DE102022118380A1 - Energy management system and energy management method for a vehicle - Google Patents

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Jens Laichinger
Tanja Salleh
Fridtjof Stein
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Daimler Truck AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Energiemanagementsystem (1) sowie ein Verfahren zum Energiemanagement für ein Campingfahrzeug (17), wobei das Energiemanagementsystem (1) dazu konfiguriert ist, Energieabflüsse aus einer Fahrzeugbatterie (2) und Energiezuflüsse in die Fahrzeugbatterie (2) zu bestimmen und zu prognostizieren, ein Verbrauchsverhalten mindestens eines Nutzers (16) bezüglich vergangener, aktueller und geplanter Aktivitäten zu erfassen und zu analysieren, Konsequenzen des Verbrauchsverhaltens zu prognostizieren und für den Nutzer (16) zusammen mit Handlungsempfehlungen zu visualisieren, wobei bei der Prognose der Energieabflüsse Fahrzeugdaten, einschließlich eines Batteriestatus und einer Umgebungstemperatur, sowie externe Daten berücksichtigt werden, wobei das Energiemanagementsystem (1) umfasst:- ein Vorhersagemodul (8), das dazu konfiguriert ist, Energieabflüsse und Zuflüsse basierend auf eingestellten Prioritäten, Daten aus externen Datenquellen (19), verfügbaren Energiequellen, den Fahrzeugdaten, sowie angeschlossenen Verbrauchern (5, 6) zu prognostizieren,- ein Simulationsmodul (9), das dazu konfiguriert ist, Konsequenzen bei wiederholtem Verbrauch zu simulieren und vorherzusagen,- ein Prioritätenmodul (11), das dazu konfiguriert ist, basierend auf einem Nutzerprofil (18) und Eingaben des Nutzers (16) Lade- und/oder Entladeprioritäten anzupassen.The invention relates to an energy management system (1) and a method for energy management for a camping vehicle (17), the energy management system (1) being configured to determine and predict energy drains from a vehicle battery (2) and energy inflows into the vehicle battery (2). To record and analyze consumption behavior of at least one user (16) with regard to past, current and planned activities, to predict the consequences of consumption behavior and to visualize them for the user (16) together with recommendations for action, with vehicle data, including a Battery status and an ambient temperature, as well as external data are taken into account, the energy management system (1) comprises: - a prediction module (8) configured to energy outflows and inflows based on set priorities, data from external data sources (19), available energy source n, the vehicle data and connected consumers (5, 6) to predict, - a simulation module (9) configured to simulate and predict consequences of repeated consumption, - a priority module (11) configured to do so, based on a user profile (18) and input from the user (16) to adjust charging and/or discharging priorities.

Description

Die Erfindung betrifft ein Energiemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Energiemanagement für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7.The invention relates to an energy management system for a vehicle according to the preamble of claim 1 and a method for energy management for a vehicle according to the preamble of claim 7.

Bei Fahrzeugen mit batterieelektrischem Antrieb muss sparsam mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen, insbesondere der Energie in der Batterie, umgegangen werden.In vehicles with battery-electric drive, the available resources, especially the energy in the battery, must be used sparingly.

Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren und Hybridfahrzeuge liefern über den Verbrennungsmotor und die Lichtmaschine genügend Energie, um zusätzliche Verbraucher anbinden zu können. Im Notfall kann man den Motor laufen lassen.Vehicles with internal combustion engines and hybrid vehicles supply enough energy via the internal combustion engine and the alternator to be able to connect additional consumers. In an emergency, you can leave the engine running.

Der Kraftstoffverbrauch wird gesamtheitlich angezeigt, bei neueren Fahrzeugen mit hybriden oder rein elektrischen Antrieben erfolgt eine etwas detaillierte Aufschlüsselung in Einzelverbräuche des Antriebs und von Komfortverbrauchern wie Heizung oder Klimaanlage, die jedoch meist nur den aktuellen Verbrauch abbilden und damit eine Momentaufnahme darstellen.The fuel consumption is displayed as a whole, with newer vehicles with hybrid or purely electric drives there is a somewhat detailed breakdown of the individual consumption of the drive and of comfort consumers such as heating or air conditioning, which, however, usually only show the current consumption and thus represent a snapshot.

Der Kunde wird dabei über sein vergangenes Verhalten, beispielsweise über Hinweise zum Sparen von Kraftstoff, informiert und allenfalls erzieherisch belehrt.The customer is informed about his past behavior, for example about tips for saving fuel, and if necessary instructed in an educational manner.

US 9 346 452 B2 beschreibt ein Verfahren zum Steuern eines Elektrofahrzeugs, umfassend das Ändern des Betriebs des Elektrofahrzeugs als Reaktion auf eine prognostizierte Energieverbrauchsrate. Das Verfahren umfasst das Anpassen des prognostizierten Energieverbrauchs als Reaktion auf Schwankungen der vergangenen Energieverbrauchsraten. U.S. 9,346,452 B2 describes a method of controlling an electric vehicle including changing operation of the electric vehicle in response to a predicted rate of energy consumption. The method includes adjusting the projected energy consumption in response to fluctuations in past energy consumption rates.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein neuartiges Energiemanagementsystem für ein Fahrzeug sowie ein neuartiges Verfahren zum Energiemanagement für ein Fahrzeug anzugeben.The invention is based on the object of specifying a new type of energy management system for a vehicle and a new type of energy management method for a vehicle.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Energiemanagementsystem für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Verfahren zum Energiemanagement für ein Fahrzeug gemäß Anspruch 7.The object is achieved according to the invention by an energy management system for a vehicle according to claim 1 and by a method for energy management for a vehicle according to claim 7.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous configurations of the invention are the subject matter of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Energiemanagementsystem für ein Fahrzeug ist dazu konfiguriert, Energieabflüsse aus einer Fahrzeugbatterie und Energiezuflüsse in die Fahrzeugbatterie zu bestimmen und zu prognostizieren, ein Verbrauchsverhalten mindestens eines Nutzers bezüglich vergangener, aktueller und geplanter Aktivitäten zu erfassen und zu analysieren, Konsequenzen des Verbrauchsverhaltens zu prognostizieren und für den Nutzer zusammen mit Handlungsempfehlungen zu visualisieren, wobei bei der Prognose der Energieabflüsse Fahrzeugdaten, einschließlich eines Batteriestatus und einer Umgebungstemperatur, sowie externe Daten berücksichtigt werden. Erfindungsgemäß ist das Fahrzeug ein Campingfahrzeug, wobei das Energiemanagementsystem umfasst:

  • - ein Vorhersagemodul, das dazu konfiguriert ist, Energieabflüsse und Zuflüsse basierend auf eingestellten Prioritäten, Daten aus externen Datenquellen, verfügbaren Energiequellen, den Fahrzeugdaten, sowie angeschlossenen Verbrauchern zu prognostizieren,
  • - ein Simulationsmodul, das dazu konfiguriert ist, Konsequenzen bei wiederholtem Verbrauch zu simulieren und vorherzusagen,
  • - ein Strategieplanungsmodul, das dazu konfiguriert, die Konsequenzen und Handlungsempfehlungen zu visualisieren und Anforderungen an das Fahrzeug an einer Fahrzeug-Ausgabeschnittstelle auszugeben,
  • - ein Prioritätenmodul, das dazu konfiguriert ist, basierend auf einem Nutzerprofil und Eingaben des Nutzers Lade- und/oder Entladeprioritäten anzupassen,
  • - Schnittstellen zu Verbrauchern, zur Fahrzeugbatterie und externen Energiequellen, zum Nutzer, zur Erfassung von Fahrzeugdaten und Daten von externen Datenquellen, einschließlich des Batteriezustands und Navigationsdaten, zur Ausgabe von Anforderungen an das Fahrzeug, und zur Eingabe eines Nutzerprofils.
An inventive energy management system for a vehicle is configured to determine and predict energy drains from a vehicle battery and energy inflows into the vehicle battery, to record and analyze a consumption behavior of at least one user with regard to past, current and planned activities, to predict the consequences of the consumption behavior and for Visualize the user along with recommendations for action, taking into account vehicle data, including a battery status and an ambient temperature, as well as external data when forecasting the energy drains. According to the invention, the vehicle is a camping vehicle, the energy management system comprising:
  • - a prediction module that is configured to predict energy outflows and inflows based on set priorities, data from external data sources, available energy sources, vehicle data and connected consumers,
  • - a simulation module configured to simulate and predict consequences of repeated consumption,
  • - a strategy planning module that is configured to visualize the consequences and recommendations for action and to output requirements to the vehicle at a vehicle output interface,
  • - a priority module configured to adjust charging and/or discharging priorities based on a user profile and user inputs,
  • - Interfaces to consumers, to the vehicle battery and external energy sources, to the user, to collect vehicle data and data from external data sources, including battery status and navigation data, to issue requests to the vehicle, and to enter a user profile.

Die vorliegende Erfindung beschreibt ein technisches System, welches einem Nutzer hilft, sein vergangenes, geplantes und aktuelles Verhalten in Bezug auf seinen Ressourcenverbrauch besser verstehen, anpassen und planen zu können. Das System zeigt dem Nutzer die Konsequenzen seines Verhaltens auf und hilft ihm bei der Anpassung seines Verhaltens im Umgang mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen. Die erfindungsgemäße Lösung schafft Transparenz beim Verbrauch, so dass der Nutzer ohne Verzicht auf Komfort, Luxus und Restreichweite die ihm zur Verfügung stehenden Ressourcen besser verteilen kann.The present invention describes a technical system that helps a user to be able to better understand, adapt and plan his past, planned and current behavior in relation to his resource consumption. The system shows the user the consequences of his behavior and helps him to adapt his behavior when dealing with the available resources. The solution according to the invention creates transparency in consumption, so that the user can better distribute the resources available to him without sacrificing comfort, luxury and remaining range.

Dabei wird dem Nutzer abhängig von aktuellen, vergangenen und geplanten Verbräuchen ein bewussteres Haushalten mit der im Fahrzeug, beispielsweise einem Campingfahrzeug, insbesondere Wohnmobil, zur Verfügung stehenden Energie ermöglicht. Somit wird der Nutzer beim nachhaltigen Handeln und selbstbestimmten Umgang mit der zur Verfügung stehenden Energie unterstützt. Insbesondere werden dabei Handlungskonsequenzen aufgezeigt, auf Wunsch Unterstützung durch Handlungsempfehlungen geleistet, sowie Rückblicke, Vorblicke und/oder Simulationen von zusätzlichen Quellen und Verbrauchern angeboten.Depending on current, past and planned consumption, the user is able to use the energy available in the vehicle, for example a camping vehicle, in particular a mobile home, more consciously. Thus, the user at the sustainable Action and self-determined use of the available energy supported. In particular, the consequences of action are shown, support is provided on request with recommendations for action, and reviews, foresights and/or simulations from additional sources and consumers are offered.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.Exemplary embodiments of the invention are explained in more detail below with reference to drawings.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Ansicht eines Energiemanagementsystems, einer Fahrzeugbatterie, eines Solarladers, einer Ladestation und eines Verbrauchers,
  • 2 eine schematische Ansicht des Energiemanagementsystems, der Fahrzeugbatterie, und zweier Verbraucher,
  • 3 eine schematische Ansicht des Energiemanagementsystems, der Fahrzeugbatterie, des Solarladers, der Ladestation und zweier Verbraucher, und
  • 4 eine schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsform des Energiemanagementsystems.
show:
  • 1 a schematic view of an energy management system, a vehicle battery, a solar charger, a charging station and a consumer,
  • 2 a schematic view of the energy management system, the vehicle battery and two consumers,
  • 3 a schematic view of the energy management system, the vehicle battery, the solar charger, the charging station and two consumers, and
  • 4 a schematic view of a possible embodiment of the energy management system.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.Corresponding parts are provided with the same reference symbols in all figures.

In einem erfindungsgemäßen Energiemanagementsystem 1 und Verfahren ist vorgesehen, dass einem Nutzer 16 eines Fahrzeugs 17, beispielsweise eines Campingfahrzeugs, insbesondere eines Wohnmobils, abhängig von aktuellen, vergangenen und geplanten Verbräuchen ein bewussteres Haushalten mit der im Fahrzeug 17 zur Verfügung stehenden Energie ermöglicht wird. Somit wird der Nutzer 16 beim nachhaltigen Handeln und selbstbestimmten Umgang mit der zur Verfügung stehenden Energie unterstützt. Insbesondere werden dabei Handlungskonsequenzen aufgezeigt, auf Wunsch Unterstützung durch Handlungsempfehlungen geleistet, sowie Rückblicke, Vorblicke und/oder Simulationen von zusätzlichen Quellen und Verbrauchern 5, 6 angeboten.In an energy management system 1 and method according to the invention, it is provided that a user 16 of a vehicle 17, for example a camping vehicle, in particular a mobile home, is enabled to use the energy available in the vehicle 17 more consciously, depending on current, past and planned consumption. Thus, the user 16 is supported in sustainable action and self-determined use of the available energy. In particular, the consequences of action are shown, support is provided on request with recommendations for action, and reviews, foresights and/or simulations from additional sources and consumers 5, 6 are offered.

Das Energiemanagementsystem 1 lernt dabei vom Nutzer 16, indem Verbraucher 5,6 und deren Verbrauchswerte, insbesondere aktuelle, minimale und/oder maximale Verbrauchswerte, erkannt und/oder erlernt werden. Ferner wird anhand von Verbräuchen in der Vergangenheit ein Verhalten des Nutzers 16 erlernt, beispielsweise typische Zeiten des Verbrauchs, Laden einer Antriebsbatterie oder eines batteriebetriebenen Verbrauchers 5, 6, typische Energieverbrauchsmenge (beispielsweise für Licht) zu bestimmten Zeiten.The energy management system 1 learns from the user 16 by recognizing and/or learning consumers 5, 6 and their consumption values, in particular current, minimum and/or maximum consumption values. Furthermore, behavior of the user 16 is learned based on consumption in the past, for example typical times of consumption, charging a drive battery or a battery-operated consumer 5, 6, typical amount of energy consumption (for example for light) at certain times.

Das Energiemanagementsystem 1 sagt aufgrund vergangener und aktueller Daten ein Nutzerverhalten voraus. Je mehr Lerndaten dabei vorliegen, desto genauer wird die Prädiktion. Falls bekannt, können dabei Kundenprofile und Cluster mit einbezogen werden.The energy management system 1 predicts user behavior based on past and current data. The more learning data is available, the more accurate the prediction will be. If known, customer profiles and clusters can be included.

Das Energiemanagementsystem 1 kann ferner dazu konfiguriert sein, Kundenprofile oder Kundencluster zu erstellen, beispielsweise nach Interessen wie Multimedia, Kochen, usw.The energy management system 1 can also be configured to create customer profiles or customer clusters, for example according to interests such as multimedia, cooking, etc.

Das Energiemanagementsystem 1 kann dazu konfiguriert sein, dem Nutzer 16 Auswirkungen seines Verbrauchsverhaltens aufzeigen. Beispielsweise können kurzfristige Aktionen, wie Kochen, Auswirkungen auf langfristige Vorhaben, wie einen Ausflug mit dem Fahrzeug, haben. Dabei kann das Energiemanagementsystem 1 hochrechnen, ob die nach der kurzfristigen Aktion verbleibende Energie noch ausreicht für spätere Aktionen und Vorhaben, beispielsweise Kochen, V2X-Laden eines E-Bikes, Fahrt mit dem Fahrzeug 17 am nächsten Tag zum Ausflugsziel, usw.The energy management system 1 can be configured to show the user 16 the effects of his consumption behavior. For example, short-term actions like cooking can have an impact on long-term intentions like taking a car trip. The energy management system 1 can extrapolate whether the energy remaining after the short-term action is still sufficient for later actions and projects, for example cooking, V2X charging of an e-bike, driving the vehicle 17 to the excursion destination the next day, etc.

Ferner kann vorgesehen sein, dass das Energiemanagementsystem 1 zusätzliche externe Informationen berücksichtigt, beispielsweise Informationen eines Navigationssystems über demnächst geplante Fahrten. Das
Energiemanagementsystem 1 kann ferner dazu konfiguriert sein, zu unterscheiden, ob das Fahrzeug 17 sich auf einem Standplatz, beispielsweise einem Campingplatz, mit einer Lademöglichkeit befindet oder ob es ohne Lademöglichkeit abgestellt ist. Ferner kann berücksichtigt werden, ob aktuell geladen wird, ob Laden am Standplatz gegebenenfalls nur zu bestimmten Zeiten, beispielsweise nachts, möglich ist, und ob die Lademenge begrenzt ist.Provision can also be made for the energy management system 1 to take into account additional external information, for example information from a navigation system about trips that are planned in the near future. That
Energy management system 1 can also be configured to distinguish whether the vehicle 17 is at a parking space, for example a campsite, with a charging option or whether it is parked without a charging option. It can also be taken into account whether loading is currently in progress, whether loading at the stand is only possible at certain times, for example at night, and whether the loading quantity is limited.

Ferner kann das Energiemanagementsystem 1 dazu konfiguriert sein, zu lernen, welche Geräte genutzt werden, beispielsweise indem ein Gerätetyp anhand eines Stromprofils oder über einen Datenkanal erkannt wird. Beispielsweise kann das Gerät dem Energiemanagementsystem 1 über den Datenkanal seine Identität als Smartphone und eine geplante Ladung von 100 mAh mitteilen.Furthermore, the energy management system 1 can be configured to learn which devices are being used, for example by detecting a device type using a power profile or via a data channel. For example, the device can communicate its identity as a smartphone and a planned charge of 100 mAh to the energy management system 1 via the data channel.

In einem ersten Beispiel ist als Verbraucher 5, 6 ein Elektroherd in einem Campingfahrzeug 17 an das Energiemanagementsystem 1 angeschlossen. Das Energiemanagementsystem 1 lernt dabei vom Nutzer 16 beim Kochen, beispielsweise eines Menüs für vier Personen. Beispielsweise kann die verfügbare Energie auf einer Energiebilanzskala von beispielsweise bis zu fünf Sternen oder Kochmützen angezeigt werden. Wenn der letzte Kochvorgang beispielsweise 1,5 kWh Energie verbraucht hat, dann kann auf der Energiebilanzskala beispielsweise ein Stern oder eine Kochmütze abgezogen werden, womit die Anzahl verbleibender möglicher Kochvorgänge angezeigt wird. Ferner können auf der Energiebilanzskala Daten weiterer externer Datenquellen 19 berücksichtigt werden, beispielsweise Daten von Wetterdiensten 7. Von diesen Datenquellen 19 bereitgestellte Daten zu Tätigkeiten und/oder Umgebungsparametern können vom Energiemanagementsystem 1 in kWh umgerechnet und beim Aufzeigen der Konsequenzen mit abgezogen werden.In a first example, an electric stove in a camping vehicle 17 is connected to the energy management system 1 as a consumer 5, 6. The energy management system 1 learns from the user 16 while cooking, for example a meal for four people. For example, the energy available on an energy balance scale of up to, for example, five stars or Koch hats are displayed. For example, if the last cooking process consumed 1.5 kWh of energy, then a star or a chef's hat can be subtracted from the energy balance scale, indicating the number of remaining possible cooking processes. Furthermore, data from other external data sources 19 can be taken into account on the energy balance scale, for example data from weather services 7. Data on activities and/or environmental parameters provided by these data sources 19 can be converted into kWh by the energy management system 1 and deducted when the consequences are shown.

In einem zweiten Beispiel berücksichtigt das Energiemanagementsystem 1 vom Nutzer 16 geplante Aktivitäten. Beispielsweise wird dem Nutzer 16 anhand eines für den nächsten Tag geplanten Ausflugs und der verfügbaren Energiemenge empfohlen, auf bestimmte kurzfristige Aktivitäten, wie Kochen, Videos ansehen oder E-Bike laden, zu verzichten. In a second example, the energy management system 1 takes account of activities planned by the user 16 . For example, based on an excursion planned for the next day and the amount of energy available, the user 16 is recommended to refrain from certain short-term activities, such as cooking, watching videos or charging an e-bike.

Das Energiemanagementsystem 1 kann dazu konfiguriert sein, Anpassungen des Verbrauchsverhaltens zu simulieren, Konsequenzen aufzuzeigen und Handlungsempfehlungen zur Optimierung auszugeben. Beispielsweise kann das Energiemanagementsystem 1 ein Nachladen der Fahrzeugbatterie 2 vorschlagen, um Verluste ohne Komfortverzicht auszugleichen, beispielsweise um die Funktion einer Heizung im Campingfahrzeug 17 in der Nacht sicherzustellen. Ebenso kann vorgeschlagen werden, ein E-Bike nicht oder nur teilweise zu laden, wenn am nächsten Tag ein Tagesausflug mit dem Fahrzeug 17 geplant ist.The energy management system 1 can be configured to simulate adjustments to the consumption behavior, to show the consequences and to issue recommendations for action for optimization. For example, the energy management system 1 can suggest recharging the vehicle battery 2 in order to compensate for losses without sacrificing comfort, for example to ensure that a heater in the camping vehicle 17 functions at night. Likewise, it can be proposed not to charge an e-bike, or to only partially charge it, if a day trip with the vehicle 17 is planned for the next day.

In einem dritten Beispiel kann das Energiemanagementsystem 1 zur Priorisierung von Verbrauchern 5, 6 konfiguriert sein.In a third example, the energy management system 1 can be configured to prioritize consumers 5, 6.

1 ist eine schematische Ansicht des Energiemanagementsystems 1, der Fahrzeugbatterie 2, eines Solarladers 3, beispielsweise auf dem Dach des Fahrzeugs 17, einer Ladestation 4 oder Steckdose, die gegebenenfalls leistungsbegrenzt oder nur zeitweise verfügbar sein kann, und eines Verbrauchers 5, beispielsweise eines E-Bikes. Das Energiemanagementsystem 1 kann dazu konfiguriert sein, einen direkten Energieverbrauch des Verbrauchers 5, beispielsweise ein Laden des E-Bikes, aus einer Einspeisung durch den Solarlader 3 und/oder die Ladestation 4 zu priorisieren, anstatt zuerst die Fahrzeugbatterie 2 zu laden und dann den Verbraucher 5 aus der Fahrzeugbatterie 2 zu versorgen, da beim Umweg über die Fahrzeugbatterie 2 Verluste entstehen. 1 is a schematic view of the energy management system 1, the vehicle battery 2, a solar charger 3, for example on the roof of the vehicle 17, a charging station 4 or socket, which may have limited power or may only be available at times, and a consumer 5, for example an e-bike . The energy management system 1 can be configured to prioritize a direct energy consumption of the consumer 5, for example charging the e-bike, from a feed from the solar charger 3 and/or the charging station 4, instead of charging the vehicle battery 2 first and then the consumer 5 to supply from the vehicle battery 2, since the detour through the vehicle battery 2 losses occur.

2 ist eine schematische Ansicht des Energiemanagementsystems 1, der Fahrzeugbatterie 2, eines Verbrauchers 5, beispielsweise eines E-Bikes, und eines weiteren Verbrauchers 6, beispielsweise eines Medienwiedergabegerätes. Das Energiemanagementsystem 1 kann beispielsweise dazu konfiguriert sein, bestimmte Tageszeiten zum Laden der Verbraucher 5, 6 aus der Fahrzeugbatterie 2 zu priorisieren. Beispielsweise können die Verbraucher 5, 6 morgens anstatt abends geladen werden, wenn von einem Wetterdienst 7 die Information vorliegt, dass tagsüber die Sonne mit einer hohen Wahrscheinlichkeit von beispielsweise 95% scheinen wird und somit Energie vom Solarlader 3 bereitgestellt werden kann. 2 is a schematic view of the energy management system 1, the vehicle battery 2, a consumer 5, for example an e-bike, and a further consumer 6, for example a media playback device. The energy management system 1 can be configured, for example, to prioritize certain times of the day for charging the consumers 5, 6 from the vehicle battery 2. For example, the consumers 5, 6 can be charged in the morning instead of in the evening if the information is available from a weather service 7 that the sun will shine with a high probability of 95%, for example, and energy can therefore be provided by the solar charger 3.

3 ist eine schematische Ansicht des Energiemanagementsystems 1, der Fahrzeugbatterie 2, des Solarladers 3, der Ladestation 4, eines Verbrauchers 5, beispielsweise eines E-Bikes, und eines weiteren Verbrauchers 6, beispielsweise eines Medienwiedergabegerätes. Hoch priorisierte Energieflüsse sind mit breiten Pfeilen, niedrig priorisierte Energieflüsse mit schmaleren Pfeilen dargestellt. Das Energiemanagementsystem 1 kann dazu konfiguriert sein, direkten Verbrauch in den Verbrauchern 5, 6 höher zu priorisieren als das Laden der Fahrzeugbatterie 2. Ferner kann vorgesehen sein, dass Prioritäten der Verbraucher 5, 6 untereinander durch den Nutzer 16 über eine Nutzerschnittstelle angepasst werden können. 3 is a schematic view of the energy management system 1, the vehicle battery 2, the solar charger 3, the charging station 4, a consumer 5, for example an e-bike, and a further consumer 6, for example a media player. High-priority energy flows are shown with broad arrows, low-priority energy flows with narrower arrows. The energy management system 1 can be configured to prioritize direct consumption in the consumers 5, 6 higher than charging the vehicle battery 2. It can also be provided that the priorities of the consumers 5, 6 can be adjusted among themselves by the user 16 via a user interface.

Das Energiemanagementsystem 1 kann beispielsweise dazu konfiguriert sein, dem Nutzer 16 aktiv zu kommunizieren, wann ein guter Zeitpunkt für den Betrieb eines Verbrauchers 5, 6 ist. Beispielsweise kann bei Sonnenschein oder vorhergesagtem Sonnenschein kommuniziert werden, dass aktuell oder zu einem bestimmten Zeitpunkt ein guter Zeitpunkt zum Laden des E-Bikes ist.The energy management system 1 can be configured, for example, to actively communicate to the user 16 when a good point in time for the operation of a consumer 5, 6 is. For example, when there is sunshine or predicted sunshine, it can be communicated that it is currently or at a certain time a good time to charge the e-bike.

Dies kann insbesondere unter der Annahme sinnvoll sein, dass zukünftig bei vermehrtem oder zumindest nahezu ausschließlichem Auftreten von batterieelektrischen Wohnmobilen die Infrastruktur eines Campingplatzes unzureichend sein könnte, um jederzeit alle Wohnmobile gleichzeitig mit voller Leistung zu versorgen. Eine Strategie von Campingplatz-Betreibern könnte daher sein, den Wohnmobilen fest definierte Zeitslots zum Laden zur Verfügung zu stellen.This can be particularly useful under the assumption that in the future, if battery-electric mobile homes appear more or at least almost exclusively, the infrastructure of a campsite could be insufficient to supply all mobile homes with full power at all times. A strategy of campsite operators could therefore be to provide the mobile homes with fixed time slots for charging.

4 ist eine schematische Ansicht einer möglichen Ausführungsform des Energiemanagementsystems 1. Das Energiemanagementsystem 1 umfasst ein Vorhersagemodul 8, ein Simulationsmodul 9, ein Strategieplanungsmodul 10, ein Prioritätenmodul 11, sowie Schnittstellen zu den Verbrauchern 5, 6, zu Energiequellen, beispielsweise der Fahrzeugbatterie 2 und dem Solarlader 3, Schnittstellen zu einem Nutzer 16, beispielsweise eine Eingabeschnittstelle 12 und eine Ausgabeschnittstelle 13 zur Visualisierung, eine Fahrzeug-Eingabeschnittstelle 14 zur Erfassung von Fahrzeugdaten, beispielsweise einem Batteriezustand und Navigationsdaten und eine Fahrzeug-Ausgabeschnittstelle 15 zur Ausgabe von Anforderungen an das Fahrzeug 17, beispielsweise zur Vorkonditionierung der Fahrzeugbatterie 2, zu einer Ladegeschwindigkeit (z.B. langsam Laden), zur Steuerung fahrzeugeigener Verbraucher 5, 6 (z.B. Licht dimmen). Ferner weist das Energiemanagementsystem 1 Eingabemöglichkeiten für ein Nutzerprofil 18 und für externe Datenquellen 19, beispielsweise einen Wetterdienst 7 oder einen Außentemperatursensor 20 auf. Zumindest ein Teil der externen Datenquellen 19 kann über eine Cloud 21 angebunden sein. 4 is a schematic view of a possible embodiment of the energy management system 1. The energy management system 1 includes a prediction module 8, a simulation module 9, a strategy planning module 10, a priority module 11, and interfaces to the consumers 5, 6, to energy sources, for example the vehicle battery 2 and the solar charger 3, cut provide a user 16 with, for example, an input interface 12 and an output interface 13 for visualization, a vehicle input interface 14 for collecting vehicle data, for example battery status and navigation data, and a vehicle output interface 15 for outputting requests to the vehicle 17, for example for preconditioning the vehicle battery 2, to a charging speed (eg slow charging), to control on-board consumers 5, 6 (eg dim light). In addition, the energy management system 1 has input options for a user profile 18 and for external data sources 19 , for example a weather service 7 or an outside temperature sensor 20 . At least part of the external data sources 19 can be connected via a cloud 21 .

Das Prioritätenmodul 11 ist dazu konfiguriert, basierend auf dem Nutzerprofil 18 und Eingaben des Nutzers 16 Lade- und/oder Entladeprioritäten anzupassen.The priority module 11 is configured to adjust charging and/or discharging priorities based on the user profile 18 and user 16 inputs.

Das Vorhersagemodul 8 ist dazu konfiguriert, Energieabflüsse und Zuflüsse möglichst genau vorherzusagen, basierend auf den eingestellten Prioritäten, Daten aus den externen Datenquellen 19, den verfügbaren Energiequellen, beispielsweise Fahrzeugbatterie 2, Solarlader 3 und Ladestation 4, den an der Fahrzeug-Eingabeschnittstelle 14 bereitgestellten Daten, sowie den angeschlossenen Verbrauchern 5, 6. Ferner erfolgt dabei eine Analyse des Kundenverhaltens hinsichtlich vergangener, geplanter und aktueller Aktivitäten. Ziel kann dabei sein, die Fahrzeugbatterie 2 auf die nächste Lademöglichkeit auszurichten. Die Vorhersage basiert dabei auf weiteren Parametern, insbesondere Fahrzeugparametern, beispielsweise Batteriestatus, Umgebungstemperatur, Innenraumtemperatur, Status Innen-/Außenlicht, externen Daten, beispielsweise Umweltdaten (Wetter), Tageszeit und Nachttemperatur. Je mehr Lerndaten das Vorhersagemodul 8 erhält, desto genauer wird die Vorhersage.The prediction module 8 is configured to predict energy outflows and inflows as precisely as possible, based on the set priorities, data from the external data sources 19, the available energy sources, for example vehicle battery 2, solar charger 3 and charging station 4, the data provided at the vehicle input interface 14 , and the connected consumers 5, 6. Furthermore, an analysis of customer behavior with regard to past, planned and current activities is carried out. The aim can be to align the vehicle battery 2 with the next charging option. The prediction is based on further parameters, in particular vehicle parameters, for example battery status, ambient temperature, interior temperature, status of interior/exterior light, external data, for example environmental data (weather), time of day and night temperature. The more learning data the prediction module 8 receives, the more accurate the prediction will be.

Das Simulationsmodul 9 ist dazu konfiguriert, Konsequenzen bei wiederholtem (insbesondere gelernten, aktuellem) Verbrauch zu simulieren und vorherzusagen.The simulation module 9 is configured to simulate and predict the consequences of repeated (in particular learned, current) consumption.

Das Strategieplanungsmodul 10 ist dazu konfiguriert, die Konsequenzen auf der Ausgabeschnittstelle 13 auszugeben und zu visualisieren, und den Nutzer 16 mit Handlungsempfehlungen bei der Priorisierung zu unterstützen, und Anforderungen an das Fahrzeug 17 an der Fahrzeug-Ausgabeschnittstelle 15 auszugeben.The strategy planning module 10 is configured to output and visualize the consequences on the output interface 13 and to support the user 16 with recommendations for prioritization and to output requests to the vehicle 17 on the vehicle output interface 15 .

Es erfolgt eine Messung und Speicherung des Energieverbrauchs der Verbraucher 5, 6, um dem Kunden den aktuellen Verbrauch, den geplanten Verbrauch und den Verbrauch in der Vergangenheit ausgeben zu können.The energy consumption of the consumers 5, 6 is measured and stored in order to be able to output the current consumption, the planned consumption and the consumption in the past to the customer.

Das Strategieplanungsmodul 10 kann beispielsweise ein Laden in der Nacht, beispielsweise während eines durch einen Campingplatz zugewiesenen Zeitslots, planen.For example, the strategy planning module 10 may schedule nighttime charging, such as during a time slot allocated by a campground.

Außer einer Ladestation 4 oder einem Solarlader 3, der beispielsweise auf dem Dach des Fahrzeugs 17 angeordnet und zur Sonne ausrichtbar sein kann, kann als Energiequelle auch eine Batterie und/oder ein automobiler Schwungradspeicher und/oder ein Generator mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen sein.In addition to a charging station 4 or a solar charger 3, which can be arranged, for example, on the roof of the vehicle 17 and can be aligned to the sun, a battery and/or an automotive flywheel storage device and/or a generator with an internal combustion engine can also be provided as an energy source.

Als Verbraucher 5, 6 können beispielsweise ein elektrischer Fahrzeugantrieb, Küchengeräte, Heizgeräte, Licht, Unterhaltungselektronik, Verbrauchergeräte und/oder Ladegeräte, beispielsweise für ein E-Bike, vorgesehen sein.Consumers 5, 6 can be, for example, an electric vehicle drive, kitchen appliances, heaters, lights, entertainment electronics, consumer appliances and/or chargers, for example for an e-bike.

Die Ausgabe auf der Ausgabeschnittstelle 13 kann beispielsweise dazu konfiguriert sein, eine Energiebilanz-Waage anzuzeigen, mit den verfügbaren Energiequellen auf der einen und den Verbrauchern 5, 6 auf der anderen Seite, wobei die Angabe der Energiebilanz in Prozent erfolgen kann. Die Ausgabeschnittstelle 13 kann ferner umstellbare Einheiten darstellen, beispielsweise eine Skala von Kochmützen und/oder Sternen in einem Campingfahrzeug 17 für die Anzeige verbleibender möglicher Kochvorgänge. Ferner kann die Ausgabeschnittstelle 13 dazu konfiguriert sein, die in der Fahrzeugbatterie 2 verfügbare Energie als Reichweite des Fahrzeugs 17 dazustellen. Ferner kann die Ausgabeschnittstelle 13 dazu konfiguriert sein, die in der Fahrzeugbatterie 2 verfügbare Energie numerisch in kWh oder als unterschiedlich hohen Füllstand in einem Piktogramm einer Batterie auszugeben.The output on the output interface 13 can be configured, for example, to display an energy balance scale, with the available energy sources on the one hand and the consumers 5, 6 on the other, with the energy balance being indicated as a percentage. The output interface 13 can also represent changeable units, for example a scale of chef's hats and/or stars in a camping vehicle 17 for displaying remaining possible cooking processes. Furthermore, the output interface 13 can be configured to present the energy available in the vehicle battery 2 as the range of the vehicle 17 . Furthermore, the output interface 13 can be configured to output the energy available in the vehicle battery 2 numerically in kWh or as a different level in a pictogram of a battery.

Ferner kann die Ausgabeschnittstelle 13 dazu konfiguriert sein, eine Ausgabe auf einer App eines Smartphones zu erzeugen, ähnlich wie dies bereits für stationäre Solarspeicheranlagen in Gebäuden bekannt ist.Furthermore, the output interface 13 can be configured to generate an output on a smartphone app, similar to what is already known for stationary solar storage systems in buildings.

Optional kann berücksichtigt werden, wieviel Strom über einen gegebenenfalls unterdimensionierten Stromanschluss auf einem Campingplatz verfügbar ist. Dies kann bei Buchung des Platzes im Energiemanagementsystem 1 eingeplant und berücksichtigt werden.Optionally, it can be taken into account how much electricity is available on a campsite via an undersized electricity connection. This can be planned and taken into account when booking the space in the energy management system 1 .

Ferner kann vorgesehen sein, das Energiemanagementsystem 1 mit mehreren Nutzerprofilen 18 zu betreiben, beispielsweise Einzelprofile und/oder Familienprofile. Je nach Nutzer 16 können bestimmte, häufig auftretende Aktionen gespeichert sein, beispielsweise Handy laden, Fernsehen schauen, Elektrogrill verwenden, Buch lesen.Provision can also be made for the energy management system 1 to be operated with a number of user profiles 18, for example individual profiles and/or family profiles. Depending on the user 16, certain frequently occurring actions can be saved e.g. charge your mobile phone, watch TV, use an electric grill, read a book.

Sofern im Fahrzeug 17, beispielsweise einem Campingfahrzeug, weitere Energiequellen, beispielsweise Gas, zur Verfügung stehen, kann ein Umschalten oder Zuschalten dieser Energiequelle, beispielsweise zum kurzfristigen Unterstützen, ermöglicht werden. Es kann dabei vorgesehen sein, dem Nutzer 16 die Konsequenzen seines Handelns aufzuzeigen. Beispielsweise kann beim Hinzuschalten einer weiteren Energiequelle länger Fernsehen geschaut und morgen trotzdem der geplante Ausflug durchgeführt werden, jedoch wird dabei mehr CO2 freigesetzt.If other energy sources, for example gas, are available in the vehicle 17, for example a camping vehicle, this energy source can be switched over or switched on, for example for short-term support. It can be provided that the user 16 is shown the consequences of his actions. For example, if you switch on another energy source, you can watch television for longer and still go on the planned trip tomorrow, but more CO 2 is released in the process.

Die erfindungsgemäße Lösung bietet die Möglichkeit, dem Nutzer 16 die Konsequenzen seines Handelns transparent zu machen, so dass dieser sein Handeln priorisieren kann.The solution according to the invention offers the possibility of making the consequences of his actions transparent to the user 16, so that he can prioritize his actions.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • US 9346452 B2 [0006]US 9346452 B2 [0006]

Claims (7)

Energiemanagementsystem (1) für ein Fahrzeug (17), wobei das Energiemanagementsystem (1) dazu konfiguriert ist, Energieabflüsse aus einer Fahrzeugbatterie (2) und Energiezuflüsse in die Fahrzeugbatterie (2) zu bestimmen und zu prognostizieren, ein Verbrauchsverhalten mindestens eines Nutzers (16) bezüglich vergangener, aktueller und geplanter Aktivitäten zu erfassen und zu analysieren, Konsequenzen des Verbrauchsverhaltens zu prognostizieren und für den Nutzer (16) zusammen mit Handlungsempfehlungen zu visualisieren, wobei bei der Prognose der Energieabflüsse Fahrzeugdaten, einschließlich eines Batteriestatus und einer Umgebungstemperatur, sowie externe Daten berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug (17) ein Campingfahrzeug ist, wobei das Energiemanagementsystem (1) umfasst: - ein Vorhersagemodul (8), das dazu konfiguriert ist, Energieabflüsse und Zuflüsse basierend auf eingestellten Prioritäten, Daten aus externen Datenquellen (19), verfügbaren Energiequellen, den Fahrzeugdaten, sowie angeschlossenen Verbrauchern (5, 6) zu prognostizieren, - ein Simulationsmodul (9), das dazu konfiguriert ist, Konsequenzen bei wiederholtem Verbrauch zu simulieren und vorherzusagen, - ein Strategieplanungsmodul (10), das dazu konfiguriert, die Konsequenzen und Handlungsempfehlungen zu visualisieren und Anforderungen an das Fahrzeug (17) an einer Fahrzeug-Ausgabeschnittstelle (15) auszugeben, - ein Prioritätenmodul (11), das dazu konfiguriert ist, basierend auf einem Nutzerprofil (18) und Eingaben des Nutzers (16) Lade- und/oder Entladeprioritäten anzupassen, - Schnittstellen zu Verbrauchern (5, 6), zur Fahrzeugbatterie (2) und externen Energiequellen, zum Nutzer (16), zur Erfassung von Fahrzeugdaten und Daten von externen Datenquellen (19), einschließlich des Batteriezustands und Navigationsdaten, zur Ausgabe von Anforderungen an das Fahrzeug (17), und zur Eingabe eines Nutzerprofils (18).Energy management system (1) for a vehicle (17), wherein the energy management system (1) is configured to determine and predict energy drains from a vehicle battery (2) and energy inflows into the vehicle battery (2), consumption behavior of at least one user (16) to record and analyze with regard to past, current and planned activities, to forecast consequences of consumption behavior and to visualize them for the user (16) together with recommendations for action, taking into account vehicle data, including a battery status and an ambient temperature, as well as external data when forecasting the energy drains be characterized in that the vehicle (17) is a camping vehicle, the energy management system (1) comprising: - a prediction module (8) which is configured to energy outflows and inflows based on set priorities, data from external data sources (19) , available energy sources, to forecast the vehicle data and connected consumers (5, 6), - a simulation module (9), which is configured to simulate and predict the consequences of repeated consumption, - a strategy planning module (10), which is configured to calculate the consequences and recommendations for action to visualize and to output requests to the vehicle (17) at a vehicle output interface (15), - a priority module (11), which is configured to load and / or adjust discharge priorities, - Interfaces to consumers (5, 6), to the vehicle battery (2) and external energy sources, to the user (16), for recording vehicle data and data from external data sources (19), including the battery status and navigation data, for output of requirements for the vehicle (17), and for entering a user profile (18). Energiemanagementsystem (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Verbraucher (5, 6) ein Küchengerät, eine Batterie eines E-Bikes, ein Medienwiedergabegerät, ein elektrischer Fahrzeugantrieb, ein Heizgerät und/oder Licht vorgesehen sind.Energy management system (1) according to claim 1 , characterized in that a kitchen appliance, an e-bike battery, a media playback device, an electric vehicle drive, a heater and/or light are provided as consumers (5, 6). Energiemanagementsystem (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiemanagementsystem (1) als ein selbstlernendes System zum Lernen aus dem Nutzerverhalten ausgebildet ist.Energy management system (1) according to claim 1 or 2 , characterized in that the energy management system (1) is designed as a self-learning system for learning from user behavior. Energiemanagementsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Energiemanagementsystem (1) zum Priorisieren von Verbrauchern (5, 6) konfiguriert ist.Energy management system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that the energy management system (1) is configured to prioritize consumers (5, 6). Energiemanagementsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Energiequellen ein Solarlader (3), eine Ladestation (4) oder Steckdose, eine Batterie, ein automobiler Schwungradspeicher und/oder ein Generator mit einem Verbrennungsmotor vorgesehen ist.Energy management system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a solar charger (3), a charging station (4) or socket, a battery, an automotive flywheel storage device and/or a generator with an internal combustion engine is provided as the energy source. Energiemanagementsystem (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als externe Datenquelle (19) ein Wetterdienst (7) verwendet wird.Energy management system (1) according to one of the preceding claims, characterized in that a weather service (7) is used as the external data source (19). Verfahren zum Energiemanagement für ein Fahrzeug (17), wobei Energieabflüsse aus einer Fahrzeugbatterie (2) und Energiezuflüsse in die Fahrzeugbatterie (2) bestimmt und prognostiziert werden, ein Verbrauchsverhalten mindestens eines Nutzers (16) bezüglich vergangener, aktueller und geplanter Aktivitäten erfasst und analysiert wird, Konsequenzen des Verbrauchsverhaltens prognostiziert und für den Nutzer (16) zusammen mit Handlungsempfehlungen visualisiert werden, wobei bei der Prognose der Energieabflüsse Fahrzeugdaten, einschließlich eines Batteriestatus und einer Umgebungstemperatur, sowie externe Daten berücksichtigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem Campingfahrzeug durchgeführt wird, wobei: - Energieabflüsse und Zuflüsse basierend auf eingestellten Prioritäten, Daten aus externen Datenquellen (19), verfügbaren Energiequellen, den Fahrzeugdaten, sowie angeschlossenen Verbrauchern (5, 6) prognostiziert werden, - Lade- und/oder Entladeprioritäten basierend auf einem Nutzerprofil (18) und Eingaben des Nutzers (16) angepasst werden.Method for energy management for a vehicle (17), wherein energy outflows from a vehicle battery (2) and energy inflows into the vehicle battery (2) are determined and forecast, consumption behavior of at least one user (16) with regard to past, current and planned activities is recorded and analyzed , Consequences of the consumption behavior are predicted and visualized for the user (16) together with recommendations for action, with vehicle data, including a battery status and an ambient temperature, and external data being taken into account in the forecast of the energy drains, characterized in that the method is carried out in a camping vehicle , where: - Energy outflows and inflows are forecast based on set priorities, data from external data sources (19), available energy sources, the vehicle data and connected consumers (5, 6), - Charging and/or discharging priorities based on au f a user profile (18) and user input (16) are adjusted.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9346452B2 (en) 2014-02-21 2016-05-24 Ford Global Technologies, Llc Predicting energy consumption for an electric vehicle using variations in past energy consumption

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