DE102020110588A1

DE102020110588A1 - Langstreckennavigationsplanung und ladestrategie für elektrofahrzeuge

Info

Publication number: DE102020110588A1
Application number: DE102020110588.6A
Authority: DE
Inventors: Shiqi Qiu; Xianzhi Gong; Jun Long; Qi Dai
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2019-04-17
Filing date: 2020-04-17
Publication date: 2020-10-22
Also published as: US20200333148A1; CN111824145A

Abstract

Diese Offenbarung stellt eine Langstreckennavigationsplanung und Ladestrategie für Elektrofahrzeuge bereit. Ein elektrifiziertes Fahrzeug kann eine Fahrzeugbatterie und einen Prozessor beinhalten, der zu Folgendem konfiguriert ist: Empfangen von Kartendaten und Generieren einer Route auf Grundlage der Kartendaten und Modifizieren der Route, um zumindest einen Ladestopp zu beinhalten, als Reaktion darauf, dass eine erforderliche Fahrzeugenergie, die benötigt wird, um die Route abzuschließen, die aktuelle Fahrzeugenergie überschreitet, wobei der zumindest eine Ladestopp Folgendes beinhaltet: eine erste Anzahl an kürzeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer ersten Rate auf einen ersten Ladezustand, der niedriger als ein maximaler Ladezustand ist, und eine zweite Anzahl an längeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer zweiten Rate auf einen zweiten Ladezustand, der höher als der erste Ladezustand ist, wobei die erste Rate schneller als die zweite Rate ist und die erste und zweite Anzahl an Ladestopps ausgewählt sind, um eine kombinierte Ladezeit des zumindest einen Ladestopps zu minimieren.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Aspekte der Offenbarung betreffen im Allgemeinen eine Langstreckennavigationsplanung und eine Ladestrategie für Elektrofahrzeuge.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Elektrofahrzeuge werden immer beliebter. Mit der zunehmenden Verfügbarkeit von Ladestationen sind Fahrer bereit, ihre Fahrzeuge auf längeren Strecken zu fahren und die Fahrzeugbatterien entlang der Route aufzuladen. Optimalere Ladestrategien werden jedoch unter Umständen von den Fahrern geschätzt.
KURZDARSTELLUNG
Ein elektrifiziertes Fahrzeug kann eine Fahrzeugbatterie und einen Prozessor beinhalten, der zu Folgendem konfiguriert ist: Empfangen von Kartendaten und Generieren einer Route auf Grundlage der Kartendaten und Modifizieren der Route, um zumindest einen Ladestopp zu beinhalten, als Reaktion darauf, dass eine erforderliche Fahrzeugenergie, die benötigt wird, um die Route abzuschließen, die aktuelle Fahrzeugenergie überschreitet, wobei der zumindest eine Ladestopp Folgendes beinhaltet: eine erste Anzahl an kürzeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer ersten Rate auf einen ersten Ladezustand, der niedriger als ein maximaler Ladezustand ist, und eine zweite Anzahl an längeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer zweiten Rate auf einen zweiten Ladezustand, der höher als der erste Ladezustand ist, wobei die erste Rate schneller als die zweite Rate ist und die erste und zweite Anzahl an Ladestopps ausgewählt sind, um eine kombinierte Ladezeit des zumindest einen Ladestopps zu minimieren.
Ein Langstreckennavigationssystem für ein Elektrofahrzeug kann einen Speicher und einen Prozessor beinhalten, der zu Folgendem konfiguriert ist: Empfangen von Kartendaten und Generieren einer Route auf Grundlage der Kartendaten, wobei die Route einer berechneten erforderlichen Energie zugeordnet ist, die benötigt wird, um die Route abzuschließen, und Modifizieren der Route, um zumindest einen Ladestopp zu beinhalten, um ein Aufladen einer Fahrzeugbatterie mit einer ersten Rate zu ermöglichen, als Reaktion darauf, dass die erforderliche Energie eine aktuelle Fahrzeugenergie überschreitet, wobei die erste Rate eine Laderate bis zu einem Schwellenbatterieladezustand beinhaltet, bei dem die Laderate beginnt abzunehmen.
Ein Verfahren zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs entlang einer Route kann Folgendes beinhalten: Empfangen von Kartendaten und Generieren einer Route auf Grundlage der Kartendaten und Modifizieren der Route, um zumindest einen Ladestopp entlang der Route zu beinhalten, als Reaktion darauf, dass eine erforderliche Fahrzeugenergie, die erforderlich ist, um die Route abzuschließen, eine aktuelle Energie überschreitet, wobei der Ladestopp zumindest einen von einem kürzeren Ladestopp zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie mit einer ersten Laderate, die niedriger als eine maximale Laderate ist, und einer zweiten Rate auf einen zweiten Ladezustand, der höher als der erste Ladezustand ist, beinhaltet.
Figurenliste
Die Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden besonders in den beigefügten Patentansprüchen hervorgehoben. Andere Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen werden jedoch durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher und am besten nachvollziehbar, in denen Folgendes gilt:

1 veranschaulicht eine beispielhafte Darstellung, die ein Fahrzeug beinhaltet, das ein Langstreckennavigationssystem für Elektrofahrzeuge aufweist;
2 veranschaulicht eine beispielhafte Route, die durch das Langstreckennavigationssystem generiert wurde;
3 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen, der die Ladezeit (Minuten) gegenüber der Laderate (kW) zeigt;
4 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen, der einen Strom (A) und einen SOC (%) im Zeitverlauf (Minuten) für eine beispielhafte Ladestrategie eines beispielhaften Fahrzeugs zeigt;
5A veranschaulicht einen beispielhaften ersten Routenplan, der durch das Langstreckennavigationssystem generiert wurde;
5B veranschaulicht einen beispielhaften zweiten Routenplan, der durch das Langstreckennavigationssystem generiert wurde;
6A veranschaulicht einen beispielhaften dritten Routenplan, der durch das Langstreckennavigationssystem generiert wurde;
6B veranschaulicht einen beispielhaften vierten Routenplan, der durch das Langstreckennavigationssystem generiert wurde; und
7 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess für das Langstreckennavigationssystem.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Nach Bedarf werden in dieser Schrift detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen rein beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen umgesetzt werden kann. Die Figuren sind nicht unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind die in dieser Schrift offenbarten konkreten strukturellen und funktionellen Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann den vielfältigen Einsatz der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Hierin ist ein Langstreckennavigationssystem für Elektrofahrzeuge offenbart. Während langer Fahrten kann die zum Abschließen der Fahrt benötigte Energie oftmals die aktuelle Fahrzeugenergie überschreiten. Dies kann das Aufladen eines Elektrofahrzeugs während der Fahrt erforderlich machen. In einigen Situationen kann die Ladezeit zum vollständigen Aufladen einer Batterie eines Elektrofahrzeugs vier Stunden überschreiten. Diese Zeit kann von der Art des verwendeten Ladegeräts sowie von dem Ladezustand (state of charge - SOC) der Batterie, der Größe der Batterie, der Ladegeschwindigkeit usw. abhängig sein. Im Allgemeinen ist die Laderate bei niedrigem Ladezustand schneller. Die Laderate kann langsamer sein, wenn der Ladezustand hoch ist. Wenn eine Batterie auf volle Kapazität aufgeladen wird, kann die Batterie zunächst schnell aufgeladen werden; die Laderate kann jedoch gegen Ende des Ladens erheblich abnehmen, wenn der Ladezustand einen hohen Prozentsatz aufweist (z. B. 80-90 %). Ein großes Ausmaß an Stillstandzeit während einer Fahrt kann dem Fahrer und den Fahrgästen ungelegen kommen. Kürzere Ladezeiten, selbst wenn mehr Stopps erforderlich sind, sind möglicherweise hinnehmbarer und der Fahrer zieht diese unter Umständen vor. In einigen Situationen können mehrere kürzere Ladestopps insgesamt weniger Zeit der Fahrt in Anspruch nehmen als ein einziger längerer Ladestopp.
Das hierin offenbarte Langstreckennavigationssystem kann durch Bestimmen des schnellsten Ladeplans Ladestopps optimieren. In einigen Beispielen kann ein längerer Ladestopp effizienter sein; in anderen können jedoch mehrere kürzere Ladestopps insgesamt Zeit sparen. Das Navigationssystem berücksichtigt die Ladegeschwindigkeiten, Umwegszeiten, die zum Erreichen einer Ladestation erforderlich sind, die für die Fahrt erforderliche Energie und die aktuelle Fahrzeugenergie. Das Navigationssystem kann einen Routenplan entwickeln, durch den die Ladezeit und die Gesamtfahrtzeit optimiert und gleichzeitig alle erforderlichen Energiebedürfnisse erfüllt werden.
1 veranschaulicht eine beispielhafte Darstellung, die ein Fahrzeug 102 beinhaltet, das ein Langstreckennavigationssystem 172 für Fahrzeuge aufweist (und genauer in 2 gezeigt ist). Das Fahrzeug 102 kann konfiguriert sein, um auf Telematikserver und mobile Vorrichtungen zuzugreifen. Das Fahrzeug 102 kann verschiedene Arten von Personenkraftwagen einschließen, wie etwa einen Softroader (crossover utility vehicle - CUV), einen Geländewagen (sports utility vehicle - SUV), einen LKW, ein Wohnmobil (recreational vehicle - RV), ein Boot, ein Luftfahrzeug oder eine andere mobile Maschine zum Befördern von Personen oder Transportieren von Gütern. Das Fahrzeug 102 kann ein Elektrofahrzeug oder elektrifiziertes Fahrzeug (electrified vehicle - EV) sein, was batterieelektrische Fahrzeuge (battery electric vehicle - BEV) einschließt. Das Fahrzeug 102 kann auch PHEVs (plug-in hybrid electric vehicles - Plugin-Hybridelektrofahrzeuge) und Hybrid-Elektrofahrzeuge (hybrid electric vehicles - HEV) einschließen. Das Fahrzeug 102 kann ein autonomes Fahrzeug sein. Telematikdienste können als einige nicht einschränkende Möglichkeiten Navigation, Routenführungen, Fahrzeugdiagnoseberichte, lokale Unternehmenssuche, Unfallmeldungen und Freisprecheinrichtungen einschließen. In einem Beispiel kann das Fahrzeug 102 das SYNC-System beinhalten, hergestellt durch die Ford Motor Company in Dearborn, MI. Es ist anzumerken, dass das veranschaulichte System lediglich ein Beispiel darstellt und mehr, weniger und/oder anders angeordnete Elemente verwendet werden können.
Die Rechenplattform 104 kann einen oder mehrere Prozessoren 106 beinhalten, die konfiguriert sind, um Anweisungen, Befehle und andere Routinen durchzuführen, um die hierin beschriebenen Prozesse zu unterstützen. Zum Beispiel kann die Rechenplattform 104 konfiguriert sein, um Anweisungen von Fahrzeuganwendungen zum Bereitstellen von Funktionen auszuführen, wie etwa Navigation, Unfallmeldungen, Satellitenradioentschlüsselung und Freisprecheinrichtungen. Solche Anweisungen und andere Daten können nicht flüchtig unter Verwendung einer Vielfalt von Arten von computerlesbaren Speichermedien beibehalten werden. Das computerlesbare Medium (auch als prozessorlesbares Medium oder prozessorlesbarer Speicher bezeichnet) beinhaltet ein beliebiges nichttransitorisches Medium (z. B. ein physisches Medium), das an der Bereitstellung von Anweisungen oder anderen Daten beteiligt ist, die durch den Prozessor 106 der Rechenplattform 104 gelesen werden können. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden, welche unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt wurden, einschließlich unter anderem und entweder allein oder in Kombination Java, C, C++, C#, Objective C, Fortran, Pascal, Java Script, Python, Perl und PL/SQL.
Die Rechenplattform 104 kann außerdem Eingaben von Steuerungen 136 einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (human-machine interface - HMI) empfangen, die konfiguriert sind, um eine Interaktion zwischen Insassen und Fahrzeug 102 zu ermöglichen. Die Rechenplattform 104 kann außerdem eine oder mehrere Anzeigen 138 steuern, die konfiguriert sind, um über eine Videosteuerung 140 eine visuelle Ausgabe für die Fahrzeuginsassen bereitzustellen, oder anderweitig mit den Anzeigen kommunizieren. In einigen Fällen kann die Anzeige 138 konfiguriert sein, um den Ladezustand (state-of-charge - SOC) des Fahrzeugs anzuzeigen, einschließlich anderer Informationen bezüglich der gespeicherten Energie des Fahrzeugs, wie etwa Fahrtreichweite, Batteriereichweite usw. Die Anzeige 138 kann außerdem konfiguriert sein, um Routeninformationen anzuzeigen, einschließlich eines Zielortes, Ladepunkten usw.
Die Rechenplattform 104 kann ferner konfiguriert sein, um über ein oder mehrere fahrzeuginterne Netzwerke 142 mit anderen Komponenten des Fahrzeugs 102 zu kommunizieren. Die fahrzeuginternen Netzwerke 142 können als einige Beispiele eines oder mehrere von einem Fahrzeug-Controller-Area-Network (CAN), einem Ethernet-Netzwerk oder einer mediengebundene Systemübertragung (media oriented system transfer - MOST) einschließen. Durch die fahrzeuginternen Netzwerke 142 kann die Rechenplattform 104 mit anderen Systemen des Fahrzeugs 102 kommunizieren, wie etwa einem Fahrzeugmodem 144 (das bei einigen Konfigurationen unter Umständen nicht vorhanden ist), einem Modul 146 eines globalen Positionierungssystems (GPS), das konfiguriert ist, um Informationen über den aktuellen Standort und die Fahrtrichtung des Fahrzeugs 102 bereitzustellen, und verschiedenen ECUs (electronic control units - elektronischen Steuereinheiten) 148 des Fahrzeugs, die konfiguriert sind, um mit der Rechenplattform 104 zusammenzuarbeiten. Als einige nicht einschränkende Beispiele können die Fahrzeug-ECUs 148 Folgendes einschließen: ein Antriebsstrangsteuermodul, das konfiguriert ist, um eine Steuerung der Betriebskomponenten des Motors (z. B. Leerlaufreglerkomponenten, Komponenten der Kraftstoffzufuhr, Komponenten zur Schadstoffausstoßüberwachung usw.) und eine Überwachung der Betriebskomponenten des Motors bereitzustellen (z. B. Status von Diagnosecodes des Motors); ein Karosseriesteuermodul, das konfiguriert ist, um verschiedene Funktionen zur Leistungssteuerung zu verwalten, wie etwa Außenbeleuchtung, Innenraumbeleuchtung, schlüsselloser Zugang, Fernstart und Verifizierung des Status von Zugangspunkten (z. B. Schließstatus der Motorhaube, der Türen und/oder des Kofferraums des Fahrzeugs 102); ein Funk-Sender-Empfängermodul, das konfiguriert ist, um mit Funkschlüsseln oder anderen lokalen Vorrichtungen des Fahrzeugs 102 zu kommunizieren; und ein Klimasteuerverwaltungsmodul, das konfiguriert ist, um eine Steuerung und Überwachung der Heiz- und Kühlsystemkomponenten bereitzustellen (z. B. Steuerung von Kompressorkupplung und Gebläselüfter, Temperatursensorinformationen usw.).
Das Fahrzeug 102 beinhaltet eine Batterie 170. Die Batterie 170 kann zumindest eine Hochspannungsbatterie (high voltage battery - HV-Batterie) einschließen, wie etwa eine Traktionsbatterie. Die Batterie 170 kann verwendet werden, um Elektrofahrzeuge mit Leistung zu versorgen und einen Hochspannungsgleichstromausgang bereitzustellen. Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie zum Antrieb kann die Traktionsbatterie Energie für andere elektrische Fahrzeugsysteme bereitstellen.
Das Fahrzeug 102 kann außerdem das Langstreckennavigationssystem 172 beinhalten. Dieses System kann in Verbindung mit dem GPS-Modul 146 und den Telematiksystemen verschiedene Routen an dem Fahrzeug bereitstellen. Diese Routen können auf einer Zieladresse basieren, wie von einem Benutzer über die HMI-Steuerungen 136 eingegeben. Die Route kann einen Startort und den Zielort beinhalten. Das Langstreckennavigationssystem 172 kann den Batterie-SOC von der Batterie 170 sowie den Kraftstoffpegel von den ECUs 148 empfangen. Das Langstreckennavigationssystem 172 kann dann bestimmen, ob die aktuelle Fahrzeugenergie ausreichend ist, um die Route abzuschließen. Die aktuelle Fahrzeugenergie kann bei Fahrzeugen mit einer Brennstoffmaschine und einer Batterieenergie die Entfernung beinhalten, die das Fahrzeug mit der aktuellen Kraftstoffenergie zurücklegen kann. In einem Beispiel kann der Benutzer aufgefordert werden, den einzuschließenden Energietyp auszuwählen, z. B. eine Verwendung von lediglich Batterieleistung zum Bestimmen der Ladepunkte oder eine Verwendung von lediglich Kraftstoffenergie. Wenn die für die Route erforderliche Energie die aktuelle Energie überschreitet, kann das System 172 verschiedene Ladepunkte entlang der Route identifizieren, an denen die Fahrzeugbatterie 170 aufgeladen werden kann. Die Position der Ladepunkte und die Dauer, die an jedem der Ladepunkte verbracht wird, können optimiert werden, um die kürzeste Fahrzeit zu erreichen. Während das Navigationssystem 172 als von dem Prozessor 106 getrennt veranschaulicht ist, kann der Prozessor 106 Anweisungen von dem Navigationssystem 172 beinhalten oder ausführen.
2 veranschaulicht eine beispielhafte Route 200. Die Route 200 kann einen Startort 202 und einen Endort 204 beinhalten. Der Endort 204 kann von dem Benutzer über die HMI-Steuerungen 136 empfangen werden. Der Endort 204 kann zusätzlich oder alternativ von einer dem Benutzer zugeordneten mobilen Vorrichtung, einem Sprachbefehl usw. empfangen werden. Der Prozessor 106 kann Kartendaten von der Fahrzeugtelematik, dem Speicher 108 usw. empfangen. Die Kartendaten können die möglichen Straßen, Stopps, Standorte von Ladestationen usw. an dem Navigationssystem 172 bereitstellen. Der Prozessor 106 kann die Route auf Grundlage des Startortes 202, des Endortes 204 und den Kartendaten generieren.
Abhängig von dem aktuellen Batterie -SOC und dem Kraftstoffpegel, die einen Restkilometerstand (distance to empty - DTE) des Fahrzeugs angeben, ist das Fahrzeug 102 unter Umständen nicht in der Lage, die gesamte Route zurücklegen, ohne dass es aufgeladen oder betankt werden muss. Wenn dies der Fall ist, kann das Langstreckennavigationssystem 172 gewisse Ladepunkte 210 bestimmen, an denen das Fahrzeug 102 entlang der Route 200 anhalten kann, um die Batterie 170 zumindest teilweise aufzuladen. Die Route 200 kann mehrere Ladepunkte 210 beinhalten. Die Ladepunkte 210 können an verschiedenen Punkten entlang der Route 200 angeordnet sein. Wenngleich dies nicht gezeigt ist, könnten auch Kraftstoffstopps bestimmt werden.
Jeder Ladepunkt 210 kann einer Ladestation 212 zugeordnet sein. Die Ladestationen 212 können sich in maximaler Nähe zu dem Ladepunkt 210 (entweder innerhalb einer vordefinierten Entfernung und/oder Zeit von diesem) befinden. In vielen Fällen können sich die Ladestationen 212 an Tankstellen an Autobahnausfahrten usw. befinden. Das heißt, dass sich die Ladestationen 212 unter Umständen nicht direkt auf der Route 200 befinden, sondern stattdessen unter Umständen einen Umweg von der Route 200 erforderlich machen. Das Langstreckennavigationssystem 172 kann eine Umwegszeit bestimmen, die dem Fahren zu der Ladestation 212 zugeordnet ist. Die Umwegszeit kann von einer Entfernung von der Route 200, Geschwindigkeitsbegrenzungen, Verkehr usw. abhängig sein. In dem in 2 gezeigten Beispiel ist ein erster Ladepunkt 210a einer ersten Ladestation 212a zugeordnet, die eine Umwegszeit t_x aufweist. Ein zweiter Ladepunkt 210b ist einer zweiten Ladestation 212b zugeordnet, die eine Umwegszeit t_y aufweist. Ein dritter Ladepunkt 210c ist einer dritten Ladestation 212c zugeordnet, die eine Umwegszeit t_z aufweist. Insbesondere kann bei der Berechnung der gesamten Ladezeit die Ladezeit sowohl die zum Laden der Batterie 170 aufgewendete Zeit als auch die Umwegszeit beinhalten. Somit kann die Ladezeit für den ersten Ladepunkt 210a Folgendes sein: $Ladezeit = Ladesegment + 2 (Umwegssegment) = Ladesegment + 2 t_{x}$
In einigen Beispielen kann die Route 200 ein vollständiges Aufladen der Batterie 170 erforderlich machen. Alternativ zum einmaligen Anhalten für ein längeres Laden kann das Fahrzeug 102 jedoch zweimal anhalten, wenngleich für kürzere Zeiträume. Das Langstreckennavigationssystem 172 kann die Zeit an jeder möglichen Ladestation und die Ladegeschwindigkeit bei verschiedenen Ladezuständen berücksichtigen. Die Laderate der zwei kürzeren Segmente kann viel schneller sein als die durchschnittliche Laderate des längeren Segments.
3 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen, der die Ladezeit (Minuten) gegenüber der Laderate (kW) zeigt, um 4,56 kWh in eine Batterie mit einer Kapazität von 7,6 kWh zu laden. Die beispielhafte Laderate für eine Batterie für ein repräsentatives Fahrzeug ist zum Laden von 20-80 % SOC einer 7,6-kWh-Batterie veranschaulicht. Je langsamer die Laderate ist, desto länger dauert das Laden der Batterie 170.
4 veranschaulicht einen beispielhaften Graphen, der einen Strom (A) und einen SOC (%) im Zeitverlauf (Minuten) für eine beispielhafte Ladestrategie eines beispielhaften Fahrzeugs zeigt. Wie in 4 veranschaulicht, ist die Ladegeschwindigkeit im Allgemeinen schneller, wenn der SOC niedrig ist, und nimmt ab oder bleibt konstant, wenn der SOC einen bestimmten Punkt erreicht. 4 veranschaulicht, dass der Prozentsatz an Energie in der Batterie mit zunehmender Zeit zunimmt. Ein Bereich 405 des schnellen Ladens und ein Bereich 410 des langsamen Ladens können durch Vergleichen des SOC mit dem Strom identifiziert werden. Während des Bereichs 405 des schnellen Ladens kann die Batterie 170 im Vergleich zu der Rate während des Bereichs 410 des langsamen Ladens mit einer relativ schnellen Rate aufgeladen werden. Um die Ladezeit zu optimieren, ist somit das Laden einer Batterie in dem Bereich 405 des schnellen Ladens unter Umständen vorzuziehen. Der Bereich 405 des schnellen Ladens und der Bereich 410 des langsamen Ladens können durch einen Schwellenladezustand 415 getrennt sein, bei dem die Laderate bei diesem Ladezustand abnimmt. In dem in 4 gezeigten Beispiel beträgt der Schwellenladezustand ungefähr 90 %. Dies ist ein Beispiel und kann von Batterie zu Batterie variieren.
5A und 5B veranschaulichen mögliche Routenpläne, die für die Route 200 verfügbar sind, einschließlich der Zeit, die für ein mögliches Aufladen des Fahrzeugs zugewiesen ist. 5A und 5B veranschaulichen jeweils mögliche Navigations- und Ladestrategien und - optionen, aus denen das Langstreckennavigationssystem 172 auswählen kann. In den Routenbeispielen aus 5A und 5B kann die Route mehr Energie erforderlich machen als die Batterie 170 auf Grundlage eines aktuellen Ladezustands bereitstellen kann, wodurch zumindest ein Stopp entlang der Route zum Laden erforderlich wird. Somit kann die Route 200 modifiziert werden, um Ladesegmente zu beinhalten. Die Ladesegmente 512 können als eine von zwei Arten von Segmenten klassifiziert werden, Segmente des schnellen Ladens und Segmente des langsamen Ladens. Die Segmente des schnellen Ladens können einem Laden entsprechen, das während des Bereichs 405 des schnellen Ladens aus 4 auftritt und bei dem die Batterie 170 mit einer schnelleren Rate als während des Bereichs 410 des langsamen Ladens geladen werden kann. Üblicherweise beinhaltet ein Aufladen einer Fahrzeugbatterie 170 Aufladen der Batterie auf volle Kapazität. Während sich die Batterie zunächst schnell aufladen kann, kann die Laderate jedoch gegen Ende des Ladens mit zunehmendem Ladezustand abnehmen, wie in Bezug auf 4 veranschaulicht und beschrieben. Somit kann das Laden einer Batterie auf volle Kapazität ein Segment des schnellen Ladens, gefolgt von einem Segment des langsamen Ladens beinhalten.
Die Route 200 kann so modifiziert werden, dass sie zumindest einen Ladestopp 210 beinhaltet. Der Ladestopp 210 kann eine erste Anzahl an kürzeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer ersten Rate (d. h. in dem Bereich 405 des schnellen Ladens) auf einen ersten Ladezustand beinhalten, der niedriger als ein maximaler Ladezustand oder Schwellenladezustand 415 ist. Die Route 200 kann außerdem eine zweite Anzahl an längeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer zweiten Rate (d. h. in dem Bereich 410 des langsamen Ladens) auf einen zweiten Ladezustand beinhalten, der höher als der erste Ladezustand ist, wobei die erste Rate schneller als die zweite Rate ist und die erste und zweite Anzahl an Ladestopps ausgewählt sind, um eine kombinierte Ladezeit des zumindest einen Ladestopps zu minimieren.
5A veranschaulicht einen beispielhaften ersten Routenplan 502. Lediglich zu Veranschaulichungszwecken unterteilt der erste Routenplan 502 eine Fahrt oder Route 200 in mehrere Segmente. Jedes Segment kann für eine bestimmte Zeitspanne entlang der Route 200 verantwortlich sein. Beispielsweise kann der erste Routenplan 502 eine Vielzahl von Fahrsegmenten 506 beinhalten. Die Fahrsegmente 506 können die Zeit ausmachen, in der sich das Fahrzeug 102 entlang der Route 200 bewegt. Der erste Routenplan 502 kann Umwegsegmente 510 beinhalten. Die Umwegsegmente 510 können die Zeit ausmachen, in der das Fahrzeug 102 zu einer Ladestation 212 fährt.
Der Routenplan 502 kann außerdem Ladesegmente 512 beinhalten. Der Routenplan 502 kann Ladesegmente variierender Dauern beinhalten. Ein erstes Ladesegment 512a kann als „schnelle Ladezeit“ angesehen werden, bei der die Fahrzeugbatterie 170 schnell aufgeladen wird, die Batterie 170 jedoch wahrscheinlich nicht vollständig aufgeladen wird. Das erste Ladesegment 512a kann einer ersten Zeit ta entsprechen. Ein zweites Ladesegment 512b kann ähnlich sein. Das zweite Ladesegment 512b kann einer zweiten Zeit t_b zugeordnet sein. Während sich die Dauer des ersten und zweiten Ladesegment 512a, 512b unterscheiden kann, kann jedes als ein Segment des „kürzeren“ oder „schnelleren“ Ladens im Vergleich zu einem Segment angesehen werden, das die Batterie 170 vollständig auflädt. Während das erste und zweite Zeitsegment 512a, 512b beide als Segmente des schnellen Ladens angesehen werden können, können sich die erste und zweite Zeit unterscheiden.
5B veranschaulicht einen weiteren beispielhaften Routenplan 522. Lediglich zu Veranschaulichungszwecken kann ein zweiter Routenplan 522 ebenfalls mehrere Segmente beinhalten, wie etwa Fahrsegmente 506, Umwegsegmente 510 usw. Der zweite Routenplan 522 kann ein drittes Ladesegment 512c beinhalten. Ein viertes Ladesegment 512d kann unmittelbar nach dem dritten Ladesegment 512c eingeschlossen sein. Bei dieser Option können das dritte Ladesegment 512c und das vierte Ladesegment 512d kombiniert werden, um eine längere Ladezeit im Vergleich zu den zwei kürzeren Ladezeiten des ersten Routenplans 502 zu erzeugen. Das vierte Ladesegment 512d kann als „Segment des langsamen Ladens“ angesehen werden, da der Ladezustand der Batterie 170 den Schwellenwert erreicht hat, bei dem sich die Laderate verlangsamt hat. Insgesamt kann das kombinierte Ladesegment des dritten und vierten Ladesegments 512c, 512d auch als Segment des langsamen Ladens bezeichnet werden, da die durchschnittliche Laderate viel niedriger ist als die eines Ladesegments, das vor dem Schwellenwert in dem Bereich des schnellen Ladens 405 in Kraft tritt.
Das Langstreckennavigationssystem 172 kann eine Gesamtladezeit für jeden der Routenpläne 502, 522 bestimmen. Beispielsweise kann die Ladezeit für den ersten Routenplan 502 die Ladesegmente 512 und Umwegsegmente 510 beinhalten. Somit kann für den ersten Routenplan 502 die Ladezeit t₁ = t_a + t_b betragen.
Für den zweiten Routenplan 522 kann die Ladezeit t₂ = t_c betragen. Das Navigationssystem 172 kann dann t₁ mit t₂ vergleichen, um zu bestimmen, welcher der zwei Routenpläne die kürzeste Ladezeit aufweist.
Insbesondere kann jedem Ladesegment 512 eine Energie zugeordnet sein. Bei dieser Energie kann es sich um die Energie handeln, die während der jeweiligen Ladesegmente gewonnen wird. Beispielsweise kann das erste Ladesegment 512a einer ersten Energie zugeordnet sein, kann das zweite Ladesegment 512b einer zweiten Energie zugeordnet sein und so weiter. Jeder Routenplan kann genug Energie bereitstellen, um die Route 200 abzuschließen. Somit kann die Energie der Routen auf Grundlage der erforderlichen Energie festgelegt werden, die zum Abschließen der Route benötigt wird. Beim Vergleich der Routen miteinander kann die während der Ladesegmente aufgenommene Energiemenge für jede Route ungefähr derselben Gesamtsumme entsprechen. Während das Navigationssystem 172 die jedem Ladesegment zugeordnete Energie bei der Auswahl zwischen den Routenplänen 502, 522 berücksichtigen kann, basiert die Auswahl der Route somit auf der Ladezeit.
Wenn t₁ > t₂ gilt und wenn angenommen wird, dass beide Routenpläne 502, 522 genug Energie aufnehmen, um die Route abzuschließen, kann der zweite Routenplan 522 durch das Navigationssystem 172 ausgewählt werden. In diesem Beispiel kann ein längeres Ladesegment insgesamt weniger Zeit in Anspruch nehmen als zwei kürzere Ladesegmente.
6A und 6B können zusätzliche mögliche Routenpläne veranschaulichen, die für die Route 200 verfügbar sind, einschließlich der Zeit, die für ein mögliches Aufladen des Fahrzeugs zugewiesen ist. 6A und 6B veranschaulichen jeweils mögliche Navigations- und Ladestrategien und -optionen, aus denen das Langstreckennavigationssystem 172 auswählen kann. In den Routenbeispielen aus 5A und 5B kann die Route mehr Energie erforderlich machen als die Batterie 170 bereitstellen kann, wodurch zumindest ein Stopp entlang der Route zum Laden erforderlich wird. Im Gegensatz zu den Beispielen aus 5A und 5B können die den 6A und 6B zugeordnete Routen mehr als eine vollständige Batterieladung erforderlich machen, um die Route abzuschließen.
6A veranschaulicht einen beispielhaften dritten Routenplan 532. Lediglich zu Veranschaulichungszwecken unterteilt der dritte Routenplan 532 eine Fahrt oder Route 200 in mehrere Segmente, ähnlich zu 5A und 5B. Beispielsweise kann der dritte Routenplan 532 eine Vielzahl von Fahrsegmenten 506, Umwegsegmenten 510 und Ladesegmenten 512 beinhalten. Der dritte Routenplan 532 beinhaltet mehrere fünfte Ladesegmente 512e. Jedes dieser Ladesegmente 512e weist gleiche, nahezu gleiche oder zumindest im Wesentlichen ähnliche Ladezeiten auf, die sich nur um wenige Minuten voneinander unterscheiden. Ähnlich wie bei dem ersten Routenplan 502 können diese Segmente als Segmente des schnellen Ladens angesehen werden. Jedes kann außerdem Umwegsegmenten 510 zugeordnet sein.
6B veranschaulicht einen weiteren beispielhaften Routenplan 542. Lediglich zu Veranschaulichungszwecken kann der vierte Routenplan 542 außerdem mehrere Segmente beinhalten, wie etwa Fahrsegmente 506, Umwegsegmente 510 usw. Der vierte Routenplan 542 kann sechste Ladesegmente 512f (z. B. Segmente des schnellen Ladens) und siebte Ladesegmente 512g (z. B. Segmente des langsamen Ladens) nach jedem der sechsten Ladesegmente 512f aufweisen. Bei dieser Option kann jedes der sechsten Ladesegmente 512f und der siebten Ladesegmente 512g kombiniert werden, um ein längeres Ladesegment im Vergleich zu den zwei kürzeren Ladesegmenten des ersten Routenplans 502 zu erzeugen.
Das Langstreckennavigationssystem 172 kann eine Gesamtladezeit für jeden des dritten und vierten Routenplans 532, 542 bestimmen. Beispielsweise kann die Ladezeit für den dritten Routenplan 532 die Ladesegmente 512 und Umwegsegmente 510 beinhalten. Somit kann für den dritten Routenplan 532 die Ladezeit t₃ = t_d + t_e + t_f betragen. Die Ladezeit für den vierten Routenplan 542 kann die Ladesegmente 512 und Umwegsegmente 510 beinhalten. Somit kann für den vierten Routenplan 542 die Ladezeit t₄ = t_g + t_h betragen. Das Navigationssystem 172 kann dann t₃ mit t₄ vergleichen, um zu bestimmen, welcher der zwei Routenpläne die kürzeste Ladezeit aufweist.
Wenn zum Beispiel t₃ < t₄ gilt, kann der dritte Routenplan 532 durch das Navigationssystem 172 ausgewählt werden. In diesem Beispiel können drei kürzere Ladesegmente 512 weniger Zeit in Anspruch nehmen als zwei längere.
Im Allgemeinen kann das Navigationssystem 172 die Route 200 optimieren, wenn die Entfernung zu dem Ziel größer als die aktuelle Reichweite der Batterie 170 ist. In einigen Beispielen kann der Restkilometerstand (distance to empty - DTE) ebenfalls berücksichtigt werden, um zu bestimmen, ob die Entfernung zu dem Ziel größer als der aktuelle DTE ist. Wenn während der Fahrt mehr als eine volle Ladeenergie benötigt wird, machen zwei oder mehr kurze, aber schnelle Ladestopps unter Umständen weniger Zeit erforderlich als ein voller Ladezei traum.
7 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 700 für das Langstreckennavigationssystem 172. In einem Beispiel kann der Prozess 700 von dem Prozessor 106 oder einer Steuerung ausgeführt werden. Der Prozessor 106 kann konfiguriert sein, um andere Fahrzeugprozesse auszuführen, oder der Prozessor 106 kann ein Spezialprozessor sein.
Der Prozess 700 kann bei Block 705 beginnen, bei dem der Prozessor 106 Navigationsdaten empfangen kann. Die Navigationsdaten können den aktuellen Standort des Fahrzeugs und den Zielort beinhalten. Wie erörtert, kann der aktuelle Standort von dem GPS-Modul 146 empfangen werden. Das Ziel kann aus der Benutzereingabe an den HMI-Steuerungen 136 über die Anzeige 138 oder andere Mechanismen zum Empfangen von Ziel orten empfangen werden.
Bei Block 710 kann der Prozessor 106 eine Standardroute 200 auf Grundlage der Navigationsdaten generieren. Diese Route 200 kann eine reguläre Route sein, bei der keine Energieanforderungen zum Abschließen der Route 200 berücksichtigt werden. Diese Route 200 kann eine Route sein, die eine schnellste und/oder kürzeste Route auf Grundlage der Navigationspräferenzen des Benutzers beinhaltet.
Bei Block 715 kann der Prozessor 106 die erforderliche Energie berechnen, die für die Fahrt benötigt wird. Hierbei kann die Leistung berücksichtigt werden, die zum Fahren entlang der Route 200 benötigt wird, und hierbei können ein Fahrstil des Fahrers, erwartete Verzögerungen aufgrund von Verkehr oder Wetter, topografische Daten und Steigungsdaten entlang der Route, ein prognostiziertes Kabinenklima usw. berücksichtigt werden.
Als Nächstes kann der Prozessor 106 bei Block 720 einen aktuellen SOC der Batterie 170 für BEVs empfangen. Der Prozessor 106 kann außerdem den aktuellen Kraftstoffpegel für PHEVs (plug-in hybrid electric vehicles - Plugin-Hybridelektrofahrzeuge) empfangen. Der aktuelle SOC kann die aktuelle EV-Reichweite angeben. Der Kraftstoffpegel kann den aktuellen Restkilometerstand (distance to empty - DTE) angeben. Diese können kombiniert werden, um die aktuelle Fahrzeugenergie anzugeben.
Bei Block 725 kann der Prozessor 106 bestimmen, ob die aktuelle Fahrzeugenergie niedriger als die erforderliche Energie ist. In dem Beispiel eines BEV kann es sich bei der aktuellen Fahrzeugenergie um die EV-Reichweite handeln. In einem PHEV kann durch die aktuelle Fahrzeugenergie außerdem der aktuelle Restkilometerstand berücksichtigt werden. Wenn die erforderliche Energie die aktuelle Fahrzeugenergie überschreitet, kann der Prozess 700 zu Block 730 übergehen. Wen nicht, kann der Prozess 700 enden.
Bei Block 730 kann der Prozessor 106 die Energielücke zwischen der erforderlichen Energie und der aktuellen Fahrzeugenergie berechnen.
Anschließend kann der Prozessor 106 bei Block 735 einen oder mehrere Ladepunkte 210 entlang der Route 200 als mögliche Aufladestellen der Batterie 170 identifizieren. Der Prozessor 106 kann außerdem nach möglichen Ladestationen 212 innerhalb eines vordefinierten Radius (z. B. innerhalb von 5 Meilen) der Route 200 suchen.
Bei Block 740 kann der Prozessor 106 einen primären Routenplan generieren. Der primäre Routenplan kann zumindest einen Ladepunkt 210 beinhalten, an dem das Fahrzeug 102 die Batterie 170 auf eine volle Kapazität aufladen kann. Dieser Routenplan kann ähnlich dem zweiten Routenplan 522 oder dem vierten Routenplan 542 sein. Während die Beispiele eine und zwei Ladestationen zeigen, kann mehr als dies eingeschlossen sein, insbesondere bei längeren Fahrten. Durch den Routenplan können die Standorte der Ladestationen 210 und die Umwege berücksichtigt werden, die erforderlich sind, um zu den jeweiligen Ladestationen 212 zu gelangen.
Als Nächstes kann der Prozessor 106 bei Block 745 bestimmen, ob ein nachfolgender Routenplan durchführbar ist. Das heißt, ob eine andere Variation einer Route, die einen oder mehrere Ladepunkte 210 beinhaltet, generiert werden und dennoch die erforderliche Energie erzielt werden kann, um die Route abzuschließen. Diese nachfolgende Route unterscheidet sich von der ersten Route. Der Prozessor 106 kann bestimmen, ob zusätzliche mögliche Ladepunkte 210 entlang der Route vorhanden sind, die alternative Ladeorte bieten könnten. Wenn ein weiterer nachfolgender Routenplan aufgrund zusätzlicher Ladepunkte 210 entlang der Route möglich ist, kann der Prozess 700 zu Block 750 übergehen. Wenn nicht, kann der Prozess 700 zu 755 übergehen.
Ferner kann der Prozessor 106 bei Block 750 einen nachfolgenden oder n-ten Routenplan generieren. Der nachfolgende Routenplan/die nachfolgenden Routenpläne hat seinen/haben ihren Fokus unter Umständen auf Ladesegmenten, die als die Segmente des schnelleren Ladens angesehen werden, und nicht nur als Segmente des Ladens auf volle Kapazität. Wie vorangehend erläutert, können Segmente des Ladens auf volle Kapazität ein Laden, durch das die Batterie schnell aufgeladen wird, sowie Segmente beinhalten, welche die Batterie langsam aufladen, sobald ein bestimmter Ladezustand überschritten wurde. Beispielsweise kann die Batterie schnell von 20-80 % SOC geladen werden, jedoch langsam nach 80 %. In dem in 4 gezeigten Beispiel kann eine Batterie 170 nach der Ladezustandsschwelle von 90 % langsam aufgeladen werden. Somit kann das Laden einer Batterie auf volle Kapazität aufgrund des Segments des langsamen Ladens eine beträchtliche Zeitspanne in Anspruch nehmen. Der nachfolgende Routenplan kann Ladestrategien identifizieren, die Segmente des schnellen Ladens innerhalb des Bereichs 405 des schnellen Ladens beinhalten und bei denen Segmente des langsamen Ladens innerhalb des Bereichs 410 des langsamen Ladens vermieden werden.
Durch den nachfolgenden Routenplan, der ähnlich dem primären Routenplan ist, können der Standort der möglichen Ladepunkte 210 und die Umwege berücksichtigt werden, die erforderlich sind, um zu den jeweiligen Ladestationen 212 zu gelangen. In diesem Beispiel kann sich der nachfolgende Routenplan von dem primären Routenplan unterscheiden. Der nachfolgende Routenplan kann ähnlich dem ersten und dritten Routenplan 502, 532 sein. Der Prozess 700 kann zu Block 745 übergehen, bis keine weiteren Routenpläne generiert werden können.
Bei Block 755 kann der Prozessor 106 die Ladezeit für jeden von dem ersten Routenplan und dem nachfolgenden Routenplan berechnen.
Dann kann der Prozessor 106 bei Block 760 den Routenplan mit der kürzesten Ladezeit auswählen. Zusätzlich oder alternativ kann dem Benutzer die Option bereitgestellt werden, über die Benutzerschnittstelle und die Anzeige 138 aus einem Routenplan oder mehreren Routenplänen auszuwählen. Der Benutzer kann eine Präferenz bezüglich der Stopps oder nur allgemein bezüglich der Ladestrategie haben und kann es vorziehen, auszuwählen, welche alternative Route gefahren werden soll.
Bei Block 765 kann der Prozessor 106 die Standardroute 200 aktualisieren, um die eine oder mehreren Ladestationen 212 zu beinhalten, wie durch den ausgewählten Routenplan als Wegpunkte angegeben.
Somit wird der ausgewählte Routenplan verwendet, um die Route 200 mit verschiedenen Ladeorten zu aktualisieren, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug aufgeladen und die Ladezeit optimiert werden kann.
Rechenvorrichtungen, wie etwa der Prozessor, die Steuerung, Remote-Server, Remote-Vorrichtungen usw., beinhalten im Allgemeinen computerausführbare Anweisungen, wobei die Anweisungen durch eine oder mehrere Rechenvorrichtungen, wie etwa die vorangehend aufgeführten, ausgeführt werden können. Computerausführbare Anweisungen können von Computerprogrammen zusammengestellt oder interpretiert werden, die unter Verwendung einer Vielzahl von Programmiersprachen und/oder -technologien erstellt worden sind, einschließlich unter anderem, entweder allein oder in Kombination, Java™, C, C++, Visual Basic, Java Script, Perl usw. Im Allgemeinen empfängt ein Prozessor (z. B. ein Mikroprozessor) Anweisungen, z. B. von einem Speicher, einem computerlesbaren Medium usw., und führt diese Anweisungen aus, wodurch er einen oder mehrere Prozesse durchführt, einschließlich eines oder mehrerer der in dieser Schrift beschriebenen Prozesse. Solche Anweisungen und anderen Daten können unter Verwendung einer Vielfalt von computerlesbaren Medien gespeichert und übertragen werden.
Wenngleich vorangehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Vielmehr sind die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke beschreibende und keine einschränkenden Ausdrücke und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen. Des Weiteren können die Merkmale verschiedener umgesetzter Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein elektrifiziertes Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Fahrzeugbatterie; und einen Prozessor, der zu Folgendem konfiguriert ist: Empfangen von Kartendaten und Generieren einer Route auf Grundlage der Kartendaten; und Modifizieren der Route, um zumindest einen Ladestopp zu beinhalten, als Reaktion darauf, dass eine erforderliche Fahrzeugenergie zum Abschließen der Route eine aktuelle Fahrzeugenergie überschreitet, wobei der zumindest eine Ladestopp Folgendes beinhaltet: eine erste Anzahl an kürzeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer ersten Rate auf einen ersten Ladezustand, der niedriger als ein maximaler Ladezustand ist; und eine zweite Anzahl an längeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer zweiten Rate auf einen zweiten Ladezustand, der höher als der erste Ladezustand ist, wobei die erste Rate schneller als die zweite Rate ist und die erste und zweite Anzahl an Ladestopps ausgewählt sind, um eine kombinierte Ladezeit des zumindest einen Ladestopps zu minimieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Anzahl null und überschreitet die erste Anzahl die zweite Anzahl.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Ladezeit eine Zeitdauer, die dem Laden der Batterie zugeordnet ist, und eine Zeitdauer, die einem Umweg von der Route zugeordnet ist, um eine Ladestation für das Aufladen der Batterie zu erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform wird die aktuelle Fahrzeugenergie auf Grundlage eines aktuellen Ladezustand berechnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert, um mögliche Ladepunkte entlang der Route auf Grundlage der erforderlichen Energie zu lokalisieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert ist, um Ladestationen innerhalb einer vordefinierten Entfernung von den Ladepunkten entlang der Route zu identifizieren.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die Ladezeit von jedem von den kürzeren und längeren Ladestopps zumindest teilweise auf einem aktuellen Ladezustand der Batterie.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Langstreckennavigationssystem für ein Elektrofahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: einen Speicher; und einen Prozessor, der zu Folgendem konfiguriert ist: Empfangen von Kartendaten und Generieren einer Route auf Grundlage der Kartendaten, wobei die Route einer berechneten erforderlichen Energie zugeordnet ist, die benötigt wird, um die Route abzuschließen; und Modifizieren der Route, um zumindest einen Ladestopp zu beinhalten, um ein Aufladen einer Fahrzeugbatterie mit einer ersten Rate zu ermöglichen, als Reaktion darauf, dass die erforderliche Energie eine aktuelle Fahrzeugenergie überschreitet, wobei die erste Rate eine Laderate bis zu einem Schwellenbatterieladezustand beinhaltet, bei dem die Laderate beginnt abzunehmen.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Schwellenbatterieladezustand ein Ladezustand, bei dem die Laderate abnimmt, während der Ladezustand zunimmt.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine Ladezeit von jedem der Ladestopps mit der ersten Rate niedriger als die Ladezeit eines einzigen längeren Ladestopps mit einer zweiten Rate, wobei die erste Rate schneller ist als die zweite Rate.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet die Ladezeit eine Zeitdauer, die dem Laden der Batterie zugeordnet ist, und eine Zeitdauer, die einem Umweg von der Route zugeordnet ist, um eine Ladestation für das Aufladen der Batterie zu erreichen.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die Ladezeit von jedem der Ladestopps zumindest teilweise auf einem aktuellen Ladezustand der Batterie an dem zugeordneten Ladestopp.
Gemäß einer Ausführungsform wird die aktuelle Fahrzeugenergie auf Grundlage eines aktuellen Ladezustands und eines aktuellen Kraftstoffpegels berechnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert, um mögliche Ladepunkte entlang der Route auf Grundlage der erforderlichen Energie zu lokalisieren.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Prozessor ferner konfiguriert ist, um Ladestationen innerhalb einer vordefinierten Entfernung von den Ladepunkten entlang der Route zu identifizieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren zum Aufladen eines Elektrofahrzeugs entlang einer Route Folgendes: Empfangen von Kartendaten und Generieren einer Route auf Grundlage der Kartendaten; und Modifizieren der Route, um zumindest einen Ladestopp entlang der Route zu beinhalten, als Reaktion darauf, dass eine erforderliche Fahrzeugenergie, die erforderlich ist, um die Route abzuschließen, eine aktuelle Energie überschreitet, wobei der Ladestopp zumindest einen von einem kürzeren Ladestopp zum Aufladen einer Fahrzeugbatterie mit einer ersten Laderate, die niedriger als eine maximale Laderate ist, und einer zweiten Rate auf einen zweiten Ladezustand, der höher als der erste Ladezustand ist, beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform ist eine kombinierte Ladezeit des zumindest einen kurzen Ladestopps niedriger als eine Ladezeit des zumindest einen längeren Ladestopps.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Lokalisieren von möglichen Ladepunkten entlang der Route auf Grundlage der erforderlichen Energie entlang der Route gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Identifizieren von Ladestationen innerhalb einer vordefinierten Entfernung von den Ladepunkten gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform basiert die Ladezeit von jedem der Ladestopps zumindest teilweise auf einem aktuellen Ladezustand der Batterie.

Claims

Elektrifiziertes Fahrzeug, umfassend: eine Fahrzeugbatterie; und einen Prozessor, der zu Folgendem konfiguriert ist: Empfangen von Kartendaten und Generieren einer Route auf Grundlage der Kartendaten; und Modifizieren der Route, um zumindest einen Ladestopp zu beinhalten, als Reaktion darauf, dass eine erforderliche Fahrzeugenergie zum Abschließen der Route eine aktuelle Fahrzeugenergie überschreitet, wobei der zumindest eine Ladestopp Folgendes beinhaltet: eine erste Anzahl an kürzeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer ersten Rate auf einen ersten Ladezustand, der niedriger als ein maximaler Ladezustand ist, und eine zweite Anzahl an längeren Ladestopps zum Aufladen der Batterie mit einer zweiten Rate auf einen zweiten Ladezustand, der höher als der erste Ladezustand ist, wobei die erste Rate schneller als die zweite Rate ist und die erste und zweite Anzahl an Ladestopps ausgewählt sind, um eine kombinierte Ladezeit des zumindest einen Ladestopps zu minimieren.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die zweite Anzahl null ist und die erste Anzahl die zweite Anzahl überschreitet.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Ladezeit eine Zeitdauer, die dem Laden der Batterie zugeordnet ist, und eine Zeitdauer beinhaltet, die einem Umweg von der Route zugeordnet ist, um eine Ladestation für das Aufladen der Batterie zu erreichen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die aktuelle Fahrzeugenergie auf Grundlage eines aktuellen Ladezustand berechnet wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um mögliche Ladepunkte entlang der Route auf Grundlage der erforderlichen Energie zu lokalisieren.
Fahrzeug nach Anspruch 5, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um Ladestationen innerhalb einer vordefinierten Entfernung von den Ladepunkten entlang der Route zu identifizieren.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Ladezeit von jedem von den kürzeren und längeren Ladestopps zumindest teilweise auf einem aktuellen Ladezustand der Batterie basiert.
Langstreckennavigationssystem für ein Elektrofahrzeug, umfassend: einen Speicher; und einen Prozessor, der zu Folgendem konfiguriert ist: Empfangen von Kartendaten und Generieren einer Route auf Grundlage der Kartendaten, wobei die Route einer berechneten erforderlichen Energie zugeordnet ist, die benötigt wird, um die Route abzuschließen; und Modifizieren der Route, um zumindest einen Ladestopp zu beinhalten, um ein Aufladen einer Fahrzeugbatterie mit einer ersten Rate zu ermöglichen, als Reaktion darauf, dass die erforderliche Energie eine aktuelle Fahrzeugenergie überschreitet, wobei die erste Rate eine Laderate bis zu einem Schwellenbatterieladezustand beinhaltet, bei dem die Laderate beginnt abzunehmen.
System nach Anspruch 8, wobei der Schwellenbatterieladezustand ein Ladezustand ist, bei dem die Laderate abnimmt, während der Ladezustand zunimmt.
System nach Anspruch 8, wobei eine Ladezeit von jedem der Ladestopps mit der ersten Rate niedriger ist als die Ladezeit eines einzigen längeren Ladestopps mit einer zweiten Rate, wobei die erste Rate schneller ist als die zweite Rate.
System nach Anspruch 10, wobei die Ladezeit eine Zeitdauer, die dem Laden der Batterie zugeordnet ist, und eine Zeitdauer beinhaltet, die einem Umweg von der Route zugeordnet ist, um eine Ladestation für das Aufladen der Batterie zu erreichen.
System nach Anspruch 10, wobei die Ladezeit von jedem der Ladestopps zumindest teilweise auf einem aktuellen Ladezustand der Batterie an dem zugeordneten Ladestopp basiert.
System nach Anspruch 8, wobei die aktuellen Fahrzeugenergie auf Grundlage eines aktuellen Batterieladezustands und eines aktuellen Kraftstoffpegels berechnet wird.
System nach Anspruch 8, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um mögliche Ladepunkte entlang der Route auf Grundlage der erforderlichen Energie zu lokalisieren.
System nach Anspruch 14, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um Ladestationen innerhalb einer vordefinierten Entfernung von den Ladepunkten entlang der Route zu identifizieren.