Durchführung der ein oder mehreren Maßnahmen, veranlasst werden, wenn bestimmt wird, dass direkt im Anschluss an die Fahrt ein Schnellladevorgang (mit einer relativ hohen Ladeleistung) durchgeführt werden soll. Andererseits kann ggf. auf eine Vorbereitung bzw. Konditionierung des Energiespeichers verzichtet werden (da bei einem Ladevorgang mit relativ niedriger Ladeleistung eine derartige Vorbereitung typischerweise nicht erforderlich ist). Somit kann der Komfort für einen Nutzer des Fahrzeugs weiter erhöht werden.
- Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, eine optische und/oder akustische und/oder haptische Ausgabe an einen Nutzer des Fahrzeugs zu bewirken, um anzuzeigen, dass die ein oder mehreren Maßnahmen zur Reduzierung der Temperatur des Energiespeichers durchgeführt werden sollten bzw. sollen. Die ein oder mehreren Maßnahmen können dann in Abhängigkeit von einer Eingabe des Nutzers veranlasst werden. Insbesondere kann einem Nutzer des Fahrzeugs die Durchführung der ein oder mehreren Maßnahmen zur Vorbereitung bzw. Konditionierung des Energiespeichers vorgeschlagen werden. Der Nutzer kann dann auswählen, ob und ggf. welche ein oder mehreren Maßnahmen durchgeführt werden sollen. So kann der Komfort für einen Nutzer des Fahrzeugs weiter erhöht werden.
- Die ein oder mehreren Maßnahmen können das Erhöhen eines Luftstroms zur Kühlung des elektrischen Energiespeichers umfassen. Dabei kann der Luftstrom durch den Fahrtwind des fahrenden Fahrzeugs bewirkt werden. Der Luftstrom kann z.B. in verbrauchsneutraler Weise erhöht werden, indem ein oder mehrere Lamellen und/oder ein oder mehrere Luftkanäle, z.B. an der Front des Fahrzeugs, geöffnet werden, um zu bewirken, dass der Energiespeicher mit einem erhöhten Volumenstrom an Luft umströmt wird. So kann eine Reduzierung der Temperatur des Energiespeichers (ggf. bei einer Erhöhung von Strömungsgeräuschen) bewirkt werden.
- Die Steuereinheit kann ferner eingerichtet sein, die Ladestation vorab über eine drahtlose Kommunikationsverbindung darüber zu informieren, dass das Fahrzeug zum Laden des Energiespeichers zu der Ladestation fährt. Des Weiteren kann die Ladestation zum Laden des Energiespeichers reserviert werden. Zu diesem Zweck kann ein voraussichtlicher Ankunftszeitpunkt an der Ladestation prädiziert werden, um einen geeigneten Zeitraum zum Laden des Energiespeichers zu reservieren. Die Steuereinheit kann somit eingerichtet sein, den (Schnell-) Ladevorgang bei der zum Laden des Energiespeichers bevorzugt anzufahrenden Ladestation voranzukündigen. Optional kann diese Ladestation ab dem voraussichtlichen Eintreffen des Fahrzeugs für die kalkulierte Ladedauer reserviert werden. So kann gewährleistet werden, dass die Vorkonditionierung des Energiespeichers auch tatsächlich für die Durchführung eines beschleunigten Ladevorgangs genutzt werden kann. Es kann somit der Komfort für einen Nutzer weiter erhöht werden.
- Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Betrieb eines Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren kann insbesondere darauf ausgelegt sein, den Komfort eines Nutzers des Fahrzeugs zu erhöhen (insbesondere durch eine Reduzierung der erforderlichen Ladezeit des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs). Das Verfahren umfasst das Bestimmen, dass das Fahrzeug zu einer Ladestation zum Laden des Energiespeichers fährt. Außerdem umfasst das Verfahren, in Reaktion darauf, das Durchführen von ein oder mehreren verbrauchsneutralen oder verbrauchsreduzierenden Maßnahmen während der Fahrt des Fahrzeugs, um die Temperatur des Energiespeichers in Vorbereitung auf das Laden des Energiespeichers zu reduzieren oder um eine Erhöhung der Temperatur des Energiespeichers in Vorbereitung auf das Laden des Energiespeichers zu reduzieren.
- Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Straßenkraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das die in diesem Dokument beschriebene Steuereinheit umfasst.
- Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
- Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
- Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
- Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
-
1 beispielhafte Komponenten eines Fahrzeugs; und -
2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Vorbereitung eines Fahrzeugs auf einen Ladevorgang. - Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Erhöhung der Energieeffizienz eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs und insbesondere mit der Erhöhung der Energieeffizienz eines (Schnell-) Ladevorgangs zum Laden des Energiespeichers eines Fahrzeugs.
- Der elektrische Energiespeicher eines Fahrzeugs sollte typischerweise, insbesondere während eines Ladevorgangs, eine bestimmte Maximaltemperatur nicht überschreiten. Im Laufe eines Ladevorgangs wird jedoch aufgrund des fließenden Ladestroms in dem Energiespeicher des Fahrzeugs thermische Leistung erzeugt, durch die die Temperatur des Energiespeichers erhöht wird. Die thermische Leistung hängt dabei von der Ladeleistung ab, und steigt typischerweise mit steigender Ladeleistung an. Der Energiespeicher kann während eines Ladevorgangs aktiv (durch Betrieb eines Kühlsystems des Fahrzeugs) und/oder passiv (durch Konvektion mit der Umgebungsluft) gekühlt werden, um zumindest einen Teil der thermischen Leistung abzuführen.
- Die für die Kühlung des Energiespeichers erforderliche Kühlleistung kann dadurch reduziert werden, dass die Temperatur des Energiespeichers zu Beginn eines Ladevorgangs reduziert wird. Insbesondere kann durch das Reduzieren der Anfangstemperatur des Energiespeichers zu Beginn eines Ladevorgangs die Menge an thermischer Energie erhöht werden, die von dem Energiespeicher bis zum Erreichen der Maximaltemperatur aufgenommen werden kann (und somit nicht in Form von Kühlleistung aufgebracht werden muss).
-
1 zeigt ein Blockdiagramm mit beispielhaften Komponenten eines Fahrzeugs100 . Das Fahrzeug100 umfasst eine Steuereinheit101 , die eingerichtet ist, zu bestimmen, dass das Fahrzeug100 zu einer Ladestation zum Laden des elektrischen Energiespeichers103 gefahren wird. Dies kann z.B. auf Basis von Eingabedaten von einer Benutzerschnittstelle102 des Fahrzeugs100 ermittelt werden. Alternativ oder ergänzend kann dies auf Basis der Navigationsdaten eines Navigationssystems (z.B. auf Basis einer Routenplanung des Navigationssystems) ermittelt werden. - Die Steuereinheit
101 kann ferner eingerichtet sein, in Reaktion darauf, dass bestimmt wurde, dass sich das Fahrzeug100 auf einer Fahrt zu einer Ladestation befindet, ein oder mehrere Maßnahmen zu veranlassen, um die Temperatur des Energiespeichers103 zu senken. Insbesondere können ein oder mehrere Maßnahmen veranlasst werden, durch die die Temperatur des Energiespeichers103 bei Erreichen der Ladestation gesenkt wird (im Vergleich zu der Temperatur, die der Energiespeicher103 ohne Durchführung der ein oder mehreren Maßnahmen bei Erreichen der Ladestation aufweisen würde). - Eine mögliche Maßnahme wäre dabei die Aktivierung eines Kühlsystems
104 des Energiespeichers103 . Der Betrieb eines Kühlsystems104 führt jedoch typischerweise zu einem erhöhten (elektrischen) Energieverbrauch des Fahrzeugs100 und somit zu einem zusätzlichen Absenken des Ladezustands des Energiespeichers103 . Als Folge daraus wird die von dem Energiespeicher103 beim Ladevorgang aufzunehmende Menge an elektrischer Energie erhöht, wodurch wiederum die erzeugte Menge an thermischer Energie erhöht wird. Mit dem vorbereitenden Betrieb eines Kühlsystems104 kann somit zwar die Temperatur eines Energiespeicher103 bei Erreichen einer Ladestation reduziert werden (um einen größeren Temperaturpuffer für den Ladevorgang bereitzustellen). Andererseits wird durch den reduzierten Ladezustand des Energiespeichers103 bei Erreichen der Ladestation die zu ladende elektrische Energiemenge erhöht, so dass der Temperaturpuffer zumindest teilweise wieder geschmälert wird. - Die ein oder mehreren Maßnahmen umfassen daher bevorzugt ein oder mehrere Maßnahmen, die zumindest neutral und bevorzugt reduzierend in Bezug auf den elektrischen Verbrauch des Fahrzeugs
100 sind. Insbesondere können in Vorbereitung auf den Ladevorgang bei der Fahrt des Fahrzeugs100 ein oder mehrere elektrische Verbraucher105 des Fahrzeugs100 deaktiviert oder in einen Energiesparmodus versetzt werden, um den elektrischen Verbrauch des Fahrzeugs100 und damit die Belastung des Energiespeichers103 und so die Temperatur des Energiespeichers103 zu senken (bzw. den Anstieg der Temperatur des Energiespeichers103 zu reduzieren). Alternativ oder ergänzend können ein oder mehrere (verbrauchsneutrale) Maßnahmen veranlasst werden, um während der Fahrt des Fahrzeugs100 die Kühlleistung zur Kühlung des Energiespeichers103 zu erhöhen. - Beispielhafte Maßnahmen sind:
- • Reduzieren der Fahrzeuggeschwindigkeit, wodurch die erforderliche Antriebsleistung und der Stromverbrauch des Fahrzeugs
100 gemindert werden. Dies hat eine Reduzierung der Erwärmung bzw. ein Abkühlen des Energiespeichers103 zur Folge. - • Durch Lamellen in der Fahrzeugfront oder durch ein oder mehrere entsprechende Einrichtungen kann eine erhöhte Anströmung des Energiespeichers
103 während der Fahrt des Fahrzeugs100 erreicht werden, was die Kühlung des Energiespeichers103 verbessert. Dabei kann der Energiespeicher103 ggf. Kühlrippen aufweisen, um einen verbesserten Wärmeaustausch zu ermöglichen. Alternativ oder ergänzend kann die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs100 angepasst werden, um das Anströmverhalten an dem Energiespeicher103 in Bezug auf die abgeführte Wärme zu verbessern. - • Abschalten oder Reduzierung von ein oder mehreren elektrischen Verbrauchen für Komfortfunktionen, wie Sitzheizung oder Klimaanlage.
- Die Minderung der Fahrzeuggeschwindigkeit kann derart erfolgen, dass die Summe aus Fahrzeit bis zur Ladestation und Ladezeit zum Laden des Energiespeichers
103 verbessert, insbesondere minimiert, wird. Die Reduzierung der Anfangstemperatur des Energiespeichers103 zu Beginn eines Ladevorgangs ermöglicht es typischerweise, die Ladeleistung des Ladevorgangs zu erhöhen, und somit den Ladevorgang zu beschleunigen. Des Weiteren führt die Minderung der Fahrzeuggeschwindigkeit typischerweise zu einem verminderten Energieverbrauch und somit zu einem höheren Ladezustand des Energiespeichers103 bei Erreichen der Ladestation, was sich ebenfalls positiv auf die erforderliche Ladezeit auswirkt. Somit kann auch bei einer verminderten Fahrzeuggeschwindigkeit (und der damit verbundenen Verlängerung der Fahrzeit bis zur Ladestation), die Summe aus Fahrzeit und Ladezeit reduziert werden. - Die ein oder mehreren Maßnahmen zur Reduzierung der Temperatur des Energiespeichers
103 in Vorbereitung auf einen Ladevorgang können in einem Fahrmodus des Fahrzeugs100 zusammengefasst werden (z.B. einem Ladevorbereitungs-Fahrmodus). Die Steuereinheit101 kann eingerichtet sein, über die Benutzerschnittstelle102 des Fahrzeugs100 eine Ausgabe an einen Nutzer, insbesondere einen Fahrer, des Fahrzeugs100 auszugeben, die anzeigt, dass in Vorbereitung auf den Ladevorgang der Ladevorbereitungs-Fahrmodus aktiviert werden sollte. Der Ladevorbereitungs-Fahrmodus kann dann in Abhängigkeit von einer erfassten Nutzereingabe aktiviert werden oder nicht. -
2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens200 zum Betrieb eines Fahrzeugs100 . Das Fahrzeug100 umfasst einen elektrischen Energiespeicher103 zur Speicherung von elektrischer Energie für eine elektrische Antriebsmaschine. Das Verfahren200 kann durch eine Steuereinheit101 des Fahrzeugs100 ausgeführt werden. Das Verfahren200 umfasst das Bestimmen201 , dass das Fahrzeug100 zu einer Ladestation zum Laden des Energiespeichers103 fährt. Dies kann z.B. auf Basis einer geplanten Fahrroute des Fahrzeugs100 und/oder auf Basis einer Eingabe eines Nutzers des Fahrzeugs100 ermittelt bzw. bestimmt werden. - Außerdem umfasst das Verfahren
200 , in Reaktion darauf, dass bestimmt wurde, dass sich das Fahrzeug100 auf einer Fahrt zu einer Ladestation zum Laden des Fahrzeugs100 befindet, das Durchführen202 von ein oder mehreren verbrauchsneutralen oder verbrauchsreduzierenden Maßnahmen während der Fahrt des Fahrzeugs100 , um die Temperatur des Energiespeichers103 in Vorbereitung auf das Laden des Energiespeichers103 zu reduzieren. Insbesondere kann durch die ein oder mehreren Maßnahmen bewirkt werden, dass der Energiespeicher103 zu Beginn des Ladevorgangs an der Ladestation eine reduzierte Anfangstemperatur aufweist. So können die Ladeleistung des Ladevorgangs erhöht und damit die Ladezeit verkürzt werden. Des Weiteren wird durch die Beschränkung auf die Durchführung von verbrauchsneutralen oder verbrauchsreduzierenden Maßnahmen bewirkt, dass der Energiespeicher103 zu Beginn des Ladevorgangs einen relativ erhöhten Ladezustand aufweist, so dass die erforderliche Ladezeit, um einen bestimmten Ziel-Ladezustand (z.B. von nahezu 100%) zu erreichen, weiter verkürzt werden kann. - Die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen ermöglichen es, den Energiespeicher
103 eines Fahrzeugs100 in energieeffizienter Weise auf einen (Schnell-) Ladevorgang vorzubereiten. So kann die Energieeffizienz eines Fahrzeugs100 erhöht werden. Des Weiteren kann so die Ladezeit für einen Ladevorgang reduziert werden. - Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
Claims (11)
- Steuereinheit (101) für ein Fahrzeug (100), das einen elektrischen Energiespeicher (103) zur Speicherung von elektrischer Energie für eine elektrische Antriebsmaschine umfasst; wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, - zu bestimmen, dass das Fahrzeug (100) zu einer Ladestation zum Laden des Energiespeichers (103) fährt; und - in Reaktion darauf, während der Fahrt des Fahrzeugs (100) ein oder mehrere verbrauchsneutrale oder verbrauchsreduzierende Maßnahmen zu veranlassen, um die Temperatur des Energiespeichers (103) in Vorbereitung auf das Laden des Energiespeichers (103) zu reduzieren.
- Steuereinheit (101) gemäß
Anspruch 1 , wobei die ein oder mehreren Maßnahmen das Aktivieren eines Energiesparmodus eines elektrischen Verbrauchers (105) des Fahrzeugs (100) oder das Deaktivieren des elektrischen Verbrauchers (105) umfassen. - Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ein oder mehreren Maßnahmen das Reduzieren einer durch die elektrische Antriebsmaschine bewirkten Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs (100) umfassen.
- Steuereinheit (101) gemäß
Anspruch 3 , wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, - Zeitinformation in Bezug auf eine Reduktion einer erforderlichen Ladezeit zum Laden des Energiespeichers (103) aufgrund des Reduzierens der Fahrzeuggeschwindigkeit zu ermitteln; und - die Fahrgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der Zeitinformation zu ermitteln, insbesondere so dass ein Gesamtzeitaufwand für die Fahrt zu der Ladestation und für das Laden des Energiespeichers (103) reduziert wird. - Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, - die Ladeleistung zu bestimmen, mit der der Energiespeicher (103) geladen werden soll; und - die ein oder mehreren Maßnahmen nur zu veranlassen, wenn die Ladeleistung gleich wie oder größer als ein Leistungs-Schwellenwert ist.
- Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ein oder mehreren Maßnahmen darauf ausgerichtet sind, die Temperatur des Energiespeichers (103) bei Beginn des Ladens im Vergleich zu einer Temperatur zu reduzieren, die vorliegen würde, wenn die ein oder mehreren Maßnahmen nicht durchgeführt würden.
- Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, - Navigationsdaten bezüglich einer geplanten Fahrroute des Fahrzeugs (100) zu ermitteln; und/oder - Eingabedaten bezüglich einer Eingabe eines Nutzers über eine Benutzerschnittstelle (102) des Fahrzeugs (100) zu ermitteln; und - auf Basis der Navigationsdaten und/oder der Eingabedaten zu bestimmen, dass das Fahrzeug (100) zu einer Ladestation zum Laden des Energiespeichers (103) fährt.
- Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit eingerichtet ist, - eine optische und/oder akustische und/oder haptische Ausgabe an einen Nutzer des Fahrzeugs (100) zu bewirken, um anzuzeigen, dass die ein oder mehreren Maßnahmen zur Reduzierung der Temperatur des Energiespeichers (103) durchgeführt werden sollten; und - die ein oder mehreren Maßnahmen in Abhängigkeit von einer Eingabe des Nutzers zu veranlassen.
- Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ein oder mehreren Maßnahmen das Erhöhen eines Luftstroms zur Kühlung des elektrischen Energiespeichers (103) umfassen.
- Steuereinheit (101) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (101) eingerichtet ist, - die Ladestation vorab über eine drahtlose Kommunikationsverbindung darüber zu informieren, dass das Fahrzeug (100) zum Laden des Energiespeichers (103) zu der Ladestation fährt; und/oder - die Ladestation zum Laden des Energiespeichers (103) zu reservieren.
- Verfahren (200) zum Betrieb eines Fahrzeugs (100); wobei das Fahrzeug (100) einen elektrischen Energiespeicher (103) zur Speicherung von elektrischer Energie für eine elektrische Antriebsmaschine umfasst; wobei das Verfahren (200) umfasst, - Bestimmen (201), dass das Fahrzeug (100) zu einer Ladestation zum Laden des Energiespeichers (103) fährt; und - in Reaktion darauf, Durchführen (202) von ein oder mehreren verbrauchsneutralen oder verbrauchsreduzierenden Maßnahmen während der Fahrt des Fahrzeugs (100), um die Temperatur des Energiespeichers (103) in Vorbereitung auf das Laden des Energiespeichers (103) zu reduzieren.
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