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BEZUGNAHME AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Die Anmeldung beansprucht die Priorität der US-Anmeldung 13/899,400 vom 21. Mai 2013 mit dem Titel „Location Based Charging Control System”. Auf den Inhalt dieser Anmeldung wird Bezug genommen.
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Fahrzeugladesystem und speziell ein Steuersystem zum Verbessern der Funktionalität des Ladesystems.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Elektrofahrzeuge stellen eine wachsende Anwendung für wiederaufladbare Batterien und insbesondere für große Batteriepacks dar. Eine solche Anwendung bringt jedoch eine Anzahl technischer Herausforderungen an die Entwickler der Energiesysteme mit sich, hauptsächlich aufgrund der Notwendigkeit, die Erwartungen der Benutzer mit Systemanforderungen und Beschränkungen in Einklang zu bringen, die die Batterien innerhalb des Batteriepacks dem System auferlegen. Die Erwartungen der Benutzer betreffen das Fahrzeug als Ganzes. Zum Beispiel die Reichweite, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Fahrzeugs, sowie spezifische Erwartungen in Bezug auf das Batteriesystem des Fahrzeugs, beispielsweise die Lebensdauer des Batteriepacks und die Ersatzkosten, sowie in Bezug auf die Zeit, Kosten und Bequemlichkeit, die mit dem Laden des Fahrzeugs verbunden sind. Anforderungen des Systems umfassen die Ausgangsleistung, das Gewicht und die Zuverlässigkeit des Batteriepacks. Beschränkungen der Batterien gehen einher mit dem Laden, dem Betrieb und den Speichertemperaturen; Laderaten; dem zulässigen und bevorzugten Ladeniveau (d. h. 75% der Maximalladung, maximale Ladung, Überladung etc.); und betreffen auch das Niveau der Entladung, das zugelassen werden kann, bevor wieder geladen wird.
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Um einige der mit den Batterien verbundenen Themen anzugehen, können komplexe Ladealgorithmen eingesetzt werden. Das
US Patent Nr. 8,054,038 derselben Anmelderin offenbart z. B. ein System zum Steuern des Ladesystems eines Elektrofahrzeugs und spezieller des Ladeniveaus gestützt auf eine Anzahl von Parametern. Die offenbarten Parameter umfassen die erwartete Reisedistanz, die Straßenbedingungen, die Wetterbedingungen, der gewünschten Sicherheitszuschlag der Batterieleistung und den Fahrstil. Das
US Patent 7, 782,021 derselben Anmelderin offenbart eine andere Lade-Steuereinrichtung, welche die optimale Zeit zum Laden eines Batteriepacks gestützt auf Ladekosten ermittelt und dabei Variationen der Stromkosten abhängig von der Tageszeit berücksichtigt. Die
US Patente 7,671,567 und
7,629,772 derselben Anmelderin offenbaren anderen Ladesysteme-Steuereinrichtungen, welche die optimale Abschaltspannung ermitteln, die während des Ladens verwendet werden soll, gestützt auf eine gewünschte Fahrzeugleistung und die beabsichtigte Nutzung, Reichweite und das Batteriealter.
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Während die Ladesystem-Steuereinrichtungen des Stands der Technik eine Reihe von Faktoren berücksichtigen, um optimale Laderaten, Ladepegel und Ladezeiten zu ermitteln, bieten die Systeme dem Benutzer nur eine beschränkte Möglichkeit, den Lade-Zeitplan zu kontrollieren. Dadurch helfen die System-Steuereinrichtungen dem Benutzer nicht, die Kosten, die mit dem Laden des Fahrzeugs einhergehen zu minimieren, und sie erfüllen daher die Erwartungen des Benutzers in Bezug auf die Annehmlichkeiten und mögliche Einsparungen, die mit dem Besitz eines Elektrofahrzeugs einhergehen, nicht vollständig. Es wird daher eine Benutzerschnittstelle für ein Batteriepack-Nachladesystem benötigt, die das Laden des Fahrzeugs vereinfacht und dem Benutzer hilft, Ladekosten zu minimieren. Die Erfindung sieht eine solche Benutzerschnittstelle und eine Ladesystem-Steuereinrichtung vor.
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ABRISS DER ERFINDUNG
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Ein Verfahren zum Laden des Batteriepacks eines Elektrofahrzeugs unter Verwendung eines Satzes ortsabhängiger Ladebefehle wird vorgeschlagen, wobei das Verfahren umfasst: (i) Annehmen eines ersten Satzes von Ladebefehlen für eine erste Ladestation, wobei der erste Satz von Ladebefehlen von einem Benutzer eingegeben wird; (ii) Aufzeichnen des ersten Satzes von Ladebefehlen in einem Speicher; (iii) Ermitteln, wenn das Elektrofahrzeug sich bei der ersten Ladestation befindet; (iv) Laden des Batteriepacks des Elektrofahrzeugs gemäß dem ersten Satz von Ladebefehlen, wenn sich das Elektrofahrzeug bei der ersten Ladestation befindet; und (v) Laden des Batteriepacks des Elektrofahrzeugs gemäß einem Satz vorgegebener (Default) Ladebefehle, wenn sich das Elektrofahrzeug bei einer anderen Ladestation befindet, für die der erste Satz von Ladebefehlen nicht anwendbar ist. Die vorgegebenen Ladebefehle können z. B. vom Hersteller des Fahrzeugs oder vom Benutzer voreingestellt werden. Der Schritt des Annehmens des ersten Satzes von Ladebefehlen kann ferner folgende Schritte umfassen: Positionieren des Elektrofahrzeugs bei einer Position, die der ersten Ladestation entspricht, und Identifizieren der ersten Ladestation abhängig von der Position, wobei das Identifizieren von der Steuereinrichtung ausgeführt wird, wobei das Positionieren und Identifizieren vor dem Annehmen des ersten Satzes von Ladebefehlen ausgeführt werden, und wobei das Annehmen des ersten Satzes von Ladebefehlen ausgeführt wird, während das Elektrofahrzeug sich bei der Position befindet. Das Annehmen des ersten Satzes von Ladebefehlen kann ferner folgende Schritte umfassen: Positionieren des Elektrofahrzeugs bei einer Position, die der ersten Ladestation entspricht, Empfangen eines eindeutigen Identifikationscodes (ID-Code) der Ladestation von der ersten Ladestation und Identifizieren der ersten Ladestation gestützt auf den eindeutigen ID-Code der Ladestation, wobei das Empfangen und Identifizieren von der Steuereinrichtung ausgeführt werden, wobei das Positionieren, Empfangen und Identifizieren vor dem Annehmen des ersten Satzes von Ladebefehlen ausgeführt werden, und wobei das Annehmen ausgeführt wird, während sich das Elektrofahrzeug bei der Position befindet. Der erste Satz von Ladebefehlen kann von dem Benutzer mithilfe eines entfernten Systems (oder Fernsystems) eingegeben werden, z. B. einem entfernten Computer, Laptop, Tablet, Smartphone etc., wobei der Fern-Ladezeitplan dann von dem Fernsystem über die Steuereinrichtung empfangen wird. Das Ermitteln, wann das Elektrofahrzeug sich bei der ersten Ladestation befindet, kann das Positionieren des Elektrofahrzeugs bei einer Position innerhalb eines voreingestellten Abstands von der ersten Ladestation und das Identifizieren der ersten Ladestation auf der Basis der Position innerhalb des voreingestellten Abstands von der ersten Ladestation umfassen, wobei das Identifizieren von der Steuereinrichtung ausgeführt wird. Der voreingestellte Abstand kann von dem Benutzer, dem Hersteller des Fahrzeugs oder einer dritten Person eingegeben werden. Das Ermitteln, ob sich das Elektrofahrzeug bei der ersten Ladestation befindet, kann das Positionieren des Elektrofahrzeugs bei einer Position umfassen, die der ersten Ladestation entspricht, das Empfangen eines eindeutigen ID-Codes der Ladestation von der ersten Ladestation und das Identifizieren der ersten Ladestation gestützt auf den eindeutigen ID-Code der Ladestation, wobei das Empfangen und Identifizieren von der Steuereinrichtung durchgeführt werden.
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Das Verfahren kann ferner das Ausgeben einer Bestätigungsabfrage vor dem Laden des Batteriepacks des Elektrofahrzeugs gemäß den vorgegebenen Ladebefehlen umfassen, wenn das Elektrofahrzeug sich bei der anderen Ladestation befindet, wobei eine erste Antwort auf die Bestätigungsabfrage dazu führt, dass der Batteriepack gemäß den vorgegebenen Ladebefehlen geladen wird, und wobei eine zweite Antwort auf die Bestätigungsabfrage dazu führt, dass folgende zusätzliche Schritte ausgeführt werden: Annehmen eines anderen Satzes von Ladebefehlen für die andere Ladestation, Aufzeichnen des anderen Satzes von Ladebefehlen in dem Speicher und Laden des Batteriepacks gemäß dem anderen Satz von Ladebefehlen, wenn sich das Fahrzeug bei der anderen Ladestation befindet.
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In wenigstens einer Ausgestaltung umfasst der erste Satz von Ladebefehlen einen ersten Lade-Zeitplan, wobei der erste Lade-Zeitplan aus wenigstens einem der folgenden bestehen kann: Wochentag-unabhängige Lade-Anfangszeit, Wochentag-basierte Lade-Anfangszeit, Wochentag-unabhängige Lade-Endzeit und Wochentag-basierte Lade-Endzeit. Das Verfahren kann ferner die folgenden Schritte umfassen: (i) Annehmen eines zweiten Lade-Zeitplans für eine zweite Ladestation, wobei der zweite Lade-Zeitplan von einem Benutzer eingegeben wird; (ii) Aufzeichnen des zweiten Lade-Zeitplans in einem Speicher; (iii) Ermitteln, ob sich das Elektrofahrzeug bei entweder der ersten oder der zweiten Ladestation befindet; (iv) Laden des Batteriepacks des Elektrofahrzeugs gemäß dem ersten Lade-Zeitplan, wenn sich das Elektrofahrzeug bei der ersten Ladestation befindet; (v) Laden des Batteriepacks des Elektrofahrzeugs gemäß dem zweiten Lade-Zeitplan, wenn sich das Elektrofahrzeug bei der zweiten Ladestation befindet; und (vi) Laden des Batteriepacks des Elektrofahrzeugs gemäß vorgegebenen Ladebefehlen, wenn sich das Elektrofahrzeug bei einer anderen Ladestation befindet. Das Verfahren kann ferner den Schritt des Ausgebens einer Bestätigungsanfrage umfassen, bevor das Laden des Batteriepacks des Elektrofahrzeugs gemäß dem ersten Satz von Ladebefehlen ausgeführt wird, wenn sich das Elektrofahrzeug bei der ersten Ladestation befindet, wobei eine erste Antwort auf die Bestätigungsanfrage dazu führt, dass das Batteriepack gemäß dem ersten Satz von Ladebefehlen geladen wird, und wobei eine zweite Antwort auf die Bestätigungsanfrage dazu führt, dass die folgenden zusätzlichen Schritte ausgeführt werden: Übersteuern des ersten Satzes von Ladebefehlen und sofortiges Beginnen des Ladens des Batteriepacks. Der Schritt des Ladens des Batteriepacks des Fahrzeugs gemäß dem ersten Lade-Zeitplan, wenn sich das Fahrzeug bei der ersten Ladestation befindet, kann ferner die folgenden Schritte umfassen: (i) Ermitteln der momentanen Zeit; (ii) Vergleichen der momentanen Zeit mit einer geplanten Anfangszeit des ersten Lade-Zeitplans; (iii) sofortiges Laden des Batteriepacks gemäß dem ersten Lade-Zeitplan, wenn die momentane Zeit innerhalb eines voreingestellten Zeitfensters liegt, wobei das voreingestellte Zeitfenster der geplanten Anfangszeit plus einer voreingestellten Zeitperiode entspricht; und (iv) Verzögern des Ladens des Batteriepacks bis zur nächsten geplanten Anfangszeit, wenn die momentane Zeit außerhalb des voreingestellten Zeitfensters liegt. Der Schritt des Verzögerns kann übersteuert werden, sodass das Laden sofort beginnt, wenn die momentane Zeit außerhalb des voreingestellten Zeitfensters liegt. Die voreingestellte Zeitperiode kann z. B. von dem Hersteller des Fahrzeugs oder von dem Benutzer eingestellt werden. Das Verfahren kann ferner die folgenden Schritte umfassen: (i) Annehmen eines Ziel-Ladepegels für die erste Ladestation, wobei der Ziel-Ladepegel von dem Benutzer eingegeben wird; (ii) Aufzeichnen des Ziel-Ladepegels für die erste Ladestation in dem Speicher; (iii) Überwachen eines momentanen Ladepegels während des Ladens des Batteriepacks gemäß dem ersten Lade-Zeitplan; (iv) Vergleichen des momentanen Ladepegels mit dem Ziel-Ladepegel; (v) Beenden des Ladens des Batteriepacks, wenn der momentane Ladepegel gleich oder größer als der Ziel-Ladepegel ist.
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In wenigstens einer Ausgestaltung besteht der erste Satz aus Ladebefehlen aus einem Ziel-Ladepegel und das Laden des Batteriepacks gemäß dem ersten Satz von Ladebefehlen umfasst ferner: (i) Überwachen eines momentanen Ladepegels (ii) Vergleichen des momentanen Ladepegels mit dem Ziel-Ladepegel und (iii) Beenden des Ladens des Batteriepacks, wenn der momentane Ladepegel gleich oder größer als der Ziel-Ladepegel ist.
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Das Wesen und die Vorteile der Erfindung können mit Bezug auf die weiteren Teile der Beschreibung und die Zeichnungen noch besser verstanden werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Ladesystems, das in der Erfindung genutzt werden kann;
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2 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Schnittstellensystems, dass in der Erfindung genutzt werden kann;
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3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorgehensweise gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung;
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4 zeigt eine vereinfachte Darstellung der Vorgehensweise der 3;
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5 zeigt eine Modifikation des in 3 gezeigten Ablaufs, wobei der Satz von Ladebefehlen einen Lade-Zeitplan umfasst;
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6 zeigt eine Modifikation des in 3 gezeigten Ablaufs, wobei der Satz von Ladebefehlen einen Ladepegel-Grenzwert umfasst;
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7 zeigt eine Modifikation des in 5 gezeigten Ablaufs, die ein vereinfachtes Mittel zum Übersteuern der voreingestellten Ladebefehle bereitstellt;
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8 zeigt eine Modifikation des in 6 gezeigten Ablaufs, die ein vereinfachtes Mittel zum Übersteuern der voreingestellten Ladebefehle bereitstellt,
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9 zeigt eine Konfiguration, in der der Satz von Ladebefehlen einen Lade-Zeitplan und einen Ladepegel-Grenzwert umfasst;
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10 zeigt einen anderen Prozess zum Eingeben von Ladebefehlen, die einer bestimmten Ladestation entsprechen.
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BESCHREIBUNG SPEZIFISCHER AUSGESTALTUNGEN
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In der folgenden Beschreibung können die Begriffe „Batterie”, „Zelle” und „Batteriezelle” austauschbar verwendet werden, und sie können sich auf jede von einer Vielzahl unterschiedlicher Zellentypen, Chemikalien und Konfigurationen beziehen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Lithiumionen (z. B. Lithium Eisenphosphat, Lithium Cobaltoxid, andere Lithium Metalloxide etc.) Lithiumionen-Polymer, Nickel-Metallhydrid, Nickel-Kadmium, Nickel-Wasserstoff, Nickel-Zink, Silber-Zink und andere Batterietypen und Konfigurationen. Die Begriffe „Batteriepack” und „Batteriesystem” können austauschbar verwendet werden und dienen hier zur Bezeichnung eines elektrischen Energiespeichersystems, das in einem einteiligen oder mehrteiligen Gehäuse untergebracht ist, das dazu konfiguriert ist, die gewünschte Spannung und Kapazität für ein bestimmtes Fahrzeug bereitzustellen, wobei das elektrische Energiespeichersystem eine Batterie, einen Kondensator, oder Super-Kondensator verwendet, der entladen und wieder aufgeladen werden kann. Der Begriff „Elektrofahrzeug” oder „elektrisches Fahrzeug” bezieht sich hier entweder auf ein vollständig elektrisches Fahrzeug, auch als EV bezeichnet, ein Plug-In Hybridfahrzeug, auch als PHEV bezeichnet, oder ein Nicht-Plug-In Hybridfahrzeug (HEV), oder ein Hybridfahrzeug mit mehreren Antriebsquellen, wobei eine davon ein elektrisches Antriebssystem ist. Ferner sollte man verstehen, dass identische Bezugszeichen, die in mehreren Figuren verwendet werden, sich auf die gleichen Komponenten oder Komponenten gleicher Funktionalität beziehen. Die beigefügten Figuren dienen nur der Erläuterung und begrenzen nicht den Bereich der Erfindung. Auch sollten sie nicht als maßstäblich gezeichnet betrachtet werden.
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Die meisten Unternehmen bieten ihren Benutzern ein Nutzungszeit-Programm (TOU, Time of Use) an, in dem die Laderate auf der Tageszeit und/oder dem Wochentag basieren. Durch Anbieten von Anreizen in der Form geringerer Kosten, um den Stromverbrauch von Zeiten maximaler Stromnutzung zu Zeiten geringerer Stromnutzung zu verschieben, können Energieversorgungsunternehmen die Belastung während maximaler Stromentnahmezeiten reduzieren. Viele herkömmliche Elektrofahrzeuge ermöglichen es dem Benutzer, eine Lade-Zeitplan einzustellen, entweder direkt über eine Schnittstelle, die in das Fahrzeug eingebaut ist, oder indirekt über eine Smartphone/Computer-Anwendung, sodass dann, wenn sie ihr Elektrofahrzeug zuhause laden, diese niedrigeren Stromkosten genutzt werden können, wodurch die Vorteile, die mit dem Besitz eines Elektrofahrzeugs einhergehen, weiter erhöht werden. Dieser Ansatz erfordert es jedoch, dass der Benutzer den Lade-Zeitplan immer dann ändert oder abschaltet, wenn er sein Fahrzeug an einer Ladestation laden möchte, die nicht die Hauptladestation ist, z. B. wenn er sein Fahrzeug an einer öffentlichen Ladestation laden möchte. Die Erfindung erlaubt es dem Benutzer dagegen, verschiedene Sätze oder Gruppen von Ladebefehlen einzustellen, einschließlich unterschiedlicher Lade-Zeitpläne für verschiedene Orte. Dann, wenn das Fahrzeug mit einer bestimmten Ladestation gekoppelt wird, ermittelt das Bordsystem automatisch den voreingestellten Satz von Ladebefehlen abhängig von der Position des Fahrzeugs und setzt diesen um.
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1 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Batterieladesystems 100, das in der Erfindung eingesetzt werden kann. Man wird verstehen, dass das Batterieladesystem 100 nur der Illustration dient und dass die Erfindung nicht auf eine bestimmte Ladekonfiguration beschränkt ist. Die Vorteile und Fähigkeiten, die mit der Erfindung einhergehen, können z. B. unabhängig von der Art und Größe des Batteriepacks, dem Temperaturmanagementsystem des Batteriepacks, der Position und Fähigkeit der Ladeeinrichtung, des Antriebssystems und der Benutzerschnittstelle erzielt werden, wobei all diese Parameter abhängig von Anforderungen und beabsichtigter Nutzung des Fahrzeugs variieren können.
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In dem System 100 ist ein Batteriepack 101 mit einem Ladesystem 103 gekoppelt. Das Ladesystem 103 kann in dem Elektrofahrzeug integriert sein, in der Ladestation integriert sein oder als Stand alone-Ladeeinrichtung konfiguriert sein, die zwischen einer externen Energiequelle 105 (z. B. dem Stromnetz) und dem Batteriepack des Fahrzeugs angeschlossen wird. Wie der Name schon sagt, liegt die externe Energiequelle 105 außerhalb des Fahrzeugs. Da die vorliegende Erfindung Mittel zum Planen des Ladevorgangs aus einer externen Energiequelle vorsieht, ist sie nicht anwendbar auf interne Generatoren 107, wie ein regeneratives Bremssystem, die genutzt werden können, um die Batterien des Fahrzeugs wenigstens teilweise wieder aufzuladen.
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Während des Ladens des Batteriepacks steuert eine Steuereinrichtung (Controller) 109, die mit einer Ladeeinrichtung 103 gekoppelt ist, den Betrieb der Ladeeinrichtung, wobei vorzugsweise nicht nur ihr Status (Ein/Aus), sondern auch ihre Laderate gesteuert wird. Die Steuereinrichtung 109 kann in dem Ladesystem 103 integriert oder getrennt von diesem vorgesehen sein. Da die Steuereinrichtung 109 üblicherweise eine Vielzahl von Batterieparametern berücksichtigt, um die richtige Laderate etc. zu ermitteln, wobei diese Parameter beispielsweise den Ladezustand (SOC; State of Charge), die Abschaltspannung, die Temperatur, das Alter und die Gesamtkapazität der Batterien innerhalb des Packs 101 umfasst, ist die Funktionalität der Steuereinrichtung 109 häufig in dem Systemcontroller 101 des Fahrzeugs realisiert. Alternativ können Parameter des Batteriepacks an die Steuereinrichtung übertragen werden, beispielsweise unter Nutzung einer Verbindung (Kommunikationslink) zwischen der Steuereinrichtung 109 und dem Systemcontroller 111 des Fahrzeugs. Ein Vorteil der Integration der Steuereinrichtung 109 in entweder das Ladesystem 103 des Fahrzeugs oder den Systemcontroller 111 des Fahrzeugs besteht darin, dass das Fahrzeug leichter in einer Vielzahl unterschiedlicher Situationen mit verschiedenen Ladeeinrichtungen geladen werden kann, wobei das Fahrzeugsystem noch immer die optimale Laderate etc. ermitteln kann. Wie gezeigt ist der Systemcontroller 111 mit einer Benutzerschnittstelle 113 gekoppelt, die dem Benutzer ein Mittel zum Planen und Steuern des Ladesystems bietet, wie unten beschrieben.
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Da die vorliegende Erfindung ein Mittel zum Vorsehen einer Steuerung des Ladesystems des Fahrzeugs bereitstellt, sind die Fahrzeugsysteme und- komponenten, die für den Betrieb des Steuersystems nicht nötig sind, hier nicht im Einzelnen beschrieben. Z. B. ist der Batteriepack 101 natürlich mit einem Antriebsstrang 115 gekoppelt. Der Antriebsstrang 115 kann einen einzelnen Elektromotor oder mehrere Elektromotoren nutzen, die mit einer oder beiden Achsen gekoppelt sind. Ähnlich ist die Erfindung nicht auf eine bestimmte Art/Konfiguration der Übertragung (z. B. Eingang oder Mehrgang) oder eine bestimmte Art/Konfiguration des Differentials (z. B. offen, sperrbar oder mit begrenztem Schlupf) beschränkt. Der Batteriepack 101 ist üblicherweise mit dem Antriebsmotor über ein Leistungs-Steuersystem gekoppelt, das sicherstellt, dass die an den Motor abgegebene Leistung die gewünschte Spannung, Strom, Wellenform etc. hat. Das Leistungssteuersystem kann aus passiven Leistungsbauteilen (z. B. transiente Filterkondensatoren und/oder Induktoren), aktiven Leistungsbauteilen (z. B. Halbleiter und/oder elektromechanische Schalteinrichtungen, Schaltkreis-Schutzeinrichtungen etc.), Sensoren (z. B. Strom-Spannungs- und/oder Energiefluss-Sensoren etc.), Logiksteuereinrichtungen, Kommunikationseinrichtungen etc. bestehen.
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Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie für den Antriebsmotor wird von dem Batteriepack 101 erwartet, dass es Energie zu jeder von mehreren Hilfskomponenten liefert, die elektrische Energie benötigen, wobei diese Hilfskomponenten und Hilfssysteme des Fahrzeugs in 1 durch Fahrzeug-Untersysteme 117 dargestellt sind. Fahrzeug-Untersysteme 117 können umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf das Fahrzeuglicht (z. B. Abblendlicht, Innenbeleuchtung etc.), Unterhaltungssysteme (z. B. herkömmliche Radios und/oder Satellitenradios, CD-Spieler, DVD-Spieler, MP3-Spieler etc.), ein Navigationssystem, verschiedene Fahrzeugsteuersysteme, eine Benutzerschnittstelle etc. Der Batteriepack 101 kann auch mit einem oder mehreren Temperaturmanagementsystemen 119 gekoppelt sein, die sicherstellen, dass die Batterien sowie andere Fahrzeugkomponente und die Fahrzeugkabine in ihrem gewünschten Temperaturbereich gehalten werden. Temperaturmanagementsysteme 119 umfassen üblicherweise ein Kühl-Untersystem 121 und ein Heiz-Untersystem 123.
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2 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Steuersystems 200, das in der Erfindung eingesetzt werden kann. In dem gezeigten System wird angenommen, dass die Funktionalität der Steuereinrichtung 109 in den Systemcontroller 111 eingebettet ist und die Steuereinrichtung 109 an sich ist daher nicht gezeigt. Wie oben erwähnt kann die Steuereinrichtung 109 jedoch eine getrennte Steuereinrichtung sein oder in das Ladesystem 103 eingebettet sein.
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In dem System 200 umfasst der Systemcontroller 111 eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) 201 und einen Speicher 203. Da die Benutzerschnittstelle 113 in der bevorzugten Ausgestaltung aus einem berührungsempfindlichen Bildschirm besteht, umfasst der Systemcontroller 111 auch eine graphische Verarbeitungseinheit (GPU; Graphical Processing Unit) 205. CPU 201 und die GPU 205 können getrennt oder in einem einzigen Chipsatz untergebracht sein. Der Speicher 203 kann ein Flash-Speicher, ein Halbleiter-Disc Drive, ein Hard-Disc Drive oder jede andere Speicherart oder Kombinationen verschiedener Speicherarten umfassen. Wie zuvor erwähnt, ist der Controller mit einer Vielzahl von Ladesystemkomponenten gekoppelt, einschließlich der Ladeeinrichtung 103 und dem Batteriepack 101, sodass das Ladesystem überwacht und gesteuert werden kann. In wenigstens einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Controller 111 mit einem Global Positioning System (GPS) 207 gekoppelt, sodass die Position des Fahrzeugs überwacht werden kann. Auch wenn das GPS 207 ein Stand Alone-System sein kann, ist es vorzugsweise in das Navigationssystem des Fahrzeugs integriert und wird von diesem genutzt. Wie zuvor erwähnt wird der Controller 111 vorzugsweise auch dazu genutzt, eine Vielzahl anderer Untersysteme des Fahrzeugs zu steuern und zu überwachen. Beispielhafte Untersysteme, die von dem Controller 111 gesteuert und überwacht werden können, umfassen ein Audio-Untersystem 209, ein Temperaturmanagement-System 119, ein Mobiltelefon-Untersystem 211, ein Fahrzeugkamera-Untersystem 213, ein Fahrzeugeinstell-Untersystem 215, ein Antriebsstrang-Steuer/Überwachungs-Untersystem 217 und ein Webbrowser-Untersystem 219. Das Fahrzeugeinstell-Untersystem 215 erlaubt es, allgemeine Betriebsbedingungen des Fahrzeugs einzustellen, wie die Sitzposition, die Bedienung eines Sonnendachs, die interne Beleuchtung, die externe Beleuchtung, die Bedienung des Scheibenwischers etc. Vorzugsweise ist auch eine mobile Telefonverbindung 221 mit dem Controller 111 gekoppelt, sodass der Controller Updates, Schnittstellenkonfiguration-Profile und andere Daten von einer externen Datenquelle empfangen kann (z. B. dem Hersteller, Händler, einem Servicecenter, einer webbasierten Anwendung, einem entfernten Heim-System etc.). Die Mobiltelefonverbindung 221 kann auf jeder aus einer Vielzahl verschiedener Normen basieren, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf GMS Edge, UMTS, CDMA2000, DECT und WiMAX.
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In der bevorzugten Ausgestaltung ist die Benutzerschnittstelle 113 ein berührungsempfindlicher Bildschirm (Touch-Screen Display), der sowohl eine visuelle Unterstützung, z. B. zur Verwendung mit dem Navigationsbildschirm, als auch Mittel zum Eingeben von Daten und Steuern der verschiedenen Untersysteme, die mit dem Controller 111 gekoppelt sind, ermöglicht. Man wird verstehen, dass natürlich andere Arten von Benutzerschnittstellen von der Erfindung genutzt werden können.
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3 zeigt die grundsätzliche Herangehensweise der Erfindung. Diese Ausgestaltung ist zum Laden eines Fahrzeugs gemäß dem voreingestellten Satz von Ladebefehlen, welche ortsabhängig sind, konfiguriert. Beispielhafte Ladesysteme, die in weiteren Einzelheiten unten beschrieben sind, können Lade-Zeitpläne und Ladepegel-Grenzwerte umfassen. In wenigstens einer bevorzugten Ausgestaltung können verschiedene Ladebefehle für verschiedene Ladestationen/Orte voreingestellt werden, sodass der Benutzer einen Lade-Zeitplan und/oder einen Ladeniveau-Grenzwert für jeden von mehreren Orten, wo der Benutzer üblicherweise sein Fahrzeug lädt (z. B. Zuhause, in einem Ferienhaus, bei der Arbeit etc.), einstellen kann.
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Zunächst befindet sich das Fahrzeug bei einer Ladestation (Schritt 301), und ein Identifikator für diese bestimmte Ladestation wird ermittelt (Schritt 303). Die Ladestation kann basierend auf ihrer Position oder basierend auf einen eindeutigen Identifikationscode (ID) der Ladestation identifiziert werden. Obwohl das System so konfiguriert sein kann, dass es erfordert, dass der Benutzer den Controller 111 darüber informiert, dass sich das Fahrzeug nun bei der Ladestation befindet, beispielsweise durch Eingeben eines „BEGINN LADEN” Befehls über die Benutzerschnittstelle 113, ermittelt der Controller 111 vorzugsweise selbst, dass sich das Fahrzeug bei einer Ladestation befindet, wodurch das System weiter automatisiert wird. Beispielsweise kann ein Bord-GPS 207 die Koordinaten des Fahrzeugs an den Controller 111 übertragen, diese Koordinaten können mit einer bekannten Ladeposition verglichen werden, um zu ermitteln, ob sich das Fahrzeug nun bei einer Ladestation befindet. Bekannte Ladepositionen können entweder von dem Benutzer voreingestellt oder aus einer öffentlichen Liste von Ladestationen entnommen werden. Während des Vergleichens der Fahrzeugkoordinaten mit den Koordinaten der Ladestationen sucht der Controller 111 vorzugsweise nicht nach einer exakten Übereinstimmung der Koordinaten; vielmehr ermittelt der Controller 111 auf der Grundlage der Fahrzeugkoordinaten, ob sich das Fahrzeugs innerhalb eines voreingestellten Abstands von einer bestimmten Ladestation befindet. Auch wenn der voreingestellte Abstand von dem Hersteller oder Händler des Fahrzeugs oder einer dritten Partei eingestellt werden kann, wird dieser Abstand vorzugsweise von dem Endnutzer in das System eingegeben, sodass der Benutzer den Abstand um eine Ladestation herum basierend auf den Gegebenheiten der in Rede stehenden Ladestation einstellen kann. Der voreingestellte Abstand um eine Ladestation herum kann z. B. auf einen relativ großen Wert eingestellt werden, wenn die in Rede stehende Ladestation innerhalb eines öffentlichen oder kommerziellen Parkplatzes liegt, wo es viele verfügbare Ladestationen verteilt über den gesamten Parkplatz gibt. Alternativ kann der eine Ladestation umgebende voreingestellte Abstand auf einen relativ kleinen Wert eingestellt werden, wenn die in Rede stehende Ladestation bei einem Wohnhaus (z. B. dem Haus des Fahrzeugbesitzers oder einem Ferienhaus) liegt, sodass eine Verwechslung zwischen benachbarten Wohnhäusern verhindert wird.
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Auch wenn das System dazu konfiguriert ist, die Koordinaten des Fahrzeugs zu verwenden, um die Position zu ermitteln und eine Ladestation zu identifizieren, kann es in einigen Fällen für das GPS-System 207 nicht möglich sein, die momentane Position des Fahrzeugs präzise zu identifizieren. Dies kann z. B. der Fall sein, wenn das Fahrzeug in einer Parkgarage oder an einer anderen Stelle geparkt ist, wo das GPS-System 207 keine GPS-Koordinaten empfangen kann. In diesem Fall extrapoliert der Controller 111 vorzugsweise die Fahrzeugposition auf der Basis seiner zuletzt bekannten Position, der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Fahrzeugrichtung.
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Während die Fahrzeugkoordinaten der bevorzugte Ansatz zum Identifizieren einer bestimmten Ladestation sind, wird man verstehen, dass zu diesem Zweck auch andere Techniken eingesetzt werden können. Z. B. kann die Ladestation Mittel zum Übertragen einer eindeutigen ID der Ladestation aufweisen. Dieser ID-Code kann drahtlos übertragen werden, beispielsweise über Radiofrequenz-Identifikation (RFID). Alternativ kann der ID-Code an den Controller 111 übertragen werden, wenn das Fahrzeug in die Ladestation eingesteckt ist und die Kommunikation zwischen der Ladestation und dem Ladesystem 103 beginnt.
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In der bevorzugten Ausführung versucht der Controller 111 immer dann, wenn das Fahrzeug geparkt ist, zu identifizieren, ob das Fahrzeug bei einer Ladestation geparkt ist, und wenn dies der Fall ist, welche Ladestation dies ist. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Controller 111 dazu konfiguriert, nur dann zu versuchen, die Ladestation zu identifizieren, wenn eine voreingestellte Bedingung auftritt. Beispiele für voreingestellte Bedingungen umfassen das Öffnen einer Ladeanschluss-Tür oder das Verbinden eines Ladesteckers mit dem Ladeeinlass des Fahrzeugs.
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Wenn das Fahrzeug bei einer Ladestation geparkt wurde (Schritt 301) und die Ladestation identifiziert wurde (Schritt 303), ermittelt der Controller 111, ob ein Satz Ladebefehle für die identifizierte Ladestation vorhanden ist oder nicht (Schritt 305). Wenn ein Satz Ladebefehle voreingestellt wurde (Schritt 307), wird das Laden gemäß den voreingestellten Ladebefehlen ausgeführt (Schritt 309). Wenn kein Satz Ladebefehle voreingestellt wurde (Schritt 311), überträgt der Controller 111 eine Anfrage, vorzugsweise über die Benutzerschnittstelle 113, ob der Benutzer für die identifizierte Ladestation Ladebefehle einstellen möchte (Schritt 313). Wenn der Benutzer an dieser Verzweigung damit antwortet, dass er keine Ladebefehle für diese Position einstellen möchte (Schritt 315), wird das Laden gemäß der vorgegebenen (Default) Ladebefehle durchgeführt (Schritt 317). Die vorgegebenen Ladebefehle beginnen üblicherweise sofort mit dem Laden der Batterie.
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Wenn der Benutzer bei der Abfrage 313 damit antwortet, dass er einen Satz Ladebefehle für die identifizierte Ladestation einrichten möchte (Schritt 319), gibt der Benutzer die erforderliche Information ein (Schritt 321). Wenn der Benutzer z. B. angibt, dass er einen Lade-Zeitplan einstellen möchte, kann er im Schritt 321 eine Lade-Anfangszeit eingeben; alternativ kann eine Lade-Anfangszeit gestützt auf den Wochentag eingegeben werden, sodass für Wochentage und Wochenende unterschiedliche Anfangszeiten eingestellt werden, wodurch verschiedene TOU-Raten für Wochentage und Wochenenden berücksichtigt werden können; alternativ kann er eine Lade-Anfangszeit und eine Lade-Endzeit eingeben; alternativ können sowohl Lade-Anfangszeit als auch Lade-Endzeit auf dem Wochentag basieren. Im Schritt 321 kann der Benutzer auch einen Ladepegel-Grenzwert eingeben, z. B. einen Ladepegel-Grenzwert basierend auf dem Ladezustand (SOC), einem Prozentsatz der Kapazität des Batteriepacks, einem Energieniveau des Batteriepacks oder einem anderen Qualifikationsmerkmal des Ladeniveaus. Im Schritt 321 kann der Benutzer auch einen Lade-Zeitplan und einen Ladeniveau-Grenzwert eingeben. Wenn der Benutzer einen Satz Ladebefehle eingegeben hat (Schritt 321), zeichnet der Systemcontroller die Ladebefehle in dem Speicher 213 für die identifizierte Ladestation auf (Schritt 323).
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4 zeigt eine alternative Methode, die auf die Methode der 3 basiert ist, zur Verwendung mit der Erfindung. Wie gezeigt gibt der Controller 111 dann, wenn kein Satz Ladebefehle für die Ladestation voreingestellt wurde (Schritt 311), keine Anfrage an den Benutzer zur Eingabe eines Satzes von Ladebefehlen für die momentane Ladestation aus. Vielmehr beginnt der Controller 111 gemäß dieser Prozedur sofort mit dem Laden des Batteriepacks gemäß den vorgegebenen Ladebefehlen (Schritt 317), wenn für die identifizierte Ladestation keine Ladebefehle eingestellt wurden.
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5 zeigt zusätzliche Einzelheiten einer bevorzugten Ausführung, gemäß der der Satz Ladebefehle aus einem Lade-Zeitplan besteht (z. B. einer Lade-Anfangszeit und/oder einer Lade-Endezeit, die abhängig vom Wochentag sein können oder auch nicht). Obwohl die in 5 gezeigte Prozedur auf der von 3 basiert, wird man verstehen, dass sie gleichfalls anwendbar ist für andere Systemkonfigurationen, beispielsweise die der 4.
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Wenn ein Benutzer sein Fahrzeug mit einer Ladestation verbindet und die Ladestation als eine Station identifiziert wurde, in der Ladebefehle, z. B. ein Lade-Zeitplan voreingestellt wurde (Schritt 501), besteht der erste Schritt des Systems darin, die momentane Zeit zu ermitteln (Schritt 502). Die momentane Zeit X wird dann mit der geplanten Anfangszeit zum Laden Y verglichen (Schritt 503). Wenn das Fahrzeug mit dem Ladesystem innerhalb eines voreingestellten Zeitfensters gekoppelt wird (Schritt 505), beginnt das Laden sofort (Schritt 507). Wenn die Zeit, zu der das Fahrzeug mit dem Ladesystem gekoppelt wird, außerhalb des voreingestellten Zeitfensters liegt (Schritt 509), wird das Laden bis zur nächsten geplanten Anfangszeit verzögert (Schritt 511) und dann mit dem Laden begonnen (Schritt 507).
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Im Schritt 504 ermittelt der Controller 111, ob die momentane Zeit, d. h. die Zeit X, zu der das Fahrzeug mit der Ladestation verbunden wird, innerhalb der voreingestellten Zeitperiode liegt, d. h. Y + Z, wobei Y die geplante Anfangszeit ist und Z die Größe des Fensters definiert. In wenigstens einer Ausgestaltung wird Z auf sechs Stunden eingestellt. Z, die Fenstergröße, kann von dem Hersteller des Fahrzeugs oder einem Händler oder einer dritten Partei voreingestellt werden. In wenigstens einer Ausgestaltung ist das System dazu konfiguriert, das der Benutzer diese Zeit einstellen kann. Unter der Annahme dass Z gleich sechs Stunden ist und angenommen die geplante Anfangszeit (Y) ist 22:00 Uhr, würde dann, wenn der Benutzer sein Fahrzeug um 11:30 Uhr einsteckt, der Schritt 504 dazu führen, dass das Laden beginnt (Schritt 507), weil 11:30 Uhr innerhalb des Fensters von 22:00 Uhr +/– sechs Stunden liegt. Unter der Annahme desselben Zeitfensters und derselben geplanten Anfangszeit würde der Controller das Laden verzögern (Schritt 511), wenn der Benutzer sein Fahrzeug um 04:30 Uhr einsteckt, und zwar bis zum folgenden Abend um 22:00 Uhr.
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In der in 5 gezeigten Prozedur wird das System wie in der Prozedur der 3 dann, wenn keine Ladebefehle, d. h. kein Lade-Zeitplan, für die identifizierte Ladestation eingestellt wurde (Schritt 513), den Benutzer fragen, ob er einen Lade-Zeitplan eingeben möchte oder nicht (Schritt 515). Wenn der Benutzer dies bejaht (Schritt 517), gibt der Benutzer den gewünschten Lade-Zeitplan ein (Schritt 519), der seinerseits in dem Speicher für diese bestimmte Ladestation aufgezeichnet wird (Schritt 521). Wenn der Benutzer die Anfrage aber im Schritt 517 ablehnt (Schritt 523), wird das Laden gemäß den vorgegebenen Ladebefehlen durchgeführt (Schritt 317), z. B. durch sofortiges Beginnen des Ladens der Batterie.
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Wie zuvor beschrieben erlaubt es die Erfindung dem Benutzer, Ladebefehle für eine bestimmte Ladestation voreinzustellen, sodass immer dann, wenn das Fahrzeug bei einer bestimmten Ladestation lädt, die voreingestellten Ladebefehle verwendet werden. Durch Eingeben eines Lade-Zeitplans für die Ladebefehle kann der Benutzer das Laden optimieren, beispielsweise durch Nutzung bevorzugter TOU-Raten bei regelmäßig besuchten Ladestationen (z. B. Zuhause, in einem Ferienhaus und bei der Arbeit). Die Erfinder dieser Anmeldung haben herausgefunden, dass zusätzlich zum Voreinstellen des Lade-Zeitplans für eine identifizierte Ladestation eine nützliche Variante der Erfindung ist, dem Benutzer die Möglichkeit zu geben, einen gewünschten Ladeniveau-Grenzwert einzustellen, bei dem das Laden beendet wird. Diese Variante erlaubt es dem Benutzer z. B. verschiedene Ladeniveau-Grenzwerte auf der Grundlage des erwarteten Fahrverhaltens einzustellen, dass wenigstens teilweise auf dem Ort der Ladestation beruhen kann. Der Benutzer kann z. B. einen ersten niedrigeren Ladeniveau-Grenzwert für seine Heim-Ladestation einstellen, während er einen zweiten höheren Ladeniveau-Grenzwert bei einer Ladestation einstellt, die bei seinem Ferienhaus liegt, wobei er erwarten wird, dass bei dem Ferienhaus eine größere Reichweite benötigt wird.
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6 zeigt weitere Einzelheiten einer bevorzugten Ausführung, in der der Satz Ladebefehle einen gewünschten Ladeniveau-Grenzwert umfasst. Obwohl die in 6 gezeigte Prozedur auf der der 3 basiert, wird man verstehen, dass sie genauso auf andere Systemkonfigurationen anwendbar ist, beispielsweise auf die in 4 gezeigte. Man wird ferner verstehen, dass das Ziel-Ladeniveau oder gewünschte Ladeniveau angegeben werden kann bezogen auf den Ladezustand (SOC), einen Prozentsatz der Kapazität des Batteriepacks, ein Energieniveau des Batteriepacks oder ein anderes Qualifikationsmerkmals des Energieniveaus.
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Wenn in dieser Konfiguration ein Benutzer sein Fahrzeug mit einer Ladestation verbindet und die Ladestation als eine Station identifiziert wird, für die Ladebefehle, d. h. ein gewünschter Ladeniveau-Grenzwert, voreingestellt wurden (Schritt 601), vergleicht die Steuereinrichtung nach dem Beginn des Ladens (Schritt 603) kontinuierlich das momentane Ladeniveau mit dem voreingestellten gewünschten Ladenniveau (Schritt 605). Solang das momentane Ladeniveau niedriger ist als das voreingestellte gewünschte Ladeniveau, wird das Laden fortgesetzt (Schritt 607). Sobald das gewünschte Ladeniveau erreicht ist (Schritt 609), wird das Laden beendet (Schritt 611).
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Wie in den in den 3 und 5 gezeigten Prozeduren fragt das System den Benutzer dann, wenn keine Ladebefehle, d. h. kein gewünschter Ladeniveau-Grenzwert, für die identifizierte Ladestation eingestellt sind (Schritt 513), ob er Ladebefehle eingeben möchte oder nicht, d. h. einen gewünschten Ladeniveau-Grenzwert (Schritt 615). Wenn der Benutzer dies bejaht (Schritt 617), gibt der Benutzer den gewünschten Ladeniveau-Grenzwert ein (Schritt 619), der seinerseits in dem Speicher für diese bestimmte Ladestation aufgezeichnet wird (Schritt 621). Wenn der Benutzer andererseits auf die Anfrage im Schritt 615 negativ antwortet (Schritt 623), wird das Laden gemäß den vorgegebenen Ladebefehlen ausgeführt (Schritt 317), indem z. B. sofort mit dem Laden der Batterie begonnen wird und ein vorgegebener Ladeniveau-Grenzwert verwendet wird.
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In wenigstens einer Ausgestaltung hat der Benutzer dann, wenn er versucht, sein Auto bei einer Ladestation mit einem voreingestellten Satz Ladebefehle zu laden, die Option, den voreingestellten Satz Ladebefehle zu übersteuern. 7 zeigt z. B. eine Modifikation der in 5 gezeigten Prozedur, die es dem Benutzer erlaubt, die Voreinstellung zu übersteuern, ein besonders nützliches Merkmal, wenn der Benutzer das Auto in die Ladestation einsteckt, nach dem das voreingestellte Fenster geschlossen ist, aber dennoch sein Fahrzeug vor der nächsten Fahrt laden muss. Bei dem oben mit Bezug auf 5 beschriebenen Szenario kann dieses Merkmal es dem Benutzer daher ermöglichen, den Verzögerungsschritt 511 schnell zu übersteuern, wenn er sein Fahrzeug z. B. um 04:30 Uhr einsteckt. In dieser Ausgestaltung fordert der Controller 111 den Benutzer z. B. über die Benutzerschnittstelle 313 auf zu bestimmen, ob der voreingestellte Zeitplan übersteuert werden soll oder nicht (Schritt 701). Die Aufforderung ist vorzugsweise so gestaltet, dass sie vorgibt, den voreingestellten Ladebefehlen folgen, außer wenn der Benutzer aktiv anfordert, dass das Laden sofort beginnt. In einer beispielhaften Konfiguration unter Verwendung eines Berührungsbildschirms als Benutzerschnittstelle wird auf dem Bildschirm eine Frage „LADE-ZEITPLAN ÜBERSTEUERN?” angezeigt, wenn die Schnittstelle 113 den Ladebildschirm darstellt, der Ladeinformation (z. B. den momentanen Ladezustand (SOC) des Batteriepacks oder die prozentuale Ladung, die Kapazität der Ladestation, die verbleibende Zeit, bis der Ziel-SOC erreicht ist, etc.) vorsieht. Wenn der Benutzer nichts tut oder über einen Softkey „nein” eingibt (Schritt 703), ermittelt der Controller, ob sofort mit dem Laden begonnen werden soll oder ob das Laden bis zur nächsten geplanten Anfangszeit verzögert werden soll, gemäß der oben erläuterten Prozedur. Wenn der Benutzer aber über den Softkey „ja” eingibt (Schritt 705) oder anders anzeigt (z. B. durch Drücken eines Hardware-Taster), dass das Laden beginnen soll, wird sofort mit dem Laden begonnen (Schritt 507).
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Ähnlich kann die Übersteuerungsfunktion in Konfigurationen verwendet werden, in denen ein gewünschter Ladeniveau-Grenzwert voreingestellt ist, wie oben mit Bezug auf 6 beschrieben. Die Verwendung der Übersteuerungsfunktion in einer solchen Konfiguration ist in 8 gezeigt. In diesem Beispiel fordert der Controller 111 den Benutzer auf, zu bestimmen, ob das voreingestellte Ladeniveau übersteuert werden soll (Schritt 801). Wie zuvor beschrieben ist die Aufforderung vorzugsweise so gestaltet, dass die Vorgabe (Default) ist, den voreingestellten Ladebefehlen zu folgen. Wenn in Antwort auf die Aufforderung der Benutzer nichts tut oder über einen Softkey „nein” eingibt, (Schritt 803), lädt das System den Batteriepack auf den voreingestellten gewünschten Ladeniveau-Grenzwert, bei dem dann das Laden beendet wird (Schritt 611). Wenn der Benutzer „ja” eingibt, z. B. mit einem Software-Taster (Schritt 805), oder anders anzeigt (z. B. mit einem Hardware-Taster), dass die voreingestellten Ladebefehle übersteuert werden sollen, beginnt das Laden sofort (Schritt 807). Das Laden wird fortgesetzt, bis das momentane Ladeniveau das vorgegebene Ladeniveau erreicht (Schritt 809), wobei dann das Laden beendet wird (Schritt 811). Der vorgegebene und/oder gewünschte Ladeniveau-Grenzwert kann von dem Hersteller des Fahrzeugs, dem Hersteller des Batteriepacks, dem Benutzer oder einer anderen Partei eingestellt werden und so konfiguriert sein, dass die Unversehrtheit und Lebensdauer des Batteriepacks maximiert wird oder dass ein bestimmtes Leistungsziel erreicht wird, z. B. eine Maximierung der Fahrzeugreichweite, der Fahrzeugleistung, der Unversehrtheit der Batterie etc.
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Man sollte verstehen, dass die vorliegenden Ladebefehle sowohl ein Lade-Zeitplan als auch einen gewünschten Ladeniveau-Grenzwert umfassen können, wie in dem Ausführungsbeispiel der 9 gezeigt. Wenn in dieser Ausgestaltung der Controller 111 ermittelt, dass für die identifizierte Ladestation keine Ladebefehle voreingestellt wurden (Schritt 311), ermittelt die Steuereinrichtung weiter, ob der Benutzer einen Lade-Zeitplan und ein gewünschtes Ladeniveau für die identifizierte Ladestation einstellen möchte oder nicht (Schritt 901). An dieser Verzweigung wird, wenn der Benutzer angibt, dass er keinen Lade-Zeitplan für diese Position einstellen möchte (Schritt 903), das Laden gemäß den vorgegebenen Ladebefehlen durchgeführt (Schritt 317). Wenn der Benutzer Ladebefehle für die identifizierte Ladestation einstellen möchte (Schritt 905), gibt er zusätzlich zu dem gewünschten Lade-Zeitplan ein gewünschtes Ladeniveau ein (Schritt 907), wobei beide in dem Speicher aufgezeichnet werden (Schritt 909).
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Obwohl dies nicht erforderlich ist, erhält bei der gezeigten Ausgestaltung der Benutzer dann, wenn er bei einer identifizierten Ladestation ist, für die Ladebefehle voreingestellt wurden (Schritt 307), die Option (Schritt 701) den voreingestellten Lade-Zeitplan zu übersteuern (Schritt 705) und sofort mit dem Laden zu beginnen (Schritt 507). Wenn der Benutzer angibt, dass er die Voreinstellungen nicht übersteuern möchte (Schritt 703), ermittelt das System den momentanen Zeitpunkt (Schritt 502) und vergleicht die momentane Zeit mit der geplanten Anfangszeit (Schritt 503). Abhängig davon beginnt der Controller 111 entweder sofort mit dem Laden (Schritt 507) oder er verzögert das Laden bis zur nächsten geplanten Anfangszeit (Schritt 511). Sobald das Laden begonnen wird (Schritt 507), vergleicht der Controller kontinuierlich das momentane Ladeniveau mit dem eingestellten gewünschten Ladeniveau (Schritt 605). Solange das momentane Ladeniveau niedriger ist als das voreingestellte gewünschte Ladeniveau, wird das Laden fortgesetzt (Schritt 607). Wenn das gewünschte Ladeniveau erreicht ist (Schritt 609), wird das Laden beendet (Schritt 611).
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Wie oben beschrieben, werden üblicherweise Ladebefehle für eine bestimmte Ladestation eingegeben, wenn sich das Fahrzeug bei der Ladestation befindet. Man wird jedoch verstehen, dass die Erfindung auch Ladebefehle nutzen kann, die in den Fahrzeugcontroller mittels anderer Techniken eingegeben werden, sogar dann, wenn das Fahrzeug sich nicht bei der betroffenen Ladestation befindet. Wie in 10 gezeigt, identifiziert in einer solchen Ausgestaltung der Benutzer zunächst die in Rede stehende Ladestation (Schritt 1001). Die Ladestation kann aus einer Liste von Ladestationen, auf einer Karte, gestützt auf Karten-Koordinaten, die der Ladestation entsprechen, oder über andere Mittel identifiziert werden, wobei hierfür die Benutzerschnittstelle des Fahrzeugs oder ein Computer, Laptop, Tablet, Smartphone etc. genutzt werden kann. Wenn ein System außerhalb des Fahrzeugs dazu genutzt wird, die Ladebefehle zu identifizieren und zu konfigurieren, kann diese Information in das Bord-Steuersystem über eine Kommunikationsverbindung 221 oder einen Flash-Drive oder einen ähnlichen tragbaren Speicher heruntergeladen werden. Wenn eine bestimmte Ladestation identifiziert wurde, gibt der Benutzer die Ladebefehle für diese bestimmte Ladestation ein (Schritt 1003). Wie oben erwähnt kann das System so konfiguriert sein, dass es verschiedene Informationen für den eingestellten Zeitplan und/oder den gewünschten Lade-Grenzwert annimmt. Wenn der Benutzer die gewünschten Ladebefehle eingegeben hat (Schritt 1003), zeichnet der Systemcontroller die Ladebefehle für die identifizierte Ladestation in dem Speicher 203 auf (Schritt 1005). Nachdem die Ladebefehle in das System eingegeben und aufgezeichnet sind, führt das System die eingestellten Befehle immer dann aus, wenn das Fahrzeug an der identifizierten Ladestation ankommt, soweit die Befehle nicht übersteuert werden, wie oben mit Bezug auf die 3 bis 9 beschrieben ist.
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Systeme und Verfahren wurden hier allgemein beschrieben, um die Einzelheiten der Erfindung besser zu verstehen. Teilweise wurden gut bekannte Strukturen, Materialien und/oder Vorgänge nicht im Einzelnen gezeigt oder beschrieben, um eine Verschleierung der Erfindung zu vermeiden. In anderen Fällen wurden bestimmte Details angegeben, um ein besseres Verständnis der Erfindung zu ermöglichen. Der Fachmann auf diesem Gebiet wird verstehen, dass die Erfindung in anderen speziellen Ausgestaltungen realisiert werden kann, z. B. um sie an ein bestimmtes System oder eine Vorrichtung oder Situation oder Komponente anzupassen, ohne den Bereich und wesentliche Merkmale der Erfindung zu verlassen. Die Offenbarung und Beschreibung sollen daher nur der Erläuterung dienen, den Bereich der Erfindung aber nicht beschränken.
