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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum elektrischen Laden einer Antriebsbatterie für ein Fahrzeug an einer Ladestation, ein Computerprogrammprodukt zum Ausführen eines solchen Verfahrens sowie ein Speichermittel, auf dem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
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Beim elektrischen Laden einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs muss das Fahrzeug die hierbei entstehende Wärme abführen. Hierbei können deutlich wahrnehmbare Geräusche emittiert werden. Dies ist insbesondere bei sogenannten Schnellladevorgängen der Fall. Gattungsgemäße Ladevorgänge unterliegen hinsichtlich der durch den Ladevorgang erzeugten Lautstärke legislativen Grenzen, welche sich in der Regel auf das Fahrzeug als Solches beziehen. Um dem Rechnung zu tragen, wird gemäß den deutschen Patentanmeldungen
DE 10 2018 209 072 A1 und
DE 10 2018 209 071 A1 vorgeschlagen, dass sich das Fahrzeug abhängig von Ort und Zeit des Ladevorgangs, akustische Limits herleitet und diese möglichst einhält. Aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2017 107 538 A1 geht in diesem Zusammenhang hervor, dass das Fahrzeug hierzu Lärmemissions- und/oder Lärmimissionsgrenzwertdaten von einer Ladestation zum Laden des Fahrzeugs beziehen kann. In der Praxis hat sich bislang gezeigt, dass das Einhalten der geforderten Lärmgrenzwerte weiterhin eine komplexe Herausforderung darstellt. Neben der Einhaltung von gesetzlich geforderten Emissions- und Immissionsgrenzen gilt es nämlich auch noch, den Ladevorgang so energieeffizient wie möglich zu gestalten.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum energieeffizienten und/oder schnellen Laden einer Antriebsbatterie für ein Fahrzeug zur Verfügung zu stellen, mittels welchem außerdem akustische Grenzwerte zuverlässig eingehalten werden können.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 12 sowie das Speichermittel gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, dem erfindungsgemäßen Speichermittel und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird und/oder werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum elektrischen Laden einer Antriebsbatterie für ein Fahrzeug an einer Ladestation vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug einen Kältemittelverdichter zum Kühlen der Antriebsbatterie mit Kältemittel und einen Lüfter zum Kühlen des Kältemittels umfasst. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- - Kühlen der Antriebsbatterie mit dem Kältemittelverdichter während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie, und
- - Kühlen des Kältemittels mit dem Lüfter während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie, wobei ein oberer Ladelautstärke-Grenzwert bereitgestellt wird und die Betriebsweise des Kältemittelverdichters sowie die Betriebsweise des Lüfters unter Berücksichtigung des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes eingestellt werden.
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Im Rahmen der Erfindung wurde erkannt, dass der elektrische Ladevorgang in Abhängigkeit einer einzuhaltenden Geräuschkulisse insbesondere dann schnell realisiert werden kann, wenn gleichzeitig die Betriebsweise des Kältemittelverdichters sowie die Betriebsweise des Lüfters berücksichtigt werden. Damit kann beispielsweise erreicht werden, dass bei einem gegebenem Außengeräusch und/oder einem Geräusch, das der Ladevorgang verursacht, eine möglichst hohe Kälteleistung zur Batteriekühlung und gleichzeitig ein möglichst großer Ladestrom zur Verfügung stehen.
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Der Kühlvorgang kann mit wenigstens einem Kältemittelverdichter durchgeführt werden. Das Kühlen des Kältemittels bzw. ein entsprechendes Lüften durch den Lüfter kann mit wenigstens einem Lüfter durchgeführt werden. Das Kühlen des Kältemittels wird insbesondere unter Verwendung eines Wärmetauschers durchgeführt. Unter dem oberen Ladelautstärke-Grenzwert ist ein oberer Ladelautstärke-Grenzwert für die Ladestation, für das Fahrzeug und/oder für einen Ladepark zu verstehen. Das heißt, der obere Ladelautstärke-Grenzwert entspricht einer maximal zulässigen Ladelautstärke, insbesondere im Bereich der Antriebsbatterie, im Bereich des Fahrzeugs und/oder im Bereich des Ladeparks beim Laden der Antriebsbatterie. Damit werden Aspekte berücksichtigt, die bei einer vom Fahrzeug losgelösten Betrachtung unberücksichtigt blieben. Die Erfindung betrifft mithin ein Ladeverfahren, bei welchem Ansteuersignale und/oder Betriebspunkte für verschiedene Lärm verursachende Komponenten, insbesondere für den Kältemittelverdichter und den Lüfter, abhängig von einem vorgegebenen, maximal zu emittierenden Außengeräusch ermittelt und/oder eingestellt werden. Das Kühlen mittels Kältemittel kann auf unterschiedliche Arten durchgeführt werden. Unter dem Kühlen der Antriebsbatterie mit Kältemittel kann ein Kühlen der Antriebsbatterie unter Verwendung des Kältemittelverdichters sowie des Kältemittels verstanden werden.
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Zur Erläuterung der komplexen Zusammenhänge, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu berücksichtigen sind, sollen zwei unterschiedliche Kühlvorgänge, und zwar eine reine Batteriekühlung und eine Batterie- und Fahrzeuginnenraumkühlung, beschrieben werden. Bei der reinen Batteriekühlung liegt der Saugdruck vergleichsweise hoch. Der Kältemittelverdichter fördert mit einer gegebenen Drehzahl einen hohen Kältemittelmassenstrom, also eine große abzuführende Wärmemenge am Kondensator des Fahrzeugs. Demnach ist bei einer hohen Lüfterdrehzahl des Lüfters eine niedrige Verdichterdrehzahl des Kältemittelverdichters ausreichend. Wenn nun eine Fahrzeuginnenraumkühlung zugeschaltet wird, so sinkt die Saugdichte und damit der Kältemittelmassenstrom. Damit liegt eine übermäßig hohe Wärmeabfuhr für den erforderlichen Kältemittelmassenstrom vor. Unter der Prämisse einer möglichst gleich bleibenden Ladelautstärke kann es nun sinnvoll sein, die Drehzahl des Lüfters zu reduzieren und die Drehzahl des Kältemittelverdichters zu erhöhen. Hierdurch kann die Kälteleistung bei gleicher Akustik bzw. bei möglichst gleich bleibender Ladelautstärke gesteigert werden.
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Zum Durchführen des Verfahrens wird vorzugsweise ein Kommunikationsprotokoll zwischen der Ladestation und dem Fahrzeug und/oder der Antriebsbatterie ausgeführt und/oder verwendet. Das Kommunikationsprotokoll kann sich beispielsweise an der ISO 15118-20 orientieren und zum Ermöglichen der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte konfiguriert sein. Unter einem Kommunikationsprotokoll kann vorliegend insbesondere eine Vereinbarung verstanden werden, nach der eine Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation und/oder zwischen mehreren Fahrzeugen und mehreren Ladestationen eines Ladeparks abläuft. Das Kommunikationsprotokoll kann mithin als eine Menge von Regeln definiert werden, die Syntax, Semantik und/oder Synchronisation der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation bestimmen. Das Kommunikationsprotokoll kann durch Hardware, Software oder eine Kombination von beiden implementiert sein oder werden. Das Kommunikationsprotokoll kann insbesondere das Verhalten von Datenverbindungs-Hardware zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation definieren.
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Eine Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird vorzugsweise über ein Ladekabel zum elektrischen Laden der Antriebsbatterie durchgeführt. Gleichwohl ist es möglich, dass, beispielsweise zum Ausführen des Kommunikationsprotokolls, alternativ und/oder zusätzlich eine kabellose Datenübertragung zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation durchgeführt wird. Hierzu können das Fahrzeug, die Ladestation und/oder ein Ladepark mit der Ladestation entsprechende Sender/Empfänger aufweisen.
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Unter dem Fahrzeug kann ein reines Elektrofahrzeug mit Elektromotor oder ein Hybrid-Elektrofahrzeug mit Elektromotor sowie Verbrennungsmotor verstanden werden. Unter der Antriebsbatterie ist insbesondere die Hochvoltbatterie des Fahrzeugs zum Antreiben des Fahrzeugs zu verstehen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise zum elektrischen Laden der Antriebsbatterie in einem Fahrzeug durchgeführt. Gleichwohl ist es möglich, dass die Antriebsbatterie im Rahmen des Verfahrens außerhalb eines Fahrzeugs geladen wird.
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Darunter, dass der obere Ladelautstärke-Grenzwert bereitgestellt wird, kann verstanden werden, dass der jeweilige Wert zur Verarbeitung in einem geeigneten Controller bereitgestellt wird. Der Controller kann im Fahrzeug, in der Ladestation, oder als externes Bauteil außerhalb des Fahrzeugs und außerhalb der Ladestation, beispielsweise als zentraler Controller eines Ladeparks mit mehreren Ladestationen, zur Verfügung gestellt werden. Das Laden der Antriebsbatterie unter Berücksichtigung des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes kann dahingehend verstanden werden, dass das elektrische Laden der Antriebsbatterie unter Berücksichtigung des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes geregelt wird. Die Antriebsbatterie wird vorzugsweise in einem Gleichstrommodus geladen. Unter dem oberen Ladelautstärke-Grenzwert kann ein genormter Grenzwert, insbesondere ein genormter Schalldruck-Grenzwert, verstanden werden. Ferner können unter dem Ladelautstärke-Grenzwert ein Schallleistungs-Grenzwert und/oder ein Lautstärke-Schwankungsstärke-Grenzwert verstanden werden. Zusätzlich oder alternativ zum Ladelautstärke-Grenzwert können auf analoge Weise psychoakustische Grenzwerte wie ein akustischer Schärfe- und/oder Rauhigkeits-Grenzwert berücksichtigt werden. Mithin kann es bevorzugt sein, wenn, im Falle von Messungen vor Ort, möglichst alle Fahrzeuge und/oder ladenden Antriebsbatterien nach dem gleichen und/oder einem genormten Messverfahren gemessen werden. Im Rahmen des genormten Messverfahrens kann die vom Fahrzeug und/oder von der Antriebsbatterie ausgehende Lautstärke beispielsweise mit einem vordefinierten Abstand vom Fahrzeug bzw. der Antriebsbatterie von beispielsweise einem Meter und/oder mit einem vordefinierten Abstand vom Boden von beispielsweise ebenfalls einem Meter mit einem Mikrofon, insbesondere mit einem genormten Mikrofon, gemessen werden.
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Der obere Ladelautstärke-Grenzwert kann als zeitabhängiger oberer Ladelautstärke-Grenzwert bereitgestellt werden. So kann der Grenzwert über den Tag und die Nacht betrachtet mit unterschiedlichen Werten bereitgestellt werden. Am Tag kann beispielsweise ein höherer Grenzwert als in der Nacht bereitgestellt werden. Ändern sich beispielsweise die Umgebungsbedingungen und/oder der Zeitpunkt des elektrischen Ladens, kann sich auch der obere Ladelautstärke-Grenzwert ändern. Dies kann entsprechende Auswirkungen auf den Ladevorgang bzw. einen Regelprozess zum Regeln des elektrischen Ladens haben.
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Unter dem Einstellen einer Betriebsweise kann das Einstellen eines Betriebspunktes verstanden werden. So kann unter dem Einstellen der Betriebsweise das Einstellen und/oder entsprechende Ansteuern von Komponenten des Kältemittelverdichters und/oder des Lüfters verstanden werden, die für den entsprechenden Betrieb und/oder die entsprechende Betriebsweise der jeweiligen Komponenten verantwortlich sind.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Verfahren die Betriebsweise des Kältemittelverdichters abhängig von der Betriebsweise des Lüfters eingestellt wird und/oder die Betriebsweise des Lüfters abhängig von der Betriebsweise des Kältemittelverdichters eingestellt wird. Das heißt, die Betriebsweise des Kältemittelverdichters und die Betriebsweise des Lüfters werden nicht getrennt voneinander, sondern mit gegenseitigem Bezug aufeinander berücksichtigt. So kann die Betriebsweise des Kältemittelverdichters abhängig vom oberen Ladelautstärke-Grenzwert und gleichzeitig abhängig von der Betriebsweise des Lüfters eingestellt werden. Die Betriebsweise des Lüfters kann abhängig vom oberen Ladelautstärke-Grenzwert und gleichzeitig abhängig von der Betriebsweise des Kältemittelverdichters eingestellt werden. Damit lässt sich das gewünschte Ziel eines möglichst schnellen Ladevorgangs bei gleichzeitiger Berücksichtigung der Umgebungsgeräusche effektiv erreichen.
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Weiterhin ist es möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Betriebsweise des Kältemittelverdichters über eine Drehzahl des Kältemittelverdichters und/oder die Betriebsweise des Lüfters über eine Drehzahl des Lüfters eingestellt werden. Darunter, dass die Betriebsweise des Kältemittelverdichters und/oder die Betriebsweise des Lüfters über die jeweilige Drehzahl eingestellt werden, kann verstanden werden, dass, unter Berücksichtigung des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes, die Drehzahl des Kältemittelverdichters und/oder die Drehzahl des Lüfters eingestellt werden, um dadurch den entsprechenden Betriebszustand des Kältemittelverdichters und/oder des Lüfters einzustellen. Mit anderen Worten, abhängig vom oberen Ladelautstärke-Grenzwert wird eine Betriebsweise des Kältemittelverdichters mit einer bestimmten Drehzahl des Kältemittelverdichters bzw. einer Welle des Kältemittelverdichters gewählt. Durch das Einstellen der jeweiligen Drehzahl kann auf einfache und effektive Weise Einfluss auf den gewünschten Ladelautstärke-Grenzwert genommen werden und gleichzeitig eine möglichst optimale Kälteleistung eingehalten werden.
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Außerdem ist es möglich, dass bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ein Kältemitteldruck stromaufwärts des Kältemittelverdichters und/oder stromabwärts des Kältemittelverdichters ermittelt wird, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters und/oder die Betriebsweise des Lüfters abhängig vom ermittelten Kältemitteldruck stromaufwärts des Kältemittelverdichters und/oder abhängig vom ermittelten Kältemitteldruck stromabwärts des Kältemittelverdichters eingestellt werden. Auch damit kann der gewünschte Ladelautstärke-Grenzwert bei möglichst hoher Kälteleistung eingehalten werden. Insbesondere kann das Geräuschniveau des Verdichters bei gleichbleibender Drehzahl des Kältemittelverdichters beeinfluss werden. Der zu berücksichtigende Kältemitteldruck wird vorzugsweise direkt stromaufwärts des Kältemittelverdichters, insbesondere in einem Eingangsbereich des Kältemittelverdichters und/oder direkt stromabwärts des Kältemittelverdichters, insbesondere in einem Ausgangsbereich des Kältemittelverdichters, ermittelt.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es weiterhin möglich, dass eine Außentemperatur in der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt wird, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters und/oder die Betriebsweise des Lüfters abhängig von der ermittelten Außentemperatur eingestellt werden. Auch damit kann der gewünschte Ladelautstärke-Grenzwert bei möglichst hoher Kälteleistung eingehalten werden. Die Außentemperatur kann mittels Temperaturmesseinheit direkt am Fahrzeug und/oder direkt an der Ladestation, oder dezentral vom Fahrzeug und/oder der Ladestation, ermittelt und zum Durchführen des Verfahrens bereitgestellt werden.
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Um den gewünschten Ladelautstärke-Grenzwert bei möglichst hoher Kälteleistung zu erreichen ist es zudem möglich, dass bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ein Saugdruck am Kältemittelverdichter ermittelt wird, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters und/oder die Betriebsweise des Lüfters abhängig vom ermittelten Saugdruck eingestellt werden. Zusätzlich und/oder alternativ kann eine Temperatur der Antriebsbatterie und/oder eine Temperatur an der Antriebsbatterie ermittelt werden, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters und/oder die Betriebsweise des Lüfters abhängig von der ermittelten Temperatur bzw. unter Berücksichtigung der ermittelten Temperatur eingestellt werden. Darüber hinaus kann zu dem in Rede stehenden Zweck, das Fahrzeug einen Wärmetauscher für einen definierten Wärmetransport zwischen Kühlmittel und Kältemittel aufweisen, wobei eine Temperatur des Wärmetauschers oder eine Temperatur am Wärmetauscher ermittelt wird, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters und/oder die Betriebsweise des Lüfters abhängig von der ermittelten Temperatur des Wärmetauschers und/oder am Wärmetauscher eingestellt werden. Auf analoge Weise ist es möglich, dass eine Kältemitteltemperatur eines Kältemittels für den Wärmetauscher ermittelt wird, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters und/oder die Betriebsweise des Lüfters abhängig von der ermittelten Kältemitteltemperatur eingestellt werden.
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Zudem ist es möglich, dass das Fahrzeug eine verstellbare Sperreinheit zum Kontrollieren der Kühlluft-Aerodynamik aufweist und bei einem erfindungsgemäßen Verfahren eine Verstellposition der Sperreinheit ermittelt wird, wobei zum Erreichen des gewünschten Ladelautstärke-Grenzwertes bei möglichst hoher Kälteleistung die Betriebsweise des Kältemittelverdichters und/oder die Betriebsweise des Lüfters abhängig von der ermittelten Verstellposition der Sperreinheit eingestellt werden. Unter der Sperreinheit kann eine Kühlerjalousie oder ein Kühlerrollo mit einem verstellbaren Öffnungsgrad und/oder einer aktiven Blende verstanden werden. Aktive Blenden einer Kühlerjalousie wurden bislang zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs verwendet, indem sie automatisch geschlossen werden, wenn der Verbrennungsmotor wenig Kühlluft benötigt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass die Kühlerjalousie und/oder eine Sperreinheit auch zum Lösen der eingangs erwähnten Aufgaben verwendet werden kann. Mit reduzierter Luftmenge sinkt zwar die Kälteleistung, dies kann bei einem geringen Ladelautstärke-Grenzwert mit Bezug auf eine Fahrtrichtung allerdings trotzdem von Vorteil bzw. Interesse sein. Erfindungsgemäß kann die Kühlerjalousie demnach verwendet werden, um die Abstrahlung des Geräusches des Kältemittelverdichters und/oder des Lüfters in wenigstens eine Richtung zu reduzieren.
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Gemäß einer weiteren Variante der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Verfahren der obere Ladelautstärke-Grenzwert mit Bezug auf wenigstens eine vordefinierte Abstrahl-Himmelsrichtung von dem Fahrzeug in die Umgebung des Fahrzeugs bereitgestellt wird. Es hat sich gezeigt, dass die Berücksichtigung der Himmelsrichtung oder von Himmelsrichtungen einen überraschend großen Effekt auf das Vorgehen zum wunschgemäßen Laden der Antriebsbatterie unter Einhaltung möglichst aller Vorgaben haben kann. Beim Laden der Antriebsbatterie kann demnach nicht nur berücksichtigt und/oder gefordert werden, dass der obere Ladelautstärke-Grenzwert beispielsweise 65dB beträgt, sondern dass der obere Ladelautstärke-Grenzwert mit Bezug auf das Fahrzeug, die Ladestation und/oder einen Ladepark mit mehreren Ladestationen nach Norden 60dB und in die anderen Himmelsrichtungen 70dB beträgt. Dadurch kann der Ladevorgang beispielsweise abhängig von der Bauart eines Ladeparks mit mehreren Ladestationen und/oder der Ladestationen selbst, der Ausrichtung einer Ladestation in eine bestimmte Himmelsrichtung, der Ausrichtung des Fahrzeugs in bestimmte Himmelsrichtungen, der Ausrichtung und/oder Position des Fahrzeugs zur Ladestation und/oder der Ausrichtung und/oder Position des Fahrzeugs im Ladepark durchgeführt werden. Zum Bestimmen der Ladeleistung und der damit verbundenen Ladelautstärke kann es so beispielsweise einen Unterschied machen, ob das Fahrzeug quer oder längs zur Ladestation steht, oder ob das Fahrzeug an einer Ladestation eines Ladeparks nahe einer Siedlung oder an einer Ladestation eines Ladepark weiter weg von der Siedlung, ggf. noch hinter einer Lärmschutzwand, geparkt ist. Damit können im Vergleich zu einem Fall, in welchem die Himmelsrichtung und/oder eine spezifische Position des Fahrzeugs an der Ladestation und/oder in einem Ladepark mit mehreren Ladestationen nicht berücksichtigt werden, höhere Ladelautstärke-Grenzwerte verwendet bzw. akzeptiert werden. Und dies hat schließlich dahingehend vorteilhafte Auswirkungen auf das Verfahren, dass die Antriebsbatterie unter Einhaltung des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes mit einer höheren Ladeleistung bzw. unter Entwicklung eines höheren Ladegeräusches geladen werden kann. Von weiterem Vorteil kann es sein, wenn ein oberer Immissionsgrenzwert mit Bezug auf die Umgebung des Fahrzeugs bereitgestellt wird und die Betriebsweise des Kältemittelverdichters sowie die Betriebsweise des Lüfters unter Berücksichtigung des oberen Immissionsgrenzwertes eingestellt werden. Um den gewünschten Ladelautstärke-Grenzwert bei möglichst hoher Kälteleistung zu erreichen kann es ferner von Vorteil sein, bei einer Anfahrt des Fahrzeugs zur Ladestation einen Hinweis zum Parken und/oder zur Ausrichtung des Fahrzeugs an der Ladestation einem Fahrer mitzuteilen und/oder im Fahrzeug anzuzeigen. Dies kann beispielsweise mittels eines Car2x-Systems realisiert werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Computerprogrammprodukt zur Verfügung gestellt, das Befehle umfasst, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer diesen veranlassen, das vorstehend im Detail beschriebene Verfahren auszuführen. Damit bringt das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache und/oder Maschinensprache wie beispielsweise in JAVA, C++, C# und/oder Python implementiert sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Speichermedium wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann den Computer oder andere programmierbare Geräte wie ein Steuergerät derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden und/oder sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden und/oder sein.
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Darüber hinaus wird ein Speichermittel vorgeschlagen, auf dem ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt gespeichert ist. Das Speichermittel ist vorzugsweise in Form eines computerlesbaren und/oder nichtflüchtigen Speichermittels ausgestaltet. Im Speichermittel können außerdem betriebspunktabhängige, vorab berechnete und/oder gemessene Ansteuersignale für das Ausführen des Computerprogrammprodukts und/oder des Verfahrens hinterlegt sein.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 ein Fahrzeug an einer Ladestation zum elektrischen Laden einer Antriebsbatterie des Fahrzeugs,
- 2 ein Speichermittel mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt,
- 3 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform, und
- 4 bis 7 Diagramme zum Erläutern von voneinander abhängigen Betriebsparametern.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einer Antriebsbatterie 11, wobei das Fahrzeug 10 zum elektrischen Laden der Antriebsbatterie 11 durch ein Ladekabel 19 mit der Ladestation 12 verbunden ist. Das Fahrzeug 10 weist einen Kältemittelverdichter 13 zum Kühlen der Antriebsbatterie 11 mit Kältemittel und einen Lüfter 14 zum Kühlen des Kältemittels auf. Das Fahrzeug 10 weist außerdem einen Computer 16 in Form eines Fahrzeugsteuergerätes sowie eine verstellbare Sperreinheit 18 in Form einer Kühlerjalousie auf. 2 zeigt ein nichtflüchtiges Speichermittel 17, auf dem ein Computerprogrammprodukt 15 gespeichert ist. Das Computerprogrammprodukt 15 umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts 15 durch einen Computer 16 wie den des Fahrzeugs 10 diesen veranlassen, ein Verfahren zum elektrischen Laden einer Antriebsbatterie 11 für ein Fahrzeug 10 an einer Ladestation 12 auszuführen.
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Mit Bezug auf 3 und 1 wird ein solches Verfahren nun im Detail erläutert. In einem Schritt S1a wird die Antriebsbatterie 11, während des elektrischen Ladens der Antriebsbatterie 11, mit dem Kältemittelverdichter 13 gekühlt. In einem parallelen Schritt S1b wird das Kältemittel mittels des Lüfters 14 gekühlt. Gleichzeitig wird in einem Schritt Sn ein oberer Ladelautstärke-Grenzwert bereitgestellt. Dieser wird vorzugsweise aus einem Speicher ausgelesen und/oder vor Ort abhängig von weiteren Umgebungsbedingungen erstellt. Die Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 wird nun abhängig von der Betriebsweise des Lüfters 14 sowie unter Berücksichtigung des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes eingestellt. Der Kältemittelverdichter 13 wird anschließend gemäß Schritt S2a betrieben. Außerdem, insbesondere gleichzeitig oder wenigstens teilweise gleichzeitig, wird die Betriebsweise des Lüfters 14 abhängig von der Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 sowie unter Berücksichtigung des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes eingestellt. Der Lüfter 14 wird anschließend gemäß Schritt S2b betrieben. Der Kältemittelverdichter 13 und der Lüfter 14 können nun kontinuierlich abhängig voneinander sowie abhängig vom oberen Ladelautstärke-Grenzwert eingestellt werden.
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Zum Einstellen der gewünschten Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 wird die Drehzahl des Kältemittelverdichters 13 auf einen bestimmten Wert eingestellt. Zum Einstellen der gewünschten Betriebsweise des Lüfters 14 wird die Drehzahl des Lüfters 14 auf einen bestimmten Wert eingestellt.
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Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. D.h., die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden.
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So kann in Schritt Sn zusätzlich eine Außentemperatur in der Umgebung des Fahrzeugs 10 ermittelt werden, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 und/oder die Betriebsweise des Lüfters 14 abhängig von der ermittelten Außentemperatur eingestellt werden. Im Rahmen von Schritt Sn kann ferner ein Kältemitteldruck stromaufwärts des Kältemittelverdichters 13 und/oder stromabwärts des Kältemittelverdichters 13 ermittelt werden, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 und/oder die Betriebsweise des Lüfters 14 abhängig vom ermittelten Kältemitteldruck stromaufwärts des Kältemittelverdichters 13 und/oder abhängig vom ermittelten Kältemitteldruck stromabwärts des Kältemittelverdichters 13 eingestellt werden. Zudem kann in Schritt Sn ein Saugdruck am Kältemittelverdichter 13 ermittelt werden, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 und/oder die Betriebsweise des Lüfters 14 abhängig vom ermittelten Saugdruck eingestellt werden. Darüber hinaus kann in Schritt Sn eine Temperatur der Antriebsbatterie 11 und/oder an der Antriebsbatterie 11 ermittelt werden, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 und/oder die Betriebsweise des Lüfters 14 abhängig von dieser ermittelten Temperatur eingestellt werden. Weiterhin kann das Fahrzeug 10 einen Wärmetauscher für einen definierten Wärmetransport zwischen Kühlmittel und Kältemittel aufweisen, wobei in Schritt Sn eine Temperatur des Wärmetauschers oder am Wärmetauscher ermittelt wird und wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 und/oder die Betriebsweise des Lüfters 14 abhängig von dieser ermittelten Temperatur eingestellt werden. Außerdem kann in Schritt Sn eine Kältemitteltemperatur eines Kältemittels für den Wärmetauscher ermittelt werden, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 und/oder die Betriebsweise des Lüfters 14 abhängig von der ermittelten Kältemitteltemperatur eingestellt werden.
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Weiterhin kann in Schritt Sn eine Verstellposition der Sperreinheit 18 ermittelt werden, wobei die Betriebsweise des Kältemittelverdichters 13 und/oder die Betriebsweise des Lüfters 14 abhängig von der ermittelten Verstellposition der Sperreinheit 18 eingestellt werden. Der obere Ladelautstärke-Grenzwert kann mit Bezug auf wenigstens eine vordefinierte Abstrahl-Himmelsrichtung von dem Fahrzeug 10 in die Umgebung des Fahrzeugs 10 bereitgestellt werden.
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Mit Bezug auf die Diagramme der 4 bis 7 werden nun verschiedene Zusammenhänge zwischen Betriebsparametern zum Einstellen unterschiedlicher Betriebsweisen und/oder Betriebspunkte des Kältemittelverdichters 13 sowie des Lüfters 14 beschrieben, die beim Einstellen der Betriebsweisen des Kältemittelverdichters 13 und/oder des Lüfters 14 berücksichtigt werden können. In 4 ist die Drehzahl gegen den Saugdruck aufgezeichnet. Die gestrichelte Linie betrifft den Kältemittelverdichter 13 und die durchgehende Linie den Lüfter 14. Wie mit Blick auf 4 zu erkennen ist, wird die Drehzahl des Kältemittelverdichters 13 mit steigendem Saugdruck reduziert. Mit Blick auf den Lüfter 14 wird die Drehzahl mit steigendem Saugdruck erhöht. In 5 ist die Drehzahl gegen die Außentemperatur aufgezeichnet. Wie mit Blick auf 5 zu erkennen ist, wird die Drehzahl des Kältemittelverdichters 13 mit steigender Außentemperatur reduziert. Mit Blick auf den Lüfter 14 wird die Drehzahl mit steigender Außentemperatur erhöht. In 6 ist die Drehzahl gegen den Hochdruck aufgezeichnet. Wie mit Blick auf 6 zu erkennen ist, wird die Drehzahl des Kältemittelverdichters 13 mit steigendem Hochdruck leicht reduziert. Mit Blick auf den Lüfter 14 wird die Drehzahl mit steigendem Hochdruck leicht erhöht. In 7 ist die Drehzahl gegen den Öffnungsgrad der Sperreinheit 18 aufgezeichnet. Wie mit Blick auf 7 zu erkennen ist, wird die Drehzahl des Kältemittelverdichters 13 mit einem erhöhten Öffnungsgrad leicht erhöht. Mit Blick auf den Lüfter 14 wird die Drehzahl mit einem erhöhten Öffnungsgrad leicht reduziert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 11
- Antriebsbatterie
- 12
- Ladestation
- 13
- Kältemittelverdichter
- 14
- Lüfter
- 15
- Computerprogrammprodukt
- 16
- Computer
- 17
- Speichermittel
- 18
- Sperreinheit
- 19
- Ladekabel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018209072 A1 [0002]
- DE 102018209071 A1 [0002]
- DE 102017107538 A1 [0002]
