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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen eines Ladevorgangs zum elektrischen Laden einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs an einer Ladestation. Die Erfindung betrifft ferner ein Computerprogrammprodukt zum Durchführen eines solchen Verfahrens sowie ein computerlesbares Speichermittel, auf dem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
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Beim elektrischen Laden einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs muss das Fahrzeug die hierbei entstehende Wärme abführen. Hierbei können deutlich wahrnehmbare Geräusche emittiert werden. Dies ist insbesondere bei sogenannten Schnellladevorgängen der Fall. Gattungsgemäße Ladevorgänge unterliegen hinsichtlich der durch den Ladevorgang erzeugten Lautstärke legislativen Grenzen. Um dem Rechnung zu tragen, wird gemäß den deutschen Patentanmeldungen
DE 10 2018 209 072 A1 und
DE 10 2018 209 071 A1 vorgeschlagen, dass sich das Fahrzeug bzw. eine Recheneinheit des Fahrzeugs abhängig von Ort und Zeit des Ladevorgangs, akustische Limits herleitet und diese möglichst einhält. Aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2017 107 538 A1 geht in diesem Zusammenhang hervor, dass das Fahrzeug hierzu Lärmemissions- und/oder Lärmemmissionsgrenzwertdaten von einer Ladestation zum Laden des Fahrzeugs beziehen kann. Ferner ist es bekannt, dass für den Ladevorgang ein Geräuschpegel des Ladevorgangs zum Einstellen der Ladeleistung berücksichtigt wird.
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In der Praxis hat sich bislang gezeigt, dass das Einhalten der geforderten Lärmgrenzwerte weiterhin eine komplexe Herausforderung darstellt. Neben der Einhaltung von gesetzlich geforderten Emissions- und Immissionsgrenzen gilt es nämlich auch noch, den Ladevorgang trotzdem so energieeffizient und schnell wie möglich durchzuführen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, der voranstehend beschriebenen Problematik zumindest teilweise Rechnung zu tragen. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum möglichst schnellen Laden einer Antriebsbatterie zur Verfügung zu stellen, mittels welchem außerdem akustische Grenzwerte zuverlässig eingehalten werden können.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die voranstehende Aufgabe durch das Verfahren gemäß Anspruch 1, das Computerprogrammprodukt gemäß Anspruch 9 sowie das Speichermittel gemäß Anspruch 10 gelöst. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Figuren. Dabei gelten Merkmale, die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Computerprogrammprodukt, dem erfindungsgemäßen Speichermittel und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird und/oder werden kann.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Durchführen eines Ladevorgangs zum elektrischen Laden einer Antriebsbatterie eines Fahrzeugs an einer Ladestation vorgeschlagen. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf:
- - Bereitstellen eines oberen Ladelautstärke-Grenzwertes für den Ladevorgang,
- - Ermitteln einer ladeleistungsspezifischen Ladestation-Ladelautstärke,
- - Ermitteln einer ladeleistungsspezifischen Fahrzeug-Ladelautstärke, und
- - Einstellen einer Ladeleistung zum elektrischen Laden der Antriebsbatterie unter Berücksichtigung der ermittelten Ladestation-Ladelautstärke, der ermittelten Fahrzeug-Ladelautstärke sowie des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde erkannt, dass die gewünschte Ladeleistung durch eine gezielt differenzierte Betrachtung und Berücksichtigung der Ladestation-Ladelautstärke sowie der Fahrzeug-Ladelautstärke unter Einhaltung des oberen bzw. des maximal zulässigen Ladelautstärke-Grenzwertes stets auf einem hohen Wert gehalten werden kann. Insbesondere wurde die damit verbundene Möglichkeit eines Verschiebens von Geräuschkontingenten erkannt, wodurch unter Einhaltung der geforderten bzw. der maximal zulässigen Geräuschimmissionen die Ladeleistung gesteigert bzw. stets auf einem im Vergleich zu konventionellen Verfahren höheren Wert gehalten werden kann. Mithin kann eine Verbesserung bzw. Erhöhung der Ladeleistung im Spannungsfeld zwischen der Ladelautstärke der Ladestation und der Ladelautstärke des Fahrzeuges, welche beide abhängig von der Ladeleistung sind, erreicht werden. Mit anderen Worten, ein unnötiger Verzicht auf Ladeleistung und damit auch auf Ladegeschwindigkeit kann verhindert werden.
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Aus dem Stand der Technik ist es beispielsweise bekannt, dass der Ladestation und dem Fahrzeug jeweils vorbestimmte Ladelautstärke-Grenzwerte bzw. maximal zulässige Geräuschpegel zugewiesen sind oder werden, die anschließend anhand der gewünschten Ladeleistung sowie abhängig von Umgebungsgeräuschen und/oder Umgebungsbedingungen bis zur entsprechenden Obergrenze eingestellt werden.
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So ist es beispielsweise bekannt, dass Akustikemissionen einer Ladestation bzw. eine entsprechende Ladestation-Ladelautstärke für eine Ladeleistung von 150 kW berücksichtigt wird, da bei dieser Ladeleistung die Ladestation-Ladelautstärke bzw. die ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke einen Ladelautstärkewert von beispielsweise 50 dB(a) erzeugt. Nun kann es sein, dass die Ladelautstärke des Fahrzeugs in diesem Beispiel bei 150 kW Ladeleistung nur 35 dB(a) beträgt, obwohl eine Lärmemission bzw. ein entsprechender Ladelautstärkewert von 45 dB(a) erlaubt bzw. möglich wären, ohne die zulässige Lärmimmission bei einem Anwohner zu überschreiten.
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Erfindungsgemäß kann nun eine Verbesserung der gewünschten Ladeleistung erfolgen, indem zwischen den Abhängigkeiten hinsichtlich der gewünschten Ladeleistung, der Ladeakustik des Fahrzeugs sowie der Ladeakustik der Ladestation abgewogen wird. Geräuscherzeugende Komponenten während des Ladevorgangs sind insbesondere ein fahrzeugseitiger Lüfter, ein fahrzeugseitiger Verdichter, ein ladestationsseitiger Lüfter sowie ein ladestationsseitiger Wechselrichter. Unter dem oberen Ladelautstärke-Grenzwert ist hierbei insbesondere ein zulässiger Gesamt-Ladelautstärkewert zu verstehen, der während des Ladevorgangs durch das Fahrzeug sowie die Ladestation erzeugt wird. Das Einstellen der Ladeleistung unter Berücksichtigung des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes kann demnach dahingehend verstanden werden, dass die Ladeleistung derart eingestellt wird, dass der obere Ladelautstärke-Grenzwert nicht überschritten wird. Erreicht wird dies durch das gezielte Berücksichtigen der ermittelten Ladestation-Ladelautstärke sowie der ermittelten Fahrzeug-Ladelautstärke und darüber hinaus eine gegenseitige Berücksichtigung der entsprechenden Ladelautstärkewerte zum Einstellen der Ladeleistung. Das heißt, die Ladelautstärkewerte der Ladestation und des Fahrzeug werden nicht mehr unabhängig voneinander oder pauschal zusammen, sondern abhängig voneinander betrachtet und zum Einstellen der gewünschten Ladeleistung entsprechend berücksichtigt, um die Ladeleistung unter Einhaltung des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes so hoch wie möglich einzustellen. Das Berücksichtigen der Ladestation-Ladelautstärke und der Fahrzeug-Ladelautstärke wird hierbei kontinuierlich und adaptiv durchgeführt. Das heißt, die jeweiligen Ladelautstärkewerte werden kontinuierlich berücksichtigt und ggf. abhängig voneinander eingestellt.
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Unter der ladeleistungsspezifischen Ladestation-Ladelaustärke ist insbesondere ein von der Ladeleistung abhängiger Ladelautstärkewert der Ladestation und insbesondere ein von der Ladeleistung abhängiges Ladelautstärkeverhalten der Ladestation und/oder von Geräuschquellen der Ladestation zu verstehen. Unter der ladeleistungsspezifischen Fahrzeug-Ladelaustärke kann ein von der Ladeleistung abhängiger Ladelautstärkewert des Fahrzeugs und insbesondere ein von der Ladeleistung abhängiges Ladelautstärkeverhalten des Fahrzeugs und/oder von Geräuschquellen des Fahrzeugs verstanden werden.
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Darunter, dass die Ladeleistung unter Berücksichtigung der ermittelten Ladestation-Ladelautstärke sowie der ermittelten Fahrzeug-Ladelautstärke eingestellt wird ist insbesondere zu verstehen, dass die ermittelte Ladestation-Ladelautstärke und die ermittelte Fahrzeug-Ladelautstärke für Berechnungen zum Einstellen der Ladeleistung verwendet werden. Dasselbe trifft auf analoge Weise auf den oberen Ladelautstärke-Grenzwert und/oder einen gewünschten Ladeleistungswert zu. Unter der Ladestation-Ladelautstärke und der Fahrzeug-Ladelautstärke können jeweils ein entsprechender Ladelautstärkewert und/oder ein Graph bzw. mehrere Ladelautstärkewerte, die jeweils einem korrespondierenden Ladeleistungspunkt zugeordnet sind, verstanden werden. Folglich kann die Ladeleistung unter Berücksichtigung und/oder anhand eines Austausches von Akustik- und/oder Ladeleistungskennlinien ermittelt und/oder eingestellt werden.
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Das Ermitteln der jeweiligen Ladelautstärke kann ein Messen von Ladelautstärkewerten an Geräuschquellen des Fahrzeugs und/oder an der Ladestation, ein Auslesen von Ladelautstärkewerten aus einem Speicher und/oder ein Abgleichen von ausgelesenen und/oder gemessenen Ladelautstärkewerten umfassen. So ist es möglich, dass die ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke und/oder die ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke als bekannte Werte aus einem lokalen oder dezentralen Speicher gelesen werden. Außerdem ist es möglich, dass die ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke und/oder die ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke durch akustische Messungen und/oder Berechnungen ermittelt werden. Darüber hinaus ist es möglich, dass ausgelesene, gemessene und/oder berechnete Daten bzw. Werte zur Ladelautstärke miteinander verglichen bzw. gemeinsam berücksichtigt werden, um möglichst genaue Werte als Grundlage zum Einstellen der Ladeleistung zu erreichen. Zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist es von Vorteil, wenn zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation eine beidseitige Kommunikation und/oder Datenübertragung zum Ermitteln der jeweiligen Ladelautstärke, des oberen Ladelautstärke-Grenzwertes sowie der gewünschten und/oder zulässigen Ladeleistung stattfindet.
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Unter der Ladestation kann eine einzelne Ladesäule und/oder ein Ladepark mit mehreren Ladesäulen verstanden werden. Die Ladestation kann neben einer Ladesäule noch weitere Hilfsvorrichtungen wie einen Wechselrichter aufweisen. Unter dem oberen Ladelautstärke-Grenzwert kann mithin eine Obergrenze für den Ladevorgang zum Laden einer einzigen Antriebsbatterie oder eine Gesamtobergrenze für den Ladepark, in welchem mehrere Antriebsbatterien gleichzeitig geladen werden können, verstanden werden. Das Einstellen der Ladeleistung kann als adaptives Einstellen der Ladeleistung verstanden werden. Das heißt, während des Ladevorgangs muss die Ladeleistung nicht auf einen einzigen Wert eingestellt werden, sondern kann vielmehr, insbesondere angepasst an die ermittelten Ladelautstärken, adaptiv eingestellt und/oder verändert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einem Verfahren die ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke von der Ladestation an das Fahrzeug übermittelt wird und die Ladeleistung fahrzeugseitig eingestellt wird. So kann beispielsweise ein in und/oder an der Ladestation gespeichertes Kennliniendiagramm, aus welchem die ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke bzw. entsprechende Ladelautstärkewerte entnommen werden können, an das Fahrzeug bzw. eine Recheneinheit des Fahrzeugs gesendet werden. Mittels der Recheneinheit bzw. eines entsprechenden Computers kann die Ladeleistung anschließend fahrzeugseitig berechnet werden. Die fahrzeugseitige Ermittlung und/oder Berechnung der Ladeleistung kann insbesondere deshalb von Vorteil sein, da die zu ladende Energiemenge, welche wiederrum einen relevanten Einfluss auf die Abhängigkeit der zu berücksichtigenden Akustik zu Ladeleistung hat, dem Fahrzeug bereits bekannt ist und folglich weniger Daten Zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation übertragen werden müssen. Bedingt durch die thermische Trägheit der Antriebsbatterie muss bei geringen zu ladenden Energiemengen weniger gekühlt werden, als bei einer größeren zu ladenden Energiemenge. Folglich kann in diesem Fall auch mit einer geringeren Ladelautstärke gerechnet werden. Auf eine ladestationsseitige Recheneinheit zum Ermitteln der gewünschten Ladeleistung kann in diesem Fall verzichtet werden.
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Weiterhin ist es möglich, dass bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, eine geometrische Anordnung und/oder eine geometrische Ausrichtung von wenigstens einer für das Einstellen der Ladeleistung zu berücksichtigen Geräuschquelle der Ladestation, welche die Ladestation-Ladelautstärke erzeugt, von der Ladestation an das Fahrzeug übermittelt werden. Im Zugriffsbereich der Ladestation kann hinterlegt sein, wo beispielsweise ein ladestationsseitiger Lüfter und/oder ein Wechselrichter in, an und/oder in der Nähe der Ladestation angeordnet und/oder ausgerichtet sind. Durch das Bereitstellen und entsprechende Berücksichtigen der geometrischen Anordnung und/oder Ausrichtung der wenigstens einen Geräuschquelle kann die Ladeleistung besonders vorteilhaft ermittelt werden. Insbesondere kann erreicht werden, dass die Ladeleistung nicht unnötig niedrig bzw. stets auf einen möglichst hohen Wert eingestellt wird.
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren ist es außerdem möglich, dass von der Ladestation geographische Daten zu wenigstens einem für das Einstellen der Ladeleistung zu berücksichtigen Immissionsort an das Fahrzeug übermittelt werden. Im Zugriffsbereich der Ladestation kann ferner hinterlegt sein, wo sich beispielsweise ein Immissionsort wie ein Gebäude oder eine ganze Wohnsiedlung befindet. Das Bereitstellen und entsprechende Berücksichtigen des Immissionsortes kann ebenfalls zum vorteilhaften Einstellen der gewünschten Ladeleistung beitragen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung kann die ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke vom Fahrzeug an die Ladestation übermittelt werden, wobei die Ladeleistung ladestationsseitig eingestellt wird. So kann ein im Fahrzeug gespeichertes Kennliniendiagramm, aus welchem die ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke bzw. entsprechende Ladelautstärkewerte entnommen werden können, an die Ladestation bzw. eine Recheneinheit der Ladestation gesendet werden. Mittels der Recheneinheit bzw. eines entsprechenden Computers kann die Ladeleistung anschließend ladestationsseitig berechnet werden. Die ladestationsseitige Ermittlung und/oder Berechnung der Ladeleistung kann insbesondere deshalb von Vorteil sein, weil die Daten zur Position und/oder Ausrichtung der ladestationsseitigen Geräuschquellen und/oder zu in der Umgebung befindlichen Immissionsorten bereits im Zugriffsbereich der Ladestation sind und auf eine entsprechende Datenübertragung zum Fahrzeug verzichtet werden kann. So muss für das gewünschte Einstellen der Ladeleistung grundsätzlich nur die ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke, ggf. abhängig von der zu ladenden Energiemenge, vom Fahrzeug an die Ladestation übermittelt werden. Auf eine fahrzeugseitige Recheneinheit zum Ermitteln der gewünschte Ladeleistung kann in diesem Fall verzichtet werden.
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Zudem ist es möglich, dass bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Fahrzeug-Ladelautstärke unter Berücksichtigung eines Ladezustandes der Antriebsbatterie ermittelt wird. Der Ladezustand der Antriebsbatterie kann hierfür ermittelt oder aus einem Speicher ausgelesen werden. Abhängig vom Ladezustand der Antriebsbatterie kann beispielsweise festgelegt werden, dass nur für kurze Zeit mit höherer Ladeleistung geladen werden soll, um beispielsweise die favorisierte Eigenheim-Ladestation erreichen zu können, oder für längere Zeit mit niedrigerer Ladeleistung geladen werden kann, um beispielsweise zum weiter entfernen Ziel zu gelangen, auf dem Weg zu welchem es keine weiteren Ladestationen geben wird. Dieser Ansatz basiert insbesondere auf der Erkenntnis, dass bei wenig geladener Energie eine hohe Ladeleistung möglich ist, da bedingt durch die thermische Kapazität der Batterie weniger gekühlt werden muss. Bei dem Wunsch nach einer hohen geladenen Energiemenge kann die Ladeleistung hingegen reduziert werden, da die thermische Kapazität der Batterie in diesem Fall weniger ins Gewicht fällt. Bei kürzerer Ladedauer ist ansonsten tendenziell eine geringere Kühlung als bei längerer Ladedauer notwendig. So kann anhand des Ladezustandes zunächst die ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke besonders genau ermittelt werden. Daraufhin kann ein entsprechend optimiertes Einstellen der Ladeleistung bewirkt werden.
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Ferner kann bei einem erfindungsgemäßen Verfahren die Fahrzeug-Ladelautstärke unter Berücksichtigung eines nach dem Ladevorgang zu erreichenden, voreingestellten Fahrziels des Fahrzeugs ermittelt werden. Das Fahrziel kann aus dem Navigationsgerät des Fahrzeugs, einer mobilen Smart-Device einer Person im Fahrzeug oder einer dezentralen Navigationsvorrichtung erhalten oder von dieser ausgelesen werden. Abhängig vom Fahrziel des Fahrzeugs kann festgelegt werden, dass beispielsweise nur für kurze Zeit mit höherer Ladeleistung oder für längere Zeit mit niedrigerer Ladeleistung geladen werden kann, um das Fahrziel zu erreichen. So kann auch anhand des Fahrziels die ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke noch genauer ermittelt werden und daraufhin ein entsprechend optimiertes Einstellen der Ladeleistung bewirkt werden.
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Darüber hinaus ist es möglich, dass bei einem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung zum Ermitteln der ladeleistungsspezifischen Fahrzeug-Ladelautstärke, von der Ladestation wenigstens ein zulässiger oberer Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwert an das Fahrzeug übermittelt wird und, basierend auf dem übermittelten Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwert, vom Fahrzeug wenigstens eine Ladeleistungsanfrage zum Einstellen der Ladeleistung an die Ladestation übermittelt wird. Unter dem oberen Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwert ist eine für das Fahrzeug (zunächst) maximal zulässige Ladelautstärke zu verstehen. Auf diese Weise ist es möglich, auch ohne aktuellem Kommunikationsprotokoll zwischen dem Fahrzeug und der Ladestation die Ladeleistung auf die erfindungsgemäß vorteilhafte Weise stets auf einen möglichst hohen Wert einzustellen, ohne den oberen Ladelautstärke-Grenzwert bzw. die maximal zulässige Gesamtlautstärke zu überschreiten. Mit anderen Worten wird dies dadurch realisiert, dass die Ladestation zunächst ein relativ geringes Geräuschniveau bzw. einen niedrigen oberen Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwert an das Fahrzeug sendet. Das Fahrzeug kann daraufhin mit einem entsprechenden Ladeleistungswunsch bzw. einer Anfrage für eine korrespondierende Ladeleistung reagieren. Liegt dieser Ladeleistungswunsch unter einer maximal möglichen Ladeleistung, kann ein höherer oberer Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwert an das Fahrzeug gesendet werden. Mit der schrittweisen Erhöhung des oberen Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwertes bzw. eines entsprechenden Akustikgrenzwertes kann das Fahrzeug stets mit einer entsprechend gesteigerten Ladeleistungsanforderung reagieren, bis die maximal mögliche Ladeleistung und/oder der obere Ladelautstärke-Grenzwert des Gesamtsystems erreicht sind. Das Ermitteln der gewünschten Ladeleistung kann parallel zur Erhöhung des oberen Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwertes erfolgen. Die steigenden Anforderungen an die Ladeleistung ergeben auch steigende Anforderungen an die Kühlung der Ladestation, wodurch auch ein höheres Geräuschniveau bedingt wird. Das heißt, durch das Anpassen der Ladeleistung sowie der Ladeakustik basierend auf einem einmaligen oder wiederholten kurzfristigen Verändern der gesendeten Akustikgrenze, können ladestationsseitig die ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke bzw. die entsprechende Charakteristik des Fahrzeugs ermittelt und anschließend, wie vorstehend im Detail beschrieben, die Ladeleistung eingestellt werden.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts durch einen Computer diesen veranlassen, das wie vorstehend beschriebene Verfahren auszuführen. Damit bringt das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Verfahren beschrieben worden sind. Ferner wird ein computerlesbares Speichermittel vorgeschlagen, auf dem ein solches Computerprogrammprodukt gespeichert ist. Das Speichermittel ist vorzugsweise als nichtflüchtiges Speichermittel konfiguriert.
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Das Computerprogrammprodukt kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache und/oder Maschinensprache wie beispielsweise in JAVA, C++, C# und/oder Python implementiert sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem computerlesbaren Speichermittel wie einer Datendisk, einem Wechsellaufwerk, einem flüchtigen oder nichtflüchtigen Speicher, oder einem eingebauten Speicher/Prozessor abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie ein Steuergerät, insbesondere ein Fahrzeugsteuergerät, derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogrammprodukt in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden und/oder sein, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann. Das Computerprogrammprodukt kann sowohl mittels einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektronischer Schaltungen, das heißt in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden und/oder sein.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Figuren hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen jeweils schematisch:
- 1 ein Fahrzeug an einer Ladestation zum elektrischen Laden einer Antriebsbatterie des Fahrzeugs,
- 2 ein Speichermittel mit einem darauf gespeicherten Computerprogrammprodukt,
- 3 ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,
- 4 ein erstes Ladeleistung/Ladelautstärke-Diagramm, und
- 5 ein zweites Ladeleistung/ Ladelautstärke-Diagramm.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt ein Fahrzeug 10 mit einer Antriebsbatterie 11, wobei das Fahrzeug 10 zum elektrischen Laden der Antriebsbatterie 11 durch ein Lade- und Kommunikationskabel 21 mit der Ladestation 12 verbunden ist. Das Fahrzeug 10 weist einen Kältemittelverdichter 19 zum Kühlen der Antriebsbatterie 11 mit Kältemittel und einen fahrzeugseitigen Lüfter 20 zum Kühlen des Kältemittels auf. Das Fahrzeug 10 weist außerdem einen Computer 17 in Form eines Fahrzeugsteuergerätes auf. Auf dem Computer 17 ist ein Computerprogrammprodukt 16 zum Ausführen eines später mit Bezug auf 3 beschriebenen Verfahrens installiert.
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Die Ladestation 12 weist eine Ladesäule 23 und einen außerhalb der Ladesäule 23 positionierten Wechselrichter 14 auf. In der Ladesäule 23 sind ein Computer 22 und ein Lüfter 13 als Kühleinheit für den Ladevorgang ausgestaltet. Der Lüfter 13 und der Wechselrichter 14 können als Geräuschquellen betrachtet werden. Neben dem Fahrzeug 10 und der Ladestation 12 ist ein Immissionsort 15 in Form einer Wohnsiedlung dargestellt, der für akustische Berechnungen zu berücksichtigen ist.
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2 zeigt ein nichtflüchtiges Speichermittel 18, auf dem ein Computerprogrammprodukt 16 gespeichert ist. Das Computerprogrammprodukt 16 umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Computerprogrammprodukts 16 durch einen Computer 17, 22 diesen veranlassen, das mit Bezug auf 3 beschriebene Verfahren auszuführen.
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3 zeigt ein Flussdiagramm zum Erläutern eines Verfahrens für das Durchführen eines Ladevorgangs zum elektrischen Laden einer Antriebsbatterie 11 eines Fahrzeugs 10 an einer Ladestation 12. Das Verfahren wird mit weiterem Bezug auf die 1 und 4 beschrieben. Der mit Bezug auf 3 beschriebene Vorgang ist ein während des Ladevorgangs kontinuierlich und sich ggf. wiederholend durchgeführter oder durchführbarer Prozess.
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In einem ersten Schritt S1 wird ein oberer Ladelautstärke-Grenzwertes 26 für den Ladevorgang bereitgestellt. Dieser Wert entspricht im Beispiel einer maximal zulässigen Geräuschemission, durch welche ein zulässiger Immissionswert am Immissionsort 15 möglichst nicht überschritten wird. Hierzu werden von der Ladestation 12 geographische Daten des Immissionsortes 15 an das Fahrzeug 10 übermittelt.
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Gemäß einem zweiten Schritt S2 wird eine ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke 24 ermittelt. Im vorliegenden Beispiel wird die ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke 24 in Form einer in 4 gezeigten Kennlinie in der Ladestation 12 ausgelesen und von dort über das Lade- und Kommunikationskabel 21 an das Fahrzeug 10 übermittelt. Alternative Übertragungsarten wie eine drahtlose Übermittlung sind ebenfalls möglich. Ferner werden von der Ladestation 12 jeweils eine geometrische Anordnung sowie eine geometrische Ausrichtung der Haupt-Geräuschquellen in Form des Lüfters 13 sowie des Wechselrichters 14 an das Fahrzeug 10 übermittelt.
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In einem dritten Schritt S3 wird die in 4 gezeigte ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke 25 dahingehend ermittelt, dass sie als entsprechende Kennlinie aus einem Fahrzeugspeicher ausgelesen wird. Die ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke 25 wird hierbei unter Berücksichtigung eines Ladezustandes der Antriebsbatterie 11 sowie unter Berücksichtigung eines nach dem Ladevorgang zu erreichenden, voreingestellten Fahrziels des Fahrzeugs 10 ermittelt.
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In Schritt S4 wird nun, basierend bzw. unter anderem basierend auf der ermittelten Ladestation-Ladelautstärke 24, auf der ermittelten Fahrzeug-Ladelautstärke 25 sowie auf dem oberen Ladelautstärke-Grenzwert 26, die gewünschte Ladeleistung dahingehend einstellt, dass die hierbei erzeugte Gesamt-Ladelautstärke kleiner oder gleich dem oberen Ladelautstärke-Grenzwert ist und die Ladeleistung gleichzeitig möglichst hoch.
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Mit Bezug auf 5 wird ein alternatives Verfahren zum Durchführen eines Ladevorgangs beschrieben, bei welchem nur eine eingeschränkte Kommunikationsmöglichkeit zwischen dem Fahrzeug 10 und der Ladestation 12 besteht. Hierbei wird zum Ermitteln der ladeleistungsspezifischen Fahrzeug-Ladelautstärke 25 von der Ladestation 12 zunächst ein relativ niedriger und vermutlich zulässiger oberer Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwert in Höhe von beispielsweise 40 dB(a) an das Fahrzeug 10 übermittelt. Basierend auf diesem Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwert wird vom Fahrzeug 10 anschließend eine Ladeleistungsanfrage zum Einstellen der Ladeleistung auf eine Höhe von beispielsweise 100 kW an die Ladestation 12 übermittelt. Wird ladestationsseitig nun ein akustischer Spielraum hin zum oberen Ladelautstärke-Grenzwert erkannt, wird ein weiterer oberer Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwert in Höhe von beispielsweise 41 dB(a) an das Fahrzeug 10 übermittelt, von welchem nun auch wieder eine entsprechende Ladeleistungsanfrage zum Einstellen der Ladeleistung auf eine Höhe von beispielsweise 105 kW an die Ladestation 12 übermittelt wird. Dieser Vorgang wird so lange fortgeführt, bis die Ladestation eine Ladekurve bzw. eine ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke 25 des Fahrzeugs 10 erkennt und die gewünschte Ladeleistung wie vorstehend beschrieben ermitteln bzw. während des Ladevorgangs einstellen kann. Ein Annähern von der anderen Seite, das heißt, ausgehend von einem höheren Fahrzeug-Ladelautstärke-Grenzwert, der Schrittweise reduziert wird, ist auf analoge Weise möglich.
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Die Erfindung lässt neben den dargestellten Ausführungsformen weitere Gestaltungsgrundsätze zu. Das heißt, die Erfindung soll nicht auf die mit Bezug auf die Figuren erläuterten Ausführungsbeispiele beschränkt betrachtet werden. So ist es beispielsweise auch möglich, dass die Fahrzeug-Ladelautstärke 25 vom Fahrzeug 10 an die Ladestation 12 übermittelt wird und die Ladeleistung während des Ladevorgangs mittels des ladestationsseitigen Computers 22 eingestellt wird.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Fahrzeug
- 11
- Antriebsbatterie
- 12
- Ladestation
- 13
- Lüfter (Geräuschquelle)
- 14
- Wechselrichter (Geräuschquelle)
- 15
- Immissionsort
- 16
- Computerprogrammprodukt
- 17
- Computer
- 18
- Speichermittel
- 19
- Kältemittelverdichter
- 20
- Lüfter
- 21
- Lade- und Kommunikationskabel
- 22
- Computer
- 23
- Ladesäule
- 24
- ladeleistungsspezifische Ladestation-Ladelautstärke
- 25
- ladeleistungsspezifische Fahrzeug-Ladelautstärke
- 26
- oberer Ladelautstärke-Grenzwert
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018209072 A1 [0002]
- DE 102018209071 A1 [0002]
- DE 102017107538 A1 [0002]
