DE102022209049A1 - Vehicle system for operating a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsystem (1) zum Betreiben eines Fahrzeugs (10) mit bordeigenen Energienetz (7), das Fahrzeugsystem (1) umfassend einen Energiespeicher, wobei das Fahrzeugsystem (1) aktuell eingestellte Fahrzeugparameter aufweist sowiemehrere an das Energienetz (7) angeschlossene Nebenverbraucher mit eingestellten Verbraucherparametern, sowie zumindest einen über einen DC/AC-Wandler (6,6a) angeschlossenen ersten Hauptverbraucher mit Hauptverbraucherparametern, wobei eine Prädiktionseinheit (11) vorgesehen ist, zum Schätzen einer eintretenden Verkehrssituation an einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt sowie zum Ermitteln oder Schätzen eines erhöhten Stromverbrauchs des Fahrzeugsystems (1) bei den geschätzten eintretenden Verkehrssituationen an vorausliegenden bestimmten zukünftigen Zeitpunkten, wobei das Fahrzeugsystem (1) zur Vorkonditionierung zumindest eines vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers (12) unter Berücksichtigung des momentan eingestellten Verbraucherparameters des Nebenverbrauchers (12) und im Hinblick auf die bestimmten zukünftigen Zeitpunkte mit erhöhtem Stromverbrauch ausgebildet ist und wobei das Fahrzeugsystem (1) dazu ausgebildet ist, an einem jeweiligen zukünftigen bestimmtem Zeitpunkt mit erhöhten Strombedarf den zumindest einen vorkonditionierten Nebenverbraucher (12) temporär derart abzuschalten, so dass eine Stromspitze vermeidbar oder zumindest reduzierbar ist.The invention relates to a vehicle system (1) for operating a vehicle (10) with an on-board energy network (7), the vehicle system (1) comprising an energy storage device, the vehicle system (1) having currently set vehicle parameters and several additional consumers connected to the energy network (7). with set consumer parameters, and at least one first main consumer connected via a DC/AC converter (6,6a) with main consumer parameters, a prediction unit (11) being provided for estimating an occurring traffic situation at a specific future point in time and for determining or estimating a increased power consumption of the vehicle system (1) in the estimated traffic situations occurring at specific future points in time, the vehicle system (1) for preconditioning at least one preconditionable auxiliary consumer (12) taking into account the currently set consumer parameter of the auxiliary consumer (12) and with regard to the specific future points in time with increased power consumption and wherein the vehicle system (1) is designed to temporarily switch off the at least one preconditioned auxiliary consumer (12) at a respective future specific point in time with increased power demand in such a way that a current peak can be avoided or at least reduced.
Description
Die Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugsystem zum Betreiben eines Fahrzeugs mit bordeigenen Energienetz, das Fahrzeugsystem umfassend einen Energiespeicher, welcher zur Aufnahme, zur Speicherung und zur Abgabe von elektrischer Energie an das bordeigene Energienetz ausgebildet ist, wobei das Fahrzeugsystem aktuell eingestellte Fahrzeugparameter aufweist sowie mehrere an das Energienetz angeschlossene Nebenverbraucher mit eingestellten Verbraucherparametern, sowie zumindest einen über einen DC/AC-Wandler angeschlossenen ersten Hauptverbraucher mit Hauptverbraucherparametern.The invention relates to a vehicle system for operating a vehicle with an on-board energy network, the vehicle system comprising an energy storage device which is designed to receive, store and deliver electrical energy to the on-board energy network, the vehicle system having currently set vehicle parameters as well as several to the Additional consumers connected to the energy network with set consumer parameters, as well as at least one first main consumer connected via a DC/AC converter with main consumer parameters.
Kraftfahrzeuge verfügen über eine weiterhin zunehmende Anzahl an elektrischen Verbrauchern. Dies gilt sowohl für Kraftfahrzeuge mit Verbrennungsmotoren als auch für Kraftfahrzeuge, die von elektrischen Antriebsmaschinen fortbewegt werden, sogenannte Elektromobile beziehungsweise Elektrofahrzeuge, und auch für Hybridfahrzeuge.Motor vehicles have an ever-increasing number of electrical consumers. This applies both to motor vehicles with internal combustion engines and to motor vehicles that are moved by electric drive machines, so-called electric vehicles or electric vehicles, and also to hybrid vehicles.
Moderne Kraftfahrzeuge weisen zudem üblicherweise eine Vielzahl verschiedener Systeme auf, welche entsprechend ihrer Funktion und ihrem aktuellen Betriebszustand mit elektrischer Energie versorgt werden müssen. Unter anderem wird die elektrische Energie bei einem solchen Elektrofahrzeug auf verschiedene Nebenverbraucher und den Antriebsstrang, z.B.. mit ein oder mehrere Elektromotoren und Planetengetrieben, der Antriebsräder antreibt, übertragen. Die zunehmende Anzahl an Verbrauchersystemen in Fahrzeugen stellt für die Energieversorgung eine besondere Herausforderung hinsichtlich Reichweitenfähigkeit und Zuverlässigkeit dar. Hierfür ist eine besondere Herausforderung ein effizientes Energiemanagement.Modern motor vehicles also usually have a large number of different systems, which must be supplied with electrical energy depending on their function and their current operating status. Among other things, the electrical energy in such an electric vehicle is transferred to various auxiliary consumers and the drive train, e.g. with one or more electric motors and planetary gears, which drives the drive wheels. The increasing number of consumer systems in vehicles represents a particular challenge for energy supply in terms of range capability and reliability. A particular challenge for this is efficient energy management.
Die
Es ist daher eine Aufgabe ein vor allem energieverbessertes Fahrzeugsystem zum Betreiben eines insbesondere elektrisch betriebenen Fahrzeugs anzugeben.It is therefore a task to provide an energy-improved vehicle system for operating a particularly electrically operated vehicle.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeugsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die geeignet miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen.The task is solved by a vehicle system with the features of
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeugsystem zum Betreiben eines Fahrzeugs mit bordeigenen Energienetz, das Fahrzeugsystem umfassend einen Energiespeicher, welcher zur Aufnahme, zur Speicherung und zur Abgabe von elektrischer Energie an das bordeigene Energienetz ausgebildet ist, wobei das Fahrzeugsystem aktuell eingestellte Fahrzeugparameter aufweist sowie
mehrere an das Energienetz angeschlossene Nebenverbraucher mit eingestellten Verbraucherparametern, sowie zumindest einen über einen DC/AC-Wandler angeschlossenen ersten Hauptverbraucher mit Hauptverbraucherparametern, und wobei eine Prädiktionseinheit vorgesehen ist, zum Schätzen einer eintretenden Verkehrssituation an einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt sowie zum Ermitteln oder Schätzen, d.h. Prädiktieren, eines erhöhten Stromverbrauchs des Fahrzeugsystems bei den geschätzten eintretenden Verkehrssituationen an vorausliegenden bestimmten zukünftigen Zeitpunkten,
wobei das Fahrzeugsystem zur Vorkonditionierung zumindest eines vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers unter Berücksichtigung des momentan eingestellten Verbraucherparameters des vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers und im Hinblick
auf die bestimmten zukünftigen Zeitpunkte mit erhöhtem Stromverbrauch ausgebildet ist und wobei das Fahrzeugsystem dazu ausgebildet ist, an einem jeweiligen zukünftigen bestimmtem Zeitpunkt mit erhöhten Strombedarf den zumindest einen vorkonditionierten Nebenverbraucher temporär derart abzuschalten, so dass eine Stromspitze zu den bestimmten zukünftigen Zeitpunkten mit erhöhten Strombedarf vermeidbar oder reduzierbar ist.The object is achieved by a vehicle system for operating a vehicle with an on-board energy network, the vehicle system comprising an energy storage device which is designed to receive, store and deliver electrical energy to the on-board energy network, the vehicle system having currently set vehicle parameters and
several secondary consumers connected to the energy network with set consumer parameters, as well as at least one first main consumer connected via a DC/AC converter with main consumer parameters, and wherein a prediction unit is provided for estimating an occurring traffic situation at a specific future point in time and for determining or estimating, ie Predicting increased power consumption of the vehicle system in the estimated traffic situations occurring at specific future points in time,
wherein the vehicle system for preconditioning at least one preconditionable auxiliary consumer taking into account the currently set consumer parameter of the preconditionable auxiliary consumer and with regard to
is designed for the specific future times with increased power consumption and wherein the vehicle system is designed to temporarily switch off the at least one preconditioned auxiliary consumer at a respective future specific time with increased power demand in such a way that a power peak at the specific future times with increased power demand can be avoided or is reducible.
Ein Nebenverbraucher kann dabei eine Vorrichtung im Fahrzeug sein, welches eine elektrische Leistung und somit eine elektrische Energie benötigt, um ordnungsgemäß funktionieren zu können. Beispiele für solche elektrischen Nebenverbraucher können Heizungen beispielsweise für den Fahrzeugraum, Klimaanlagen für den Fahrzeugraum, Kühlaufbauten bei LKWs für Lebensmitteltransporten, Druckluftkompressor mit Druckluftvorratsbehälter für Druckluftbremsen LKWs, Entertainmentsysteme, elektrische Antriebe und dergleichen sein. Solche Nebenverbraucher können direkt an den Energiespeicher als auch indirekt über einen DC/DC-Wandler zur Umwandlung von Hochvoltspannung in eine Niedervoltspannung, zur Versorgung von Niedervoltgeräten, angeschlossen sein.An auxiliary consumer can be a device in the vehicle that requires electrical power and thus electrical energy in order to function properly. examples for Such electrical auxiliary consumers can be, for example, heaters for the vehicle compartment, air conditioning systems for the vehicle compartment, refrigerated bodies on trucks for food transport, compressed air compressors with compressed air reservoirs for compressed air brakes on trucks, entertainment systems, electric drives and the like. Such additional consumers can be connected directly to the energy storage device or indirectly via a DC/DC converter to convert high-voltage voltage into low-voltage voltage to supply low-voltage devices.
Ein Hauptverbraucher ist beispielsweise ein elektrischer Antriebsmotor.A main consumer is, for example, an electric drive motor.
Ein Energiespeicher kann in einem Elektrofahrzeug, insbesondere eine wiederaufladbare Batterie, vor allem eine Hochvoltbatterie, oder eine Mehrzahl an verbundenen Fahrzeugbatterien sein. Andere Energiespeicher sind beispielsweise eine Brennstoffzelle.An energy storage device in an electric vehicle can be, in particular, a rechargeable battery, especially a high-voltage battery, or a plurality of connected vehicle batteries. Other energy storage devices include, for example, a fuel cell.
Eine Verkehrssituation kann dabei eine Fahrsituation in der sich das Fahrzeug befindet beschreiben, beispielsweise eine Abbremssituation / Beschleunigungssituation, insbesondere bei der sich ein aktueller Fahrzeugparameter, beispielsweise die Geschwindigkeit, signifikant verändert, und sich infolgedessen der elektrische Leistungsbedarf beziehungsweise der elektrische Energiebedarf erhöht.A traffic situation can describe a driving situation in which the vehicle is located, for example a braking situation/acceleration situation, in particular in which a current vehicle parameter, for example the speed, changes significantly, and as a result the electrical power requirement or the electrical energy requirement increases.
Eine Prädiktionseinheit kann dabei anhand beispielsweise aktuell eingestellter Fahrzeugparameter, beispielsweise 30 km/h ermitteln, ob in absehbarer Zeit eine Beschleunigung erfolgt und damit einhergehend ein erhöhter elektrischer Energiebedarf notwendig ist. Eine Prädiktionseinheit kann dabei als Softwaremodul mit entsprechender Software ausgebildet sein, welche an die bordeigenen Sensoren angebunden ist.A prediction unit can use currently set vehicle parameters, for example 30 km/h, to determine whether acceleration will take place in the foreseeable future and, as a result, an increased electrical energy requirement will be necessary. A prediction unit can be designed as a software module with corresponding software, which is connected to the on-board sensors.
Dabei bedeutet temporär, über eine kurze Zeitspanne, beispielsweise also bis der erhöhte Strombedarf beendet ist oder ein Grenzwert erreicht wurde etc.Temporary means over a short period of time, for example until the increased power requirement has ended or a limit has been reached, etc.
Ein zukünftiger Zeitpunkt liegt im zeitlichen Umfeld des Fahrzeugs beispielsweise mehrere Sekunden bis einige wenige Minuten, kann aber auch als ein Zeitbereich ausgestaltet sein und kann sich über mehrere Sekunden, beispielsweise ein Beschleunigungsvorgang, erstrecken.A future point in time is in the temporal environment of the vehicle, for example several seconds to a few minutes, but can also be designed as a time range and can extend over several seconds, for example an acceleration process.
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es einen Unterschied ausmacht, in welchem Zeitraum eine elektrische Leistung abgegeben wird. So kann beispielsweise der Energiespeicher, hier eine Batterie, eine Leistung von 400 A Dauerstrom abgeben. Ob die 400A in 30 min oder jedoch 200A über eine Stunde abgegeben werden, resultiert für die Verlustleistung in einem deutlichen Unterschied, da bei der Berechnung der Strom quadratisch in die Verlustleistung eingeht.According to the invention, it was recognized that it makes a difference in which period of time an electrical power is delivered. For example, the energy storage device, here a battery, can deliver a continuous current of 400 A. Whether the 400A is delivered in 30 minutes or 200A over an hour results in a significant difference in the power loss, since the current is calculated as the square of the power loss.
Durch das erfindungsgemäße Fahrzeugsystem können Stromspitzen somit vermieden oder reduziert werden. Diese werden zum einen durch das temporäre Abschalten der/des vorkonditionierten Nebenverbrauchers bewirkt, als auch durch vorzeitiges Abrufen einer erhöhten Leistung (beispielsweise Herunterkühlen einer Batterie auf eine niedrigere Temperatur als derzeit eingestellt). Dadurch wird am zukünftigen Zeitpunkt eine Verringerung von Verlustleistung durch die Vermeidung eines erhöhten Spannungsabfalls am Innenwiderstand der Batterie sowie entstehender Wärmeentwicklung in den elektrischen Leitungen erzielt. Somit kann die maximale Leistung eines Energiespeichers, insbesondere einer Batterie, abgerufen werden. Insbesondere erhöht sich auch die Reichweite eines Elektrofahrzeugs.Current peaks can thus be avoided or reduced by the vehicle system according to the invention. These are caused on the one hand by temporarily switching off the preconditioned auxiliary consumers, as well as by prematurely calling up increased power (for example cooling down a battery to a lower temperature than is currently set). This will result in a reduction in power loss in the future by avoiding an increased voltage drop across the internal resistance of the battery and the development of heat in the electrical lines. This means that the maximum performance of an energy storage device, in particular a battery, can be accessed. In particular, the range of an electric vehicle also increases.
Eine Vermeidung von Stromspitzen an einem zukünftigen Zeitpunkt hat somit eine Auswirkung auf die Verlustleistung an dem zukünftigen Zeitpunkt. Durch Verringerung dieser Stromspitzen können Verlustleistungen vermieden werden und beispielsweise die Reichweite des Elektrofahrzeugs durch Abrufen einer maximalen Energie erhöht werden. Bei Gefahrensituationen /notwendigen Verkehrssituationen wie beispielsweise eine höhere Beschleunigung, kann durch eine solche temporäre Abschaltung beispielsweise auch eine Leistungssteigerung erzielt werden. Dadurch kann an einem zukünftigen Zeitpunkt beispielsweise dem Antriebsstrang mehr Leistung mit maximaler Spitzenleistung zur Verfügung stehen.Avoiding current peaks at a future point in time therefore has an impact on the power loss at that future point in time. By reducing these current peaks, power losses can be avoided and, for example, the range of the electric vehicle can be increased by retrieving maximum energy. In dangerous situations/necessary traffic situations such as higher acceleration, such a temporary shutdown can also achieve an increase in performance. This means that more power with maximum peak performance can be available to the drive train at a future point in time, for example.
Durch das erfindungsgemäße Fahrzeugsystem kann somit eine konstantere Abgabe von Leistung bewerkstelligt werden, wenn Nebenverbraucher vorkonditioniert werden, d.h. beispielsweise auf niedrigere Temperaturen gekühlt werden, um diese dann bei einem notwendigen höheren Leistungsbedarf, beispielsweise durch den Hauptverbraucher, temporär abzuschalten. Durch die Vorkonditionierung eines der Nebenverbrauchers werden zudem keine Gefahrensituationen erzeugt, indem Nebenverbraucher einfach so temporär abgeschaltet werden, wie beispielsweise eine Kühlung einer Batterie/Akku. Ferner werden durch die Vorkonditionierung für den Fahrer keine unangenehme Situationen, wie das Abschalten einer Heizung/Kühlung in einem Fahrzeugraum erzeugt. Durch eine solche Vorkonditionierung können sämtliche Verbraucherparameter der Nebenverbraucher innerhalb vorgegebener Grenzen gehalten werden, ohne dass für den Fahrer unangenehme Situationen oder für die Elektrik im Fahrzeug schädliche Situationen entstehen.The vehicle system according to the invention can therefore achieve a more constant output of power if secondary consumers are preconditioned, that is, for example, cooled to lower temperatures in order to then temporarily switch them off when a higher power requirement is required, for example by the main consumer. By preconditioning one of the auxiliary consumers, no dangerous situations are created by simply switching off auxiliary consumers temporarily, such as cooling a battery. Furthermore, the preconditioning prevents unpleasant situations for the driver, such as switching off a heating/cooling system tion generated in a vehicle compartment. Through such preconditioning, all consumer parameters of the auxiliary consumers can be kept within specified limits without creating unpleasant situations for the driver or situations that are harmful to the vehicle's electrical system.
Durch das erfindungsgemäße Fahrzeugsystem ist eine Effizienz- und Leistungssteigerung durch temporäres Abschalten bei hohen Fahrleistungsanforderungen zumindest eines, bevorzugt aber mehrerer vorkonditionierter Nebenverbraucher möglich, ohne dass für die Fahrzeugkomponenten, insbesondere die empfindliche Elektronik, wie Akkus etc. Gefahren/Schäden entstehen.The vehicle system according to the invention makes it possible to increase efficiency and performance by temporarily switching off at least one, but preferably several, preconditioned auxiliary consumers when there are high performance requirements, without causing danger/damage to the vehicle components, in particular the sensitive electronics, such as batteries, etc.
In weiterer Ausbildung ist die Prädiktionseinheit dazu ausgebildet, die eintretende zukünftige Verkehrssituation anhand der aktuell eingestellten Fahrzeugparameter zu schätzen, wobei die Prädiktionseinheit ferner dazu ausgebildet ist, die während der geschätzten eintretenden zukünftigen Verkehrssituation an dem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt eintretenden zukünftigen Fahrzeugparameter zu schätzen und wobei die Prädiktionseinheit ferner dazu ausgebildet ist, den erhöhten Stromverbrauch an dem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt anhand der aktuell eingestellten Fahrzeugparameter im Vergleich zu den geschätzten zukünftig eintretenden Fahrzeugparameter an der geschätzten eintretenden zukünftigen Verkehrssituation, zu schätzen oder zu bestimmen.In a further embodiment, the prediction unit is designed to estimate the occurring future traffic situation based on the currently set vehicle parameters, wherein the prediction unit is further designed to estimate the future vehicle parameters occurring during the estimated occurring future traffic situation at the specific future point in time, and wherein the prediction unit is further designed to estimate or determine the increased power consumption at the specific future point in time based on the currently set vehicle parameters in comparison to the estimated future vehicle parameters at the estimated future traffic situation.
Anhand der aktuell eingestellten Fahrzeugparameter, beispielsweise Fahrzeugstillstand / niedrige Fahrzeuggeschwindigkeiten beispielsweise 30 km/h kann von der Prädiktionseinheit eingeschätzt werden, dass beispielsweise in naher Zukunft eine Beschleunigung wahrscheinlich ist. Anhand der zu erwartenden Beschleunigung kann beispielsweise ein erhöhter Stromverbrauch geschätzt werden.Based on the currently set vehicle parameters, for example vehicle standstill/low vehicle speeds, for example 30 km/h, the prediction unit can estimate that, for example, acceleration is likely in the near future. For example, increased power consumption can be estimated based on the expected acceleration.
In weiterer Ausbildung ist ein Navigationssystem zum Eingeben der Navigationsroute vorgesehen und die Prädiktionseinheit dazu ausgebildet, die eintretende zukünftige Verkehrssituation anhand der Navigationsroute und der aktuell eingestellten Fahrzeugparameter zu schätzen und wobei die Prädiktionseinheit ferner dazu ausgebildet ist, die während der geschätzten eintretenden zukünftigen Verkehrssituation an dem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt eintretenden zukünftigen Fahrzeugparameter in Verbindung mit der Navigationsroute zu schätzen.In a further embodiment, a navigation system is provided for entering the navigation route and the prediction unit is designed to estimate the occurring future traffic situation based on the navigation route and the currently set vehicle parameters and the prediction unit is further designed to estimate the future traffic situation occurring during the estimated future traffic situation at the specific location to estimate future vehicle parameters occurring at a future point in time in connection with the navigation route.
Somit kann sowohl die zukünftige Verkehrssituation, beispielsweise eine Autobahnauffahrt, als auch die zukünftigen Fahrzeugparameter, beispielsweise eine hohe Beschleunigung während der Auffahrt, besser bestimmt werden.This means that both the future traffic situation, for example a motorway entrance, and the future vehicle parameters, for example high acceleration during the entrance, can be better determined.
In weiterer Ausbildung weist das Fahrzeugsystem eine Datenschnittstelle auf, zum Empfang externer Umfelddaten das Umfeld des Fahrzeugs betreffend, wobei die Prädiktionseinheit dazu ausgebildet ist, die zukünftige Verkehrssituation an einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt unter Verwendung der Umfelddaten zu schätzen sowie die während der geschätzten zukünftigen Verkehrssituation an dem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt eintretenden zukünftigen Fahrzeugparameter zu schätzen und wobei die Prädiktionseinheit ferner dazu ausgebildet ist, den erhöhten Stromverbrauch an einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt anhand der aktuell eingestellten Fahrzeugparameter im Vergleich zu den geschätzten zukünftig eintretenden Fahrzeugparameter an der geschätzten eintretenden zukünftigen Verkehrssituation d.h. an dem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt, zu schätzen oder zu bestimmen.In a further embodiment, the vehicle system has a data interface for receiving external environmental data relating to the vehicle's surroundings, the prediction unit being designed to estimate the future traffic situation at a specific future point in time using the environmental data and to estimate the future traffic situation during the estimated future traffic situation to estimate future vehicle parameters occurring at a specific future time and wherein the prediction unit is further designed to estimate the increased power consumption at a specific future time based on the currently set vehicle parameters in comparison to the estimated future vehicle parameters at the estimated future traffic situation, i.e. at the specific future time , to estimate or to determine.
Dabei kann eine solche Datenschnittstelle beispielsweise dazu ausgebildet sein, eine V2V- oder V2x-Kommunikation zu bewerkstelligen, um Informationen in Bezug auf die Umgebung/das Umfeld zu erhalten. Dabei ist eine V2V-Kommunikation vor allem ein Austausch von Informationen und Daten zwischen Kraftfahrzeugen und eine V2X-Kommunikation eine Kommunikation von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung, insbesondere der Infrastruktur.Such a data interface can, for example, be designed to implement V2V or V2x communication in order to obtain information regarding the environment/environment. V2V communication is primarily an exchange of information and data between motor vehicles and V2X communication is communication between vehicles and their surroundings, especially the infrastructure.
Solche Daten können beispielsweise Informationen über anstehende Geschwindigkeitsbeschränkungen, Ampeln / Kreisverkehr, Kreuzungen, Steigungen, Autobahnauffahrten betreffen, aus denen beispielsweise eine Beschleunigung hergeleitet werden kann, beispielsweise die Aufhebung einer Geschwindigkeitsbeschränkung beispielsweise von 50 km/h auf 80 km/h, Beschleunigen nach Ampeln / Kreisverkehr, Kreuzungen und Autobahnauffahrten oder eine Steigung betreffen, d.h. Verkehrssituationen in denen mehr elektrische Leistung benötigt wird, können besser identifiziert werden.Such data can, for example, concern information about upcoming speed restrictions, traffic lights/roundabouts, intersections, slopes, motorway entrances, from which, for example, acceleration can be derived, for example the lifting of a speed limit, for example from 50 km/h to 80 km/h, acceleration after traffic lights/ Roundabouts, intersections and motorway entrances or an incline, i.e. traffic situations in which more electrical power is required, can be better identified.
In weiterer Ausbildung ist ein Navigationssystem zum Eingeben der Navigationsroute vorgesehen und wobei die Prädiktionseinheit dazu ausgebildet ist, die zukünftige Verkehrssituation unter Verwendung der Umfelddaten und der Navigationsroute zu schätzen sowie die während der geschätzten zukünftigen Verkehrssituation an dem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt eintretenden zukünftigen Fahrzeugparameter zu schätzen und wobei die Prädiktionseinheit ferner dazu ausgebildet ist, den erhöhten Stromverbrauch an einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt anhand der aktuell eingestellten Fahrzeugparameter im Vergleich zu den geschätzten zukünftig eintretenden Fahrzeugparameter an der geschätzten eintretenden zukünftigen Verkehrssituation, zu schätzen oder zu bestimmen.In a further development, a navigation system is provided for entering the navigation route and the prediction unit is designed to estimate the future traffic situation using the environmental data and the navigation route as well as the during the estimated future ver traffic situation to estimate future vehicle parameters occurring at the specific future time and wherein the prediction unit is further designed to estimate the increased power consumption at a specific future time based on the currently set vehicle parameters in comparison to the estimated future vehicle parameters occurring at the estimated future traffic situation or to determine.
Somit kann sowohl die zukünftige Verkehrssituation, beispielsweise eine Autobahnauffahrt, als auch die zukünftigen Fahrzeugparameter, beispielsweise eine hohe Beschleunigung während der Auffahrt, besser bestimmt werden.This means that both the future traffic situation, for example a motorway entrance, and the future vehicle parameters, for example high acceleration during the entrance, can be better determined.
In weiterer Ausbildung betreffen die Umfelddaten zumindest vorausliegende Geschwindigkeitsveränderungen. Insbesondere sind solche Geschwindigkeitsveränderungen wie Beschleunigungen im hohen Maße für erhöhten Stromverbrauch verantwortlich.In further training, the environmental data at least relate to upcoming speed changes. In particular, speed changes such as accelerations are largely responsible for increased power consumption.
In weiterer Ausbildung weist das Fahrzeugsystem eine Speichereinheit auf, in welcher eine Untergrenze und / oder Obergrenze in Bezug auf einen vorkonditionierbaren Verbraucherparameter eines vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers gespeichert ist, wobei das Fahrzeugsystem dazu ausgebildet ist, ein Abschalten eines jeweiligen vorkonditionierten Nebenverbrauchers zu beenden, wenn die vorgegebene Obergrenze oder Untergrenze in Bezug auf den Verbraucherparameter erreicht oder überschritten ist. Handelt es sich bei dem Nebenverbraucher beispielsweise um ein Kühlsystem einer Fahrzeugkomponente, so wird diese durch Abschalten des Nebenverbrauchers, hier des Kühlsystems, nicht gefährdet. Dabei kann eine solche Ober- oder Untergrenze auf den jeweiligen vorkonditionierbaren Nebenverbraucher abgestimmt sein. So kann beispielsweise die eingestellte Temperatur in einem Fahrzeugraum mehr abweichen ohne Schäden bei Fahrzeugkomponenten zu erzeugen, als dies bei der Kühlung von einem Akku / Elektrik/Elektronik möglich ist. So kann beispielsweise ein DC/DC Wandler 650V / 24 V oder eine vorhandene 24V Batterie ebenfalls unter Berücksichtigung des Ladezustands für eine bestimmte Zeit deaktiviert werden, bis die Spannung der 24V Batterie/ Wandler unter eine Grenze fälltIn a further embodiment, the vehicle system has a memory unit in which a lower limit and / or upper limit is stored in relation to a preconditionable consumer parameter of a preconditionable auxiliary consumer, the vehicle system being designed to stop a respective preconditioned auxiliary consumer from being switched off when the predetermined upper limit or lower limit in relation to the consumer parameter has been reached or exceeded. If the auxiliary consumer is, for example, a cooling system of a vehicle component, this is not endangered by switching off the auxiliary consumer, here the cooling system. Such an upper or lower limit can be tailored to the respective preconditionable secondary consumer. For example, the set temperature in a vehicle compartment can vary more without causing damage to vehicle components than is possible when cooling a battery / electrical system / electronics. For example, a 650V / 24 V DC/DC converter or an existing 24V battery can also be deactivated for a certain time, taking the charge status into account, until the voltage of the 24V battery/converter falls below a limit
In weiterer Ausbildung weist das Fahrzeugsystem eine Speichereinheit auf, in der ein Schwellenoberwert und ein Schwellenunterwert in Bezug auf den Verbraucherparameter eines vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers gespeichert ist, und wobei das Fahrzeugsystem ferner dazu ausgebildet ist, eine Vorkonditionierung eines jeweiligen vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers in Bezug auf den jeweiligen Verbraucherparameter lediglich bis zu dem festgelegten Schwellenoberwert und festgelegten Schwellenunterwert zu bewerkstelligen.In a further embodiment, the vehicle system has a memory unit in which an upper threshold value and a threshold lower value are stored in relation to the consumer parameter of a preconditionable secondary consumer, and wherein the vehicle system is further designed to precondition a respective preconditionable secondary consumer in relation to the respective consumer parameter only up to the specified upper threshold value and the specified lower threshold value.
So kann beispielsweise festgelegt werden, dass die eingestellte Temperatur in einem Fahrzeugraum bis zu 3 Grad abweichen kann, ohne bei dem Fahrer ein hohes Maß an Unwohlsein zu erzeugen, bei der Kühlung eines elektronischen Bauteils jedoch nur 1 Grad abweichen darf.For example, it can be specified that the set temperature in a vehicle compartment can deviate by up to 3 degrees without causing a high degree of discomfort to the driver, but when cooling an electronic component may only deviate by 1 degree.
In weiterer Ausbildung ist der Schwellenoberwert und der Schwellenunterwert identisch mit der Obergrenze und der Untergrenze. Dieser kann somit einmal in Bezug auf einen jeweiligen Nebenverbraucher festgesetzt werden.In further training, the upper threshold value and the lower threshold value are identical to the upper limit and the lower limit. This can therefore be set once in relation to a respective secondary consumer.
In weiterer Ausgestaltung ist der zumindest eine vorkonditionierbare Verbraucherparameter als Temperatur ausgebildet. Diese ist besonders einfach und schnell bei den vorkonditionierbaren Nebenverbrauchern zu messen und zu regeln.In a further embodiment, the at least one preconditionable consumer parameter is designed as a temperature. This is particularly easy and quick to measure and regulate with the preconditionable auxiliary consumers.
Insbesondere kann der zumindest eine vorkonditionierbare Nebenverbraucher als Temperatursystem eines Fahrzeugraums und/oder als Temperatursystem eines DC/AC-Wandlers und/oder als ein Kühlungssystem des zumindest einen Energiespeichers und/oder als ein Kühlungssystem eines Klimakompressors und/oder als Temperatursystem einer elektrischen Lenkungspumpe und/oder eine Klimaanlage und/oder als ein Kühlungssystem eines Luftdruckkompressors und/oder als Kühlsysteme für im Fahrzeugsystem vorhandene Batterien ausgebildet sein. Diese Nebenverbraucher können einfach hinsichtlich ihrer Temperatur vorkonditioniert werden und dementsprechend einfach temporär abgeschaltet werden.In particular, the at least one preconditionable auxiliary consumer can be used as a temperature system of a vehicle compartment and/or as a temperature system of a DC/AC converter and/or as a cooling system of the at least one energy storage device and/or as a cooling system of an air conditioning compressor and/or as a temperature system of an electric steering pump and/or or an air conditioning system and/or as a cooling system of an air compressor and/or as cooling systems for batteries present in the vehicle system. These auxiliary consumers can simply be preconditioned with regard to their temperature and therefore simply switched off temporarily.
In weiterer Ausbildung ist der Verbraucherparameter als Temperatur ausgebildet, wobei als Vorkonditionierung ein vorzeitiges Kühlen / vorzeitiges Heizen des zumindest einen vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers bewerkstelligbar ist, und wobei eine Speichereinheit vorgesehen ist, in welcher, eine in Bezug auf den jeweiligen vorkonditionierbaren Nebenverbraucher festgelegte erste Temperaturobergrenze und festgelegte erste Temperaturuntergrenze gespeichert ist, und wobei das Fahrzeugsystem dazu ausgebildet ist, ein Abschalten eines dementsprechend vorzeitig geheizten oder vorzeitig gekühlten Nebenverbrauchers nur bis zum Erreichen der gespeicherten ersten Temperaturobergrenze und ersten Temperaturuntergrenze zu bewerkstelligen. Somit können Gefahrensituationen beispielsweise für eine zu kühlende Elektronik vermieden werden. Abhängig von einer gemessenen Temperatur und Temperaturmodellen der Nebenverbraucher wird das Kühlen / Heizen der Nebenverbraucher nur solange ausgesetzt, sodass keine Temperaturgrenze verletzt wird.In a further embodiment, the consumer parameter is designed as a temperature, with premature cooling/premature heating of the at least one preconditionable secondary consumer being able to be achieved as preconditioning, and a storage unit being provided in which a first upper temperature limit and specified in relation to the respective preconditionable secondary consumer first lower temperature limit is stored, and wherein the vehicle system is designed to do so Switching off a correspondingly prematurely heated or prematurely cooled secondary consumer can only be accomplished until the stored first upper temperature limit and first lower temperature limit are reached. This means that dangerous situations can be avoided, for example for electronics that need to be cooled. Depending on a measured temperature and temperature models of the auxiliary consumers, the cooling/heating of the auxiliary consumers is only suspended for a long time so that no temperature limit is violated.
In weiterer Ausbildung ist in der Speichereinheit eine in Bezug auf den jeweiligen vorkonditionierbaren Nebenverbraucher festgelegter erster Schwellentemperaturoberwert und festgelegter zweiter Schwellentemperaturunterwert gespeichert und wobei das Fahrzeugsystem dazu ausgebildet ist, eine Vorkonditionierung eines jeweiligen vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers lediglich bis zu dem festgelegten Schwellentemperaturoberwert oder dem festgelegten Schwellentemperaturunterwert zu bewerkstelligen.In a further embodiment, a first upper threshold temperature value and a specified second threshold temperature lower value are stored in the memory unit in relation to the respective preconditionable auxiliary consumer, and the vehicle system is designed to precondition a respective preconditionable auxiliary consumer only up to the specified upper threshold temperature value or the specified threshold lower temperature value.
In weiterer Ausbildung weist das Fahrzeugsystem eine Druckluftbremsanlage mit Luftdruckvorratsspeicher auf, wobei der zumindest eine vorkonditionierbare Nebenverbraucher als Befüllsystem, beispielsweise einem Luftpresser, ausgebildet ist, zur Befüllung des Luftdruckvorratsspeicher mit Druckluft. Dieser Nebenverbraucher eignet sich ebenfalls zur Vorkonditionierung.In a further embodiment, the vehicle system has a compressed air brake system with an air pressure reservoir, with the at least one preconditionable secondary consumer being designed as a filling system, for example an air compressor, for filling the air pressure reservoir with compressed air. This additional consumer is also suitable for preconditioning.
In weiterer Ausbildung ist die Prädiktionseinheit dazu ausgebildet, eine Vorkonditionierung zumindest eines vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers kontinuierlich während der gesamten Fahrt vorzunehmen und wobei das Fahrzeugsystem dazu ausgebildet ist, ein jeweiliges temporäres Abschalten eines derart vorkonditionierten Nebenverbrauchers während der gesamten Fahrt kontinuierlich zu bewerkstelligen, so dass Stromspitzen während der gesamten Fahrt vermeidbar oder zumindest reduzierbar sind. Durch die dauerhafte unabhängig kontinuierliche Vorkonditionierung und Abschaltung von vorkonditionierten Nebenverbrauchern können solche Stromspitzen während der gesamten Fahrt vermieden werden, was beispielsweise die Reichweite eines Fahrzeugs mit einem solchen Energiespeicher, insbesondere eines Elektrofahrzeugs, extrem erhöht.In a further embodiment, the prediction unit is designed to carry out preconditioning of at least one preconditionable auxiliary consumer continuously throughout the entire journey and the vehicle system is designed to temporarily switch off such a preconditioned auxiliary consumer continuously throughout the journey, so that current peaks during the can be avoided or at least reduced throughout the journey. Through the permanent, independent, continuous preconditioning and switching off of preconditioned auxiliary consumers, such power peaks can be avoided throughout the journey, which, for example, extremely increases the range of a vehicle with such an energy storage device, in particular an electric vehicle.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren. Darin zeigen schematisch:
-
1 : ein Fahrzeugsystem gemäß dem Stand der Technik, -
2 : eine typische Lade-/Entladekurve einer Lithium-Ionen-Batterie, -
3 : ein Fahrzeug mit einem Fahrzeugsystem gemäß der Erfindung.
-
1 : a vehicle system according to the state of the art, -
2 : a typical charge/discharge curve of a lithium-ion battery, -
3 : a vehicle with a vehicle system according to the invention.
An die Batterie 200 ist ein Hochvolt-Bordnetz 700 angeschlossen zur Versorgung von Hochvolt-Nebenverbrauchern 800, wie Lenkung und Klimaanlage und Niedervolt-Nebenverbrauchern 300, welche über einen DC/DC-Wandler 400 aus dem Bordnetz 700 versorgt werden. Solche Niedervolt-Nebenverbraucher 300 können beispielsweise die Bordelektronik wie Radio, Beleuchtung, Scheibenwischer und Tempomat sein und eine Niedervolt- Batterie 140, welche Energie, die beim Bremsen entsteht speichert.A high-voltage on-board
Ferner ist ein erster Elektromotor 500 und ein zweiter Elektromotor 500a als Hauptverbraucher vorgesehen, welche jeweils über einen DC/AC-Wandler 600a,600b mit dem Hochvolt-Bordnetz 700 verbunden sind. Die elektrische Energie aus der Batterie 200 wird nach Bedarf in die Elektromotoren 500, 500a eingespeist.Furthermore, a first electric motor 500 and a second
Ein DC/AC-Wandler 600a,600b kann eine Eingangsspannung in eine Wechselspannung mit gleicher Eingangsspannung umwandeln, jedoch nicht die Spannung erhöhen.A DC/
Ferner kann ein weiterer DC/DC-Wandler 900 im Hochvolt-Bordnetz 700 vorgesehen sein, um die Gleichspannung für die DC/AC-Wandler 600a,600b und den daran angeschlossenen Elektromotor 500,500a auf einem konstanten Niveau unabhängig von der Spannung der Batterie 200 zu halten. Aus Kostengründen wird der DC/DC-Wandler 900 jedoch oft weggelassen.Furthermore, a further DC/
Die Batteriespannung variiert daher ohne den DC/DC-Wandler 900 in Abhängigkeit vom Ladezustand SOC (State of Charge), wobei der SOC ein Kennwert für den Ladezustand der wiederaufladbaren Batterie 200 ist.The battery voltage therefore varies without the DC/
Dabei können als Energiespeicher auch beispielsweise mehrere Batterien 200 (Akkus) umfasst sein.For example, several batteries 200 (rechargeable batteries) can also be included as energy storage devices.
Der maximale Strom, den die Hochvolt-Batterie 200 liefern kann, wird dabei beispielsweise durch folgende Bedienungen limitiert: Zum einen durch sehr hohen Ladezustand oder auch durch sehr tiefen Ladezustand, als auch bei ungünstigen Batterietem peraturen.The maximum current that the high-
Somit nimmt die abzugebende Leistung (P = U*I) der Batterie 200 mit sinkendem SOC x ab. Diese Leistung wird auf den Elektromotor 500,500a und die Niedervolt-Nebenverbraucher 300 und die Hochvolt-Nebenverbraucher 800 verteilt.The power to be delivered (P = U*I) of the
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es von wesentlicher Bedeutung ist, in welchem Zeitraum eine elektrische Leistung abgegeben wird, beispielsweise ob ein 400 A Dauerstrom von der Batterie 200 über 30 min (halbe Stunde), d.h., oder 200 A über eine Stunde (1 h) abgegeben wird. So wird bei der Abgabe von 400 A Dauerstrom in einer Stunde eine Verlustleistung von 160 kW und eine Verlustarbeit von 80 kWh erzeugt, bei der Abgabe von 200 A über eine Stunde jedoch nur 40 kW Verlustleistung und eine Verlustarbeit von 40 kWh bei gleichem Widerstand R, wie nachfolgende Tabelle verdeutlicht:
Die 400A Abgabe des Stroms in einer halben Stunde oder die 200A Abgabe über eine Stunde, erzeugt somit einen deutlichen Unterschied in der Verlustleistung, da bei der Berechnung der Strom quadratisch in die Verlustleistung eingeht:
Dieses weist Hochvolt-Nebenverbraucher als auch Niedervolt-Nebenverbraucher auf sowie zumindest eine wiederaufladbare Batterie 2 als auch Elektromotoren 5,5a (
Ferner weist das Fahrzeugsystem 1 eine Prädiktionseinheit 11 auf, beispielsweise in Form eines Rechnermoduls mit entsprechender Hardware.Furthermore, the
Diese ist zum Schätzen einer eintretenden Verkehrssituation an einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt ausgebildet.This is designed to estimate a traffic situation that will occur at a specific future point in time.
Dabei kann die Prädiktionseinheit 11 dazu ausgebildet sein, die eintretende zukünftige Verkehrssituation anhand der aktuell eingestellten Fahrzeugparameter zu schätzen und als auch die während der geschätzten eintretenden zukünftigen Verkehrssituationen an dem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt eintretenden zukünftigen Fahrzeugparameter zu schätzen. Ferner kann hierzu die Navigationsroute/Fahrroute miteinbezogen werden, welche beispielsweise über ein Navigationssystem 4 eingegeben werden kann.The
Die Prädiktionseinheit 11 kann dann beispielsweise anhand der Fahrzeugroute, beispielsweise Autobahnauffahrt, Steigung, die sich an dieser Stelle einstellenden Fahrzeugparameter, wie beispielsweise Beschleunigung, schätzen. Auch können zusätzlich eigene Sensoren/Umfeldsensoren herangezogen werden, um die vorausliegende Fahrzeugroute zu beurteilen und miteinzubeziehen.The
Alternativ oder zusätzlich kann eine Datenschnittstelle 8 vorgesehen sein, zum Empfang externer Umfelddaten das Umfeld des Fahrzeugs 10 betreffend. Dabei kann eine solche Datenschnittstelle 8 beispielsweise dazu ausgebildet sein, eine V2V- oder V2x-Kommunikation zu bewerkstelligen, um Informationen in Bezug auf die Umgebung/das Umfeld zu erhalten.Alternatively or additionally, a data interface 8 can be provided for receiving external environmental data relating to the environment of the
Dabei ist eine V2V-Kommunikation vor allem ein Austausch von Informationen und Daten zwischen Kraftfahrzeugen und eine V2X-Kommunikation eine Kommunikation von Fahrzeugen mit ihrer Umgebung, insbesondere der Infrastruktur. Solche externen Daten sind beispielsweise Informationen über Geschwindigkeitsbeschränkungen, Ampeln/Kreisverkehr, Kreuzungen, Verkehrsdichte, Steigungen, Autobahnauffahrten etc. Daraus kann die Prädiktionseinheit 11 ableiten, wo das Fahrzeug 10 beschleunigen muss beispielsweise nach Geschwindigkeitsbeschränkungen von 50 km/h auf 80 km/h, Beschleunigen nach Ampeln / Kreisverkehr oder Beschleunigen nach einem Stauende, an Kreuzungen und Autobahnauffahrten, wodurch mehr Leistung benötigt wird.V2V communication is primarily an exchange of information and data between motor vehicles and V2X communication is communication between vehicles and their surroundings, especially the infrastructure. Such external data is, for example, information about speed restrictions, traffic lights/roundabouts, intersections, traffic density, gradients, motorway entrances, etc. From this, the
Dabei kann die Prädiktionseinheit 11 die zukünftige Verkehrssituation an einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt unter Verwendung der Umfelddaten schätzen sowie die während der geschätzten zukünftigen Verkehrssituation an dem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt eintretenden zukünftigen Fahrzeugparameter schätzen. Ferner kann zur Verbesserung der zukünftigen Verkehrssituation an einem bestimmten zukünftigen Zeitpunkt hierzu ebenfalls die Navigationsroute, welche beispielsweise über ein Navigationssystem 4 eingegeben werden kann, herangezogen werden.The
Anhand der geschätzten eintretenden zukünftigen Fahrzeugparameter und der aktuellen Fahrzeugparameter kann nun ein erhöhter Stromverbrauch des Fahrzeugsystems 1 bei der geschätzten eintretenden Verkehrssituation an einem gewissen zukünftigen Zeitpunkt geschätzt, d.h. prädiktiert werden. Dadurch können diejenigen vorausliegenden Zeitpunkte mit erhöhtem Stromverbrauch ermittelt werden.Based on the estimated future vehicle parameters and the current vehicle parameters, an increased power consumption of the
Ferner ist das Fahrzeugsystem 1 dazu ausgebildet an diesen ermittelten Zeitpunkten eine Vorkonditionierung zumindest eines oder mehrerer vorkonditionierbarer Nebenverbraucher 12, beispielsweise vorkonditionierbarer Hochvolt-Nebenverbraucher und / oder vorkonditionierbarer Niedervolt-Nebenverbraucher zu bewerkstelligen. Dabei wird die Vorkonditionierung anhand der momentan eingestellten Verbraucherparameter des zumindest eines oder mehrerer vorkonditionierbarer Nebenverbraucher 12 im Hinblick auf die bestimmten zukünftigen Zeitpunkten mit erhöhtem Stromverbrauch bewerkstelligt.Furthermore, the
Insbesondere können diese vorkonditionierbaren Nebenverbraucher 12 als vorkonditionierbaren Verbraucherparameter die Temperatur aufweisen.In particular, these preconditionable
Nachfolgend werden einige Beispiele von hinsichtlich Temperatur vorkonditionierbaren Nebenverbraucher 12, nicht abschließend, aufgezählt:
- - Klimaanlage für Fahrzeuginnenraum und für Kühlaufbauten bei LKWs
- - Luftdruckpresser für Druckluftbremse
- - Kühl-/ Heizsysteme des Fahrzeugraums, von Batterien
- - Kühlsysteme für den DC/AC-Wandler oder/und der Elektromotoren oder einen Antriebsstrang, Klimakompressor, elektrische Lenkungspumpe, Luftdruckpresser etc.
- - Air conditioning for vehicle interiors and for refrigerated truck bodies
- - Air compressor for air brakes
- - Vehicle compartment cooling/heating systems, batteries
- - Cooling systems for the DC/AC converter and/or the electric motors or a drive train, air conditioning compressor, electric steering pump, air compressor, etc.
Dabei wird die eingestellte/vorherrschende Temperatur berücksichtigt und es kann beispielsweise im Hinblick auf den erhöhten Stromverbrauch ein vorzeitiges Kühlen / Heizen als Vorkonditionierung vorgenommen werden.The set/prevailing temperature is taken into account and, for example, early cooling/heating can be carried out as preconditioning in view of the increased power consumption.
Dabei können jeweils ein Schwellenoberwert und ein Schwellenunterwert in Bezug auf eine eingestellte Temperatur eines vorkonditionierbaren Nebenverbrauchers 12 gegeben sein, welche bei der Vorkonditionierung nicht über-/unterschritten werden dürfen. Diese können beispielsweise in einer Speichereinheit 3 gespeichert sein. So kann beispielsweise eine eingestellte Temperatur im Fahrzeugraum beispielsweise um 3 Grad nach oben oder unten abweichen dürfen, das heißt der Fahrzeugraum wird vorzeitig gekühlt oder geheizt durch eine Klimaanlage als Nebenverbraucher 12. Handelt es sich bei den Nebenverbraucher 12 beispielsweise um das Kühlsystem einer Batterie, so kann der Schwellenoberwert/-unterwert auch beispielsweise bei 1 Grad Abweichung liegen.There can be an upper threshold value and a lower threshold value in relation to a set temperature of a preconditionable
So kann beispielsweise als Vorkonditionierung ein vorzeitiges Kühlen / Heizen des Fahrzeugraums durch eine Klimaanlage, Kühlen vorhandener Batterien durch ein Kühlsystem, ein vorzeitiges Kühlen der DC/AC-Wandler 6a,6b oder der Elektromotoren 5,5a, eines Klimakompressors oder einer elektrischen Lenkungspumpe, oder eines Luftdruckpressers durch ein entsprechendes Kühlsystem als vorkonditionierbarer Nebenverbraucher 12 vorgenommen werden.For example, preconditioning can include premature cooling/heating of the vehicle compartment by an air conditioning system, cooling existing batteries by a cooling system, premature cooling of the DC/
Ferner bewerkstelligt das Fahrzeugsystem 1 an dem vorausliegenden zukünftigen Zeitpunkt mit dem erhöhten Strombedarf ein temporäres Abschalten des vorkonditionierten Nebenverbrauchers 12 derart, so dass eine Stromspitze zu dem zukünftigen Zeitpunkt vermeidbar oder gar reduzierbar ist. Je nach ermittelten Strombedarf können auch mehrere Nebenverbraucher 12 vorkonditioniert und anschließend abgeschaltet werden. Dabei bedeutet temporär, über eine kurze Zeitspanne beispielsweise bis der erhöhte Strombedarf beendet ist. Alternativ wird abhängig von einer während dem Abschalten gemessenen Temperatur und vorgegebener Temperaturobergrenze und Temperaturobergrenze das Kühlen / Heizen des vorkonditionierten Nebenverbrauchers nur solange ausgesetzt, sodass keine Temperaturgrenze verletzt wird.Furthermore, the
Ferner können als vorkonditionierbare Nebenverbraucher 12 vorhandene 24V (Niedervolt)- Batterien (nicht gezeigt) unter Berücksichtigung des Ladezustandes (SOC) für eine bestimmte Zeit deaktiviert werden, bis die Spannung als Verbraucherparameter der 24V Batterie (nicht gezeigt) unter die vorgegebene Untergrenze fällt.Furthermore, existing 24V (low-voltage) batteries (not shown) can be deactivated as preconditionable
Ferner kann das Fahrzeugsystem 1 eine Druckluftbremsanlage mit Luftdruckvorratsspeicher (nicht gezeigt) aufweisen, wobei der zumindest eine vorkonditionierbare Nebenverbraucher 12 als Luftpressor, ausgebildet ist, zur Befüllung des Luftdruckvorratsspeichers (nicht gezeigt) mit Druckluft. Dieser Nebenverbraucher eignet sich ebenfalls einfach zur Vorkonditionierung.Furthermore, the
Durch das Abschalten können Stromspitzen vermieden oder reduziert werden, was eine positive Auswirkung auf die Verlustleistung hat.By switching off, current peaks can be avoided or reduced, which has a positive effect on power loss.
Durch das erfindungsgemäße Fahrzeugsystem 1 ist eine Effizienz- und Leistungssteigerung durch temporäres Abschalten bei hohen Fahrleistungsanforderungen zumindest eines, bevorzugt aber mehrerer vorkonditionierten Nebenverbraucher 12 möglich, ohne dass für Fahrzeugkomponenten oder die Nebenverbraucher 12 selber, insbesondere die empfindliche Elektronik, wie Akkus etc. eine Gefahr oder Schäden entstehen. Durch das Abrufen von konstanter Leistung durch die Vorkonditionierung kann die maximale Leistung ohne Verlustleistung, beispielsweise der Batterie 2, ausgeschöpft werden, wodurch sich die Reichweite des Fahrzeugs 10 beispielsweise verlängert.The
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 100100
- Fahrzeugsystem (Stand der Technik)Vehicle system (state of the art)
- 200200
- Batterie (Stand der Technik)Battery (state of the art)
- 140140
- Niedervolt- BatterieLow voltage battery
- 300300
- Niedervolt-Nebenverbraucher (Stand der Technik)Low-voltage auxiliary consumers (state of the art)
- 400400
- DC/DC-Wandler (Stand der Technik)DC/DC converter (state of the art)
- 500,500a500,500a
- Elektromotor (Stand der Technik)Electric motor (state of the art)
- 600,600a600,600a
- DC/AC-Wandler (Stand der Technik)DC/AC converter (state of the art)
- 700700
- Hochvolt-Bordnetz (Stand der Technik)High-voltage electrical system (state of the art)
- 800800
- Hochvolt-Nebenverbraucher (Stand der Technik)High-voltage auxiliary consumers (state of the art)
- 900900
- DC/DC-Wandler (Stand der Technik) DC/DC converter (state of the art)
- 11
- FahrzeugsystemVehicle system
- 22
- Batteriebattery
- 33
- SpeichereinheitStorage unit
- 44
- Navigationssystemnavigation system
- 5,5a5.5a
- ElektromotorElectric motor
- 6,6a6.6a
- DC/AC-WandlerDC/AC converter
- 77
- Hochvolt-BordnetzHigh-voltage on-board electrical system
- 88th
- DatenschnittstelleData interface
- 1010
- Fahrzeugvehicle
- 1111
- PrädiktionseinheitPrediction unit
- 1212
- vorkonditionierbare Nebenverbraucherpreconditionable auxiliary consumers
- 1313
- EntladenUnloading
- 1414
- LadenLoad
- xx
- State-of-Charge (SOC)State of Charge (SOC)
- yy
- LeerlaufspannungOpen circuit voltage
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010029971A1 (en) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Robert Bosch Gmbh | Method for optimum usage of energy of electric machine driven by motor car for operating petrol engine, involves dividing energy contained in power supply into main and additive consumers to achieve specified travel destination |
DE112017002140T5 (en) | 2016-05-25 | 2019-01-03 | Scania Cv Ab | Motor vehicle with wheels and method for controlling the current flow of an electrical system of such a vehicle |
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-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102010029971A1 (en) | 2010-06-11 | 2011-12-15 | Robert Bosch Gmbh | Method for optimum usage of energy of electric machine driven by motor car for operating petrol engine, involves dividing energy contained in power supply into main and additive consumers to achieve specified travel destination |
DE112017002140T5 (en) | 2016-05-25 | 2019-01-03 | Scania Cv Ab | Motor vehicle with wheels and method for controlling the current flow of an electrical system of such a vehicle |
DE102017210897A1 (en) | 2017-06-28 | 2019-01-03 | Robert Bosch Gmbh | control device |
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