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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs. Weiterhin gehören zur Erfindung auch eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuereinrichtung.
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Bei Elektrofahrzeugen ist die Batterie das bestimmende System. Die Reichweite ist dabei das für den Benutzer wichtigste Kaufkriterium. Heutiger Stand ist, dass die Reproduzierbarkeit der kurzfristigen Antriebsleistung das Entwicklungsziel ist. Nach einer gewissen Lebensdauer nimmt die Kapazität der Batterie ab und das Fahrzeug hat entsprechend eine geringere Reichweite. Diese Reduktion hängt dabei von der vorangegangenen Belastung der Batterie ab. Entsprechend sinkt die Reichweite üblicherweise sehr stark über die Lebensdauer. Wünschenswert wäre es also, die Reduktion der Reichweite über die Lebensdauer der Batterie zumindest reduzieren zu können.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
DE 10 2014 212 451 A1 eine Vorrichtung zur Regelung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers. Dabei wird anhand von abgespeicherten Alterungszustandsprofilen ein Alterungszustand des elektrischen Energiespeichers ermittelt, und dieser ermittelte Alterungszustand mit einem Wertekorridor verglichen und basierend auf dem Ergebnis dieses Vergleichs eine Leistungsaufnahme und/oder eine Leistungsabgabe des elektrischen Energiespeichers begrenzt. Der Alterungszustand kann dabei über den sogenannten State of Health charakterisiert sein.
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Weiterhin beschreibt die
DE 10 2015 205 252 A1 ein Verfahren zum Betreiben eines Batteriesystems, wobei eine Dauer des Betreibens der Batterie mit einer vordefinierten Größe eines Betriebsparameters sowie die Größe des Betriebsparameters basierend auf einem Belastungskriterium gewählt wird, welches zum Einhalten eines zukünftigen vorbestimmten Alterungsverlaufs der Batterie ermittelt wird, und wobei der Alterungsverlauf auf einer Belastung der Batterie durch den Betriebsparameter basiert. Auch hierbei kann ein Soll-State of Health mit einem aktuell vorliegenden State of Health verglichen werden und in Abhängigkeit von der Differenz ein Regler angesteuert werden, um eine Regelgröße auszugeben, um dadurch den Alterungsverlauf durch Anpassung der Beanspruchung der Batterie einzustellen.
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Weiterhin beschreibt die
DE 10 2016 211 898 A1 ein Verfahren zum Überwachen einer Batterie in einem Kraftfahrzeug, wobei Größen, die Betriebsgrößen repräsentieren, mit einem Belastbarkeitsmodell verglichen werden, um auf diese Weise Zuverlässigkeitskenngrößen der Batterie zu ermitteln, sodass ein zukünftiges Verhalten der Batterie prognostiziert werden kann. Dabei soll eine Zuverlässigkeitserhöhung durch eine adaptierte Fahrstrategie bereitgestellt werden, indem Fahrsituationen, die im Betrieb zu einem starken Alterungsverhalten der Batterie führen, falls aus Systemsicht möglich, vermieden werden.
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Das Bestimmen des Alterungszustands oder Alterungsverhaltens einer Batterie ist im Allgemeinen extrem aufwendig, da es vielzählige Parameter gibt, die das Alterungsverhalten einer Batterie beeinflussen. Oftmals wird der Kapazitätsverlust gegenüber dem Initialzustand einer Batterie herangezogen, um den Gesundheitszustand, den State of Health, einer Batterie zu charakterisieren. Belastungen, denen eine Batterie ausgesetzt war, müssen sich jedoch nicht unmittelbar in einem Kapazitätsverlust äußern. Dieser kann auch erst nach längerer Zeit auf Basis der vorangegangenen Belastungshistorie abrupt einbrechen. Dieses Verhalten ist nur schwer vorherzusagen und erfordert in der Regel die Aufzeichnung der kompletten Belastungshistorie, wie Ladezyklen, Zustandsparameter, Belastungsphasen und dergleichen. Verfahren, die also entsprechend versuchen, in Abhängigkeit vom Alterungszustand der Batterie den Betrieb der Batterie anzupassen, um die Lebensdauer der Batterie zu erhöhen beziehungsweise um ihre Alterung in vorbestimmten Grenzen oder an dem Korridor zu halten, sind damit letztendlich sehr aufwendig.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zum Betreiben einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs sowie eine korrespondierende Steuereinrichtung und ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, die es ermöglichen, auf möglichst einfache Weise einen Kapazitätsverlust der Hochvoltbatterie über die Lebensdauer hinweg zu reduzieren.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren, durch eine Steuereinrichtung und durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen gemäß den jeweiligen unabhängigen Patentansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche, der Beschreibung und der Figuren.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Hochvoltbatterie eines Kraftfahrzeugs wird in Abhängigkeit von einer aktuell angeforderten Leistung eine der Hochvoltbatterie zu entnehmende Leistung in Abhängigkeit von einer aktuellen Lebensdauer der Hochvoltbatterie gegenüber der angeforderten Leistung reduziert und zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente des Kraftfahrzeugs bereitgestellt.
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Mit anderen Worten kann einfach die von der Hochvoltbatterie, die im Folgenden auch kurz Batterie genannt wird, der zumindest einen Kraftfahrzeugkomponente zur Verfügung gestellte Leistung gegenüber der angeforderten Leistung abhängig von der Lebensdauer der Batterie reduziert werden, wodurch vorteilhafterweise Alterungseffekte kompensiert werden können. Insbesondere kann so die Reduktion der Reichweite im Laufe der Lebensdauer der Batterie kompensiert oder zumindest reduziert werden. Dies ist gerade für Benutzer eines Elektrofahrzeugs der wesentliche Aspekt. Zudem lässt sich diese Reduktion des Reichweitenverlusts auf besonders einfache Weise umsetzen, da hierfür keine aufwendige Bestimmung des Alterungszustands der Batterie erforderlich ist. Es muss lediglich die Lebensdauer der Batterie gemessen werden, was auf einfache Weise, zum Beispiel mittels eines geeigneten Zählers, insbesondere einer Uhr, bewerkstelligt werden kann. Die Lebensdauer ist dabei im Allgemeinen als Zeitdauer ab einem vorbestimmten Initialisierungszeitpunkt der Hochvoltbatterie zu verstehen. Ein solcher Initialisierungszeitpunkt kann zum Beispiel der Zeitpunkt der Erstinbetriebnahme der Batterie darstellen oder auch der Zeitpunkt des Einbaus der Batterie in ein Kraftfahrzeug. Zudem ist es im vorliegenden Fall auch ausreichend, die Lebensdauer in relativ großen Zeitintervallen anzugeben, zum Beispiel in Wochen oder Monaten. Entsprechend kann auch die Leistungsadaption in solchen Zeitintervallen, insbesondere in Wochen oder Monaten, vorgenommen werden. Dies ist besonders effizient, da sich üblicherweise ein Reichweitenverlust in einem Zeitraum kleiner als eine Woche ohnehin nicht bemerkbar macht. Um auf diese Weise den Reichweitenverlust zu reduzieren, ist also weder eine Messung oder Überwachung der Kapazität der Batterie erforderlich, noch eine Überwachung sonstiger, die Alterung der Batterie beeinflussender Parameter wie Ladezyklen, starke Beanspruchungsphasen, lange Standzeiten und so weiter. Die Bestimmung der gegenüber der angeforderten Leistung reduzierten Leistung kann damit von einer Bestimmung einer Kapazität der Batterie und einer Ermittlung des State of Health vollkommen unabhängig sein. Zur Bestimmung der reduzierten Leistung kann allenfalls noch die Umgebungstemperatur berücksichtigt werden, wie dies später näher beschrieben wird. Dies stellt jedoch ebenso einen besonders einfach zu erfassenden Parameter dar, da im Bereich einer Hochvoltbatterie ohnehin Temperatursensoren verbaut sind. Insbesondre können die angeforderte Leistung, die Temperatur und die Lebensdauer die einzigen drei Parameter darstellen, in Abhängigkeit von welchen die reduzierte Leistung ermittelt wird. Durch die Erfindung lassen sich also somit die Alterung der Hochvoltbatterie sowie der Reichweitenverlust im Laufe der Zeit, nämlich im Laufe der Lebensdauer der Hochvoltbatterie, auf besonders einfache und kostengünstige Weise reduzieren.
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Die aktuell angeforderte Leistung kann im Allgemeinen von einem Gaspedal des Kraftfahrzeugs angefordert werden, insbesondere durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs, der das Gaspedal betätigt, oder aber durch ein Fahrerassistenzsystem, zum Beispiel bei einem autonom fahrenden Fahrzeug oder einem zumindest teilweise automatisch fahrenden Fahrzeug. Weiterhin stellt die zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente, welcher die von der Batterie bereitgestellte reduzierte Leistung zur Verfügung gestellt wird, vorzugsweise eine Antriebseinheit des Kraftfahrzeugs dar, insbesondere eine elektrische Maschine des Kraftfahrzeugs beziehungsweise die dieser elektrischen Maschine zugeordnete Leistungselektronik. Da die Antriebseinheit eines Kraftfahrzeugs typischerweise die meiste Energie benötigt, insbesondere im Vergleich zu anderen Kraftfahrzeugverbrauchern, insbesondere Hochvoltverbrauchern sowie auch Verbrauchern des Niedervolt-Bordnetzes, so lässt sich durch eine Reduktion der Leistung gegenüber der angeforderten Leistung gerade bei einer solchen Antriebseinheit ein Reichweitenverlust besonders effizient reduzieren, da die Batterie gerade zur Versorgung der Antriebseinheit üblicherweise den meisten Belastungen ausgesetzt ist. Aber theoretisch könnten auch anderen Verbrauchern des Kraftfahrzeugs reduzierte Leistungen gegenüber den angeforderten Leistungen bereitgestellt werden. Denkbar wäre dies zum Beispiel bei der Versorgung einer Klimaanlage beziehungsweise einer Heizung des Kraftfahrzeugs oder der Versorgung des Niedervolt-Bordnetzes aus dem Hochvolt-Bordnetz. Auch diese Leistung kann zum Beispiel temporär reduziert werden und stattdessen das Niedervolt-Bordnetz aus einer korrespondierenden zusätzlichen Niedervoltbatterie versorgt werden. Dies ist beispielsweise in Situationen vorteilhaft, in welchen zum Beispiel bedingt durch sehr niedrige Umgebungstemperaturen eine Leistungsentnahme aus der Hochvoltbatterie diese sehr stark belasten würde, sodass jede zusätzliche oder vermeidbare Entnahme zumindest temporär vermieden werden könnte, bis bessere Umgebungsbedingungen, zum Beispiel höhere Temperaturen, sich eingestellt haben.
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Entsprechend stellt es eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die zu entnehmende Leistung zusätzlich in Abhängigkeit von einer aktuellen Temperatur bestimmt wird. Vorzugsweise wird diese Temperatur in der Nähe der Batterie, wenn nicht sogar innerhalb der Hochvoltbatterie, gemessen. Typischerweise sind an oder in einer solchen Hochvoltbatterie ohnehin Temperatursensoren angeordnet, sodass die von diesen gemessenen Temperaturen einfach ausgelesen werden können und zur Bestimmung der aktuell bereitzustellenden reduzierten Leistung verwendet werden können. Dies ist besonders vorteilhaft, da gerade bei sehr niedrigen Temperaturen, wie bereits erwähnt, eine Leistungsentnahme aus der Hochvoltbatterie diese besonders stark beansprucht. Entsprechend könnte dann gerade in solchen Situationen auch die Reduktion der Leistung gegenüber der angeforderten Leistung stärker ausfallen, als bei höheren Temperaturen. Dadurch lässt sich der Reichweitenverlust noch effizienter reduzieren.
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Entsprechend stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die zu entnehmende Leistung umso mehr gegenüber der angeforderten Leistung reduziert wird, je weiter die aktuelle Temperatur unter 0 Grad Celsius liegt. Somit können also vorteilhafterweise die Betriebspunkte, welche die Batterie besonders stark altern lassen, besonders effektiv reduziert werden.
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In gleicher Weise ist es auch vorteilhaft, wenn die zu entnehmende Leistung umso mehr gegenüber der angeforderten Leistung reduziert wird, je größer die angeforderte Leistung ist. Besonders hohe Leistungsanforderungen beanspruchen die Hochvoltbatterie ebenso stark. Entsprechend ist es besonders vorteilhaft, wenn die Reduktion der bereitgestellten Leistung gegenüber der angeforderten Leistung umso stärker ausfällt, je höher die angeforderte Leistung ist.
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Da die Alterung der Batterie typischerweise auch mit der Lebensdauer der Batterie fortschreitet, ist es gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die zu entnehmende Leistung umso mehr gegenüber der angeforderten Leistung reduziert wird, je größer die Lebensdauer der Hochvoltbatterie ist. Damit korrespondiert die Leistungsreduktion vorteilhafterweise zur Alterung der Batterie, und es kann durch diese Ausgestaltung der Erfindung vorteilhafterweise eine angepasste Kompensation oder zumindest teilweise Kompensation bereitgestellt werden. Auch hierdurch lässt sich der Reichweitenverlust besonders effizient reduzieren. Dabei muss die Reduktion der Leistung gegenüber der angeforderten Leistung im Laufe der Lebensdauer nicht notwendigerweise linear steigen. Beispielsweise kann auch ein Grenzwert vorgesehen sein, insbesondere ein Lebensdauergrenzwert, ab welchem in Abhängigkeit von der Lebensdauer keine weitere Reduktion der bereitgestellten Leistung gegenüber der angeforderten Leistung mehr durchgeführt wird. Entsprechend stellt es eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dar, wenn die zu entnehmende Leistung gegenüber der angeforderten Leistung in Abhängigkeit von der aktuellen Lebensdauer höchstens bis auf einen vorbestimmten Grenzwert reduziert wird. Steigt die Lebensdauer weiter an, so findet zumindest lebensdauerabhängig keine weitere Reduktion der Leistung mehr statt. Dadurch kann auch bei sehr hohem Alter der Hochvoltbatterie zumindest noch eine gewisse Mindestleistung gewährleistet werden, die für einen Benutzer noch akzeptabel ist. Denn auch eine zu drastische Reduktion der Leistung gegenüber der angeforderten Leistung würde letztendlich zu einer Verärgerung des Fahrers oder Benutzers des Kraftfahrzeugs führen.
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Bei einer sehr einfachen Ausgestaltung der Umsetzung der Bestimmung der reduzierten Leistung gegenüber der angeforderten Leistung kann zum Beispiel für den Parameter Temperatur, den Parameter angeforderte Leistung sowie den Parameter Lebensdauer ein entsprechender Faktor oder Prozentsatz vorgesehen sein, um welchen die Leistung gegenüber der angeforderten Leistung reduziert wird. Wie bereits beschrieben, wird die Leistung vorzugsweise umso stärker reduziert, je niedriger die aktuelle Temperatur unter 0 Grad Celsius liegt. Dies lässt sich durch einen geeigneten Proportionalitätsfaktor berücksichtigen. Auch wird die Leistung vorzugsweise umso stärker reduziert, je höher die angeforderte Leistung ist. Diese Proportionalität kann auch auf besonders einfache Weise durch einen entsprechenden Faktor, um welchen die Leistung gegenüber der angeforderten Leistung mit zunehmender angeforderter Leistung reduziert wird, berücksichtigt werden. Gleiches gilt auch für die Lebensdauer. Um jedoch mehr Freiheitsgrade bei der Anpassung der Reduktion der Leistung gegenüber der angeforderten Leistung in Abhängigkeit von diesen oben genannten drei Parametern zu haben, stellt es eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung dar, dass die in Abhängigkeit von der aktuell angeforderten Leistung, der aktuellen Lebensdauer und der aktuellen Temperatur zu entnehmende Leistung der Hochvoltbatterie auf Basis eines gespeicherten Kennlinienfeldes bestimmt wird. Damit lassen sich auf besonders einfache Weise auch nicht lineare Zusammenhänge zwischen der Leistungsreduktion und den genannten drei Parametern umsetzen. Dies ermöglicht deutlich mehr Anpassungsmöglichkeiten und die Leistungsreduktion kann deutlich besser auf die tatsächliche Alterung der Hochvoltbatterie im Laufe der Lebensdauer ausgelegt werden. Auch ist hierfür der Berechnungsaufwand minimal. Wird also eine bestimmte Leistung aktuell angefordert, so kann einfach die aktuelle Batterietemperatur und die aktuelle Lebensdauer der Batterie ermittelt werden und im Kennlinienfeld die zugehörige reduzierte Leistung bestimmt werden und diese von der Batterie an die Kraftfahrzeugkomponente, insbesondere die elektrische Maschine, geliefert werden.
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Bei einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird in Abhängigkeit von der Lebensdauer der Hochvoltbatterie ein Betrieb einer elektrischen Maschine des Kraftfahrzeugs gesteuert. Mit anderen Worten kann zur Umsetzung des beschriebenen Verfahrens einfach die Motorapplikation angepasst werden. Zu diesem Zweck kann zum Beispiel ein Motorsteuergerät, wenn dieses eine Leistungsanforderung, zum Beispiel von einem Gaspedal oder einem Fahrerassistenzsystem empfängt, auf die beschriebenen Arten und Weisen die zugehörige reduzierte Leistung in der aktuellen Situation bestimmen. Diese bestimmte reduzierte Leistung wird dann vom Motor von der Hochvoltbatterie angefordert und die Hochvoltbatterie stellt diese reduzierte Leistung dem Motor zur Verfügung. Auf diese Weise ist keine besondere Steuerung der Hochvoltbatterie selbst erforderlich. Dadurch lassen sich das beschriebene Verfahren und seine Ausführungsformen besonders einfach und effizient umsetzen. Zudem lassen sich zu diesem Zweck bereits bestehende Kennlinienfelder, die die angeforderte Leistung mit der Temperatur verknüpfen, um daraus eine reduzierte Leistung zu ermitteln, einfach durch den Faktor Zeit erweitern, der entsprechende Lebensdauer der Batterie darstellt. Somit kann vorteilhafterweise der Reichweitenverlust durch Anpassung der Fahrstrategie und der Motorapplikation zumindest teilweise kompensiert werden.
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Des Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Steuereinrichtung zum Steuern eines Betriebs eines Kraftfahrzeugs, wobei die Steuereinrichtung dazu ausgelegt ist, das Kraftfahrzeug derart zu steuern, dass in Abhängigkeit von einer aktuelle angeforderten Leistung eine der Hochvoltbatterie zu entnehmende Leistung in Abhängigkeit von einer aktuellen Lebensdauer der Batterie gegenüber der angeforderten Leistung reduziert wird und zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente bereitgestellt wird.
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Die Erfindung betrifft zudem auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Steuereinrichtung. Das Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.
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Die für das erfindungsgemäße Verfahren und seine Ausgestaltungen beschriebenen Vorteile gelten in gleicher Weise für die erfindungsgemäße Steuereinrichtung und das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug. Darüber hinaus ermöglichen die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und seinen Ausgestaltungen beschriebenen Verfahrensschritte die Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung durch weitere korrespondierende gegenständliche Merkmale.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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Hierzu zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Steuereinrichtung 12 zum Steuern eines Betriebs des Kraftfahrzeugs 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Kraftfahrzeug 10 kann dabei als Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug ausgebildet sein. Im vorliegenden Beispiel umfasst das Kraftfahrzeug 10 eine Hochvoltbatterie 14, sowie eine elektrische Maschine 16 als Kraftfahrzeugkomponente. Weiterhin ist im Bereich der Hochvoltbatterie 14 mindestens ein Temperatursensor 18 angeordnet, der die Temperatur der Hochvoltbatterie 14 überwacht. Zu diesem Zweck kann der Temperatursensor 18 die Temperatur der Hochvoltbatterie 14 fortwährend in wiederholten Zeitschritten, insbesondere kontinuierlich, erfassen. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 10 auch einen Lebensdauerzähler 20 auf, welcher die Lebensdauer der Hochvoltbatterie 14 zählt. Die Lebensdauer der Hochvoltbatterie 14 stellt insbesondere die bis jetzt vergangene Zeitdauer ab einem vorbestimmten Initialisierungszeitpunkt der Hochvoltbatterie 14 dar. Sowohl die vom Temperatursensor 18 erfasste Temperatur T sowie auch die vom Lebensdauerzähler 20 aktuell bestimmte Lebensdauer L können als Information an die Steuereinrichtung 12 geliefert werden, insbesondere ebenfalls fortwährend wiederholt in vorbestimmten Zeitschritten oder jedoch nur auf Anfrage von der Steuereinrichtung 12 hin. Wird nun eine bestimmte Leistung PA angefragt, so kann die Steuereinrichtung 12 vorteilhafterweise in Abhängigkeit von dieser angefragten Leistung PA, sowie in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur T sowie der aktuellen Lebensdauer L der Hochvoltbatterie 14 eine reduzierte Leistung PR ermitteln. Die Anfrage dieser Leistung PA kann zum Beispiel von einem Gaspedal 22 stammen und/oder von einem Fahrerassistenzsystem 24 zum zumindest teilweise automatischen Führen des Kraftfahrzeugs 10. Besonders vorteilhaft ist es nun, dass diese angefragte Leistung PA nicht eins zu eins umgesetzt wird, sondern in Abhängigkeit von der aktuellen Lebensdauer L der Batterie 14 reduziert wird. Vorzugsweise fällt diese Reduktion dabei umso stärker aus, je größer die Lebensdauer L der Hochvoltbatterie 14 ist. Zudem kann, wie beschrieben, auch die aktuelle Temperatur T bei der Bestimmung der reduzierten Leistung PR berücksichtigt werden. Gerade bei sehr tiefen Temperaturen T wird die Leistung gegenüber der angefragten Leistung PA besonders stark reduziert, da in solchen tiefen Temperaturbereichen die Belastung der Hochvoltbatterie 14 bei einer Leistungsentnahme besonders groß ist. Entsprechend gilt dies auch für die angefragte Leistung PR. Eine Belastung fällt auch hier umso stärker aus, je größer diese angefragte Leistung PA ist. Entsprechend kann auch eine Reduktion der Leistung umso größer ausfallen, je größer die angefragte Leistung PA ist. Diese Zusammenhänge können auf Basis von Kennlinienfeldern in der Steuereinrichtung 12 beziehungsweise in einem Speicher der Steuereinrichtung 12 hinterlegt sein. Exemplarisch ist hier ein Kennlinienfeld 26 dargestellt, welches verschiedene Kennlinien für verschiedene Lebensdauern L0, L1, L2, L3 der Hochvoltbatterie 14 zeigt, die für die jeweilige betreffende Lebensdauer L0, L1, L2, L3 das Verhältnis zwischen reduzierter Leistung PR zur angefragten Leistung PA in Abhängigkeit von der aktuellen Temperatur T beschreiben. Dabei ist die Lebensdauer L0 kleiner als die Lebensdauer L1, diese wiederum kleiner als die Lebensdauer L2 und diese wiederum kleiner als die Lebensdauer L3. Die dargestellten Kurven sind jedoch nur als veranschaulichendes Beispiel gewählt.
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Die nunmehr von der Steuereinrichtung 12 in Abhängigkeit von der angeforderten Leistung PA, der aktuellen Temperatur T und der aktuellen Lebensdauer L der Hochvoltbatterie 14 auf Basis des Kennlinienfeldes 26 bestimmte reduzierte Leistung PR wird als entsprechendes Steuersignal S an die elektrische Maschine 16 übertragen, welche nunmehr diese bestimmte reduzierte Leistung PR von der Hochvoltbatterie 14 bezieht und mit dieser Leistung betrieben wird.
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Eine Bestimmung der reduzierten Leistung PR in Abhängigkeit von den genannten Parametern muss jedoch nicht notwendigerweise auf Basis eines Kennlinienfeldes erfolgen, sondern kann zum Beispiel in Form einer Formel oder ähnlichem in dem Speicher der Steuereinrichtung 12 abgelegt sein. Bei Variationen der angeforderten Leistung PA, zum Beispiel der Variation der Gaspedalstellung, ermittelt die Steuereinrichtung 12 immer wieder die zugeordnete reduzierte Leistung PR erneut und steuert die elektrische Maschine 16 entsprechend an.
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Dadurch ist es also vorteilhafterweise möglich, die Betriebspunkte, welche die Batterie besonders stark altern lassen, zu reduzieren, insbesondere vor allem bei Minustemperaturen und hohen Leistungen. Hat ein neues Kraftfahrzeug zum Beispiel bei -10 Grad Celsius noch 90 Prozent der maximalen Leistung, das heißt die Leistung wurde gegenüber der angeforderten Leistung um 10 Prozent reduziert, so hat es nach drei Jahren nur noch 85 Prozent, das heißt also die Leistung wird gegenüber der angeforderten Leistung um 15 Prozent reduziert. So kann über die Lebensdauer der Hochvoltbatterie 14 die Fahrstrategie und die Motorapplikation angepasst beziehungsweise reduziert werden, um den Batteriekapazitätsverlust zu verhindern oder zumindest zu reduzieren. Damit kann der Reichweitenverlust über die Lebensdauer der Batterie vorteilhafterweise sehr gering gehalten werden, was das entscheidende Kriterium für eine Kundenzufriedenheit bei Elektrofahrzeugen ist.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Anpassung der Fahrstrategie und der Motorapplikation über die Batterielebensdauer von Elektrofahrzeugen bereitgestellt werden kann, die auf besonders einfache und effiziente Weise die Alterung der Batterie und den daraus resultierenden Reichweitenverlust im Laufe der Zeit reduziert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014212451 A1 [0003]
- DE 102015205252 A1 [0004]
- DE 102016211898 A1 [0005]
