DE102019111685A1 - Energiesystem und -verfahren zur gemeinsamen nutzung für ein fahrzeug - Google Patents

Energiesystem und -verfahren zur gemeinsamen nutzung für ein fahrzeug Download PDF

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John A. Cafeo
Madhusudan Raghavan
Wei Li
Anil Bika
Azeem Sarwar
Ran Y. Gazit
Winson Ng
Ryan C. Sekol
Thomas A. Yersak
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Abstract

Ein Fahrzeug beinhaltet ein Hybrid-Batteriepack mit einem ersten Batteriepack und einem zweiten Batteriepack. Das erste Batteriepack weist eine höhere Energiedichte auf als das zweite Batteriepack. Das zweite Batteriepack weist eine höhere Leistungsdichte auf als das erste Batteriepack. Ein Wechselrichtermodul ist zwischen dem Hybrid-Batteriepack und einer Motor-Generator-Einheit (MGU) verbunden, die mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs verbunden ist. Das Wechselrichtermodul ist konfiguriert, um den Leistungsfluss zwischen dem Hybrid-Batteriepack und der MGU zu regeln. Ein Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, zum: Steuern des Schaltens des Wechselrichtermoduls; selektives Laden und Entladen mindestens eines der ersten Batteriepacks und des zweiten Batteriepacks; und selektives Laden des ersten Batteriepacks mit Strom aus dem zweiten Batteriepack.

Description

  • EINLEITUNG
  • Die in diesem Abschnitt bereitgestellten Informationen dienen der allgemeinen Darstellung des Kontextes der Offenbarung. Die Arbeit der gegenwärtig genannten Erfinder in dem in diesem Abschnitt beschriebenen Umfang, sowie Aspekte der Beschreibung, die zum Zeitpunkt der Anmeldung ansonsten nicht als Stand der Technik gelten, gelten gegenüber der vorliegenden Offenbarung weder ausdrücklich noch implizit als Stand der Technik.
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Energieteilungssystem und - verfahren für ein Hybrid-Batteriepack und insbesondere auf die Steuerung des Leistungsflusses aus dem Hybrid-Batteriepack basierend auf dem Ladezustand des Batteriepacks.
  • EIN Antriebsstrang überträgt das Drehmoment von einer oder mehreren drehmomenterzeugenden Vorrichtungen über ein Getriebe auf einen Antriebsstrang. Drehmomenterzeugende Vorrichtungen können Verbrennungsmotoren und Motor-Generator-Einheiten (MGUs) beinhalten.
  • Hybridfahrzeuge können einen Verbrennungsmotor und ein oder mehrere MGUs beinhalten. Elektrofahrzeuge können einen oder mehrere MGUs und keine Verbrennungsmotoren beinhalten. Andere Fahrzeugtypen können einen Verbrennungsmotor und keine MGUs beinhalten.
  • Eine MGU kann als Motor betrieben werden, um einen Drehmomenteingang für das Getriebe unabhängig von einem Drehmomenteingang des Verbrennungsmotors zu erzeugen. Eine MGU kann auch als Generator betrieben werden, um kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie umzuwandeln, die in einem Batteriepack speicherbar ist. Ein Batterieverwaltungsmodul regelt den Leistungsfluss zwischen einer Ladestation, dem Batteriepack, dem MGU und den Zusatzlasten.
  • KURZDARSTELLUNG
  • In einem Merkmal wird ein Fahrzeug beschrieben. Das Fahrzeug beinhaltet einen Hybrid-Batteriepack mit einem ersten Batteriepack und einem zweiten Batteriepack. Das erste Batteriepack weist eine höhere Energiedichte auf als das zweite Batteriepack. Das zweite Batteriepack weist eine höhere Leistungsdichte auf als das erste Batteriepack. Ein Wechselrichtermodul ist zwischen dem Hybrid-Batteriepack und einer Motor-Generator-Einheit (MGU) verbunden, die mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs verbunden ist. Das Wechselrichtermodul ist konfiguriert, um den Leistungsfluss zwischen dem Hybrid-Batteriepack und der MGU zu regeln. Ein Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, zum: Steuern des Schaltens des Wechselrichtermoduls; selektives Laden und Entladen mindestens eines der ersten Batteriepacks und des zweiten Batteriepacks; und selektives Laden des ersten Batteriepacks mit Strom aus dem zweiten Batteriepack.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet das Fahrzeug weiterhin einen ersten Schalter und einen zweiten Schalter. Der erste Schalter ist zwischen dem Wechselrichtermodul und dem zweiten Batteriepack angeschlossen und: (i) trennt im geöffneten Zustand das zweite Batteriepack von mindestens einem der Wechselrichtermodule und einer Ladestation; und (ii) verbindet im geschlossenen Zustand das zweite Batteriepack und mindestens eines der Wechselrichtermodule und die Ladestation. Der erste Schalter ist zwischen dem Wechselrichtermodul und dem ersten Batteriepack angeschlossen und: (i) trennt im geöffneten Zustand das erste Batteriepack von mindestens einem der Wechselrichtermodule und der Ladestation; und (ii) verbindet im geschlossenen Zustand das erste Batteriepack und mindestens eines der Wechselrichtermodule und die Ladestation.
  • In weiteren Merkmalen ist das Batteriemanagementmodul ferner konfiguriert, zum: Bestimmen eines ersten Ladezustands (SOC) des ersten Batteriepacks; und Bestimmen eines zweiten SOC des zweiten Batteriepacks.
  • In weiteren Merkmalen ist das Batteriemanagementmodul konfiguriert, um basierend auf mindestens einem des ersten SOC und des zweiten SOC mindestens eines des ersten Batteriepacks und des zweiten Batteriepacks zu laden und zu entladen.
  • In weiteren Merkmalen ist das Batteriemanagementmodul konfiguriert, um das zweite Batteriepack zu entladen, wenn: (i) sich das Fahrzeug in einem Fahrmodus befindet; (ii) der zweite SOC des zweiten Batteriepacks größer als ein erster vorgegebener SOC ist; und (iii) der erste SOC des ersten Batteriepacks kleiner als ein zweiter vorgegebener SOC ist; und das Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, um das erste Batteriepack mit Energie zu laden, die bei einer Entladung aus dem zweiten Batteriepack entnommen wird, wenn: (i) sich das Fahrzeug im Fahrmodus befindet; (ii) der zweite SOC des zweiten Batteriepacks größer als ein dritter vorgegebener SOC ist; und (iii) der erste SOC des ersten Batteriepacks größer als ein vierter vorgegebener SOC ist.
  • In weiteren Merkmalen ist das Batteriemanagementmodul konfiguriert, um das erste Batteriepack als Reaktion auf das Bestimmen zu entladen, dass der zweite SOC des zweiten Batteriepacks kleiner ist als der erste vorgegebene SOC.
  • In weiteren Merkmalen ist das Batteriemanagementmodul konfiguriert, um zu bestimmen, ob das Fahrzeug an eine Ladestation angeschlossen ist; und das Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, um einen Füllstand der Ladestation als Reaktion auf das Bestimmen, dass das Fahrzeug an die Ladestation angeschlossen ist, zu bestimmen.
  • In weiteren Merkmalen ist das Batteriemanagementmodul konfiguriert, um als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ladestation eine Ladestation der Stufe drei ist, zu bestimmen, ob der erste SOC des ersten Batteriepacks kleiner als ein erster vorgegebener SOC für das erste Batteriepack ist; das Batteriemanagementmodul konfiguriert ist, um mindestens eines des zweiten Batteriepacks und des ersten Batteriepacks mit Energie von der Ladestation aufzuladen, als Reaktion auf das Bestimmen, dass der erste SOC des ersten Batteriepacks kleiner als der erste vorbestimmte SOC für das erste Batteriepack ist; und das Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, um das zweite Batteriepack mit Energie von der Ladestation als Reaktion auf das Bestimmen aufzuladen, dass der erste SOC des ersten Batteriepacks größer als der erste vorgegebene SOC für das erste Batteriepack ist.
  • In weiteren Merkmalen ist das Batteriemanagementmodul konfiguriert, um als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Ladestation keine Ladestation der Stufe drei ist, zu bestimmen, ob der erste SOC des ersten Batteriepacks kleiner als ein zweiter vorgegebener SOC für das erste Batteriepack ist, wobei der zweite vorgegebene SOC größer als der erste vorgegebene SOC ist; das Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, um das erste Batteriepack mit Energie von der Ladestation aufzuladen, als Reaktion auf das Bestimmen, dass der erste SOC des ersten Batteriepacks kleiner als der zweite vorgegebene SOC für das erste Batteriepack ist; und das Batterieverwaltungsmodul ist konfiguriert, um das zweite Batteriepack als Reaktion auf das Bestimmen zu laden, dass der erste SOC des ersten Batteriepacks größer oder gleich dem zweiten vorgegebenen SOC für das erste Batteriepack ist.
  • In weiteren Merkmalen ist das Batteriemanagementmodul konfiguriert, um als Reaktion auf das Bestimmen, dass das Fahrzeug nicht an die Ladestation angeschlossen ist, zu bestimmen, ob der zweite SOC des zweiten Batteriepacks größer als ein erster vorgegebener SOC für das zweite Batteriepack ist und ob der erste SOC des ersten Batteriepacks kleiner als ein zweiter vorgegebener SOC für das erste Batteriepack ist; und das Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, um als Reaktion auf das Bestimmen, dass mindestens einer von (a) dem zweiten SOC des zweiten Batteriepacks kleiner als der erste vorgegebene SOC für das zweite Batteriepack ist, und (b) der erste SOC des ersten Batteriepacks größer als der zweite vorgegebene SOC für das erste Batteriepack ist, mindestens eines von (i) dem Unterdrücken der Entladung des zweiten Batteriepacks und (ii) dem Unterdrücken der Entladung des ersten Batteriepacks.
  • In weiteren Merkmalen ist das Batteriemanagementmodul konfiguriert, zum: Bestimmen, ob eine Energieanforderung als Reaktion auf das Bestimmen empfangen wurde, dass der zweite SOC des zweiten Batteriepacks größer als der erste vorgegebene SOC für das zweite Batteriepack ist und der erste SOC des ersten Batteriepacks kleiner als der zweite vorgegebene SOC für das erste Batteriepack ist; und als Reaktion auf das Bestimmen, dass die Energieanforderung empfangen wurde, mindestens eines von (i) dem Ermöglichen des Ladens des ersten Batteriepacks mit Energie aus dem zweiten Batteriepack und (ii) dem selektiven Entladen des zweiten Batteriepacks zum Erfüllen der Energieanforderung.
  • In weiteren Merkmalen wird ein Energieverteilungssystem beschrieben. Das Energieverteilungssystem beinhaltet ein zweites Fahrzeug mit einem Batteriepack und einem zweiten Batteriemanagementmodul, wobei mindestens eines von: dem zweiten Batteriemanagementmodul konfiguriert ist, um das Batteriepack selektiv mit Energie zu laden, die von dem Hybrid-Batteriepack des Fahrzeugs empfangen wird; und das Batteriemanagementmodul konfiguriert ist, um das Hybrid-Batteriepack selektiv mit Energie zu laden, die von dem Batteriepack des zweiten Fahrzeugs empfangen wird.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet das Energieverteilungssystem ferner: eine erste Rechenvorrichtung, die dem Fahrzeug zugeordnet und so konfiguriert ist, dass sie als Reaktion auf das Empfangen einer ersten Eingabe eines Benutzers eine Energieanforderung und einen ersten Standort des Fahrzeugs sendet; eine zweite Rechenvorrichtung ist dem zweiten Fahrzeug zugeordnet und so konfiguriert, dass sie: einen zweiten Standort des zweiten Fahrzeugs sendet; sowie eine Energiemenge, die zum Verkauf aus dem Batteriepack des zweiten Fahrzeugs verfügbar ist.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet das Energieverteilungssystem ferner einen Energieverteilungsserver. Der Energieverteilungsserver ist konfiguriert, zum: Empfangen der Energieanforderung, des ersten Standorts des Fahrzeugs, des zweiten Standorts des zweiten Fahrzeugs und der Energiemenge, die aus dem Batteriepack des zweiten Fahrzeugs zum Verkauf verfügbar ist; Erzeugen einer Liste von Fahrzeugen von Energieverkäufern als Reaktion auf das Empfangen der Energieanforderung; und Übertragen der Liste an die erste Rechenvorrichtung. Die erste Rechenvorrichtung ist konfiguriert, zum: Anzeigen der Liste auf einer Anzeige der ersten Rechenvorrichtung; und Übertragen einer Anzeige der Auswahl des zweiten Fahrzeugs als Reaktion auf das Empfangen von Benutzereingaben an der ersten Rechenvorrichtung, welche die Auswahl des zweiten Fahrzeugs aus der Liste anzeigen, an den Energieverteilungsserver. Das Batteriemanagementmodul ist so konfiguriert, dass es das Hybrid-Batteriepack selektiv mit Energie lädt, die vom Batteriepack des zweiten Fahrzeugs als Reaktion auf Signale vom Energieverteilungsserver empfangen wird.
  • In weiteren Merkmalen ist der Energieverteilungsserver konfiguriert, um die Liste der Fahrzeuge von Energieverkäufern auf Fahrzeuge von Energieverkäufern zu beschränken, die sich innerhalb einer vorgegebenen Entfernung von einem Standort des Fahrzeugs befinden.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet die Energieanforderung den Standort des Fahrzeugs und die vorgegebene Entfernung, wobei die erste Rechenvorrichtung konfiguriert ist, um die vorgegebene Entfernung basierend auf Benutzereingaben an die erste Rechenvorrichtung anzupassen.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet das zweite Fahrzeug einen Ladeanschluss; der Ladeanschluss steuert den Zugang zum Batteriepack und beinhaltet ein elektronisches Schloss; der Energieverteilungsserver sendet selektiv einen elektronischen Zugangsschlüssel an die erste Rechenvorrichtung als Reaktion auf die Anzeige der Auswahl des zweiten Fahrzeugs als Reaktion auf das Empfangen von Benutzereingaben an der ersten Rechenvorrichtung, welche die Auswahl des zweiten Fahrzeugs aus der Liste anzeigen; und das elektronische Schloss wird als Reaktion auf den elektronischen Zugangsschlüssel entsperrt.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet der elektronische Zugangsschlüssel eine Energiemenge, die aus dem zweiten Batteriepack zu übertragen ist, und das Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, um das Hybrid-Batteriepack mit Energie zu laden, die vom Batteriepack des zweiten Fahrzeugs empfangen wird, bis eine Energiemenge, die aus dem Batteriepack übertragen wird, gleich der Energiemenge ist, die aus dem Batteriepack übertragen werden soll.
  • In weiteren Merkmalen beinhaltet der elektronische Zugangsschlüssel vorgegebene Zeiten, zwischen denen der elektronische Zugangsschlüssel gültig ist. Das Batteriemanagementmodul ist so konfiguriert, dass es das Hybrid-Batteriepack nur dann mit Energie aus dem Batteriepack des zweiten Fahrzeugs lädt, wenn eine aktuelle Zeit zwischen den vorgegebenen Zeiten liegt.
  • In einem Merkmal beinhaltet ein Verfahren für ein Fahrzeug: das Regeln des Leistungsflusses zwischen einem Hybrid-Batteriepack und einer Motor-Generator-Einheit (MGU) durch ein Wechselrichtermodul. Das Hybrid-Batteriepack beinhaltet ein erstes Batteriepack und ein zweites Batteriepack, wobei das erste Batteriepack eine höhere Energiedichte als das zweite Batteriepack aufweist und das zweite Batteriepack eine höhere Energiedichte als das erste Batteriepack aufweist. Das Verfahren beinhaltet ferner: das Steuern des Schaltens des Wechselrichtermoduls; das selektive Laden und Entladen mindestens eines des ersten Batteriepacks und des zweiten Batteriepacks; und das selektive Laden des ersten Batteriepacks mit Energie aus dem zweiten Batteriepack.
  • Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Offenbarung ergeben sich aus der ausführlichen Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen. Die ausführliche Beschreibung und die spezifischen Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und schränken den Umfang der Offenbarung nicht ein.
  • Figurenliste
  • Die vorliegende Offenbarung wird verständlicher unter Zuhilfenahme der ausführlichen Beschreibung und der zugehörigen Zeichnungen, wobei gilt:
    • 1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Fahrzeugsystems;
    • 2 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Hybrid-Batteriepacks;
    • 3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Energieverteilungssystems;
    • 4 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Batteriemanagementmoduls;
    • 5 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Energieverteilungssystems;
    • 6 ist eine Frontansicht einer exemplarischen Implementierung einer Computervorrichtung;
    • 7 ist ein Funktionsblockdiagramm einer exemplarischen Implementierung einer Computervorrichtung;
    • 8 ist ein Funktionsblockdiagramm einer exemplarischen Implementierung eines Energieverteilungsservers;
    • 9 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Laden und Entladen des Hybrid-Batteriepacks darstellt;
    • 10 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Senden und Empfangen einer Energieanforderung darstellt; und
    • 11 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches Verfahren zum Erfüllen einer Energieanforderung darstellt.
  • In den Zeichnungen werden dieselben Bezugszeichen für ähnliche und/oder identische Elemente verwendet.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug kann durch eine MGU angetrieben werden, die durch ein Batteriepack angetrieben wird. Das Batteriepack kann zum schnellen Laden und Entladen konfiguriert werden (Hochleistungsbatteriepack) oder zum nicht so schnellen Laden und Entladen (Hochenergiebatteriepack), aber für eine größere Reichweite pro Volumen- oder Gewichtseinheit.
  • Ein Hybrid-Batteriepack beinhaltet sowohl ein Hochleistungsbatteriepack als auch ein Hochenergiebatteriepack, sodass ein Fahrzeug über ein Batteriepack verfügen kann, das schnell auf- und entladbar ist und auch eine größere Reichweite aufweist. Ein Batteriemanagementmodul verwaltet Fahrzeugleistungsanforderungen, priorisiert Fahrzeugleistungsanforderungen basierend auf einem Ladezustand (SOC) des Hochleistungsbatteriepacks und einem Ladezustand (SOC) des Hochenergiebatteriepacks.
  • Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 wird ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Fahrzeugsystems präsentiert. Obwohl ein Hybridfahrzeugsystem dargestellt ist und beschrieben wird, ist die vorliegende Offenbarung auch auf Nicht-Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge und andere Arten von Fahrzeugen anwendbar, die eine oder mehrere MGUs beinhalten.
  • Ein Motor 102 verbrennt ein Luft-Kraftstoff-Gemisch, um Antriebsdrehmoment zu erzeugen. Ein Motorsteuergerät (ECM) 106 steuert den Betrieb des Motors 102. So steuert beispielsweise das ECM 106 die Betätigung diverser Motorstellelemente, u. a. Drosselklappe, Zündkerze(n), Kraftstoff-Einspritzdüse(n), Ventilantriebe, Nockenwellenversteller, Abgasrückführungsventil (AGR) und Dampfräder. Das ECM 106 kann auch einen oder mehrere andere Elektromotoren steuern, wie beispielsweise einen Elektromotor einer schaltbaren Wasserpumpe und eine elektrische Ölpumpe.
  • Der Motor 102 kann Drehmoment auf ein Getriebe 110 ausgeben. Ein Getriebesteuermodul (TCM) 114 steuert den Betrieb des Getriebes 110. So kann beispielsweise das TCM 114 die Gangwahl innerhalb des Getriebes 110 und eine oder mehr Drehmomentübertragungsvorrichtungen (z. B. einen Drehmomentwandler, eine oder mehrere Kupplungen usw.) innerhalb des Getriebes 110 steuern.
  • Das Fahrzeug kann einen oder mehrere Motoren oder Motor-Generator-Einheiten (MGUs) beinhalten. So kann beispielsweise eine MGU 122 im Getriebe 110 implementiert sein, wie im Beispiel von 1 dargestellt. Eine MGU 122 kann zu einer gegebenen Zeit entweder als ein Generator oder als ein Motor arbeiten. Wenn sie als Generator arbeitet, wandelt eine MGU 122 mechanische Energie in elektrische Energie um. Die elektrische Energie kann beispielsweise verwendet werden, um ein Hybrid-Batteriepack 144 zu laden und elektrische Energie an elektrische Komponenten des Fahrzeugs zu liefern. Ein Batteriemanagementmodul 126 verwaltet das Laden und Entladen des Hybrid-Batteriepacks 144. So steuert beispielsweise das Batteriemanagementmodul 126 den Leistungsfluss zwischen dem Hybrid-Batteriepack 144, der MGU 122 und anderen Verbrauchern 198. Das Batteriemanagementmodul 126 kann das Hybrid-Batteriepack 144 auch mit Strom von einem Versorgungsunternehmen aufladen.
  • Wenn sie als Motor arbeitet, erzeugt eine MGU 122 Drehmoment, das beispielsweise zum Ergänzen oder Ersetzen der Drehmomentausgabe durch den Motor 102 verwendet werden kann. Während die MGU 122 als innerhalb des Getriebes 110 dargestellt und erläutert wird, können eine oder mehrere MGUs und/oder Motor-Generator-Einheiten, die außerhalb des Getriebes 110 angeordnet sind, zusätzlich oder alternativ vorgesehen werden.
  • Ein Wechselrichtermodul (PIM) 134 kann die MGU 122 steuern. Das PIM 134 kann bei verschiedenen Implementierungen als ein Getriebe-Strom-Wechselrichtermodul (TPIM) oder ein Traktions-Strom-Wechselrichtermodul (TPIM) bezeichnet werden. Das PIM 134 wandelt Gleichstrom aus dem Hybrid-Batteriepack 144 in Wechselstrom (AC) um. So kann beispielsweise das PIM-Modul 134 die Gleichstromversorgung aus dem Hybrid-Batteriepack 144 in eine 3-Phasen-Wechselstromversorgung umwandeln und die 3-Phasen-Wechselstromversorgung an die Wicklungen der MGU 122 anlegen. Das PIM 134 wandelt auch die von der MGU 122 abgegebene Wechselstromleistung, z. B. beim regenerativen Bremsen, in Gleichstrom um und gibt die Gleichstromleistung zum Laden des Hybrid-Batteriepacks 144 aus. Ein elektronisches Bremssteuermodul (EBCM) 150 kann Bremsen 154 des Fahrzeugs selektiv steuern. Ein Benutzeroberflächenmodul (UIM) 158 stellt einen oder mehrere Fahrereingänge mit einem Controller Area Network (CAN)-Bus 162 bereit. Der CAN-Bus 162 kann auch als ein Car Area Network-Bus bezeichnet werden. Die Steuermodule des Fahrzeugs können miteinander über den CAN-Bus 162 kommunizieren.
  • Die Fahrereingaben können beispielsweise eine Gaspedalposition (APP) und eine oder mehrere andere passende Fahrereingaben beinhalten. Eine Bremspedalposition (BPP) kann für das EBCM 150 vorgesehen sein. Eine Position eines Park-Rückwärts-Neutral-Vorwärts-Hebels (PRNDL) kann für das TCM 114 vorgesehen werden. Die PRNDL-Position kann auch für das PIM 134 in verschiedenen Implementierungen vorgesehen werden. Für ein Bordnetzsteuergerät 180 kann ein Zündungszustand vorgesehen werden. Zum Beispiel kann der Zündungszustand von einem Fahrer über einen Zündschlüssel, eine Taste oder einen Schalter eingegeben werden.
  • Ein Zusatzleistungsmodul (APM) 196 versorgt die Zusatzverbraucher 198 mit Strom. Das APM 196 beinhaltet einen DC/DC-Wandler, der die Leistung aus der Gleichspannung des Hybrid-Batteriepacks 144 in eine oder mehrere andere Gleichspannungen, wie beispielsweise 12 Volt, umwandelt. Durch den Einsatz des APM 196 müssen die Zusatzverbraucher 198 nicht neu ausgelegt werden, damit sie mit der höheren Ausgangsspannung des Hybrid-Batteriepacks 144 arbeiten können.
  • Ein Infotainment-Modul 182 steuert, was auf der Anzeige 184 angezeigt wird. In verschiedenen Implementierungen kann die Anzeige 184 eine Touchscreen-Anzeige sein und Signale, die auf Benutzereingaben an die Anzeige 184 hinweisen, an das Infotainment-Modul 182 übertragen. Das Infotainment-Modul 182 kann zusätzlich oder alternativ Signale empfangen, die auf Benutzereingaben von einer oder mehreren anderen Benutzereingabevorrichtungen 185, wie beispielsweise einem oder mehreren Schaltern, Tasten, Knöpfen usw. hinweisen.
  • Ein Kommunikationsmodul 194 beinhaltet einen oder mehrere Sender-Empfänger, die drahtlos Informationen über eine oder mehrere Antennen des Fahrzeugs empfangen und übertragen. Beispiele für Transceiver sind beispielsweise zellulare Transceiver, Bluetooth-Transceiver, WiFi- Transceiver, Satelliten-Transceiver und andere Arten von Transceivern.
  • Ein Fahrzeug kann ein oder mehrere zusätzliche Steuermodule beinhalten, die nicht dargestellt sind. Eines oder mehrere der Steuermodule kann/können in verschiedenen Fahrzeugen weggelassen werden. Die Steuermodule können Daten über den CAN-Bus 162 selektiv senden und empfangen. Bei verschiedenen Implementierungen können zwei oder mehr Module über einen oder mehr zusätzliche Busse (nicht dargestellt) kommunizieren.
  • Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet das Hybrid-Batteriepack 144 ein Hochleistungs-Batteriepack 204 und ein Hochenergie-Batteriepack 206. Das Hochenergie-Batteriepack 206 weist im Vergleich zum Hochleistungs-Batteriepack 204 eine relativ hohe Energiedichte auf (d. h. Energie pro Gewichtseinheit oder pro Größeneinheit, z. B. in Kilowattstunden pro Kilogramm (kWh/kg) oder Kilowattstunden pro Liter (kWh/1)) und erweitert damit die Reichweite des Fahrzeugs im Vergleich zu einem Batteriesystem mit dem Hochleistungs-Batteriepack 204, nicht aber dem Hochenergie-Batteriepack 206. Das Hochenergie-Batteriepack 206 kann einen relativ hohen Innenwiderstand aufweisen, was seine Fähigkeit zum Laden und Entladen ebenso schnell einschränkt wie für das Hochleistungs-Batteriepack 204. So kann beispielsweise das Hochenergie-Batteriepack 206 eine Energiedichte aufweisen, die mindestens 50 Prozent höher ist als die Energiedichte des Hochleistungs-Batteriepack 204.
  • In einer Ausführungsform beinhaltet das Hochenergie-Batteriepack 206 Lithium-Metall-Energiebatteriezellen mit 400 Wh/kg Energiedichte und das Hochleistungs-Batteriepack 204 beinhaltet Lithium-Titanat-basierte Batteriezellen mit einer Energiedichte von etwa 100 Wh/kg. In einer weiteren Ausführungsform beinhaltet das Hochenergie-Batteriepack 206 Lithium-Ionen-basierte Energiebatteriezellen mit 250 Wh/kg Energiedichte und das Hochleistungs-Batteriepack 204 beinhaltet Lithium-Ionen-basierte Batteriezellen mit einer Energiedichte von etwa 150 Wh/kg.
  • Das Hochleistungs-Batteriepack 204 weist im Vergleich zum Hochenergie-Batteriepack 206 eine relativ hohe Leistungsdichte auf (d. h. Leistung pro Größeneinheit oder pro Gewichtseinheit, z. B. in Kilowatt pro Kilogramm oder pro Liter). So kann beispielsweise das Hochleistungs-Batteriepack 204 eine Leistungsdichte aufweisen, die mindestens 100 Prozent höher ist als die Leistungsdichte des Hochenergie-Batteriepack 206. Unter Verwendung der zulässigen Laderate als grobe Schätzung der Leistungsdichte des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 in einer Ausführungsform beinhaltet das Hochleistungs-Batteriepack 204 Batteriezellen, die mit einer Rate von 4C für 80 Prozent (SOC) aufladen können, und das Hochenergie-Batteriepack 206 beinhaltet Batteriezellen, die typischerweise mit einer Rate von etwa C/3 aufladen können. Die IC-Rate entspricht dem Strom, der erforderlich ist, um die Batterie in einer Stunde von einem vollständig entladenen Zustand (0 Prozent Ladung) in den vollständig geladenen Zustand (100 Prozent Ladung) zu laden. Die 4C-Rate entspricht dem Strom, der erforderlich ist, um die Batterie in einer Viertelstunde oder 15 Minuten von einem vollständig entladenen Zustand in den vollständig geladenen Zustand zu laden.
  • Das Hochleistungs-Batteriepack 204 hat den Vorteil, dass es während des Ladevorgangs einen höheren Strom aufnehmen kann als das Hochenergie-Batteriepack 206, was eine sogenannte „DC-Schnellladung“ oder „Level 3“-Ladung ermöglicht. Die DC-Schnellladung kann von einer Ladequelle bezogen werden, die so konfiguriert ist, dass sie einen relativ hohen Strom bereitstellt und die beispielsweise eine öffentliche Ladestation sein kann. Der Zugriff auf eine derartige Ladequelle ermöglicht es dem Fahrzeug, einen Fahrausflug fortzusetzen und ermöglicht eine schnellere teilweise oder vollständige Aufladung des Hochleistungs-Batteriepacks 204, wie hierin erläutert.
  • Das Hochleistungs-Batteriepack 204 ist konfiguriert, um eine vorbestimmte maximale Reichweite des Fahrzeugs bei voller Ladung bereitzustellen und um eine Leistungsmenge empfangen zu können, die einem vorbestimmten Bruchteil dieser maximalen Reichweite während einer schnellen Ladung (d. h. einer relativ hohen Stromladung) innerhalb einer vorbestimmten Dauer entspricht. So kann beispielsweise das Hochleistungs-Batteriepack 204 konfiguriert werden, um eine vorbestimmte maximale Reichweite von 150 Meilen bei voller Ladung bereitzustellen und eine Leistungsmenge zu erhalten, die 80 Prozent der Reichweite (d. h. 120 Meilen) in einer 15-minütigen Schnellladung entspricht. Das Hochleistungs-Batteriepack 204 allein bietet somit eine Reichweite von 270 Meilen, wenn es aus einem vollgeladenen Zustand entladen wird und dann eine schnelle Ladung auf 80 Prozent des maximalen SOC erfolgt. Meilen von Fahrzeugfahrten werden auf Batteriekapazität in Kilowattstunden umgewandelt, basierend auf dem Energieverbrauch des Fahrzeugs pro Meilen. So kann beispielsweise das Fahrzeug Energie mit einer Leistung von 250 Wattstunden pro Meile verbrauchen.
  • Das Hochenergie-Batteriepack 206 ist konfiguriert, um in Kombination mit dem Hochleistungs-Batteriepack 204 eine vorgegebene maximale Fahrreichweite bereitzustellen. So kann beispielsweise das Hybrid-Batteriepack 144 so konfiguriert werden, dass es eine maximale Reichweite von 500 Meilen bietet, was größer oder gleich der typischen täglichen Laufleistung von 75 Prozent der Fahrer an 361 Tagen im Jahr ist.
  • Die Nennspannung des Hochspannungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 kann gleich oder unterschiedlich sein. Das Hochleistungs-Batteriepack 204 und das Hochenergie-Batteriepack 206 können ein anderes Ende der Ladespannung und/oder ein anderes Ende der Entladespannung aufweisen. Um dasselbe PIM 134 zwischen der MGU 122 und dem Hochleistungs-Batteriepack 204 und dem Hochenergie-Batteriepack 206 zu verwenden, kann die Nennspannung des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 zwischen 250 und 500 Volt liegen (was die Verwendung der gleichen bipolaren Transistoren mit isoliertem Gate (IGBTs) ermöglicht). Für das Hochleistungs-Batteriepack 204 und Hochenergie-Batteriepack 206 sollte das Ende der Entladungsspannung über einem vorbestimmten Bruchteil einer Ladeschlussspannung liegen, wie beispielsweise etwa 0,55 des Endes der Entladespannung.
  • Das Hochleistungs-Batteriepack 204 beinhaltet mehrere Batteriezellen. Das Hochenergie-Batteriepack 206 beinhaltet auch mehrere Batteriezellen. Jede Batteriezelle beinhaltet eine Anode und eine Kathode (angezeigt auf beiden Seiten einer Membran, dargestellt mit gestrichelten Linien). Einer oder mehrere Sensoren pro Zelle 233 stehen in operativer Kommunikation mit jeder Batteriezelle und sind funktionsfähig mit dem Batteriemanagementmodul 126 verbunden. Die Sensoren 233 sind zum Überwachen von Batterieparametern während des Fahrzeugbetriebs konfiguriert. So können beispielsweise die Sensoren 233 Parameter überwachen, die den jeweiligen SOC jeder Batteriezelle angeben, wie beispielsweise Spannung, Strom, Temperatur usw.
  • Mit Bezug nun auf 3 wird ein Funktionsblockdiagramm eines Energieverteilungssystems dargestellt. Ein On-Board-Lademodul 220 wandelt den von einer Ladestation empfangenen Wechselstrom (AC) über einen AC/DC-Wandler in Gleichstrom (DC) um und lädt das Hochleistungs-Batteriepack 204 und das Hochenergie-Batteriepack 206. Das On-Board-Lademodul 220 erkennt auch, wann das Fahrzeug an eine Ladestation angeschlossen ist und an welche Art von Ladestation das Fahrzeug angeschlossen ist.
  • Ein erster Schalter 254 ist funktionsfähig mit dem Hochleistungs-Batteriepack 204 verbunden und ein zweiter Schalter 256 ist funktionsfähig mit dem Hochenergie-Batteriepack 206 verbunden. Der erste Schalter 254 kann auch als Leistungs-Batteriepackschalter bezeichnet werden, und der zweite Schalter 256 kann auch als Hochenergie-Batteriepackschalter bezeichnet werden.
  • Bei geöffnetem ersten Schalter 254 wird das Hochleistungs-Batteriepack 204 von der MGU 122 und vom On-Board-Lademodul 220 getrennt. Bei geschlossenem ersten Schalter 254 ist das Hochleistungs-Batteriepack 204 funktionsfähig mit der MGU 122 (im Fahrmodus) und mit dem On-Board-Lademodul 220 (im Lademodus) verbunden. Bei geöffnetem zweiten Schalter 256 wird das Hochenergie-Batteriepack 206 von der MGU 122 und vom On-Board-Lademodul 220 getrennt. Bei geschlossenem zweiten Schalter 256 ist das Hochenergie-Batteriepack 206 funktionsfähig mit der MGU 122 (im Fahrmodus) und mit dem On-Board-Lademodul 220 (im Lademodus) verbunden.
  • Der erste Schalter 254 und der zweite Schalter 256 sind beide in geöffneten Positionen in 3 dargestellt. Das Batteriemanagementmodul 126 ist funktionsfähig mit jedem der ersten Schalter 254 und dem zweiten Schalter 256 verbunden und ist konfiguriert, um das Schalten des ersten Schalters 254 und des zweiten Schalters 256 unabhängig voneinander zu steuern. Der erste Schalter 254 und der zweite Schalter 256 können in die geöffnete Position gebracht werden, sowohl der erste Schalter 254 als auch der zweite Schalter 256 können in die geschlossene Position gebracht werden, der erste Schalter 254 kann in die geöffnete Position und der zweite Schalter 256 kann in die geschlossene Position gebracht werden oder umgekehrt. Das Hochleistungs-Batteriepack 204 kann entladen werden, ohne das Hochenergie-Batteriepack 206 zu entladen, und das Hochenergie-Batteriepack 206 kann entladen werden, ohne das Hochleistungsbatterie-Pack 204 zu entladen.
  • Das Hochleistungs-Batteriepack 204 kann auch zum Laden des Hochenergie-Batteriepacks 206 und das Hochenergie-Batteriepack 206 kann zum Laden des Hochleistungs-Batteriepacks 204 verwendet werden. Wenn beispielsweise das Hochleistungs-Batteriepack 204 die MGU 122 mit Strom versorgt (d. h. der erste Schalter 254 ist geschlossen), kann auch der zweite Schalter 256 geschlossen werden, sodass das Hochleistungs-Batteriepack 204 das Hochenergie-Batteriepack 206 lädt.
  • Die MGU 122 kann abhängig von den jeweiligen Positionen des ersten Schalters 254 und des zweiten Schalters 256 mit Strom aus dem Hochleistungs-Batteriepack 204 und/oder dem Hochenergie-Batteriepack 206 betrieben werden. Alternativ kann die MGU das Hochleistungs-Batteriepack 204 und/oder das Hochenergie-Batteriepack 206 laden, abhängig von den jeweiligen Positionen des ersten Schalters 254 und des zweiten Schalters 256. Die MGU 122 kann ein Wechselstrom-(AC)-Motor oder ein anderer geeigneter Motortyp sein. Das PIM 134 ist zwischen der MGU 122 und dem ersten Schalter 254 und dem zweiten Schalter 256 angeordnet.
  • Das Energiemanagementsystem kann auch einen dritten Schalter 258 beinhalten, der zum Steuern des Stromflusses zum zusätzlichen Leistungsmodul 196 dient, das den zusätzlichen Verbraucher 198 versorgt. Der dritte Schalter 258 ist funktionsfähig mit dem Batteriemanagementmodul 126 verbunden. Das Batteriemanagementmodul 126 steuert das Schalten des dritten Schalters 258. Wenn sich der dritte Schalter 258 in der geschlossenen Position befindet, wird der durch die MGU 122 während des Betriebs als Generator (bei regenerativem Bremsen) erzeugte Strom dem Zusatzverbraucher 198 am Fahrzeug, wie beispielsweise einem elektrisch angetriebenen Fahrzeugzubehör, zugeführt. Während des regenerativen Bremsens kann das Batteriemanagementmodul 126 den dritten Schalter 258 so schließen, dass Strom zum Zusatzverbraucher 198 fließt. Dieses kann verwendet werden, um hohe Ströme zu vermeiden, welche die Zellen des Hochenergie-Batteriepacks 206 schädigen können.
  • 4 stellt ein Funktionsblockdiagramm einer exemplarischen Implementierung des Batteriemanagementmoduls 126 dar. Das Batteriemanagementmodul 126 kann ein Ladezustands-(SOC)-Modul 308, ein Batteriesharing-Modul 316 und ein Batteriebestimmungsmodul 320 beinhalten. Das SOC-Modul 308 schätzt den SOC für das Hochleistungs-Batteriepack 204 und das Hochenergie-Batteriepack 206 basierend auf den Daten der Sensoren 233. Das SOC-Modul 308 kann den SOC des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 basierend auf den Spannungen des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 bestimmen. So kann beispielsweise das SOC-Modul 308 die SOCs unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und einer Gleichung bestimmen, die Spannungen des Hochleistungs-Batteriepacks 204 des Hochenergie-Batteriepacks 206 zu den SOCs in Beziehung setzt.
  • Das SOC-Modul 308 kann die SOCs zusätzlich oder alternativ basierend auf dem Strom zu und von dem Hochleistungs-Batteriepack 204 und dem Hochenergie-Batteriepack 206 bestimmen. Zum Beispiel kann das SOC-Modul 308 ein mathematisches Integral des Stroms über jede vorgegebene Zeit bestimmen und die Integrationsergebnisse zur Bestimmung des SOC des Batteriepacks hinzufügen. Als ein weiteres Beispiel kann das SOC-Modul 308 die Spannung basierend auf dem Strom skalieren oder versetzen, wobei der Skalar des Versatzes basierend auf dem Strom bestimmt wird, und den SOC unter Verwendung einer Nachschlagetabelle und einer Gleichung bestimmen, die diese skalierten oder versetzten Spannungen zu den SOCs des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 in Beziehung setzt. Das SOC-Modul 308 kann die SOCs basierend auf einer Temperatur des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 weiter bestimmen. Die Temperatur kann beispielsweise unter Verwendung eines oder mehrerer Temperatursensors gemessen werden. Die SOCs können als Prozentsatz zwischen 0 Prozent SOC, der 0 Ladung anzeigt (d. h. vollständig entladen) und 100 Prozent SOC, der anzeigt, dass das Hochleistungs-Batteriepack 204 und das Hochenergie-Batteriepack 206 vollständig geladen sind, angegeben werden.
  • Das SOC-Modul 308 beinhaltet ein Lademodul 312. Das Lademodul 312 überwacht den SOC jedes Hochleistungs-Batteriepacks 204 und Hochenergie-Batteriepacks 206 und bestimmt, wann das Hochleistungs-Batteriepack 204 und das Hochenergie-Batteriepack 206 vollständig geladen sind. Das Lademodul 312 lädt auch das Hochleistungs-Batteriepack 204 und das Hochenergie-Batteriepack 206 auf eine Weise, die dazu beiträgt, die Nutzungsdauer des Hochleistungs-Batteriepack 204 und des Hochenergie-Batteriepack 206 zu verlängern. Während des Ladevorgangs, wenn das Hochenergie-Batteriepack 206 vollständig geladen ist, weist das Lademodul 312 das Batteriebestimmungsmodul 320 an, den zweiten Schalter 256 zu öffnen, um einen weiteren Energiefluss zum Hochenergie-Batteriepack 206 zu verhindern. Ebenso weist das Lademodul 312 das Batteriebestimmungsmodul 320 während des Ladevorgangs an, den ersten Schalter 254 zu öffnen, um einen weiteren Energiefluss zum Hochleistungs-Batteriepack 204 zu verhindern, wenn das Hochleistungs-Batteriepack 204 vollständig geladen ist.
  • Das Batteriesharing-Modul 316 ermöglicht die Energieverteilung zwischen Fahrzeugen, wie beispielsweise der Energie eines Käuferfahrzeugs (nachfolgend als „der Käufer“ bezeichnet) und der Energie eines Verkäuferfahrzeugs (nachfolgend als „der Verkäufer“ bezeichnet). Das Batteriesharing-Modul 316 empfängt Fahrzeugpositionsdaten (geografische Koordinaten des Fahrzeugs), die SOC-Daten für das Hochleistungs-Batteriepack 204 und das Hochenergie-Batteriepack 206 und sendet die Fahrzeugpositionsdaten und die SOC-Daten an einen Energieverteilungsserver. Das Batteriesharing-Modul 316 kann die SOCs des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 des Fahrzeugs des Verkäufers regelmäßig aktualisieren und erneut übertragen.
  • Das Batteriesharing-Modul 316 kann auch Daten empfangen und an eine Rechenvorrichtung senden, wie beispielsweise einen Energiezugangsschlüssel. Der Energiezugangsschlüssel steuert den Zugang zu einem Ladeanschluss des Fahrzeugs des Verkäufers. Der Energiezugangsschlüssel beinhaltet eine zu übertragende Energiemenge und einen Zeitraum, für den der Energiezugangsschlüssel gültig ist. Der Ladeanschluss kann ein elektronisches Schloss beinhalten, das durch den Energiezugangsschlüssel ver- und entriegelt werden kann. So kann der Käufer beispielsweise eine Kommunikationsverbindung zwischen einer Rechenvorrichtung des Käufers und dem Fahrzeug eines Verkäufers über die Bluetooth Low Energy (BLE)-Kommunikation herstellen. Der Käufer kann den Energiezugangsschlüssel unter Verwendung des BLE-Kommunikationslinks an das Fahrzeug des Verkäufers übermitteln. Das CAN-Netzwerk 162 des Verkäuferfahrzeugs kann als Reaktion auf das Empfangen des Energiezugangsschlüssels aktiviert und der Ladeanschluss des Fahrzeugs nach erfolgreicher Authentifizierung des Energiezugangsschlüssels entriegelt werden. Während einer Energieübertragungstransaktion überwacht das Batteriesharing-Modul 316 den SOC des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochleistungs-Batteriepacks 206, um zu ermitteln, wann die im Energiezugangsschlüssel angegebene Energiemenge auf das Fahrzeug des Käufers übertragen wurde. Das Batteriesharing-Modul 316 weist das Batteriebestimmungsmodul 320 an, den ersten Schalter 254 und/oder den zweiten Schalter 256 zu öffnen, um eine weitere Energieübertragung zu verhindern.
  • Das Batteriebestimmungsmodul 320 steuert selektiv das Entladen und Laden des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 basierend auf den SOCs für das Hochleistungs-Batteriepack 204 und das Hochenergie-Batteriepack 206, einer Fahrzeugleistungsanforderung (VPR), einer Eigenschaft der Ladestation und dem Energiezugangsschlüssel. Die VPR beinhaltet eine aktuelle Leistungsaufnahme, die erforderlich ist, um die Geschwindigkeits- und Beschleunigungsbefehle des Fahrzeugführers zu erfüllen. So können beispielsweise das Niederdrücken oder Anheben eines Gaspedals, die Geschwindigkeit des Niederdrückens oder Anhebens des Gaspedals, das Niederdrücken oder Anheben eines Bremspedals, die Geschwindigkeit des Niederdrückens oder Anhebens des Bremspedals und Raddrehzahldaten vom Motorsteuergerät verwendet werden, um die VPR zu bestimmen. Wenn beispielsweise die ermittelte VPR nicht-null ist (d. h. die MGU 122 muss als Motor fungieren), dann wird die Energie aus dem Hybrid-Batteriepack 144 benötigt. Wenn die VPR jedoch Null ist, dann ist die MGU 122 nicht erforderlich, um als Motor zu fungieren.
  • Das Batteriebestimmungsmodul 320 steuert selektiv das Entladen und Laden des Hochleistungs-Batteriepakets 204 und des Hochleistungs-Batteriepakets 206 durch Öffnen und Schließen des ersten Schalters 254 bzw. des zweiten Schalters 256. Als Reaktion auf den SOC des Hochleistungs-Batteriepacks 204, der kleiner als ein vorgegebener Mindestschwellenwert ist, kann das Batteriebestimmungsmodul 320 den ersten Schalter 254 öffnen, sodass keine weitere Energie aus dem Hochleistungs-Batteriepack 204 fließen kann, und den zweiten Schalter 256 schließen, sodass alle zusätzlichen VPR-Anforderungen durch das Hochenergie-Batteriepack 206 erfüllt werden.
  • Das Batteriebestimmungsmodul 320 ermöglicht selektiv das Laden des Hochenergie-Batteriepacks 206 mit dem Hochleistungs-Batteriepack 204. Wenn sich das Fahrzeug beispielsweise in einem Fahrmodus befindet, ist der SOC des Hochenergie-Batteriepacks 206 größer als ein erster vorgegebener Mindestschwellenwert, beispielsweise 0 Prozent, und der SOC des Hochenergie-Batteriepacks 206 ist kleiner als ein zweiter vorgegebener Mindestschwellenwert, beispielsweise 80 Prozent, schließt das Batteriebestimmungsmodul 320 den ersten Schalter 254 und den zweiten Schalter 256. Das Fahrzeug kann sich im Fahrmodus befinden, wenn das Fahrzeug Energie aus dem Hybrid-Batteriepack 144 zum Antreiben des Fahrzeugs nutzt.
  • 5 ist ein Funktionsblockdiagramm eines exemplarischen Energieverteilungssystems. Ein Energieverteilungsserver 401 erleichtert den Energieverkauf zwischen Fahrzeugen. Ein Käufer übermittelt eine Energieanforderung an den Energieverteilungsserver 401 unter Verwendung einer Computervorrichtung, wie beispielsweise der Computervorrichtung 402. Beispiele für Computervorrichtungen sind Mobiltelefone, Tablet-Vorrichtungen, Laptop-Computer, Desktop-Computer und andere Arten von Computervorrichtungen. Die Computervorrichtungen 402 und 403 und der Energieverteilungsserver 401 kommunizieren über ein oder mehrere Netzwerke 408 und 409. Die Netzwerke 408 und 409 können drahtlose Netzwerke, drahtgebundene Netzwerke oder eine Kombination aus drahtlosen und drahtgebundenen Netzwerken beinhalten. Obwohl das Beispiel so dargestellt ist, dass der Käufer die Energieanforderung über die Computervorrichtung 402 übermittelt, kann der Käufer in einigen Implementierungen die Energieanforderung direkt über das Infotainment-Modul 182 des Fahrzeugs übermitteln. Auf diese Weise wird das Infotainment-Modul 182 des Fahrzeugs als Computervorrichtung betrachtet.
  • Die Energieanforderung kann einen Standort des Käufers (z.B. geografische Koordinaten), die Energiemenge, die der Käufer zum Kauf anfordert, eine Entfernung, die der Käufer bereit ist, zum Erwerb der Energie zurückzulegen, eine aktuelle Reichweite, die auf dem SOC des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 basiert, und einen maximalen Preis, den der Käufer pro Energieeinheit zu zahlen bereit ist, und andere geeignete Informationen beinhalten.
  • Der Verkäufer überträgt durch die Computervorrichtung 403 Energieinformationen an den Energieverteilungsserver 401. Die Energieinformationen können Folgendes beinhalten: einen Standort des Verkäufers (z. B. geografische Koordinaten), wie viel Energie der Verkäufer zur Veräußerung zur Verfügung hat, einen Mindestpreis, für den der Verkäufer bereit ist, die Energie pro Einheit zu verkaufen, eine geschätzte verbleibende Reichweite für das Fahrzeug basierend auf dem SOC des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 des Fahrzeugs des Verkäufers, und einen Zeitrahmen, in dem der Verkäufer bereit ist, Energie zu verkaufen. Der Verkäufer kann die zum Verkauf verfügbare Energiemenge manuell eingeben oder die Energiemenge kann regelmäßig basierend auf dem SOC des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206 des Fahrzeugs des Verkäufers aktualisiert werden.
  • Basierend auf der Energieanforderung ermittelt der Energieverteilungsserver 401 eine Liste von potentiellen Verkäufern, welche die in der Energieanforderung enthaltenen Kriterien erfüllen. So kann beispielsweise der Energieverteilungsserver 401 alle Fahrzeuge innerhalb der Entfernung, die der Käufer bereit ist zu fahren, die über die gewünschte Energiemenge verfügen und die bereit sind, die Energie für einen Preis zu verkaufen, der unter dem Höchstpreis liegt, den der Käufer bereit ist, pro Energieeinheit zu zahlen, in die Liste der potentiellen Verkäufer aufnehmen.
  • Als Reaktion auf das Empfangen der Liste der potentiellen Verkäufer ist der Käufer in der Lage, einen der Verkäufer aus der Liste auszuwählen. Der Käufer übermittelt eine Auswahl des Verkäufers aus der Liste der potentiellen Verkäufer an den Energieverteilungsserver 401. Als Reaktion auf die Auswahl des Käufers sendet der Energieverteilungsserver 401 eine Transaktionsbestätigungsnachricht an den Verkäufer, welche die Details der Transaktion bestätigt, wie beispielsweise die zu übertragende Energiemenge, ein Preis, zu dem sich der Käufer bereit erklärt hat, die Energie einzukaufen, und ein Standort, an dem die Übertragung stattfinden soll (falls er sich vom Standort des Verkäufers unterscheidet). Nach dem Empfangen der Transaktionsbestätigung übermittelt der Verkäufer den Energiezugangsschlüssel an den Energieverteilungsserver 401, der dann den Energiezugangsschlüssel an den Käufer übermittelt. Der Käufer kann dann mit dem Energiezugangsschlüssel den Ladeanschluss des Fahrzeugs des Verkäufers entriegeln und das Fahrzeug des Käufers mit der gewünschten Energiemenge aus dem Fahrzeug des Verkäufers aufladen. Obwohl das Beispiel vorsieht, dass das Fahrzeug des Käufers mit einem Hybrid-Batteriepack der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist, kann das Fahrzeug des Käufers mit jedem geeigneten Batterieback ausgestattet sein, wie beispielsweise nur einem Hochleistungs-Batterieback oder nur einem Hochenergie-Batteriepack.
  • 6 beinhaltet eine Frontansicht einer exemplarischen Implementierung der Computervorrichtung 402. 7 beinhaltet ein Funktionsblockdiagramm einer exemplarischen Implementierung der Computervorrichtung 402. Unter jetziger Bezugnahme auf die 6 und 7 beinhaltet die Computervorrichtung 402 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) oder einen Prozessor 450, eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 454 (z. B. Touchscreen-Anzeige, Mikrofon, ein oder mehrere Schalter usw.), eine Anzeige 458 (z. B. Touchscreen-Anzeige), eine oder mehrere andere Ausgabevorrichtungen (nicht dargestellt), eine Netzwerkschnittstelle 462 und einen Speicher 466. Obwohl die Eingabevorrichtungen 454 und die Anzeige 458 als Komponenten der Computervorrichtung 402 veranschaulicht sind, können Eingabevorrichtungen und Ausgabevorrichtungen (z.B. eine Anzeige) Peripherievorrichtungen sein. Auch wenn das Beispiel eines einzelnen Prozessors vorgesehen ist, kann die Computervorrichtung 402 zwei oder mehr Prozessoren beinhalten.
  • Die Netzwerkschnittstelle 462 verbindet die Computervorrichtung 402 mit den Netzwerken 408. So kann beispielsweise die Netzwerkschnittstelle 462 eine drahtgebundene Schnittstelle (z. B. eine Ethernet-Schnittstelle) und/oder eine drahtlose Schnittstelle (z. B. Wi-Fi, Bluetooth, Nahfeldkommunikation (NFC) oder eine andere drahtlose Schnittstelle) beinhalten. Der Prozessor 450 der Computervorrichtung 402 führt ein Betriebssystem (OS) 472 und eine oder mehrere andere Anwendungen aus. Der Prozessor 450 führt ein Betriebssystem (OS) 472 und eine oder mehrere Serveranwendungen aus, wie beispielsweise eine Energieverteilungsanwendung 474, um Benutzeroberflächen zum Erzeugen und Übertragen von Energieanforderungen anzuzeigen. Die Operationen, die hierin als von der Computervorrichtung 402 durchgeführt erläutert werden, werden von der Computervorrichtung 402 durchgeführt. Obwohl die Computervorrichtung 402 in den 6 und 7 beschrieben ist, kann die Computervorrichtung 403 ähnlich konfiguriert werden.
  • 8 beinhaltet ein vereinfachtes Funktionsblockdiagramm einer exemplarischen Implementierung des Energieverteilungsservers 401. Der Energieverteilungsserver 401 beinhaltet einen Prozessor 504, eine oder mehrere Eingabevorrichtungen 508 (z. B. eine Tastatur, ein Touchpad, eine Maus usw.), ein Anzeigensubsystem 512 mit einer Anzeige 516, eine Netzwerkschnittstelle 520, einen Speicher 524 und einen Massenspeicher 528. Obwohl die Eingabevorrichtungen 508 und die Anzeige 516 als Komponenten des Energieverteilungsservers 401 veranschaulicht sind, können Eingabevorrichtungen und Ausgabevorrichtungen (z. B. eine Anzeige) Peripherievorrichtungen sein. Auch wenn das Beispiel eines einzelnen Prozessors vorgesehen ist, kann der Energieverteilungsserver 401 zwei oder mehr Prozessoren beinhalten.
  • Die Netzwerkschnittstelle 520 verbindet den Energieverteilungsserver 401 über die Netzwerke 408 und 409 mit den Computervorrichtungen 402 und 403. So kann beispielsweise die Netzwerkschnittstelle 520 eine drahtgebundene Schnittstelle (z. B. eine Ethernet-Schnittstelle) und/oder eine drahtlose Schnittstelle (z. B. Wi-Fi, Bluetooth, Nahfeldkommunikation (NFC) oder eine andere drahtlose Schnittstelle) beinhalten. Der Speicher 524 kann einen flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher, Cache oder eine andere Art von Speicher beinhalten. Der Massenspeicher 528 kann einen Flash-Speicher, eine oder mehrere Festplatten (HDDs) oder eine andere Massenspeichervorrichtung beinhalten.
  • Der Prozessor 504 führt ein Betriebssystem (OS) 532 und eine oder mehrere Serveranwendungen aus, wie beispielsweise eine Energieverteilungsanwendung 536. Der Massenspeicher 528 kann eine oder mehrere Datenbanken 540 speichern, die Datenstrukturen speichern, die von den Anwendungen des Energieverteilungsservers 401 verwendet werden, um entsprechende, hierin beschriebene, Funktionen auszuführen. Der Prozessor 504 führt die Energieverteilungsanwendung 536 aus, um den Energieaustausch zwischen Käufer und Verkäufer zu erleichtern. Die hierin erläuterten Operationen als vom Energieverteilungsserver 401 durchgeführt, werden vom Energieverteilungsserver 401 (insbesondere vom Prozessor 504) während der Ausführung der Energieverteilungsanwendung 536 durchgeführt. Obwohl die hierin beschriebenen Funktionen vom Energieverteilungsserver 401 ausgeführt werden, kann die Funktionalität des Energieverteilungsservers 401 auf zwei oder mehr Server verteilt sein.
  • Die 9-11 stellen exemplarische Steuerungen dar, die vom Batteriemanagementmodul 126 ausführt werden. Bei 704 bestimmt die Steuerung, ob sich das Fahrzeug im Fahrmodus befindet. Wenn die Steuerung bestimmt, dass sich das Fahrzeug im Fahrmodus befindet, fährt die Steuerung bei 705 fort. Wenn die Steuerung bestimmt, dass sich das Fahrzeug nicht im Fahrmodus befindet, fährt die Steuerung bei 728 fort.
  • Bei 705 empfängt die Steuerung die (VPR) und die Steuerung wird bei 706 fortgesetzt. Bei 706 überprüft die Steuerung, ob die VPR empfangen wurde und größer als Null ist. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 707 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 705. Bei 707 bestimmt die Steuerung die SOCs des Hochleistungs-Batteriepacks 204 und des Hochenergie-Batteriepacks 206. Bei 708 bestimmt die Steuerung, ob der SOC des Hochleistungs-Batteriepacks 204 größer ist als ein erster vorgegebener SOC oder ein ähnlicher vorgegebener SOC. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 712 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 724. Bei 712 bestimmt die Steuerung, ob der SOC des Hochenergie-Batteriepacks 206 kleiner als ein zweiter vorgegebener SOC ist, zum Beispiel 80 Prozent. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 720 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 716.
  • Bei 716 schließt die Steuerung den ersten Schalter 254 (falls zuvor geöffnet) und öffnet den zweiten Schalter 256 (falls zuvor geschlossen), sodass nur das Hochleistungs-Batteriepack 204 die MGU 122 mit Strom versorgt werden kann und die Steuerung endet. Obwohl das Beispiel für die Beendigung vorgesehen ist, veranschaulicht die Steuerung einen kontinuierlichen Regelkreis, und die Steuerung kann bei 704 fortgesetzt werden. Bei 720 schließt die Steuerung den ersten Schalter 254 (falls zuvor geöffnet) und auch den zweiten Schalter 256 (falls zuvor geöffnet), sodass das Hochleistungs-Batteriepack 204 die MGU mit Strom versorgt und auch das Hochenergie-Batteriepack 206 geladen wird und die Steuerung endet. Bei 724 öffnet die Steuerung den ersten Schalter 254 (falls zuvor geschlossen) und schließt auch den zweiten Schalter 256 (falls zuvor geöffnet), sodass das Hochenergie-Batteriepack 206 die MGU 122 mit Strom versorgt und die Steuerung endet.
  • Bei 728 bestimmt die Steuerung, ob das Fahrzeug an eine Ladestation angeschlossen ist. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 732 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 764. Bei 732 bestimmt die Steuerung eine Ladezustandskennlinie der Ladestation. Bei 736 bestimmt die Steuerung, ob es sich bei der Ladestation um eine Ladestation der Stufe 3 (d. h. DC-Schnellladung) handelt. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 740 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 752. Bei 740 bestimmt die Steuerung, ob der SOC des Hochenergie-Batteriepacks 206 kleiner als ein dritter vorgegebener SOC für das Hochenergie-Batteriepack 206 ist. So kann beispielsweise der dritte vorgegebene SOC für das Hochenergie-Batteriepack 206 auf 30 Prozent oder einen anderen geeigneten Prozentsatz eingestellt werden. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 744 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 748. Bei 744 schließt die Steuerung den ersten Schalter 254 (falls geöffnet) und den zweiten Schalter 256 (falls geöffnet), um eine schnelle DC-Ladung sowohl des Hochleistungs-Batteriepacks 204 als auch des Hochenergie-Batteriepacks 206 zu ermöglichen, und die Steuerung kann enden. Bei 748 schließt die Steuerung den ersten Schalter 254 (falls geöffnet) und öffnet den zweiten Schalter 256 (falls geschlossen), um eine schnelle DC-Ladung nur des Hochleistungs-Batteriepacks 204 zu ermöglichen.
  • Bei 752 bestimmt die Steuerung, ob der SOC des Hochenergie-Batteriepacks 206 kleiner als ein vierter vorgegebener SOC für das Hochenergie-Batteriepack 206 ist. Der vierte vorgegebene SOC ist größer als der dritte vorgegebene SOC. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 756 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 760. Bei 756 öffnet die Steuerung den ersten Schalter 254 (falls geschlossen) und schließt den zweiten Schalter 256 (falls geöffnet), sodass das Hochenergie-Batteriepack 206 vor dem Hochleistungs-Batteriepack 204 geladen wird und die Steuerung kann enden. Bei 760 schließt die Steuerung den ersten Schalter 254 (falls geöffnet) und öffnet den zweiten Schalter 256 (falls geschlossen), sodass das Hochleistungs-Batteriepack 204 zuerst geladen wird und die Steuerung kann enden.
  • Bei 764 bestimmt die Steuerung, ob der SOC des Hochleistungs-Batteriepacks 204 größer ist als ein fünfter vorgegebener SOC für das Hochleistungs-Batteriepack 204 ist. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 768 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 776. Bei 768 bestimmt die Steuerung, ob der SOC des Hochenergie-Batteriepacks 206 kleiner als der vierte vorgegebener SOC für das Hochenergie-Batteriepack 206 ist. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 778 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 776. Bei 776 öffnet die Steuerung den ersten Schalter 254 (falls geschlossen) und öffnet den zweiten Schalter 256 (falls geschlossen). Bei 778 bestimmt die Steuerung, ob eine Energieanforderung empfangen wurde. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 782 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 780. Bei 780 schließt die Steuerung den ersten Schalter (falls geöffnet) und auch den zweiten Schalter (falls geöffnet), um den Wechsel des Hochenergie-Batteriepacks 206 mit dem Hochleistungs-Batteriepack 204 zu ermöglichen. Bei 782 bestimmt die Steuerung, ob der Verkäufer der Energieverteilung zugestimmt hat (d. h. ob der Verkäufer vorab dem Verkauf von Energieanfragen zugestimmt hat). Wenn ja, fährt die Steuerung bei Buchstabe A von 10 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 780.
  • Unter Bezugnahme auf 10 überträgt die Steuerung bei 808 die Energieanforderung an den Energieverteilungsserver 401 und die Steuerung fährt bei 812 fort. Bei 812 wird die Energieanforderung vom Energieverteilungsserver 401 empfangen und die Steuerung fährt bei 816 fort. Bei 816 identifiziert der Energieverteilungsserver 401 eine Liste von Verkäufern basierend auf der angeforderten Energiemenge und dem Standort des Käufers. Bei 820 überträgt die Steuerung eine Liste der potentiellen Verkäufer an den Käufer und die Steuerung fährt bei 824 fort.
  • Bei 824 bestimmt die Steuerung, ob der Käufer einen Verkäufer aus der Liste der potentiellen Verkäufer ausgewählt hat. Wenn ja, fährt die Kontrolle bei 828 fort; andernfalls wartet die Steuerung darauf, dass der Käufer einen Verkäufer auswählt. Bei 828 wird die Auswahl des Käufers an den Energieverteilungsserver 401 übertragen und die Steuerung fährt bei 832 fort. Bei 832 bestimmt die Steuerung, ob der Verkäufer den Energieverkauf im Voraus genehmigt hat. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 852 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 836. Bei 836 überträgt die Steuerung die Energieanforderung zur Genehmigung an den Verkäufer. Die Steuerung fährt bei 840 fort, wobei die Kontrolle bestimmt, ob der Verkäufer dem Verkauf zugestimmt hat. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 844 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 848. Bei 844 überträgt die Steuerung die Zustimmung des Verkäufers an den Energieverteilungsserver 401. Bei 848 übermittelt die Steuerung die Ablehnung des Verkäufers an den Energieverteilungsserver 401 und fährt bei 864 fort. Bei 864 aktualisiert der Energieverteilungsserver 401 die Liste der Verkäufer und kehrt zu 820 zurück.
  • Die Steuerung fährt bei 852 fort, wobei der Energieverteilungsserver 401 die Energieübertragungstransaktion verarbeitet und mit 856 fortfährt. Bei 856 übermittelt die Steuerung dem Käufer eine Bestätigung der Zustimmung des Verkäufers. Die Steuerung fährt mit 860 fort, wobei die Steuerung den Energiezugangsschlüssel über den Energieverteilungsserver 401 an den Käufer überträgt und die Steuerung fährt mit Buchstabe C von 11 fort.
  • Unter Bezugnahme auf 11 bestimmt die Steuerung bei 904 einen Standort des Fahrzeugs des Käufers im Verhältnis zum Fahrzeug des Verkäufers. So kann beispielsweise das Fahrzeug des Käufers den Standort des Fahrzeugs des Käufers einmal im Voraus übermitteln. Bei 908 bestimmt die Steuerung, ob sich die Entfernung zwischen dem Fahrzeug des Käufers und dem Fahrzeug des Verkäufers innerhalb eines ersten vorgegebenen Bereichs befindet. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 912 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 904. Bei 912 überträgt die Steuerung eine Standortbenachrichtigung an den Verkäufer, die angibt, dass sich das Fahrzeug des Käufers in einer bestimmten Entfernung vom Fahrzeug des Verkäufers befindet. Die Steuerung fährt bei 914 fort, wobei die Steuerung eine zweite Entfernung zwischen dem Fahrzeug des Käufers und dem Fahrzeug des Verkäufers bestimmt. Bei 916 bestimmt die Steuerung, ob sich die zweite Entfernung innerhalb eines zweiten vorbestimmten Bereichs befindet. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 920 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 916. Bei 920 bestimmt die Steuerung, ob das Fahrzeug des Käufers gestoppt hat (d. h. das Fahrzeug steht still). Wenn ja, fährt die Steuerung bei 924 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 920.
  • Bei 924 verbindet die Steuerung die Computervorrichtung 402 des Käufers mit dem Fahrzeug des Verkäufers über die BLE-Kommunikation und übermittelt den Energiezugangsschlüssel an das Fahrzeug des Verkäufers. Bei 928 wird das Fahrzeug des Verkäufers als Reaktion auf das Empfangen des Energiezugangsschlüssels aktiviert. Bei 930 überträgt die Computervorrichtung 403 eine Verifizierungsanforderung für einen Energiezugangsschlüssel an den Energieverteilungsserver 401. Die Steuerung fährt bei 932 fort, wobei der Energieverteilungsserver 401 überprüft, ob der Energiezugangsschlüssel noch gültig ist (d. h. der Verkäufer hat den Zugang nicht widerrufen). Wenn ja, fährt die Steuerung bei 936 fort; ansonsten kann die Steuerung enden. Bei 936 bestimmt die Steuerung, ob ein aktueller Zeitraum innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums liegt, der durch den Energiezugangsschlüssel vorgegeben ist. So kann beispielsweise der Energiezugangsschlüssel von 14:00 bis 17:00 Uhr gültig sein. Wenn die aktuelle Uhrzeit 20:00 Uhr ist, ist der Energiezugangsschlüssel nicht mehr gültig. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 940 fort; ansonsten kann die Steuerung enden.
  • Bei 940 entriegelt die Steuerung den Ladeanschluss am Fahrzeug des Verkäufers. Bei 946 schließt die Steuerung den ersten Schalter 254 und öffnet den zweiten Schalter 256, sodass nur das Hochleistungs-Batteriepack 204 Energie an das Fahrzeug des Käufers überträgt. Bei 950 stellt die Steuerung eine Verbindung zwischen dem Fahrzeug des Käufers und dem Fahrzeug des Verkäufers her. So kann beispielsweise der Käufer über einen bidirektionalen Ladestecker eine direkte Verbindung mit dem Ladeanschluss am Fahrzeug des Verkäufers herstellen. Bei 954 überprüft die Steuerung, ob das Fahrzeug des Käufers und das Fahrzeug des Verkäufers eine Verbindung hergestellt haben. Wenn ja, fährt die Steuerung bei 958 fort; ansonsten kehrt die Steuerung zurück zu 954. Bei 958 beginnt die Steuerung mit der Übertragung von Energie und die Steuerung fährt bei 962 fort. Bei 962 bestimmt die Steuerung die Menge der übertragenen Energie. Bei 966 bestimmt die Steuerung, ob die übertragene Energiemenge der im Energiezugangsschlüssel angegebenen Energiemenge entspricht. Wenn ja, kann die Steuerung enden oder mit dem Buchstaben D von 9 fortfahren; andernfalls kann die Steuerung zu 958 zurückkehren.
  • Die vorhergehende Beschreibung ist rein illustrativ und soll die vorliegende Offenbarung sowie ihre Ausführungen oder Verwendungen keineswegs einschränken. Die umfassenden Lehren der Offenbarung können in zahlreichen Formen umgesetzt werden. Obwohl diese Offenbarung bestimmte Beispiele beinhaltet, sollte der tatsächliche Umfang der Offenbarung daher nicht so begrenzt sein, da weitere Modifikationen durch das Studieren der Zeichnungen, der Spezifikation und der folgenden Patentansprüche offensichtlich werden. Es sei darauf hingewiesen, dass einer oder mehrere Schritte innerhalb eines Verfahrens in anderer Reihenfolge (oder gleichzeitig) ausgeführt werden können, ohne die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung zu verändern. Ferner, obwohl jede der Ausführungsformen oben dahingehend beschrieben ist, dass sie bestimmte Merkmale aufweist, kann/können eine oder mehrere dieser Funktionen, die in Bezug auf jede Ausführungsform der Offenbarung beschrieben sind, in jeder der anderen Ausführungsformen implementiert und/oder kombiniert werden, selbst wenn diese Kombination nicht explizit beschrieben wird. Mit anderen Worten ausgedrückt schließen sich die beschriebenen Ausführungsformen nicht gegenseitig aus, und Permutationen von einer oder mehreren Ausführungsformen gegeneinander bleiben innerhalb des Schutzumfangs dieser Offenbarung.
  • Räumliche und funktionale Beziehungen zwischen Elementen (z. B. zwischen Modulen, Schaltkreiselementen, Halbleiterschichten usw.) werden unter Verwendung von verschiedenen Begriffen beschrieben, einschließlich „verbunden“, „eingerastet“, „gekoppelt“, „benachbart“, „neben“, „oben auf“, „über“, „unter“ und „angeordnet“. Sofern nicht ausdrücklich als „direkt“ beschrieben, kann eine Beziehung eine direkte Beziehung sein, wenn eine Beziehung zwischen einem ersten und zweiten Element in der oben genannten Offenbarung beschrieben wird, wenn keine anderen intervenierenden Elemente zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden sind, kann jedoch auch eine indirekte Beziehung sein, wenn ein oder mehrere intervenierende(s) Element(e) (entweder räumlich oder funktional) zwischen dem ersten und zweiten Element vorhanden ist/sind. Wie hierin verwendet, sollte der Satz „zumindest eines von A, B und C“ so zu verstehen sein, dass damit eine Logik gemeint ist (A ODER B ODER C), unter Verwendung eines nicht ausschließlichen logischen ODER, und sollte nicht dahingehend zu verstehen sein, dass gemeint ist „zumindest eines von A, zumindest eines von B und zumindest eines von C“.
  • In den Figuren bezeichnen die Pfeilrichtungen, wie angezeigt, durch die Pfeilspitze im Allgemeinen den Fluss von Informationen (wie Daten oder Befehlen), die im Kontext der Darstellung relevant sind. Wenn beispielsweise Element A und Element B eine Vielzahl von Informationen austauschen, aber die Informationen, die von Element A nach Element B übertragen werden, für die Darstellung relevant sind, kann der Pfeil von Element A nach Element B zeigen. Diese unidirektionalen Pfeile implizieren nicht, dass keine anderen Informationen von Element B nach Element A übertragen werden. Zudem kann Element B im Zusammenhang mit Informationen, die von Element A nach Element B gesendet werden, Anfragen oder Bestätigungen dieser Informationen zu Element A senden.
  • In dieser Anwendung, einschließlich der folgenden Definitionen, kann der Begriff „Modul“ oder der Begriff „Steuerung“ ggf. durch den Begriff „Schaltung“ ersetzt werden. Der Begriff „Modul“ kann auf Folgendes verweisen bzw. Teil von Folgendem sein oder Folgendes beinhalten: eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC); eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale diskrete Schaltung; eine digitale, analoge oder gemischt analog/digitale integrierte Schaltung; eine kombinatorische Logikschaltung; ein feldprogrammierbares Gate-Array (FPGA); einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der Code ausführt; einen Speicher (gemeinsam genutzt, dediziert oder Gruppe), der einen von einem Prozessor ausgeführten Code speichert; andere geeignete Hardware-Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen; oder eine Kombination von einigen oder allen der oben genannten, wie zum Beispiel in einem Systemon-Chip.
  • Das Modul kann eine oder mehrere Schnittstellenschaltungen beinhalten. In einigen Beispielen können die Schnittstellen-Schaltkreise kabelgebundene oder -lose Schnittstellen beinhalten, die mit einem lokalen Netzwerk (LAN), dem Internet, einem Weitverkehrsnetz (WAN) oder Kombinationen hieraus verbunden sind. Die Funktionalität der in dieser Offenbarung genannten Module kann auf mehrere Module verteilt werden, die mit Schnittstellen-Schaltkreisen verbunden sind. So können zum Beispiel mehrere Module einen Lastenausgleich zulassen. In einem anderen Beispiel können von einem Servermodul (z.°B. Remote-Server oder Cloud) bestimmte Funktionen eines Client-Moduls übernommen werden.
  • Der Begriff Code, wie oben verwendet, kann Software, Firmware und/oder Mikrocode beinhalten, und auf Programme, Routinen, Funktionen, Klassen, Datenstrukturen und/oder Objekte verweisen. Der Begriff „gemeinsame Prozessorschaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Prozessorschaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen ausführt. Der Begriff „gruppierte Prozessorschaltung“ bezieht sich auf eine Prozessorschaltung, die in Kombination mit zusätzlichen Prozessorschaltungen ermittelten oder vollständigen Code von ggf. mehreren Modulen ausführt. Verweise auf mehrere Prozessorschaltungen umfassen mehrere Prozessorschaltungen auf diskreten Matrizen, mehrere Prozessorschaltungen auf einer einzelnen Scheibe, mehrere Kerne auf einer einzelnen Prozessorschaltung, mehrere Threads einer einzelnen Prozessorschaltung oder eine Kombination der oben genannten. Der Begriff „gemeinsame Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine einzelne Memory-Schaltung, die ermittelten oder vollständigen Code von mehreren Modulen speichert. Der Begriff „gruppierte Memory-Schaltung“ bezieht sich auf eine Memory-Schaltung, die in Kombination mit zusätzlichem Speicher ermittelte oder vollständige Codes von ggf. mehreren Modulen speichert.
  • Der Begriff Memory-Schaltung ist dem Begriff computerlesbares Medium untergeordnet. Der Begriff „computerlesbares Medium“, wie er hier verwendet wird, bezieht sich nicht auf flüchtige elektrische oder elektromagnetische Signale, die sich in einem Medium ausbreiten (z. B. im Falle einer Trägerwelle); der Ausdruck „computerlesbares Medium“ ist daher als konkret und nichtflüchtig zu verstehen. Nicht einschränkende Beispiele eines nichtflüchtigen konkreten computerlesbaren Mediums sind nichtflüchtige Memory-Schaltungen (z. B. Flash-Memory-Schaltungen, löschbare programmierbare ROM-Schaltungen oder Masken-ROM-Schaltungen), flüchtige Memory-Schaltungen (z. B. statische oder dynamische RAM-Schaltungen), magnetische Speichermedien (z. B. analoge oder digitale Magnetbänder oder ein Festplattenlaufwerk) und optische Speichermedien (z. B. CD, DVD oder Blu-Ray).
  • Die im Rahmen dieser Anmeldung beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können teilweise oder vollständig mit einem speziellen Computer, der für die Ausführung ermittelter Computerprogrammfunktionen konfiguriert ist, implementiert werden. Die Funktionsblöcke, Flussdiagramm-Komponenten und weiter oben beschriebenen Elemente dienen als Softwarespezifikationen, die von entsprechend geschulten Technikern oder Programmierern in Computerprogramme umgesetzt werden können.
  • Die Computerprogramme beinhalten prozessorausführbare Anweisungen, die auf zumindest einem nicht-flüchtigen, konkreten, computerlesbaren Medium gespeichert sind. Die Computerprogramme können ebenfalls gespeicherte Daten enthalten oder auf gespeicherten Daten basieren. Die Computerprogramme können ein Basic-Input-Output-System (BIOS) umfassen, das mit der Hardware des speziellen Computers zusammenwirkt, Vorrichtungstreiber, die mit ermittelten Vorrichtungen des speziellen Computers, einem oder mehreren Betriebssystemen, Benutzeranwendungen, Hintergrunddiensten, im Hintergrund laufenden Anwendungen usw. zusammenwirken.
  • Die Computerprogramme können Folgendes beinhalten: (i) beschreibenden Text, der gegliedert wird, wie z. B. HTML (Hypertext Markup Language), XML (Extensible Markup Language) oder JSON (JavaScript Object Notation), (ii) Assembler Code, (iii) Objektcode, der von einem Quellcode durch einen Compiler erzeugt wurde, (iv) Quellcode zur Ausführung durch einen Interpreter, (v) Quellcode zur Kompilierung und zur Ausführung durch einen Just-in-Time-Compiler usw. Nur exemplarisch kann der Quellcode mittels der Syntax der Sprachen, einschließlich C, C++, C#, Objective-C, Swift, Haskell, Go, SQL, R, Lisp, Java®, Fortran, Perl, Pascal, Curl, OCaml, Javascript®, HTML5 (Hypertext Markup Language 5. Version), Ada, ASP (Active Server Pages), PHP (PHP: Hypertext Preprocessor), Scala, Eiffel, Smalltalk, Erlang, Ruby, Flash®, Visual Basic®, Lua, MATLAB, SIMULINK und Python®, geschrieben werden.

Claims (10)

  1. Fahrzeug umfassend: ein Hybrid-Batteriepack, das ein erstes Batteriepack und ein zweites Batteriepack beinhaltet, worin: das erste Batteriepack eine höhere Energiedichte aufweist als das zweite Batteriepack; und das zweite Batteriepack eine höhere Leistungsdichte aufweist als das erste Batteriepack; ein Wechselrichtermodul, das zwischen dem Hybrid-Batteriepack und einer Motor-Generator-Einheit (MGU) verbunden ist, die mit einem Antriebsstrang des Fahrzeugs verbunden ist und die konfiguriert ist, um den Leistungsfluss zwischen dem Hybrid-Batteriepack und dem MGU zu regeln; ein Batteriemanagementmodul, das konfiguriert ist zum: Steuern des Schaltens des Wechselrichtermoduls; selektives Laden und Entladen mindestens eines der ersten Batteriepacks und des zweiten Batteriepacks; und selektives Laden des ersten Batteriepacks mit Strom aus dem zweiten Batteriepack.
  2. Fahrzeug nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend: einen ersten Schalter, der zwischen dem Wechselrichtermodul und dem zweiten Batteriepack verbunden ist und der: (i) im geöffneten Zustand das zweite Batteriepack von mindestens einem der Wechselrichtermodule und einer Ladestation trennt; und (ii) im geschlossenen Zustand das zweite Batteriepack und von mindestens einem der Wechselrichtermodule und der Ladestation trennt; und einen zweiten Schalter, der zwischen dem Wechselrichtermodul und dem ersten Batteriepack verbunden ist und der: (i) im geöffneten Zustand das erste Batteriepack von mindestens einem der Wechselrichtermodule und der Ladestation trennt; und (ii) im geschlossenen Zustand das erste Batteriepack und von mindestens einem der Wechselrichtermodule und der Ladestation trennt.
  3. Fahrzeug nach Anspruch 2, worin das Batteriemanagementmodul ferner konfiguriert ist zum: Bestimmen eines ersten Ladezustands (SOC) des ersten Batteriepacks; und Bestimmen eines zweiten SOC des zweiten Batteriepacks.
  4. Fahrzeug nach Anspruch 3, worin das Batterieverwaltungsmodul konfiguriert ist, um basierend auf mindestens einem des ersten SOC und des zweiten SOC mindestens einen des ersten Batteriepacks und des zweiten Batteriepacks zu laden und zu entladen.
  5. Fahrzeug nach Anspruch 4, worin: das Batteriemanagementmodul konfiguriert ist, um das zweite Batteriepack zu entladen, wenn: (i) sich das Fahrzeug in einem Fahrmodus befindet; (ii) der zweite SOC des zweiten Batteriepacks größer als ein erster vorgegebener SOC ist; und (iii) der erste SOC des ersten Batteriepacks kleiner als ein zweiter vorgegebener SOC ist; und das Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, um das erste Batteriepack mit Energie zu laden, die bei einer Entladung aus dem zweiten Batteriepack entnommen wird, wenn: (i) sich das Fahrzeug im Fahrmodus befindet; (ii) der zweite SOC des zweiten Batteriepacks größer als ein dritter vorgegebener SOC ist; und (iii) der erste SOC des ersten Batteriepacks größer als ein vierter vorgegebener SOC ist.
  6. Fahrzeug nach Anspruch 5, worin das Batteriemanagementmodul konfiguriert ist, um das erste Batteriepack als Reaktion auf das Bestimmen zu entladen, dass der zweite SOC des zweiten Batteriepacks kleiner ist als der erste vorgegebene SOC.
  7. Energieverteilungssystem, umfassend: das Fahrzeug nach Anspruch 6; ein zweites Fahrzeug mit einem Batteriepack und einem zweiten Batteriemanagementmodul, worin mindestens eines von: das zweite Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, um das Batteriepack selektiv mit Energie zu laden, die vom Hybrid-Batteriepack des Fahrzeugs empfangen wird; und das Batteriemanagementmodul ist konfiguriert, um das Hybrid-Batteriepack selektiv mit Energie zu laden, die vom Batteriepack des zweiten Fahrzeugs empfangen wird.
  8. Energieverteilungssystem nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend: eine erste Computervorrichtung, die dem Fahrzeug zugeordnet ist und die konfiguriert ist, um als Reaktion auf das Empfangen einer ersten Eingabe von einem Benutzer eine Energieanforderung und einen ersten Standort des Fahrzeugs zu übertragen; eine zweite Computervorrichtung, die dem zweiten Fahrzeug zugeordnet ist und die konfiguriert ist, zum: Übertragen eines zweiten Standorts des zweiten Fahrzeugs; und eine Energiemenge, die aus dem Batteriepack des zweiten Fahrzeugs zum Verkauf bereitsteht.
  9. Energieverteilungssystem nach Anspruch 8, des Weiteren umfassend einen Energieverteilungsserver, der konfiguriert ist zum: Empfangen der Energieanforderung, des ersten Standorts des Fahrzeugs, des zweiten Standorts des zweiten Fahrzeugs und der Menge der zum Verkauf verfügbaren Energie aus dem Batteriepack des zweiten Fahrzeugs; Erstellen einer Liste der Fahrzeuge von Energieanbietern als Reaktion auf das Empfangen der Energieanforderung; und Übertragen der Liste an die erste Computervorrichtung; worin die erste Computervorrichtung konfiguriert ist, zum: Anzeigen der Liste auf einer Anzeige der ersten Computervorrichtung; und Übertragen einer Anzeige der Auswahl des zweiten Fahrzeugs an den Energieverteilungsserver als Reaktion auf das Empfangen von Benutzereingaben an der ersten Computervorrichtung, welche die Auswahl des zweiten Fahrzeugs aus der Liste anzeigt; und worin das Batteriemanagementmodul so konfiguriert ist, dass es das Hybrid-Batteriepack selektiv mit Energie lädt, die vom Batteriepack des zweiten Fahrzeugs als Reaktion auf Signale vom Energieverteilungsserver empfangen wird.
  10. Energieverteilungssystem nach Anspruch 9, worin: das zweite Fahrzeug einen Ladeanschluss beinhaltet; der Ladeanschluss den Zugang zum Batteriepack steuert und eine elektronische Verriegelung beinhaltet; der Energieverteilungsserver selektiv einen elektronischen Zugangsschlüssel an die erste Computervorrichtung als Reaktion auf das Anzeigen der Auswahl des zweiten Fahrzeugs als Reaktion auf das Empfangen von Benutzereingaben an der ersten Computervorrichtung überträgt, welche die Auswahl des zweiten Fahrzeugs aus der Liste anzeigt; und das elektronische Schloss wird als Reaktion auf den elektronischen Zugangsschlüssel entriegelt.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11155153B2 (en) 2018-06-01 2021-10-26 GM Global Technology Operations LLC Energy sharing system and method for a vehicle
WO2020069041A1 (en) * 2018-09-27 2020-04-02 Landis+Gyr Innovations, Inc. Providing on-demand power charging for electric vehicles
DE102019005071A1 (de) * 2019-04-27 2020-10-29 Deutz Aktiengesellschaft Schnellladestation und Verfahren zum Laden von elektrisch betriebenen Land-, Wasser-, Luftfahrzeugen und/oder Arbeitsmaschinen und/oder Batterien
KR20190106864A (ko) * 2019-08-27 2019-09-18 엘지전자 주식회사 로봇을 충전하기 위한 방법 및 시스템
JP7403364B2 (ja) * 2020-03-27 2023-12-22 本田技研工業株式会社 電力算出装置
CN112455289A (zh) * 2020-04-27 2021-03-09 上海蓝诺汽车动力系统有限公司 车辆及用于车辆的多能源电池系统
US11964584B2 (en) * 2020-09-16 2024-04-23 Apple Inc. Accessory power pack
JP7450523B2 (ja) 2020-12-08 2024-03-15 プライムプラネットエナジー＆ソリューションズ株式会社 車両走行システムおよび車両

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8872379B2 (en) 2007-11-30 2014-10-28 Johnson Controls Technology Company Efficient usage, storage, and sharing of energy in buildings, vehicles, and equipment
US7960857B2 (en) * 2008-12-02 2011-06-14 General Electric Company System and method for vehicle based uninterruptable power supply
US8860362B2 (en) 2009-07-31 2014-10-14 Deka Products Limited Partnership System for vehicle battery charging
CN102762409A (zh) * 2009-11-13 2012-10-31 德莱赛公司 再充电电动车辆
CN104272554A (zh) * 2011-12-02 2015-01-07 纳迪姆·卡里姆 用于插入式或混合动力电动车辆的可电气再充电的双化学成分的电池系统
US9407105B2 (en) 2012-09-24 2016-08-02 Elwha Llc Systems and methods for transferring electrical energy between vehicles
JP6183242B2 (ja) 2014-02-18 2017-08-23 トヨタ自動車株式会社 蓄電システム
US9778653B1 (en) 2014-06-27 2017-10-03 Amazon Technologies, Inc. Systems, devices and methods delivering energy using an uncrewed autonomous vehicle
GB2528505A (en) 2014-07-24 2016-01-27 Intelligent Energy Ltd Energy resource system
US20170072812A1 (en) * 2015-09-16 2017-03-16 Qualcomm Incorporated Battery Management Systems for Autonomous Vehicles
US10220717B2 (en) 2015-11-13 2019-03-05 Nio Usa, Inc. Electric vehicle emergency charging system and method of use
US10532663B2 (en) 2015-11-13 2020-01-14 Nio Usa, Inc. Electric vehicle overhead charging system and method of use
US11121577B2 (en) 2016-03-22 2021-09-14 International Business Machines Corporation Satisfying building energy demand using mobile energy storage
US10183583B2 (en) * 2016-08-03 2019-01-22 Solarcity Corporation Energy generation and storage system with electric vehicle charging capability
CN107128187B (zh) * 2017-04-12 2020-05-05 宁德时代新能源科技股份有限公司 供电系统、电力驱动装置、纯电动汽车及其工作方法
US10391872B2 (en) 2017-07-07 2019-08-27 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Electromagnetic charge sharing and low force vehicle movement device and system
US11155153B2 (en) 2018-06-01 2021-10-26 GM Global Technology Operations LLC Energy sharing system and method for a vehicle

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