DE102020102869A1 - Method for battery-compatible operation of a motor vehicle - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum batteriegerechten Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das Kraftfahrzeug (1) zumindest einen Traktionsantrieb (2) und eine Batterie (3) zur Energieversorgung des Traktionsantriebs (2) aufweist; wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst:a) Bereitstellen einer Sollvorgabe (4) für den Betrieb des Kraftfahrzeuges (1), zumindest umfassend eine Information (5) für einen Nutzer (15) des Kraftfahrzeuges (1) über das batteriegerechte Betreiben des Kraftfahrzeuges (1),b) Betreiben des Kraftfahrzeuges (1) durch den Nutzer (15) und dabei Erfassen von Informationen (5) zu einem Zustand (6) der Batterie (3) und zum Betrieb des Kraftfahrzeuges (1);c) Bewerten der erfassten Informationen (5) zumindest durch ein zumindest teilweises kraftfahrzeugeigenes Batteriemanagementsystem (7) und durch ein kraftfahrzeugexternes Diagnosesystem (8);d) Abgleich der Bewertungen durch das Batteriemanagementsystem (7) und durch das Diagnosesystem (8) und Ableiten von Hinweisen (9) für den Nutzer (15), wobei die Hinweise (9) zumindest Hinweise (9) für den batteriegerechten Betrieb des Kraftfahrzeuges (1), Hinweise (9) für ein batteriegerechtes Laden der Batterie (3) und Hinweise (9) für eine Erfüllung von Garantiebedingungen der Batterie (3) umfassen.A method for battery-friendly operation of a motor vehicle (1), the motor vehicle (1) having at least one traction drive (2) and a battery (3) for supplying energy to the traction drive (2); the method comprising at least the following steps: a) providing a target value (4) for the operation of the motor vehicle (1), at least including information (5) for a user (15) of the motor vehicle (1) about the battery-compatible operation of the motor vehicle (1), b) operation of the motor vehicle (1) by the user (15) and thereby recording information (5) on a state (6) of the battery (3) and on the operation of the motor vehicle (1); c) evaluating the detected information (5) at least by an at least partial vehicle battery management system (7) and by a vehicle external diagnostic system (8); d) comparison of the evaluations by the battery management system (7) and by the diagnostic system (8) and deriving information (9) for the user (15), the instructions (9) at least instructions (9) for battery-compatible operation of the motor vehicle (1), instructions (9) for battery-compatible charging of the battery (3) and instructions (9) for a Include fulfillment of warranty conditions for the battery (3).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum batteriegerechten Betreiben eines Kraftfahrzeuges. Das Kraftfahrzeug weist zumindest einen Traktionsantrieb und eine Batterie zur Energieversorgung des Traktionsantriebs auf. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein BEV (battery electric vehicle) oder ein PHEV (plug-in hybrid electrical vehicle). Ein PHEV umfasst insbesondere einen Hybrid aus einem Traktionsantrieb und einem weiteren Antrieb, z. B. aus einer Verbrennungskraftmaschine und einem Traktionsantrieb oder aus einer Brennstoffzelle und einem Traktionsantrieb.The invention relates to a method for battery-compatible operation of a motor vehicle. The motor vehicle has at least one traction drive and a battery for supplying energy to the traction drive. The motor vehicle is in particular a BEV (battery electric vehicle) or a PHEV (plug-in hybrid electrical vehicle). A PHEV in particular comprises a hybrid of a traction drive and a further drive, e.g. B. from an internal combustion engine and a traction drive or from a fuel cell and a traction drive.
Der Betrieb von derartigen Kraftfahrzeugen erfolgt durch einen Nutzer des Kraftfahrzeuges häufig nicht batteriegerecht, d. h. die Batterie wird häufig in nicht optimalen Betriebspunkten oder unter nicht optimalen Betriebsbedingungen betrieben. Damit kann die Lebensdauer einer Batterie deutlich reduziert werden. Neben dem Einfluss auf die Kundenzufriedenheit ist auch zu beachten, dass hohe Gewährleistungskosten für die Batterien derartiger Kraftfahrzeuge anfallen können.Such motor vehicles are often operated by a user of the motor vehicle that is not suitable for batteries, i. E. H. the battery is often operated at non-optimal operating points or under non-optimal operating conditions. This can significantly reduce the service life of a battery. In addition to the influence on customer satisfaction, it should also be noted that high warranty costs can be incurred for the batteries of such vehicles.
Aus der
Aus der
Aus der
Aus der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein batteriegerechtes Betreiben des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden, wobei der Nutzer über den Zustand der Batterie und die Folgen seiner Nutzung des Kraftfahrzeuges, ggf. in nicht-optimalen Betriebspunkten oder unter nicht-optimalen Betriebsbedingungen, informiert werden soll.It is the object of the present invention to at least partially solve the problems cited with reference to the prior art. In particular, battery-friendly operation of the motor vehicle should be made possible, with the user being informed about the state of the battery and the consequences of using the motor vehicle, possibly in non-optimal operating points or under non-optimal operating conditions.
Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.A method with the features according to patent claim 1 contributes to the solution of these objects. Advantageous further developments are the subject of the dependent claims. The features listed individually in the patent claims can be combined with one another in a technologically sensible manner and can be supplemented by explanatory facts from the description and / or details from the figures, with further design variants of the invention being shown.
Es wird ein Verfahren zum batteriegerechten Betreiben eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Das Kraftfahrzeug weist zumindest einen Traktionsantrieb und eine Batterie zur Energieversorgung des Traktionsantriebs auf. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein BEV (battery electric vehicle) oder ein PHEV (plug-in hybrid electrical vehicle). Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen einer Sollvorgabe für den Betrieb des Kraftfahrzeuges, zumindest umfassend eine Information für einen Nutzers des Kraftfahrzeuges über das batteriegerechte Betreiben des Kraftfahrzeuges,
- b) Betreiben des Kraftfahrzeuges durch den Nutzer und dabei Erfassen von Informationen zu einem Zustand der Batterie und zum Betrieb des Kraftfahrzeuges;
- c) Bewerten der erfassten Informationen zumindest durch ein zumindest teilweises kraftfahrzeugeigenes Batteriemanagementsystem (zum Betreiben der Batterie) und durch ein kraftfahrzeugexternes Diagnosesystem;
- d) Abgleich der Bewertungen durch das Batteriemanagementsystem und durch das Diagnosesystem und Ableiten von Hinweisen für den Nutzer, wobei die Hinweise zumindest Hinweise für den batteriegerechten Betrieb des Kraftfahrzeuges, Hinweise für ein batteriegerechtes Laden der Batterie und Hinweise für eine Erfüllung von Garantiebedingungen der Batterie umfassen.
- a) Providing a target specification for the operation of the motor vehicle, at least including information for a user of the motor vehicle about the battery-compatible operation of the motor vehicle,
- b) Operation of the motor vehicle by the user and, in doing so, acquisition of information on a state of the battery and on the operation of the motor vehicle;
- c) evaluating the recorded information at least by an at least partial vehicle-internal battery management system (for operating the battery) and by a vehicle-external diagnostic system;
- d) Comparison of the evaluations by the battery management system and the diagnostic system and deriving instructions for the user, the instructions at least including instructions for battery-compatible operation of the motor vehicle, instructions for battery-compatible charging of the battery and instructions for fulfilling the warranty conditions of the battery.
Die obige (nicht abschließende) Einteilung der Verfahrensschritte in a) bis d) soll vorrangig nur zur Unterscheidung dienen und keine Reihenfolge und/oder Abhängigkeit erzwingen. Auch die Häufigkeit der Verfahrensschritte kann variieren. Ebenso ist möglich, dass Verfahrensschritte einander zumindest teilweise zeitlich überlagern. Ganz besonders bevorzugt finden die Verfahrensschritte b) bis d) nach Schritt a) statt. Insbesondere wird Schritt b) während des Betriebs des Kraftfahrzeuges kontinuierlich durchgeführt. Insbesondere werden die Schritte a) bis d) in der angeführten Reihenfolge durchgeführt.The above (non-exhaustive) division of the process steps into a) to d) is primarily intended to serve only to differentiate and not to enforce a sequence and / or dependency. The frequency of the process steps can also vary. It is also possible that process steps overlap one another at least partially in time. Process steps b) to d) take place very particularly preferably after step a). In particular, step b) carried out continuously during the operation of the motor vehicle. In particular, steps a) to d) are carried out in the order listed.
Das Verfahren umfasst insbesondere einen Regelkreis. Dieser Regelkreis besteht aus dem Schritt a), nämlich dem Bereitstellen von Erstinformationen für einen Nutzer des Kraftfahrzeuges, dem Schritt b), nämlich dem Betreiben des Kraftfahrzeuges, dem Schritt c), nämlich dem Bewerten der Informationen, und dem Schritt d), nämlich dem Abgleich der Bewertungen und dem Ableiten von Hinweisen für den Nutzer.The method includes, in particular, a control loop. This control loop consists of step a), namely the provision of initial information for a user of the motor vehicle, step b), namely operating the motor vehicle, step c), namely evaluating the information, and step d), namely the Comparison of the ratings and the derivation of tips for the user.
Das Verfahren ist insbesondere für Erst- und Folgenutzer eines BEV- bzw. PHEV-Fahrzeugs gleichermaßen anwendbar; unabhängig davon, ob eine Erst- oder eine Zweit- bzw. Austauschbatterie im Kraftfahrzeug verbaut ist.The procedure is particularly applicable to first-time and subsequent users of a BEV or PHEV vehicle; regardless of whether a first or a second or replacement battery is installed in the vehicle.
Insbesondere soll mit dem Verfahren ein batteriegerechtes Betreiben von Kraftfahrzeugen mit zumindest einem Traktionsantrieb sichergestellt werden. Dazu soll der Nutzer des Kraftfahrzeugs aktiv mit Informationen und Hinweisen zum batteriegerechten Betrieb versorgt und damit aufgeklärt werden.In particular, the method is intended to ensure battery-compatible operation of motor vehicles with at least one traction drive. For this purpose, the user of the motor vehicle is to be actively supplied with information and advice on battery-compatible operation and thus to be enlightened.
Bevorzugt können durch das Verfahren Gewährleistungs- und Entwicklungskosten beim Hersteller des Kraftfahrzeuges durch präventive Maßnahmen im Umfeld des Kraftfahrzeuges reduziert werden.The method can preferably reduce warranty and development costs at the manufacturer of the motor vehicle by taking preventive measures in the vicinity of the motor vehicle.
Die aktive Aufklärung des Nutzers umfasst insbesondere eine Sensibilisierung des Nutzers für das von ihm genutzte Kraftfahrzeug schon beim Erwerb der Nutzungsrechte an dem Kraftfahrzeug. Dies wird insbesondere durch die Bereitstellung vielfältiger Informationen für den Nutzer erreicht.The active education of the user includes, in particular, a sensitization of the user for the motor vehicle he is using when acquiring the rights of use for the motor vehicle. This is achieved in particular by providing a wide range of information for the user.
Die präventiven Maßnahmen im Umfeld des Kraftfahrzeuges stellen insbesondere eine Ergänzung zu der aktiven Aufklärung des Nutzers dar, während dieser das Kraftfahrzeug betreibt.The preventive measures in the vicinity of the motor vehicle represent in particular a supplement to the active education of the user while he is operating the motor vehicle.
Die zu Grunde liegende Methode des Verfahrens ist insbesondere das Prinzip eines Regelkreises mit einer Sollvorgabe, einer Regeleinrichtung, einer Regelstrecke und einer Istwert-Erfassung.The underlying method of the method is in particular the principle of a control loop with a setpoint, a control device, a controlled system and an actual value acquisition.
Die Sollvorgabe für einen batteriegerechten Betrieb des Kraftfahrzeuges erfolgt insbesondere durch gezielte Erstinformationen in Form von Kaufberatungsgesprächen, Handlungsanweisungen, abgrenzenden Garantiebedingungen und Empfehlungen für den Nutzer.The target specification for battery-compatible operation of the motor vehicle is made in particular through targeted initial information in the form of purchase advice discussions, instructions for action, defining warranty conditions and recommendations for the user.
Die Regeleinrichtung ist insbesondere der Nutzer selbst, der auf Basis von aufbereiteten Informationen und Hinweisen durch den Hersteller des Kraftfahrzeuges seine Bedienung des Kraftfahrzeuges nachjustiert und somit sein Nutzungs- und Ladeverhalten den batteriegerechten Betriebsvorgaben nachführt.The control device is in particular the user himself, who readjusts his operation of the motor vehicle on the basis of processed information and instructions from the manufacturer of the motor vehicle and thus adjusts his usage and charging behavior to the battery-specific operating specifications.
Die Regelstrecke im Regelkreis ist insbesondere das Kraftfahrzeug inklusive der Batterie bzw. Hochvolt-Batterie und deren State-of-Health-Verhalten (SOH) aufgrund der Nutzung durch den Nutzer.The controlled system in the control loop is in particular the motor vehicle including the battery or high-voltage battery and its state-of-health behavior (SOH) due to use by the user.
Die Istwert-Erfassung umfasst insbesondere die berechnete bzw. gemessene Bestimmung eines Zustands der Batterie sowie verschiedene Anzeigeeinrichtungen im Umfeld des Kraftfahrzeuges, z. B. Mensch-Maschine-Schnittstellen wie Monitore, Apps, usw.The actual value acquisition includes, in particular, the calculated or measured determination of a state of the battery as well as various display devices in the vicinity of the motor vehicle, e.g. B. Human-machine interfaces such as monitors, apps, etc.
Die Grenzen innerhalb des Regelkreises werden insbesondere durch Garantiebedingungen, z. B. des Herstellers des Kraftfahrzeuges oder der Batterie, gesetzt.The limits within the control loop are determined in particular by warranty conditions, e.g. B. the manufacturer of the motor vehicle or the battery set.
Der Nutzer des Kraftfahrzeuges ist insbesondere eine Person, die das Kraftfahrzeug bzw. die Nutzungsrechte an dem Kraftfahrzeug erwirbt bzw. die das Kraftfahrzeug hauptsächlich betreibt.The user of the motor vehicle is in particular a person who acquires the motor vehicle or the rights to use the motor vehicle or who mainly operates the motor vehicle.
Insbesondere umfasst Schritt a) eine Information für einen Nutzer des Kraftfahrzeuges über das batteriegerechte Betreiben des Kraftfahrzeuges. Insbesondere umfasst Schritt a) eine der folgenden Informationen:
- • Information zum Kraftfahrzeug bei Kauf des Kraftfahrzeuges;
- • Information zur Konfiguration des Kraftfahrzeuges, abgeleitet aus einer Abfrage zu einem geplanten Nutzungsverhalten des Kraftfahrzeuges durch den Nutzer;
- • Information zur Batterie und zum Lade- sowie Entladeverhalten der Batterie,
- • Information zu einem Service für das Kraftfahrzeug und die Batterie;
- • Information zur Batteriegarantie;
- • Information zum Betreiben des Kraftfahrzeuges.
- • Information about the vehicle when purchasing the vehicle;
- • Information on the configuration of the motor vehicle, derived from a query on a planned usage behavior of the motor vehicle by the user;
- • Information on the battery and the charging and discharging behavior of the battery,
- • Information on a service for the motor vehicle and the battery;
- • Information on the battery guarantee;
- • Information on operating the vehicle.
Diese Informationen können z. B. in Form eines Kraftfahrzeug-Prospekts und/oder eines Konfigurators, in Form einer Kaufberatung, durch ein Handbuch zum Kraftfahrzeug und/oder in Form von Garantiebedingungen für die Batterie übermittelt werden.This information can e.g. B. in the form of a motor vehicle brochure and / or a configurator, in the form of purchase advice, through a manual for the motor vehicle and / or in the form of warranty conditions for the battery.
Die gemäß Schritt a) bereitgestellten Informationen und deren Übermittlung wird insbesondere als Sollvorgabe für den Betrieb des Kraftfahrzeuges bezeichnet.The information provided in accordance with step a) and its transmission is referred to in particular as the target specification for the operation of the motor vehicle.
Insbesondere umfasst die Sollvorgabe zumindest eine der folgenden Maßnahmen:
- • Bereitstellung von Basisinformationen eines Kraftfahrzeuges für den Nutzer;
- • Beratung des Nutzers hinsichtlich seiner Erwerbsentscheidung für ein BEV oder ein PHEV;
- • die Bereitstellung, Bearbeitung und Auswertung eines Fragebogens, mit dem das von dem Nutzer geplante Nutzungsverhalten des Kraftfahrzeuges ermittelt werden soll; wobei dieser Fragebogen z. B. eine Entscheidungsgrundlage für den Erwerb eines BEV oder PHEV bildet;
- • Anbieten von Ersatzmobilität bzw. einer Mobilitätsgarantie, insbesondere bei Erwerb eines BEV, und Feststellen einer Notwendigkeit zur Bereitstellung eines konventionellen Kraftfahrzeuges, z. B. nur mit Verbrennungskraftmaschine als Antrieb, oder eines Hybridfahrzeugs;
- • Angebot an den Nutzer; z. B. Verlängerung einer Garantie um einen bestimmten Zeitraum bei Zustimmung des Nutzers zu einem kontinuierlichen Datenabgleich zwischen dem Kraftfahrzeug bzw. der Batterie und dem Hersteller;
- • Bereitstellen von technischer Aufklärung im Fahrzeughandbuch; spezifisch für BEV und PHEV; z. B. hinsichtlich
- o Informationen zum Alterungsverhalten der Batterie, z. B. hinsichtlich zyklischer und kalendarischer Alterung, Temperaturabhängigkeit, Ladezustandsabhängigkeit, etc.;
- o spezifische Batteriehinweise; z. B.
- • BEV; Vermeidung von:
- • lange Verweildauer der Batterie, sogenannte Standby-Zeit, bei mehr als 80 % State of Charge (SOC);
- • Betrieb außerhalb der Spezifikation bzw. Nutzungsanweisungen
- • PHEV: Vermeidung von:
- • rein elektrisches Fahren, also ausschließliche Nutzung des Traktionsantriebs ohne nennenswerten Anteil des anderen Antriebs, z. B. einer Brennstoffzelle oder einer Verbrennungskraftmaschine;
- • lange Verweildauer der Batterie, sogenannte Standby-Zeit, bei mehr als 80 % SOC;
- • Betrieb außerhalb der Spezifikation bzw. Nutzungsanweisungen
- • hohe Anzahl DC-Ladevorgänge (Schnellladen);
- ▪ permanentes AC-Laden: Stecker ständig gesteckt und im Lademodus;
- ▪ häufiges Laden auf 100% SOC;
- • BEV; Vermeidung von:
- o Anweisungen zum Lade-/Entladeverhalten der Batterie, also dem Laden und der Nutzung der Batterie bzw. dem Betrieb des Kraftfahrzeuges:
- ▪ Vermeidung einer langen Verweildauer, sogenannte Standby-Zeit, bei mehr als 80 % SOC;
- ▪ Fallbeispiel: Vermeidung von rein elektrischem Fahren (bspw. Kurzstreckenbetrieb in der Stadt) und direkt anschließendem Wiederaufladen auf 100 % SOC und Stehenlassen über Nacht
- ▪ Hinweis bzw. Empfehlung an den Nutzer: Reduzieren des Durchschnitts-SOC; z. B.
- • bei Kurzstrecke bis 20 km Batterie nicht permanent auf 100 % SOC aufladen; Nachladen erst bei einem SOC von weniger als 50 %;
- • manuelles Beenden des Ladevorgangs und/oder Einstellen einer oberen Ladegrenze für den Ladevorgang bei ca. 80 % SOC;
- ▪ Aktivierung Timerfunktion für das Aufladen; z. B. zeitversetztes Laden in einem bestimmten Zeitintervall, z. B. von 3
Uhr bis 6 Uhr bei geplanter Abfahrt 6:30 Uhr); wobei- • Informationsaustausch und Programmierung via Energiemanagementsystem (zur Steuerung von Energieflüssen auch der Batterie, z. B. Ladezeiten, Ladeleistungen, Beendigung des Ladens; Verbrauchersteuerung; Fahrzeugkonditionierung, z. B. Heizung) des Kraftfahrzeugs oder über eine App, z. B. eine Smartphone-App, z. B. WeCharge, und/oder über eine intelligente externe Ladestation, z. B. eine Wallbox, erfolgt;
- ▪ Aktivierung einer Rangetaste: Standard-Ladung auf 80 % SOC; Laden auf 100 % SOC nur auf expliziten Wunsch des Nutzers, ggf. mit Hinweis auf ein Risiko hinsichtlich des Betriebs der Batterie und/ oder mit Hinweis auf Garantiebestimmungen;
- ▪ Energiemanagementsystem nutzen und Wunsch-SOC des Kunden automatisch einstellen bzw. vorschlagen;
- ◯ Serviceplan und Inspektionsumfang BEV und PHEV, z. B. ■ jährliche Inspektion mit Batterietest;
- ◯ Aufklärung des Nutzers zu Fahrzeugreaktionen bei Missachtung der Hinweise bzw. Empfehlungen über einen längeren Zeitraum; z. B. hinsichtlich
- ▪ Aktivierung des Notlaufbetrieb: Begrenzte Leistungsentfaltung mit entsprechenden Hinweisen an Kunden, z. B. über App, ggf. Smartphone-App, Lampe/Bordbuch, Garantieeinschränkungen, Mensch-Maschine-Schnittstelle)
- ▪ aktives Aktivieren des jeweils anderen Antriebs bei PHEV, z. B. der Verbrennungskraftmaschine oder der Brennstoffzelle, mit entsprechenden Hinweisen an Nutzer (Smartphone, Lampe/Bordbuch, Garantieeinschränkungen, Mensch-Maschine-Schnittstelle);
- ▪ aktives Abschalten des Kraftfahrzeuges bei wiederholter Zuwiderhandlung des Nutzers gegen die Hinweise bzw. Empfehlungen;
- ◯ Verweis auf Garantiebedingungen;
- • Aufzeigen der Garantiebedingungen für Erst- und Zweitbatterie, z. B.
- ◯ Garantiebestimmungen, -umfang und Gewährleistungen:
- ▪ für Erst- bzw. Zweitbatterie;
- ▪ im Beanstandungs- und Reparaturfall;
- ▪ in Verkaufssituation;
- ◯ hinsichtlich Laufzeit, Laufleistung und SOH-Wert bei Garantieende;
- ◯ Ausschlüsse und Beschränkungen;
- ◯ Sensibilisierung des Nutzers bei Nichtbeachtung der Nutzungshinweise;
- ◯ Bereitstellung einer adäquaten Zweit- bzw. Austauschbatterie im Garantiefall;
- ◯ Garantiebestimmungen, -umfang und Gewährleistungen:
- • auf Basis der Erstinformationen und der Garantiebedingungen ist der Nutzer beim Erwerb mit folgenden Vorgehen gemäß dem Regelkreis einverstanden:
- ◯ Nutzen des Energiemanagementsystems und der Umsetzung der angezeigten Hinweise;
- ◯ Regelmäßige Inspektion in einer vereinbarten Werkstatt, ggf. Werkstatt des Herstellers, insbesondere gemäß Serviceplan; z. B. umfassend
- ▪ Auslesen Datenspeicher der Batterie bzw. des Batteriemanagementsystems;
- ▪ SOH-Wertbestimmung;
- ▪ Bewertung Zustand der Batterie entsprechend Kriterien des Herstellers, insbesondere für alle Werkstätten gleich und verbindlich;
- ▪ Messprotokoll der Messung der Batterie für Nutzer, insbesondere zur Übergabe an den Nutzer;
- ▪ gemeinsame Auswertung des Messprotokolls, also durch Werkstatt und Nutzer; ggf. Erteilung von Hinweisen der Werkstatt bzgl. Fahr- und Ladeverhalten und Hinweis auf etwaiges Erlöschen der BatterieGarantie;
- ▪ Anpassen der Einstellungen, z. B. zu Ladevorgängen, etc.;
- ◯ ggf. Zustimmung des Nutzers zu einem kontinuierlichen Datenabgleich zwischen dem Kraftfahrzeug bzw. der Batterie und dem Hersteller; ggf. umfassend
- ▪ Hinweise bzw. Handlungsempfehlungen auf Smartphone und/oder Mensch-Maschine-Schnittstelle und Hinweise bzgl. Garantiebestimmungen;
- ▪ ein Angebot zur Verlängerung der Garantie der Batterie, z. B. um 2 Jahre
- • Provision of basic information about a motor vehicle for the user;
- • Advice to the user regarding his decision to purchase a BEV or a PHEV;
- • the provision, processing and evaluation of a questionnaire with which the usage behavior of the motor vehicle planned by the user is to be determined; where this questionnaire z. B. forms a basis for decision-making for the acquisition of a BEV or PHEV;
- • Offering replacement mobility or a mobility guarantee, especially when purchasing a BEV, and determining the need to provide a conventional motor vehicle, e.g. B. only with an internal combustion engine as a drive, or a hybrid vehicle;
- • Offer to the user; z. B. Extension of a guarantee by a certain period of time if the user agrees to a continuous data comparison between the motor vehicle or the battery and the manufacturer;
- • Provision of technical information in the vehicle manual; specific for BEV and PHEV; z. B. regarding
- o Information on the aging behavior of the battery, e.g. B. with regard to cyclical and calendar aging, temperature dependency, state of charge dependency, etc .;
- o specific battery information; z. B.
- • BEV; Avoidance of:
- • Long dwell time of the battery, so-called standby time, with more than 80% State of Charge (SOC);
- • Operation outside the specification or instructions for use
- • PHEV: Avoidance of:
- • Purely electric driving, ie exclusive use of the traction drive without any significant part of the other drive, e.g. B. a fuel cell or an internal combustion engine;
- • Long dwell time of the battery, so-called standby time, with more than 80% SOC;
- • Operation outside the specification or instructions for use
- • high number of DC charging processes (fast charging);
- ▪ permanent AC charging: plug is always plugged in and in charging mode;
- ▪ frequent charging to 100% SOC;
- • BEV; Avoidance of:
- o Instructions on the charging / discharging behavior of the battery, i.e. charging and using the battery or operating the vehicle:
- ▪ Avoidance of a long dwell time, so-called standby time, with more than 80% SOC;
- ▪ Case study: Avoidance of purely electric driving (e.g. short-distance operation in the city) and immediately afterwards recharging to 100% SOC and leaving it standing overnight
- ▪ Advice or recommendation to the user: reduce the average SOC; z. B.
- • Do not charge the battery permanently to 100% SOC for short distances of up to 20 km; Reload only when the SOC is less than 50%;
- • manual termination of the charging process and / or setting an upper charge limit for the charging process at approx. 80% SOC;
- ▪ Activation of the timer function for charging; z. B. delayed loading in a certain time interval, z. E.g. from 3 a.m. to 6 a.m. with scheduled departure at 6:30 a.m.); in which
- • Information exchange and programming via the energy management system (to control energy flows, including the battery, e.g. charging times, charging power, completion of charging; consumer control; vehicle conditioning, e.g. heating) of the motor vehicle or via an app, e.g. B. a smartphone app, e.g. B. WeCharge, and / or via an intelligent external charging station, e.g. B. a wallbox, takes place;
- ▪ Activation of a range button: standard charge to 80% SOC; Charging to 100% SOC only at the explicit request of the user, possibly with reference to a risk with regard to the operation of the battery and / or with reference to warranty provisions;
- ▪ Use the energy management system and automatically set or suggest the customer's desired SOC;
- ◯ Service plan and scope of inspection BEV and PHEV, e.g. B. ■ annual inspection with battery test;
- ◯ Informing the user about vehicle reactions if the instructions or recommendations are disregarded over a longer period of time; z. B. regarding
- ▪ Activation of the emergency operation: Limited performance with corresponding information to customers, e. E.g. via app, possibly smartphone app, lamp / logbook, warranty restrictions, human-machine interface)
- ▪ active activation of the respective other drive with PHEV, e.g. B. the internal combustion engine or the fuel cell, with appropriate information to the user (smartphone, lamp / logbook, warranty restrictions, human-machine interface);
- ▪ Active shutdown of the motor vehicle if the user repeatedly violates the instructions or recommendations;
- ◯ reference to warranty conditions;
- • Indication of the warranty conditions for the first and second battery, e. B.
- ◯ Guarantee terms, scope and warranties:
- ▪ for first or second battery;
- ▪ in the event of a complaint or repair;
- ▪ in a sales situation;
- ◯ with regard to duration, mileage and SOH value at the end of the guarantee;
- ◯ exclusions and limitations;
- ◯ Sensitization of the user in case of non-observance of the usage instructions;
- ◯ Provision of an adequate second or replacement battery in the event of a guarantee;
- ◯ Guarantee terms, scope and warranties:
- • On the basis of the initial information and the warranty conditions, the user agrees to the following procedure according to the control circuit when purchasing:
- ◯ Use of the energy management system and the implementation of the information displayed;
- ◯ Regular inspection in an agreed workshop, if necessary the manufacturer's workshop, in particular in accordance with the service plan; z. B. comprehensive
- ▪ Reading out the data memory of the battery or the battery management system;
- ▪ SOH value determination;
- ▪ Assessment of the condition of the battery in accordance with the manufacturer's criteria, in particular the same and binding for all workshops;
- ▪ Measurement protocol of the measurement of the battery for users, in particular for handover to the user;
- ▪ Joint evaluation of the measurement protocol, ie by workshop and user; if necessary, issuing of instructions from the workshop regarding driving and charging behavior and notification of any expiry of the battery guarantee;
- ▪ Adjusting the settings, e.g. B. on charging processes, etc .;
- ◯ if necessary, the user's consent to a continuous data comparison between the motor vehicle or the battery and the manufacturer; possibly comprehensive
- ▪ Notes or recommendations for action on smartphones and / or human-machine interfaces and notes on warranty provisions;
- ▪ an offer to extend the warranty of the battery, e. B. by 2 years
Das Energiemanagementsystem ist insbesondere eine Einrichtung des Kraftfahrzeugs, das insbesondere über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle bedienbar ist bzw. darüber mit dem Nutzer kommuniziert. Über das Energiemanagementsystem können insbesondere Funktionen zumindest der Batterie gesteuert und Informationen über die Batterie und deren Nutzung abgefragt werden.The energy management system is, in particular, a device of the motor vehicle that can be operated in particular via a man-machine interface or communicates with the user via it. In particular, functions of at least the battery can be controlled via the energy management system and information about the battery and its use can be queried.
Die Sollvorgabe wird insbesondere dem Nutzer zur Verfügung gestellt. Der Nutzer nimmt die Informationen zur Batterie beim Erwerb des Kraftfahrzeuges und die Hinweise zum Nutzungs- und Ladeverhalten und zum Garantieerhalt der Batterie während des Fahrzeugbetriebs auf und verarbeitet diese in seinen Handlungen hinsichtlich seines Nutzungs- und Ladeverhaltens. Der Nutzer ist insbesondere Erst-, Zweit- oder Folgenutzer des Kraftfahrzeuges, ggf. inklusive der Batterie.The target specification is made available to the user in particular. The user takes in the information about the battery when purchasing the vehicle and the information on usage and charging behavior and the maintenance of the guarantee of the battery while the vehicle is in operation and processes this in his actions with regard to his usage and charging behavior. In particular, the user is the first, second or subsequent user of the motor vehicle, possibly including the battery.
Insbesondere wird bei der Bereitstellung der Informationen, insbesondere der im Rahmen der Sollvorgabe bereitgestellten Informationen, berücksichtigt, ob die Batterie eine Erst- oder eine Ersatzbatterie oder der Nutzer ein Folgenutzer ist. Ein Kraftfahrzeug wird bei der Herstellung insbesondere mit einer Erst-Batterie ausgestattet. Bei Ausfall oder Beschädigung der Erst-Batterie kann ein Austausch der Batterie erfolgen. Diese dabei eingesetzte Batterie wird dann als Ersatz- oder Zweit-Batterie bezeichnet. Der Erwerber eines neuwertigen Kraftfahrzeuges wird als Erst-Nutzer bzw. Nutzer bezeichnet. Wechselt das Kraftfahrzeug den Besitzer bzw. werden die Nutzungsrechte an einen anderen Nutzer übertragen, wird dieser Nutzer als Folge-Nutzer bezeichnet.In particular, when the information is provided, in particular the information provided within the framework of the target specification, it is taken into account whether the battery is an initial or a replacement battery or whether the user is a subsequent user. In particular, a motor vehicle is equipped with an initial battery during manufacture. If the first battery fails or is damaged, the battery can be replaced. This battery used is then referred to as a replacement or second battery. The purchaser of a new vehicle is referred to as the first-time user or user. If the motor vehicle changes hands or if the usage rights are transferred to another user, this user is referred to as the subsequent user.
Insbesondere berechnet das Batteriemanagementsystem aus den erfassten Informationen zumindest einen kontinuierlich ermittelten State-of-Health-Wert der Batterie.In particular, the battery management system calculates at least one continuously determined state-of-health value for the battery from the recorded information.
Das kraftfahrzeugeigene Batteriemanagementsystem ist insbesondere zumindest teilweise im Kraftfahrzeug angeordnet. Insbesondere können für die Berechnung des SOH-Wertes auch kraftfahrzeugexterne Rechenkapazitäten bzw. zusätzliche kraftfahrzeugexterne Informationen erfasst werden. Diese Daten können z. B. online mit dem Kraftfahrzeug ausgetauscht werden.In particular, the vehicle's own battery management system is at least partially arranged in the motor vehicle. In particular, computing capacities external to the vehicle or additional information external to the vehicle can also be recorded for the calculation of the SOH value. These data can e.g. B. be exchanged online with the motor vehicle.
Der State-of-Health-Wert der Batterie bezeichnet deren Zustand, z. B. in Relation zu einer neuwertigen Batterie. Aus dem Zustand kann insbesondere ein monetärer Restwert der Batterie abgeleitet werden. Der State-of-Health-Wert wird durch die Nutzung und das Laden der Batterie beeinflusst. Weitere Einflussfaktoren für diesen Wert sind z. B. Umgebungsbedingungen wie Temperaturen und Feuchtigkeit oder das Alter der Batterie.The state-of-health value of the battery describes its condition, e.g. B. in relation to a new battery. In particular, a residual monetary value of the battery can be derived from the state. The state of health value is influenced by the use and charging of the battery. Further influencing factors for this value are e.g. B. Ambient conditions such as temperatures and humidity or the age of the battery.
Das Batteriemanagementsystem (BMS) ist im Regelkreis insbesondere ein Teil der Istwert-Erfassung. Das Batteriemanagementsystem ermittelt und erfasst, insbesondere kontinuierlich, den Zustand der Batterie und liefert für nachfolgende Blöcke des Regelkreises einen berechneten SOH-Wert und weitere Daten auf Basis der beobachteten Historie der Batterie bzw. der Batterienutzung.The battery management system (BMS) is part of the actual value acquisition in the control loop. The battery management system determines and records, in particular continuously, the state of the battery and supplies a calculated SOH value and other data based on the observed history of the battery or battery usage for subsequent blocks of the control loop.
Insbesondere werden die von dem Batteriemanagementsystem erfassten Informationen und berechneten Werte sowie abgeleiteten Hinweise über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle dem Nutzer zur Verfügung gestellt.In particular, the information and calculated values recorded by the battery management system and derived information are made available to the user via a man-machine interface.
Insbesondere erfolgt die Bewertung der erfassten Informationen durch das kraftfahrzeugexterne Diagnosesystem unabhängig von der Bewertung durch das Batteriemanagementsystem. Insbesondere werden für die Bewertung durch das Diagnosesystem zusätzlich Testergebnisse berücksichtigt, die durch das Diagnosesystem zu einem Bewertungszeitpunkt aktuell an dem Kraftfahrzeug ermittelt werden.In particular, the evaluation of the recorded information is carried out by the diagnostic system external to the vehicle independently of the evaluation by the battery management system. In particular, test results that are currently determined on the motor vehicle by the diagnostic system at an evaluation point in time are also taken into account for the evaluation by the diagnostic system.
Das Diagnosesystem kann insbesondere bei Verbindung des Kraftfahrzeugs bzw. der Batterie mit dem Diagnosesystem die relevanten Informationen erfassen und auswerten bzw. bewerten. Insbesondere wird dabei zumindest zunächst nicht berücksichtigt, wie das kraftfahrzeugeigene Batteriemanagementsystem diese Informationen verarbeitet bzw. bewertet hat. Insbesondere werden über das Diagnosesystem bestimmte Tests durchgeführt, wobei anhand der Reaktion des Kraftfahrzeugs bzw. der Batterie auf diese Tests, also anhand der Testergebnisse, weitere Erkenntnisse ermittelt werden können. Diese Tests werden insbesondere nur zu bestimmten Zeitpunkten durchgeführt, also z. B. wenn das Diagnosesystem mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist, z. B. bei einem Servicetermin in einer Werkstatt oder bei Anschluss an eine externe Ladestation. Diese Zeitpunkte werden insbesondere als Bewertungszeitpunkte bezeichnet, also als Zeitpunkte, an denen eine Bewertung durch das Diagnosesystem erfolgt.The diagnostic system can detect and evaluate or evaluate the relevant information, in particular when the motor vehicle or the battery is connected to the diagnostic system. In particular, it is at least initially not taken into account how the vehicle's own battery management system has processed or evaluated this information. In particular, certain tests are carried out via the diagnostic system, it being possible to determine further findings on the basis of the reaction of the motor vehicle or the battery to these tests, that is to say on the basis of the test results. In particular, these tests are only carried out at certain times, e.g. B. when the diagnostic system is connected to the motor vehicle, e.g. B. at a service appointment in a workshop or when connected to an external charging station. These points in time are referred to in particular as evaluation points in time, that is to say as points in time at which an evaluation is carried out by the diagnostic system.
Das Diagnosesystem umfasst z. B. ein Batterietestgerät. Das Diagnosesystem ist im Regelkreis insbesondere ein Teil der Istwert-Erfassung. Insbesondere bestimmt es über ein definiertes Testverfahren den aktuellen SOH-Zustand der Batterie und liefert für nachfolgende Blöcke des Regelkreises einen realen SOH-Wert und weitere Daten. Das Testverfahren ist insbesondere amtlich genehmigt und ggf. rechtlich belastbar. Insbesondere ist es genormt, so dass die Testergebnisse für Kraftfahrzeuge und/oder Batterien unterschiedlicher Hersteller vergleichbar sind.The diagnostic system includes e.g. B. a battery tester. The diagnostic system is, in particular, part of the actual value acquisition in the control loop. In particular, it uses a defined test procedure to determine the current SOH status of the battery and provides a real SOH value and other data for subsequent blocks in the control loop. In particular, the test procedure is officially approved and, if necessary, legally loadable. In particular, it is standardized so that the test results for motor vehicles and / or batteries from different manufacturers can be compared.
Auf Basis der realen SOH-Daten und anhand der vom Hersteller vorgegebenen Kriterien erfolgt insbesondere ein Austausch einer Batterie gegen eine adäquate Ersatz-Batterie mit entsprechendem SOH-Wert gemäß den Garantiebedingungen.On the basis of the real SOH data and on the basis of the criteria specified by the manufacturer, a battery is exchanged for an adequate replacement battery with the corresponding SOH value in accordance with the warranty conditions.
Insbesondere werden die Hinweise für den Nutzer, zumindest teilweise bei einem Ladevorgang an einer externen Ladestation, dem Nutzer über eine Mensch-Maschine-Schnittstelle an der Ladestation zur Verfügung gestellt.In particular, the information for the user is made available to the user via a man-machine interface at the charging station, at least in part during a charging process at an external charging station.
Insbesondere werden die Hinweise zumindest teilweise an einen Cloud-Dienst übermittelt, insbesondere im Rahmen eines kontinuierlichen Datenabgleichs zwischen dem Kraftfahrzeug bzw. der Batterie und dem Hersteller.In particular, the information is at least partially transmitted to a cloud service, in particular as part of a continuous data comparison between the motor vehicle or the battery and the manufacturer.
Insbesondere wird aus dem Abgleich der Bewertungen durch das Batteriemanagementsystem und durch das Diagnosesystem ein normiertes Zertifikat für den Zustand der Batterie erstellt. Das Zertifikat kann insbesondere als eine wesentliche Informationsgrundlage für den Nutzer im Verkaufsfall des Kraftfahrzeugs und/oder der Batterie an einen Folgenutzer verwendet werden. Das Zertifikat kann insbesondere in einem herstellerunabhängigem Testcenter erstellt werden, wenn der Test dem vorgegebenen Testverfahren entspricht. Das erstellte Zertifikat kann insbesondere rechtlich wirksamen Charakter aufweisen.In particular, a standardized certificate for the condition of the battery is created from the comparison of the evaluations by the battery management system and the diagnostic system. In particular, the certificate can be used as an essential information basis for the user in the event that the motor vehicle and / or the battery are sold to a subsequent user. The certificate can in particular be created in a manufacturer-independent test center if the test corresponds to the specified test procedure. The certificate issued can in particular have a legally effective character.
Es wird weiter ein Steuergerät vorgeschlagen, das zur Durchführung der kraftfahrzeugseitigen Schritte des beschriebenen Verfahrens ausgestattet, konfiguriert oder programmiert ist. Das Steuergerät kann insbesondere die Funktion des Batteriemanagementsystem und/oder des Energiemanagementsystems umfassen.It is also proposed a control unit that for Implementation of the vehicle-side steps of the method described is equipped, configured or programmed. The control device can in particular include the function of the battery management system and / or the energy management system.
Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend einen Traktionsantrieb und eine Batterie zur Energieversorgung des Traktionsantriebs sowie das beschriebene Steuergerät zur Durchführung der kraftfahrzeugseitigen Schritte des beschriebenen Verfahrens.A motor vehicle is also proposed, at least comprising a traction drive and a battery for supplying energy to the traction drive, as well as the described control device for carrying out the steps of the described method on the motor vehicle side.
Die Ausführungen zu dem Verfahren sind insbesondere auf das Kraftfahrzeug und/oder das Steuergerät übertragbar und umgekehrt.The statements relating to the method can in particular be transferred to the motor vehicle and / or the control unit, and vice versa.
Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.The use of indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), especially in the patent claims and the description reproducing them, is to be understood as such and not as a numerical word. The terms or components introduced in this way are therefore to be understood in such a way that they are present at least once and, in particular, can also be present several times.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.As a precaution, it should be noted that the numerals used here (“first”, “second”, ...) primarily (only) serve to differentiate between several similar objects, sizes or processes, so in particular no dependency and / or sequence of these objects, sizes or prescribe processes to each other. Should a dependency and / or sequence be required, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment. If a component can occur several times (“at least one”), the description of one of these components can apply equally to all or part of the majority of these components, but this is not mandatory.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch das angeführte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in der Figur erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind.
Der Regelkreis
Diese Sollvorgabe
Der Regelkreis
Weiter umfasst der Regelkreis
Das Batteriemanagementsystem
Der Regelkreis
In dem auf das Batteriemanagementsystem
Im achten Block
Im neunten Block
Der neunte Block
Der Regelkreis
Der zehnte Block
Der elfte Block
Der zwölfte Block
Der dreizehnte Block
Die in den Blöcken
Die Pfeile zwischen den Blöcken bzw. Rechtecken stellen den Fluss der Informationen
Mit dem beschriebenen Verfahren kann erstmals ein universeller und ganzheitlicher Ansatz zum batteriegerechten Betreiben von BEV und PHEV durch einen Nutzer
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KraftfahrzeugMotor vehicle
- 22
- TraktionsantriebTraction drive
- 33
- Batteriebattery
- 44th
- SollvorgabeTarget
- 55
- Informationinformation
- 66th
- ZustandState
- 77th
- BatteriemanagementsystemBattery management system
- 88th
- DiagnosesystemDiagnostic system
- 99
- Hinweisa notice
- 1010
- State-of-Health-WertState of health value
- 1111
- Mensch-Maschine-SchnittstelleMan-machine interface
- 1212th
- TestergebnisTest result
- 1313th
- LadestationCharging station
- 1414th
- Cloud-DienstCloud service
- 1515th
- NutzerUsers
- 1616
- erster Blockfirst block
- 1717th
- zweiter Blocksecond block
- 1818th
- dritter Blockthird block
- 1919th
- vierter Blockfourth block
- 2020th
- fünfter Blockfifth block
- 2121
- sechster Blocksixth block
- 2222nd
- siebter Blockseventh block
- 2323
- achter Blockeighth block
- 2424
- neunter Blockninth block
- 2525th
- zehnter Blocktenth block
- 2626th
- elfter Blockeleventh block
- 2727
- zwölfter Blocktwelfth block
- 2828
- dreizehnter Blockthirteenth block
- 2929
- RegelkreisControl loop
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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