DE102019202014A1 - Device and method for calculating a charging time and method for optimizing a route - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung ermöglicht verbesserte Prognose für die Ladedauer einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs. Hierzu ist vorgesehen, charakteristische Parameter der Traktionsbatterie auszuwerten. Auf Grundlage der verfügbaren charakteristischen Parameter der Traktionsbatterie können einzelne Abschnitte während eines Ladevorgangs präzise bestimmt werden. Dies ermöglicht eine genaue Prognose der Ladeleistung in jedem Abschnitt des Ladevorgangs. Auf diese Weise kann eine sehr genaue Abschätzung von zu erwartenden Ladevorgängen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs erreicht werden.The present invention enables improved prognosis for the charging time of a traction battery of an electric vehicle. For this purpose, it is intended to evaluate characteristic parameters of the traction battery. Based on the available characteristic parameters of the traction battery, individual sections can be precisely determined during a charging process. This enables an exact forecast of the charging performance in each section of the charging process. In this way, a very precise estimate of expected charging processes for a traction battery of an electric vehicle can be achieved.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung einer Ladedauer für das Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Optimierung einer Route mit einem Elektrofahrzeug.The present invention relates to a method and a device for calculating a charging time for charging a traction battery of an electric vehicle. The present invention also relates to a method for optimizing a route with an electric vehicle.
Stand der TechnikState of the art
Ganz oder teilweise elektrisch angetriebene Fahrzeuge gewinnen zunehmend an Bedeutung. Elektrisch angetriebene Fahrzeuge besitzen eine sogenannte Traktionsbatterie, welche die elektrische Energie zum Antrieb des Fahrzeugs bereitstellt. Diese Traktionsbatterie muss von einer externen Energiequelle aufgeladen werden. Das Aufladen der Traktionsbatterie erfordert im Vergleich zum Betanken eines konventionellen Fahrzeugs mit Benzin oder Diesel dabei in der Regel eine längere Zeitdauer. Gerade in einer Übergangsphase von konventionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren hin zu modernen Elektrofahrzeugen benötigen einige Nutzer Unterstützung bei der Planung geeigneter Ladestrategien. Darüber hinaus ist es auch für die Anbieter von Ladestationen sowie die Betreiber der Energieversorgungsnetze, welche die Ladestationen mit elektrischer Energie versorgen, hilfreich, möglichst präzise Kenntnis über die zu erwartenden Ladevorgänge der Elektrofahrzeuge zu erlangen. In diesem Zusammenhang ist eine möglichst präzise Kenntnis der zu erwartenden Ladedauer für das Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs wünschenswert.Fully or partially electrically powered vehicles are becoming increasingly important. Electrically powered vehicles have a so-called traction battery, which provides the electrical energy to drive the vehicle. This traction battery must be charged from an external energy source. Charging the traction battery generally requires a longer period of time compared to refueling a conventional vehicle with gasoline or diesel. Especially in a transition phase from conventional vehicles with combustion engines to modern electric vehicles, some users need support in planning suitable charging strategies. In addition, it is also helpful for the providers of charging stations and the operators of the energy supply networks that supply the charging stations with electrical energy to gain as precise knowledge as possible about the expected charging processes for the electric vehicles. In this context, the most precise possible knowledge of the expected charging time for charging a traction battery of an electric vehicle is desirable.
Die Druckschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung der Ladedauer für das Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs, sowie ein Verfahren zur Optimierung einer Route mit einem Elektrofahrzeug mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.The present invention provides a method and a device for calculating the charging time for charging a traction battery of an electric vehicle, as well as a method for optimizing a route with an electric vehicle having the features of the independent claims. Further advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Demgemäß ist vorgesehen:Accordingly, it is provided:
Ein Verfahren zur Berechnung der Ladedauer für das Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Ermitteln mindestens eines charakteristischen Parameters der Traktionsbatterie. Das Verfahren umfasst weiterhin einen Schritt zum Unterteilen des Ladevorgangs für das Aufladen der Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs in mehrere Abschnitte. Das Unterteilen des Ladevorgangs erfolgt hierbei unter Verwendung des ermittelten mindestens einen charakteristischen Parameters der Traktionsbatterie. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Berechnen einer individuellen Ladedauer für jeden Abschnitt des Ladevorgangs für das Aufladen der Traktionsbatterie. Schließlich umfasst das Verfahren einen Schritt zum Bestimmen der gesamten Ladedauer für das Aufladen der Traktionsbatterie. Die gesamte Ladedauer für das Aufladen der Traktionsbatterie ergibt sich hierbei beispielsweise aus der Summe der zuvor berechneten individuellen Ladedauern für jeden Abschnitt des Ladevorgangs.A method of calculating the charging time for charging a traction battery in an electric vehicle. The method comprises a step of determining at least one characteristic parameter of the traction battery. The method further comprises a step of dividing the charging process for charging the traction battery of the electric vehicle into several sections. The charging process is subdivided using the determined at least one characteristic parameter of the traction battery. The method further comprises a step of calculating an individual charging duration for each section of the charging process for charging the traction battery. Finally, the method includes a step for determining the total charging time for charging the traction battery. The total charging time for charging the traction battery results, for example, from the sum of the previously calculated individual charging times for each section of the charging process.
Weiterhin ist vorgesehen:It is also planned:
Ein Verfahren zur Optimierung einer Route mit einem Elektrofahrzeug. Das Verfahren umfasst einen Schritt zum Empfangen mehrerer Wegpunkte einer Route. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt zum Berechnen einer Route entlang der Wegpunkte und des Verbrauchs für die berechnete Route. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt zum Ermitteln eines oder mehrerer Ladepunkte für das Aufladen einer Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs. Schließlich umfasst das Verfahren das erfindungsgemäße Berechnen der Ladedauer für das Aufladen der Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs. Das Berechnen der Ladedauer erfolgt dabei unter Verwendung des berechneten Verbrauchs.A method of optimizing a route using an electric vehicle. The method includes a step of receiving multiple waypoints of a route. The method further comprises a step of calculating a route along the waypoints and the consumption for the calculated route. The method further comprises a step of determining one or more charging points for charging a traction battery of the electric vehicle. Finally, the method includes the inventive calculation of the charging time for charging the traction battery of the electric vehicle. The charging time is calculated using the calculated consumption.
Schließlich ist vorgesehen:Finally, it is planned:
Eine Vorrichtung zur Berechnung einer Ladedauer für das Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs mit einer Analyseeinrichtung und einer Recheneinrichtung. Die Analyseeinrichtung ist dazu ausgelegt, mindestens einen charakteristischen Parameter der Traktionsbatterie zu ermitteln. Die Recheneinrichtung ist dazu ausgelegt, den Ladevorgang für das Aufladen der Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs in mehrere Abschnitte zu unterteilen. Insbesondere erfolgt die Unterteilung des Ladevorgangs in mehrere Abschnitte unter Verwendung des ermittelten mindestens einen charakteristischen Parameters der Traktionsbatterie. Die Recheneinrichtung ist ferner dazu ausgelegt, eine individuelle Ladedauer für jeden Abschnitt des Ladevorgangs für das Aufladen der Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs zu berechnen, und die gesamte Ladedauer für das Aufladen der Traktionsbatterie des Elektrofahrzeugs zu bestimmen. Die gesamte Ladedauer ergibt sich insbesondere aus der Summe der individuellen Laderdauern für jeden Abschnitt des Ladevorgangs.A device for calculating a charging time for charging a traction battery of an electric vehicle with an analysis device and a computing device. The analysis device is designed to determine at least one characteristic parameter of the traction battery. The computing device is designed to subdivide the charging process for charging the traction battery of the electric vehicle into several sections. In particular, the charging process is divided into several sections using the determined at least one characteristic parameter of the traction battery. The computing device is also designed to calculate an individual charging time for each section of the charging process for charging the traction battery of the electric vehicle, and to determine the total charging time for charging the traction battery of the electric vehicle. The total charging time results in particular from the sum of the individual charging times for each section of the charging process.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine genaue Kenntnis einer zu erwartenden Ladedauer für das Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs von großer Bedeutung ist. Beispielsweise kann ein Benutzer bei genauer Kenntnis der zu erwartenden Ladedauer seine weiteren Aktionen auf die zu erwartende Ladedauer abstimmen. Auch bei der Planung einer Gesamtreisedauer für eine Route ist eine möglichst präzise Kenntnis der Fahrtunterbrechungen für das Aufladen der Traktionsbatterie sehr hilfreich. Darüber hinaus können auch die Betreiber von Ladeinfrastrukturen bei möglichst präziser Kenntnis der Ladedauer die zur Verfügung stehenden Ressourcen optimieren. Nicht zuletzt kann auch ein Energieversorgungsunternehmen, welches die elektrische Energie an den einzelnen Ladepunkten zur Verfügung stellt, den Energiebedarf bei Kenntnis der zu erwartenden Ladedauer planen und damit die Energieerzeugung entsprechend abstimmen. The present invention is based on the knowledge that precise knowledge of an expected charging time for charging a traction battery of an electric vehicle is of great importance. For example, if a user has precise knowledge of the expected charging time, he can coordinate his further actions with the expected charging time. When planning a total travel time for a route, it is very helpful to have as precise a knowledge of the interruptions as possible for charging the traction battery. In addition, the operators of charging infrastructures can optimize the available resources if they know the charging time as precisely as possible. Last but not least, an energy supply company, which provides the electrical energy at the individual charging points, can plan the energy requirement with knowledge of the expected charging time and thus coordinate the energy generation accordingly.
Es ist daher eine Idee der vorliegenden Erfindung, dieser Erkenntnis Rechnung zu tragen und eine möglichst präzise Berechnung der Ladedauer für das Aufladen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs zu ermöglichen. Darüber hinaus ist es eine Idee der vorliegenden Erfindung, auf Grundlage einer derart präzise ermittelten Ladedauer für das Aufladen der Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs die genaue Ladedauer mit in die Planung einer Fahrtroute, insbesondere einer Fahrtroute mit mehreren Wegpunkten, einzubeziehen. Auf diese Weise kann nicht nur der Komfort des Nutzers eines solchen Elektrofahrzeugs gesteigert werden, sondern es ist auch möglich, eine optimale Ladestrategie zu entwickeln, welche eine möglichst effiziente Nutzung des Elektrofahrzeugs ermöglicht, und auch die Ladeinfrastruktur sowie das Energieversorgungsnetz, welches die Energie zum Aufladen bereitstellt, optimal auf die zu erwartenden Ladevorgänge abgestimmt werden kann.It is therefore an idea of the present invention to take this knowledge into account and to enable the charging time for charging a traction battery of an electric vehicle to be calculated as precisely as possible. In addition, it is an idea of the present invention, based on such a precisely determined charging time for charging the traction battery of an electric vehicle, to include the exact charging time in the planning of a route, in particular a route with several waypoints. In this way, not only can the comfort of the user of such an electric vehicle be increased, but it is also possible to develop an optimal charging strategy that enables the most efficient possible use of the electric vehicle, as well as the charging infrastructure and the power supply network, which provides the energy for charging provides, can be optimally matched to the expected charging processes.
Erfindungsgemäß wird dabei berücksichtigt, dass die Ladedauer für das Aufladen einer Traktionsbatterie von zahlreichen Faktoren abhängt. Einerseits kann ein Ladevorgang für eine Traktionsbatterie in mehrere Phasen unterteilt werden, wobei während der unterschiedlichen Phasen das Aufladen der Traktionsbatterie mit unterschiedlichen Ladeleistungen erfolgen kann. Darüber hinaus existieren zahlreiche weitere Einflussfaktoren, die die Ladedauer einer Traktionsbatterie bestimmen. Einerseits existieren beispielsweise unterschiedliche Typen von Traktionsbatterien. Dabei kann jeder einzelne Typ beispielsweise konstruktionsbedingt ein unterschiedliches Ladeverhalten aufweisen. Daher können beispielsweise auch derart konstruktionsbedingte Unterschiede in den einzelnen Traktionsbatterien bei der Berechnung der zu erwartenden Ladedauer mit einbezogen werden. Ferner können auch weitere Parameter, wie beispielsweise fertigungstechnische Toleranzen oder produktionsbedingte Einflussgrößen die Ladedauer einer Traktionsbatterie beeinflussen.According to the invention, it is taken into account that the charging time for charging a traction battery depends on numerous factors. On the one hand, a charging process for a traction battery can be divided into several phases, with the traction battery being charged with different charging powers during the different phases. In addition, there are numerous other influencing factors that determine the charging time of a traction battery. On the one hand, there are different types of traction batteries, for example. Each individual type can have a different charging behavior, for example due to the design. Therefore, for example, such construction-related differences in the individual traction batteries can also be included in the calculation of the expected charging time. Furthermore, other parameters, such as manufacturing tolerances or production-related influencing variables, can also influence the charging time of a traction battery.
Darüber hinaus wird eine Traktionsbatterie während ihrer Lebensdauer entsprechend ihrer Beanspruchung und ihrem Einsatz auch Alterungseffekten unterliegen, die ebenfalls Einfluss auf die zu erwartende Ladedauer der Traktionsbatterie haben können. Um daher eine möglichst präzise Aussage über eine zu erwartende Ladedauer einer Traktionsbatterie treffen zu können, können möglichst viele dieser Parameter mit in die Berechnung der zu erwartenden Ladedauer mit einbezogen werden. Während einige der Parameter, beispielsweise Kapazität, Betriebstemperatur oder ähnliches, direkt bestimmt werden können, sind andere charakteristische Parameter der Traktionsbatterie eventuell nur indirekt ermittelbar. Gegebenenfalls können einige charakteristische Parameter auch aus einem Vergleich mit weiteren, beispielsweise ähnlichen oder baugleichen Traktionsbatterien ermittelt oder abgeleitet werden.In addition, a traction battery will also be subject to aging effects during its service life, depending on its load and use, which can also have an influence on the expected charging time of the traction battery. In order to be able to make as precise a statement as possible about the expected charging time of a traction battery, as many of these parameters as possible can be included in the calculation of the expected charging time. While some of the parameters, for example capacity, operating temperature or the like, can be determined directly, other characteristic parameters of the traction battery can possibly only be determined indirectly. If necessary, some characteristic parameters can also be determined or derived from a comparison with other, for example, similar or structurally identical traction batteries.
Insbesondere können dabei die Übergänge zwischen den einzelnen Ladephasen während des Aufladens der Traktionsbatterie von einem oder mehreren charakteristischen Parametern der Traktionsbatterie abhängen. Daher ist es von großem Nutzen, für ein präzises Bestimmen der zu erwartenden Ladedauer für die Traktionsbatterie keine pauschalen Annahmen zu treffen, sondern für die jeweilige Traktionsbatterie individuell und möglichst dynamisch die Parametrisierung des Ladevorgangs anzupassen.In particular, the transitions between the individual charging phases during charging of the traction battery can depend on one or more characteristic parameters of the traction battery. It is therefore of great benefit not to make general assumptions for a precise determination of the expected charging time for the traction battery, but to adapt the parameters of the charging process individually and as dynamically as possible for the respective traction battery.
Ist einem Nutzer die genaue Ladedauer für das Aufladen der Traktionsbatterie bekannt, so kann er gegebenenfalls weitere Aktionen beispielsweise einen Einkauf, ein Besprechungstermin oder ähnliches auf die zu erwartende Ladedauer abstimmen. Insbesondere wenn für das Aufladen der Traktionsbatterie auch zeitabhängige Kosten entstehen, so wird der Benutzer auch daran interessiert sein, rechtzeitig zu seinem Fahrzeug zurückzukehren und den Ladevorgang bzw. die Belegung des Ladepunkte nicht unnötig in die Länge zu ziehen. Auch der Betreiber der Ladeinfrastruktur wird daran interessiert sein, dass ein aufgeladenes Fahrzeug möglichst zügig von dem Ladepunkt entfernt wird, so dass der Ladepunkt für das Aufladen eines weiteren Fahrzeugs genutzt werden kann. Daher ist eine genaue Kenntnis der zu erwartenden Ladedauer von entscheidender Bedeutung. Ferner kann ein Energieversorgungsunternehmen die Belastung des Energieversorgungsnetzes bei genauer Kenntnis der zu erwartenden Ladedauer ebenfalls sehr präzise planen.If a user knows the exact charging time for charging the traction battery, he can, if necessary, coordinate further actions, for example a purchase, a meeting or the like, with the expected charging time. In particular, if there are time-dependent costs for charging the traction battery, the user will also be interested in returning to his vehicle in good time and not unnecessarily prolonging the charging process or the occupancy of the charging point. The operator of the charging infrastructure will also be interested in a charged vehicle being removed from the charging point as quickly as possible so that the charging point can be used to charge another vehicle. Precise knowledge of the expected charging time is therefore of crucial importance. Furthermore, an energy supply company can also plan the load on the energy supply network very precisely with precise knowledge of the expected charging time.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Längen der einzelnen Abschnitte des Ladevorgangs in Abhängigkeit des mindestens einen ermittelten charakteristischen Parameters dynamisch anpassbar. Wie zuvor bereits erläutert wurde, können die Dauern der einzelnen Phasen während des Aufladens der Traktionsbatterie von einem oder mehreren Parametern der Traktionsbatterie abhängen. Zumindest einige dieser Parameter sind dabei jedoch nicht über die gesamte Lebensdauer der Traktionsbatterie konstant. Einige Parameter, welche die Länge der einzelnen Abschnitte des Ladevorgangs beeinflussen, variieren dabei sogar während des Betriebs der Traktionsbatterie. Beispielsweise kann sich die Traktionsbatterie während der Fahrt oder des Aufladens erwärmen, wodurch sich die Übergänge zwischen einzelnen Phasen des Ladevorgangs verschieben können.According to one embodiment, the lengths of the individual sections of the charging process can be dynamically adapted as a function of the at least one determined characteristic parameter. As previously explained, the Duration of the individual phases while charging the traction battery depend on one or more parameters of the traction battery. However, at least some of these parameters are not constant over the entire service life of the traction battery. Some parameters that influence the length of the individual sections of the charging process vary even while the traction battery is in operation. For example, the traction battery can heat up while driving or charging, which can shift the transitions between individual phases of the charging process.
Gemäß einer Ausführungsform umfassen die mehreren Abschnitte für das Aufladen der Traktionsbatterie einen Abschnitt zur Initialisierung des Ladevorgangs (Vorladen oder Pre-Charge) einen Abschnitt zum Laden mit konstantem Strom (Constant Current, CC) und einen Abschnitt zum Laden mit konstanter Spannung (Constant Voltage, CV). Derartige Ladestrategien sind in konventionellen Ladevorgängen weit verbreitet. Selbstverständlich sind je nach Anwendungsfall und Ausführung der Traktionsbatterie insbesondere für zukünftige oder neuartige Traktionsbatterien auch andere Ladestrategien und insbesondere eine andersartige Unterteilung des Ladevorgangs möglich.According to one embodiment, the multiple sections for charging the traction battery include a section for initializing the charging process (pre-charge or pre-charge), a section for charging with constant current (CC) and a section for charging with constant voltage (constant voltage, CV). Such charging strategies are widespread in conventional charging processes. Of course, depending on the application and design of the traction battery, in particular for future or new types of traction batteries, other charging strategies and, in particular, a different subdivision of the charging process are also possible.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst der mindestens eine charakteristische Parameter der Traktionsbatterie mindestens einen der folgenden Parameter: Eine Betriebstemperatur der Traktionsbatterie, eine maximale Kühlleistung der Traktionsbatterie, einen Alterungszustand der Traktionsbatterie, einen maximalen Ladestrom der Traktionsbatterie, eine chemische oder physikalische Eigenschaft der Traktionsbatterie, wie beispielsweise Zell-Chemie, Formfaktor oder ähnliches. Einige der charakteristischen Parameter der Traktionsbatterie sind dabei konstruktionsbedingt fest vorgegeben. Diese lassen sich beispielsweise anhand einer Typbezeichnung oder ähnlichem ableiten. Weitere Parameter lassen sich beispielsweise mittels geeigneter Sensoren direkt oder indirekt messtechnisch erfassen. Wiederum andere Parameter können eventuell nur indirekt durch Beobachtung des Betriebsverhaltens der Traktionsbatterie über einen längeren Zeitraum oder gegebenenfalls durch Vergleich mit Daten anderer Traktionsbatterien bestimmt werden.According to one embodiment, the at least one characteristic parameter of the traction battery comprises at least one of the following parameters: an operating temperature of the traction battery, a maximum cooling capacity of the traction battery, an aging condition of the traction battery, a maximum charging current of the traction battery, a chemical or physical property of the traction battery, such as a cell -Chemistry, form factor or something similar. Some of the characteristic parameters of the traction battery are fixed due to the design. These can be derived from a type designation or the like, for example. Further parameters can be measured directly or indirectly using suitable sensors, for example. Still other parameters can possibly only be determined indirectly by observing the operating behavior of the traction battery over a longer period of time or, if necessary, by comparing it with data from other traction batteries.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Unterteilen des Ladevorgangs in mehrere Abschnitte und/oder das Berechnen der individuellen Ladedauer für jeden Abschnitt des Ladevorgangs unter Verwendung von zuvor abgespeicherten Referenzwerten. Beispielsweise können die Referenzwerte in Form einer Tabelle, beispielsweise einem sogenannten Lookup-Table (LUT) oder ähnlichem, bestimmt werden. Beispielsweise können die Zusammenhänge zwischen Anfang und/oder Ende eines Abschnittes für den Ladevorgang der Traktionsbatterie in Abhängigkeit von einem oder mehreren ermittelten Parametern der Traktionsbatterie als zwei- oder mehrdimensionales Array in einem Speicher abgelegt sein. Die Daten können beispielsweise in einem Speicher des Elektrofahrzeugs abgespeichert sein. Alternativ ist es auch möglich, die Daten in einem zentralen Server oder ähnlichem, beispielsweise in einer Cloud, abzuspeichern und bei Bedarf an das Fahrzeug zu übermitteln. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Strategien möglich.According to one embodiment, the charging process is divided into several sections and / or the individual charging time is calculated for each section of the charging process using previously stored reference values. For example, the reference values can be determined in the form of a table, for example a so-called lookup table (LUT) or the like. For example, the relationships between the beginning and / or end of a section for the charging process of the traction battery can be stored in a memory as a two- or multi-dimensional array as a function of one or more determined parameters of the traction battery. The data can be stored in a memory of the electric vehicle, for example. Alternatively, it is also possible to save the data in a central server or the like, for example in a cloud, and to transmit it to the vehicle if necessary. Any other desired strategies are of course also possible.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Unterteilen des Ladevorgangs in mehrere Abschnitte und/oder das Berechnen der individuellen Ladedauer für jeden Abschnitt des Ladevorgangs unter Verwendung von Vergleichsdaten weiterer Traktionsbatterien. Beispielsweise können die Betriebsdaten einer Traktionsbatterie an eine zentrale Stelle, beispielsweise einen zentralen Server, zum Beispiel einen Server in einer Cloud oder ähnlichem, übermittelt werden. Ein solcher zentraler Server kann somit Daten von mehreren Traktionsbatterien erfassen, auswerten und speichern. Insbesondere ist es möglich, genauere Daten über die Traktionsbatterie des Elektrofahrzeuges anhand von Vergleichsdaten, zum Beispiel Daten über Traktionsbatterien von anderen Elektrofahrzeugen zu bestimmen. Hierzu kann beispielsweise eine Typbezeichnung der Traktionsbatterie genutzt werden, sobald diese verfügbar ist. Darüber hinaus können beispielsweise auch Messwerte aus vorangegangenen Ladevorgängen oder Betriebsdaten während der Fahrt des Elektrofahrzeugs erfasst werden und mit korrespondierenden Daten von weiteren Elektrofahrzeugen verglichen werden, um aus diesem Vergleich Informationen über die Traktionsbatterie des Elektrofahrzeuges zu gewinnen.According to one embodiment, the charging process is divided into several sections and / or the individual charging time is calculated for each section of the charging process using comparison data from further traction batteries. For example, the operating data of a traction battery can be transmitted to a central point, for example a central server, for example a server in a cloud or the like. Such a central server can thus record, evaluate and save data from several traction batteries. In particular, it is possible to determine more precise data about the traction battery of the electric vehicle on the basis of comparison data, for example data about traction batteries from other electric vehicles. For example, a type designation of the traction battery can be used as soon as it is available. In addition, measured values from previous charging processes or operating data can also be recorded while the electric vehicle is driving and compared with corresponding data from other electric vehicles in order to obtain information about the traction battery of the electric vehicle from this comparison.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren einen Schritt zum Übermitteln der berechneten Ladedauer an einen Ladepunkt. Insbesondere können die Informationen über die berechnete Ladedauer vorab an einen Ladepunkt übermittelt werden, an welchem das Elektrofahrzeug aufgeladen werden soll. Auf diese Weise ist dem Ladepunkt bereits vorab bekannt, wie lange der Ladevorgang dauern wird. Dies ermöglicht eine effiziente Nutzung des Ladepunkts und insbesondere auch eine Planung der zur Verfügung stehenden Ressourcen. Darüber hinaus kann der Ladepunkt die empfangenen Informationen auch an einen Netzbetreiber weitergeben, so dass auch die Belastung eines Energieversorgungsnetzes, welches den Ladepunkt speist, bekannt ist. Hierdurch ist es möglich, gegebenenfalls bereits vorab durch das Energieversorgungsnetz die ausreichende Leistung bereitzustellen.According to one embodiment, the method comprises a step of transmitting the calculated charging duration to a charging point. In particular, the information about the calculated charging time can be transmitted in advance to a charging point at which the electric vehicle is to be charged. In this way, the charging point knows in advance how long the charging process will take. This enables efficient use of the charging point and, in particular, planning of the available resources. In addition, the charging point can also pass the information received on to a network operator, so that the load on an energy supply network that feeds the charging point is also known. This makes it possible, if necessary, to provide sufficient power in advance by the energy supply network.
Die zuvor beschriebene Berechnung der Ladedauer kann insbesondere auch für eine Optimierung einer Route mit einem Elektrofahrzeug genutzt werden. Insbesondere wenn entlang einer Route ein oder mehrere Ladepunkte für das Aufladen der Traktionsbatterie zur Verfügung stehen, so kann an diesen Ladepunkten auch eine zu erwartende Ladedauer ermittelt und mit ein den Planungsvorgang einbezogen werden. Da, wie zuvor bereits beschrieben, sich der Ladevorgang in mehrere Abschnitte unterteilen lässt, wobei die Ladeleistung in den einzelnen Abschnitten unterschiedlich ausfallen kann, können bei einer Variation der Route die einzelnen Ladedauern unterschiedlich ausfallen, so dass diese Variationen der Ladedauern auch zu einer Variation der Gesamtreisedauer führen kann. Daher kann durch eine Berücksichtigung möglichst präziser Prognosen für die zu erwartenden Ladedauern die Fahrtstrecke optimiert werden.The above-described calculation of the charging time can in particular also be used for a Optimizing a route can be used with an electric vehicle. In particular, if one or more charging points for charging the traction battery are available along a route, an expected charging time can also be determined at these charging points and included in the planning process. Since, as already described above, the charging process can be divided into several sections, whereby the charging power can be different in the individual sections, the individual charging times can be different if the route varies, so that these variations in the charging times also lead to a variation in the Total travel time. Therefore, the route can be optimized by taking into account forecasts that are as precise as possible for the expected charging times.
Gemäß einer Ausführungsform werden für die Optimierung der Route mehrere Routen entlang der vorgegebenen Wegpunkte berechnet. Insbesondere können für das Berechnen der Route vorbestimmte Benutzervorgaben empfangen werden, und unter Verwendung der Benutzervorgaben kann daraufhin eine optimale Route aus den berechneten mehreren Routen ausgewählt werden. Beispielsweise kann die Benutzervorgabe eine möglichst schnelle Reiseroute unter Berücksichtigung der zu erwartenden Ladedauern umfassen. Weitere Benutzervorgaben können gegebenenfalls zu spezifizierende Pausen an einzelnen Wegpunkten umfassen. Ferner kann die Route gegebenenfalls auch unter Berücksichtigung einer möglichst minimalen Ladedauer optimiert werden. Gegebenenfalls können auch Kostenvorgaben für das Aufladen der Traktionsbatterie, insbesondere zeitabhängige Kosten mit berücksichtigt werden. Selbstverständlich sind auch beliebige andere Vorgaben für die Route möglich.According to one embodiment, several routes are calculated along the predetermined waypoints for the optimization of the route. In particular, predetermined user specifications can be received for calculating the route, and an optimal route can then be selected from the calculated multiple routes using the user specifications. For example, the user specification can include the fastest possible travel route taking into account the expected charging times. Further user specifications can include breaks to be specified at individual waypoints. Furthermore, the route can optionally also be optimized taking into account the shortest possible charging time. If necessary, cost specifications for charging the traction battery, in particular time-dependent costs, can also be taken into account. Of course, any other specifications for the route are also possible.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich den Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird der Fachmann dabei auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu den jeweiligen Grundformen der vorliegenden Erfindung hinzufügen.The above configurations and developments can be combined with one another as desired, as far as this makes sense. Further refinements, developments and implementations of the invention also include combinations, which are not explicitly mentioned, of features of the invention described above or below with regard to the exemplary embodiments. In particular, the person skilled in the art will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic forms of the present invention.
FigurenlisteFigure list
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in schematischen Figuren der Zeichnungen angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert.The present invention is explained in more detail below with reference to the exemplary embodiments specified in the schematic figures of the drawings.
Dabei zeigen:
-
1 : ein Spannungs-/Strom-Zeitdiagramm eines Ladevorgangs einer Traktionsbatterie gemäß einer Ausführungsform; -
2 : eine schematische Darstellung eines Blockschaubilds mit einem Elektrofahrzeug in einer Vorrichtung zur Berechnung einer Ladedauer gemäß einer Ausführungsform; -
3 : eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms, wie es einem Verfahren zur Berechnung einer Ladedauer für das Aufladen einer Traktionsbatterie gemäß einer Ausführungsform zugrunde liegt; und -
4 : eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines Verfahrens zur Optimierung einer Route gemäß einer Ausführungsform.
-
1 FIG. 12 shows a voltage / current time diagram of a charging process of a traction battery according to an embodiment; -
2 : a schematic representation of a block diagram with an electric vehicle in a device for calculating a charging time according to an embodiment; -
3 : a schematic representation of a flow chart as it is based on a method for calculating a charging time for charging a traction battery according to an embodiment; and -
4th : a schematic representation to illustrate a method for optimizing a route according to an embodiment.
Beschreibung der AusführungsformenDescription of the embodiments
In einer zweiten Phase
Ab einem Zeitpunkt
Gegen Ende des Ladevorgangs kann zu einem Zeitpunkt
Wie aus dem vorausgegangenen Schaubild zu erkennen ist, variiert die Ladeleistung für das Aufladen der Traktionsbatterie in den unterschiedlichen Abschnitten
Der Übergang zwischen den einzelnen Abschnitten hängt von batteriespezifischen Parametern ab. Beispielsweise können die Übergänge zwischen den einzelnen Abschnitten in Abhängigkeit von unterschiedlichen Batterietypen variieren. Ist daher beispielsweise der genaue Typ oder zumindest die Typklasse einer Traktionsbatterie bekannt, so kann diese Information mit berücksichtigt werden, um die Zeitpunkte für die Übergänge zwischen den einzelnen Abschnitten zu bestimmen. Darüber hinaus können weitere Parameter, wie beispielsweise die Temperatur der Traktionsbatterie, eine mögliche Kühlleistung (welche beispielsweise von einer Umgebungstemperatur abhängen kann) für die Traktionsbatterie sowie auch eine mögliche maximale Ladeleistung eines Ladepunktes oder ähnliches Einfluss auf die Übergänge zwischen den einzelnen Ladephasen haben. Ferner können die Übergänge zwischen den einzelnen Phasen auch in Abhängigkeit des Alterungszustands der Traktionsbatterie oder gegebenenfalls auch weiteren Parametern beeinflusst werden.The transition between the individual sections depends on battery-specific parameters. For example, the transitions between the individual sections can vary depending on different battery types. If, for example, the exact type or at least the type class of a traction battery is known, this information can also be taken into account in order to determine the times for the transitions between the individual sections. In addition, other parameters, such as the temperature of the traction battery, a possible cooling capacity (which can depend, for example, on an ambient temperature) for the traction battery as well as a possible maximum charging capacity of a charging point or the like can influence the transitions between the individual charging phases. Furthermore, the transitions between the individual phases can also be influenced as a function of the aging status of the traction battery or, if necessary, other parameters.
Für die Berechnung der Ladedauer der Traktionsbatterie und insbesondere für die Unterteilung des Ladevorgangs in die einzelnen Abschnitte können dabei, wie bereits zuvor erwähnt, zahlreiche Parameter mit in Betracht gezogen werden. Hierdurch ist es insbesondere möglich, die Unterteilung des Ladevorgangs in die einzelnen Abschnitte für jeden geplanten Ladevorgang individuell anzupassen. Da die Übergänge zwischen den einzelnen Abschnitten des Ladevorgangs für unterschiedliche Traktionsbatterien zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgen können, ist eine möglichst detaillierte Kenntnis über die verwendete Traktionsbatterie erforderlich. Einige der relevanten Daten können dabei beispielsweise aus einer Typenbezeichnung der Traktionsbatterie abgeleitet werden. Hierzu können beispielsweise für bekannte Typen von Traktionsbatterien die relevanten Daten in einer geeigneten Speichereinrichtung bereitgestellt werden. Beispielsweise können die relevanten Daten in einem Speicher des Elektrofahrzeugs abgespeichert werden. Alternativ ist es auch möglich, über eine Datenverbindung, beispielsweise eine Mobilfunkverbindung oder ähnliches, die Daten für die Traktionsbatterie, beispielsweise basierend auf einer Identifikationsnummer der Traktionsbatterie oder ähnlichem, von einem entfernten Datenspeicher, beispielsweise einer Cloud oder ähnlichem, zu empfangen. Ist die genaue Typbezeichnung der verwendeten Traktionsbatterie nicht bekannt, beispielsweise weil sie nicht auslesbar ist, oder stellt der Hersteller der Traktionsbatterie die relevanten Informationen nicht zur Verfügung, so kann es beispielsweise möglich sein, zumindest einige der Informationen sensorisch zu ermitteln, oder indirekt über weitere Messwerte abzuleiten.For the calculation of the charging time of the traction battery and in particular for the subdivision of the charging process into the individual sections, numerous parameters can be taken into account, as already mentioned above. This makes it possible, in particular, to individually adapt the division of the charging process into the individual sections for each planned charging process. Since the transitions between the individual sections of the charging process for different traction batteries can take place at different times, it is necessary to have the most detailed knowledge possible about the traction battery used. Some of the relevant data can be derived from a type designation of the traction battery, for example. For this purpose, for example, the relevant data for known types of traction batteries can be provided in a suitable storage device. For example, the relevant data can be stored in a memory of the electric vehicle. Alternatively, it is also possible to receive the data for the traction battery, for example based on an identification number of the traction battery or the like, from a remote data memory, for example a cloud or the like, via a data connection, for example a cellular connection or the like. If the exact type designation of the traction battery used is not known, for example because it cannot be read out, or if the manufacturer of the traction battery does not provide the relevant information, it may be possible, for example, to determine at least some of the information using sensors or indirectly via further measured values derive.
Ferner ist es auch möglich, dass mehrere Elektrofahrzeuge Informationen über Parameter ihrer Traktionsbatterie an einen zentralen Speicher, beispielsweise eine Cloud oder ähnliches übermitteln. In diesem Fall kann durch Vergleich von Daten über die Traktionsbatterie in dem Elektrofahrzeug mit weiteren, in einem entfernten Speicher abgespeicherten Daten gegebenenfalls eine Korrelation festgestellt werden und somit von dem entfernten Speicher zusätzliche Informationen über die Traktionsbatterie in einem Elektrofahrzeug empfangen werden. Auf diese Weise können auch Parameter über die Traktionsbatterie, insbesondere Parameter, welche für Übergänge zwischen einzelnen Ladephasen relevant sind, ermittelt werden, selbst wenn detaillierte Informationen über die verwendete Traktionsbatterie nicht direkt verfügbar sind.Furthermore, it is also possible for several electric vehicles to transmit information about parameters of their traction battery to a central memory, for example a cloud or the like. In this case, by comparing data about the traction battery in the electric vehicle with other data stored in a remote memory, a correlation can be established and thus additional information about the traction battery in an electric vehicle can be received from the remote memory. In this way, parameters about the traction battery, in particular parameters which are relevant for transitions between individual charging phases, can also be determined, even if detailed information about the traction battery used is not directly available.
Zusätzlich oder alternativ ist es auch möglich, die Informationen aus vorherigen Ladevorgängen, insbesondere Daten bezüglich Übergängen zwischen einzelnen Abschnitten des Ladevorgangs, zu protokollieren und diese protokollierten Daten auszuwerten, um eine Prognose über die Ladedauer eines geplanten Ladevorgangs, insbesondere über Übergänge zwischen einzelnen Abschnitten der Ladevorgänge zu bestimmen. Hierzu kann in dem Elektrofahrzeug ein geeigneter Speicher vorgesehen sein, der relevante Daten über vorherige Ladevorgänge protokolliert. Beispielsweise können Daten wie Temperatur der Traktionsbatterie, Ladespannung, Ladestrom, Ladeleistung, Modus des Ladevorgangs, insbesondere Rahmenbedingungen während eines Übergangs zwischen unterschiedlichen Lademodi oder ähnliches abgespeichert werden. Auch Daten wie Ladezustand zu Beginn des Ladevorgangs und am Ende des Ladevorgangs oder weitere Parameter, welche den Gesundheitszustand der Traktionsbatterie spezifizieren, können protokolliert werden. Für die Charakterisierung der Traktionsbatterie können darüber hinaus auch weitere Parameter während des Betriebs der Traktionsbatterie, insbesondere während des Ladevorgangs, aber auch während des Fahrens, also während die Traktionsbatterie Energie abgibt, oder auch während des Stillstands des Fahrzeugs protokolliert werden. Auch ein Aufsummieren der bereits erfolgten Ladevorgänge, insbesondere gegebenenfalls im Zusammenhang mit der Art des Ladevorgangs, beispielsweise Schnellladevorgang mit Gleichspannung oder langsamer Ladevorgang mit geringer Leistung etc. können protokolliert werden.Additionally or alternatively, it is also possible to log the information from previous charging processes, in particular data relating to transitions between individual sections of the charging process, and to evaluate this logged data in order to make a prognosis about the charging time of a planned charging process, in particular about transitions between individual sections of the charging process to determine. For this purpose, a suitable memory can be provided in the electric vehicle, which logs relevant data about previous charging processes. For example, data such as temperature of the traction battery, charging voltage, charging current, charging power, mode of the Charging process, in particular framework conditions are stored during a transition between different charging modes or the like. Data such as the state of charge at the beginning of the charging process and at the end of the charging process or other parameters that specify the health of the traction battery can also be logged. To characterize the traction battery, further parameters can also be logged during operation of the traction battery, in particular during the charging process, but also while driving, i.e. while the traction battery is emitting energy, or even while the vehicle is stationary. A total of the charging processes that have already taken place, in particular possibly in connection with the type of charging process, for example fast charging with direct voltage or slow charging with low power, etc., can also be logged.
Insbesondere wenn auch Daten über das Fahrverhalten des Elektrofahrzeugs protokolliert werden, so können diese Informationen auch dazu genutzt werden, um den Gesundheitszustand der Traktionsbatterie zu bewerten, oder aber auch gegebenenfalls um auf einen möglichen Verbrauch während des Fahrens zu schließen. So können beispielsweise aus Informationen über den Verbrauch auch Rückschlüsse darauf gezogen werden, wann gegebenenfalls ein weiterer Ladevorgang erforderlich sein könnte. Aus dieser Information über den Verbrauch im Zusammenhang mit dem Ladeverhalten der Traktionsbatterie können daraus präzise Prognosen über zukünftige geplante Ladevorgänge abgeleitet werden.In particular, if data on the driving behavior of the electric vehicle are also logged, this information can also be used to assess the health of the traction battery or, if necessary, to infer possible consumption while driving. For example, information on consumption can also be used to draw conclusions about when a further charging process might be necessary. From this information about consumption in connection with the charging behavior of the traction battery, precise forecasts of future planned charging processes can be derived.
In dem entfernten Server
Auf Grundlage der erfassten charakteristischen Parameter der Traktionsbatterie
Die Zeitpunkte für den Übergang zwischen den einzelnen Abschnitten können dabei beispielsweise auf Grundlage der durch die Analyseeinrichtung
Weiterhin ist es möglich, dass das Fahrzeug
Die berechnete Ladedauer kann auch für eine Optimierung einer Routenplanung genutzt werden. Insbesondere wenn entlang einer beabsichtigten Route mehrere Ladepunkte zur Verfügung stehen, so kann durch entsprechende Wahl der Ladevorgänge die Fahrt entlang der Route optimiert werden. Hierzu kann ein Benutzer gegebenenfalls unterschiedliche Vorgaben für die Optimierung spezifizieren. Beispielsweise kann eine Route hinsichtlich der Gesamtreisedauer optimiert werden. Alternativ kann die Route auch hinsichtlich eines zu erwartenden Verbrauchs, Kosten für Ladevorgänge oder ähnliches hin optimiert werden. Ist darüber hinaus gegebenenfalls noch bekannt, dass an einem oder mehreren der Ladepunkte ein längerer Aufenthalt, beispielsweise für eine Mittagspause, einen Einkauf, eine Besprechung oder ähnliches erforderlich ist, so kann die Zeitdauer dieses Aufenthalts ebenfalls mit in die Planung der Route einbezogen werden. Insbesondere wenn ein Benutzer ohnehin einen Aufenthalt in der Nähe eines Ladepunktes plant, so wird die dabei erforderliche Ladedauer von dem Benutzer nicht negativ wahrgenommen werden.The calculated charging time can also be used to optimize route planning. In particular, if several charging points are available along an intended route, the journey along the route can be optimized by selecting the charging processes accordingly. For this purpose, a user can optionally specify different specifications for the optimization. For example, a route can be optimized with regard to the total travel time. Alternatively, the route can also be optimized with regard to expected consumption, costs for charging processes or the like. If it is also known that a longer stay is required at one or more of the charging points, for example for a lunch break, shopping, a meeting or the like, then the duration of this stay can also be included in the planning of the route. In particular, if a user is planning to stay near a charging point anyway, the charging time required will not be perceived negatively by the user.
Weiterhin können gegebenenfalls auch weitere Rahmenbedingungen mit in die Planung einbezogen werden. Werden beispielsweise an einem oder mehreren der Wegpunkte WP1, WP2, WP3 zeitabhängige Gebühren für das Aufladen der Traktionsbatterie erhoben, so kann auf Grundlage der Prognose für die Zeitdauer des Aufladens gegebenenfalls der Ladevorgang an Ladepunkten mit hohen Gebühren minimiert werden und alternativ die Ladedauer an Ladepunkten mit niedrigen oder keinen Gebühren verlängert werden.Furthermore, other framework conditions can also be included in the planning if necessary. If, for example, time-dependent charges for charging the traction battery are charged at one or more of the waypoints WP1, WP2, WP3, the charging process at charging points with high charges can be minimized on the basis of the forecast for the duration of charging, and alternatively the charging time at charging points low or no renewal fees.
Darüber hinaus ist, wie beispielsweise in
Darüber hinaus sind selbstverständlich auch beliebige andere Strategien zur Optimierung einer geplanten Route möglich.In addition, any other desired strategies for optimizing a planned route are of course also possible.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung eine verbesserte Prognose für die Ladedauer einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs. Hierzu ist vorgesehen, charakteristische Parameter der Traktionsbatterie auszuwerten. Auf Grundlage der verfügbaren charakteristischen Parameter der Traktionsbatterie können einzelne Abschnitte während eines Ladevorgangs präzise bestimmt werden. Dies ermöglicht eine genaue Prognose der Ladeleistung in jedem Abschnitt des Ladevorgangs. Auf diese Weise kann eine sehr genaue Abschätzung von zu erwartenden Ladevorgängen einer Traktionsbatterie eines Elektrofahrzeugs erreicht werden.In summary, the present invention relates to an improved prognosis for the charging time of a traction battery of an electric vehicle. For this purpose, it is intended to evaluate characteristic parameters of the traction battery. Based on the available characteristic parameters of the traction battery, individual sections can be precisely determined during a charging process. This enables an exact forecast of the charging performance in each section of the charging process. In this way, a very precise estimate of expected charging processes for a traction battery of an electric vehicle can be achieved.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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- DE 102010014291 A1 [0003]DE 102010014291 A1 [0003]
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113625712A (en) * | 2021-08-04 | 2021-11-09 | 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 | Regression analysis algorithm-based inspection robot work adjusting method |
DE102020128676A1 (en) | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Peter Bauer | METHOD AND SYSTEM FOR SUPPLYING ELECTRIC VEHICLES |
DE102020007867A1 (en) | 2020-12-21 | 2022-06-23 | Mercedes-Benz Group AG | Method and charging system for charging an electrical energy store of an electrically powered vehicle |
EP4026728A1 (en) | 2021-01-12 | 2022-07-13 | Volkswagen Ag | Charging method for battery, controller and battery management system |
DE102021101437A1 (en) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Charging process, control, motor vehicle, end device |
DE102021129491A1 (en) | 2021-11-12 | 2023-05-17 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Method for determining a remaining range and/or a state of charge of an electric vehicle |
DE102021213309A1 (en) | 2021-11-26 | 2023-06-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for determining a charging strategy for an at least partially electrically operated motor vehicle using a charging system, computer program product and charging system |
DE102022127917A1 (en) | 2022-10-21 | 2024-05-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Charging a traction battery of an electric vehicle |
-
2019
- 2019-02-14 DE DE102019202014.3A patent/DE102019202014A1/en active Pending
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102020128676A1 (en) | 2020-10-30 | 2022-05-05 | Peter Bauer | METHOD AND SYSTEM FOR SUPPLYING ELECTRIC VEHICLES |
DE102020007867A1 (en) | 2020-12-21 | 2022-06-23 | Mercedes-Benz Group AG | Method and charging system for charging an electrical energy store of an electrically powered vehicle |
EP4026728A1 (en) | 2021-01-12 | 2022-07-13 | Volkswagen Ag | Charging method for battery, controller and battery management system |
DE102021100388A1 (en) | 2021-01-12 | 2022-07-14 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Charging method for a battery, control unit and battery management system |
DE102021101437A1 (en) | 2021-01-22 | 2022-07-28 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Charging process, control, motor vehicle, end device |
DE102021101437B4 (en) | 2021-01-22 | 2024-04-18 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Charging process, control, motor vehicle, terminal |
CN113625712A (en) * | 2021-08-04 | 2021-11-09 | 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 | Regression analysis algorithm-based inspection robot work adjusting method |
CN113625712B (en) * | 2021-08-04 | 2023-10-31 | 国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司 | Inspection robot manual work adjustment method based on regression analysis algorithm |
DE102021129491A1 (en) | 2021-11-12 | 2023-05-17 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Method for determining a remaining range and/or a state of charge of an electric vehicle |
DE102021213309A1 (en) | 2021-11-26 | 2023-06-01 | Volkswagen Aktiengesellschaft | Method for determining a charging strategy for an at least partially electrically operated motor vehicle using a charging system, computer program product and charging system |
DE102022127917A1 (en) | 2022-10-21 | 2024-05-02 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Charging a traction battery of an electric vehicle |
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