DE102018206032A1 - Method for charging an electrical energy storage unit - Google Patents

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Johannes Federle
Joerg Nils Illig
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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Laden einer elektrischen Energiespeichereinheit beschrieben, welches die folgenden Schritte umfasst:
a) Ermitteln von Informationen über einen Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit, insbesondere dessen Standort;
b) Starten des Ladens der elektrischen Energiespeichereinheit zu einem vordefinierten Zeitpunkt mit einem vordefinierten Ladestrom bis zu einem vordefinierten Ladezustandsgrößenwert, insbesondere einer vordefinierten Spannung der elektrischen Energiespeichereinheit, wobei zumindest der vordefinierte Zeitpunkt in Abhängigkeit der Informationen über den Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt wird.
Weiterhin werden eine entsprechende Vorrichtung, ein entsprechendes Computerprogramm, ein entsprechendes maschinenlesbares Speichermedium und eine entsprechende Verwendung der Vorrichtung beschrieben.

Figure DE102018206032A1_0000
A method is described for charging an electrical energy storage unit, which comprises the following steps:
a) determining information about a user of the electrical energy storage unit, in particular its location;
b) starting the charging of the electrical energy storage unit at a predefined time with a predefined charging current value to a predefined state of charge variable value, in particular a predefined voltage of the electrical energy storage unit, wherein at least the predefined time is determined in dependence on the information about the user of the electrical energy storage unit.
Furthermore, a corresponding device, a corresponding computer program, a corresponding machine-readable storage medium and a corresponding use of the device are described.
Figure DE102018206032A1_0000

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Laden einer elektrischen Energiespeichereinheit, einer Vorrichtung zum Laden einer elektrischen Energiespeichereinheit, einem entsprechenden Computerprogramm, einem entsprechenden maschinenlesbaren Speichermedium und einer entsprechenden Verwendung der Vorrichtung.The present invention is based on a method for charging an electrical energy storage unit, a device for charging an electrical energy storage unit, a corresponding computer program, a corresponding machine-readable storage medium and a corresponding use of the device.

Stand der TechnikState of the art

Im Zuge der zunehmenden Elektrifizierung, insbesondere von Kraftfahrzeugen, kommt elektrischen Energiespeicher eine immer größer werdende Bedeutung zu. Beim Betrieb dieser elektrischen Energiespeicher liegt ein besonderes Augenmerk auf einer möglichst geringen Alterung, d.h. beispielsweise einer möglichst geringen Kapazitätsabnahme beziehungsweise einer möglichst geringen Innenwiderstandszunahme. Eine entsprechende Alterung lässt sich grob in zwei Kategorien einteilen: eine sogenannte zyklische Alterung und eine sogenannte kalendarischen Alterung. Bei Kapazitätsabnahme beziehungsweise Widerstandszunahme im Betrieb des elektrischen Energiespeichers, das heißt unter Stromabgabe, spricht man von zyklische Alterung. Tritt eine Alterung außerhalb des Betriebes auf, spricht man von kalendarischen Alterung.In the course of increasing electrification, especially of motor vehicles, electrical energy storage is becoming increasingly important. In the operation of these electrical energy storage is a particular attention to the lowest possible aging, i. For example, the lowest possible capacity decrease or the lowest possible increase in internal resistance. A corresponding aging can roughly be divided into two categories: a so-called cyclical aging and a so-called calendar aging. When capacity decreases or resistance increase in the operation of the electrical energy storage, that is, under current delivery, it is called cyclical aging. If an aging occurs outside of the company, it is called calendar aging.

Insbesondere bei einem Kraftfahrzeug mit einem elektrischen Energiespeicher beide Effekte einen relevanten Einfluss. Um eine möglichst hohe Reichweite zu erzielen, werden diese Fahrzeuge gegebenenfalls auf einen sehr hohen Ladezustand geladen. Dabei wird das Fahrzeug nach dem Vorladen unter Umständen nicht sofort bewegt, sondern es parkt für eine gewisse Zeit, beispielsweise über Nacht oder im Falle von unbenutzten Fahrzeugen bei Carsharing bis zur nächsten Benutzung.Especially in a motor vehicle with an electric energy storage both effects have a relevant influence. In order to achieve the highest possible range, these vehicles are possibly charged to a very high state of charge. In this case, the vehicle may not be moved immediately after the pre-charging, but it parks for a certain time, for example, overnight or in the case of unused vehicles in car sharing until the next use.

Jedoch ist bei einem sehr hohen Ladezustand die Alterung eines elektrischen Energiespeichers in den meisten Fällen signifikant höher als bei einem niedrigen beziehungsweise reduzierten Ladezustand. Aus diesem Grund wird unter Umständen die Batterie nicht vollständig, d.h. bis zum technisch beziehungsweise physikalisch höchstmöglichen Ladezustand geladen, obwohl einem Nutzer dies so angezeigt wird. Dadurch nehmen wiederum die Einsatzmöglichkeiten des elektrischen Energiespeichers ab, da beispielsweise eine elektrische Reichweite eines Elektrofahrzeuges abnimmt. Dies ist aufgrund der ohnehin begrenzten elektrischen Reichweite des Elektrofahrzeugs nachteilig.However, at a very high state of charge, the aging of an electrical energy store is significantly higher in most cases than in a low or reduced state of charge. For this reason, the battery may not be completed, i. charged to the highest technical or physical state of charge, although a user this is displayed. As a result, in turn, the possible applications of the electrical energy storage decreases, since, for example, an electric range of an electric vehicle decreases. This is disadvantageous because of the already limited electrical range of the electric vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Offenbart wird ein Verfahren zum Laden einer elektrischen Energiespeichereinheit mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.Disclosed is a method for charging an electrical energy storage unit with the features of the independent claims.

Dabei wird eine Information beziehungsweise werden Informationen über einen Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Diese Informationen können beispielsweise den Standort des Nutzers umfassen. Ein Batteriemanagementsteuergerät, welches mit der elektrischen Energiespeichereinheit verbunden ist, kann beispielsweise mit dem Smartphone des Nutzers kommunizieren, um so zumindest indirekt den Standort des Nutzers zu erfahren. Anschließend wird die elektrische Energiespeichereinheit zu einem vordefinierten Zeitpunkt mit einem vordefinierten Ladestrom bis zu einem vordefinierten Ladezustandsgrößenwert geladen, wobei zumindest der vordefinierte Zeitpunkt in Abhängigkeit der Informationen über den Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt wird. Der vordefinierte Ladezustandsgrößenwert kann beispielsweise eine vordefinierte Spannung beziehungsweise einen vordefinierten Spannungswert der elektrischen Energiespeichereinheit umfassen. Somit wird die elektrische Energiespeichereinheit in vorteilhafter Weise dann aufgeladen, wenn sich der Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit nähert. Somit wird die elektrische Energiespeichereinheit bei Nichtbenutzung auf einem niedrigeren Ladezustand gehalten, was ihre Alterung verringert, wobei sie bei einer Nutzung durch den Nutzer rechtzeitig aufgeladen wird. Der Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit hat somit keinerlei Einschränkungen, sondern den Vorteil einer längeren Lebensdauer der elektrischen Energiespeichereinheit.In this case, information or information about a user of the electrical energy storage unit is determined. This information may include, for example, the location of the user. A battery management control unit, which is connected to the electrical energy storage unit, can communicate with the user's smartphone, for example, so as to at least indirectly learn the location of the user. Subsequently, the electrical energy storage unit is charged at a predefined time with a predefined charging current up to a predefined state of charge value, wherein at least the predefined time is determined as a function of the information about the user of the electrical energy storage unit. The predefined state of charge variable value may include, for example, a predefined voltage or a predefined voltage value of the electrical energy storage unit. Thus, the electrical energy storage unit is charged in an advantageous manner when the user approaches the electrical energy storage unit. Thus, the electrical energy storage unit is kept at a lower state of charge when not in use, which reduces their aging, which is charged in time when used by the user. The user of the electrical energy storage unit thus has no restrictions, but the advantage of a longer life of the electrical energy storage unit.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous embodiments of the present invention are the subject of the dependent claims.

Zweckmäßigerweise wird der vordefinierte Ladestrom in Abhängigkeit der Informationen über den Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Somit wird in vorteilhafter Weise eine möglichst schonende, das heißt eine möglichst geringe Alterung hervorrufende Ladung der elektrischen Energiespeichereinheit ermöglicht.Advantageously, the predefined charging current is determined as a function of the information about the user of the electrical energy storage unit. Thus, an as gentle as possible, that is, the lowest possible aging causing charge of the electrical energy storage unit is made possible in an advantageous manner.

Zweckmäßigerweise ist der Standort der elektrischen Energiespeichereinheit bekannt beziehungsweise wird im Rahmen des offenbarten Verfahrens ermittelt. Somit kann beispielsweise eine Entfernung zwischen dem Nutzer und der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt werden. Basierend auf dieser Entfernungsinformation wird dann das Laden der elektrischen Energiespeichereinheit gestartet. Weiterhin können auch aus der Entfernungsinformation abgeleitete Größen herangezogen werden, um das Starten des Ladens zu initiieren. Dies kann beispielsweise eine Geschwindigkeit der Annäherung des Nutzers an die elektrische Energiespeichereinheit umfassen. Somit kann je nach Annäherungsgeschwindigkeit beispielsweise der vordefinierte Ladestrom erhöht oder verringert werden beziehungsweise der vordefinierte Zeitpunkt zeitlich vorgezogen beziehungsweise zeitlich nach hinten geschoben werden. Somit wird in vorteilhafter Weise erreicht, dass die elektrische Energiespeichereinheit längere Zeit auf einem niedrigeren Ladezustandsniveau verbleibt, wodurch ihre Alterung verringert wird.Appropriately, the location of the electrical energy storage unit is known or is determined in the context of the disclosed method. Thus, for example, a distance between the user and the electrical energy storage unit can be determined. Based on this distance information then the charging of the electrical energy storage unit started. Furthermore, variables derived from the distance information can also be used to initiate the start of the loading. This may include, for example, a speed of approach of the user to the electrical energy storage unit. Thus, depending on the approach speed, for example, the predefined charging current can be increased or reduced, or the predefined time can be advanced in time or pushed backwards in time. Thus, it is advantageously achieved that the electrical energy storage unit remains at a lower level of charge state for a longer time, whereby its aging is reduced.

Zweckmäßigerweise umfassen die Informationen über den Nutzer eine von dem Nutzer abgefragte Vorgabe, wie schnell die elektrische Energiespeichereinheit altert beziehungsweise altern soll, also eine Art Sollwertvorgabe im Sinne der Regelungstechnik. Dabei kann der Nutzer beispielsweise einen Kapazitätsverlust pro Zeiteinheit, beispielsweise ein Jahr, vorgeben. Dies kann beispielsweise über einen Bildschirm im Fahrzeug passieren, welcher mit einem Batteriemanagementsteuergerät Daten austauscht, oder über ein Smartphone, wobei das Batteriemanagementsteuergerät dann mit dem Smartphone kommuniziert und so die Nutzereingabe ermittelt beziehungsweise übermittelt bekommt. Anhand dieser Vorgabe wird anschließend der vordefinierte Zeitpunkt und/oder der vordefinierte Ladestrom ermittelt, welche als Randbedingungen beim Laden der elektrischen Energiespeichereinheit dienen. Somit kann der Nutzer in vorteilhafter Weise direkt den Ladeprozess beeinflussen und auf seine Bedürfnisse und Wünsche anpassen. Beispielsweise kann ihm ein hoher Wiederverkaufswert der elektrischen Energiespeichereinheit wichtig sein, wobei er dann eine langsame beziehungsweise niedrige Alterung als Sollwert für den Ladeprozess vorgibt.Expediently, the information about the user includes a requirement requested by the user as to how quickly the electrical energy storage unit ages or ages, that is to say a type of desired value specification in the sense of control technology. In this case, the user can, for example, specify a loss of capacity per unit of time, for example one year. This can happen, for example, via a screen in the vehicle, which exchanges data with a battery management control unit, or via a smartphone, the battery management control unit then communicating with the smartphone, thus determining or transmitting the user input. On the basis of this specification, the predefined time and / or the predefined charging current are then determined, which serve as boundary conditions when charging the electrical energy storage unit. Thus, the user can advantageously directly influence the charging process and adapt it to his needs and wishes. For example, it may be important to him a high resale value of the electrical energy storage unit, where he then specifies a slow or low aging as a target value for the charging process.

Zweckmäßigerweise wird eine Startzeit einer elektrischen Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt, wobei der vordefinierte Zeitpunkt des Startens des Ladens in Abhängigkeit der Startzeit der elektrischen Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt wird. Dabei ist unter elektrischer Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit beispielsweise eine Energieentnahme aus der elektrischen Energiespeichereinheit zu verstehen, die über eine Energieentnahme in einem Ruhemodus oder einem Schlafmodus der elektrischen Energiespeichereinheit hinausgeht, beispielsweise sich in einem Bereich über 1 C bewegt, was beispielsweise bei einem Elektrofahrzeug im Fahrbetrieb oder zur Erwärmung der Batterien notwendig ist. Die Startzeit der elektrischen Nutzung kann beispielsweise von einem Nutzer abgefragt werden, beispielsweise mittels eines Smartphones, mit dem beispielsweise ein Batteriemanagementsteuergerät Daten austauscht.Appropriately, a start time of an electrical use of the electrical energy storage unit is determined, wherein the predefined time of starting the charging in dependence on the start time of the electrical use of the electrical energy storage unit is determined. In this case, electric consumption of the electrical energy storage unit is understood to mean, for example, an energy withdrawal from the electrical energy storage unit, which exceeds an energy withdrawal in a sleep mode or a sleep mode of the electrical energy storage unit, for example, in an area above 1 C moves, which for example in an electric vehicle while driving or for heating the batteries is necessary. The start time of the electrical use can be queried, for example, by a user, for example by means of a smartphone with which, for example, a battery management control unit exchanges data.

Zweckmäßigerweise wird eine vom Nutzer benötigte elektrische Energiemenge ermittelt, beispielsweise durch eine Abfrage in einem Kombiinstrument des Fahrzeugs oder durch ein Softwareprogramm auf einem Smartphone, mit dem beispielsweise ein Batteriemanagementsteuergerät kommuniziert und Daten austauscht. Anschließend wird der vordefinierte Ladezustandsgrößenwert in Abhängigkeit der vom Nutzer benötigten Energiemenge ermittelt. Somit ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die elektrische Energiespeichereinheit nicht mehr geladen wird, als zur Erfüllung der aktuellen Anforderung ausreichend ist, was eine langsamere beziehungsweise geringere Alterung bedingt.Expediently, an amount of electrical energy required by the user is determined, for example by a query in an instrument cluster of the vehicle or by a software program on a smartphone with which, for example, a battery management control unit communicates and exchanges data. Subsequently, the predefined charge state variable value is determined as a function of the amount of energy required by the user. Thus, it is advantageously ensured that the electrical energy storage unit is no longer charged, as is sufficient to meet the current requirement, which causes a slower or less aging.

Zweckmäßigerweise werden die Informationen über den Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit an einen Auswerteserver übermittelt. Weiterhin wird der von dem Auswerteserver in Abhängigkeit der Informationen über den Nutzer ermittelte Zeitpunkt des Startens des Ladens empfangen. Dies hat den Vorteil, dass auf dem Auswerteserver eine umfassendere, rechen- und speicherintensivere Auswertung der Informationen über den Nutzer durchgeführt werden kann und diese Informationen über den Nutzer mit weiteren Informationen, beispielsweise bezüglich des Wetters oder einer Stausituation, zusammengeführt werden können. Weiterhin wird von der üblicherweise sehr hohen Rechenleistung des Auswerteservers, insbesondere im Vergleich zu der Rechenleistung eines Fahrzeugsteuergerätes, in vorteilhafter Weise Gebrauch gemacht und somit die Möglichkeiten der Informationsauswertung erweitert.The information about the user of the electrical energy storage unit is expediently transmitted to an evaluation server. Furthermore, the time of starting the loading determined by the evaluation server in dependence on the information about the user is received. This has the advantage that a more comprehensive, computationally intensive and memory-intensive evaluation of the information about the user can be performed on the evaluation server and this information about the user can be combined with further information, for example regarding the weather or a traffic jam situation. Furthermore, use is made of the usually very high computing power of the evaluation server, in particular in comparison to the computing power of a vehicle control unit, in an advantageous manner and thus extends the possibilities of information evaluation.

Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung eine Vorrichtung zum Laden einer elektrischen Energiespeichereinheit, wobei die Vorrichtung mindestens ein Mittel umfasst, insbesondere ein elektronisches Batteriemanagementsteuergerät, das eingerichtet ist, die Schritte des vorstehend offenbarten Verfahrens auszuführen. Gegebenenfalls kann die Vorrichtung auch eine Leistungselektronik umfassen, um den Prozess des Ladens durchzuführen. Es gelten die oben genannten Vorteile entsprechend.Furthermore, the subject matter of the disclosure is a device for charging an electrical energy storage unit, the device comprising at least one means, in particular an electronic battery management control unit, which is set up to carry out the steps of the method disclosed above. Optionally, the device may also include power electronics to perform the process of charging. The above benefits apply accordingly.

Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung ein Computerprogramm, welches Befehle umfasst, die bewirken, dass die Vorrichtung die Verfahrensschritte des vorstehend offenbarten Verfahrens ausführt. Es gelten die oben genannten Vorteile entsprechend.Furthermore, the subject matter of the disclosure is a computer program which comprises instructions which cause the device to carry out the method steps of the method disclosed above. The above benefits apply accordingly.

Weiterhin ist Gegenstand Offenbarung ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm gespeichert ist. Es gelten die oben genannten Vorteile entsprechend.Furthermore, the subject disclosure is a machine-readable storage medium on which the computer program is stored. The above benefits apply accordingly.

Weiterhin ist Gegenstand der Offenbarung eine Verwendung der offenbarten Vorrichtung in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen einschließlich Hybridfahrzeugen, in stationären elektrischen Energiespeicheranlagen, in elektrisch betriebenen Handwerkzeugen, in portablen Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung sowie in Haushaltsgeräten. Furthermore, the subject matter of the disclosure is a use of the disclosed device in electrically driven vehicles including hybrid vehicles, in stationary electrical energy storage systems, in electrically operated hand tools, in portable devices for telecommunications or data processing and in household appliances.

Unter einer elektrischen Energiespeichereinheit kann insbesondere eine elektrochemische Batteriezelle und/oder ein Batteriemodul mit mindestens einer elektrochemischen Batteriezelle und/oder ein Batteriepack mit mindestens einem Batteriemodul verstanden werden. Zum Beispiel kann die elektrische Energiespeichereinheit eine lithiumbasierte Batteriezelle oder ein lithiumbasiertes Batteriemodul oder ein lithiumbasiertes Batteriepack sein. Insbesondere kann die elektrische Energiespeichereinheit eine Lithium-Ionen-Batteriezelle oder ein Lithium-Ionen-Batteriemodul oder ein Lithium-Ionen-Batteriepack sein. Weiterhin kann die Batteriezelle vom Typ Lithium-Polymer-Akkumulator, Nickel-Metallhydrid-Akkumulator, Blei-Säure-Akkumulator, Lithium-Luft-Akkumulator oder Lithium-Schwefel-Akkumulator beziehungsweise ganz allgemein ein Akkumulator beliebiger elektrochemischer Zusammensetzung sein. Auch ein Kondensator ist als elektrische Energiespeichereinheit möglich.An electrical energy storage unit may in particular be understood as meaning an electrochemical battery cell and / or a battery module having at least one electrochemical battery cell and / or a battery pack having at least one battery module. For example, the electric energy storage unit may be a lithium-based battery cell or a lithium-based battery module or a lithium-based battery pack. In particular, the electrical energy storage unit may be a lithium-ion battery cell or a lithium-ion battery module or a lithium-ion battery pack. Furthermore, the battery cell may be of the type lithium polymer accumulator, nickel metal hydride accumulator, lead acid accumulator, lithium air accumulator or lithium sulfur accumulator or more generally an accumulator of any electrochemical composition. A capacitor is possible as an electrical energy storage unit.

Das mindestens eine Mittel kann beispielsweise ein Batteriemanagementsteuergerät und eine entsprechende Leistungselektronik, beispielsweise einen Wechselrichter, sowie Stromsensoren und/oder Spannungssensoren und/oder Temperatursensoren umfassen. Auch eine elektronische Steuereinheit, insbesondere in der Ausprägung als Batteriemanagementsteuergerät, kann solch ein Mittel sein. Unter einer elektronischen Steuereinheit kann insbesondere ein elektronisches Steuergerät, welches beispielsweise einen Mikrocontroller und/oder einen applikationsspezifischen Hardwarebaustein, z.B. einen ASIC, umfasst, verstanden werden, aber ebenso kann darunter ein Personalcomputer oder eine speicherprogrammierbare Steuerung fallen.The at least one means may include, for example, a battery management control unit and corresponding power electronics, for example an inverter, as well as current sensors and / or voltage sensors and / or temperature sensors. An electronic control unit, in particular in the form of a battery management control unit, can also be such a means. An electronic control unit may, in particular, comprise an electronic control unit which, for example, has a microcontroller and / or an application-specific hardware component, e.g. an ASIC may be understood, but may also include a personal computer or a programmable logic controller.

Figurenlistelist of figures

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher ausgeführt.Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the figures and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:

  • 1 ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform;
  • 2 ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform;
  • 3 ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform;
  • 4 ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform;
  • 5 ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer fünften Ausführungsform; und
  • 6 eine schematische Darstellung der offenbarten Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
Show it:
  • 1 a flowchart of the disclosed method according to a first embodiment;
  • 2 a flowchart of the disclosed method according to a second embodiment;
  • 3 a flowchart of the disclosed method according to a third embodiment;
  • 4 a flowchart of the disclosed method according to a fourth embodiment;
  • 5 a flowchart of the disclosed method according to a fifth embodiment; and
  • 6 a schematic representation of the disclosed device according to an embodiment.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in allen Figuren gleiche Vorrichtungskomponenten oder gleiche Verfahrensschritte.Identical reference signs denote the same device components or the same method steps in all figures.

1 zeigt ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer ersten Ausführungsform. In einem ersten Schritt S11 werden abends, nachdem ein Nutzer die elektrische Energiespeichereinheit beziehungsweise ein Fahrzeug, in das die elektrische Energiespeichereinheit eingebaut ist, an ein Stromnetz angeschlossen hat, sowohl eine Weckzeit des Nutzers am nächsten Morgen als auch Termine des Nutzers am nächsten Tag, beispielsweise ein Arzttermin oder ein Geschäftstermin, ermittelt, beispielsweise über ein Smartphone des Nutzers, um eine Art Nutzungsprofil für den Nutzer beziehungsweise das Fahrzeug zu ermitteln. Dabei ist bei den Terminen insbesondere ein Ort jedes Termins relevant. 1 shows a flowchart of the disclosed method according to a first embodiment. In a first step S11 in the evening, after a user has connected the electric energy storage unit or a vehicle in which the electric energy storage unit is installed to a power network, both the user's wake-up time the next morning and the user's appointments the next day, such as a doctor's appointment or business appointment , determined, for example, via a smartphone of the user to determine a kind of usage profile for the user or the vehicle. In particular, a place of each appointment is relevant for the appointments.

Anschließend wird die elektrische Energiespeichereinheit in einem zweiten Schritt S12 ab einem vordefinierten Zeitpunkt mit einem vordefinierten Ladestrom bis auf einen vordefinierten Ladezustand geladen, wobei der vordefinierte Zeitpunkt in Abhängigkeit des in dem ersten Schritt S11 ermittelten Nutzungsprofils festgelegt wird. Insbesondere wird die Weckzeit des Nutzers berücksichtigt, da der Nutzer höchstwahrscheinlich kurze Zeit später das Fahrzeug nutzen wird. Bis zu diesem Zeitpunkt das Fahrzeug bis auf den vordefinierten Ladezustand geladen sein. Der vordefinierte Ladezustand bestimmt sich unter anderem aus den Orten der Termine, da die Strecke zwischen den Terminen höchstwahrscheinlich mit dem Fahrzeug zurückgelegt werden wird. Somit ist ein ausreichend hoher Ladezustand erforderlich.Subsequently, the electrical energy storage unit in a second step S12 from a predefined point of time with a predefined charging current to a predefined state of charge, the predefined time being dependent on that in the first step S11 determined usage profile. In particular, the wake-up time of the user is taken into account, since the user will most likely use the vehicle a short time later. Until this time, the vehicle to be loaded to the predefined state of charge. The predefined state of charge is determined, among other things, by the locations of the appointments, since the route between the appointments will most likely be covered by the vehicle. Thus, a sufficiently high state of charge is required.

2 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Ausführungsform. In einem ersten Schritt S21 wird über ein Kombiinstrument eines Fahrzeugs, beispielsweise über einen berührungsempfindlichen Bildschirm, eine gewünschte Abfahrtszeit eines Fahrzeugs mit einer elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Dies kann beispielsweise bei einem abendlichen Abstellen des Fahrzeugs zu Hause beziehungsweise bei einem morgendlichen Abstellen des Fahrzeugs an einem Arbeitsplatz des Nutzers erfolgen. Somit ist ein zukünftiger Startzeitpunkt einer Nutzung des Fahrzeugs beziehungsweise einer elektrischen Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit in dem Fahrzeug innerhalb des offenbarten Verfahrens bekannt. 2 shows a flowchart of the inventive method according to a second embodiment. In a first step S21 is determined via an instrument cluster of a vehicle, for example via a touch-sensitive screen, a desired departure time of a vehicle with an electrical energy storage unit. This can be done, for example, in the evening when the vehicle is parked at home or when the vehicle is parked in the morning at a user's workplace. Thus, a future start time of use of the vehicle or electrical use of the electrical energy storage unit in the vehicle within the disclosed method is known.

In einem zweiten Schritt S22 wird ein vordefinierter Ladestrom der elektrischen Energiespeichereinheit in Abhängigkeit der ermittelten zukünftigen Startzeit der elektrischen Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Dies umfasst die Ermittlung einer Stärke des Ladestroms sowie der Art des Ladestroms. Es wird somit ein zeitlicher Verlauf des Ladestroms, ein Stromprofil des Ladestroms, in Abhängigkeit der ermittelten zukünftigen Startzeit der Nutzung ermittelt. Dies umfasst ebenso den Zeitpunkt des Startens des Ladens der elektrischen Energiespeichereinheit.In a second step S22 a predefined charging current of the electrical energy storage unit is determined as a function of the determined future start time of the electrical use of the electrical energy storage unit. This includes the determination of a strength of the charging current and the type of charging current. It is thus determined a time profile of the charging current, a current profile of the charging current, depending on the determined future start time of use. This also includes the timing of starting the charging of the electric energy storage unit.

In einem dritten Schritt S23 erfolgt zu dem ermittelten Zeitpunkt des Startens des Ladens der Start des Ladens mit dem in dem zweiten Schritt S22 ermittelten Stromprofil. Der Nutzer wird somit zu seiner gewünschten Abfahrtszeit ein entsprechend seinen Einstellungen geladenes Fahrzeug beziehungsweise eine entsprechend geladene elektrische Energiespeichereinheit vorfinden.In a third step S23 At the determined time of starting the charging, the start of charging is made with that in the second step S22 determined current profile. The user will thus find a vehicle loaded according to his settings or a correspondingly charged electrical energy storage unit at his desired departure time.

3 zeigt ein Flussdiagramm des offenbarten Verfahrens gemäß einer dritten Ausführungsform. In einem ersten Schritt S31 wird der Standort eines Nutzers einer elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt, indem der Standort seines Smartphones abgefragt wird. Dies ist insofern sinnvoll, da sich Smartphones meist in unmittelbarer Nähe ihres Benutzers befinden. 3 shows a flowchart of the disclosed method according to a third embodiment. In a first step S31 The location of a user of an electrical energy storage unit is determined by querying the location of his smartphone. This makes sense, since smartphones are usually in the immediate vicinity of their user.

In einem zweiten Schritt S32 wird der Standort der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Dies kann beispielsweise mittels eines an der elektrischen Energiespeichereinheit angebrachten GPS-Empfängers oder mittels eines in einem Fahrzeug eingebauten Navigationssystems erfolgen, wobei die elektrische Energiespeichereinheit in dem Fahrzeug eingebaut ist.In a second step S32 the location of the electrical energy storage unit is determined. This can be done for example by means of a mounted on the electrical energy storage unit GPS receiver or by means of a built-in vehicle navigation system, wherein the electrical energy storage unit is installed in the vehicle.

In einem dritten Schritt S33 wird eine Entfernung zwischen dem ermittelten Standort des Nutzers und dem ermittelten Standort der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Dies kann auch kontinuierlich und parallel zu den übrigen Schritten erfolgen. Dadurch kann als abgeleitete Größe der Entfernung eine Annäherungsgeschwindigkeit der beiden Standorte ermittelt werden. Somit lässt sich zusätzlich zu der reinen Entfernungsinformation zuverlässiger abschätzen, wann der Nutzer die elektrische Energiespeichereinheit beziehungsweise das Fahrzeug erreicht haben wird, um es zu nutzen. Somit kann auch ein Endzeitpunkt des Ladens beziehungsweise ein Startzeitpunkt der elektrischen Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit genauer abgeschätzt werden.In a third step S33 a distance between the determined location of the user and the determined location of the electrical energy storage unit is determined. This can also be done continuously and in parallel to the remaining steps. As a result, an approach speed of the two locations can be determined as the derived size of the distance. Thus, in addition to the pure distance information, it is more reliable to estimate when the user will have reached the electric energy storage unit or the vehicle to use it. Thus, an end time of the charging or a starting time of the electrical use of the electrical energy storage unit can be estimated more accurately.

In einem vierten Schritt S34 wird der vordefinierte Ladestrom in Abhängigkeit der Entfernung des Nutzers von der elektrischen Energiespeichereinheit und in Abhängigkeit der Annäherungsgeschwindigkeit ermittelt. Es wird ein zeitlicher Verlauf des Ladestroms, ein Stromprofil des Ladestroms, in Abhängigkeit der ermittelten zukünftigen Startzeit der Nutzung ermittelt. Dies umfasst den Zeitpunkt des Startens des Ladens der elektrischen Energiespeichereinheit.In a fourth step S34 the predefined charging current is determined as a function of the distance of the user from the electrical energy storage unit and as a function of the approaching speed. A time profile of the charging current, a current profile of the charging current, is determined as a function of the determined future start time of use. This includes the timing of starting the charging of the electric energy storage unit.

In einem fünften Schritt S35 wird anschließend zu dem ermittelten Zeitpunkt des Startens des Ladens das Laden der elektrischen Energiespeichereinheit mit dem in dem vierten Schritt S34 ermittelten Stromprofil begonnen. Der Nutzer wird somit zu dem durch die Entfernung und die Annäherungsgeschwindigkeit ermittelten Startzeitpunkt der elektrischen Nutzung ein geladenes Fahrzeug beziehungsweise eine entsprechend geladene elektrische Energiespeichereinheit vorfinden. In a fifth step S35 Then, at the determined time of starting the charging, the charging of the electric energy storage unit with the in the fourth step S34 started electricity profile started. The user will thus find a charged vehicle or a correspondingly charged electrical energy storage unit at the start time of the electrical usage determined by the distance and the approach speed.

4 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer vierten Ausführungsform. In einem ersten Schritt S41 wird eine gewünschte Abfahrtszeit eines Nutzers eines Fahrzeuges ermittelt, dessen Antrieb von einer elektrischen Energiespeichereinheit gespeist wird. Dies geschieht mittels eines Datenaustausches und einer Kommunikation zwischen einem Smartphone des Nutzers und einem Fahrzeugsteuergerät beziehungsweise einem Batteriemanagementsteuergerät. 4 shows a flowchart of the inventive method according to a fourth embodiment. In a first step S41 a desired departure time of a user of a vehicle is determined, the drive of which is fed by an electrical energy storage unit. This is done by means of a data exchange and a communication between a user's smartphone and a vehicle control unit or a battery management control unit.

In einem zweiten Schritt S42 wird eine von dem Nutzer benötigte Energiemenge durch eine Auswertung seiner heutigen Termine, welche beispielsweise über das Smartphone oder über einen Server zugänglich sind, und eine Analyse seines bisherigen Verhaltens ermittelt.In a second step S42 an amount of energy required by the user is determined by an evaluation of his current appointments, which are accessible for example via the smartphone or via a server, and an analysis of his previous behavior.

In einem dritten Schritt S43 wird basierend auf der benötigten Energiemenge ein Ladezustandswert für die elektrische Energiespeichereinheit ermittelt, welcher die benötigte Energiemenge widerspiegelt.In a third step S43 Based on the required amount of energy, a charge state value for the electrical energy storage unit is determined, which reflects the required amount of energy.

In einem vierten Schritt S44 wird das Laden der elektrischen Energiespeichereinheit mit einem vordefinierten Ladestroms bis zu dem in dem dritten Schritt S43 ermittelten Ladezustandswert gestartet, wobei der eigentliche Startzeitpunkt des Ladens in Abhängigkeit der gewünschten Abfahrtszeit des Nutzers und der von dem Nutzer benötigten Energiemenge festgelegt wird.In a fourth step S44 charging the electrical energy storage unit with a predefined charging current up to that in the third step S43 determined charge state value is started, wherein the actual start time of the loading is determined depending on the desired departure time of the user and the amount of energy required by the user.

5 zeigt ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer fünften Ausführungsform. In einem ersten Schritt S51 wird ein Standort eines Nutzers einer elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt. Dies geschieht mittels eines Datenaustausches zwischen einem Batteriemanagementsteuergerät und einem Smartphone des Nutzers. 5 shows a flowchart of the inventive method according to a fifth embodiment. In a first step S51 a location of a user of an electrical energy storage unit is determined. This is done by means of a data exchange between a battery management control device and a smartphone of the user.

In einem zweiten Schritt S55 wird der in dem ersten Schritt S51 ermittelte Standort des Nutzers an einen Auswerteserver übertragen, welcher sich nicht in unmittelbarer Nähe des Batteriemanagementsteuergerätes befindet. Dies erfolgt mittels drahtloser Kommunikation, beispielsweise über das Handynetz. Auf dem Auswerteserver können Analysen des Verhaltens des Nutzers durchgeführt werden, beispielsweise unter Einbeziehung sich regelmäßig wiederholender oder aktueller Termin. Daraus kann auf dem Auswerteserver ein Beginn der Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit durch den Nutzer prädiziert werden, wobei dabei eine Wahrscheinlichkeit, dass die Nutzung zu diesem Zeitpunkt eintritt, die größtmögliche ist. Mittels dieser Information ermittelt der Auswerteserver weiterhin den Zeitpunkt des Startens des Ladens der elektrischen Energiespeichereinheit sowie einen vordefinierten Ladezustandswert und ein vordefiniertes StromprofilIn a second step S55 will be in the first step S51 determined location of the user transferred to an evaluation server, which is not in the immediate vicinity of the battery management control unit. This is done by means of wireless communication, for example via the mobile phone network. Analyzes of the behavior of the user can be carried out on the evaluation server, for example by including regularly repeating or current appointments. It can be predicted on the Auswerterver a start of the use of electrical energy storage unit by the user, with a probability that the use occurs at this time, the maximum is. By means of this information, the evaluation server further determines the time of starting the charging of the electrical energy storage unit and a predefined state of charge value and a predefined current profile

In einem dritten Schritt S53 wird der auf dem Auswerteserver ermittelte Zeitpunkt des Startens des Ladens der elektrischen Energiespeichereinheit sowie der vordefinierte Ladezustandswert und das vordefinierte Stromprofil von dem Batteriemanagementsteuergerät empfangen.In a third step S53 the time of starting the charging of the electrical energy storage unit determined on the evaluation server as well as the predefined state of charge value and the predefined current profile are received by the battery management control device.

In einem vierten Schritt S54 wird anschließend das Laden der elektrischen Energiespeichereinheit zu dem in dem dritten Schritt S53 empfangenen Zeitpunkt mit dem vordefinierten Stromprofil gestartet, wobei bis zu dem vordefinierten Ladezustandswert geladen wird.In a fourth step S54 Subsequently, the charging of the electric energy storage unit to that in the third step S53 started with the predefined power profile, loading up to the predefined state of charge value.

6 zeigt eine schematische Darstellung der offenbarten Vorrichtung 70 gemäß einer Ausführungsform. Dabei kommuniziert eine Einheit 71 zur Ermittlung von Informationen über einen Nutzer, beispielsweise ein Smartphone, mit der Vorrichtung 70 beziehungsweise mit einem innerhalb der Vorrichtung 70 vorhandenen Batteriemanagementsteuergerät 73. Das Batteriemanagementsteuergerät 73 startet ein Laden einer elektrischen Energiespeichereinheit durch Senden entsprechender Befehle an eine Leistungselektronik 72. 6 shows a schematic representation of the disclosed device 70 according to one embodiment. A unit communicates 71 for determining information about a user, for example a smartphone, with the device 70 or with one within the device 70 existing battery management control unit 73 , The battery management controller 73 starts charging an electrical energy storage unit by sending appropriate commands to power electronics 72 ,

Claims (12)

Verfahren zum Laden einer elektrischen Energiespeichereinheit, umfassend die folgenden Schritte: a) Ermitteln von Informationen über einen Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit, insbesondere dessen Standort; b) Starten des Ladens der elektrischen Energiespeichereinheit zu einem vordefinierten Zeitpunkt mit einem vordefinierten Ladestrom bis zu einem vordefinierten Ladezustandsgrößenwert, insbesondere einer vordefinierten Spannung der elektrischen Energiespeichereinheit, wobei zumindest der vordefinierte Zeitpunkt in Abhängigkeit der Informationen über den Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit ermittelt wird.A method of charging an electrical energy storage unit, comprising the following steps: a) determining information about a user of the electrical energy storage unit, in particular its location; b) starting the charging of the electrical energy storage unit at a predefined time with a predefined charging current value to a predefined state of charge variable value, in particular a predefined voltage of the electrical energy storage unit, wherein at least the predefined time is determined in dependence on the information about the user of the electrical energy storage unit. Verfahren gemäß Anspruch 1, umfassend: c) Ermitteln des vordefinierten Ladestroms in Abhängigkeit der Informationen über den Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit.Method according to Claim 1 comprising: c) determining the predefined charging current as a function of the information about the user of the electrical energy storage unit. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in Schritt a) der Standort des Nutzer ermitteln wird, weiterhin umfassend: d) Ermitteln des Standorts der elektrischen Energiespeichereinheit; e) Ermitteln einer Entfernung zwischen dem Nutzer und der elektrischen Energiespeichereinheit in Abhängigkeit des Standorts des Nutzer und des Standorts der elektrischen Energiespeichereinheit, wobei in Schritt b) der vordefinierte Zeitpunkt des Startens des Ladens und/oder in Schritt c) der vordefinierte Ladestrom in Abhängigkeit der Entfernung zwischen dem Nutzer und der elektrischen Energiespeichereinheit und/oder einer daraus abgeleiteten Größe ermittelt werden.Method according to one of the preceding claims, wherein in step a) determine the location of the user, further comprising: d) determining the location of the electrical energy storage unit; e) determining a distance between the user and the electrical energy storage unit depending on the location of the user and the location of the electrical energy storage unit, wherein in step b) the predefined time of starting the charging and / or in step c) the predefined charging current in dependence Distance between the user and the electrical energy storage unit and / or derived therefrom size can be determined. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei die abgeleitete Größe eine Annäherungsgeschwindigkeit des Nutzers an die elektrische Energiespeichereinheit umfasst.Method according to Claim 3 wherein the derived quantity comprises a speed of approach of the user to the electrical energy storage unit. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei in Schritt c) die Informationen über den Nutzer eine Vorgabe umfassen, wie schnell die elektrische Energiespeichereinheit altert, insbesondere elektrische Kapazität einbüßt, wobei die Vorgabe vom dem Nutzer in Schritt a) abgefragt wird.Method according to Claim 2 in which, in step c), the information about the user includes a specification as to how rapidly the electrical energy storage unit ages, in particular loses electrical capacity, the specification being requested by the user in step a). Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Schritt a) das Ermitteln einer Startzeit einer elektrischen Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit umfasst und in Schritt b) das Ermitteln des vordefinierten Zeitpunktes des Startens des Ladens eine Abhängigkeit von der Startzeit der elektrischen Nutzung der elektrischen Energiespeichereinheit umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein step a) comprises determining a start time of electrical use of the electrical energy storage unit and in step b) determining the predefined time of starting the charging comprises a function of the start time of the electrical use of the electrical energy storage unit. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: f) Ermitteln einer vom Nutzer benötigten elektrischen Energiemenge; g) Ermitteln des vordefinierten Ladezustandsgrößenwertes in Abhängigkeit der vom Nutzer benötigten Energiemenge.Method according to one of the preceding claims, comprising: f) determining an amount of electrical energy required by the user; g) determining the predefined state of charge variable value as a function of the amount of energy required by the user. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend: h) Übermitteln der Informationen über den Nutzer der elektrischen Energiespeichereinheit an einen Auswerteserver; i) Empfangen des von dem Auswerteserver in Abhängigkeit der Informationen über den Nutzer ermittelten Zeitpunktes des Startens des Ladens.Method according to one of the preceding claims, comprising: h) transmitting the information about the user of the electrical energy storage unit to an evaluation server; i) receiving the time of starting the loading determined by the evaluation server as a function of the information about the user. Vorrichtung (70) zum Laden einer elektrischen Energiespeichereinheit, umfassend mindestens ein Mittel (73), insbesondere ein elektronisches Batteriemanagementsteuergerät, das eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 auszuführen.Device (70) for charging an electrical energy storage unit, comprising at least one means (73), in particular an electronic battery management control unit, which is set up, the steps of the method according to one of Claims 1 to 8th perform. Computerprogramm, umfassend Befehle, die bewirken, dass die Vorrichtung nach Anspruch 9 die Verfahrensschritte nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt.Computer program comprising commands that cause the device to move Claim 9 the method steps according to one of Claims 1 to 8th performs. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.Machine-readable storage medium on which the computer program is based Claim 10 is stored. Verwendung einer Vorrichtung gemäß Anspruch 9 in elektrisch angetriebenen Fahrzeugen einschließlich Hybridfahrzeugen, in stationären elektrischen Energiespeicheranlagen, in elektrisch betriebenen Handwerkzeugen, in portablen Einrichtungen zur Telekommunikation oder Datenverarbeitung sowie in Haushaltsgeräten.Use of a device according to Claim 9 in electrically driven vehicles including hybrid vehicles, in stationary electrical energy storage systems, in electrically powered hand tools, in portable telecommunication or data processing equipment, and in home appliances.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE4344368C1 (en) * 1993-12-24 1995-05-11 Daimler Benz Ag Charge information system for an electrical or hybrid vehicle
JP2014011849A (en) * 2012-06-28 2014-01-20 Toshiba Corp Charge/discharge control device

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