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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Ermittlung und/oder zur Anpassung der Restreichweite eines zumindest teilweise elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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Ein zumindest teilweise, insbesondere ein vollständig, elektrisch angetriebenes Fahrzeug umfasst (ggf. genau) einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere einen elektrochemischen Energiespeicher wie z.B. eine Lithium-Ionen basierte Batterie, der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb eines elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs zu speichern.
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Die elektrische Energiemenge und/oder die elektrische Leistung, die einem Energiespeicher entnommen werden können, hängen typischerweise von den Umgebungs- und/oder Betriebsbedingungen des elektrischen Energiespeichers ab. Insbesondere sind die entnehmbare Energiemenge und/oder Leistung typischerweise von der Temperatur des Energiespeichers abhängig.
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Die Abhängigkeit der entnehmbaren Energiemenge und/oder Leistung von den Umgebungs- und/oder Betriebsbedingungen eines elektrischen Energiespeichers kann zu Ungenauigkeiten und/oder Unsicherheiten bei der geschätzten Restreichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs führen, was wiederum zu Komforteinbußen für einen Nutzer, insbesondere für den Fahrer, des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs führen kann.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, den Komfort eines Nutzers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs in Bezug auf die Restreichweite, insbesondere in Bezug auf die über eine Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs ausgegebene, etwa angezeigte, Restreichweite, des Fahrzeugs in effizienter und zuverlässiger Weise zu erhöhen.
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Die Aufgabe wird durch jeden der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u.a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Es wird darauf hingewiesen, dass zusätzliche Merkmale eines von einem unabhängigen Patentanspruch abhängigen Patentanspruchs ohne die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs oder nur in Kombination mit einer Teilmenge der Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs eine eigene und von der Kombination sämtlicher Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs unabhängige Erfindung bilden können, die zum Gegenstand eines unabhängigen Anspruchs, einer Teilungsanmeldung oder einer Nachanmeldung gemacht werden kann. Dies gilt in gleicher Weise für in der Beschreibung beschriebene technische Lehren, die eine von den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche unabhängige Erfindung bilden können.
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Gemäß einem Aspekt wird eine Vorrichtung zur Ermittlung eines Wertes der Restreichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs beschrieben. Der Wert der Restreichweite kann anhand von zumindest einer Schätzung, einer Prognose, einer Prädiktion, einer Messung und/oder einer Berechnung ermittelt werden. Der Wert der Restreichweite kann auch als Schätzwert und/oder als prognostizierter Wert und/oder als berechneter Wert und/oder als ermittelter Wert der Restreichweite bezeichnet werden. Die Vorrichtung kann dabei darauf ausgerichtet sein, den Wert der Restreichweite zu ermitteln, der über eine Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs (an den Nutzer des Fahrzeugs) ausgegeben wird. Es kann somit der über die Benutzerschnittstelle auszugebende Wert der Restreichweite ermittelt werden.
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Das Fahrzeug umfasst (ggf. genau) einen elektrischen Energiespeicher (insbesondere einen Hochvoltspeicher, mit einer Nennspannung von 200V oder mehr, z.B. zwischen 200V und 800V) zur Speicherung von elektrischer Energie für den Betrieb eines elektrischen Antriebsmotors des Fahrzeugs.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, den Wert der Restreichweite zu ermitteln, die an einem bestimmten Zeitpunkt während einer aktuellen Fahrt des Fahrzeugs vorliegt (ohne, dass ein Aufladen des Energiespeichers erfolgt). Die Vorrichtung kann zu diesem Zweck eingerichtet sein, Ladezustandsinformation in Bezug auf den Ladezustand des elektrischen Energiespeichers des Fahrzeugs an dem bestimmten Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt zu ermitteln. Beispielhafte Ladezustandsinformation ist die Spannung an den Klemmen des elektrischen Energiespeichers. Der Wert der Restreichweite des Fahrzeugs an dem bestimmten Zeitpunkt kann dann auf Basis der Ladezustandsinformation ermittelt werden. Es kann somit als Wert der Restreichweite ermittelt werden, wie weit (d.h. welche Streckenlänge) das Fahrzeug mit der in dem Energiespeicher gespeicherten Energiemenge noch fahren kann.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, den ermittelten Wert der Restreichweite während der aktuellen Fahrt über eine Benutzerschnittstelle (z.B. auf einer Anzeigeeinheit) des Fahrzeugs auszugeben. Dies ermöglicht es dem Fahrer des Fahrzeugs, die aktuelle Fahrt (und ggf. ein Laden des Energiespeichers) zu planen.
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Die Vorrichtung ist eingerichtet, zu bestimmen, ob eine Auflad-Situation vorliegt, bei der der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs während der aktuellen Fahrt, nach Abschluss der aktuellen Fahrt oder vor der direkt nachfolgenden Fahrt (an einer Fahrzeug-externen Ladestation) geladen werden wird, oder ob eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt, bei der der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs nicht während der aktuellen Fahrt und nicht vor der direkt nachfolgenden Fahrt (an einer Fahrzeug-externen Ladestation) geladen werden wird.
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Es kann somit ermittelt werden, ob vor der direkt nachfolgenden Fahrt des Fahrzeugs ein Ladevorgang des Energiespeichers (an einer Fahrzeug-externen Ladestation) stattfinden wird (und somit eine Auflad-Situation vorliegt) oder nicht (und somit eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt).
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, auf Basis einer Nutzereingabe über die Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs (z.B. in Reaktion auf eine Anfrage an den Nutzer, insbesondere an den Fahrer, des Fahrzeugs), und/oder auf Basis einer geplanten Fahrroute des Fahrzeugs (auf der z.B. eine Fahrzeug-externe Ladestation liegt) zu bestimmen, ob eine Auflad-Situation oder ob eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt.
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Des Weiteren ist die Vorrichtung eingerichtet, den Wert der Restreichweite des Fahrzeugs in Abhängigkeit davon zu ermitteln, ob eine Auflad-Situation oder ob eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt.
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Die Vorrichtung kann insbesondere eingerichtet sein, an dem bestimmten Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt, den Wert der Restreichweite des Fahrzeugs, insbesondere auf Basis des Ladezustands des Energiespeichers an dem bestimmten Zeitpunkt, ohne Berücksichtigung einer vorzuhaltenden Energiereserve des Energiespeichers zu ermitteln, wenn eine Auflad-Situation vorliegt. So kann ein relativ erhöhter Wert der Restreichweite bereitgestellt werden, um eine möglichst lange aktuelle Fahrt des Fahrzeugs zu ermöglichen.
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Andererseits kann die Vorrichtung eingerichtet sein, an dem bestimmten Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt, den Wert der Restreichweite des Fahrzeugs, insbesondere auf Basis des Ladezustands des Energiespeichers an dem bestimmten Zeitpunkt, unter Berücksichtigung der vorzuhaltenden Energiereserve des Energiespeichers zu ermitteln, wenn eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt. So kann ein Wert der Restreichweite bereitgestellt werden, der eine zuverlässige nachfolgende Fahrt des Fahrzeugs ermöglicht.
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Durch die situationsabhängige Ermittlung des Wertes der Restreichweite kann somit der Komfort für den Nutzer des Fahrzeugs erhöht werden.
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Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, den Wert der Restreichweite des Fahrzeugs an dem bestimmten Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs unter Berücksichtigung einer vorzuhaltenden Energiereserve des Energiespeichers zu ermitteln (insbesondere bei Vorliegen einer Nicht-Auflad-Situation). Die vorzuhaltende Energiereserve des Energiespeichers kann dabei von der voraussichtlichen Änderung eines Betriebswertes für zumindest einen Betriebsparameter, insbesondere für die Temperatur, des Energiespeichers des Fahrzeugs zwischen dem Ende der aktuellen Fahrt und dem Beginn der direkt nachfolgenden Fahrt abhängen. Alternativ oder ergänzend kann die vorzuhaltende Energiereserve des Energiespeichers von der voraussichtlichen Reduzierung der Temperatur des Energiespeichers nach Beendigung der aktuellen Fahrt abhängen. Alternativ oder ergänzend kann die vorzuhaltende Energiereserve des Energiespeichers ausgebildet sein, eine Reduzierung der Restreichweite des Fahrzeugs aufgrund einer Änderung des Betriebswertes des zumindest einen Betriebsparameters zwischen dem Ende der aktuellen Fahrt und dem Beginn der direkt nachfolgenden Fahrt zumindest teilweise zu kompensieren. Alternativ oder ergänzend kann die vorzuhaltende Energiereserve des Energiespeichers einer bestimmten Menge und/oder einem bestimmten Anteil der in dem elektrischen Energiespeicher (an dem bestimmten Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt) gespeicherten elektrischen Energiemenge entsprechen. So kann ein besonders zuverlässiger Betrieb des Fahrzeugs ermöglicht werden, um den Komfort für den Nutzer des Fahrzeugs zu erhöhen.
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Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, einen Betriebswert für zumindest einen Betriebsparameter, insbesondere für die Temperatur, des Energiespeichers des Fahrzeugs an dem bestimmten Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt zu ermitteln (z.B. auf Basis von Sensordaten von ein oder mehreren Sensoren des Fahrzeugs).
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Der Wert der Restreichweite des Fahrzeugs an dem bestimmten Zeitpunkt kann in Abhängigkeit von dem ermittelten Betriebswert ermittelt werden, wenn eine Auflad-Situation vorliegt. Andererseits kann der Wert der Restreichweite des Fahrzeugs an dem bestimmten Zeitpunkt ggf. unabhängig von dem ermittelten Betriebswert ermittelt werden, wenn eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt. So kann der Wert der Restreichweite in besonders zuverlässiger Weise ermittelt werden (je nach vorliegender Situation).
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, den voraussichtlichen Betriebswert für zumindest einen Betriebsparameter, insbesondere für die Temperatur, des Energiespeichers des Fahrzeugs bei Beginn der direkt nachfolgenden Fahrt des Fahrzeugs zu prädizieren (z.B. auf Basis von Wetterdaten in Bezug auf die aktuelle Wetterlage). Der Wert der Restreichweite des Fahrzeugs an dem bestimmten Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs kann dann in besonders präziser Weise in Abhängigkeit von dem voraussichtlichen Betriebswert ermittelt werden, wenn eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zu bestimmen, dass der Wert der Restreichweite einen Restreichweite-Schwellenwert erreicht oder unterschreitet. Dabei ist der Restreichweite-Schwellenwert bevorzugt größer als die vorzuhaltende Energiereserve.
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Es kann (ggf. erst) in Reaktion darauf bestimmt werden, ob eine Auflad-Situation oder ob eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt, und/oder es kann (ggf. erst) in Reaktion darauf der Wert der Restreichweite in Abhängigkeit davon ermittelt werden, ob eine Auflad-Situation oder ob eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt. Andererseits kann die Vorrichtung eingerichtet ist, den Wert der Restreichweite unter der Annahme zu ermitteln, dass eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt, und/oder unter Berücksichtigung der vorzuhaltenden Energiereserve des Energiespeichers zu ermitteln, wenn, insbesondere solange, der Wert der Restreichweite größer als der Restreichweite-Schwellenwert ist. So können die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit des Wertes der Restreichweiter weiter erhöht werden.
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Die Vorrichtung kann somit eingerichtet sein, insbesondere wenn eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt, eine Energiereserve des elektrischen Energiespeichers vorzuhalten. Die Energiereserve kann dabei ausgebildet sein, auch dann ein Fahren des Fahrzeugs mit einer vordefinierten Mindestreichweite zu ermöglichen, wenn zwischen dem Ende der aktuellen Fahrt und dem Beginn der direkt nachfolgenden Fahrt eine bestimmte Änderung des Betriebswertes für zumindest einen Betriebsparameter, insbesondere für die Temperatur, des Energiespeichers des Fahrzeugs erfolgt.
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Die Energiereserve kann ggf. standardmäßig nicht für die aktuelle Fahrt des Fahrzeugs zur Verfügung stehen. Andererseits kann die Vorrichtung eingerichtet sein, in Reaktion auf eine (Freigabe-) Aufforderung durch den Nutzer des Fahrzeugs über die Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs und/oder in Reaktion auf eine (Freigabe-) Aufforderung durch eine Fahrzeug-externe Einheit über eine (drahtlose) Kommunikationsverbindung (etwa von einem Wartungsdienst), die vorgehaltene Energiereserve für die aktuelle Fahrt freizugeben. Die Energiereserve kann somit in selektiver Weise freigegeben werden, um die verfügbare Restreichweite des Fahrzeugs zu erhöhen. So kann der Komfort des Fahrzeugs weiter erhöht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung zur Anpassung der Restreichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs beschrieben, das (ggf. genau) einen elektrischen Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie für einen elektrischen Antriebsmotor des Fahrzeugs umfasst. Die Merkmale der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen können in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, während der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs, eine Energiereserve des elektrischen Energiespeichers vorzuhalten. Wie bereits weiter oben dargelegt, kann die vorgehaltene Energiereserve ausgebildet sein, auch dann ein Fahren des Fahrzeugs mit einer vordefinierten Mindestreichweite zu ermöglichen, wenn zwischen dem Ende der aktuellen Fahrt und dem Beginn einer direkt nachfolgenden Fahrt eine bestimmte Änderung eines Betriebswertes für zumindest einen Betriebsparameter, insbesondere für die Temperatur, des Energiespeichers des Fahrzeugs erfolgt.
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Die Vorrichtung ist ferner eingerichtet, in Reaktion auf eine (Freigabe-) Aufforderung durch einen Nutzer des Fahrzeugs über die Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs und/oder in Reaktion auf eine (Freigabe-) Aufforderung durch eine Fahrzeug-externe Einheit über eine Kommunikationsverbindung, die vorgehaltene Energiereserve für die aktuelle Fahrt freizugeben. So kann die Restreichweite des Fahrzeugs in zuverlässiger Weise angepasst werden, um den Komfort des Fahrzeugs zu erhöhen.
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Die Vorrichtung kann eingerichtet sein, zu bestimmen, dass der Wert der Restreichweite des Fahrzeugs (der z.B. wie weiter oben beschrieben ermittelt wird) einen Restreichweite-Schwellenwert erreicht oder unterschreitet. Es kann (ggf. erst) in Reaktion darauf ermittelt werden, ob die vorgehaltene Energiereserve für die aktuelle Fahrt freigegeben werden soll oder nicht. Die Freigabe kann somit ggf. auf Situationen beschränkt sein, bei denen eine relativ niedrige Restreichweite des Fahrzeugs vorliegt. So kann die Zuverlässigkeit der Anpassung der Restreichweiter weiter erhöht werden.
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Wie bereits weiter oben dargelegt, kann die Vorrichtung eingerichtet sein, zu bewirken, dass der Wert der Restreichweite des Fahrzeugs über die Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs ausgegeben wird. Dabei kann der ausgegebene Wert der Restreichweite die vorgehaltene Energiereserve des Energiespeichers ggf. nicht berücksichtigen, solange die Energiereserve nicht freigegeben wurde. Andererseits kann der ausgegebene Wert der Restreichweite die vorgehaltene Energiereserve des Energiespeichers ggf. erst dann berücksichtigen, wenn die Energiereserve freigegeben wurde. So kann der Komfort für den Nutzer weiter erhöht werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein (Straßen-) Kraftfahrzeug (insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen oder ein Bus oder ein Motorrad) beschrieben, das zumindest eine der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen umfasst.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Fahrzeug-externe Einheit (z.B. ein Server) beschrieben, die zumindest eine der in diesem Dokument beschriebenen Vorrichtungen umfasst.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Ermittlung eines Wertes der Restreichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs beschrieben. Das Verfahren umfasst das Bestimmen, ob eine Auflad-Situation vorliegt, bei der der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs während der aktuellen Fahrt oder vor einer direkt nachfolgenden Fahrt (an einer Fahrzeug-externen Ladestation) geladen werden wird, oder ob eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt, bei der der elektrische Energiespeicher des Fahrzeugs nicht während der aktuellen Fahrt und/oder nicht vor der direkt nachfolgenden Fahrt (an einer Fahrzeug-externen Ladestation) geladen werden wird. Das Verfahren umfasst ferner das Ermitteln des Wertes der Restreichweite des Fahrzeugs in Abhängigkeit davon, ob eine Auflad-Situation oder (alternativ) ob eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Anpassung der Restreichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs beschrieben, wobei das Fahrzeug einen elektrischen Energiespeicher zur Speicherung von elektrischer Energie für einen elektrischen Antriebsmotor des Fahrzeugs umfasst. Das Verfahren umfasst das Vorhalten, während einer aktuellen Fahrt des Fahrzeugs, einer Energiereserve des elektrischen Energiespeichers. Dabei kann die vorgehaltene Energiereserve ausgebildet sein, auch dann ein Fahren des Fahrzeugs mit einer vordefinierten Mindestreichweite (z.B. zwischen 5 und 20 km) zu ermöglichen, wenn zwischen einem Ende der aktuellen Fahrt und einem Beginn einer direkt nachfolgenden Fahrt eine bestimmte Änderung eines Betriebswertes für zumindest einen Betriebsparameter, insbesondere für eine Temperatur, des Energiespeichers des Fahrzeugs erfolgt, Das Verfahren umfasst ferner, in Reaktion auf eine Aufforderung durch einen Nutzer des Fahrzeugs über eine Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs und/oder in Reaktion auf eine Aufforderung durch eine Fahrzeug-externe Einheit über eine Kommunikationsverbindung, das Freigeben der vorgehaltenen Energiereserve für die aktuelle Fahrt.
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Die Verfahren können jeweils zumindest teilweise oder vollständig in einem Fahrzeug und/oder zumindest teilweise oder vollständig in einer Fahrzeug-externen Einheit ausgeführt werden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z.B. auf einem Steuergerät eines Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch zumindest eines der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch zumindest eines in diesem Dokument beschriebenen Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Des Weiteren können j egliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Ferner sind in Klammern aufgeführte Merkmale als optionale Merkmale zu verstehen.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigen
- 1 ein beispielhaftes elektrisch angetriebenes Fahrzeug;
- 2 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Ermittlung der Restreichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs; und
- 3 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Anpassung der Restreichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Erhöhung des Komforts eines Nutzers eines (zumindest teilweise oder vollständig) elektrisch angetriebenen Fahrzeugs. In diesem Zusammenhang zeigt 1 ein beispielhaftes Fahrzeug 100 mit einem elektrischen Antriebsmotor 102, der eingerichtet ist, das Fahrzeugs 100 anzutreiben. Das Fahrzeug 100 umfasst ferner einen elektrischen Energiespeicher 103, insbesondere einen elektrochemischen Energiespeicher, der eingerichtet ist, elektrische Energie für den Betrieb des Antriebsmotors 102 zu speichern. Der Energiespeicher 103 kann dabei eine bestimmte Speicherkapazität und/oder eine bestimmte maximal mögliche Entladeleistung aufweisen.
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Das Fahrzeug 100 kann zumindest einen Sensor 104 umfassen, der eingerichtet ist, Sensordaten in Bezug auf den Energiespeicher 103 zu erfassen. Die Sensordaten können z.B. die Spannung an den Klemmen des Energiespeichers 103 anzeigen. Eine (Auswerte-) Vorrichtung 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren 104 die Energiemenge und/oder die Leistung zu ermitteln, die dem Energiespeicher 103 noch entnommen werden kann. Des Weiteren kann die Vorrichtung 101 eingerichtet sein, auf Basis der Sensordaten der ein oder mehreren Sensoren 104, insbesondere auf Basis der ermittelten Energiemenge und/oder Leistung, einen Wert der Restreichweite des Fahrzeugs 100 zu ermitteln. Der Wert der Restreichweite des Fahrzeugs 100 kann über eine Benutzerschnittstelle 105 des Fahrzeugs 100 an einen Nutzer, insbesondere an den Fahrer, des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden. Beispielsweise kann die Benutzerschnittstelle 105 eine Anzeigeeinheit, etwa einen Bildschirm, aufweisen, auf der der Wert der Restreichweite des Fahrzeugs 100 angezeigt werden kann.
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Die Energiemenge und/oder die Leistung, die dem Energiespeicher 103 entnommen werden können, hängen typischerweise von ein oder mehreren Betriebsparametern, unter anderem von der Temperatur, des Energiespeichers 103 ab. Typischerweise steigt der Innenwiderstand des Energiespeichers 103 mit sinkender Temperatur an, was dazu führt, dass die Energiemenge und/oder die Leistung, die dem Energiespeicher 103 entnommen werden können, mit sinkender Temperatur sinken.
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Insbesondere in relativ kalten Jahreszeiten ist die Temperatur des Energiespeichers 103 während des Betriebs und/oder am Ende einer Fahrt des Fahrzeugs 100 meist höher als zu Beginn einer nachfolgenden Fahrt (z.B., wenn das Fahrzeug 100 über Nacht abgestellt wurde). Dies kann dazu führen, dass die Restreichweite des Fahrzeugs 100, die sich aus der entnehmbaren Energiemenge des Energiespeichers 103 ergibt, während des Betriebs und/oder am Ende einer Fahrt höher ist als zu Beginn einer nachfolgenden Fahrt. Insbesondere kann dies dazu führen, dass dem Nutzer des Fahrzeugs 100 über die Benutzerschnittstelle 105 am Ende einer Fahrt ein höherer Wert der Restreichweite des Fahrzeugs 100 angezeigt wird, als zu Beginn der direkt darauffolgenden Fahrt. Dies kann zu Komforteinbußen für den Nutzer des Fahrzeugs 100 führen, insbesondere dann, wenn der Wert der Restreichweite zu Beginn der nachfolgenden Fahrt nicht ausreichend ist, um eine Fahrzeug-externe Ladestation zum Laden des Fahrzeugs 100 anfahren zu können.
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Die Vorrichtung 101 des Fahrzeugs 100 kann eingerichtet sein, auch während einer Fahrt des Fahrzeugs 100, insbesondere auch bei einem relativ warmen Energiespeicher 103, den Wert der Restreichweite des Fahrzeugs 100 unter der Annahme eines relativ kalten Energiespeichers 103 zu ermitteln. Insbesondere kann die Vorrichtung 101 eingerichtet sein, an einem bestimmten Zeitpunkt während einer Fahrt des Fahrzeugs 100 die Restreichweite des Fahrzeugs 100 zu schätzen, die das Fahrzeug 100 an dem bestimmten Zeitpunkt aufweisen würde, wenn der Energiespeicher 103 kalt wäre. Zu diesem Zweck können Temperaturdaten in Bezug auf die Umgebungstemperatur des Fahrzeugs 100 berücksichtigt werden. Über die Benutzerschnittstelle 105 kann dann der (ggf.) reduzierte Wert der Restreichweite ausgegeben werden.
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Durch die Ermittlung und die Ausgabe eines reduzierten Wertes der Restreichweite (der z.B. um eine bestimmte Energiereserve reduziert wurde), wobei der Wert das Abkühlen des Energiespeichers 103 nach Beendigung einer Fahrt berücksichtigt, kann ein besonders sicherer Wert der Restreichweite bereitgestellt werden. Andererseits wird durch die vorgehaltene Energiereserve das insgesamt verfügbare Reichweitenpotential des Fahrzeugs 100 nicht vollständig ausgeschöpft, wodurch der Nutzungskomfort des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 100 reduziert wird.
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Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, zu prädizieren, ob der Energiespeicher 103 vor oder bei Beendigung einer Fahrt aufgeladen werden wird (und somit eine Auflad-Situation vorliegt) oder nicht (und somit eine Nicht-Auflad-Situation). Beispielsweise kann auf Basis einer in einem Navigationssystem geplanten Fahrroute für die Fahrt des Fahrzeugs 100 ermittelt werden, ob die Fahrroute (z.B. als Zielort) eine Fahrzeug-externe Ladestation zum Laden des Fahrzeugs 100 umfasst. Alternativ oder ergänzend kann der Nutzer des Fahrzeugs 100 über die Benutzerschnittstelle 105 befragt werden, ob ein Laden des Energiespeichers 103 des Fahrzeugs 100 vor oder bei Beendigung der Fahrt geplant ist oder nicht.
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Der Wert der Restreichweite kann dann in Abhängigkeit davon ermittelt werden, ob prädiziert wurde, dass der Energiespeicher 103 vor oder bei Beendigung der Fahrt aufgeladen werden wird, oder ob prädiziert wurde, dass der Energiespeicher 103 vor oder bei Beendigung der Fahrt nicht aufgeladen werden wird. Insbesondere kann der Wert der Restreichweite auf Basis der ein oder mehreren Betriebsbedingungen des Energiespeichers 103 während der Fahrt (ohne Berücksichtigung der Änderung der Betriebsbedingungen, insbesondere der Reduzierung der Temperatur, nach Beendigung der Fahrt) ermittelt werden, wenn prädiziert bzw. bestimmt wurde, dass der Energiespeicher 103 vor oder bei Beendigung der Fahrt (oder zumindest vor Beginn der nachfolgenden Fahrt) aufgeladen werden wird. Andererseits kann der Wert der Restreichweite auf Basis der ein oder mehreren geänderten Betriebsbedingungen (insbesondere der reduzierten Temperatur) des Energiespeichers 103 nach Beendigung der Fahrt ermittelt werden, wenn prädiziert bzw. bestimmt wurde, dass der Energiespeicher 103 vor oder bei Beendigung der Fahrt nicht (und insbesondere nicht vor Beginn der direkt nachfolgenden Fahrt) aufgeladen werden wird.
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So kann der Komfort für den Nutzer des Fahrzeugs erhöht werden, da eine zuverlässige Angabe der Restreichweite und eine möglichst hohe Gesamtreichweite des Fahrzeugs 100 ermöglicht werden.
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Wie bereits weiter oben dargelegt, kann eine Energiereserve des elektrischen Energiespeichers 103 vorgesehen sein, um einen zuverlässigen Betrieb des elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 100 zu gewährleisten. Die Energiereserve kann z.B. von der voraussichtlichen Änderung der ein oder mehreren Betriebsparameter des elektrischen Energiespeicher 103 nach Beendigung einer Fahrt abhängen (wie oben dargelegt).
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Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, während einer Fahrt die Energiereserve des Energiespeichers 103 zurückzuhalten, auch wenn die der Energiereserve entsprechende Energiemenge dem Energiespeicher 103 technisch noch entnommen werden könnte. So kann ein zuverlässiger Beginn einer nachfolgenden Fahrt gewährleistet werden (auch nach Abkühlen des Energiespeichers 103). Andererseits wird durch das Vorhalten einer Energiereserve das insgesamt verfügbare Reichweitenpotential des Fahrzeugs 100 nicht voll ausgeschöpft.
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Die Vorrichtung 101 kann eingerichtet sein, während einer Fahrt zu erkennen, dass ein bestimmten Restreichweiten-Schwellenwert erreicht oder unterschritten wurde. Der Restreichweiten-Schwellenwert kann dabei einer Energiemenge entsprechen die mindestens gleich oder größer als die Energiereserve des Energiespeichers 103 ist.
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Des Weiteren kann die Vorrichtung 101 eingerichtet sein, zu überprüfen, ob die Energiereserve für die Fahrt freigegeben werden kann oder nicht. Beispielsweise kann zu diesem Zweck über die Benutzerschnittstelle 105 des Fahrzeugs 100 eine Anfrage an den Nutzer des Fahrzeugs 100 gestellt werden, ob die Energiereserve des Energiespeichers 103 freigegeben werden soll oder nicht (z.B. mit dem Hinweis, dass die Energiereserve nur dann genutzt werden sollte, wenn der Energiespeicher 103 vor oder bei Beendigung der Fahrt, oder zumindest vor der direkt nachfolgenden Fahrt, geladen wird). Die Energiereserve kann dann in Abhängigkeit von der Rückmeldung des Nutzers freigegeben werden (um die Restreichweite des Fahrzeugs 100 zu erhöhen) oder nicht.
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Alternativ oder ergänzend kann eine Anfrage an eine Fahrzeug-externe Einheit dahingehend gestellt werden (z.B. über eine drahtlose Kommunikationsverbindung), ob die Energiereserve des Energiespeichers 103 freigegeben werden soll oder nicht. Die Fahrzeug-externe Einheit kann z.B. von einem Wartungsdienst des Fahrzeugs 100 betrieben werden.
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Es kann somit eine bedingte Freigabe der Energiereserve erfolgen, z.B. um es dem Nutzer des Fahrzeugs 100 bei Bedarf zu ermöglichen, zu einer Ladestation zu fahren. So kann der Nutzungskomfort des Fahrzeugs 100 weiter erhöht werden.
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Mit anderen Worten, es kann eine Erhöhung der Reichweite des Fahrzeugs 100 bewirkt werden, z.B. zur Vermeidung einer Fahrzeug-Panne oder zur Optimierung der verfügbaren Reichweite für den Nutzer des Fahrzeugs 100. Zu diesem Zweck kann, wenn ein bestimmter (vor-definierter) Restreichweite-Schwellenwert erreicht oder unterschritten wird, (über die Benutzerschnittstelle 105) eine Abfrage an den Fahrer des Fahrzeugs 100 ausgegeben werden, dahingehend, ob der Fahrer das Fahrzeug 100 vor oder nach Beendigung der (aktuellen und/oder laufenden) Fahrt zum Laden anschließen wird. Wenn die Anfrage von dem Fahrer bejaht wird, dann ist der Puffer (d.h. die Energiereserve) nicht erforderlich und somit kann die Reichweite des Fahrzeugs 100 (durch Freigabe des Puffers) erhöht werden. In entsprechender Weise kann alternativ oder ergänzend auf Basis des Navigationssystems bestimmt werden, ob das Fahrzeug 100 während oder direkt nach Beendigung der Fahrt (bzw. vor Beginn einer neuen Fahrt) geladen wird, z.B. wenn eine Ladestation und/oder ein bekannter Ladeort als Navigationsziel festgelegt sind.
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In einem weiteren Beispiel kann erkannt werden, dass der Restreichweite-Schwellenwert erreicht oder unterschritten wird. In diesem Fall kann (z.B. durch den Nutzer des Fahrzeugs 100 und/oder durch einen Wartungsdienst des Fahrzeug-Herstellers) die Energiereserve aktiv freigeschaltet werden, z.B. um eine Fahrzeug-Panne zu vermeiden.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 200 zur Ermittlung eines Wertes der Restreichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 100. Das Fahrzeug 100 weist einen elektrischen Energiespeicher 103 zur Speicherung von elektrischer Energie für einen elektrischen Antriebsmotor 102 des Fahrzeugs 100 auf. Das Fahrzeug 100 kann ein rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug 100 oder ein Hybrid-Fahrzeug 100 sein.
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Das Verfahren 200 umfasst das Bestimmen 201, ob eine Auflad-Situation vorliegt, bei der der elektrische Energiespeicher 103 des Fahrzeugs 100 während der aktuellen Fahrt oder (zumindest) vor der direkt nachfolgenden Fahrt geladen werden wird, oder ob eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt, bei der der elektrische Energiespeicher 103 des Fahrzeugs 100 nicht während der aktuellen Fahrt und/oder nicht vor der direkt nachfolgenden Fahrt geladen werden wird.
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Ein Auflad-Situation kann somit vorliegen, wenn (ausgehend von dem aktuellen Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt) der elektrische Energiespeicher 103 spätestens vor Beginn der direkt nachfolgenden Fahrt geladen werden wird. Andererseits kann eine Nicht-Auflad-Situation vorliegen, wenn der elektrische Energiespeicher 103 zwischen dem aktuellen Zeitpunkt während der aktuellen Fahrt und dem Beginn der direkt nachfolgenden Fahrt nicht geladen werden wird.
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Das Vorliegen einer Auflad-Situation oder das (alternative) Vorliegen einer Nicht-Auflad-Situation kann durch eine Abfrage des Nutzers über die Benutzerschnittstelle 105 und/oder durch eine geplante Fahrroute des Fahrzeugs 100 ermittelt werden.
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Das Verfahren 200 umfasst ferner das Ermitteln 202 des Wertes der Restreichweite des Fahrzeugs 100 in Abhängigkeit davon, ob eine Auflad-Situation oder ob eine Nicht-Auflad-Situation vorliegt. Dabei bezieht sich die Restreichweite des Fahrzeugs 100 bevorzugt auf die Restreichweite des Fahrzeugs 100, die ohne einen nachfolgenden Ladevorgang an einer Fahrzeug-externen Ladestation und/oder allein auf Basis des aktuell vorliegenden Ladezustands des elektrischen Energiespeichers 103 erreicht werden kann.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines (ggf. Computer-implementierten) Verfahrens 300 zur Anpassung der Restreichweite eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 100, das einen elektrischen Energiespeicher 103 zur Speicherung von elektrischer Energie für einen elektrischen Antriebsmotor 102 des Fahrzeugs 100 umfasst. Die in diesem Dokument beschriebenen Merkmale der Verfahren 200 und 300 können beliebig miteinander kombiniert werden.
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Das Verfahren 300 umfasst das Vorhalten 301, während der aktuellen Fahrt des Fahrzeugs 100, einer Energiereserve des elektrischen Energiespeichers 103. Dabei kann die Energiereserve einer bestimmten Energiemenge aus dem elektrischen Energiespeicher 103 entsprechen. Die Energiereserve kann standardmäßig nicht zum Betrieb des Antriebsmotors des Fahrzeugs 100 verwendet werden. Mit anderen Worten, im Rahmen des Verfahrens 300 kann das Entladen des elektrischen Energiespeichers 103 über die vorzuhaltende Energiereserve hinaus standardmäßig unterbunden werden. Mit noch anderen Worten, im Rahmen des Verfahrens 300 kann standardmäßig bewirkt werden, dass die der Energiereserve entsprechende Energiemenge aus dem Energiespeicher 103 während der aktuellen Fahrt nicht zum Antrieb des Fahrzeugs 100 genutzt werden kann.
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Die vorgehaltene Energiereserve kann insbesondere ausgebildet sein, auch dann ein Fahren des Fahrzeugs 100 mit einer vordefinierten Mindestreichweite (z.B. 10 km oder mehr) zu ermöglichen, wenn zwischen dem Ende der aktuellen Fahrt und dem Beginn der direkt nachfolgenden Fahrt eine bestimmte Änderung eines Betriebswertes für zumindest einen Betriebsparameter, insbesondere für eine Temperatur, des Energiespeichers 103 des Fahrzeugs 100 erfolgt. Insbesondere kann die Energiereserve dazu vorgesehen sein, ein Fahren des Fahrzeugs 100 nach Abkühlen des Energiespeichers 103 zu ermöglichen.
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Das Verfahren 300 umfasst ferner, in Reaktion auf eine Aufforderung durch einen Nutzer des Fahrzeugs 100 über die Benutzerschnittstelle 105 des Fahrzeugs 100 und/oder in Reaktion auf eine Aufforderung durch eine Fahrzeug-externe Einheit über eine (drahtlose) Kommunikationsverbindung, das Freigeben 302 der vorgehaltenen Energiereserve für die aktuelle Fahrt. Die Freigabe der Energiereserve kann dabei ggf. auf einen oder beide der o.g. Fälle beschränkt sein. Nach Freigabe der Energiereserve kann die der Energiereserve entsprechende Energiemenge für den Antrieb des Fahrzeugs 100 während der aktuellen Fahrt genutzt werden (z.B. um zu einer Fahrzeug-externen Ladestation zu fahren).
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Durch die in diesem Dokument beschriebenen Maßnahmen kann der Komfort eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs 100 in Bezug auf die verfügbare und/oder angezeigte Restreichweite des Fahrzeugs 100 erhöht werden.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur beispielhaft das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
