DE102019213772A1

DE102019213772A1 - Verfahren zur Führung von Elektrofahrzeugen

Info

Publication number: DE102019213772A1
Application number: DE102019213772.5A
Authority: DE
Inventors: Ian Faye
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-03-11
Also published as: WO2021047829A1

Abstract

Verfahren zur Führung von auf einer Straße (6) fahrenden Elektrofahrzeugen (1) oder Hybridfahrzeugen (1) zu Ladestationen (10) mit den Schritten: Erfassen des Ladezustandes von Batterien der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1), Bestimmen der Fahrziele der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1), Bestimmen der Fahrstrecken bis zu den Fahrzielen und der Fahrdistanzen bis zu den Fahrzielen der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1), Bestimmen der zur Verfügung stehenden Ladestation (10) im Bereich der Fahrstrecke zum Aufladen der Batterien der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1), Berechnung der quantitativen Notwendigkeit der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1) zum Aufladen der Batterien bezüglich wenigstens einer Ladestation (10) mit Hilfe eines quantitativen F-Parameters und Übermitteln des wenigstens einen für die Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1) berechneten quantitativen F-Parameters an die Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Führung von auf einer Straße fahrenden Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen zu Ladestationen.
Stand der Technik
In zunehmenden Maß werden von der Kraftfahrzeugindustrie Elektrofahrzeuge hergestellt oder entwickelt, um den Verbrauch von fossilen Brennstoffen bei der Benutzung von Kraftfahrzeugen zu senken. Elektrofahrzeuge werden von einem Elektromotor angetrieben. Elektrofahrzeuge verfügen hierbei über eine Batterie bzw. Traktionsbatterie zum Antrieb des Elektrofahrzeuges. Dabei wird die Batterie während eines Stillstands des Kraftfahrzeuges von einem externen Stromnetz, insbesondere ein öffentliches Stromnetz, an Ladestationen aufgeladen. Hierzu verfügt das Kraftfahrzeug im Allgemeinen über einen Stecker und ein Stromkabel, mittels dem das Kraftfahrzeug mit dem externen Stromnetz verbunden und dadurch die Batterie zum Antrieb des Kraftfahrzeuges aufgeladen wird. Die in der Batterie speicherbare elektrische Energie ist begrenzt und schränkt die Reichweite ein, mittels der das Elektrofahrzeug durch elektrische Energie angetrieben oder fortbewegt werden kann.
Aus diesem Grund ist es notwendig, die Elektrofahrzeuge vor dem Erreichen des Fahrzieles an Ladestationen während einer Unterbrechung der Fahrt aufzuladen, weil die elektrische Reichweite als Elektrofahrdistanz die Elektrofahrzeuge nicht ausreichend ist für das Erreichen des Fahrzieles. Je höher der Anteil an Elektrofahrzeugen auf einer Straße bzw. je mehr Elektrofahrzeuge auf einer Straße unterwegs sind, desto mehr Elektrofahrzeuge müssen an Ladestationen im Bereich bzw. in der Nähe der Straße aufgeladen werden. Dabei kann die vorhandene Infrastruktur der Ladestationen im Bereich der Straße nicht ausreichend sein, dass an jedem Ladeplatz mit Ladestationen ständig eine ausreichende Anzahl an Ladestationen frei ist zum Aufladen von Elektrofahrzeugen. Die Elektrofahrzeuge können deshalb häufig nicht die optimale Ladestation zum Aufladen der Batterie des Elektrofahrzeuges nutzen, weil beispielsweise aktuell sämtliche Ladestationen an einem Ladeplatz belegt sind. Das Elektrofahrzeug muss deshalb den nächsten Ladeplatz in einer Distanz von vielen km ansteuern, um die Batterie aufladen zu können. Dies ist nachteilig und reduziert die Rentabilität, Wirtschaftlichkeit und Akzeptanz von Elektrofahrzeugen. Unter extremen Bedingungen können Elektrofahrzeuge aufgrund eines zu niedrigen Ladezustandes der Batterien die nächste Ladestation nicht erreichen und müssen auf der Straße halten, d. h. bleiben liegen.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäßes Verfahren zur Führung von auf einer Straße fahrenden Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen zu Ladestationen mit den Schritten: Erfassen des Ladezustandes von Batterien der Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, Bestimmen der Fahrziele der Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, Bestimmen der Fahrstrecken bis zu den Fahrzielen und der Fahrdistanzen bis zu den Fahrzielen der Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, Bestimmen der zur Verfügung stehenden Ladestation im Bereich der Fahrstrecke zum Aufladen der Batterien der Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, Berechnung der quantitativen Notwendigkeit der Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge zum Aufladen der Batterien bezüglich wenigstens einer Ladestation mit Hilfe eines quantitativen F-Parameters und Übermitteln des wenigstens einen für die Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge berechneten quantitativen F-Parameters an die Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge. Das Führen der Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge zu den Ladestationen wird beispielsweise dadurch ausführt, dass dem Fahrer des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges auf dem Bildschirm eines Navigationssystems für die nächsten zur Verfügung stehenden Ladestationen die quantitative Notwendigkeit zum Anfahren der Ladestationen angezeigt wird. Der Fahrer des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges kann damit entscheiden, welche der nächsten Ladestationen er anfahren will oder muss.
In einer ergänzenden Ausgestaltung wird der F-Parameter für je ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug bezüglich wenigstens einer Ladestation berechnet indem die Fahrdistanz von der aktuellen Position des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges bis zu der jeweiligen wenigstens einen Ladestation durch die aufgrund des Ladezustandes der Batterie des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges mit elektrischer Energie aus der Batterie noch zurücklegbare Fahrdistanz als die Elektrofahrdistanz dividiert wird. Beispielsweise bei einer Fahrdistanz von 10 km bis zu nächsten Ladestation und einer Elektrofahrdistanz von 20 km beträgt der F-Parameter 10km/20km = 0,5. Beispielsweise bei einer Fahrdistanz von 20 km bis zu nächsten Ladestation und einer Elektrofahrdistanz von 20 km beträgt der F-Parameter 20km/20km = 1,0, d. h. das Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug kann die nächste Ladestation gerade noch erreichen. Beispielsweise bei einer Fahrdistanz von 25 km bis zu nächsten Ladestation und einer Elektrofahrdistanz von 20 km beträgt der F-Parameter 25km/20km = 1,25, d. h. das Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug kann die Ladestation nicht mehr erreichen. Der F-Parameter einer Ladestation für ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug sollte somit kleiner als 1 sein, damit das Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug die Ladestation noch mit elektrischer Energie aus der Batterie erreichen kann.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird der F-Parameter für je ein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug für mehrere im Bereich der Fahrstrecke des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges liegende Ladestationen berechnet. Ladestationen im Bereich der Fahrstrecke sind vorzugsweise Ladestationen, die eine Distanz von weniger als 10 km, 5 km 3 km 2 km oder 1 km zur Fahrstrecke, d. h. der Straße des Fahrweges des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges, liegen.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine Berechnung eines quantitativen L-Parameters von je einer besetzten Ladestation für die zeitliche Dauer des Ladevorganges von einem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug, das an der je einen besetzten Ladestation aufgeladen wird, ausgeführt. Anhand des L-Parameters kann der Fahrer eines Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges ungefähr die Wahrscheinlichkeit und Dauer abschätzen bis die aktuell besetzte Ladestation wieder frei wird. Je größer der L-Parameter ist, desto kürzer ist die wahrscheinliche Dauer des Ladevorganges des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges an der besetzten Ladestation. Die Dauer des Ladevorganges ist die Restzeit ab dem Zeitpunkt der Berechnung und Übermittlung des L-Parameters bis zu dem voraussichtlichen bzw. wahrscheinlichen Ende des Ladevorganges.
Zweckmäßig wird der L-Parameter berechnet wird indem ein konstanter Faktor multipliziert wird mit dem Ladezustand der Batterie des stehenden Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges, das an der je einen Ladestation aufgeladen.
In eine weiteren Ausführungsform wird der L-Parameter berechnet indem die aufgrund des Ladezustandes der Batterie des stehenden Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges an der Ladestation mit elektrischer Energie aus der Batterie noch zurücklegbare Fahrdistanz als die Elektrofahrdistanz dividiert wird durch die Fahrdistanz von der aktuellen Position des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges an der Ladestation bis zu der nächsten Ladestation oder bis zu dem Fahrziel. Bei einer mit elektrischer Energie aus der Batterie des gerade an der Ladestation aufgeladenen Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges noch zurücklegbaren Fahrdistanz als Elektrofahrdistanz von 50 km und einer Distanz von 25 km bis zur nächsten Ladestation oder bis zu dem Fahrziel beträgt der L-Parameter 50km/25km = 2.
In einer ergänzenden Ausgestaltung wird der L-Parameter für mehrere Ladestationen, insbesondere sämtliche Ladestationen eines Ladeplatzes und/oder sämtliche Ladestationen im Bereich der Fahrstrecke, berechnet bezüglich je eines Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges.
In einer weiteren Ausführungsform wird der L-Parameters einer leeren Ladestation mit unendlich angesetzt. Eine leere Ladestation an der kein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug aufgeladen wird steht sofort zur Verfügung und weist damit den maximalen L-Parameter auf.
In einer ergänzenden Variante werden die F-Parameter von auf einer Straße fahrenden Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen und die L-Parameter der Ladestationen miteinander verglichen und dem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug mit dem kleinsten F-Parameter das Laden der Batterie an der Ladestation mit dem größten L-Parameter empfohlen wird.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung werden die F-Parameter von auf einer Straße fahrenden Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen und die L-Parameter der Ladestationen miteinander verglichen und dem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug mit dem n-kleinsten F-Parameter das Laden der Batterie an der Ladestation mit dem n-größten L-Parameter empfohlen wird. Die F-Parameter werden in einer ansteigenden Zahlenreihe sortiert und der n-kleinste F-Parameter ist der F-Parameter an der n-ten Stelle der Zahlenreihe. Die L-Parameter werden in einer abfallenden Zahlenreihe sortiert und der n-größte L-Parameter ist der L-Parameter an der n-ten Stelle der Zahlenreihe. Beispielsweise wird dem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug mit dem zweit kleinsten F-Parameter (n=2) wird das Laden der Batterie an der Ladestation mit dem zweit größten L-Parameter (n=2) empfohlen und dem Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug mit dem dritt kleinsten F-Parameter (n=3) wird das Laden der Batterie an der Ladestation mit dem dritt größten L-Parameter (n=3) empfohlen und so weiter.
In einer ergänzenden Ausgestaltung wird wenigstens ein biologischer Faktor, insbesondere der Wunsch eines Passagiers des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges für eine Unterbrechung der Fahrt, für die Berechnung des F-Parameters berücksichtigt.
In einer weiteren Ausgestaltung wird bei einem Wunsch eines Passagiers zur Unterbrechung der Fahrt der berechnete F-Parameter um einen biologischen Summanden mittels Addition erhöht. Der Passagier wünscht beispielsweise für eine Rast und/oder Nahrungsaufnahme eine Unterbrechung der Fahrt.
Zweckmäßig wird wenigstens ein biologischer Faktor, insbesondere der Wunsch eines Passagiers des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges für eine Fortsetzung des Aufenthaltes an der Ladestation für einen anderen Zweck als das Laden der Batterie, für die Berechnung des L-Parameters berücksichtigt.
In einer zusätzlichen Ausgestaltung wird bei einem Wunsch eines Passagiers des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges für eine Fortsetzung des Aufenthaltes an der Ladestation für einen anderen Zweck als das Laden der Batterie der berechnete L-Parameter um einen Subtrahenden mittels Subtraktion verkleinert. Der Passagier nützt beispielsweise für eine Rast und/oder Nahrungsaufnahme eine weitere Fortsetzung des Aufenthaltes an der Ladestation, so dass die Ladestation wegen der Rast und/oder Nahrungsaufnahme weiterhin besetzt ist und die Batterie des Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges weiter aufgeladen wird an der Ladestation.
In einer weiteren Ausgestaltung wird das Verfahren ausschließlich für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge auf einem Teilabschnitt der Straße ausgeführt und Zufahren und Abfahrten für Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge auf dem Teilabschnitt werden berücksichtigt indem an Zufahren auf den Teilabschnitt der Straße auffahrende Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge in dem Verfahren berücksichtigt werden und an den Abfahrten von dem Teilabschnitt der Straße abfahrende Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge in dem Verfahren nicht mehr berücksichtigt werden. In dem Verfahren wird somit nur ein Teilabschnitt von beispielsweise 300 bis 600 km einer Straße von dem Verfahren und die auf diesem Teilabschnitt sich befindlichen Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge für das Verfahren berücksichtig. Das Verfahren kann damit preiswert und zuverlässig mit einem geringen Rechenaufwand von einem Server ausgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform wird der L-Parameters einer leeren Ladestation mit einer großen Zahl, z. B. 100, 500 oder 1000, angesetzt. Eine leere Ladestation an der kein Elektrofahrzeug oder Hybridfahrzeug aufgeladen wird steht sofort zur Verfügung und weist damit einen großen L-Parameter auf.
In einer weiteren Ausgestaltung wird der L-Parameter für mehrerer Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge, insbesondere sämtliche Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge auf der Straße, berechnet.
Zweckmäßig wird der Ladezustand der Batterien der Elektrofahrzeuge oder Hybridfahrzeuge mit einem Wert zwischen 0% und 100% angegeben.
In einer ergänzenden Ausgestaltung wird das Verfahren von einem Server ausgeführt.
Zweckmäßig werden Daten von den Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen und/oder Ladestation mittels einer Funkverbindung und/oder einer Kabelverbindung zu dem Server übertragen und vorzugsweise umgekehrt.
Die Erfindung umfasst ferner ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.
Bestandteil der Erfindung ist außerdem ein Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um ein in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenes Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit durchgeführt wird.
Figurenliste
Im Nachfolgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

1 eine Seitenansicht eines Elektrofahrzeuges oder Hybridfahrzeuges,
2 eine stark vereinfachte Darstellung eines Teilabschnittes der Straße und eines Ladeplatzes mit Ladestationen,
3 eine schematische Darstellung eines Flussdiagramms eines Verfahrens zur Führung von auf der Straße fahrenden Elektrofahrzeugen oder Hybridfahrzeugen.

In 1 ist ein Elektrofahrzeug 1 oder Hybridfahrzeug 1 dargestellt. Bezüglich des Hybridfahrzeuges 1 ist der Verbrennungsmotor in 1 nicht abgebildet. Das Hybridfahrzeuge 1 kann von dem Elektromotor 2 und/oder dem Verbrennungsmotor (nicht dargestellt) angetrieben werden und ist ein Plug-In-Hybridfahrzeug 1, d. h. kann an einer Ladestation 10 aufgeladen werden. Der Verbrennungsmotor dient entweder unmittelbar zum Antrieb der Räder oder als Rangeextender wird von dem Verbrennungsmotor ein Generator angetrieben, der elektrische Energie zur Verfügung stellt. Im Nachfolgenden wird das Ausführungsbeispiel nur für das Elektrofahrzeug 1 beschrieben, jedoch kann die beschriebene Vorgehensweise analog auch bei dem Hybridfahrzeug 1 angewendet werden, wobei Hybridfahrzeuge 1 dahingehend betrieben werden sollen, dass der Verbrennungsmotor nur in Notfällen (beispielsweise Ausfall der Batterie 3, Liegenbleiben des Hybridfahrzeuges 1 aufgrund vollständig entladender Batterie 3) betrieben wird, d. h. im Normalbetrieb gemäß der nachfolgenden Beschreibung der Verbrennungsmotor nicht verwendet wird.
Die Batterien 3 (Traktionsbatterie 3) als Lithiumionenbatterien dienen dabei im Wesentlichen zum Antrieb des Elektrofahrzeuges 1. Das Elektrofahrzeug 1 wird mittels elektrischer Energie aus der Batterie 3 durch einen Elektromotor 2 angetrieben. Das Elektrofahrzeug 1 ist ein sogenanntes Plug-In-Elektrofahrzeug 1, bei dem während des Stillstandes des Elektrofahrzeuges 1 die Batterie 3 beispielsweise aus einem externen, öffentlichen Stromnetz an Ladestationen 10 aufgeladen wird und während der Fahrt die Batterie 3 entladen wird zum Betrieb des Elektromotors 2 zur Fortbewegung des Elektrofahrzeuges 1. Das Elektrofahrzeug 1 verfügt über ein GPS-System 5 zur Bestimmung der aktuellen Position des Elektrofahrzeuges 1. Ein Navigationssystem 4 dient in Zusammenarbeit mit dem GPS-System 5 dazu mittels eines von dem Fahrer des Elektrofahrzeuges 1 vorgegebenen Fahrziels das Elektrofahrzeug 1 zu führen, d. h. dem Fahrer Hinweise zur Fahrstrecke zu geben, beispielsweise wann eine Straße 6 durch eine Abfahrt 8 zu verlassen ist. Ein Bordcomputer 16 steuert und/oder regelt Funktionen des Elektrofahrzeuges 1 und mit einer Mobilfunkantenne 17 kann das Elektrofahrzeug 1 Daten drahtlos beispielsweise zu einem nicht dargestellten Server (Computer) übertragen und umgekehrt.
Das Elektrofahrzeug 1 kann auf Straßen 6, beispielsweise eine Autobahn oder eine Bundesstraße, fahren. Eine Zufahrt 7 dient zum Auffahren von Elektrofahrzeugen 1 auf die Straße 6 und eine Abfahrt 8 dient zum Abfahren der Elektrofahrzeuge 1 von der Straße 6. Ferner dient eine Zu- und Abfahrt 14 dazu, dass die Elektrofahrzeuge 1 zu einem Ladeplatz 9 von der Straße 6 fahren können und von dem Ladeplatz 9 wieder zurück zu der Straße 6. An dem Ladeplatz 9 sind Ladestationen 10 angeordnet, nämlich eine erste Ladestation 11, eine zweite Ladestation 12 und eine dritte Ladestation 13. An den Ladestationen 10 ist jeweils ein Stromkabel 15 ausgebildet zur elektrischen Verbindung des Elektrofahrzeuges 1 mit den Ladestationen 10. In 2 sind die erste und dritte Ladestation 11, 13 frei, d. h. es wird kein Elektrofahrzeug 1 an der ersten und dritten Ladestation 11, 13 aufgeladen. Die zweite Ladestation 12 ist besetzt, d. h. an der zweiten Ladestation 12 wird die Batterie 3 eines Elektrofahrzeuges 1 aufgeladen. In den Ladestationen 10 sind nicht dargestellte Sensoren ausgebildet, welche erfassen ob an einer Ladestation 10 ein Elektrofahrzeug 10 aufgeladen wird und ferner werden an der Ladestation 10 die Fahrdaten des gerade aufgeladenen Elektrofahrzeuges 1 bis zum Fahrziel auf die Ladestation 10 übertragen. Die Ladestation 10 überträgt die Fahrdaten von besetzten Ladestation 10 an einen Server oder die Fahrdaten eines an einer Ladestation 10 aufgeladenen Elektrofahrzeuges 1 wird mittels der Mobilfunkantenne 17 von dem Elektrofahrzeug 1 selbst an den Server übertragen. Die Elektrofahrzeuge 1 verfügen über ein Identifizierungssystem zur Identifizierung und Unterscheidung der Elektrofahrzeuge 1 von dem Server, beispielsweise ist jedem Elektrofahrzeug 1 ein bestimmter Code zugeordnet.
In dem Elektrofahrzeug 1 wird von nicht dargestellten Sensoren der Ladezustand zwischen 0% und 100 % (State of Charge, SoC) erfasst (Erfassen 18 des Ladezustandes). Ferner bestimmt der Bordcomputer 16 mittels der in dem Navigationssystem 4 eingegebenen Daten das Fahrziel des Elektrofahrzeuges 1 (Bestimmen 19 des Fahrzieles). Soweit in dem Navigationssystem 4 von dem Fahrer des Elektrofahrzeuges 1 keine Angaben zum Fahrziel gemacht worden sind ermittelt der Bordcomputer 16 das Fahrziel aufgrund empirischer Fahrdaten des Elektrofahrzeuges 1. Sämtliche Fahrdaten, insbesondere Fahrstrecke, Fahrziele, Geschwindigkeitsverlauf, Durchschnittsgeschwindigkeit, des Elektrofahrzeuges 1 werden von dem Bordcomputer 16 gespeichert. Aufgrund des bestimmten Fahrzieles und der von dem GPS-System 5 erfassten Position des Elektrofahrzeuges 1 sowie der in dem GPS-System 5 gespeicherten geographischen Daten kann von dem Bordcomputer die Fahrstrecke, d. h. insbesondere welche Straße gefahren wird, und die Fahrdistanz in km bis zum Fahrziel bestimmt werden (Bestimmen 20 von Fahrstrecke und Fahrdistanz). In dem GPS-System 5, welches in Datenverbindung mit dem Bordcomputer 16 steht, sind die entlang der Fahrstrecke bis zum Fahrziel vorhandene potentiellen Ladestationen 10 zum Aufladen der Batterie 3 des Elektrofahrzeuges 1 bis zu dem Fahrziel gespeichert. Die potentiellen Ladestationen 10 sind im Bereich der Fahrstrecke bis zu dem Fahrziel, d. h. liegen innerhalb eines vorgegebenen maximalen Abstands zu der Fahrstrecke von beispielsweise weniger als 3 km oder 1 km. Die Positionen der Ladestationen 10 sind in dem GPS-System 5 g espeich ert.
Für den Fahrer des Elektrofahrzeuges 1 ist es von Interesse, ob und wenn ja welche der nächstliegenden Ladestationen 10 angefahren werden muss oder soll, um das Fahrziel optimal zu erreichen. Optimiert wird beispielsweise hinsichtlich einer minimalen Fahrzeit und hinsichtlich minimaler Kosten zum Aufladen der Batterie 3 des Elektrofahrzeuges 1, weil beispielsweise elektrische Energie an öffentlichen Ladestationen 10 teurer ist als an einer privaten Ladestation 10 beim Fahrziel des Elektrofahrzeuges 1. Hierzu erfolgt die Berechnung eines quantitativen F-Parameters für die Notwendigkeit des Elektrofahrzeuges 1 zum Aufladen an einer Ladestation 10. Dabei ist FD die Fahrdistanzen von der aktuellen Position des Elektrofahrzeuges 1 bis zu der jeweiligen Ladestation 10. ED ist die aufgrund des Ladezustandes der Batterie 3 des jeweiligen Elektrofahrzeuges 1 mit elektrischer Energie aus der Batterie 3 noch zurücklegbare Fahrdistanzen als die Elektrofahrdistanzen. $F-Parameter für ein Elektrofahrzeug bezüglich einer Ladestation = \frac{F D}{E D}$
Aufgrund dieser Berechnungsformel erfolgt eine Berechnung 21 des F-Parameters. Je kleiner der F-Parameter ist, desto geringer ist die Notwendigkeit eines Elektrofahrzeuges 1 die Ladestation 10 anzufahren zum Aufladen der Batterie 3. Auf der Straße 6 als einem abgeschlossenen System werden von dem Server für viele oder sämtliche Elektrofahrzeuge 1 die F-Parameter berechnet und an die Elektrofahrzeuge 1 übermittelt (Übermitteln 22 des F-Parameters an die Elektrofahrzeuge 1). Dabei wird ein Elektrofahrzeug 1 mit dem größten F-Parameter für jeweils eine Ladestation 10 die Empfehlung gegeben, diese Ladestation 10 anzufahren zum Aufladen der Batterie 3. Auf diese Weise wird den Elektrofahrzeugen 1 auf der Straße 6 empfohlen, welche nächste Ladestation 10 angefahren werden soll. Dabei können von den Passagieren auch biologische Faktoren zur Bestimmung des F-Parameters an den Server übermittelt werden, beispielsweise der Wunsch eines Passagiers in dem Elektrofahrzeug 1 zur Unterbrechung der Fahrt, beispielsweise zum Ausruhen und/oder zur Aufnahme von Speisen. Der Server kann damit auch wirklichkeitsnahe biologische Faktoren berücksichtigen. Die Daten werden mit einer Funkverbindung von den Elektrofahrzeugen 1 zu dem Server übertragen und umgekehrt, beispielsweise erfolgt das Übermitteln der von dem Server berechneten F-Parameter von dem Server zu den Elektrofahrzeugen 1 mittels der Funkverbindung. Die Daten werden mit einer Funkverbindung und/oder Kabelverbindung von den Ladestationen 10 zu dem Server übertragen und vorzugsweise umgekehrt.
Außerdem wird von dem Server eine Berechnung eines quantitativen L-Parameters von besetzten Ladestationen 10 für die zeitliche Dauer des Ladevorganges von Elektrofahrzeugen 1, die an je einer Ladestation 10 aufgeladen werden, durchgeführt. Dabei ist ED die aufgrund des Ladezustandes der Batterie 3 des jeweiligen stillstehenden Elektrofahrzeuges 1 mit elektrischer Energie aus der Batterie 3 noch zurücklegbare Fahrdistanzen als die Elektrofahrdistanzen. LD ist die Fahrdistanz von der aktuellen Position des Elektrofahrzeuges 1 an der Ladestation 10 bis zu der nächsten Ladestation 10 oder bis zu dem Fahrziel. $L-Parameter für ein Elektrofahrzeug an einer Ladestation = \frac{E D}{L D}$
Für nicht besetzte Ladestationen 10 wird der L-Parameter mit unendlich oder 100 angesetzt. Aufgrund dieser Berechnungsformel erfolgt eine Berechnung des L-Parameters. Je größere der L-Parameter ist, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Elektrofahrzeug 1 die Ladestation 10 verlassen wird, d. h. nur noch eine kurze zeitliche Dauer des Ladevorganges ausgeführt wird zum Aufladen der Batterie 3. Dabei können von den Passagieren auch biologische Faktoren zur Bestimmung des L-Parameters an den Server übermittelt werden, beispielsweise bei einem Wunsch eines Passagiers des Elektrofahrzeuges 1 für eine Fortsetzung des Aufenthaltes an der Ladestation 10 für einen anderen Zweck als das Laden der Batterie 3. Der andere Zweck ist beispielsweise das Ausruhen und/oder die Aufnahme von Speisen. Der Server kann damit auch wirklichkeitsnahe biologische Faktoren berücksichtigen.
Der Server vergleicht die L-Parameter der Elektrofahrzeuge 1 auf der Straße 6 mit den L-Parametern der Ladestationen 10 mit in Ladung befindlichen Elektrofahrzeugen 1 und empfiehlt dem Elektrofahrzeug 1 mit dem kleinsten F-Parameter das Laden der Batterie 3 an der Ladestation 10 mit dem größten L-Parameter. Dem Elektrofahrzeug 1 mit dem zweit kleinsten F-Parameter wird das Laden der Batterie 3 an der Ladestation 10 mit dem zweit größten L-Parameter empfohlen. Dem Elektrofahrzeug 1 mit dem dritt kleinsten F-Parameter wird das Laden der Batterie an der Ladestation 10 mit dem dritt größten L-Parameter empfohlen und so weiter. Soweit ein Elektrofahrzeug 1 die empfohlene Ladestation 10 nicht anfährt zum Aufladen der Batterie 3 wird das Verfahren iterativ noch dem Passieren der empfohlenen Ladestation 10 nochmals ausgeführt, so dass anschließend eine neue Empfehlung von dem Server für die von dem Elektrofahrzeug 1 anzufahrende Ladestation 10 abgegeben wird.
Insgesamt betrachtet sind mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Führung von auf einer Straße 6 fahrenden Elektrofahrzeugen 1 oder Hybridfahrzeugen 1 zu Ladestationen 10 wesentliche Vorteile verbunden. Zur Optimierung des Anfahrens von Ladestationen 10 im Bereich der Straße 6 für Elektrofahrzeuge 1 oder Hybridfahrzeuge 1 auf der Straße 6 wird mit dem F-Parameter die Notwendigkeit des Elektrofahrzeuges 1 oder Hybridfahrzeuges 1 zum Anfahren einer Ladestation 10 und mit dem L-Parameter wird quantitativ die Verfügbarkeit von Ladestationen 10 erfasst. Der F-Parameter und der L-Parameter werden von dem Verfahren genutzt, den Fahrern von Elektrofahrzeugen 1 oder Hybridfahrzeugen 1 Hinweise zu geben, welche Ladestation 10 als nächste angefahren werden soll. Die Optimierung dieses Vorganges kann hinsichtlich verschiedenster Optimierungsparameter erfolgen, beispielsweise eine minimale Fahrzeit und minimale Kosten zum Aufladen der Batterie 3. Die vorhandene Infrastruktur der Ladestationen 10 kann damit optimal für die Elektrofahrzeuge 1 oder Hybridfahrzeuge 1 auf der Straße 6 genutzt werden. Bei autonom fahrendenden Elektrofahrzeugen 1 oder Hybridfahrzeugen 1 können die von dem Verfahren ermittelten quantitativen Parameter für die automatisierte Bestimmung des Fahrweges genutzt werden. Das Verfahren wird nur für einen Teilabschnitt des Straße 6 ausgeführt, so dass die die Größe der von dem Server zu verarbeitenden Daten gering ist. Das Verfahren kann damit in vorteilhafter Weise preiswert und zuverlässig von dem Server ausgeführt werden.

Claims

Verfahren zur Führung von auf einer Straße (6) fahrenden Elektrofahrzeugen (1) oder Hybridfahrzeugen (1) zu Ladestationen (10) mit den Schritten: - Erfassen (18) des Ladezustandes von Batterien (3) der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1), - Bestimmen (19) der Fahrziele der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1), - Bestimmen der Fahrstrecken bis zu den Fahrzielen und der Fahrdistanzen bis zu den Fahrzielen der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1), - Bestimmen der zur Verfügung stehenden Ladestation (10) im Bereich der Fahrstrecke zum Aufladen der Batterien (3) der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1), - Berechnung der quantitativen Notwendigkeit der Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1) zum Aufladen der Batterien (3) bezüglich wenigstens einer Ladestation (10) mit Hilfe eines quantitativen F-Parameters und - Übermitteln des wenigstens einen für die Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1) berechneten quantitativen F-Parameters an die Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der F-Parameter für je ein Elektrofahrzeug (1) oder Hybridfahrzeug (1) bezüglich wenigstens einer Ladestation (10) berechnet wird indem die Fahrdistanz von der aktuellen Position des Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1) bis zu der jeweiligen wenigstens einen Ladestation (10) durch die aufgrund des Ladezustandes der Batterie (3) des Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1) mit elektrischer Energie aus der Batterie (3) noch zurücklegbare Fahrdistanz als die Elektrofahrdistanzen dividiert wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der F-Parameter für je ein Elektrofahrzeug (1) oder Hybridfahrzeug (1) für mehrere im Bereich der Fahrstrecke des Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1) liegende Ladestationen (10) berechnet wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berechnung eines quantitativen L-Parameters von je einer besetzten Ladestation (10) für die zeitliche Dauer des Ladevorganges von einem Elektrofahrzeug (1) oder Hybridfahrzeug (1), das an der je einen besetzten Ladestation (10) aufgeladen wird, ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der L-Parameter berechnet wird indem ein konstanter Faktor multipliziert wird mit dem Ladezustand der Batterie (3) des stehenden Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1), das an der je einen Ladestation (10) aufgeladen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der L-Parameter berechnet wird indem die aufgrund des Ladezustandes der Batterie (3) des stehenden Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1) an der Ladestation (10) mit elektrischer Energie aus der Batterie (3) noch zurücklegbare Fahrdistanz als die Elektrofahrdistanz dividiert wird durch die Fahrdistanz von der aktuellen Position des Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1) an der Ladestation (10) bis zu der nächsten Ladestation (10) oder bis zu dem Fahrziel.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der L-Parameter für mehrere Ladestationen (10), insbesondere sämtliche Ladestationen (10) des Ladeplatzes (9) und/oder sämtliche Ladestationen (10) im Bereich der Fahrstrecke, berechnet wird bezüglich je eines Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1).
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der L-Parameters einer leeren Ladestation (10) mit unendlich angesetzt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die F-Parameter von auf einer Straße (6) fahrenden Elektrofahrzeugen (1) oder Hybridfahrzeugen (1) und die L-Parameter der Ladestationen (10) miteinander verglichen werden und dem Elektrofahrzeug (1) oder Hybridfahrzeug (1) mit dem kleinsten F-Parameter das Laden der Batterie (3) an der Ladestation (10) mit dem größten L-Parameter empfohlen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die F-Parameter von auf einer Straße (6) fahrenden Elektrofahrzeugen (1) oder Hybridfahrzeugen (1) und die L-Parameter der Ladestationen (10) miteinander verglichen werden und dem Elektrofahrzeug (1) oder Hybridfahrzeug (1) mit dem n-kleinsten F-Parameter das Laden der Batterie (3) an der Ladestation (10) mit dem n-größten L-Parameter empfohlen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein biologischer Faktor, insbesondere der Wunsch eines Passagiers des Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1) für eine Unterbrechung der Fahrt, für die Berechnung des F-Parameters berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wunsch eines Passagiers zur Unterbrechung der Fahrt der berechnete F-Parameter um einen biologischen Summanden mittels Addition erhöht wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein biologischer Faktor, insbesondere der Wunsch eines Passagiers des Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1) für eine Fortsetzung des Aufenthaltes an der Ladestation (10) für einen anderen Zweck als das Laden der Batterie (3), für die Berechnung des L-Parameters berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Wunsch eines Passagiers des Elektrofahrzeuges (1) oder Hybridfahrzeuges (1) für eine Fortsetzung des Aufenthaltes an der Ladestation (10) für einen anderen Zweck als das Laden der Batterie (3) der berechnete L-Parameter um einen Subtrahenden mittels Subtraktion verkleinert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ausschließlich für Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1) auf einem Teilabschnitt der Straße (6) ausgeführt wird und Zufahren (7) und Abfahrten (8) für Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1) auf dem Teilabschnitt berücksichtigt werden indem an Zufahren (7) auf den Teilabschnitt der Straße (6) auffahrende Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1) in dem Verfahren berücksichtigt werden und an den Abfahrten (8) von dem Teilabschnitt der Straße (6) abfahrende Elektrofahrzeuge (1) oder Hybridfahrzeuge (1) in dem Verfahren nicht mehr berücksichtigt werden.