DE102019217698A1 - Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichersystems und/oder einer Vorrichtung, elektrisches Energiespeichersystem und Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren (100) zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichersystems und/oder einer Vorrichtung, die ein elektrisches Energiespeichersystem aufweist, aufweisend zumindest zwei elektrische Verbraucher, wobei das Verfahren (100) die zeitlich aufeinander folgenden Verfahrensschritte aufweist:wobei in einem ersten Verfahrensschritt (101) eine Priorisierung der elektrischen Verbraucher vorgenommen wird,wobei in einem zweiten Verfahrensschritt (102) eine verfügbare elektrische Gesamtleistung des elektrischen Energiespeichersystems beziehungsweise der Vorrichtung bestimmt wird,wobei in einem dritten Verfahrensschritt (103) ein jeweiliger voraussichtlicher Leistungsbedarf für jeden elektrischen Verbraucher bestimmt wird und ein voraussichtlicher Gesamtleistungsbedarf des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Vorrichtung als Summe der einzelnen voraussichtlichen Leistungsbedarfe der elektrischen Verbraucher bestimmt wird,wobei in einem vierten Verfahrensschritt (104) die verfügbare elektrische Gesamtleistung mit dem voraussichtlichen Gesamtleistungsbedarf verglichen wird,wobei in einem fünften Verfahrensschritt (105), wenn die verfügbare elektrische Gesamtleistung größer ist als der voraussichtliche elektrische Gesamtleistungsbedarf,alle elektrischen Verbraucher betrieben werden,wobei in einem sechsten Verfahrensschritt (106), wenn die verfügbare elektrische Gesamtleistung kleiner ist als der voraussichtliche elektrische Gesamtleistungsbedarf,zumindest ein elektrischer Verbraucher mit hoher Priorität betrieben wird undzumindest ein elektrischer Verbraucher mit geringer Priorität abgeschaltet wird.

Description

  • Feld der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichersystems und/oder einer Vorrichtung, ein elektrisches Energiespeichersystem und eine Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Die US 2004/124703 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Fahren und Steuern von elektrischen Verbrauchern eines Fahrzeugs.
  • Die US 2010/152915 A1 zeigt eine Steuerung für eine Vielzahl von elektrischen Verbrauchern eines Fahrzeugs.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Der Kern der Erfindung bei dem Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichersystems und/oder einer Vorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs, die ein elektrisches Energiespeichersystem aufweist, aufweisend zumindest zwei elektrische Verbraucher, besteht darin, dass das Verfahren die zeitlich aufeinander folgenden Verfahrensschritte aufweist: wobei in einem ersten Verfahrensschritt eine Priorisierung der elektrischen Verbraucher des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Vorrichtung vorgenommen wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt eine verfügbare elektrische Gesamtleistung des elektrischen Energiespeichersystems beziehungsweise der Vorrichtung bestimmt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt ein jeweiliger voraussichtlicher Leistungsbedarf für jeden elektrischen Verbraucher bestimmt wird und ein voraussichtlicher Gesamtleistungsbedarf des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Vorrichtung als Summe der einzelnen voraussichtlichen Leistungsbedarfe der elektrischen Verbraucher bestimmt wird, wobei in einem vierten Verfahrensschritt die verfügbare elektrische Gesamtleistung mit dem voraussichtlichen Gesamtleistungsbedarf verglichen wird, wobei in einem fünften Verfahrensschritt, wenn die verfügbare elektrische Gesamtleistung größer ist als der voraussichtliche elektrische Gesamtleistungsbedarf, alle elektrischen Verbraucher des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Vorrichtung betrieben werden, wobei in einem sechsten Verfahrensschritt, wenn die verfügbare elektrische Gesamtleistung kleiner ist als der voraussichtliche elektrische Gesamtleistungsbedarf, zumindest ein elektrischer Verbraucher mit hoher Priorität betrieben wird und zumindest ein elektrischer Verbraucher mit geringer Priorität abgeschaltet wird.
  • Hintergrund der Erfindung ist, dass die verfügbare Leistung des elektrischen Energiespeichersystems gemäß der Priorisierung an die elektrischen Verbraucher verteilt wird. Dadurch werden elektrische Verbraucher, die für einen sicheren Betrieb des elektrischen Energiespeichersystems beziehungsweise der Vorrichtung notwendig sind, zuverlässig mit elektrischer Leistung versorgt.
  • Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung werden die Verfahrensschritte des Verfahrens während des Betriebs des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Vorrichtung zeitlich wiederkehrend ausgeführt, insbesondere in regelmäßigen zeitlichen Abständen wiederholt. Dadurch können Veränderungen der verfügbaren elektrischen Gesamtleistung oder des voraussichtlichen elektrischen Gesamtleistungsbedarfs zur Anpassung der Verteilung der Gesamtleistung verwendet werden.
  • Von Vorteil ist es, wenn im ersten Verfahrensschritt diejenigen elektrischen Verbraucher eine hohe Priorität erhalten, die für den Betrieb und/oder die Sicherheit des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Vorrichtung notwendig sind.
  • Somit wird ein sicherer Betrieb des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Vorrichtung ermöglicht.
  • Von Vorteil ist es dabei, wenn im ersten Verfahrensschritt eine Betriebsart, insbesondere Laden oder Entladen des elektrischen Energiespeichersystems und/oder Fahren oder Halten eines Fahrzeugs, und/oder ein Betriebsparameter, insbesondere eine Temperatur und/oder ein Ladezustand und/oder das Wetter und/oder die Uhrzeit und/oder die Jahreszeit und/oder ein Fahrprofil, des elektrischen Energiespeichers und/oder der Vorrichtung zur Priorisierung verwendet werden. Dadurch kann die Priorisierung an die aktuelle Betriebsart und/oder veränderliche Betriebsparameter angepasst werden.
  • Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Priorisierung von einem Benutzer des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Vorrichtung zumindest teilweise angepasst wird. Der Benutzer kann beispielsweise wählen, ob er lieber den Innenraum das Fahrzeug temperieren möchte oder das Unterhaltungssystem nutzen möchte.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist im zweiten Verfahrensschritt die verfügbare elektrische Gesamtleistung die Summe der verfügbaren elektrischen Leistungen des elektrischen Energiespeichersystems und/oder der Vorrichtung, insbesondere die Summe einer verfügbaren elektrischen Leistung zumindest eines elektrischen Energiespeichers und/oder eines generatorisch betriebenen Elektromotors und/oder einer externen Spannungsquelle und/oder eines Solarmoduls. Dadurch können alle verfügbaren Leistungsquellen des elektrischen Energiespeichers und/oder der Vorrichtung in das Verfahren miteinbezogen werden.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung wird im dritten Verfahrensschritt bei schwankendem Leistungsbedarf eines elektrischen Verbrauchers ein über einen Referenzzeitraum maximaler Wert für den Leistungsbedarf des elektrischen Verbrauchers verwendet. Somit ist für einen elektrischen Verbraucher mit hoher Priorität genug elektrische Leistung verfügbar.
  • Von Vorteil ist es weiterhin, wenn im fünften Verfahrensschritt eine den elektrischen Gesamtleistungsbedarf übersteigende Gesamtleistung zum Laden des elektrischen Energiespeichersystems verwendet wird. Dadurch wird die Verfügbarkeit des elektrischen Energiespeichersystems verbessert.
  • Vorteilhafterweise werden im fünften Verfahrensschritt die elektrischen Verbraucher mit einer dem jeweiligen voraussichtlichen Leistungsbedarf entsprechenden Leistung betrieben.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird im sechsten Verfahrensschritt die verfügbare elektrische Gesamtleistung derart verteilt, dass zuerst der elektrische Verbraucher mit der höchsten Priorität mit der vollen von ihm benötigten elektrischen Leistung betrieben wird und wenn noch weitere elektrische Leistung verfügbar ist, weitere elektrische Verbraucher mit absteigender Priorität mit jeweils der vollen benötigten elektrischen Leistung betrieben werden und wenn keine weitere elektrische Leistung mehr verfügbar ist, die elektrischen Verbraucher mit weiter absteigender geringer Priorität abgeschaltet werden. Von Vorteil ist dabei, dass die elektrischen Verbraucher mit hoher Priorität zuerst mit elektrischer Leistung versorgt werden. Elektrische Verbraucher mit geringer Priorität werden nur dann betrieben, wenn noch elektrische Leistung verfügbar ist.
  • Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung werden im fünften Verfahrensschritt die elektrischen Verbraucher mit geringer Priorität zumindest teilweise mit geringerer Leistung als der voraussichtlichen Leistung betrieben. Dadurch können mehr Verbraucher mit niedriger Priorität betrieben werden. Vorteilhafterweise kann ein Benutzer zumindest teilweise auswählen, ob die elektrischen Verbraucher nur mit der voraussichtlichen Leistung oder auch mit geringerer Leistung betrieben werden sollen.
  • Der Kern der Erfindung bei dem elektrischen Energiespeichersystem, aufweisend zumindest einen elektrischen Energiespeicher und zumindest zwei elektrische Verbraucher, besteht darin, dass das elektrische Energiespeichersystem eingerichtet ist, mittels eines Verfahrens wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf das Verfahren gerichteten Ansprüche betrieben zu werden.
  • Hintergrund der Erfindung ist, dass die verfügbare Leistung des elektrischen Energiespeichersystems gemäß der Priorisierung an die elektrischen Verbraucher verteilt wird. Dadurch werden elektrische Verbraucher, die für einen sicheren Betrieb des elektrischen Energiespeichersystems notwendig sind, zuverlässig mit elektrischer Leistung versorgt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein elektrischer Verbraucher des elektrischen Energiespeichersystems ein Gleichspannungswandler und/oder eine Temperierungsvorrichtung und/oder eine Steuerungseinheit.
  • Der Kern der Erfindung bei der Vorrichtung, insbesondere dem Fahrzeug, aufweisend ein elektrisches Energiespeichersystem, insbesondere wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf das elektrische Energiespeichersystem bezogenen Ansprüche, und zumindest einen elektrischen Verbraucher besteht darin, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, mittels eines Verfahrens wie zuvor beschrieben beziehungsweise nach einem der auf das Verfahren gerichteten Ansprüche betrieben zu werden.
  • Hintergrund der Erfindung ist, dass die verfügbare Leistung des elektrischen Energiespeichersystems gemäß der Priorisierung an die elektrischen Verbraucher verteilt wird. Dadurch werden elektrische Verbraucher, die für einen sicheren Betrieb des elektrischen Energiespeichersystems beziehungsweise der Vorrichtung notwendig sind, zuverlässig mit elektrischer Leistung versorgt.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein elektrischer Verbraucher der Vorrichtung ein Elektromotor und/oder eine Fahrzeugbeleuchtung und/oder eine Innenraumtemperierungsvorrichtung und/oder ein Unterhaltungssystem.
  • Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmalen der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.
  • Figurenliste
  • Im folgenden Abschnitt wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, aus denen sich weitere erfinderische Merkmale ergeben können, auf die die Erfindung aber in ihrem Umfang nicht beschränkt ist, erläutert. Die Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen elektrischen Energiespeichersystems 1,
    • 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 10 und
    • 3 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichersystems 1 und/oder einer Vorrichtung.
  • In 1 ist das erfindungsgemäße elektrische Energiespeichersystem 1 schematisch dargestellt.
  • Das elektrische Energiespeichersystem 1 weist auf:
    • - einen ersten elektrischen Energiespeicher 2, der eine erste Steuerungseinheit 3 aufweist,
    • - einen zweiten elektrischen Energiespeicher 7, der eine zweite Steuerungseinheit 6 aufweist,
    • - einen Gleichspannungswandler 4,
    • - eine Temperierungsvorrichtung 8,
    • - eine Steuervorrichtung 16,
    • - eine interne Ladevorrichtung 9 und
    • - ein Anschlussmittel 5.
  • Die erste Steuerungseinheit 3 ist dabei eingerichtet, den ersten elektrischen Energiespeicher 2 zu steuern. Dazu ist die erste Steuerungseinheit 3 signalleitend mit Sensoren des ersten elektrischen Energiespeichers 2, insbesondere mit einem Spannungssensor und/oder einem Temperatursensor, verbunden.
  • Die zweite Steuerungseinheit 6 ist dabei eingerichtet, den zweiten elektrischen Energiespeicher 7 zu steuern. Dazu ist die zweite Steuerungseinheit 6 signalleitend mit Sensoren des zweiten elektrischen Energiespeichers 7, insbesondere mit einem Spannungssensor und/oder einem Temperatursensor, verbunden.
  • Der erste und zweite elektrische Energiespeicher (2, 7) weisen voneinander verschiedene Nennspannungen auf. Der erste elektrische Energiespeicher 2 weist eine Nennspannung auf, die größer ist als 60 V, insbesondere größer ist als 200 V. Der zweite elektrische Energiespeicher weist eine Nennspannung zwischen 10 V und 50 V auf, insbesondere wobei die Nennspannung 12 V, 24 V oder 48 V beträgt.
  • Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel sind der erste und zweite elektrische Energiespeicher (2, 7) gleichartig ausgeführt.
  • Die Steuervorrichtung 16 ist eingerichtet, das elektrische Energiespeichersystem 1 zu steuern. Dazu ist die Steuervorrichtung 16 signalleitend mit der internen Ladevorrichtung 9, der ersten Steuerungseinheit 3, der zweiten Steuerungseinheit 6, dem Gleichspannungswandler 4, der Temperierungsvorrichtung 8 und dem Anschlussmittel 5 verbunden. Mittels des Anschlussmittels 5 ist die Steuervorrichtung 16 mit der externen Spannungsquelle signalleitend verbindbar.
  • Der Gleichspannungswandler 4 ist zwischen den elektrischen Energiespeichern (2, 7) angeordnet. Mittels des Gleichspannungswandlers 4 ist eine externe Ladespannung, die an dem elektrischen Energiespeichersystem 1 anliegt, in die Nennspannung des ersten und/oder zweiten elektrischen Energiespeichers (2, 7) transformierbar. Außerdem ist der Gleichspannungswandler 4 derart zwischen dem ersten und zweiten elektrischen Energiespeicher (2, 7) angeordnet, dass der erste elektrische Energiespeicher 2 aus dem zweiten elektrischen Energiespeicher 7 geladen werden kann und/oder der zweite elektrische Energiespeicher 7 aus dem ersten elektrischen Energiespeicher 2 geladen werden kann.
  • Zwischen dem Anschlussmittel 5 und dem Gleichspannungswandler 4 beziehungsweise dem ersten elektrischen Energiespeicher 2 ist eine interne Ladevorrichtung 9 angeordnet. Die interne Ladevorrichtung 9 ist eingerichtet, einen Wechselstrom der externen Spannungsquelle in einen Gleichstrom für den ersten und/oder zweiten elektrischen Energiespeicher (2, 7) zu wandeln. Die externe Spannungsquelle ist also als Wechselspannungsquelle ausführbar.
  • Gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel weist das elektrische Energiespeichersystem 1 keine Ladevorrichtung 9 auf. In diesem Fall muss die externe Spannungsquelle als Gleichspannungsquelle ausgeführt sein.
  • Die Temperierungsvorrichtung 8 ist wärmeleitend mit dem ersten und/oder zweiten elektrischen Energiespeicher (2, 7) verbunden. Die Temperierungsvorrichtung 8 ist eingerichtet, den ersten und/oder zweiten elektrischen Energiespeicher (2, 7) zu temperieren, insbesondere zu heizen oder zu kühlen. Dazu ist die Temperierungsvorrichtung 8 eingerichtet, ein Temperierungsfluid zu temperieren und zu dem ersten und/oder zweiten elektrischen Energiespeicher (2, 7) zu leiten.
  • In 2 ist das Fahrzeug 10 schematisch dargestellt.
  • Das Fahrzeug 10 weist auf:
    • - das elektrische Energiespeichersystem 1,
    • - einen Elektromotor 11,
    • - eine Fahrzeugbeleuchtung 12,
    • - eine Innenraumtemperierungsvorrichtung 13,
    • - ein Unterhaltungssystem 14,
    • - ein Ladeanschlussmittel 15 und
    • - ein Solarmodul 17.
  • Das Fahrzeug 10 ist als elektrisch angetriebenes Fahrzeug oder als elektrisches Hybridfahrzeug, das neben dem Elektromotor 11 einen Verbrennungsmotor aufweist, ausgeführt.
  • Das elektrische Energiespeichersystem 1 ist eingerichtet, zumindest den Elektromotor 11, die Fahrzeugbeleuchtung 12, die Innenraumtemperierungsvorrichtung 13 und das Unterhaltungssystem 14 mit Energie zu versorgen.
  • Die Fahrzeugbeleuchtung 12 weist zumindest einen Frontscheinwerfer und/oder einen Nebelscheinwerfer und/oder ein Rücklicht und/oder ein Bremslicht und/oder einen Rückfahrscheinwerfer und/oder einen Fahrtrichtungsanzeiger und/oder eine Innenraumbeleuchtung auf.
  • Die Innenraumtemperierungsvorrichtung 13 ist eingerichtet, den Innenraum des Fahrzeuges 10 zu temperieren. Dazu weist die Innenraumtemperierungsvorrichtung 13 ein Heizelement und/oder eine Kühleinheit und/oder einen Lüfter auf.
  • Das Unterhaltungssystem 14 ist eingerichtet, einen Nutzer des Fahrzeuges 10 zu unterhalten. Dazu weist das Unterhaltungssystem 14 ein Anzeigemittel und/oder ein Lautsprechersystem auf.
  • Mittels des Ladeanschlussmittels 15 ist das Fahrzeug 10 mit einer externen Spannungsquelle verbindbar. Das Ladeanschlussmittel 15 ist mit dem Anschlussmittel 5 des elektrischen Energiespeichersystems 1 verbindbar. Dabei können die elektrischen Energiespeicher (2, 7) mittels der Spannungsquelle geladen werden. Gleichzeitig können elektrische Verbraucher des Fahrzeugs 10 und/oder des elektrischen Energiespeichersystems 1 aus der Spannungsquelle gespeist werden.
  • Elektrische Verbraucher des elektrischen Energiespeichersystems 1 sind zumindest:
    • - die erste Steuerungseinheit 3,
    • - die zweite Steuerungseinheit 6,
    • - der Gleichspannungswandler 4,
    • - die interne Ladevorrichtung 9,
    • - die Steuervorrichtung 16 und
    • - die Temperierungsvorrichtung 8.
  • Elektrische Verbraucher des Fahrzeuges 10 sind zumindest:
    • - der Elektromotor 11,
    • - die Fahrzeugbeleuchtung 12,
    • - die Innenraumtemperierungsvorrichtung 13 und
    • - das Unterhaltungssystem 14.
  • Der Elektromotor 11 ist motorisch oder generatorisch betreibbar. Er wird also aus dem elektrischen Energiespeichersystem 1 und/oder dem Solarmodul 17 und/oder der externen Spannungsquelle gespeist oder speist das elektrische Energiespeichersystem 1 und/oder zumindest einen elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs 10.
  • In 4 ist ein zeitliches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens 100 zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichersystems 1 und/oder einer Vorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs 10, die das elektrische Energiespeichersystem 1 aufweist, dargestellt. Dabei weist das elektrische Energiespeichersystem 1 und/oder die Vorrichtung elektrische Verbraucher auf.
  • In einem ersten Verfahrensschritt 101 wird eine Priorisierung der elektrischen Verbraucher des elektrischen Energiespeichersystems 1 und/oder der Vorrichtung vorgenommen. Dabei erhalten diejenigen elektrischen Verbraucher eine hohe Priorität, die für den Betrieb und/oder die Sicherheit des elektrischen Energiespeichersystems 1 und/oder der Vorrichtung notwendig sind. Dabei werden Betriebsart, zum Beispiel Laden oder Entladen und/oder Fahren, und/oder Betriebsparameter, zum Beispiel Temperatur und/oder Ladezustand und/oder Wetter und/oder Uhrzeit und/oder Jahreszeit und/oder Fahrprofil, des elektrischen Energiespeichers 1 und/oder der Vorrichtung in die Priorisierung miteinbezogen. Zusätzlich kann die Priorisierung von einem Benutzer des elektrischen Energiespeichersystems 1 und/oder der Vorrichtung zumindest teilweise angepasst werden.
  • In einem zweiten Verfahrensschritt 102 wird eine verfügbare elektrische Gesamtleistung des elektrischen Energiespeichersystems 1 beziehungsweise einer das elektrische Energiespeichersystem 1 aufweisenden Vorrichtung bestimmt. Dazu wird eine verfügbare elektrische Leistung zumindest eines elektrischen Energiespeichers 1 und/oder eines generatorisch betriebenen Elektromotors 11 und/oder einer externen Spannungsquelle und/oder eines Solarmoduls 17 bestimmt. Die verfügbare elektrische Gesamtleistung ist dabei die Summe der verfügbaren elektrischen Leistungen.
  • In einem dritten Verfahrensschritt 103 wird ein jeweiliger voraussichtlicher Leistungsbedarf für jeden elektrischen Verbrauchers des elektrischen Energiespeichersystems und/oder für jeden elektrischen Verbrauchers der das elektrische Energiespeichersystem 1 aufweisenden Vorrichtung bestimmt und ein voraussichtlicher Gesamtleistungsbedarf des elektrischen Energiespeichersystems 1 und/oder der Vorrichtung als Summe der einzelnen voraussichtlichen Leistungsbedarfe der elektrischen Verbraucher bestimmt. Dabei wird bei schwankendem Leistungsbedarf und/oder schwankendem Strombedarf eines elektrischen Verbrauchers jeweils ein über einen Referenzzeitraum maximaler Wert für den Leistungsbedarf des elektrischen Verbrauchers verwendet.
  • In einem vierten Verfahrensschritt 104 wird die verfügbare elektrische Gesamtleistung mit dem voraussichtlichen Gesamtleistungsbedarf verglichen.
  • Wenn die verfügbare elektrische Gesamtleistung größer ist als der voraussichtliche elektrische Gesamtleistungsbedarf, werden in einem fünften Verfahrensschritt 105 alle elektrischen Verbraucher des elektrischen Energiespeichersystems 1 und/oder der Vorrichtung mit einer dem jeweiligen voraussichtlichen Leistungsbedarf entsprechenden Leistung betrieben. Dabei wird eine den elektrischen Gesamtleistungsbedarf übersteigende Gesamtleistung zum Laden des elektrischen Energiespeichersystems 1 verwendet.
  • Wenn die verfügbare elektrische Gesamtleistung kleiner ist als der voraussichtliche elektrische Gesamtleistungsbedarf, werden in einem sechsten Verfahrensschritt 106 die elektrischen Verbraucher mit der höchsten Priorität betrieben, beispielsweise der Gleichspannungswandler 4 und/oder die Steuervorrichtung 16 und/oder der Elektromotor 11, und die elektrischen Verbraucher mit geringer Priorität werden abgeschaltet. Dabei wird die verfügbare elektrische Gesamtleistung derart verteilt, dass zuerst der elektrische Verbraucher mit der höchsten Priorität mit der vollen von ihm benötigten elektrischen Leistung versorgt wird. Wenn noch weitere elektrische Leistung verfügbar ist, werden weitere elektrische Verbraucher mit absteigender Priorität mit jeweils der vollen benötigten elektrischen Leistung versorgt. Wenn keine weitere elektrische Leistung mehr verfügbar ist, werden die elektrischen Verbraucher mit weiter absteigender geringer Priorität abgeschaltet.
  • Gemäß einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens werden im fünften Verfahrensschritt die elektrischen Verbraucher mit geringer Priorität zumindest teilweise mit geringerer Leistung als der voraussichtlichen Leistung betrieben. Zum Beispiel wird bei einer Innenraumtemperierungsvorrichtung 13 nur ein Lüfter aber keine Kühleinheit zum Kühlen des Fahrzeuginnenraums betrieben.
  • Die Verfahrensschritte werden während des Betriebs des elektrischen Energiespeichersystems 1 und/oder der Vorrichtung zeitlich wiederkehrend wiederholt, insbesondere in regelmäßigen zeitlichen Abständen wiederholt.
  • Unter einem elektrischen Energiespeicher wird hierbei ein wiederaufladbarer Energiespeicher verstanden, insbesondere aufweisend eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeichermodul aufweisend zumindest eine elektrochemische Energiespeicherzelle und/oder ein Energiespeicherpack aufweisend zumindest ein Energiespeichermodul. Die Energiespeicherzelle ist als lithiumbasierte Batteriezelle, insbesondere Lithium-Ionen-Batteriezelle, ausführbar. Alternativ ist die Energiespeicherzelle als Lithium-Polymer-Batteriezelle oder Nickel-Metallhydrid-Batteriezelle oder Blei-Säure-Batteriezelle oder Lithium-Luft-Batteriezelle oder Lithium-Schwefel-Batteriezelle ausgeführt.
  • Alternativ ist zumindest einer der elektrischen Energiespeicher als Brennstoffzelle ausgeführt.
  • Unter einem Fahrzeug wird hierbei ein Landfahrzeug, insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Bus oder ein Lastkraftwagen oder eine mobile Arbeitsmaschine oder ein fahrerloses Transportsystem, oder ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug verstanden. Das Fahrzeug kann autonom steuerbar ausgeführt sein.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 2004124703 A1 [0002]
    • US 2010152915 A1 [0003]

Claims (12)

  1. Verfahren (100) zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichersystems (1) und/oder einer Vorrichtung, insbesondere eines Fahrzeugs (10), die ein elektrisches Energiespeichersystem (1) aufweist, aufweisend zumindest zwei elektrische Verbraucher, wobei das Verfahren (100) die zeitlich aufeinander folgenden Verfahrensschritte aufweist: wobei in einem ersten Verfahrensschritt (101) eine Priorisierung der elektrischen Verbraucher des elektrischen Energiespeichersystems (1) und/oder der Vorrichtung vorgenommen wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt (102) eine verfügbare elektrische Gesamtleistung des elektrischen Energiespeichersystems (1) beziehungsweise der Vorrichtung bestimmt wird, wobei in einem dritten Verfahrensschritt (103) ein jeweiliger voraussichtlicher Leistungsbedarf für jeden elektrischen Verbraucher bestimmt wird und ein voraussichtlicher Gesamtleistungsbedarf des elektrischen Energiespeichersystems (1) und/oder der Vorrichtung als Summe der einzelnen voraussichtlichen Leistungsbedarfe der elektrischen Verbraucher bestimmt wird, wobei in einem vierten Verfahrensschritt (104) die verfügbare elektrische Gesamtleistung mit dem voraussichtlichen Gesamtleistungsbedarf verglichen wird, wobei in einem fünften Verfahrensschritt (105), wenn die verfügbare elektrische Gesamtleistung größer ist als der voraussichtliche elektrische Gesamtleistungsbedarf, alle elektrischen Verbraucher des elektrischen Energiespeichersystems (1) und/oder der Vorrichtung betrieben werden, wobei in einem sechsten Verfahrensschritt (106), wenn die verfügbare elektrische Gesamtleistung kleiner ist als der voraussichtliche elektrische Gesamtleistungsbedarf, zumindest ein elektrischer Verbraucher mit hoher Priorität betrieben wird und zumindest ein elektrischer Verbraucher mit geringer Priorität abgeschaltet wird.
  2. Verfahren (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte des Verfahrens (100) während des Betriebs des elektrischen Energiespeichersystems (1) und/oder der Vorrichtung zeitlich wiederkehrend ausgeführt werden, insbesondere in regelmäßigen zeitlichen Abständen wiederholt werden.
  3. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Verfahrensschritt (101) diejenigen elektrischen Verbraucher eine hohe Priorität erhalten, die für den Betrieb und/oder die Sicherheit des elektrischen Energiespeichersystems (1) und/oder der Vorrichtung notwendig sind, und/oder dass im ersten Verfahrensschritt (101) eine Betriebsart, insbesondere Laden oder Entladen des elektrischen Energiespeichersystems (1) und/oder Fahren oder Halten eines Fahrzeugs (10), und/oder ein Betriebsparameter, insbesondere eine Temperatur und/oder ein Ladezustand und/oder das Wetter und/oder die Uhrzeit und/oder die Jahreszeit und/oder ein Fahrprofil, des elektrischen Energiespeichers (1) und/oder der Vorrichtung zur Priorisierung verwendet werden, und/oder dass die Priorisierung von einem Benutzer des elektrischen Energiespeichersystems (1) und/oder der Vorrichtung zumindest teilweise angepasst wird.
  4. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Verfahrensschritt (102) die verfügbare elektrische Gesamtleistung die Summe der verfügbaren elektrischen Leistungen des elektrischen Energiespeichersystems (1) und/oder der Vorrichtung ist, insbesondere die Summe einer verfügbaren elektrischen Leistung zumindest eines elektrischen Energiespeichers (1) und/oder eines generatorisch betriebenen Elektromotors (11) und/oder einer externen Spannungsquelle und/oder eines Solarmoduls (17).
  5. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im dritten Verfahrensschritt (103) bei schwankendem Leistungsbedarf eines elektrischen Verbrauchers ein über einen Referenzzeitraum [maximaler Wert][CA(1] für den Leistungsbedarf des elektrischen Verbrauchers verwendet wird.
  6. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im fünften Verfahrensschritt (105) eine den elektrischen Gesamtleistungsbedarf übersteigende Gesamtleistung zum Laden des elektrischen Energiespeichersystems (1) verwendet wird, und/oder dass im fünften Verfahrensschritt (105) die elektrischen Verbraucher mit einer dem jeweiligen voraussichtlichen Leistungsbedarf entsprechenden Leistung betrieben werden.
  7. Verfahren (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im sechsten Verfahrensschritt (106) die verfügbare elektrische Gesamtleistung derart verteilt wird, dass zuerst der elektrische Verbraucher mit der höchsten Priorität mit der vollen von ihm benötigten elektrischen Leistung betrieben wird und wenn noch weitere elektrische Leistung verfügbar ist, weitere elektrische Verbraucher mit absteigender Priorität mit jeweils der vollen benötigten elektrischen Leistung betrieben werden und wenn keine weitere elektrische Leistung mehr verfügbar ist, die elektrischen Verbraucher mit weiter absteigender geringer Priorität abgeschaltet werden.
  8. Verfahren (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass im fünften Verfahrensschritt (105) die elektrischen Verbraucher mit geringer Priorität zumindest teilweise mit geringerer Leistung als der voraussichtlichen Leistung betrieben werden.
  9. Elektrisches Energiespeichersystem (1), aufweisend zumindest einen elektrischen Energiespeicher (2, 7) und zumindest zwei elektrische Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Energiespeichersystem (1) eingerichtet ist, mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche betrieben zu werden.
  10. Elektrisches Energiespeichersystem (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Verbraucher des elektrischen Energiespeichersystems (1) ein Gleichspannungswandler (4) und/oder eine Temperierungsvorrichtung (8) und/oder eine Steuerungseinheit (3, 6) und/oder eine Steuervorrichtung (16) ist.
  11. Vorrichtung, insbesondere Fahrzeug (10), aufweisend ein elektrisches Energiespeichersystem, insbesondere nach einem der Ansprüche 9 oder 10, und zumindest einen elektrischen Verbraucher, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eingerichtet ist, mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 betrieben zu werden.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein elektrischer Verbraucher der Vorrichtung ein Elektromotor (11) und/oder eine Fahrzeugbeleuchtung (12) und/oder eine Innenraumtemperierungsvorrichtung (13) und/oder ein Unterhaltungssystem (14) ist.
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