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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrofahrzeugs, ein Elektrofahrzeug und ein Computerprogrammprodukt.
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Kraftfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, weisen für den Vortrieb einen Hauptantrieb auf, wobei der Hauptantrieb in zunehmendem Maße einen Elektromotor umfasst. Hierbei wird beispielsweise lediglich einer oder mehrere Elektromotoren für den Vortrieb des Kraftfahrzeugs herangezogen, sodass das Kraftfahrzeug als Elektrofahrzeug ausgestaltet ist. In einer Alternative hierzu umfasst das Kraftfahrzeug zusätzlich noch einen Verbrennungsmotor.
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Für die Bestromung des Elektromotors wird üblicherweise eine (elektrische) Batterie herangezogen. Die Batterie weist mehrere Batteriemodule auf, die meist zueinander baugleich sind. Jedes der Batteriemodule weist wiederum mehrere einzelne Batteriezellen auf, von denen einige elektrisch in Reihe und einige elektrisch parallelgeschaltet sind. Somit wird mittels jedes der Batteriemodule eine elektrische Gleichspannung bereitgestellt, die ein Einfaches oder Vielfaches einer der Batteriezellen ist.
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Zum Laden der Batterie wird üblicherweise eine Ladesäule herangezogen. Diese weist außenseitig einen Stecker auf, der beispielsweise in einen entsprechenden Ladeanschluss des Kraftfahrzeugs gesteckt wird. Je nach Ausgestaltung des Ladeanschlusses werden unterschiedliche Standards verwendet. Die Ladesäule selbst ist beispielsweise stationär ausgestaltet und elektrisch direkt mit einem Stromnetz verbunden, mittels dessen eine Speisung der Ladesäule erfolgt. Somit ist eine im Wesentlichen unbeschränkte Anzahl an Ladevorgängen mittels der Ladesäule durchführbar, und eine Wartung ist im Wesentlichen nicht oder lediglich in vergleichsweise geringem Maße erforderlich. Aufgrund der direkten Kopplung der Ladesäule mit dem Stromnetz ist ein Abrufen einer vergleichsweise großer Energiemengen in kurzer Zeit möglich, sodass ein Laden der Batterie auch in einer vergleichsweise kurzen Zeitspanne möglich ist. Während des Ladevorgangs wird mittels eines Stromzählers der Ladesäule die abgegebenen Energiemenge erfasst, und nach Abschluss des Ladevorgangs wird die abgegebenen Energiemenge dem Nutzer des Kraftfahrzeugs in Rechnung gestellt.
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Eine Alternative hierzu ist die Verwendung einer sogenannten Wandladestation. Diese dient dem Anschluss an das Stromnetz und kann von dem Nutzer beispielsweise in einer Garage montiert werden lassen. Hierbei wird die Wandladestation mit 400-V-Drehstrom gespeist, wobei die maximale Stromstärke bis zu 32 A bzw. 48 A beträgt. Derartige Anschlüsse sind bereits in Garagen oder Häusern vorhanden. Da der Anschluss der Wandladestation an das Stromnetz meist über den Hausanschluss geführt ist, ist eine maximale abrufbare Energiemenge begrenzt, weswegen ein Ladevorgang der Batterie verlängert ist. Damit daher das Kraftfahrzeug zum schnellstmöglichen Zeitpunkt wieder betriebsbereit ist, wird meist die Batterie mit der maximale abrufbare Energiemenge gespeist. Dies führt einerseits zu einer Belastung des Hausanschlusses. Andererseits wird hierbei die Batterie nicht mit maximaler Effizienz geladen. Zur Vermeidung hiervon wird beispielsweise beim Anschluss des Kraftfahrzeugs an die Wandladestation eingestellt, wann das Kraftfahrzeug erneut genutzt werden soll. In Abhängigkeit der verbleibenden Zeit bis dahin erfolgt das Laden der Batterie, weswegen eine Effizienz erhöht ist. Auch ist es möglich, die Batterie als Pufferspeicher zu verwenden, beispielsweise wenn der Hausanschluss auch mittels regenerativer Energien gespeist wird. Da derartige Wandladestationen jedoch auch beispielsweise von Restaurants, Hotels oder öffentlich betrieben werden, ist es erforderlich, stets anzugeben, ob bei dem Laden eine Verwendung als Pufferspeicher erfolgen soll oder nicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zum Betrieb eines Elektrofahrzeugs sowie ein besonders geeignetes Elektrofahrzeug als auch ein besonders geeignetes Computerprogrammprodukt anzugeben, wobei vorteilhafterweise ein Komfort erhöht ist.
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Hinsichtlich des Verfahrens wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1, hinsichtlich des Elektrofahrzeugs durch die Merkmale des Anspruchs 9 und hinsichtlich des Computerprogrammprodukts durch die Merkmale des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Das Verfahren dient dem Betrieb eines Elektrofahrzeugs, das ein Kraftfahrzeug ist. Das Elektrofahrzeug ist bevorzugt landgebunden und weist vorzugsweise eine Anzahl an Rädern auf, von denen zumindest eines, vorzugsweise mehrere oder alle, mittels eines Antriebs angetrieben sind. Geeigneterweise ist eines, vorzugsweise mehrere, der Räder steuerbar ausgestaltet. Somit ist es möglich, das Elektrofahrzeug unabhängig von einer bestimmten Fahrbahn, beispielsweise Schienen oder dergleichen, zu bewegen. Dabei ist es zweckmäßigerweise möglich, das Elektrofahrzeug im Wesentlichen beliebig auf einer Fahrbahn zu positionieren, die insbesondere aus einem Asphalt, einem Teer oder Beton gefertigt ist. Das Elektrofahrzeug ist beispielsweise ein Nutzkraftwagen, wie ein Lastkraftwagen (Lkw) oder ein Bus. Besonders bevorzugt jedoch ist das Elektrofahrzeug ein Personenkraftwagen (Pkw). Alternativ ist das Elektrofahrzeug ein Fahrrad und beispielsweise als sogenanntes Pedelec ausgestaltet. Alternativ hierzu ist das Elektrofahrzeug ein Roller oder ein Motorrad.
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Insbesondere weist das Elektrofahrzeug einen Antrieb auf, mittels dessen eine Fortbewegung des Elektrofahrzeugs erfolgt. dabei ist der Antrieb, insbesondere der Hauptantrieb, zum Beispiel vollständig elektrisch ausgestaltet. Das Elektrofahrzeug umfasst eine Batterie. Zweckmäßigerweise wird der etwaige Elektromotor mittels der Batterie betrieben. Hierfür ist die Batterie geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Vorzugsweise ist zwischen der Batterie und dem Elektromotor elektrisch ein Umrichter angeordnet, mittels dessen die Bestromung des Elektromotors eingestellt wird.
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Mittels der Batterie wird zweckmäßigerweise eine elektrische Gleichspannung bereitgestellt, wobei die elektrische Spannung zum Beispiel zwischen 200 V und 800 V und beispielsweise im Wesentlichen 400 V beträgt. Vorzugsweise ist die Batterie somit eine sogenannte Hochvoltbatterie, also ein Hochvoltenergiespeicher. Die Batterie umfasst beispielsweise mehrere Batteriemodule, die zueinander elektrisch parallel und/oder elektrisch in Reihe geschaltet sind. Zweckmäßigerweise sind dabei die einzelnen Batteriemodule zueinander baugleich. Jedes der Batteriemodule umfasst zweckmäßigerweise eine Anzahl an Batteriezellen, die elektrisch zueinander parallel und/oder in Reihe geschaltet sind. Infolgedessen ist die mittels der Batterie bereitgestellt elektrische Spannung ein Vielfaches der mittels einer der Batteriezellen bereitgestellten elektrischen Spannung.
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Das Elektrofahrzeug umfasst ferner ein Batteriemanagementsystem, mittels dessen die Batterie betrieben ist. Mittels des Batteriemanagementsystems wird dabei zum Beispiel eingestellt, wieviel elektrische Energie der Batterie entnommen wird. Alternativ oder in Kombination hierzu wird mittels des Batteriemanagementsystems die in die Batterie eingespeist elektrische Energiemenge eingestellt, falls die Batterie gespeist wird. Das Batteriemanagementsystem umfasst hierfür zweckmäßigerweise eine Anzahl an Schaltern und/oder einen Gleichspannungswandler. Vorzugsweise erfolgt mittels des Batteriemanagementsystems eine Zuordnung zu dem jeweiligen Batteriemodul, sodass beispielsweise lediglich eines der Batteriemodule geladen wird und/oder von diesem eine elektrische Energieentnahme erfolgt. Hierbei ist es insbesondere möglich, mehrere der Batteriemodule der Batterie auszuwählen und zumindest eines der Batteriemodule nicht auszuwählen. Infolgedessen ist es möglich, bestimmte Ladungszustände der Batteriemodule zu vermeiden und somit eine Lebensdauer zu erhöhen.
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Das Elektrofahrzeug weist zweckmäßigerweise einen Ladeanschluss auf. Insbesondere ist der Ladeanschluss in eine Karosserie des Elektrofahrzeugs eingebracht und beispielsweise mittels eines schwenkbaren Deckels verschlossen. Der Ladeanschluss dient dem Anschluss an eine (externe) Ladeinfrastruktur und ist hierfür geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Hierfür weist der Ladeanschluss beispielsweise mehrere Kontakte auf, zweckmäßigerweise zumindest zwei. Der Ladeanschluss ist elektrisch mit der Batterie kontaktiert, sodass ein elektrischer Stromfluss zwischen dem Ladeanschluss und der Batterie zumindest teilweise möglich ist. Geeigneterweise ist dabei zwischen den Ladeanschluss und die Batterie das Batteriemanagementsystem geschaltet, über das somit der elektrische Stromfluss erfolgt.
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Beispielsweise ist der Ladeanschluss nach Art eines Steckers ausgestaltet oder weist ein Kabel auf. Zweckmäßigerweise erfüllt der Ladeanschluss einen bestimmten Standard, beispielsweise den des Typ 1 oder 2. Insbesondere weist der Ladeanschluss eine Verriegelung auf, sodass ein Anschluss eines Kabels an dem Ladeanschluss möglich ist, wobei aufgrund der Verriegelung ein ungewolltes Ablösen vermieden ist.
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Die Ladeinfrastruktur ist kein Bestandteil des Elektrofahrzeugs, und die Ladeinfrastruktur ist geeignet, insbesondere vorgesehen eingerichtet, elektrische Energie bereitzustellen, sodass eine Entnahme durch das Elektrofahrzeug erfolgen kann. Die Ladeinfrastruktur ist beispielsweise eine Ladesäule, die insbesondere stationär oder mobil ausgestaltet ist. Hierbei ist auch bei einer mobilen Ausführung die Ladesäule zweckmäßigerweise zumindest temporär mit einem Untergrund fest verbunden. Als Alternative wird als Ladeinfrastruktur eine Steckdose herangezogen, die beispielsweise einen Einphasen- oder Dreiphasenwechselstrom führt. Insbesondere erfüllt die Steckdose einen bestimmten Standard. In einer weiteren Alternative ist die Ladeinfrastruktur eine Wallbox.
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Das Elektrofahrzeug umfasst ferner einen Sensor, der dem Erfassen einer Information dient. Hierfür ist der Sensor geeignet, insbesondere vorgesehen und eingerichtet. Die Information ist dabei lokal und mit dem Ort der Ladeinfrastruktur verknüpft. Mit anderen Orten befinden sich die Information am Ort der Ladeinfrastruktur, also direkt an der Ladeinfrastruktur oder in deren direkter Umgebung und ist somit lokal vorhanden. Wenn sich somit der Sensor in der Umgebung der Ladeinfrastruktur befindet, also in der Umgebung des Orts der Ladeinfrastruktur, ist es daher möglich, mittels des Sensors die Information zu erfassen. Dahingegen ist, wenn sich der Sensor und somit das Elektrofahrzeug entfernt von dem Ort der Ladeinfrastruktur befinden, ein Erfassen der Information nicht möglich. Insbesondere ist ein Erfassen lediglich in einem Umkreis von 10 m, 5 m, 2 m oder 1 m um den Ort der Ladeinfrastruktur möglich.
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Das Verfahren sieht vor, dass mittels des Sensors die lokale, mit dem Ort der Ladeinfrastruktur verknüpfte Information erfasst wird. Hierfür wird beispielsweise der Sensor zum Erfassen der Information in Abhängigkeit von einer bestimmten Bedingung angesteuert, insbesondere wenn sich das Elektrofahrzeug am Ort der Ladeinfrastruktur oder in zumindest in der Umgebung befindet. Alternativ hierzu wird der Sensor im Wesentlichen kontinuierlich betrieben, und kontinuierlich auf das Vorhandensein der Information überprüft, wobei das Erfassen der Information lediglich in der Umgebung des Orts der Ladeinfrastruktur ermöglicht ist. Da die Information lokal ist, ist das Erfassens im Wesentlichen unabhängig von weiteren Gegebenheiten erforderlich, und die Information steht beispielsweise stets in der Umgebung des Orts zur Verfügung, also insbesondere auch innerhalb von Gebäuden.
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Ferner wird aus einem Speicher ein mit der Information verbundenes Profil geladen. Anhand des Profils wird das Batteriemanagementsystem eingestellt. Mittels des Profils sind somit bestimmte Einstellungen hinterlegt, anhand derer das Batteriemanagementsystem eingestellt und daher nachfolgend betrieben wird. Infolgedessen wird die Batterie in Abhängigkeit der in dem Profil hinterlegten Einstellungen mittels des Batteriemanagementsystems betrieben. Somit ist ein Laden der Batterie mittels der Ladeinfrastruktur entsprechend des Profils möglich, wobei das Profil lediglich bei einer bestimmten Ladeinfrastruktur verwendet wird. Infolgedessen ist ein manuelles Einstellen der Batteriemanagementsystems auf die verwendete Ladeinfrastruktur nicht erforderlich, weswegen ein Komfort erhöht ist. Zweckmäßigerweise wird nachfolgend anhand des Profils die Batterie geladen, insbesondere sofern das Elektrofahrzeug mit der Ladeinfrastruktur elektrisch kontaktiert wird.
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Vorzugsweise erfolgt mittels des Profils eine Einstellung, ob ein möglichst zeitsparendes Laden der Batterie erfolgen soll, oder ob hierfür eine bestimmte Zeitdauer zur Verfügung steht. Alternativ oder in Kombination hierzu ist mittels des Profils hinterlegt, bis zu welchem bestimmten Zeitpunkt das Elektrofahrzeug geladen werden soll, sodass mittels des Batteriemanagementsystems eine Einstellung der transferierten elektrischen Energie effizient erfolgen kann, wobei als Randbedingung herangezogen wird, dass zu dem bestimmten Zeitpunkt die Batterie vollständig geladen ist. In einer weiteren Alternative ist mittels des Profils hinterlegt, ob die Batterie als Pufferspeicher für ein Stromnetz dienen soll/kann, sodass ein bidirektionaler Transfer von elektrischer Energie von dem Elektrofahrzeug zu der Ladeinfrastruktur und umgekehrt erfolgt. Insbesondere ist zusätzlich in dem Profil hinterlegt, ob eine gesonderte Abrechnung erfolgen soll.
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Geeigneterweise sind in dem Speicher mehrere Informationen sowie damit jeweils verbundenes Profil hinterlegt, sodass der Speiche insbesondere als Datenbank ausgeführt ist. Somit ist es möglich, unterschiedliche Ladeinfrastrukturen mit unterschiedlichen Profilen zu nutzen, beispielsweise wenn mehrere der Ladeinfrastrukturen jeweils ein Bestandteil unterschiedlicher Immobilien sind, die dem Nutzer des Elektrofahrzeugs zugeordnet sind, sodass das Elektrofahrzeug an den unterschiedlichen Ladeinfrastrukturen jeweils als Pufferspeicher verwendet werden kann. Hierbei ist es zweckmäßigerweise auch möglich, jedem der Profile und somit jeder Ladeinfrastruktur eine maximal zu übertragene Energiemenge einzustellen, sodass eine Einstellung auf die jeweils vorhandenen Bedingungen erfolgt. Falls bei der Ladeinfrastruktur keine Information mittels des Sensors erfasst werden kann oder nicht vorhanden ist, wird zweckmäßigerweise ein weiteres Profil verwendet, wobei das weitere Profil vorzugsweise ein Standardprofil ist. Bei diesem erfolgt zweckmäßigerweise keine Nutzung der Batterie als Pufferspeicher und die Batterie wird in kürzest möglicher Zeit geladen.
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Zum Beispiel wird das Batteriemanagementsystem strikt anhand des Profils eingestellt. Alternativ hierzu ist es möglich, manuell Änderungen an dem Profil oder zumindest der Einstellung des Batteriemanagementsystems durchzuführen, sodass dieses auf aktuelle Anforderungen eingestellt werden kann. Beispielsweise ist jedem der Profile die gleiche Anzahl an manuellen Einstellmöglichkeiten zugeordnet, oder dies ist entsprechend des Profils eingeschränkt und somit auf das Profil angepasst.
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Beispielsweise wird die Information von der Ladeinfrastruktur empfangen. Mit anderen Worten wird die Information von der Ladeinfrastruktur bereitgestellt und mittels des Sensors empfangenen. Hierbei wird beispielsweise als Information eine MAC-Adresse oder eine UUID der Ladeinfrastruktur übertragen, sodass eine eindeutige Zuordnung erfolgen kann. Aufgrund des Übertragens der Information von der Ladeinfrastruktur zu dem Elektrofahrzeug und dem Empfangen mittels des Sensors ist ein genaues identifizieren der Ladeinfrastruktur möglich, sodass ein fälschliches Laden des Profils ausgeschlossen werden kann. Infolgedessen ist eine Zuverlässigkeit erhöht.
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Insbesondere erfolgt das Übertragen der Information über den etwaigen Ladeanschluss oder Ladesteckers. Geeigneterweise wird somit die Information kabelgebunden übertragen.
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Infolgedessen ist eine Robustheit erhöht. Zum Erfassen der Information ist der Sensor zweckmäßigerweise entsprechend ausgestaltet und beispielsweise ein Bestandteil einer Steuereinheit oder des Ladesteckers.
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Bevorzugt wird die Information mittels einer Funkverbindung empfangen. Mit anderen Worten wird die Information von der Ladesäule kabellos an das Elektrofahrzeug übertragen und dort mittels des Sensors empfangenen. Somit ist bereits ein Einstellen des Batteriemanagementsystems mittels des Profils möglich, wenn noch keine physische Kopplung zwischen dem Elektrofahrzeug und der Ladeinfrastruktur vorhanden ist. Folglich ist ein Zeitbedarf verringert. Ferner ist es möglich, dem Nutzer des Elektrofahrzeugs vor Beginn eines Energieübertrag zwischen der Ladeinfrastruktur und dem Elektrofahrzeug, beispielsweise bei der Anfahrt an die Ladeinfrastruktur, das Profil anzuzeigen, sodass beispielsweise noch Änderungen durch den Nutzer durchgeführt werden können. Hierfür wird insbesondere ein in dem Fahrzeuginnenraum angeordnetes Display verwendet, sodass der Nutzer, bevor dieser das Elektrofahrzeug abstellt, Änderungen an dem Profil durchführen kann.
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Beispielsweise ist die Information in einem RFID-Chip hinterlegt, der abgefragt wird. Hierbei ist insbesondere der Ladesäule der RFID-Chip zugeordnet, der anhand von mittels des Sensors ausgesandten elektromagnetischen Wellen ausgelesen wird. Alternativ hierzu erfolgt mittels der Funkverbindung eine signaltechnische Kopplung zwischen der Ladeinfrastruktur und dem Sensor. Hierfür wird insbesondere ein Bluetooth- oder WLAN-Standard herangezogen. Aufgrund der signaltechnischen Kopplung ist ein fehlerhaftes Erkennen der Information verringert oder gänzlich vermieden und somit eine Zuverlässigkeit weiter erhöht. Zweckmäßigerweise ist der Sensor als entsprechender Empfänger ausgestaltet wird, die insbesondere dem Bluetooth-/WLAN- Standards entspricht. Alternativ hierzu ist der Sensor eine entsprechende Routine in einem bereits vorhandenen Empfänger.
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In einer weiteren Alternative wird als Information eine Kennung eines WLAN-Netzes verwendet, die mittels des Sensors empfangen wird. Der Sensor ist somit insbesondere ein Funkempfänger, mittels dessen Kennungen eines WLAN-Netzes empfangen werden können, und beispielsweise ein WLAN-Empfänger. Zweckmäßigerweise erfolgt keine Kopplung des Sensors mit dem WLAN-Netz, sondern lediglich anhand der Kennung wird auf den Ort der Ladeinfrastruktur geschlossen. Insbesondere sind hierbei in einem Speicher der Ort bzw. die Information in Abhängigkeit der WLAN-Kennungen hinterlegt. Beispielsweise ist das WLAN-Netz, dessen Kennung empfangen wird, der Ladeinfrastruktur zugeordnet und wird von dieser betrieben. Es ist jedoch auch möglich, das WLAN-Netz eines weiteren Betreibers zu verwenden, wobei das WLAN-Netz sich zumindest teilweise am Ort der Ladeinfrastruktur befindet. Infolgedessen ist ein Energiebedarf bei der Ladeinfrastruktur nicht erhöht und auch eine Strahlenbelastung. Vielmehr wird lediglich ein bereits vorhandenes WLAN-Netz verwendet, wobei über den Betreiber des WLAN-Netzes keine Informationen vorhanden sein müssen. Da keine signaltechnische Kopplung des Sensors mit dem WLAN-Netz erfolgt, ist ein Übertragen von Schadsoftware nicht möglich, weswegen eine Sicherheit erhöht ist.
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In einer weiteren Alternative wird als Sensor eine Kamera verwendet. Hierbei wird die Informationen visuell erfasst. Beispielsweise wird mittels der Kamera eine Identifikationsnummer der Ladeinfrastruktur aufgenommen und hieraus die Information abgeleitet. Hierbei ist es möglich, eine bereits vorhandene Kamera als Sensor zu verwenden, die ein Bestandteil eines weiteren Systems des Elektrofahrzeugs ist. Somit sind Herstellungskosten reduziert. Eine derartige Kamera ist beispielsweise ein Bestandteil eines Fahrassistenzsystems oder eine Multifunktionskamera und dient ansonsten beispielsweise der Hinderniserkennung und/oder der visuellen Anzeige der Umgebung des Elektrofahrzeugs.
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Besonders bevorzugt wird als Information ein QR-Code verwendet, der insbesondere an der Ladeinfrastruktur angebracht ist. Infolgedessen ist ein Erfassen der Information vereinfacht. Auch weist ein QR-Code eine vergleichsweise hohe Informationsdichte auf, sodass mittels unterschiedlicher QR-Codes eine Vielzahl unterschiedlicher Ladeninfrastrukturen identifiziert werden können. Somit steht eine Vielzahl unterschiedlicher Informationen bereit, und eine ebenfalls vergleichsweise große Anzahl unterschiedlicher Profile kann genutzt werden.
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In einer Alternative wird mittels des Sensors eine Umgebung der Ladeinfrastruktur erfasst. Der Sensor ist hierbei beispielsweise eine Kamera, ein Lidar-Sensor oder ein Radar-Sensor. Hierbei ist der Sensor beispielsweise Bestandteil eines bereits vorhandenen Systems, wie eines Assistenzsystems, beispielsweise eines Abstandshaltesystems, eines Abstandswarners, eines Notbremsassistenten oder eines Spurhaltesystems. Anhand der erfassten Umgebung wird die Information ermittelt. Dabei wird vorzugsweise die erfasste Umgebung mit in einem weiteren Speicher hinterlegten Umgebungsdaten verglichen, und dann, wenn die erfasste Umgebung zu einer der hinterlegten Umgebungsdaten korrespondiert, die zu dieser hinterlegt Information verwendet. Aufgrund der hinterlegten Umgebungsdaten und des Erfassens der Umgebung ist ein spezielles Ausgestalten der Ladeinfrastruktur nicht erforderlich, und das Verfahren kann mit bereits bestehender Ladeinfrastruktur verwendet werden. Auch ist es möglich, bereits bei Annäherung an den Ort der Ladeinfrastruktur dies mittels des Sensors zu erfassen und somit die Information zu ermitteln/erfassen. Folglich ist es möglich, das Profil vergleichsweise frühzeitig zu laden, und beispielsweise dem Nutzer zu präsentieren, sodass dieser noch manuell Anpassungen vornehmen kann. Aufgrund der Verwendung des Radar-/Lidar-Sensors ist eine Witterungsunabhängigkeit realisiert.
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Beispielsweise werden bei Herstellung des Elektrofahrzeugs das Profil und die Information miteinander verknüpft. Besonders bevorzugt jedoch ist es möglich, das Profil und die Information mittels einer Benutzereingabe miteinander zu verknüpfen. Mit anderen Worten ist das Profil und die Information mittels der Benutzereingabe miteinander verknüpft. Die Benutzereingabe erfolgt dabei beispielsweise mittels eines tragbaren Geräts, insbesondere eines Smartphones. Alternativ hierzu erfolgt die Benutzereingabe mittels einer Eingabevorrichtung des Elektrofahrzeugs, insbesondere eines in einem Innenraum angeordnet berührungssensitive Displays. Somit ist es möglich, das Profil auf die aktuellen und/oder sich ändernden Anforderungen des Nutzers des Elektrofahrzeugs anzupassen, was einen Komfort weiter erhöht.
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Das Elektrofahrzeug ist beispielsweise ein Personenkraftwagen (Pkw), ein Lastkraftwagen (Lkw) oder ein Bus. In einer weiteren Alternative ist das Elektrofahrzeug ein Flurförderfahrzeug. Das Elektrofahrzeug weist eine Batterie auf, die mittels eines Batteriemanagementsystems betrieben ist. Hierbei erfolgt ein Steuern und/oder Regeln der Energieentnahme aus der Batterie und/oder des Einspeisens von elektrischer Energie in die Batterie mittels des Batteriemanagementsystems. Vorzugsweise umfasst das Elektrofahrzeug einen Elektromotor, der dem Vortrieb des Elektrofahrzeugs dient, und der mittels der Batterie gespeist ist, vorzugsweise über einen Umrichter. Das Elektrofahrzeug umfasst ferner einen Sensor und einen Speicher. Das Elektrofahrzeug ist gemäß einem Verfahren betrieben, bei dem mittels des Sensors eine lokale, mit dem Ort einer Ladeinfrastruktur verknüpfte Information erfasst. Aus dem Speicher wird ein mit der Information verbundenes Profil geladen, und mittels des Profils wird das Batteriemanagementsystem eingestellt.
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Das Elektrofahrzeug umfasst vorzugsweise eine Steuereinheit, die geeignet, zweckmäßigerweise vorgesehen und eingerichtet ist, das Verfahren durchzuführen. Beispielsweise ist die Steuereinheit ein Bestandteil des Batteriemanagementsystems. Die Steuereinheit ist beispielsweise als anwendungsspezifischer Schaltkreis (ASIC) ausgestaltet oder umfasst einen Mikroprozessor. Insbesondere umfasst die Steuereinheiten einen zusätzlichen Speicher, auf dem ein Computerprogrammprodukt gespeichert ist, das bei Ausführung des Programms durch einen Computer, insbesondere den Mikroprozessor, diesen veranlassen, das Verfahren durchzuführen.
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Das Computerprogrammprodukt umfasst eine Anzahl an Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts, auch lediglich als Programm bezeichnet, durch einen Computer diesen veranlassen, ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrofahrzeugs, das eine mittels eines Batteriemanagementsystems betriebene Batterie und einen Sensor aufweist, durchzuführen. Dabei wird mittels des Sensors eine lokale, mit dem Ort einer Ladeinfrastruktur verknüpfte Information erfasst und aus einem Speicher ein mit der Information verbundenes Profil geladen. Mittels des Profils wird das Batteriemanagementsystem.
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Der Computer ist zweckmäßigerweise ein Bestandteil einer Steuereinheit oder Elektronik und beispielsweise mittels dieser gebildet. Der Computer umfasst vorzugsweise einen Mikroprozessor oder ist mittels dessen gebildet. Das Computerprogrammprodukt ist beispielsweise eine Datei oder ein Datenträger, der ein ausführbares Programm enthält, das bei einer Installation auf einem Computer das Verfahren automatisch ausführt.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt gespeichert ist. Ein derartiges Speichermedium ist beispielsweise eine CD-ROM, eine DVD oder eine Blu-Ray Disc. Alternativ hierzu ist das Speichermedium ein USB-Stick oder ein sonstiger Speicher, der zum Beispiel wiederbeschreibbar oder lediglich einmalig beschreibbar ist. Ein derartiger Speicher ist beispielsweise ein Flash Speicher, ein RAM oder ein ROM.
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Die im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Weiterbildungen und Vorteile sind sinngemäß auch auf das Elektrofahrzeug/ das Computerprogrammprodukt/ das Speichermedium sowie untereinander zu übertragen und umgekehrt.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 schematisch vereinfacht ein Elektrofahrzeug,
- 2 ein Verfahren zum Betrieb des Elektrofahrzeugs, bei welchem eine Information erfasst wird,
und
- 3 - 6 jeweils verschiedene Varianten zum Erfassen der Information.
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Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist schematisch vereinfacht ein Elektrofahrzeug 2 in Form eines Personenkraftwagens (Pkw) dargestellt. Das Elektrofahrzeug 2 weist mehrere Räder 4 auf, von denen zumindest einige mittels eines nicht näher dargestellten Elektromotors angetrieben sind. Der bzw. die Elektromotoren werden mittels einer Batterie 6 über einen nicht gezeigten Umrichter gespeist, und mittels der Batterie 6 wird eine elektrische Gleichspannung in Höhe von 400 V bereitgestellt. Die Batterie 6 ist somit eine Hochvoltbatterie. Die Batterie 6 weist mehrere nicht näher dargestellte Batteriemodule auf, die zueinander baugleich sind und jeweils mehrere Batteriezellen umfassen, die elektrisch parallel und/oder elektrisch in Reihe geschaltet sind. Die Batterie 6 wird mittels eines Batteriemanagementsystems 8 betrieben. Hierbei wird mittels des Batteriemanagementsystems 8 die jeweiligen Batteriemodul ausgewählt, aus dem eine Energieentnahme zur Bestromung beispielsweise des Elektromotors erfolgen soll, oder die geladen werden sollen. Auch ist es möglich, mittels des Batteriemanagementsystems 8 elektrische Energie von einem der Batteriemodule zu einem anderen zu übertragen. Das Elektrofahrzeug 2 weist einen Ladeanschluss 10 auf, der über das Batteriemanagementsystem 8 mit der Batterie 6 elektrisch verbunden. Somit erfolgt ein Transfer von elektrischer Energie von dem Ladeanschluss 10 zur Batterie 6 oder zurück stets über das Batteriemanagementsystem 8.
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Das Elektrofahrzeug 2 weist zudem eine Steuereinheit 12 auf, die signaltechnisch mit dem Batteriemanagementsystem 8 sowie einem Sensor 14 verbunden ist. Der Sensor 14 ist dabei beispielsweise lediglich mittels der Steuereinheit 12 verbunden oder dient auch der Bereitstellung von Daten für weitere, nicht näher dargestellte Systeme. Die Steuereinheit 12 umfasst einen Computer 16 in Form eines Mikroprozessors sowie einen Speicher 18. In dem Speicher 18 ist ein Computerprogrammprodukt 20 gespeichert. Das Computerprogrammprodukt 20, auch als Computerprogramm oder Programm bezeichnet, umfasst mehrere Befehle, die bei der Ausführung durch den Computer 16 diesen veranlassen, ein in 2 dargestelltes Verfahren 22 zum Betrieb des Elektrofahrzeugs 2 durchzuführen. Mit anderen Worten ist das Elektrofahrzeug 2 gemäß dem Verfahren 22 betrieben.
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Das Verfahren wird mit einem ersten Arbeitsschritt 24 begonnen, in dem ein Programmiermodus gestartet wird. Hierfür wird beispielsweise eine entsprechende Einstellung mittels eines nicht näher dargestellten berührungssensitiven Displays getätigt, das in einem Innenraum des Elektrofahrzeugs 2 angeordnet ist. Alternativ hierzu wird der Programmiermodus direkt im Anschluss an die Fertigung des Elektrofahrzeugs 2 gestartet. In dem Programmiermodus wird ein zweiter Arbeitsschritt 26 durchgeführt. In dem zweiten Arbeitsschritt wird in dem Speicher 18 ein Profil 28 zum Einstellen des Batteriemanagementsystems 8 hinterlegt und mit einer Information 30 verknüpft. Dies erfolgt mittels einer Benutzereingabe, wofür zweckmäßigerweise das berührungssensitive Display verwendet wird. Die Information 30 ist lokal und einem in 3 dargestellten Ort 32 einer Ladeinfrastruktur 34 zugeordnet. Dabei ist die Information 30 lokal an dem Ort 32 vorhanden. Somit kann anhand der Information 30 die jeweilige Ladeinfrastruktur 34 ein eindeutig identifiziert werden. Die Ladeinfrastruktur 34 kann eine Ladesäule, eine Wallbox oder eine sonstige Struktur sein. In dem zweiten Arbeitsschritt 26 werden zweckmäßigerweise mehrere unterschiedliche Profile 28 jeweils unterschiedlichen Information 30 und somit unterschiedlichen Ladeinfrastrukturen 34 zugeordnet. Mittels des jeweiligen Profils 38 wird hierbei spezifiziert, ob ein Rückspeisen von elektrischer Energie aus der Batterie 6 über den Ladeanschluss 10 in die Ladeinfrastruktur 34 möglich sein soll, sodass die Batterie 6 als Pufferspeicher dient. Auch ist mittels des jeweiligen Profils 38 spezifiziert, wie schnell ein Laden der jeweiligen Batterie 6 erfolgen soll. Nach der Zuordnung wird der Programmiermodus beendet.
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Wenn das Elektrofahrzeug 2 verwendet wird, wird unabhängig von dem Programmiermodus ein dritter Arbeitsschritt 36 durchgeführt. In diesem wird der Sensor 14 betrieben und mittels dessen die Information 30 erfasst, die lokal ist und mit dem Ort 32 der Ladeinfrastruktur 34 verknüpft ist. Bei der in 3 dargestellten Variante wird die Information 30 über ein Ladekabel 38 von der Ladeinfrastruktur 34 zu dem Ladeanschluss 10 übertragen und von dort mittels einer nicht näher dargestellten Signalleitungen zu dem Sensor 14. Die Information 30 ist dabei entweder eine UUID der Ladeinfrastruktur 34 oder deren MAC-Adresse, und der Sensor 14 ist zum Erfassen der Information 30 ausgestaltet, und die Information 30 wird mittels des Sensors 14 erfasst. Die von der Ladeinfrastruktur 34 bereitgestellt wird. Mit anderen Worten wird mittels des Sensors 14 die Information 30 von der Ladeinfrastruktur 34 empfangen. Dabei ist das Erfassen der Information 30 lediglich dann möglich, wenn das Ladekabel 38 sowohl mit der Ladeinfrastruktur 34 als auch mit dem Ladeanschluss 10 und folglich mit dem Elektrofahrzeug 2 verbunden ist.
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In einem sich anschließenden vierten Arbeitsschritt 40 wird aus dem Speicher 18 das mit der Information 30 verbundenes Profil 28 geladen. Folglich ist das geladene Profil 28 genau der Ladeinfrastruktur 34 zugeordnet, mit der das Elektrofahrzeug 2 mittels des Ladekabels 38 verbunden ist, und mittels derer ein Laden des Elektrofahrzeugs 2 erfolgen soll.
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In einem sich anschließenden fünften Arbeitsschritt 42 wird mittels des geladenen Profils 28 das Batteriemanagementsystem 8 eingestellt. Mit anderen Worten wird das Batteriemanagementsystem 8 anhand der in dem Profil 28 hinterlegten Einstellungen eingestellt. Somit wird die Batterie 6 entsprechend der Ladeinfrastruktur 34 betrieben. Folglich ist es möglich, das Elektrofahrzeug 2 an unterschiedlichen Ladeinfrastrukturen 34 unterschiedlich zu laden und das Elektrofahrzeug 2 beispielsweise bei einigen der Ladeinfrastrukturen für 30 als Pufferspeicher zu verwenden, wobei eine manuelle Einstellung durch den Nutzer nicht erforderlich ist. Auch ist beispielsweise in einigen der Profile 28 hinterlegt, zu welchem Zeitpunkt ein Laden der Batterie 6 abgeschlossen sein soll, weswegen in der zur Verfügung stehenden Zeit ein effizientes Laden der Batterie 6 mittels des Batteriemanagementsystems 8 erfolgen kann. Falls die Information 30 mittels des Sensors 14 nicht erfasst werden kann, oder zu der Information 30 kein Profil 28 in dem Speicher 18 hinterlegt ist, wird das Batteriemanagementsystem 8 vorzugsweise anhand eines weiteren Profils betrieben, dass ein Standardprofil ist.
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In 4 sind Alternativen zum Erfassen der Information 30 dargestellt. Bei der einen wird die Information 30 ebenfalls mittels der Ladeinfrastruktur 34 bereitgestellt, wobei hierfür eine Funkverbindung 44 zwischen der Ladeinfrastruktur 34 und dem Sensor 14 erstellt wird, der ein entsprechender Funkempfänger ist oder diesen zumindest umfasst. Hierbei genügt die Funkverbindung 44 beispielsweise einem Bluetooth- oder WLAN-Standard, und entsprechend codiert wird die Information 30 übertragen. Auf diese Weise ist ein Empfangssicherheit erhöht, und bei einem fehlerhaften Empfang ist es möglich, mittels einer entsprechenden Botschaft die Ladeinfrastruktur 34 zum erneuten Aussenden der Information 30 aufzufordern.
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In einer weiteren Alternative werden mittels des Sensors 14 elektromagnetische Wellen 46 ausgesandt, die mit einem RFID-Chip 48 wechselwirken, der ein Bestandteil der Ladeinfrastruktur 34 ist. Die Wechselwirkung entspricht der Information 30 oder anhand der Wechselwirkung wird auf die Information geschlossen. In dieser Ausführungsform ist der Sensor 14 zum Aussenden der elektromagnetischen Wellen 46 zum sowie zum Erfassen der Wechselwirkung ertüchtigt.
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Bei der dritten in 4 dargestellten Variante wird von einem WLAN-Router 50 ein WLAN-Netz 52 bereitgestellt, das eine Kennung aufweist. Mittels des Sensors 14, der ein WLAN-Empfänger ist, wird die Kennung des WLAN-Netzes 52 erfasst und als Information 30 verwendet. In dem Speicher 18 sind hierbei die Profile 28 in Abhängigkeit der Kennungen von WLAN-Netzen 52 hinterlegt. Der WLAN-Router 50 ist unabhängig von der Ladeinfrastruktur 34 und wird von einer dritten Person betrieben. Es erfolgt keine signaltechnische Kopplung zwischen dem Sensor 14 und dem WLAN-Router 50, sodass zwischen diesen keine Daten übertragen werden können. Infolgedessen ist auch ein Wissen um ein etwaiges Passwort des WLAN-Netzes 52 nicht erforderlich. Bei dieser Variante wird in dem zweiten Arbeitsschritt 26 als Information 30 zweckmäßigerweise die WLAN-Kennung eingegeben, oder, wenn sich das Elektrofahrzeug 2 in der Umgebung des Ortes 32 der Ladeinfrastruktur 34 befindet, werden die verfügbaren WLAN-Netze 52 erfasst und deren jeweilige Kennungen mit einem manuell eingegebenen Profil 28 verknüpft.
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In 5 ist eine weitere Alternative dargestellt. Der Sensor 14 ist als Kamera ausgestaltet, und die Ladeinfrastruktur 34 weist einen QR-Code 54 auf. Dieser wird als Information 30 visuell mittels der Kamera, also dem Sensor 14, erfasst. In dem Speicher 18 sind in dieser Variante die Profile 28 in Abhängigkeit von unterschiedlichen QR-Codes als Information 30 hinterlegt.
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In 6 ist eine letzte Variante dargestellt. Bei dieser ist der Sensor 14 wiederum als Kamera oder als Radar- oder Lidar-Sensor ausgestaltet. Mittels des Sensors 14 wird eine Umgebung 56 der Ladeinfrastruktur 34 erfasst. In dem dargestellten Beispiel umfasst die Umgebung 56 einen Baum 58 sowie ein Haus 60, wobei der Abstand dieser zu dem Ort 32 der Ladeinfrastruktur 34 geringer als 5 m ist. In einem weiteren Speicher 62 der Steuereinheit 12 sind Umgebungsdaten hinterlegt, die mit den mittels des Sensors 14 erstellten Daten verglichen werden. Bei einer Übereinstimmung werden diese hinterlegten Umgebungsdaten als Information 30 verwendet und anhand derer das Profil 28 bestimmt. Zusammenfassend wird anhand der in dem weiteren Speicher 62 hinterlegten Umgebungsdaten die Information 30 ermittelt. In einer nicht näher dargestellten Variante werden die mittels des Sensors 14 erfassten Daten, also die Position des Hauses 60 und des Baums 58 zueinander und zu der Ladeinfrastruktur 34, bereits als Information 30 verwendet, und anhand derer wird das Profil 28 ausgewählt. Alternativ sind in dem weiteren Speicher 62 bereits mit den hinterlegten Umgebungsdaten auch das jeweils zugeordnete Profil 28 mit hinterlegt. Bei dieser Variante wird in dem zweiten Arbeitsschritt 26 die Information 30 zweckmäßigerweise anhand des Sensors 14 erstellt.
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Bei den in 4-6 dargestellten Varianten wird das jeweilige Profil 28 bereits geladen, bevor eine Kopplung des Elektrofahrzeugs 2 mittels des Ladekabels 28 mit der Ladeinfrastruktur 34 erfolgt. Somit ist bereits davor das Batteriemanagementsystem 8 entsprechend des Profils 28 eingestellt, sodass der Beginn des Ladens bereits entsprechend des Profils 28 erfolgen kann. Auch ist es hierbei möglich, das Profil 28 dem Nutzer des Elektrofahrzeugs 2 bei der Annäherung an die Ladeinfrastruktur 34 visuell zu präsentieren, insbesondere auf dem etwaigen Display, das beispielsweise berührungssensitiv zum Erfassen von Eingaben ausgestaltet ist, oder mittels dessen lediglich eine Anzeige erfolgen kann. Infolgedessen ist es für den Nutzer des Elektrofahrzeugs 2 möglich, bereits vor Verbinden mittels des Ladekabels 38 das Profil 28 zu verändern, sofern dies durch den Nutzer gewünscht ist.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den einzelnen Ausführungsbeispielen beschriebene Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Elektrofahrzeug
- 4
- Rad
- 6
- Batterie
- 8
- Batteriemanagementsystem
- 10
- Ladeanschluss
- 12
- Steuereinheit
- 14
- Sensor
- 16
- Computer
- 18
- Speicher
- 20
- Computerprogrammprodukt
- 22
- Verfahren
- 24
- erster Arbeitsschritt
- 26
- zweiter Arbeitsschritt
- 28
- Profil
- 30
- Information
- 32
- Ort
- 34
- Ladeinfrastruktur
- 36
- dritter Arbeitsschritt
- 38
- Ladekabel
- 40
- vierter Arbeitsschritt
- 42
- fünfter Arbeitsschritt
- 44
- Funkverbindung
- 46
- elektromagnetische Welle
- 48
- RFID-Chip
- 50
- WLAN-Router
- 52
- WLAN-Netz
- 54
- QR-Code
- 56
- Umgebung
- 58
- Baum
- 60
- Haus
- 62
- weiterer Speicher
