DE102018222741A1

DE102018222741A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102018222741A1
Application number: DE102018222741.1A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Splett; Florian Kühnlenz; Thomas Geiger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2018-12-21
Filing date: 2018-12-21
Publication date: 2020-06-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden einer Niedervolt-Batterie (11) in einem Bordnetz (50) eines Fahrzeugs, wobei das Laden durch einen Generator (13) mittels eines DC/DC-Wandlers (12) erfolgt, und wobei eine Ladungskapazität (30) der Niedervolt-Batterie (11) in mindestens drei Kapazitätssegmente (Sx) unterteilt wird, umfassend die folgenden Schritte: Ermitteln eines aktuellen Ladezustands (40) der Niedervolt-Batterie (11), Bestimmen, in welchem der mindestens drei Kapazitätssegmente (Sx) der aktuell vorliegende Ladezustand liegt, und Laden der Niedervolt-Batterie (11) in Abhängigkeit des bestimmten Kapazitätssegments (Sx). Ferner betrifft die Erfindung eine zugehörige Vorrichtung (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs.
Niedervolt-Batterien werden in Fahrzeugen eingesetzt, um eine Energieversorgung von Fahrzeugsystemen auch dann zu gewährleisten, wenn ein Generator des Fahrzeugs keine Energie zur Verfügung stellen kann. Bei modernen Fahrzeugen tritt dieser Fall insbesondere dann auf, wenn der Motor zur Steigerung einer Energieeffizienz bei der Fahrt oder bei Stillstand des Fahrzeugs abgeschaltet wird. Die Niedervolt-Batterie gewährleistet dann, dass beispielsweise eine Lenkunterstützung oder Sicherheitssysteme weiter betrieben werden können.
Die Niedervolt-Batterie wird während eines Betriebs des Generators des Fahrzeugs über einen DC/DC-Wandler geladen. Das Laden der Niedervolt-Batterie ist derzeit jedoch, insbesondere im Hinblick auf eine Energieeffizienz, nur unbefriedigend gelöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs zu schaffen, bei denen das Laden der Niedervolt-Batterie, insbesondere im Hinblick auf eine Energieeffizienz, verbessert durchgeführt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Insbesondere wird ein Verfahren zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs zur Verfügung gestellt, wobei das Laden durch einen Generator mittels eines DC/DC-Wandlers erfolgt, und wobei eine Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie in mindestens drei Kapazitätssegmente unterteilt wird, umfassend die folgenden Schritte: Ermitteln eines aktuellen Ladezustands der Niedervolt-Batterie, Bestimmen, in welchem der mindestens drei Kapazitätssegmente der aktuell vorliegende Ladezustand liegt, und Laden der Niedervolt-Batterie in Abhängigkeit des bestimmten Kapazitätssegments.
Ferner wird eine Vorrichtung zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs geschaffen, wobei das Laden durch einen Generator mittels eines DC/DC-Wandlers erfolgt, umfassend eine Steuerung, wobei die Steuerung derart ausgebildet ist, eine Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie in mindestens drei Kapazitätssegmente zu unterteilen, einen aktuellen Ladezustand der Niedervolt-Batterie zu ermitteln, und zu bestimmen, in welchem der mindestens drei Kapazitätssegmente der aktuell vorliegende Ladezustand liegt, und ein Laden der Niedervolt-Batterie in Abhängigkeit des bestimmten Kapazitätssegments durch Ansteuern des DC/DC-Wandlers zu steuern.
Es ist einer der Grundgedanken der Erfindung, eine Ladungskapazität einer Niedervolt-Batterie in mindestens drei Kapazitätssegmente zu unterteilen. Das Unterteilen erfolgt hierbei nicht physisch, sondern durch Festlegen bestimmter Bereiche, welche die Ladungskapazität aufteilen. Sind beispielsweise drei Kapazitätssegmente vorgesehen, so kann ein erstes Kapazitätssegment einen Bereich der Ladezustände von 0 bis 3000 As, ein zweites Kapazitätssegment einen Bereich der Ladezustände von >3000 As bis 5000 As und ein drittes Kapazitätssegment einen Bereich der Ladezustände von >5000 As bis 6000 As umfassen. Die drei Kapazitätssegmente weisen dann die folgenden Kapazitäten auf 3000 As, 2000 As bzw. 1000 As. Zum Laden wird ein aktueller Ladezustand der Niedervolt-Batterie ermittelt. Anschließend wird bestimmt, in welchem der mindestens drei Kapazitätssegmente der aktuelle Ladezustand liegt bzw. in welchen der mindestens drei Kapazitätssegmente sich die Niedervolt-Batterie aktuell befindet. Das Laden der Niedervolt-Batterie erfolgt dann in Abhängigkeit des bestimmten Kapazitätssegments. Der Vorteil der Erfindung ist, dass das Laden der Niedervolt-Batterie segmentabhängig auf unterschiedliche Weise erfolgen kann. Beispielsweise kann eine Ladeleistung und/oder eine Ladedauer für jedes der Kapazitätssegmente anders gewählt werden. Hierdurch kann eine segmentabhängige Ladestrategie umgesetzt werden.
Die Niedervolt-Batterie ist insbesondere eine Lithiumionen-Batterie. Als Speichermaterial kann die Lithiumionen-Batterie beispielsweise ein Lithium-Nickel-Mangan-Cobalt-Oxid (Li-NMC) umfassen. Die Niedervolt-Batterie kann insbesondere als Zweitbatterie neben einem Bleisäure-Akkumulator in einem Bordnetz des Fahrzeugs eingesetzt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass der aktuelle Ladezustand über eine Leerlaufspannung der Niedervolt-Batterie abgeschätzt wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest eines der Kapazitätssegmente zumindest zeitweise einem Laden während einer Rekuperationsphase zugeordnet ist oder zugeordnet wird. Eine Rekuperation soll hierbei insbesondere eine BremsenergieRückgewinnung bezeichnen. Hierbei wird die beim Bremsen oder im Schubbetrieb freiwerdende Energie durch Energierückgewinnung vom Generator in elektrische Energie umgewandelt. Das der Rekuperationsphase zugeordnete Kapazitätssegment ist insbesondere das Kapazitätssegment, welches einen Bereich aufweist, der bis zu einer maximalen Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie reicht. Der Vorteil ist, dass ein Kapazitätssegment für ein Laden der Niedervolt-Batterie während einer Rekuperationsphase reserviert ist. Das Laden der Niedervolt-Batterie kann während der Rekuperationsphase besonders energieeffizient erfolgen. Das Bereithalten eines Kapazitätssegments für ein Laden während der Rekuperationsphase führt dazu, dass eine Ladesteuerung- und/oder ein Lademanagement der Niedervolt-Batterie insgesamt energieeffizienter erfolgen kann.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Bereich mindestens eines der Kapazitätssegmente auf Grundlage eines Belastungsprofils und einer Mindestdauer oder Solldauer mindestens einer bereitzustellenden Funktion festgelegt wird. Eine bereitzustellende Funktion umfasst hierbei insbesondere das Sicherstellen zumindest einer kurzzeitigen Energieversorgung des Bordnetzes, insbesondere zu Zeiten, zu denen der Generator nicht betrieben wird. Ein Bereich eines Kapazitätssegments wird hierbei derart gewählt, dass die bereitzustellende Funktion zumindest für eine vorgegebene Mindestdauer bereitgestellt werden kann. Um die hierfür notwendige Kapazität zu ermitteln, muss ein Belastungsprofil der bereitzustellenden Funktion berücksichtigt werden. Das Belastungsprofil ist insbesondere ein zum Bereitstellen der Funktion benötigter Strom bzw. eine benötigte Ladungsmenge. Alternativ kann ein Bereich eines Kapazitätssegments auch über eine Solldauer festgelegt werden. Die Solldauer ist hierbei eine Sollvorgabe für die Dauer, für die eine bereitzustellende Funktion bereitgestellt werden soll. Auch hier muss zum Bestimmen einer dem Kapazitätssegment zugeordneten Kapazität das jeweilige Belastungsprofil der Funktion berücksichtigt werden. Soll eine Mindestdauer oder eine Solldauer beispielsweise 60 Sekunden betragen und fordert das Belastungsprofil einen zum Bereitstellen der Funktion notwendigen Strom von 10 A, so ergibt sich hieraus eine Kapazität für das Kapazitätssegment von 600 As.
Es kann vorgesehen sein, dass bei mehreren bereitzustellenden Funktionen ein Mittelwert oder ein Maximalwert bestimmt wird und der Bereich eines Kapazitätssegments auf Grundlage des bestimmten Mittelwerts oder Maximalwerts festgelegt wird. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn davon ausgegangen werden kann, dass nicht alle bereitzustellenden Funktionen zu jedem Zeitpunkt auch gleichzeitig bereitgestellt werden müssen. Hierdurch können die Kapazitätssegmente besser genutzt werden, wodurch eine verfügbare Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie effizienter genutzt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine aktuell verfügbare Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie auf Grundlage eines Betriebszustandes der Niedervolt-Batterie bestimmt oder geschätzt wird und ein Bereich von mindestens einem der Kapazitätssegmente in Abhängigkeit der bestimmten Ladungskapazität verändert wird. Die aktuell verfügbare Ladungskapazität ist abhängig von einem Betriebszustand der Niedervolt-Batterie. Betriebszustände sollen hierbei insbesondere eine Temperatur der Niedervolt-Batterie bzw. eine Temperatur von Zellen der Niedervolt-Batterie umfassen. Insbesondere ist eine Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie stark von einer Temperatur der Niedervolt-Batterie abhängig. Weist eine als Li-NMC-Batterie ausgebildet Niedervolt-Batterie beispielsweise bei einer Temperatur von 35°C eine Ladungskapazität von -7000 As auf, so kann die Ladungskapazität bei einer Temperatur von 0°C bis auf -1000 As abfallen. Auch wenn diese Werte lediglich beispielhaft sind, so ist in jedem Fall eine starke Abhängigkeit der Ladungskapazität von der Temperatur zu beobachten. Um dieses Verhalten zu berücksichtigen, wird eine aktuell verfügbare Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie bestimmt oder geschätzt und ein Bereich von mindestens einem der Kapazitätssegmente in Abhängigkeit der bestimmten Ladungskapazität verändert. Auf diese Weise können Bereiche der Kapazitätssegmente an eine geänderte Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie angepasst werden, beispielsweise indem einzelne oder mehrere Kapazitätssegmente verkleinert oder vergrößert werden. Durch Anpassen der Bereiche der Kapazitätssegmente kann eine Ladestrategie trotz Anpassen an die geänderte Ladungskapazität beibehalten werden und eine Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie optimal genutzt werden.
Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass ein Bereich eines Kapazitätssegments auf Null gesetzt wird, das heißt dass das Kapazitätssegment bei einer Änderung der Ladungskapazität nicht mehr berücksichtigt wird. Ändert sich die Ladungskapazität wieder in umgekehrter Richtung, so kann der Bereich des entsprechenden Kapazitätssegments wieder vergrößert werden.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Bereich von mindestens einem der Kapazitätssegmente in Abhängigkeit von mindestens einem aktuellen Betriebsparameter des Fahrzeugs verändert wird. Ein aktueller Betriebsparameter kann beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung oder eine Verzögerung, eine Motordrehzahl oder ein Motordrehmoment sein. Hierdurch lässt sich ein Ladeverhalten in Abhängigkeit eines Fahrzeugzustands, insbesondere auch kurzfristig, anpassen, indem Bereiche der Kapazitätssegmente verändert werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Verändern des Bereichs des mindestens einen Kapazitätssegments auf Grundlage von in Testfahrten ermittelten Messdaten erfolgt. Hierbei kann beispielsweise eine Abhängigkeit der Energieeffizienz beim Laden von den Bereichen der Kapazitätssegmente bei unterschiedlichen Betriebsparametern empirisch bestimmt werden. Bei nachfolgenden Fahrten werden die Bereiche der Kapazitätssegmente dann so angepasst, dass eine Energieeffizienz beim Laden für einen aktuellen Fahrzeugzustand bzw. aktuelle Betriebsparameter optimiert ist.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein aktueller Ladezustand durch Ermitteln einer verfügbaren entnehmbaren Ladung bestimmt wird. Einfach ausgedrückt, wird eine Ladungsmenge bestimmt, welche der Niedervolt-Batterie ausgehend von einem aktuellen Zustand noch entnommen werden kann bzw. entnommen werden darf. Aus einem Zellmodell für die Niedervolt-Batterie wird hierzu aus Betriebsgrößen wie einer Spannung, einem Strom und einer Temperatur ein aktueller Innenwiderstand der Niedervolt-Batterie bestimmt. Der Innenwiderstand ist hierbei insbesondere abhängig von einer aktuellen Belastung und einem Ladungszustand (engl. state of charge, SOC). Aus Kennfeldern der Niedervolt-Batterie, welche Messkurven bei verschiedenen Temperaturen und verschiedenen Belastungen (d.h. Strömen) entsprechen, kann die verfügbare entnehmbare Ladung bestimmt werden. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass zum Schätzen einer verfügbaren entnehmbaren Ladung eine Spannung der Niedervolt-Batterie erfasst und ausgewertet wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zum Laden der Niedervolt-Batterie eine direkte elektrische Verbindung zwischen der Niedervolt-Batterie und dem Generator hergestellt wird, sodass das Laden über die direkte elektrische Verbindung erfolgen kann. Direkt soll hierbei insbesondere bedeuten, dass das Laden ohne den DC/DC-Wandler erfolgt. Hierbei können jedoch weitere elektronische Bauteile zum Ausbilden der elektrischen Verbindung verwendet werden. Der Vorteil ist, dass eine Ladeleistung der Niedervolt-Batterie nicht durch eine Leistung des DC/DC-Wandlers begrenzt ist. Zwar kann der DC/DC-Wandler in der Regel eine Zeitlang oberhalb einer nominellen Leistung betrieben werden, das heißt im Bereich einer thermischen Reserve. Jedoch muss der DC/DC-Wandler anschließend für einige Minuten wieder im nominellen Leistungsbereich betrieben werden. Durch Ausbilden der direkten elektrischen Verbindung ist es hingegen möglich, die Niedervolt-Batterie für längere Zeit mit einer höheren Ladeleistung zu laden. Die elektrische Verbindung kann insbesondere mittels eines entsprechend dimensionierten Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor (MOSFET)-Schalters hergestellt werden. Der MOSFET-Schalter wird bei Bedarf von der Steuerung der Vorrichtung angesteuert.
In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass eine Ladeleistung beim Laden zumindest für ein Kapazitätssegment in Abhängigkeit einer beim Laden erzielbaren Energieeffizienz gewählt wird. Die Energieeffizienz soll hierbei insbesondere im Hinblick auf einen Treibstoffverbrauch des Fahrzeugs ermittelt werden. Beispielsweise kann ein Laden mit voller Ladeleistung nur erfolgen, wenn das Laden energieeffizient ist. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die Niedervolt-Batterie während einer Rekuperationsphase zumindest in einem Kapazitätssegment mit voller Ladeleistung geladen wird. Außerhalb der Rekuperationsphase wird hingegen mit verminderter Ladeleistung geladen oder die Niedervolt-Batterie wird überhaupt nicht geladen. Hierdurch lässt sich eine Energieeffizienz beim Laden der Niedervolt-Batterie weiter steigern. Eine aktuell vorliegende oder erzielbare Energieeffizienz kann beispielsweise von einer Motorsteuerung des Fahrzeugs abgefragt werden. Wird eine Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs beispielsweise in einem energieeffizienten Bereich betrieben, so kann ein Laden der Niedervolt-Batterie mit einer entsprechenden Ladeleistung erfolgen. Wird die Verbrennungskraftmaschine hingegen in einem nicht energieeffizienten Bereich betrieben, beispielsweise weil das Fahrzeug gerade beschleunigt wird, so kann ein kleinerer Wert für die Ladeleistung gewählt werden. Beim Abfragen oder Bestimmen der erzielbaren Energieeffizienz kann vorgesehen sein, dass ein durch das Laden hervorgerufenes zusätzliches Moment auf einer Welle des Motors bereits berücksichtigt wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass zumindest für ein Kapazitätssegment eine Ladeleistung zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit einer Leistungsreserve des Generators gewählt wird. Die Leistungsreserve soll hierbei insbesondere eine in einem aktuellen Betriebszustand des Generators vorhandene Differenz zwischen einer aktuellen Leistung und einer maximal möglichen Leistung des Generators bezeichnen. Ist die Leistungsreserve größer als Null, so kann eine Ladeleistung beispielsweise erhöht werden.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren zum Laden beendet wird, wenn eine Leerlaufspannung der Niedervolt-Batterie eine vorgegebene Maximalspannung erreicht oder überschreitet.
In einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Verfahren zum Laden beendet wird, wenn eine Lastspannung der Niedervolt-Batterie eine vorgegebene Maximalspannung erreicht oder überschreitet. Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass als Lastspannung die Spannung gewählt wird, die sich unter der geringsten durch Funktionen vorgegebenen Belastung an der Niedervolt-Batterie einstellt. Da die Niedervolt-Batterie unter Belastung in der Regel eine größere Ladungskapazität bereitstellen kann, lässt sich die Niedervolt-Batterie hierdurch verbessert nutzen.
In Ausführungsformen der Vorrichtung ist die Steuerung jeweils derart ausgebildet, die einzelnen Schritte der beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens durch Ansteuern des DC/DC-Wandlers und/oder eines MOSFET-Schalters durchzuführen. Die Vorteile der einzelnen Ausführungsformen der Vorrichtung sind hierbei die gleichen wie die der Ausführungsformen des Verfahrens. Die Vorrichtung kann Schnittstellen zum Empfangen eines Betriebszustands der Niedervolt-Batterie, einer Information über das Vorliegen einer Rekuperationsphase, einer Information zur Energieeffizienz einer Energieerzeugung und/oder einer Information zur Leistungsreserve des Generators aufweisen.
Es kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung den DC/DC-Wandler umfasst.
Es wird ferner ein Ladungsspeicher geschaffen, umfassend mindestens eine Niedervolt-Batterie und mindestens eine Vorrichtung gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen. Der Ladungsspeicher kann zusätzlich einen DC/DC-Wandler umfassen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Architektur eines Bordnetzes eines Fahrzeugs;
2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs;
3 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Unterteilung einer Ladungskapazität einer Niedervolt-Batterie in Kapazitätssegmente;
4 ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs;
5 eine schematische Darstellung einer Vergrößerung von Kapazitätssegmenten bei einer Vergrößerung einer Ladungskapazität;
6 eine schematische Darstellung einer Verkleinerung von Kapazitätssegmenten bei einer Verkleinerung einer Ladungskapazität;
7 ein schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs.

In 1 ist eine schematische Darstellung ein beispielhaftes Bordnetzes 50 eines Fahrzeugs gezeigt. Das Bordnetz 50 umfasst einen Ladungsspeicher 10, beispielsweise einen Lithiumionenspeicher, mit einer darin integrierten Niedervolt-Batterie 11. Die Niedervolt-Batterie 11 kann über einen DC/DC-Wandler 12 mittels eines Generators 13 geladen werden. Das Bordnetz 50 weist Verbraucher 14 auf, welche eine elektrische Leistung von dem Generator 13 und/oder von dem Ladungsspeicher 10 beziehen.
Das Bordnetz 50 ist über eine Q-Diode 51 mit einem Starterstromkreis 52 verbunden. Der Starterstromkreis 52 umfasst einen Bleisäurespeicher 53 und einen Startermotor 54.
Es kann vorgesehen sein, dass der Ladungsspeicher 10 einen MOSFET-Schalter 15 umfasst, mit dem eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Generator 13 und der Niedervolt-Batterie 11 hergestellt werden kann.
Das Laden über den DC/DC-Wandler 12 bzw. über den MOSFET-Schalter 15 wird mittels einer Vorrichtung 1 gesteuert. Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 1 von dem Ladungsspeicher 10 umfasst ist und beispielsweise als Teil einer Ladesteuerung bzw. - regelung in diesen integriert ist.
In 2 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Vorrichtung 1 zum Laden der Niedervolt-Batterie 11 gezeigt.
Die Vorrichtung 1 umfasst eine Steuerung 2. Die Steuerung 2 unterteilt eine Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie 11 (vgl. 1) in mindestens drei Kapazitätssegmente. Das Unterteilen erfolgt nicht physisch, sondern logisch, beispielsweise durch Definieren von Bereichen für die mindestens drei Kapazitätssegmente in einem Datenspeicher 3 der Steuerung 2.
Ferner ermittelt die Steuerung 2 einen aktuellen Ladezustand 40 der Niedervolt-Batterie. Dies erfolgt beispielsweise, indem auf Grundlage eines Betriebszustands 20 der Niedervolt-Batterie, umfassend beispielsweise eine Spannung, einen Strom, eine Temperatur und/oder einen Innenwiderstand der Niedervolt-Batterie, der aktuelle Ladezustand 40 der Niedervolt-Batterie ermittelt bzw. geschätzt wird.
Anschließend bestimmt die Steuerung 2, in welchem der mindestens drei Kapazitätssegmente der aktuell vorliegende Ladezustand 40 liegt. Die erfolgt beispielsweise durch Vergleich des aktuellen Ladezustands 40 mit den jeweiligen Bereichen der Kapazitätssegmente.
Auf Grundlage des bestimmten Kapazitätssegments erfolgt anschließend ein Laden der Niedervolt-Batterie. Hierzu steuert die Steuerung 2 den DC/DC-Wandler 12 und/oder den MOSFET-Schalter 15 (vgl. auch 1) entsprechend an.
Es kann vorgesehen sein, dass der Steuerung 2 weitere Parameter zugeführt werden, welche beim Laden berücksichtigt werden können. Dies kann beispielsweise ein Rekuperationssignal 31 sein, welches signalisiert, ob das Fahrzeug aktuell in einer Rekuperationsphase 21 betrieben wird oder nicht.
Es kann weiter vorgesehen sein, dass ein Bereich mindestens eines der Kapazitätssegmente auf Grundlage eines Belastungsprofils und einer Mindestdauer oder Solldauer mindestens einer bereitzustellenden Funktion festgelegt wird. Hierzu werden der Steuerung 2 die entsprechenden Daten für die mindestens eine bereitzustellende Funktion bereitgestellt.
Ferner kann vorgesehen sein, dass eine aktuell verfügbare Ladungskapazität der Niedervolt-Batterie auf Grundlage des Betriebszustandes 20 der Niedervolt-Batterie bestimmt oder geschätzt wird und ein Bereich von mindestens einem der Kapazitätssegmente in Abhängigkeit der bestimmten Ladungskapazität verändert wird. Insbesondere kann hierdurch eine Änderung der Ladungskapazität bei einer Temperaturänderung berücksichtigt werden.
Es kann darüber hinaus vorgesehen sein, dass ein Bereich von mindestens einem der Kapazitätssegmente in Abhängigkeit von mindestens einem aktuellen Betriebsparameter 22 des Fahrzeugs verändert wird. Hierzu kann der Steuerung 2 ein solcher Betriebsparameter 22 des Fahrzeugs beispielsweise als Betriebsparametersignal 32 zugeführt werden. Der Betriebsparameter 22 kann beispielsweise eine Geschwindigkeit, eine Beschleunigung, eine Motordrehzahl oder ein Motordrehmoment einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs etc. sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 2 eine Ladeleistung beim Laden zumindest für ein Kapazitätssegment in Abhängigkeit einer beim Laden erzielbaren Energieeffizienz 23 wählt. Hierzu kann der Steuerung 2 ein Energieeffizienzsignal 33 zugeführt werden, welches beispielsweise von einer Motorsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs abgefragt und/oder bereitgestellt wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zumindest für ein Kapazitätssegment eine Ladeleistung zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit einer Leistungsreserve 24 des Generators 13 (vgl. 1) gewählt wird. Hierzu kann der Steuerung 2 ein Leistungsreservesignal 34 des Generators 13 zugeführt werden, welches beim Steuern des Ladens der Niedervolt-Batterie berücksichtigt wird.
Es kann vorgesehen sein, dass die Steuerung 2 das Verfahren zum Laden beendet, wenn eine Leerlaufspannung der Niedervolt-Batterie eine vorgegebene Maximalspannung erreicht oder überschreitet. Die Leerlaufspannung kann beispielsweise von dem bereitgestellten Betriebszustand 20 umfasst sein.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Steuerung das Verfahren zum Laden beendet, wenn eine Lastspannung der Niedrigvolt-Batterie eine vorgegebene Maximalspannung erreicht oder übersch reitet.
In 3 ist eine schematische Darstellung einer beispielhaften Unterteilung einer Ladungskapazität 30 einer Niedervolt-Batterie in mehrere Kapazitätssegmente Sx gezeigt. Im gezeigten Beispiel ist die Ladungskapazität 30 in fünf Kapazitätssegmente S0, S1, S2, S3, S4 unterteilt. Ein Kapazitätssegment S0 dient hierbei der Sicherstellung einer Mindestladung der Niedervolt-Batterie, damit diese nicht durch Tiefenentladung zerstört wird. Ein Kapazitätssegment S1 dient dem Bereitstellen einer Notfallreserve. Ein Kapazitätssegment S2 dient dem Bereitstellen einer Mindestfunktionalität, beispielsweise um mindestens eine Funktion für eine vorgegebene Mindestdauer bereitstellen zu können. Eine solche Mindestfunktionalität kann beispielsweise einen Betrieb einer Lenkunterstützung und/oder eines Bremskraftverstärkers umfassen. Ein Kapazitätssegment S3 dient dem Bereitstellen von Nutzfunktionen, das heißt beispielsweise Funktionen, die für eine Solldauer betrieben werden sollen. Die Kapazitätssegmente S2 und S3 können prinzipiell auch die gleichen Funktionen umfassen. Ein Kapazitätssegment S4 ist einer Rekuperationsphase zugeordnet, das heißt dieses Kapazitätssegment S4 wird für eine Rekuperationsphase bzw. eine Aufnahmefähigkeit der Niedervolt-Batterie für rekuperierte Energie bereitgehalten.
Beträgt eine Ladungskapazität 30 der Niedervolt-Batterie beispielsweise -7000 As, so können die einzelnen Kapazitätssegmente S0, S1, S2, S3, S4 die folgenden Bereiche der Ladungskapazität 30 umfassen:

- Kapazitätssegment S0 vorgegeben durch den Hersteller der Niedervolt-Batterie,
- Kapazitätssegment S1 0 bis 3000 As,
- Kapazitätssegment S2 3000 As bis 3500 As,
- Kapazitätssegment S3 3500 As bis 6000 As und
- Kapazitätssegment S4 6000 As bis 7000 As.

Eine zur Verfügung stehende Ladungsmenge Qe kann insbesondere in Bezug auf ein Bereichsende des Kapazitätssegments S1 definiert werden, wobei das Bereichsende dann als Referenzwert Qe = 0 gesetzt wird (vgl. 3). Die Ladungsmenge entspricht dann einer verfügbaren entnehmbaren Ladung.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass der Bereich des Kapazitätssegments S2 auf Grundlage eines Belastungsprofils BP und einer Mindestdauer t_min der im Rahmen der Mindestfunktionalität bereitzustellenden mindestens einen Funktion festgelegt wird. Hierbei kann eine Ladungsmenge Qe zum Festlegen einer oberen Grenze des Kapazitätssegments S2 durch einen Maximalwert aller bereitzustellenden Funktionen ermittelt werden: $Qe = max (BP \cdot t_min) .$
Es kann vorgesehen sein, dass der Bereich des Kapazitätssegments S3 auf Grundlage eines Belastungsprofils BP und einer Solldauer t_soll der Nutzenfunktionen festgelegt wird Hierbei kann eine Ladungsmenge Qe zum Festlegen einer oberen Grenze des Kapazitätssegments S3 durch einen Maximalwert aller bereitzustellenden Nutzenfunktionen ermittelt werden: $Qe = max (BP \cdot t_soll) .$
Die obere Grenze des Kapazitätssegments S4 ergibt sich anschließend durch Addition einer für die Rekuperation bereitzuhaltenden Ladungsmenge Qe_S4.
Die Aufteilung der Ladungskapazität 30 in die Kapazitätssegmente S0, S1, S2, S3, S4 ist lediglich beispielshaft, die Ladungskapazität 30 kann prinzipiell auch anders unterteilt werden.
In 4 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs gezeigt. Als Kapazitätssegmente werden hier beispielhaft die in der 3 beschriebenen Kapazitätssegmente S0, S1, S2, S3 und S4 verwendet.
Nach dem Start 100 des Verfahrens wird in einem Verfahrensschritt 101 überprüft, ob eine Leerlaufspannung der Niedervolt-Batterie unterhalb einer Maximalspannung liegt. Die Maximalspannung ist hierbei eine Vorgabe durch das Bordnetz des Fahrzeugs. Diese Überprüfung erfolgt auch während des Ladens, das heißt sobald eine Leerlaufspannung die Maximalspannung erreicht oder überschreitet, wird das Laden zu jedem Zeitpunkt abgebrochen.
Ist die Maximalspannung bereits erreicht, so erfolgt kein Laden 102.
Liegt die Leerlaufspannung der Niedervolt-Batterie hingegen unterhalb der Maximalspannung, so wird mit dem Verfahrensschritt 103 fortgefahren. In diesem Verfahrensschritt 103 wird überprüft, ob ein Ladezustand der Niedervolt-Batterie in einem der Kapazitätssegmente S1, S2 liegt. Hierzu kann beispielsweise eine verfügbare entnehmbare Ladung bestimmt werden.
Liegt der Ladezustand in einem der Kapazitätssegmente S1, S2, so sollte in jedem Fall ein Laden der Niedervolt-Batterie durchgeführt werden, da die Kapazitätssegmente S1, S2 Notfallfunktionen und Mindestfunktionen bereitstellen. Lediglich eine Ladeleistung kann jedoch gewählt werden. In einem Verfahrensschritt 104 wird deshalb überprüft, ob das Fahrzeug sich in einer Rekuperationsphase befindet. Diese Information wird beispielsweise von einer Fahrzeugsteuerung abgefragt und/oder bereitgestellt.
Befindet sich das Fahrzeug nicht in einer Rekuperationsphase, so wird die Niedervolt-Batterie im Verfahrensschritt 105 durch Ansteuern des DC/DC-Wandler mit einer normalen Ladeleistung geladen.
Befindet sich das Fahrzeug hingegen in einer Rekuperationsphase, so wird in einem Verfahrensschritt 106 überprüft, ob der Generator noch eine Leistungsreserve aufweist oder nicht. Ist dies der Fall, so wird die Niedervolt-Batterie in einem Verfahrensschritt 107 mit maximaler Ladeleistung geladen. Hierzu wird der Generator voll ausgelastet und eine Generatorspannung auf einen maximal möglichen Wert angehoben, der lediglich durch die Maximalspannung des Bordnetzes begrenzt ist. Das Laden kann durch Ansteuern des DC/DC-Wandlers erfolgen, wobei vorgesehen sein kann, dass dieser kurzzeitig in einem Bereich oberhalb der nominellen Leistung betrieben wird (im Bereich der thermischen Reserve). Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mittels eines MOSFET-Schalters ein Bypass zum DC/DC-Wandler und hierdurch eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Generator und der Niedervolt-Batterie geschaffen wird. Hierbei ist es jedoch notwendig, dass eine Spannungsdifferenz (typischerweise im Bereich ≥ 0,8 V) zwischen einer Generatorspannung und der Niedervolt-Batterie vorliegt, sodass ein Laden erfolgen kann.
Weist der Generator hingegen keine Leistungsreserve auf, so wird die Niedervolt-Batterie in dem Verfahrensschritt 105 durch Ansteuern des DC/DC-Wandlers mit normaler Ladeleistung geladen.
Ergibt die Überprüfung in Verfahrensschritt 103 hingegen, dass der aktuelle Ladezustand sich nicht in den Kapazitätssegmenten S1, S2 (vgl. 3) befindet, so wird in einem Verfahrensschritt 108 überprüft, ob der aktuelle Ladezustand im Kapazitätssegment S3 liegt.
Liegt der aktuelle Ladezustand im Kapazitätssegment S3, so wird in einem Verfahrensschritt 109 überprüft, ob eine Energieerzeugung des Fahrzeugs zum aktuellen Zeitpunkt ineffizient ist. Eine Energieeffizienz zu einem aktuellen Zeitpunkt kann beispielsweise bei einer Motorsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs abgefragt und/oder von dieser bereitgestellt werden.
Ist eine Energieerzeugung zum aktuellen Zeitpunkt ineffizient, so wird die Niedervolt-Batterie im Verfahrensschritt 110 durch Ansteuern des DC/DC-Wandlers mit einer reduzierten Ladeleistung geladen.
Ist eine Energieerzeugung hingegen nicht ineffizient, so wird mit dem Verfahrensschritt 104 fortgefahren. Der weitere Ablauf wurde bereits beschrieben.
Liegt der aktuelle Ladezustand nicht im Kapazitätssegment S3, so wird in einem Verfahrensschritt 111 überprüft, ob sich das Fahrzeug zum aktuellen Zeitpunkt in einer Rekuperationsphase befindet. Ist dies nicht der Fall, so findet kein Laden 102 statt. Befindet sich das Fahrzeug hingegen in einer Rekuperationsphase, so wird mit Verfahrensschritt 106 fortgefahren, der bereits beschrieben wurde.
Der Vorteil des Verfahrens ist, dass je nach Kapazitätssegment S0, S1, S2, S3 und S4 eine eigene Ladestrategie durchgeführt werden kann. So findet bei Ladezuständen, die in den kritischen Kapazitätssegmenten S0, S1 und S2 liegen, in jedem Fall ein Laden statt, gegebenenfalls lediglich mit einer reduzierten Ladeleistung. Im Kapazitätssegment S3 findet ein Laden in Abhängigkeit einer Energieeffizienz statt. Im Kapazitätssegment S4 findet hingegen ein Laden nur statt, wenn sich das Fahrzeug in einer Rekuperationsphase befindet. Das Laden der Niedervolt-Batterie kann hierdurch verbessert, insbesondere energieeffizienter, durchgeführt werden.
Es kann vorgesehen sein, dass in Verfahrensschritt 101 alternativ zu einem Vergleich der Leerlaufspannung der Niedervolt-Batterie mit der Maximalspannung des Bordnetzes ein Vergleich einer Lastspannung der Niedervolt-Batterie mit der Maximalspannung des Bordnetzes durchgeführt wird, wobei kein Laden 102 durchgeführt wird, wenn die Lastspannung gleich oder größer als die Maximalspannung ist, und wobei mit Verfahrensschritt 103 fortgefahren wird, wenn die Lastspannung unterhalb der Maximalspannung liegt.
In 5 ist eine schematische Darstellung einer Vergrößerung von Kapazitätssegmenten S0, S1, S2, S3, S4 bei einer Vergrößerung einer Ladungskapazität 30 gezeigt. Die Ladungskapazität 30 kann hierbei beispielsweise über eine Temperatur und/oder einen Innenwiderstand der Niedervolt-Batterie abgeschätzt werden. Die Ladungskapazität 30 der Niedervolt-Batterie kann je nach Betriebszustand und Umweltbedingungen variieren. Insbesondere eine Temperatur der Niedervolt-Batterie hat einen großen Einfluss auf die Ladungskapazität 30. Wird die Niedervolt-Batterie beispielsweise bei vorteilhafteren (d.h. in der Regel höheren) Temperaturen als die bei Auslegung vorgesehenen betrieben, so kann sich eine Ladungskapazität 30 vergrößern. Bei Vergrößerung der Ladungskapazität 30 wird in einem ersten Schritt I das Kapazitätssegment S3 vergrößert. Ist eine maximale Größe des Kapazitätssegments S3 erreicht, so wird in einem zweiten Schritt II das Kapazitätssegment S4 vergrößert. Ist eine maximale Größe des Kapazitätssegments S4 erreicht und eine weitere Kapazität vorhanden, so wird in einem dritten Schritt III das Kapazitätssegment S2 vergrößert, um die Mindestfunktionen auch bei starker Nutzung zu gewährleisten. Die jeweiligen Werte für die maximalen Größen der einzelnen Kapazitätssegmente S2, S3, S4 können beispielsweise in einem Datenspeicher (vgl. 2) der Steuerung hinterlegt sein.
In 6 ist eine schematische Darstellung einer Verkleinerung von Kapazitätssegmenten S0, S1, S2, S3, S4 bei einer Verkleinerung einer Ladungskapazität 30 gezeigt. Eine Verkleinerung der Ladungskapazität 30 kann beispielsweise durch eine niedrigere Betriebstemperatur hervorgerufen werden. Bei einer Verkleinerung der Ladungskapazität 30 wird in einem ersten Schritt I das Kapazitätssegment S4 verkleinert. Fällt die Verkleinerung der Ladungskapazität 30 größer aus, so wird in einem zweiten Schritt II, das Kapazitätssegment S4 auf Null reduziert und zusätzlich das Kapazitätssegment S3 verkleinert. Fällt die Verkleinerung der Ladungskapazität 30 noch größer aus, beispielsweise bei einer sehr niedrigen Betriebstemperatur der Niedervolt-Batterie, so wird das Kapazitätssegment S3 auf Null reduziert und ferner das Kapazitätssegment S2 verkleinert.
Der Vorteil einer Anpassung der Kapazitätssegmente S0, S1, S2, S3, S4 an eine geänderte Ladungskapazität 30 der Niedervolt-Batterie ist, dass eine Ladestrategie auch bei Änderung der Ladungskapazität 30 beibehalten werden kann. Das Laden der Niedervolt-Batterie erfolgt weiterhin in Abhängigkeit des Kapazitätssegments S0, S1, S2, S3, S4, in dem ein aktueller Ladezustand der Niedervolt-Batterie liegt.
In 7 ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens zum Laden einer Niedervolt-Batterie in einem Bordnetz eines Fahrzeugs gezeigt. Der Unterschied zu der in der 4 gezeigten Ausführungsform ist, dass das Laden in Abhängigkeit einer verfügbaren entnehmbaren Ladung gestartet bzw. beendet wird und nicht in Abhängigkeit einer Leerlaufspannung bzw. einer Lastspannung. Die Unterteilung der Ladungskapazität erfolgt beispielhaft gemäß der in der 3 gezeigten Unterteilung.
Nach dem Start 200 des Verfahrens wird in einem Verfahrensschritt 201 überprüft, ob ein Ladezustand der Niedervolt-Batterie in einem der Kapazitätssegmente S1, S2 liegt. Hierzu kann beispielsweise eine verfügbare entnehmbare Ladung bestimmt werden.
Liegt der Ladezustand in einem der Kapazitätssegmente S1, S2, so sollte in jedem Fall ein Laden der Niedervolt-Batterie durchgeführt werden, da die Kapazitätssegmente S1, S2 die Notfallfunktion und die Mindestfunktionen bereitstellen. Lediglich eine Ladeleistung kann jedoch gewählt werden. In einem Verfahrensschritt 202 wird deshalb überprüft, ob das Fahrzeug sich in einer Rekuperationsphase befindet. Diese Information wird beispielsweise von einer Fahrzeugsteuerung abgefragt und/oder bereitgestellt.
Befindet sich das Fahrzeug nicht in einer Rekuperationsphase, so wird die Niedervolt-Batterie im Verfahrensschritt 203 durch Ansteuern des DC/DC-Wandler mit einer normalen Ladeleistung geladen.
Befindet sich das Fahrzeug hingegen in einer Rekuperationsphase, so wird in einem Verfahrensschritt 204 überprüft, ob der Generator noch eine Leistungsreserve aufweist oder nicht. Ist dies der Fall, so wird die Niedervolt-Batterie in einem Verfahrensschritt 205 mit maximaler Ladeleistung geladen. Hierzu wird der Generator voll ausgelastet und eine Generatorspannung auf einen maximal möglichen Wert angehoben, der lediglich durch die Maximalspannung des Bordnetzes begrenzt ist. Das Laden kann durch Ansteuern des DC/DC-Wandlers erfolgen, wobei vorgesehen sein kann, dass dieser kurzzeitig in einem Bereich oberhalb der nominellen Leistung betrieben wird (im Bereich der thermischen Reserve). Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass mittels eines MOSFET-Schalters ein Bypass zum DC/DC-Wandler und hierdurch eine direkte elektrische Verbindung zwischen dem Generator und der Niedervolt-Batterie geschaffen wird. Hierbei ist es jedoch notwendig, dass eine Spannungsdifferenz zwischen einer Generatorspannung und der Niedervolt-Batterie vorliegt, sodass ein Laden erfolgen kann.
Weist der Generator hingegen keine Leistungsreserve auf, so wird die Niedervolt-Batterie in dem Verfahrensschritt 203 durch Ansteuern des DC/DC-Wandlers mit normaler Ladeleistung geladen.
Ergibt die Überprüfung in Verfahrensschritt 201 hingegen, dass der aktuelle Ladezustand sich nicht in den Kapazitätssegmenten S1, S2 befindet, so wird in einem Verfahrensschritt 206 überprüft, ob der aktuelle Ladezustand im Kapazitätssegment S3 liegt.
Liegt der aktuelle Ladezustand im Kapazitätssegment S3, so wird in einem Verfahrensschritt 207 überprüft, ob eine Energieerzeugung des Fahrzeugs zum aktuellen Zeitpunkt ineffizient ist. Eine Energieeffizienz zu einem aktuellen Zeitpunkt kann beispielsweise bei einer Motorsteuerung einer Verbrennungskraftmaschine des Fahrzeugs abgefragt und/oder von dieser bereitgestellt werden.
Ist eine Energieerzeugung zum aktuellen Zeitpunkt ineffizient, so wird die Niedervolt-Batterie im Verfahrensschritt 208 durch Ansteuern des DC/DC-Wandlers mit einer reduzierten Ladeleistung geladen.
Ist eine Energieerzeugung hingegen nicht ineffizient, so wird mit dem Verfahrensschritt 202 fortgefahren. Der weitere Ablauf wurde bereits beschrieben.
Liegt der aktuelle Ladezustand nicht im Kapazitätssegment S3, so wird in einem Verfahrensschritt 209 überprüft, ob ein Ladezustand der Niedervolt-Batterie in einem der Kapazitätssegmente S4 liegt. Ist dies nicht der Fall, so findet kein Laden 210 statt.
Liegt der aktuelle Ladezustand im Kapazitätssegment S4, so wird in einem Verfahrensschritt 211 überprüft, ob sich das Fahrzeug zum aktuellen Zeitpunkt in einer Rekuperationsphase befindet. Ist dies nicht der Fall, so wird findet kein Laden 210 statt. Befindet sich das Fahrzeug hingegen in einer Rekuperationsphase, so wird mit Verfahrensschritt 204 fortgefahren, der bereits beschrieben wurde.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Steuerung
3: Datenspeicher
10: Ladungsspeicher
11: Niedervolt-Batterie
12: DC/DC-Wandler
13: Generator
14: Verbraucher
15: MOSFET-Schalter
20: Betriebszustand
21: Rekuperationsphase
22: Betriebsparameter
23: Energieeffizienz
24: Leistungsreserve
30: Ladungskapazität
31: Rekuperationssignal
32: Betriebsparametersignal
33: Energieeffizienzsignal
34: Leistungsreservesignal
40: Ladezustand
50: Bordnetz
51: Q-Diode
52: Starterstromkreis
53: Bleisäurespeicher
54: Startermotor
Sx: Kapazitätssegmente
t_min: Mindestdauer
t_soll: Solldauer
BP: Belastungsprofil
Qe_S4: Ladungsmenge (Kapazitätssegment S4)
100-111: Verfahrensschritte
200-211: Verfahrensschritte

Claims

Verfahren zum Laden einer Niedervolt-Batterie (11) in einem Bordnetz (50) eines Fahrzeugs, wobei das Laden durch einen Generator (13) mittels eines DC/DC-Wandlers (12) erfolgt, und wobei eine Ladungskapazität (30) der Niedervolt-Batterie (11) in mindestens drei Kapazitätssegmente (Sx) unterteilt wird, umfassend die folgenden Schritte: Ermitteln eines aktuellen Ladezustands (40) der Niedervolt-Batterie (11), Bestimmen, in welchem der mindestens drei Kapazitätssegmente (Sx) der aktuell vorliegende Ladezustand liegt, und Laden der Niedervolt-Batterie (11) in Abhängigkeit des bestimmten Kapazitätssegments (Sx).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Kapazitätssegmente (Sx) zumindest zeitweise einem Laden während einer Rekuperationsphase (21) zugeordnet ist oder zugeordnet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktuell verfügbare Ladungskapazität (30) der Niedervolt-Batterie (11) auf Grundlage eines Betriebszustandes (20) der Niedervolt-Batterie (11) bestimmt oder geschätzt wird und ein Bereich von mindestens einem der Kapazitätssegmente (Sx) in Abhängigkeit der bestimmten Ladungskapazität (30) verändert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bereich von mindestens einem der Kapazitätssegmente (Sx) in Abhängigkeit von mindestens einem aktuellen Betriebsparameter (22) des Fahrzeugs verändert wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein aktueller Ladezustand (40) durch Ermitteln einer verfügbaren entnehmbaren Ladung bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Laden der Niedervolt-Batterie (11) eine direkte elektrische Verbindung zwischen der Niedervolt-Batterie (11) und dem Generator (13) hergestellt wird, sodass das Laden über die direkte elektrische Verbindung erfolgen kann.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ladeleistung beim Laden zumindest für ein Kapazitätssegment (Sx) in Abhängigkeit einer beim Laden erzielbaren Energieeffizienz (23) gewählt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest für ein Kapazitätssegment (Sx) eine Ladeleistung zusätzlich oder alternativ in Abhängigkeit einer Leistungsreserve (24) des Generators (13) gewählt wird.
Vorrichtung (1) zum Laden einer Niedervolt-Batterie (11) in einem Bordnetz (50) eines Fahrzeugs, wobei das Laden durch einen Generator (13) mittels eines DC/DC-Wandlers (12) erfolgt, umfassend: eine Steuerung (2), wobei die Steuerung (2) derart ausgebildet ist, eine Ladungskapazität (30) der Niedervolt-Batterie (11) in mindestens drei Kapazitätssegmente (Sx) zu unterteilen, einen aktuellen Ladezustand (40) der Niedervolt-Batterie (11) zu ermitteln, und zu bestimmen, in welchem der mindestens drei Kapazitätssegmente (Sx) der aktuell vorliegende Ladezustand liegt, und ein Laden der Niedervolt-Batterie (11) in Abhängigkeit des bestimmten Kapazitätssegments (Sx) durch Ansteuern des DC/DC-Wandlers (12) zu steuern.
Ladungsspeicher (10), umfassend mindestens eine Niedervolt-Batterie (11) und mindestens eine Vorrichtung (1) gemäß Anspruch 9.