DE102021201382A1

DE102021201382A1 - Battery management system and fleet management method

Info

Publication number: DE102021201382A1
Application number: DE102021201382.1A
Authority: DE
Inventors: Migen Bebeti; Rico Glöckner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2021-02-15
Filing date: 2021-02-15
Publication date: 2022-08-18

Abstract

Batteriemanagementsystem (2) zum Flottenmanagement, welches eine Steuereinrichtung (8), zumindest eine Ladesäule (12) und eine kommunikative Verbindung (10) zumindest zwischen jedem Elektrofahrzeug (4; 6) einer Flotte aus mindestens zwei batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen (4, 6) und der Steuereinrichtung (8) und zwischen der Steuereinrichtung (8) und der zumindest einen Ladesäule (12) aufweist, wobei jedes Elektrofahrzeug (4; 6) Information zumindest bezüglich eines Ladezustands einer Batterie des jeweiligen Elektrofahrzeugs (4; 6) an die Steuereinrichtung (8) sendet und die zumindest eine Ladesäule (12) Information zumindest bezüglich einer Ladeverfügbarkeit der zumindest einen Ladesäule (12) an die Steuereinrichtung (8) sendet, wobei die Steuereinrichtung (8) eingerichtet ist, jedem Elektrofahrzeug (4; 6) der Flotte Information zumindest bezüglich eines Aufladezeitpunkts der Batterie des Elektrofahrzeugs (4; 6) an der zumindest einen Ladesäule (12) in Abhängigkeit der Information von zumindest einem Elektrofahrzeug (4; 6) und in Abhängigkeit der Information von der zumindest einen Ladesäule (12) zuzuweisen. Ferner ein Verfahren zum Flottenmanagement mittels eines Batteriemanagementsystems (2).

Battery management system (2) for fleet management, which has a control device (8), at least one charging station (12) and a communicative connection (10) at least between each electric vehicle (4; 6) of a fleet of at least two battery-operated electric vehicles (4, 6) and the control device (8) and between the control device (8) and the at least one charging station (12), each electric vehicle (4; 6) sending information at least regarding the state of charge of a battery of the respective electric vehicle (4; 6) to the control device (8) and the at least one charging station (12) sends information at least regarding charging availability of the at least one charging station (12) to the control device (8), wherein the control device (8) is set up to send information at least regarding each electric vehicle (4; 6) in the fleet a charging time of the battery of the electric vehicle (4; 6) at the at least one charging station (12) as a function of the information of at least one electric vehicle (4; 6) and to assign depending on the information from the at least one charging station (12). Furthermore, a method for fleet management using a battery management system (2).

Description

Technisches Gebiettechnical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein Batteriemanagementsystem zum Flottenmanagement. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein zugehöriges Verfahren zum Flottenmanagement mittels eines Batteriemanagementsystems.The invention relates to a battery management system for fleet management. Furthermore, the invention relates to an associated method for fleet management using a battery management system.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Die Erfindung betrifft ein Batteriemanagementsystem zum Flottenmanagement, welches eine Steuereinrichtung, zumindest eine Ladesäule und eine kommunikative Verbindung zumindest zwischen jedem Elektrofahrzeug einer Flotte aus mindestens zwei batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen und der Steuereinrichtung und zwischen der Steuereinrichtung und der zumindest einen Ladesäule aufweist. Die Steuereinrichtung kann Cloud-basiert arbeiten, beispielsweise kann die Steuereinrichtung mittels einer Recheneinheit eines Rechenzentrums ausgebildet sein. Die Steuereinrichtung kann durch eine Recheneinheit eines Elektrofahrzeugs der Flotte ausgebildet sein. Die Elektrofahrzeuge können Baumaschinen sein. Die Elektrofahrzeuge können jedoch auch Personentransportfahrzeuge sein. Das Batteriemanagementsystem kann eine oder mehrere Ladesäulen aufweisen. Jede der Ladesäulen des Batteriemanagementsystems kann direkt oder indirekt mit einer Versorgungsspannung verbunden sein, wie beispielsweise einem lokalen Mittelspannungs- oder Niederspannungsnetz. Mehrere Ladesäulen können Teil einer Ladeinfrastruktur bilden. Eine jede Ladesäule kann eine Schnellladesäule sein. Eine jede Ladesäule kann eine konventionelle, vorinstallierte Ladesäule sein, beispielsweise eine vorinstallierte Ladesäule welche einem Parkplatz zugeordnet ist. Die Ladesäulen können eingerichtet sein, Energiespeicher der Elektrofahrzeuge zu laden. Die kommunikative Verbindung kann zumindest eine von einer WLAN-Verbindung, Funkverbindung, beispielsweise Mobilfunkverbindung, und optischen Verbindung sein. Zwischen den einzelnen Elektrofahrzeugen der Flotte kann eine direkte kommunikative Verbindung bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen jedem Elektrofahrzeug der Flotte eine indirekte kommunikative Verbindung über die Steuereinrichtung bestehen. Zwischen den einzelnen Ladesäulen des Batteriemanagementsystems kann eine direkte kommunikative Verbindung bestehen. Alternativ oder zusätzlich kann zwischen jeder Ladesäule eine indirekte kommunikative Verbindung über die Steuereinrichtung bestehen.The invention relates to a battery management system for fleet management, which has a control device, at least one charging station and a communicative connection at least between each electric vehicle in a fleet of at least two battery-operated electric vehicles and the control device and between the control device and the at least one charging station. The control device can work cloud-based, for example the control device can be designed using a computing unit of a computing center. The control device can be formed by a computing unit of an electric vehicle in the fleet. The electric vehicles can be construction machines. However, the electric vehicles can also be passenger transport vehicles. The battery management system can have one or more charging stations. Each of the charging stations of the battery management system can be connected directly or indirectly to a supply voltage, such as a local medium-voltage or low-voltage grid. Several charging stations can form part of a charging infrastructure. Each charging station can be a fast charging station. Each charging station can be a conventional, pre-installed charging station, for example a pre-installed charging station which is assigned to a parking space. The charging stations can be set up to charge the energy storage devices of the electric vehicles. The communicative connection can be at least one of a WLAN connection, a radio connection, for example a cellular connection, and an optical connection. There can be a direct communication link between the individual electric vehicles in the fleet. Alternatively or additionally, there can be an indirect communicative connection via the control device between each electric vehicle in the fleet. There can be a direct communicative connection between the individual charging stations of the battery management system. Alternatively or additionally, there can be an indirect communicative connection via the control device between each charging station.

Jedes Elektrofahrzeug sendet Information zumindest bezüglich eines Ladezustands einer Batterie des jeweiligen Elektrofahrzeugs an die Steuereinrichtung. Alternativ oder zusätzlich kann jedes Elektrofahrzeug Information bezüglich des Zustands der Batterie des jeweiligen Elektrofahrzeugs an die Steuereinrichtung senden. Der Zustand der Batterie des jeweiligen Elektrofahrzeugs kann Information über die maximale Aufladekapazität der Batterie aufweisen. Die zumindest eine Ladesäule sendet Information zumindest bezüglich einer Ladeverfügbarkeit der zumindest einen Ladesäule an die Steuereinrichtung. Die Ladeverfügbarkeit der zumindest einen Ladesäule kann Aufschluss darüber geben, ob an dieser Ladesäule gerade ein Elektrofahrzeug der Flotte geladen wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Ladeverfügbarkeit Information bezüglich der möglichen Ladeleistung der zumindest einen Ladesäule aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Ladesäule Information bezüglich der Ladeverfügbarkeit der zumindest einen Ladesäule für einen Zeitraum in der Vergangenheit oder einen Zeitraum in der Zukunft an die Steuereinrichtung senden.Each electric vehicle sends information to the control device at least with regard to a state of charge of a battery of the respective electric vehicle. Alternatively or additionally, each electric vehicle can send information regarding the state of the battery of the respective electric vehicle to the control device. The state of the battery of the respective electric vehicle can contain information about the maximum charging capacity of the battery. The at least one charging station sends information at least regarding charging availability of the at least one charging station to the control device. The charging availability of the at least one charging station can provide information as to whether an electric vehicle in the fleet is currently being charged at this charging station. Alternatively or additionally, the charging availability can have information regarding the possible charging capacity of the at least one charging station. Alternatively or additionally, the charging station can send information regarding the charging availability of the at least one charging station for a period in the past or a period in the future to the control device.

Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, jedem Elektrofahrzeug der Flotte Information zumindest bezüglich eines Aufladezeitpunkts der Batterie des Elektrofahrzeugs an der zumindest einen Ladesäule in Abhängigkeit der Information von zumindest einem Elektrofahrzeug und in Abhängigkeit der Information von der zumindest einen Ladesäule zuzuweisen. Zuweisen der Information kann dabei ein Bestimmen der Information durch die Steuereinrichtung und ein Senden der bestimmten Information an das zumindest eine Elektrofahrzeug aufweisen. Alternativ kann das Zuweisen von Information zumindest bezüglich eines Aufladezeitpunkts in Abhängigkeit der Information aller Elektrofahrzeuge der Flotte erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Zuweisen von Information abhängig von Information von allen Ladesäulen des Batteriemanagementsystems sein. Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest einen oder allen Ladesäulen des Batteriemanagementsystems die Information bezüglich des Aufladezeitpunkts der Batterie des Elektrofahrzeugs zugewiesen werden. Der Aufladezeitpunkt der Batterie kann den Zeitpunkt beschreiben, bei dem die Restladung der Batterie größer ist als der obere Grenzwert des Tiefentladungsbereichs der Batterie. Der Aufladezeitpunkt kann ein Zeitfenster definieren, in welchem das Elektrofahrzeug an der zumindest einen Ladesäule gemäß dem Zuweisen geladen werden kann.The control device is set up to assign information to each electric vehicle in the fleet at least with regard to a charging time of the battery of the electric vehicle at the at least one charging station as a function of the information from at least one electric vehicle and as a function of the information from the at least one charging station. In this case, assigning the information can include determining the information by the control device and sending the determined information to the at least one electric vehicle. Alternatively, information can be assigned at least with regard to a charging time as a function of the information from all electric vehicles in the fleet. Alternatively or additionally, the assignment of information can be dependent on information from all charging stations of the battery management system. Alternatively or additionally, the at least one or all charging stations of the battery management system can be assigned the information regarding the charging time of the battery of the electric vehicle. The battery charging timing may describe the timing when the remaining battery charge is greater than the upper limit of the battery over-discharge range. The charging time can define a time window in which the electric vehicle can be charged at the at least one charging station according to the assignment.

Durch das Zuweisen zumindest eines Aufladezeitpunkts der Batterie des Elektrofahrzeugs kann die Produktivität des Elektrofahrzeugs gesteigert werden, indem zentral durch die Steuereinrichtung entschieden wird, wann welches Elektrofahrzeug der Flotte geladen wird. Durch das Zuweisen von Aufladezeitpunkten für alle Elektrofahrzeuge der Flotte kann die Flottenproduktivität gesteigert werden, indem die Aufladezeitpunkte zentral koordiniert werden. Genauere Ausgestaltungen lassen sich den weiter unten beschriebenen Ausführungsformen entnehmen.By allocating at least one charging time for the battery of the electric vehicle, the productivity of the electric vehicle can be increased in that the control device decides when which electric vehicle in the fleet is to be charged. By assigning charging times for all electric vehicles in the fleet, fleet productivity can be increased by centrally coordinating charging times. More detailed configurations can be the refer to embodiments described below.

Gemäß einer Ausführungsform sendet jedes Elektrofahrzeug ferner Information bezüglich eines geplanten Energieverbrauchs des Elektrofahrzeugs an die Steuereinrichtung. Der geplante Energieverbrauch kann den momentanen Energieverbrauch des Elektrofahrzeugs darstellen oder zumindest berücksichtigen, in anderen Worten eine Funktion des momentanen Energieverbrauchs sein. Somit kann basierend auf dem momentanen Energieverbrauch der geplante Energieverbrauch des Elektrofahrzeugs bestimmt werden. Dabei können Nutzungsmuster des Elektrofahrzeugs aus der Vergangenheit verwendet werden. Der geplante Energieverbrauch kann von einer geplanten Produktivität des Elektrofahrzeugs abhängen. Die geplante Produktivität kann von einem Elektrofahrzeugführer über eine Schnittstelle in dem Elektrofahrzeug eingegeben werden. Der geplante Energieverbrauch kann Umweltparameter, wie die Außentemperatur berücksichtigen. Der geplante Energieverbrauch kann abhängig sein von geplanten Aufgaben des Elektrofahrzeugs. Die geplanten Aufgaben können von einem Prozessmanagementsystem vorgegeben werden, alternativ oder zusätzlich von dem Fahrzeugführer.According to an embodiment, each electric vehicle also sends information regarding a planned energy consumption of the electric vehicle to the control device. The planned energy consumption can represent the instantaneous energy consumption of the electric vehicle or at least take it into account, in other words be a function of the instantaneous energy consumption. The planned energy consumption of the electric vehicle can thus be determined based on the instantaneous energy consumption. In doing so, usage patterns of the electric vehicle from the past can be used. The planned energy consumption may depend on a planned productivity of the electric vehicle. The planned productivity can be entered by an electric vehicle operator via an interface in the electric vehicle. The planned energy consumption can take into account environmental parameters such as the outside temperature. The planned energy consumption can depend on the planned tasks of the electric vehicle. The planned tasks can be specified by a process management system, alternatively or additionally by the vehicle driver.

Gemäß der Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet, jedem Elektrofahrzeug Information zumindest bezüglich des Aufladezeitpunkts der Batterie des Elektrofahrzeugs an der zumindest einen Ladesäule ferner in Abhängigkeit des geplanten Energieverbrauchs des Elektrofahrzeugs zuzuweisen. Alternativ kann das Zuweisen der Information in Abhängigkeit des geplanten Energieverbrauchs aller Elektrofahrzeuge der Flotte geschehen.According to the embodiment, the control device is set up to assign information to each electric vehicle at least with regard to the charging time of the battery of the electric vehicle at the at least one charging station, also as a function of the planned energy consumption of the electric vehicle. Alternatively, the information can be assigned depending on the planned energy consumption of all electric vehicles in the fleet.

Vorteilhafterweise kann durch die Abhängigkeit des Zuweisens der Information zumindest bezüglich des Aufladezeitpunkts von dem geplanten Energieverbrauchs des einen oder aller Elektrofahrzeuge der Flotte die Effektivität des Batteriemanagementsystems weiter gesteigert werden, indem beispielsweise Elektrofahrzeuge mit einem großen geplanten Energieverbrauch einen früheren Aufladezeitpunkt an der Ladesäule erhalten. Dadurch können Zeiten, in denen Elektrofahrzeuge wegen einer leeren Batterie oder zu gering geladenen Energie bezogen auf den geplanten Energieverbrauch nicht verwendet werden können, verringert werden.Advantageously, the dependency of the assignment of the information, at least with regard to the charging time, on the planned energy consumption of one or all electric vehicles in the fleet can further increase the effectiveness of the battery management system, for example by electric vehicles with a high planned energy consumption being given an earlier charging time at the charging station. This can reduce times when electric vehicles cannot be used due to a dead battery or insufficiently charged energy in relation to the planned energy consumption.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet, jedem Elektrofahrzeug Information bezüglich zumindest einem aus dem Aufladezeitpunkt, einer Ladeleistung, einer Ladedauer und einer Energiequelle an der zumindest einen Ladesäule zuzuweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, zumindest einer oder mehreren Ladesäulen des Batteriemanagementsystems Information bezüglich zumindest einem aus dem Aufladezeitpunkt, der Ladeleistung, der Ladedauer und der Energiequelle zuzuweisen. Die Ladeleistung kann konstant sein. Die Ladeleistung kann eine Funktion der Zeit sein. Beispielsweise kann die Ladeleistung über einen Ladezeitraum des Elektrofahrzeugs an der Ladesäule variabel sein, etwa kann die Ladeleistung in einem ersten Zeitabschnitt kleiner sein als in einem darauffolgenden zweiten Zeitabschnitt. Information bezüglich der Energiequelle kann Preisinformation bezüglich der Energiequelle, insbesondere zeitabhängige Preisinformation aufweisen.According to one embodiment, the control device is set up to assign each electric vehicle information relating to at least one of the charging time, a charging power, a charging duration and an energy source at the at least one charging station. Alternatively or additionally, the control device can be set up to assign information relating to at least one of the charging time, the charging power, the charging duration and the energy source to at least one or more charging stations of the battery management system. The charging power can be constant. The charging power can be a function of time. For example, the charging power can be variable over a charging period of the electric vehicle at the charging station, for example the charging power can be lower in a first period of time than in a subsequent second period of time. Information relating to the energy source may include price information relating to the energy source, in particular time-dependent price information.

Vorteilhafterweise kann durch das Zuweisen weiterer Information an ein oder mehrere Elektrofahrzeuge oder an ein oder mehrere Ladesäulen durch das Batteriemanagementsystem die Produktivität des Batteriemanagementsystems weiter gesteigert werden, indem weitere Parameter des Ladevorgangs, wie etwa die Ladeleistung, zentral vom Batteriemanagementsystem bestimmt werden.By assigning further information to one or more electric vehicles or to one or more charging stations by the battery management system, the productivity of the battery management system can advantageously be further increased by further parameters of the charging process, such as the charging power, being determined centrally by the battery management system.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Zuweisen der Information an das zumindest eine Elektrofahrzeug durch die Steuereinrichtung ferner derart, dass die in der Batterie des Elektrofahrzeugs gespeicherte Energie nach dem Aufladen größer ist als der geplante Energieverbrauch zwischen dem Aufladen und einer geplanten Betriebsunterbrechung. Die geplante Betriebsunterbrechung kann beispielsweise ein weiterer Aufladezeitpunkt oder auch ein Arbeitszeitende sein. Die gespeicherte Energie kann um einen statistisch ermittelten Sicherheitspuffer größer sein als der geplante Energieverbrauch bis zur geplanten Betriebsunterbrechung.According to one embodiment, the information is also assigned by the control device to the at least one electric vehicle in such a way that the energy stored in the battery of the electric vehicle after charging is greater than the planned energy consumption between charging and a planned operational interruption. The planned interruption to operations can be, for example, another charging time or the end of working hours. The stored energy can be greater than the planned energy consumption up to the planned interruption of operation by a statistically determined safety buffer.

Vorteilhafterweise kann somit das Elektrofahrzeug ohne Pause bis zur geplanten Betriebsunterbrechung verwendet werden, insbesondere ohne signifikantes Risiko, dass der Ladezustand der Batterie ein kritisches Niveau erreicht. Durch optimiertes Planen zukünftiger Betriebsunterbrechungen und damit möglicher Aufladezeitpunkte in der Zukunft kann weiterhin die Batterie ökonomischer, d.h. mit einer kleineren maximalen Ladekapazität ausgelegt werden.Advantageously, the electric vehicle can thus be used without a break until the planned outage, in particular without a significant risk of the battery charge level reaching a critical level. The battery can be designed more economically, i.e. with a smaller maximum charging capacity, through optimized planning of future service interruptions and thus possible charging times in the future.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet, die Zeit zu minimieren, in welcher zumindest ein Elektrofahrzeug der Flotte eine maximal aufgeladene Batterie aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, die Zeit zu minimieren, in welcher zumindest ein Elektrofahrzeug der Flotte mehr gespeicherter Energie in der Batterie aufweist, als für einen jeweiligen geplanten Energieverbrauch zwischen dem Aufladen und der geplanten Betriebsunterbrechung benötigt wird. Dies kann unter Berücksichtigung eines Sicherheitspuffers von in der Batterie gespeicherter Energie erfolgen. Der Sicherheitspuffer kann vom Tiefenentladungsbereich der Batterie abhängen und kann beispielsweise derart bestimmt sein, sodass die Batterie stets eine minimale Energiemenge, wie etwa 20 % der maximalen Ladekapazität, gespeichert hat. Alternativ kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, die Zeit zu minimieren, in welcher mehrere oder alle Elektrofahrzeuge der Flotte eine maximal aufgeladene Batterie aufweisen.According to one embodiment, the control device is set up to minimize the time in which at least one electric vehicle in the fleet has a maximum charged battery. Alternatively or additionally, the control device can be set up to minimize the time in which at least one electric vehicle in the fleet has more energy stored in the battery than for a respective planned energy consumption between charging and planned operation breaking is needed. This can be done taking into account a safety buffer of energy stored in the battery. The safety buffer may depend on the deep discharge range of the battery and may be determined, for example, such that the battery always has a minimum amount of energy stored, such as 20% of the maximum charge capacity. Alternatively, the controller may be configured to minimize the time that several or all electric vehicles in the fleet have a maximum charged battery.

Vorteilhafterweise kann durch die Minimierung der Zeit, in welcher die Batterie des Elektrofahrzeugs mehr gespeicherte Energie aufweist als für einen geplanten Energieverbrauch zwischen dem Aufladen und der geplanten Betriebsunterbrechung benötigt wird, die ladungsabhängige Selbstentladung der Batterie minimiert werden, welche eine Funktion des Ladezustands der Batterie sein kann. Dadurch können Energiekosten mittels des Batteriemanagementsystems gespart werden.Advantageously, by minimizing the time that the electric vehicle battery has more stored energy than is required for a planned energy consumption between charging and the planned outage, the charge-dependent self-discharge of the battery can be minimized, which can be a function of the state of charge of the battery . As a result, energy costs can be saved using the battery management system.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Batteriemanagementsystem ferner einen Zwischenspeicher auf, welcher elektrisch die Versorgungsspannung mit der zumindest einen Ladesäule verbindet. Das Batteriemanagementsystem kann mehrere Zwischenspeicher aufweisen. Jede Ladesäule des Batteriemanagementsystems kann über den Zwischenspeicher mit der Versorgungsspannung verbunden sein. Alternativ kann ein Teil der Ladesäulen des Batteriemanagementsystems direkt mit der Versorgungsspannung verbunden sein, und der komplementäre Teil der Ladesäulen des Batteriemanagementsystems kann indirekt mit der Versorgungsspannung über einen oder mehrere Zwischenspeicher verbunden sein. An einem Zwischenspeicher kann eine Ladesäule verbunden sein, oder es können mehrere Ladesäulen über einen Zwischenspeicher mit der Versorgungsspannung verbunden sein. Der Zwischenspeicher ist kommunikativ mit der Steuereinrichtung verbunden und sendet Information zumindest bezüglich eines Ladezustands des Zwischenspeichers an die Steuereinrichtung. Zusätzlich kann der Zwischenspeicher Information bezüglich eines Zustands, wie eines Wartungszustands des Zwischenspeichers oder eines Verbindungszustands des Zwischenspeichers mit einer oder mehreren Ladesäulen an die Steuereinrichtung senden. Die Steuereinrichtung ist eingerichtet, ferner in Abhängigkeit von dem Ladezustand des Zwischenspeichers zumindest einem Elektrofahrzeug der Flotte Information zumindest bezüglich des Aufladezeitpunkts der Batterie des Elektrofahrzeugs an der zumindest einen Ladesäule zuzuweisen. Durch die Verwendung eines Zwischenspeichers kann die daran angeschlossene Ladesäule dem Elektrofahrzeug eine höhere Ladeleistung zur Verfügung stellen, als es die Ladesäule ohne den Zwischenspeicher könnte. Beispielsweise kann der Zwischenspeicher während Arbeitsperioden der Elektrofahrzeuge der Flotte aufgeladen werden, und in zeitlich kürzeren Ladeperioden der Elektrofahrzeuge mit einer vergleichsweise hohen Ladeleistung die Energie über die Ladesäulen den Elektrofahrzeugen zur Verfügung stellen und deren Batterien aufladen. Dadurch kann vorteilhafterweise die Ladezeit der Elektrofahrzeuge bei gleicher zu ladender Energie verkürzt werden.According to a further embodiment, the battery management system also has a buffer store which electrically connects the supply voltage to the at least one charging station. The battery management system can have multiple buffers. Each charging station of the battery management system can be connected to the supply voltage via the buffer store. Alternatively, part of the battery management system's charging columns can be connected directly to the supply voltage, and the complementary part of the battery management system's charging columns can be indirectly connected to the supply voltage via one or more intermediate storage devices. A charging column can be connected to a buffer store, or several charging columns can be connected to the supply voltage via a buffer store. The buffer store is communicatively connected to the control device and sends information to the control device at least with regard to a charging status of the buffer store. In addition, the buffer store can send information relating to a status, such as a maintenance status of the buffer store or a connection status of the buffer store to one or more charging stations, to the control device. The control device is set up to also assign information to at least one electric vehicle of the fleet, at least with regard to the charging time of the battery of the electric vehicle at the at least one charging station, as a function of the state of charge of the intermediate store. By using an intermediate store, the charging station connected to it can provide the electric vehicle with a higher charging capacity than the charging station could without the intermediate store. For example, the buffer store can be charged during working periods of the electric vehicles in the fleet, and in shorter charging periods of the electric vehicles with a comparatively high charging capacity, make the energy available to the electric vehicles via the charging stations and charge their batteries. As a result, the charging time of the electric vehicles can advantageously be shortened with the same amount of energy to be charged.

Gemäß einer Ausführungsform ist der Zwischenspeicher ein kinetischer Zwischenspeicher. Dazu kann der Zwischenspeicher eine Schwungmasse aufweisen, beispielsweise eine gelagerte Schwungscheibe. Die elektrische Energie, welche über die Versorgungsspannung zur Verfügung gestellt wird, kann in kinetische Energie im Zwischenspeicher umgewandelt und gespeichert werden, um sie dann, nach erneuter Umwandlung in elektrische Energie, an die Ladesäule abgeben zu können. Zur Umwandlung kann ein Generator verwendet werden. Der Zwischenspeicher kann als stationärer oder als mobiler Zwischenspeicher ausgebildet sein. Der Zwischenspeicher kann modular ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein bereits bestehendes Batteriemanagementsystem mit einem bereits verwendeten ersten modularen Zwischenspeicher einfach und kosteneffizient mittels weiterer modularer Zwischenspeicher hochskaliert werden.According to one embodiment, the buffer is a kinetic buffer. For this purpose, the buffer can have a flywheel, for example a mounted flywheel. The electrical energy, which is made available via the supply voltage, can be converted into kinetic energy in the buffer store and stored, so that it can then be delivered to the charging station after it has been converted into electrical energy again. A generator can be used for conversion. The buffer store can be in the form of a stationary or mobile buffer store. The buffer store can be of modular design. For example, an already existing battery management system with a first modular buffer store that is already in use can be easily and cost-effectively scaled up by means of further modular buffer stores.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet, die Zeit, in welcher der Zwischenspeicher geladen ist, unter Berücksichtigung der zu ladenden Elektrofahrzeuge der Flotte zu minimieren. Alternativ oder zusätzlich zur zu minimierenden Zeit kann die im Zwischenspeicher gespeicherte Energie minimiert werden. Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, die Zeit, in welcher der Zwischenspeicher geladen ist, oder die gespeicherte Energie im Zwischenspeicher unter Berücksichtigung des geplanten Energieverbrauchs eines oder mehrere Elektrofahrzeuge der Flotte zu minimieren. Die Zeit, in der der Zwischenspeicher geladen ist, wird minimiert, indem die Steuereinrichtung eingerichtet ist, zumindest eines vom Laden des Zwischenspeichers über die Versorgungsspannung und dem Aufladezeitpunkt der Batterie zumindest eines Elektrofahrzeugs an der Ladesäule so zu steuern, dass die in der Batterie des zumindest einen Elektrofahrzeugs gespeicherte Energie nach dem Aufladen größer ist als der geplante Energieverbrauch zwischen dem Aufladen und der geplanten Betriebsunterbrechung und die in dem Zwischenspeicher gespeicherte Energie nach dem Aufladen des Elektrofahrzeugs minimal ist. Alternativ kann die Steuereinrichtung eingerichtet sein, den Aufladezeitpunkt der Batterie jedes Elektrofahrzeugs an einer Ladesäule so zu steuern, dass die in der Batterie jedes Elektrofahrzeugs gespeicherte Energie nach dem Aufladen größer ist als der geplante Energieverbrauch zwischen dem Aufladen und der geplanten Betriebsunterbrechung jedes Elektrofahrzeugs. Der Zwischenspeicher kann nach dem Aufladen des Elektrofahrzeugs oder aller Elektrofahrzeuge der Flotte keine gespeicherte Energie aufweisen. Alternativ kann der Zwischenspeicher nach dem Aufladen des einen Elektrofahrzeugs oder aller Elektrofahrzeuge der Flotte gerade so viel gespeicherte Energiemenge aufweisen, wie, unter Berücksichtigung des Aufladens über die Versorgungsspannung, für ein Aufladen eines Elektrofahrzeugs zu einem zukünftigen Aufladezeitpunkt benötigt wird.According to one embodiment, the control device is set up to minimize the time in which the buffer store is charged, taking into account the electric vehicles in the fleet that are to be charged. As an alternative or in addition to the time to be minimized, the energy stored in the buffer store can be minimized. The control device can be set up to minimize the time in which the buffer store is charged or the energy stored in the buffer store, taking into account the planned energy consumption of one or more electric vehicles in the fleet. The time in which the buffer store is charged is minimized by the control device being set up to control at least one of the charging of the buffer store via the supply voltage and the charging time of the battery of at least one electric vehicle at the charging station in such a way that the battery in the at least the energy stored in an electric vehicle after charging is greater than the planned energy consumption between charging and the planned outage and the energy stored in the buffer store after charging the electric vehicle is minimal. Alternatively, the control device can be set up to control the charging time of the battery of each electric vehicle at a charging station in such a way that the battery in the battery rie of each electric vehicle after charging is greater than the planned energy consumption between charging and the planned outage of each electric vehicle. The cache may have no stored energy after charging the EV or all EVs in the fleet. Alternatively, after charging one electric vehicle or all electric vehicles in the fleet, the buffer store can have just as much stored energy as is required for charging an electric vehicle at a future charging time, taking into account charging via the supply voltage.

Vorteilhafterweise kann somit die verlustbehaftete Energiespeicherung im Zwischenspeicher optimiert werden, wobei der Verlust im Zwischenspeicher eine Funktion der gespeicherten Energiemenge wie der Speicherzeit sein kann, indem die Zeit wie die Energiemenge, welche im Zwischenspeicher gespeichert ist, minimiert wird.Advantageously, the lossy energy storage in the buffer store can thus be optimized, with the loss in the buffer store being a function of the amount of energy stored and the storage time, in that the time and the amount of energy stored in the buffer store are minimized.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet, in Abhängigkeit von der geplanten Verwendung zumindest eines Elektrofahrzeugs die Ladeleistung an der zumindest einen Ladesäule anzupassen. Die Ladeleistung kann vor dem Ladevorgang angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Ladeleistung während des Ladevorgangs angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Ladeleistung des Zwischenspeichers angepasst werden. Dadurch kann der Zwischenspeicher schneller geladen werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Zwischenspeicher schneller über die Ladesäule das Elektrofahrzeug laden.According to one specific embodiment, the control device is set up to adjust the charging power at the at least one charging station as a function of the planned use of at least one electric vehicle. The charging power can be adjusted before charging. Alternatively or additionally, the charging power can be adjusted during the charging process. Alternatively or additionally, the charging power of the buffer store can be adjusted. This allows the cache to load faster. Alternatively or additionally, the intermediate store can charge the electric vehicle more quickly via the charging station.

Vorteilhafterweise kann somit die ladekapazitätsabhängige Selbstentladung der Batterie des Elektrofahrzeugs durch zeitlich optimales Laden der Batterie vermindert werden. So kann beispielsweise die Ladeleistung verringert werden, wenn die Zeit bis zur geplanten Verwendung länger ist als die mit der aktuellen Ladeleistung benötigte Zeit zum Laden der Batterie gemäß des geplanten Energieverbrauchs. Somit kann der Ladevorgang zeitlich verlängert werden, so dass erst kurz vor der geplanten Verwendung die Batterie vollständig geladen ist. Dies kann durch ein Erhöhen der Ladeleistung gegen Ende des Ladezeitraums bewirkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Zwischenspeicher derart geladen werden, so dass kurz vor Abnahme der im Zwischenspeicher gespeicherten Energie durch die an den Ladesäulen zu ladenden Elektrofahrzeuge, der Zwischenspeicher mit maximaler Ladeleistung über die Versorgungsspannung geladen wird.Advantageously, the charging capacity-dependent self-discharge of the battery of the electric vehicle can thus be reduced by charging the battery at the optimum time. For example, the charging power can be reduced if the time until the planned use is longer than the time required with the current charging power to charge the battery according to the planned energy consumption. The charging process can thus be extended in time so that the battery is only fully charged shortly before the planned use. This can be done by increasing the charging power towards the end of the charging period. Alternatively or additionally, the buffer store can be charged in such a way that shortly before the energy stored in the buffer store is consumed by the electric vehicles to be charged at the charging stations, the buffer store is charged with maximum charging power via the supply voltage.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet, zumindest einem Elektrofahrzeug der Flotte Information zumindest bezüglich des Aufladezeitpunkts der Batterie des Elektrofahrzeugs an der zumindest einen Ladesäule ferner in Abhängigkeit der Information von zumindest zwei Elektrofahrzeugen der Flotte, in Abhängigkeit der Information der zumindest einen Ladesäule und in Abhängigkeit von dem Ladezustand des Zwischenspeichers zuzuweisen. Alternativ wird jedem Elektrofahrzeug der Flotte Information bezüglich des Aufladezeitpunkts der Batterie des jeweiligen Elektrofahrzeugs an einer Ladesäule in Abhängigkeit der Information von allen Elektrofahrzeugen der Flotte, in Abhängigkeit der Information aller Ladesäulen und in Abhängigkeit von dem Ladezustand aller Zwischenspeicher zugewiesen. So kann beispielsweise ein erstes Elektrofahrzeug mit einem ersten geplanten Energieverbrauch mit einem ersten Ladezustand der Batterie beim Aufladen an der Ladesäule vor einem zweiten Elektrofahrzeug mit einem zweiten geplanten Energieverbrauch und einem zweiten Ladezustand der Batterie priorisiert werden, wenn beispielsweise der zweite geplante Energieverbrauch oder zweite Ladezustand der Batterie des zweiten Elektrofahrzeugs geringer ist als der erste geplante Energieverbrauch oder der erste Ladezustand der Batterie des ersten Elektrofahrzeugs.According to one embodiment, the control device is set up to send information to at least one electric vehicle in the fleet, at least with regard to the charging time of the battery of the electric vehicle at the at least one charging station, also as a function of the information from at least two electric vehicles in the fleet, as a function of the information from the at least one charging station and as a function from the loading state of the cache. Alternatively, each electric vehicle in the fleet is assigned information regarding the charging time of the battery of the respective electric vehicle at a charging station depending on the information from all electric vehicles in the fleet, depending on the information from all charging stations and depending on the state of charge of all intermediate storage. For example, a first electric vehicle with a first planned energy consumption and a first state of charge of the battery when charging at the charging station can be prioritized over a second electric vehicle with a second planned energy consumption and a second state of charge of the battery if, for example, the second planned energy consumption or second state of charge of the Battery of the second electric vehicle is less than the first planned energy consumption or the first state of charge of the battery of the first electric vehicle.

Vorteilhafterweise können somit mehrere Elektrofahrzeuge mit verschieden geplanten Energieverbräuchen und Ladezuständen der Batterien mittels optimaler Anzahl an Ladesäulen geladen werden, ohne dass das Risiko besteht, die Elektrofahrzeuge wegen einer zu wenig geladenen Batterie bezogen auf den geplanten Energieverbrauch nicht verwenden zu können.Advantageously, several electric vehicles with different planned energy consumptions and charging states of the batteries can be charged using an optimal number of charging stations without the risk of not being able to use the electric vehicles because the battery is not charged enough for the planned energy consumption.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung eingerichtet ferner in Abhängigkeit von Information, welche einem ersten Elektrofahrzeug der Flotte zumindest bezüglich des Aufladezeitpunkts der Batterie des ersten Elektrofahrzeugs an der zumindest einen Ladesäule zugewiesen wurde, Information an ein zweites Elektrofahrzeug der Flotte zumindest bezüglich des Aufladezeitpunkts der Batterie des zweiten Elektrofahrzeugs an der zumindest einen Ladesäule zuzuweisen. Alternativ können es zwei verschieden Ladesäulen an einem Zwischenspeicher sein. Vorteilhafterweise kann somit eine gleichzeitige Belegung einer Ladesäule durch zwei Elektrofahrzeuge vermieden werden. Alternativ kann somit eine optimale Auslastung des mit den Ladesäulen verbundenen Zwischenspeichers erreicht werden. Dadurch kann das Zuweisen von Information an die Elektrofahrzeuge voneinander abhängig sein.According to one embodiment, the control device is set up, further depending on information which has been assigned to a first electric vehicle in the fleet at least with regard to the charging time of the battery of the first electric vehicle at the at least one charging station, information to a second electric vehicle in the fleet at least with regard to the charging time of the battery of the assign the second electric vehicle to the at least one charging station. Alternatively, there can be two different charging stations at a temporary storage facility. Advantageously, a simultaneous occupancy of a charging station by two electric vehicles can be avoided. Alternatively, optimal utilization of the buffer storage connected to the charging stations can be achieved. As a result, the assignment of information to the electric vehicles can be dependent on one another.

Gemäß einer Ausführungsform geschieht das Zuweisen von Information von der Steuereinrichtung an das erste Elektrofahrzeug zeitlich vor dem Zuweisen von Information von der Steuereinrichtung an das zweite Elektrofahrzeug. Das Zuweisen von Information von der Steuereinrichtung an das zweite Elektrofahrzeug kann durch ein Ereignis getriggert werden. Das Ereignis kann von dem ersten Elektrofahrzeug ausgelöst werden. Das Zuweisen von Information an das zweite Elektrofahrzeug kann somit abhängig von einer Reaktion auf das Zuweisen von Information an das erste Elektrofahrzeug sein.According to one embodiment, the assignment of information from the control device to the first electric vehicle takes place in time before the assignment of information from the control device to the second electric vehicle. The assignment of information from the control device to the second electric vehicle can be triggered by an event. The event can be triggered by the first electric vehicle. The assignment of information to the second electric vehicle can thus be dependent on a reaction to the assignment of information to the first electric vehicle.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Zuweisen von Information an das zweite Elektrofahrzeug durch die Steuereinrichtung ferner in Abhängigkeit von zumindest einer Information von dem ersten Elektrofahrzeug und der zumindest einen Ladesäule, wobei das Senden von Information von dem ersten Elektrofahrzeug und der zumindest einen Ladesäule an die Steuereinrichtung zeitlich vor dem Zuweisen von Information an das zweite Elektrofahrzeug durch die Steuereinrichtung geschieht. Beispielsweise kann das Senden von Information von dem ersten Elektrofahrzeug und der zumindest einen Ladesäule das Zuweisen von Information an das zweite Elektrofahrzeug durch die Steuereinrichtung triggern. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung dem ersten Elektrofahrzeug einen ersten Aufladezeitpunkt zuweisen, woraufhin das erste Elektrofahrzeug der Steuereinrichtung diesen zugewiesenen ersten Aufladezeitpunkt bestätigt. Die Bestätigung des ersten Aufladezeitpunkts durch das erste Elektrofahrzeug kann das Zuweisen eines zweiten Aufladezeitpunkts an das zweite Elektrofahrzeug triggern. Das Bestätigen des ersten Aufladezeitpunkts kann durch den Fahrzeugführer des ersten Elektrofahrzeugs geschehen. Abhängig von der Bestätigung des ersten Aufladezeitpunkts des ersten Elektrofahrzeugs kann dem zweiten Elektrofahrzeug ein früherer oder späterer zweiter Aufladezeitpunkt zugewiesen werden.According to one embodiment, the assignment of information to the second electric vehicle by the control device also takes place as a function of at least one piece of information from the first electric vehicle and the at least one charging station, with the sending of information from the first electric vehicle and the at least one charging station to the control device being timed before the control device assigns information to the second electric vehicle. For example, the transmission of information from the first electric vehicle and the at least one charging station can trigger the assigning of information to the second electric vehicle by the control device. For example, the control device can assign a first charging time to the first electric vehicle, whereupon the first electric vehicle confirms this assigned first charging time to the control device. Confirmation of the first charge time by the first electric vehicle may trigger assigning a second charge time to the second electric vehicle. The driver of the first electric vehicle can confirm the first charging time. Depending on the confirmation of the first charging time of the first electric vehicle, the second electric vehicle can be assigned an earlier or later second charging time.

Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Zuweisen von Information an das zweite Elektrofahrzeug durch die Steuereinrichtung ferner in Abhängigkeit von Information zumindest bezüglich des Ladezustands des Zwischenspeichers, wobei das erste Elektrofahrzeug über den Zwischenspeicher geladen wird und die Information von dem Zwischenspeicher an die Steuereinrichtung zeitlich vor dem Zuweisen von Information an das zweite Elektrofahrzeug durch die Steuereinrichtung geschieht. Dabei kann das erste Elektrofahrzeug an einer ersten Ladesäule über den Zwischenspeicher geladen werden und das zweite Elektrofahrzeug an einer zweiten Ladesäule über denselben Zwischenspeicher geladen werden. Der Aufladezeitpunkt des zweiten Elektrofahrzeugs kann somit in Abhängigkeit der restlichen Ladekapazität des Zwischenspeichers zugewiesen werden. So kann beispielsweise, wenn unvorhergesehen mehr Ladeleistung über die erste Ladesäule von dem ersten Elektrofahrzeug vom Zwischenspeicher gezogen wird, darauf reagiert werden und der Aufladezeitpunkt für das zweite Elektrofahrzeug an der zweiten Ladesäule des Zwischenspeichers verändert werden, beispielsweise weiter in die Zukunft verschoben werden.According to one embodiment, the assignment of information to the second electric vehicle by the control device also takes place as a function of information at least with regard to the state of charge of the buffer store, the first electric vehicle being charged via the buffer store and the information from the buffer store to the control device in time before the allocation of Information happens to the second electric vehicle through the control device. The first electric vehicle can be charged at a first charging station via the buffer store and the second electric vehicle can be charged at a second charging station via the same buffer store. The charging time of the second electric vehicle can thus be assigned depending on the remaining charging capacity of the buffer store. For example, if more charging power is unexpectedly drawn from the first electric vehicle via the first charging station from the temporary storage facility, the response can be made and the charging time for the second electric vehicle at the second charging station of the temporary storage facility can be changed, for example pushed further into the future.

Gemäß einer Ausführungsform ist zumindest ein Energiespeicher des Batteriemanagementsystems eingerichtet, zu einem ersten Zeitpunkt Energie, welche von der Versorgungsspannung erhalten wird, zu speichern und zu einem zweiten Zeitpunkt Energie, welche von dem Energiespeicher des Batteriemanagementsystems gespeichert ist, an die Versorgungsspannung abzugeben. Energiespeicher können Batterien der Elektrofahrzeuge sein. Energiespeicher können Zwischenspeicher sein. Energiespeicher können eine Mischung aus Batterien der Elektrofahrzeuge und Zwischenspeichern sein. Vorteilhafterweise besteht zum ersten Zeitpunkt ein Überfluss an Energie in der Versorgungsspannung, weiter vorteilhafterweise zu einem günstigen Marktpreis.According to one embodiment, at least one energy store of the battery management system is set up to store energy received from the supply voltage at a first point in time and to release energy that is stored by the energy store of the battery management system to the supply voltage at a second point in time. Energy storage can be batteries of electric vehicles. Energy storage can be temporary storage. Energy storage can be a mixture of electric vehicle batteries and temporary storage. Advantageously, at the first time there is an excess of energy in the supply voltage, further advantageously at a favorable market price.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Flottenmanagement mittels eines Batteriemanagementsystems, insbesondere mittels eines System gemäß den Ausführungsformen wie oben beschrieben. Das Verfahren weist einen Schritt des Sendens von Information von zumindest zwei Elektrofahrzeugen der Flotte an die Steuereinrichtung auf. Die Information von zumindest zwei Elektrofahrzeugen der Flotte kann zumindest Ladeinformation der Batterie der jeweiligen Elektrofahrzeuge aufweisen. Das Verfahren weist ferner einen Schritt des Sendens von Information zumindest einer Ladesäule an die Steuereinrichtung auf. Information der Ladesäule kann Information bezüglich der Ladeverfügbarkeit der Ladesäule aufweisen. Das Verfahren weist ferner einen Schritt des Sendens von Information zumindest des Zwischenspeichers an die Steuereinrichtung auf. Information des Zwischenspeichers kann Information bezüglich des Ladezustands des Zwischenspeichers aufweisen. Das Verfahren weist ferner einen Schritt des Bestimmens von Information zumindest bezüglich des Aufladezeitpunkts für zumindest zwei Elektrofahrzeuge der Flotte basierend auf den Informationen der zumindest zwei Elektrofahrzeuge, der Ladesäule und des Zwischenspeichers auf. Der Schritt des Bestimmens von Information kann ferner das Bestimmen der Ladeleistung, der Ladedauer und der Energiequelle aufweisen. Das Verfahren weist ferner einen Schritt des Sendens der bestimmten Information an die zumindest zwei Elektrofahrzeuge auf. Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt das Senden der bestimmten Information an die zumindest eine Ladesäule aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Schritt das Senden der bestimmten Information an den Zwischenspeicher aufweisen.The invention relates to a method for fleet management using a battery management system, in particular using a system according to the embodiments as described above. The method has a step of sending information from at least two electric vehicles in the fleet to the control device. The information from at least two electric vehicles in the fleet can include at least charging information for the battery of the respective electric vehicles. The method also has a step of sending information from at least one charging station to the control device. Information from the charging station can include information regarding the charging availability of the charging station. The method also has a step of sending information from at least the buffer memory to the control device. Buffer information may include information regarding the loading state of the buffer. The method also has a step of determining information at least with regard to the charging time for at least two electric vehicles in the fleet based on the information from the at least two electric vehicles, the charging station and the buffer store. The step of determining information can further include determining the charging power, the charging duration and the energy source. The method also has a step of sending the specific information to the at least two electric vehicles. Alternatively or additionally, the step can include sending the specific information to the at least one charging station. Alternatively or additionally, the step can include sending the specific information to the buffer.

Figurenlistecharacter list

1 shows a schematic representation of a battery management system for fleet management according to embodiments of the invention.
2 shows a flowchart with steps of a method for fleet management using a battery management system according to embodiments of the invention

Detaillierte Beschreibung von AusführungsformenDetailed Description of Embodiments

1 zeigt ein Batteriemanagementsystem 2 zum Flottenmanagement gemäß einer Ausführungsform. Das Batteriemanagementsystem 2 weist eine Steuereinrichtung 8 auf. Die Steuereinrichtung 8 ist durch eine Cloud 11 ausgebildet. Gemäß einer Ausführungsform ist die Cloud 11 durch eine nicht gezeigte Recheneinheit eines Rechenzentrums ausgebildet und bildet somit eine Rechnercloud aus. Das Batteriemanagementsystem 2 weist ferner eine erste Ladesäule 12 und eine zweite Ladesäule 13 auf. Die Ladesäulen 12, 13 sind als Schnellladesäulen ausgebildet. In einer Ausführungsform sind die Ladesäulen als konventionelle Ladesäulen, beispielsweise vorinstallierte Ladesäulen in einem Stadtgebiet, ausgebildet. Das Batteriemanagementsystem 2 weist ferner eine kommunikative Verbindung 10 auf. Die kommunikative Verbindung 10, gezeigt im Ausführungsbeispiel, ist eine Funkverbindung, insbesondere eine Mobilfunkverbindung gemäß eines bekannten Standards. Die kommunikative Verbindung 10 verbindet die Steuereinrichtung 8 mit den Ladesäulen 12 und 13. 1 shows a battery management system 2 for fleet management according to an embodiment. The battery management system 2 has a control device 8 . The control device 8 is formed by a cloud 11 . According to one embodiment, the cloud 11 is formed by a processing unit (not shown) of a data center and thus forms a computer cloud. The battery management system 2 also has a first charging station 12 and a second charging station 13 . The charging stations 12, 13 are designed as fast charging stations. In one embodiment, the charging stations are designed as conventional charging stations, for example pre-installed charging stations in an urban area. The battery management system 2 also has a communicative connection 10 . The communicative connection 10 shown in the exemplary embodiment is a radio connection, in particular a mobile radio connection according to a known standard. The communicative connection 10 connects the control device 8 to the charging stations 12 and 13.

Das gemäß der Ausführungsform gezeigte Batteriemanagementsystem 2 weist ferner einen Zwischenspeicher 14 auf. Der Zwischenspeicher 14 ist weiterhin über die kommunikative Verbindung 10 mit der Steuereinrichtung 8 und den Ladesäulen 12 und 13 verbunden. Der Zwischenspeicher 14 ist ein kinetischer Zwischenspeicher zum Speichern von Energie. Der Zwischenspeicher 14 verbindet die Versorgungsspannung 16 mit den Ladesäulen 12 und 13. Gemäß einer nicht gezeigten Ausführungsform sind die Ladesäulen 12 und 13 direkt mit der Versorgungsspannung 16 verbunden. Der Zwischenspeicher 14 ist modular und mobil ausgebildet. Dadurch wird der Zwischenspeicher 14 in einer einfachen Art und Weise zwischen die Ladesäulen 12 und 13 und die Versorgungsspannung 16 geschaltet. Der Zwischenspeicher 14 wird mit einer Eingangsleistung von der Versorgungsspannung 16 geladen. Der Zwischenspeicher 14 versorgt die erste und zweite Ladesäule 12 und 13 mit einer ersten und zweiten Ausgangsleistung, welche insbesondere größer ist als die Eingangsleistung.The battery management system 2 shown according to the embodiment also has a buffer store 14 . The buffer store 14 is also connected to the control device 8 and the charging stations 12 and 13 via the communicative connection 10 . The buffer 14 is a kinetic buffer for storing energy. The buffer store 14 connects the supply voltage 16 to the charging stations 12 and 13. According to an embodiment that is not shown, the charging stations 12 and 13 are connected directly to the supply voltage 16. The buffer store 14 is designed to be modular and mobile. As a result, the buffer store 14 is connected between the charging stations 12 and 13 and the supply voltage 16 in a simple manner. The buffer store 14 is charged with an input power from the supply voltage 16 . The buffer store 14 supplies the first and second charging columns 12 and 13 with a first and second output power, which is in particular greater than the input power.

Ferner ist in 1 eine Flotte bestehend aus einem ersten Elektrofahrzeug 4 und einem zweiten Elektrofahrzeug 6 gezeigt. Das erste und zweite Elektrofahrzeug 4, 6 ist über die kommunikative Verbindung 10 mit der Steuereinrichtung 8 und der ersten und zweiten Ladesäule 12, 13 und dem Zwischenspeicher 14 verbunden. Das erste und zweite Elektrofahrzeug 4, 6 ist jeweils ein Baufahrzeug. In anderen, nicht gezeigten Ausführungsformen besteht die Flotte aus anderen Elektrofahrzeugen, beispielsweise Carsharingfahrzeugen. Jedes der Elektrofahrzeuge 4, 6 weist eine Batterie auf. Die Batterie jedes Elektrofahrzeugs 4, 6 ist der primäre Energiespeicher des jeweiligen.Furthermore, in 1 a fleet consisting of a first electric vehicle 4 and a second electric vehicle 6 is shown. The first and second electric vehicles 4 , 6 are connected to the control device 8 and the first and second charging stations 12 , 13 and the buffer store 14 via the communicative connection 10 . The first and second electric vehicles 4, 6 are each a construction vehicle. In other embodiments that are not shown, the fleet consists of other electric vehicles, for example car sharing vehicles. Each of the electric vehicles 4, 6 has a battery. The battery of each electric vehicle 4, 6 is the primary energy store of each.

Gezeigt in 2 sind die notwendigen schematischen Schritte eines Verfahrens zum Flottenmanagement mittels eines Batteriemanagementsystems 2 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. In einem Schritt S1 des Sendens von Information senden die beiden Elektrofahrzeuge 4, 6 der Flotte Ladezustandsinformation der jeweiligen Batterie des Elektrofahrzeugs 4, 6 an die Steuereinrichtung 8. So ist beispielsweise die Batterie des ersten Elektrofahrzeugs 4 noch zu 40% geladen, wohingegen die Batterie des zweiten Elektrofahrzeugs 6 noch zu 80% geladen ist. In einem Schritt S2 des Sendens von Information senden gemäß der Ausführungsform die Ladesäulen 12, 13 Information bezüglich der jeweiligen Ladeverfügbarkeit der Ladesäulen 12, 13 an die Steuereinrichtung 8. So zeigt, gemäß der gezeigten Ausführungsform in 1, die Ladeverfügbarkeitsinformation einer jeden Ladesäule 12, 13 der Steuereinrichtung 8 an, dass an jeder Ladesäule 12, 13 geladen werden kann, da noch an keiner der beiden Ladesäulen 12, 13 ein Elektrofahrzeug geladen wird. Gemäß einem Schritt S3 des Sendens von Information sendet der Zwischenspeicher 14 Information bezüglich seines Ladezustands an die Steuereinrichtung 8. So ist der Zwischenspeicher 14 gemäß der gezeigten Ausführungsform in 1 beispielsweise zu 70% geladen. Die Schritte S1, S2 und S3 werden nahezu gleichzeitig ausgeführt. In einer nicht gezeigten Ausführungsform werden die Schritte S1, S2 und S3 in einer beliebigen Reihenfolge nacheinander ausgeführt.shown in 2 are the necessary schematic steps of a method for fleet management using a battery management system 2 according to an embodiment of the invention. In a step S1 of sending information, the two electric vehicles 4, 6 in the fleet send information about the state of charge of the respective battery of the electric vehicle 4, 6 to the control device 8. For example, the battery of the first electric vehicle 4 is still 40% charged, whereas the battery of the second electric vehicle 6 is still 80% charged. In a step S2 of sending information, according to the embodiment, the charging stations 12, 13 send information regarding the respective charging availability of the charging stations 12, 13 to the control device 8. Thus, according to the embodiment shown in FIG 1 , the charging availability information of each charging station 12, 13 of the control device 8 that charging can be carried out at each charging station 12, 13, since an electric vehicle is not yet being loaded at either of the two charging stations 12, 13. According to a step S3 of sending information, the buffer store 14 sends information regarding its state of charge to the control device 8. The buffer store 14 according to the embodiment shown in FIG 1 for example 70% charged. Steps S1, S2 and S3 are executed almost simultaneously. In an embodiment that is not shown, steps S1, S2 and S3 are carried out one after the other in any order.

In einem Schritt S4 des Bestimmens von Information zumindest bezüglich eines Aufladezeitpunkts für zumindest zwei Elektrofahrzeuge 4, 6 werden abhängig von dem Ladezustand der Batterie der beiden Elektrofahrzeuge 4, 6, der Ladeverfügbarkeit der Ladesäulen 12, 13 und dem Ladezustand des Zwischenspeichers 14 Aufladezeitpunkte für das erste und zweite Elektrofahrzeug 4, 6 durch die Steuereinrichtung 8 bestimmt. Beispielsweise wird hier durch die Steuereinrichtung 8 bestimmt, dass das erste Elektrofahrzeug 4 zeitlich vor dem zweiten Elektrofahrzeug 6 geladen wird, da es einen niedrigeren Ladezustand der Batterie aufweist. Es ist beispielsweise vorteilhaft, dass beide Elektrofahrzeuge 4, 6 zum gleichen Zeitpunkt mit vollgeladenen Batterie einsatzbereit sind. Hierzu ist der Aufladezeitpunkt des geringer geladenen ersten Elektrofahrzeugs 4 zeitlich vor dem Aufladezeitpunkt des zweiten Elektrofahrzeugs 6, so dass, bei gleicher Ladeleistung die Elektrofahrzeuge 4, 6, diese gleichzeitig vollgeladen sind. Alternativ oder zusätzlich werden die Elektrofahrzeuge 4, 6 zum Laden der Batterien gleichzeitig an eine jeweilige Ladesäule 12, 13 angeschlossen. Hierzu ist die Steuereinrichtung 8 eingerichtet, die Ladeleistung der jeweiligen Ladesäule 12, 13 derart zu bestimmen, dass die Elektrofahrzeuge 4, 6 mit unterschiedlich geladenen Batterien gleichzeitig vollgeladen werden.In a step S4 of determining information at least with regard to a charging time for at least two electric vehicles 4, 6, charging times for the first and second electric vehicle 4, 6 determined by the control device 8. For example, the control device 8 determines here that the first electric vehicle 4 is charged before the second electric vehicle 6 because it has a lower battery charge state. It's at example advantageous that both electric vehicles 4, 6 are ready for use at the same time with fully charged battery. For this purpose, the charging time of the less charged first electric vehicle 4 is before the charging time of the second electric vehicle 6, so that, with the same charging power, the electric vehicles 4, 6 are fully charged at the same time. Alternatively or additionally, the electric vehicles 4, 6 are simultaneously connected to a respective charging station 12, 13 for charging the batteries. For this purpose, the control device 8 is set up to determine the charging capacity of the respective charging station 12, 13 in such a way that the electric vehicles 4, 6 with differently charged batteries are fully charged at the same time.

In einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform des Batteriemanagementsystems 2 weist dieses lediglich eine Ladesäule 12 auf. Bezogen auf das vorherige Beispiel mit den konkreten Ladezuständen der Elektrofahrzeuge 4, 6 ist es in dieser Ausführungsform vorteilhaft, den Aufladezeitpunkt der Elektrofahrzeuge 4, 6 ferner abhängig zu machen von einem geplanten Energieverbrauch der Elektrofahrzeuge 4, 6. Somit ist es in diesem Ausführungsbeispiel vorteilhaft, wenn die Batterie des zweiten Elektrofahrzeugs 6 zu einem größeren Anteil geladen ist als die Batterie des ersten Elektrofahrzeugs 4, dennoch das zweite Elektrofahrzeug 6 basierend auf einem geplanten Energieverbrauch der beiden Elektrofahrzeuge 4, 6 zunächst an die einzige Ladesäule 12 zum Laden geschickt wird. Beispielsweise ist dies vorteilhaft, wenn das zweite Elektrofahrzeug 6 überproportional häufig verwendet werden muss.In another embodiment of the battery management system 2 that is not shown, this has only one charging station 12 . Based on the previous example with the specific charge states of the electric vehicles 4, 6, it is advantageous in this embodiment to also make the charging time of the electric vehicles 4, 6 dependent on a planned energy consumption of the electric vehicles 4, 6. It is therefore advantageous in this exemplary embodiment if the battery of the second electric vehicle 6 is charged to a greater extent than the battery of the first electric vehicle 4, but the second electric vehicle 6 is initially sent to the single charging station 12 for charging based on a planned energy consumption of the two electric vehicles 4, 6. This is advantageous, for example, if the second electric vehicle 6 has to be used disproportionately often.

Das Verfahren weist ferner einen Schritt S5 des Sendens der bestimmten Information an die zumindest zwei Elektrofahrzeuge 4, 6 auf. In einer weiteren Ausführungsform weist der Schritt S5 das Senden von Information an die Ladesäulen 12, 13 und den Zwischenspeicher 14 auf. Somit wird beispielsweise die Ladeleistung für jedes Elektrofahrzeug 4, 6 direkt an den Zwischenspeicher 14 gesendet. Dieser setzt somit die Leistungsbeschränkung und Leistungszuweisung an die daran angeschlossenen Ladesäulen 12, 13 direkt um.The method also has a step S5 of sending the specific information to the at least two electric vehicles 4, 6. In a further embodiment, step S5 includes the sending of information to the charging stations 12, 13 and the buffer store 14. Thus, for example, the charging power for each electric vehicle 4, 6 is sent directly to the buffer store 14. This thus implements the power limitation and power allocation to the charging stations 12, 13 connected to it directly.

Mit dem beschriebenen Verfahren zum Flottenmanagement mittels des Batteriemanagementsystems 2 wird somit eine Flotte bestehend aus mehreren Elektrofahrzeugen 4, 6 zentral durch die Steuereinrichtung 8 koordiniert. Dadurch wird, zentral gesteuert, jedes Elektrofahrzeug 4, 6 der Flotte abhängig von den Ladezuständen der Batterien der Elektrofahrzeuge 4, 6, abhängig von den Ladeverfügbarkeiten aller Ladesäulen 12, 13, abhängig von dem Ladezustand des Zwischenspeichers 14 und abhängig von geplanten Energieverbräuchen der Elektrofahrzeuge 4, 6 zum Laden an die Ladesäulen 12, 13 geschickt. Somit wird die Zeit, in welcher alle Elektrofahrzeuge 4, 6 der Flotte verwendet werden können, sowie die dafür benötigte Energie, optimiert. Insbesondere wird die Gebrauchszeit der Elektrofahrzeuge 4, 6 maximiert und die Zeit, in der Energiespeicher des Batteriemanagementsystems 2, wie die Batterien der Elektrofahrzeuge 4, 6 und der Zwischenspeicher 14, mehr Energie als den geplanten Energieverbrauch der Elektrofahrzeuge 4, 6 der Flotte gespeichert haben, minimiert.With the described method for fleet management using the battery management system 2, a fleet consisting of several electric vehicles 4, 6 is coordinated centrally by the control device 8. As a result, each electric vehicle 4, 6 in the fleet is centrally controlled, depending on the state of charge of the batteries of the electric vehicles 4, 6, depending on the charging availability of all charging stations 12, 13, depending on the state of charge of the intermediate store 14 and depending on the planned energy consumption of the electric vehicles 4 , 6 sent to the charging stations 12, 13 for charging. The time in which all electric vehicles 4, 6 in the fleet can be used and the energy required for this are thus optimized. In particular, the usage time of the electric vehicles 4, 6 is maximized and the time in which the energy stores of the battery management system 2, such as the batteries of the electric vehicles 4, 6 and the buffer store 14, have stored more energy than the planned energy consumption of the electric vehicles 4, 6 of the fleet, minimized.

BezugszeichenlisteReference List

22: Batteriemanagementsystembattery management system
44: (erstes) Elektrofahrzeug(first) electric vehicle
66: (zweites) Elektrofahrzeug(second) electric vehicle
88th: Steuereinrichtungcontrol device
1010: kommunikative Verbindungcommunicative connection
1111: (Rechen-)Cloud(Computing) cloud
1212: (erste) Ladesäule(first) charging station
1313: (zweite) Ladesäule(second) charging station
1414: Zwischenspeichercache
1616: Versorgungsspannungsupply voltage
S1S1: (Schritt des) Senden von Information von zumindest zwei Elektrofahrzeugen(Step of) sending information from at least two electric vehicles
S2S2: (Schritt des) Senden von Information von zumindest einer Ladesäule(Step of) Sending information from at least one charging station
S3S3: (Schritt des) Senden von Information von zumindest einem Zwischenspeicher(Step of) sending information from at least one buffer
S4S4: (Schritt des) Bestimmen von Information zumindest bezüglich eines Aufladezeitpunkts für zumindest zwei Elektrofahrzeuge(Step of) Determining information at least regarding a charging time for at least two electric vehicles
S5S5: (Schritt des) Senden der bestimmten Information an die zumindest zwei Elektrofahrzeuge(Step of) Sending the specific information to the at least two electric vehicles

Claims

Battery management system (2) for fleet management, which has a control device (8), at least one charging station (12) and a communicative connection (10) at least between each electric vehicle (4; 6) of a fleet of at least two battery-operated electric vehicles (4, 6) and the control device (8) and between the control device (8) and the at least one charging station (12), each electric vehicle (4; 6) sending information at least regarding the state of charge of a battery of the respective electric vehicle (4; 6) to the control device (8) sends and the at least one charging station (12) information at least regarding a charging availability sends at least one charging station (12) to the control device (8), the control device (8) being set up to send each electric vehicle (4; 6) in the fleet information at least regarding a charging time of the battery of the electric vehicle (4; 6) at the at least one Assign charging station (12) depending on the information from at least one electric vehicle (4; 6) and depending on the information from the at least one charging station (12).

battery management system claim 1 , wherein each electric vehicle (4; 6) also sends information regarding a planned energy consumption of the electric vehicle (4; 6) to the control device (8) and the control device (8) is set up to send each electric vehicle (4; 6) information at least regarding the charging time the battery of the electric vehicle (4; 6) at the at least one charging station (12) also depending on the planned energy consumption of the electric vehicle (4; 6).

Battery management system (2) after claim 1 or 2 , wherein the control device (8) is set up to assign each electric vehicle (4; 6) information relating to at least one of the charging time, a charging power, a charging duration and/or an energy source at the at least one charging station (12).

Battery management system (2) according to one of claims 2 or 3 , wherein the assignment of the information to the at least one electric vehicle (4; 6) by the control device (8) also takes place in such a way that the energy stored in the battery of the electric vehicle (4; 6) after charging is greater than the planned energy consumption between charging and a planned outage.

Battery management system (2) according to one of claims 2 until 4 , wherein the control device (8) is set up to minimize the time in which at least one electric vehicle (4; 6) of the fleet has a maximum charged battery.

Battery management system (2) according to one of the preceding claims, which also has a buffer (14) which electrically connects a supply voltage (16) to the at least one charging station (12) and which is communicatively connected to the control device (8) and the buffer (14) sends information at least regarding a state of charge of the buffer store (14) to the control device (8) and the control device (8) is set up, also depending on the state of charge of the buffer store (14) at least one electric vehicle (4; 6) of the fleet Assign information at least with regard to the charging time of the battery of the electric vehicle (4; 6) at the at least one charging station (12).

Battery management system (2) after claim 6 , wherein the buffer (14) is a kinetic buffer (14).

Battery management system (2) after claim 6 or 7 , wherein the control device (8) is set up to minimize the time in which the buffer store (14) is charged, taking into account the electric vehicles (4; 6) of the fleet to be charged, by the control device (8) being set up at least one from the charging of the buffer store (14) via the supply voltage (16) and the charging time of the battery of at least one electric vehicle (4; 6) at the charging station (12) so that the in the battery of the at least one electric vehicle (4; 6) stored energy after charging is greater than the planned energy consumption between charging and the planned interruption of operation and the energy stored in the temporary store (14) after charging the electric vehicle (4; 6) is minimal.

Battery management system (2) according to one of the preceding claims, wherein the control device (8) is set up to adapt the charging power at the at least one charging station (12) depending on the planned use of at least one electric vehicle (4; 6).

Battery management system (2) according to one of the preceding claims, wherein the control device (8) is set up to send information to at least one electric vehicle (4; 6) of the fleet at least with regard to the charging time of the battery of the electric vehicle (4; 6) at the at least one charging station (12 ) also depending on the information from at least two electric vehicles (4, 6) of the fleet, depending on the information of the at least one charging station (12) and depending on the state of charge of the intermediate store (14).

Battery management system (2) according to one of the preceding claims, wherein the control device (8) is set up, also as a function of information which a first electric vehicle (4) of the fleet has at least with regard to the charging time of the battery of the first electric vehicle (4) at the at least one charging station (12) has been assigned to assign information to a second electric vehicle (6) of the fleet at least with regard to the charging time of the battery of the second electric vehicle (6) at the at least one charging station (12).

Battery management system (2) after claim 11 , wherein the assignment of information from the control device (8) to the first electric vehicle (4) takes place before the assignment of information from the control device (8) to the second electric vehicle (6).

Battery management system (2) after claim 12 , wherein the assignment of information to the second electric vehicle (6) by the control device (8) also takes place as a function of at least one item of information from the first electric vehicle (4) and the at least one charging station (12), the sending of information from the first electric vehicle (4) and the at least one charging station (12) to the control device (8) in time before the assignment of information to the second electric vehicle (6) by the control device (8).

Battery management system (2) after Claim 13 , wherein the assignment of information to the second electric vehicle (6) by the control device (8) also takes place as a function of information at least with regard to the state of charge of the buffer store (14), the first electric vehicle (4) being charged via the buffer store (14). and the information from the buffer store (14) to the control device (8) occurs before the assignment of information to the second electric vehicle (6) by the control device (8).

Battery management system (2) according to one of the preceding claims, wherein at least one energy store (4; 6; 14) of the battery management system (2) is set up, at a first point in time, to store energy which is obtained from the supply voltage (16) and at a second time energy, which is stored by the energy store (4; 6; 14) of the battery management system (2), to the supply voltage (16).

Method for fleet management using a battery management system (2), which includes at least one step (S1) of sending information from at least two electric vehicles (4, 6) of a fleet to a control device (8), a step (S2) of sending information at least one charging station (12) to the control device (8), a step (S3) of sending information from at least one buffer store (14) to the control device (8), a step (S4) of determining information at least with regard to a charging time for at least two electric vehicles (4, 6) of the fleet based on the information from the at least two electric vehicles (4, 6), the charging station (12) and the intermediate store (14) and a step (S5) of sending the specific information to the at least two electric vehicles (4 ; 6).