DE112017003729T5 - Batteriemangement-Vorrichtung und -Verfahren - Google Patents

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Jaguar Land Rover Ltd
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Abstract

Die Figuren zeigen eine Vorrichtung 10-1, 10-2, 10-3 für ein Fahrzeug 100, umfassend: eine erste Energiespeichereinrichtung 12 zum Speichern elektrischer Energie; eine zweite Energiespeichereinrichtung 14 zum Speichern elektrischer Energie; und eine Steuereinrichtung 16, die angeordnet ist, um elektrische Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung 14 zu der ersten Energiespeichereinrichtung 12 zu übertragen, wenn der Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung 12 gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt und der Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung 14 gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Batteriemanagement-Vorrichtung und ein Verfahren. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, betrifft sie eine Batteriemanagement-Vorrichtung und ein Verfahren in einem batterieelektrischen Fahrzeug (BEV).
  • Aspekte der Erfindung betreffen eine Vorrichtung für ein Fahrzeug, ein Verfahren, eine Steuereinrichtung, ein Fahrzeug und ein Computerprogramm.
  • STAND DER TECHNIK
  • Moderne Fahrzeuge umfassen elektrische Systeme, die für den Betrieb des Fahrzeugs und den Komfort eines Benutzers oder Betreibers des Fahrzeugs wie beispielsweise des Fahrers des Fahrzeugs vorgesehen sind. Fahrzeuge, wie beispielsweise Automobile, können eine signifikante Anzahl von elektrischen Komponenten aufweisen, die einen oder mehrere elektrisch betriebene Zugangskontrollsensoren und -Systeme, elektrisch betriebene Lenkung, Fenster, Heiz- und Kühlsysteme, Diebstahlsicherungssysteme, Motormanagement-Systeme, Schnittstellen für intelligente Geräte und andere elektrische Komponenten enthalten können. Viele dieser elektrischen Komponenten haben einen Mindeststrom, den sie selbst bei Nichtbenutzung des Fahrzeugs ziehen. Zum Beispiel müssen Zugangskontrollsensoren kontinuierlich oder periodisch auf Entsperrsignale von einem Fernschlüssel überwachen. Daher sind die elektrischen Systeme, die auf den elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeugs zurückgreifen, niemals null. Der Strom, der von solchen elektrischen Komponenten oder Lasten gezogen wird, während das Fahrzeug nicht in Gebrauch ist, wird als Ruhestrom bezeichnet.
  • Obwohl der Ruhestrom minimal sein kann, kann er im Laufe der Zeit den elektrischen Energiespeicher eines Fahrzeugs immer noch erheblich entleeren. Wenn das Fahrzeug für eine lange Zeit unbeaufsichtigt bleibt, kann der Vorrat an elektrischer Energie erheblich abgeführt werden, so dass das Fahrzeug möglicherweise nicht anfahren oder sogar nicht entriegeln kann. Dies ist insbesondere bei einem batterieelektrischen Fahrzeug von Bedeutung, da batterieelektrische Fahrzeuge nicht ohne Speicherung von elektrischer Energie betrieben werden können.
  • Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die Nachteile des Stands der Technik zu beheben.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Aspekte und Ausführungsformen der Erfindung stellen eine Vorrichtung für ein Fahrzeug, ein Verfahren, eine Steuereinrichtung, ein Fahrzeug und ein Computerprogramm bereit, wie in den beigefügten Ansprüchen beansprucht.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, umfassend: eine erste Energiespeichereinrichtung zum Speichern elektrischer Energie; eine zweite Energiespeichermittel zum Speichern elektrischer Energie; und eine Steuereinrichtung, die angeordnet ist, um elektrische Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung zu übertragen, wenn der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherte Pegel an elektrischer Energie unter einem ersten elektrischen Energieschwellenwert liegt und der Pegel der in dem zweiten Energiespeichermittel gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten elektrischen Energieschwellenwert liegt.
  • Dies bietet den Vorteil, elektrische Energie zwischen mehreren Energiespeichern im Fahrzeug übertragen zu können, ohne zu verhindern, dass das Fahrzeug fährt. Elektrofahrzeuge wie Hybrid-Elektrofahrzeuge und Batterie-Elektrofahrzeuge können mindestens zwei Energiespeicher in Form von Batterien enthalten. Eine Vorrichtung und/oder ein Verfahren, wie hierin beschrieben, kann sicherstellen, dass eine erste Batterie geladen bleibt, selbst wenn Ruhestrom von elektrischen Komponenten gezogen wird, da die erste Batterie bei Bedarf von der zweiten Batterie geladen werden kann.
  • Der Benutzer des Fahrzeugs, beispielsweise ein Fahrer des Fahrzeugs, kann die Vorrichtung aktivieren und deaktivieren. Der Benutzer kann die Vorrichtung deaktivieren, um sicherzustellen, dass kein Stromverbrauch an die zweiten Energiespeichermittel angelegt wird. Der Benutzer kann die Vorrichtung aktivieren, um die Aufrechterhaltung elektrischer Energie in der ersten Energiespeichereinrichtung auf oder über einem ersten Schwellenwert für elektrische Energie zu gewährleisten, wie hier weiter beschrieben wird.
  • Das erste Energiespeichermittel kann eine oder mehrere Batterien und/oder ein oder mehrere Kondensatoren beinhalten. Das zweite Energiespeichermittel kann eine oder mehrere Batterien und/oder ein oder mehrere Kondensatoren beinhalten. Die Steuereinrichtung kann eine elektronische Steuerung oder eine Steuerschaltung sein.
  • Die erste Energiespeichereinrichtung kann eine Niederspannungsenergiespeichereinrichtung sein. Das erste Energiespeichermittel kann ein 12-Volt-Energiespeichermittel sein, beispielsweise eine 12-Volt-Batterie. Es kann sein, dass der erste Energiespeicher eine Blei-Säure-Batterie ist. Alternativ kann das erste Energiespeichermittel eine Nickel-Metallhydrid-Batterie oder eine Lithium-Ionen-Batterie oder eine andere geeignete Art von Batterie oder Sammlung von Batterien sein. Die Niederspannungsenergiespeichermittel können elektrische Energie für Bordsysteme bereitstellen, wie z. B. Zugangskontrollsensoren, die kontinuierlich oder periodisch die Entriegelungssignale von einem Fernschlüssel überwachen, um dem Benutzer den Zugang zum Fahrzeug zu ermöglichen. Die 12-Volt-Batterie kann bei 12,6 Volt als vollständig aufgeladen angesehen werden. Die erste elektrische Energieschwelle kann 12,5 Volt betragen. In anderen Beispielen kann die erste elektrische Energieschwelle erheblich niedriger sein, beispielsweise 10 Volt.
  • Einige Arten von Energiespeichermitteln, wie beispielsweise Nickel-Metallhydrid-Batterien oder Lithium-Ionen-Batterien, können flachere Spannungsentladungseigenschaften aufweisen, und daher kann der Ladezustand der Energiespeichermittel einen elektrischen Energieschwellenwert erfordern, der auf einem oder mehreren zusätzlichen oder alternativen Parametern basiert, wie beispielsweise der Temperatur und/oder dem Stromintegrationswert der Energiespeichermittel für die Energiespeichermittel.
  • Der aktuelle Integrationswert kann durch eine aktuelle Zählung durch ein Integrationsverfahren oder einen Integrations-Algorithmus oder ein Coulomb-Zählverfahren oder einen Coulomb-Algorithmus bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann der Ladezustand eines Energiespeichermittels, wie beispielsweise einer Batterie, unter Verwendung von Stromintegrationstechniken gemessen werden, wobei der Ladezustand des Energiespeichermittels berechnet wird, indem der Strom des Energiespeichermittels gemessen und zeitlich integriert wird. Unter diesen Umständen können die Schwellenwerte für die elektrische Energie für die ersten Energiespeichermittel und die zweiten Energiespeichermittel als integrierte Stromspeichermittel für die jeweiligen Energiespeichermittel ausgedrückt werden.
  • Weitere Daten, die sich auf die Temperatur der Energiespeichermittel beziehen, und/oder vergangene oder historische Daten, die sich auf die Energiespeichermittel beziehen, können verwendet werden, um die genaue Schätzung des Ladezustands und/oder des Gesundheitszustands der Energiespeichermittel zu unterstützen.
  • In einigen Beispielen können die Schwellenpegel so angeordnet sein, dass sie mit der gemessenen Temperatur variieren, wie beispielsweise der Temperatur des ersten Energiespeichermittels und/oder der Temperatur des zweiten Energiespeichermittels. Unter solchen Umständen können Spannungsänderungen aufgrund von Temperaturschwankungen berücksichtigt werden.
  • Die zweite Energiespeichereinrichtung kann eine Hochspannung-Energiespeichereinrichtung sein. Das zweite Energiespeichermittel kann ein 200-Volt-Energiespeichermittel sein, beispielsweise eine 200-Volt-Batterie. Das zweite Energiespeichermittel kann eine Batterie mit einer Arbeitsspannung zwischen 100 Volt und 800 Volt sein. In einem Beispiel beträgt die maximale Spannung 450 Volt. In einem solchen Beispiel kann die minimale Spannung 270 Volt betragen. Die Verwendung anderer Spannungen ist ebenfalls möglich, und dies kann von der Batteriechemie und/oder den Lastbedingungen abhängen.
  • Es kann sein, dass das zweite Energiespeichermittel eine Nickel-Metallhydrid-Batterie ist. Alternativ kann das zweite Energiespeichermittel eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Blei-Säure-Batterie oder eine beliebige andere geeignete Batterieart oder Sammlung von Batterien sein.
  • Das zweite Energiespeichermittel kann bei voller Ladung eine Spannung aufweisen, die höher als die Spannung des ersten Energiespeichermittels ist, wenn es vollständig aufgeladen ist. Das zweite Energiespeichermittel kann dazu vorgesehen sein, einen Elektromotor mit Strom zu versorgen, der seinerseits ein oder mehrere Räder eines Elektrofahrzeugs, beispielsweise eines batterieelektrischen Fahrzeugs oder eines Hybridelektrofahrzeugs, antreibt.
  • Die Vorrichtung kann eine Spannungspegelumwandlungseinrichtung umfassen, die operativ mit dem ersten Energiespeichermittel und dem zweiten Energiespeichermittel verbunden ist und die Spannung von der Spannung des zweiten Energiespeichermittels auf die Spannung des ersten Energiespeichermittels erhöhen oder verringern kann.
  • In einem Beispiel kann die Vorrichtung eine Spannungspegelumwandlungseinrichtung umfassen, die operativ mit der ersten Energiespeichereinrichtung und der zweiten Energiespeichereinrichtung verbunden ist und die Spannung von der Spannung der zweiten Energiespeichereinrichtung auf die Spannung der ersten Energiespeichereinrichtung herabsetzen kann. Auf diese Weise kann Energie von einem Hochspannungs-Energiespeicher auf einen Niederspannungs-Energiespeicher übertragen werden.
  • Die Spannungspegelumwandlungsmittel können mit oder ohne dazwischenliegende Komponenten mit den ersten Energiespeichermitteln und den zweiten Energiespeichermitteln verbunden sein.
  • Die Spannungspegelumwandlungseinrichtung kann ein Spannungspegelwandler sein, beispielsweise ein Gleichstrom-zu-Gleichstrom-Abwärtswandler.
  • Die Vorrichtung kann eine erste Messeinrichtung umfassen, die angeordnet ist, um den Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie zu messen, und eine zweite Messeinrichtung, die angeordnet ist, um den Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie zu messen.
  • Die erste Messeinrichtung kann eine erste Spannungspegelüberwachungseinrichtung sein und die zweite Messeinrichtung kann eine zweite Spannungspegelüberwachungseinrichtung sein. In anderen Beispielen kann die erste Messeinrichtung einen Strom messen, der von oder zu der ersten Energiespeichereinrichtung fließt, und die zweite Messeinrichtung kann einen Strom messen, der von oder zu der zweiten Energiespeichereinrichtung fließt. Es kann sein, dass die erste und die zweite Messeinrichtung die jeweiligen Ladungspegel durch Stromintegration, Coulomb-Zählung oder durch irgendein anderes geeignetes Verfahren überwachen.
  • Das erste Messmittel kann auch die Temperatur messen. Das zweite Messmittel kann auch die Temperatur messen. Die Temperaturmessung kann alternativ mit separaten Temperaturmessmitteln durchgeführt werden.
  • Die erste Messeinrichtung kann angeordnet sein, um periodisch den Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie zu messen. Der Zeitraum kann fest oder variabel sein. Wenn er variabel ist, kann der Zeitraum von einem zuvor gemessenen Pegel elektrischer Energie abhängen, die in dem ersten Energiespeichermittel gespeichert ist, zum Beispiel einem zuvor gemessenen Spannungspegel, derart, dass dann, wenn der gemessene Ladezustand des ersten Energiespeichermittels, zum Beispiel der gemessene Spannungspegel, signifikant höher als der erste Schwellenpegel ist, die Zeit bis zur nächsten Messung größer sein kann als wenn der gemessene Ladungszustand des ersten Energiespeichermittels, beispielsweise der gemessene Spannungspegel, nahe dem ersten Schwellenpegel liegt. Das heißt, der Zeitraum zwischen Messungen der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie nimmt mit abnehmendem Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie ab. Alternativ können die ersten Messmittel angeordnet sein, um kontinuierlich den Pegel der in dem ersten Energiespeichermittel gespeicherten elektrischen Energie zu messen.
  • Die zweite Messeinrichtung kann angeordnet sein, um periodisch den Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie zu messen. Der Zeitraum kann fest oder variabel sein. Wenn er variabel ist, kann der Zeitraum von einem zuvor gemessenen Pegel elektrischer Energie abhängen, die in dem zweiten Energiespeichermittel gespeichert ist, zum Beispiel einem zuvor gemessenen Spannungspegel, derart, dass dann, wenn der gemessene Ladezustand des zweiten Energiespeichermittels, beispielsweise der gemessene Spannungspegel, wesentlich höher als der zweite Schwellenwert ist, die Zeit bis zur nächsten Messung größer sein kann als wenn der gemessene Ladezustand des zweiten Energiespeichermittels, beispielsweise der gemessene Spannungspegel, nahe dem zweiten Schwellenwert liegt. Das heißt, der Zeitraum zwischen Messungen der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie nimmt mit abnehmendem Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie ab. Alternativ kann die zweite Messeinrichtung angeordnet sein, um kontinuierlich den Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie zu messen.
  • Die gemessenen Werte von Spannung und/oder Strom und/oder Temperatur können gespeichert werden. Die gespeicherten Daten können vergangene oder historische Daten in Bezug auf die Energiespeichermittel bereitstellen, die verwendet werden können, um die genaue Abschätzung des aktuellen Ladezustands und/oder des Gesundheitszustands der Energiespeichermittel zu unterstützen.
  • Der Zeitraum zwischen Messungen des Niveaus an elektrischer Energie, die in den ersten Energiespeichermitteln gespeichert ist, kann dieselbe sein wie die Periode zwischen Messungen des Niveaus an elektrischer Energie, die in den zweiten Energiespeichermitteln gespeichert ist. Alternativ kann der Zeitraum zwischen Messungen des Niveaus an elektrischer Energie, die in dem ersten Energiespeichermittel gespeichert ist, unabhängig von dem Zeitraum zwischen Messungen des Niveaus an elektrischer Energie sein, die in dem zweiten Energiespeichermittel gespeichert ist.
  • Der Zeitraum zwischen Messungen des Niveaus der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie und der Zeitraum zwischen Messungen des Niveaus der in den zweiten Energiespeichermitteln gespeicherten elektrischen Energie kann von den jeweiligen Unterschieden zwischen der letzten Messung des elektrischen Energieniveaus, beispielsweise der letzten Spannungsmessung, und dem Schwellenwert für jedes Energiespeichermittel abhängen.
  • Der Zeitraum zwischen Messungen des Niveaus an elektrischer Energie, die in der jeweiligen ersten und zweiten Energiespeichereinrichtung gespeichert ist, kann vorbestimmt sein. Beispielsweise kann der vordefinierte Zeitraum zehn Minuten oder eine Stunde oder zwölf Stunden oder ein Tag oder eine Woche sein. Der vordefinierte Zeitraum kann mit der Zeit variieren. Zum Beispiel kann der vordefinierte Zeitraum zuerst eine Woche, dann ein Tag und dann eine Stunde sein. Die vordefinierte Zeitdauer kann dann eine Stunde bleiben, bis der jeweilige Energiespeicher das nächste Mal aufgeladen wird. Der vordefinierte Zeitraum kann dann zurückgesetzt werden, so dass er zuerst wieder eine Woche, dann einen Tag und dann eine Stunde ist.
  • Dies bietet den Vorteil einer Optimierung des Verbrauchs elektrischer Energie bei der Überwachung oder Messung der in dem ersten und zweiten Energiespeicher gespeicherten elektrischen Energie. Somit wird der Verbrauch des ersten Energiespeichers bei der Überwachung des ersten und des zweiten Energiespeichers minimiert.
  • Die erste Messeinrichtung und die zweite Messeinrichtung können dieselbe Messeinrichtung sein, die so angeordnet ist, dass sie jeweils den Pegel der in den ersten Energiespeichermitteln gespeicherten elektrischen Energie und den Pegel der in den zweiten Energiespeichermitteln gespeicherten elektrischen Energie in einer zeitlich differenzierten Folge misst.
  • Dies bietet den Vorteil einer Verringerung der Anzahl von Messeinrichtungen, die zur Überwachung der elektrischen Energieniveaus, beispielsweise der Spannungsniveaus, des ersten Energiespeichermittels und des zweiten Energiespeichermittels erforderlich sind.
  • Beispielsweise kann der Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie alle dreißig Minuten gemessen werden, und der Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie kann alle dreißig Minuten gemessen werden, wobei jede Messung der zweiten Energiespeichereinrichtung fünfzehn Minuten nach jeder Messung der ersten Energiespeichereinrichtung durchgeführt wird. Alternativ können die Messungen von jeder der Energiespeichereinrichtungen sequentiell bereitgestellt werden, d. h. die Messung der zweiten Energiespeichereinrichtung folgt unmittelbar auf die Beendigung der Messung der ersten Energiespeichereinrichtung.
  • Die Steuereinrichtung kann angeordnet sein, um zu bestimmen, ob der Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt, und zwar aus Messungen, die von der ersten Messeinrichtung erhalten werden, und um zu bestimmen, und zum Bestimmen, ob der Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten elektrischen Energieschwellenwert liegt, aus zwar aus Messungen, die von den zweiten Messmitteln erhalten werden.
  • Die Steuereinrichtung kann angeordnet sein, um die Übertragung elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung zu verhindern oder zu stoppen, wenn der Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie auf den zweiten elektrischen Energieschwellenwert fällt oder darunter liegt.
  • Die Steuereinrichtung kann eingerichtet sein, um das Senden einer Nachricht, die an einem mobilen Gerät des Benutzers empfangen werden soll, beispielsweise einer Kurznachrichtendienstnachricht (SMS), einer Sprachnachricht oder einer E-Mail an den Benutzer über ein Telekommunikationsnetz, zu ermöglichen. Die Nachricht kann den Status der zweiten Energiespeichereinrichtung anzeigen. Zum Beispiel kann die Nachricht anzeigen, dass sich der elektrische Energiepegel in der zweiten Energiespeichereinrichtung auf dem zweiten elektrischen Energieschwellenwert befindet. Die Nachricht kann Anweisungen für ein Prozedere enthalten, das bei der Rückkehr zum Fahrzeug zu befolgen ist, damit der Benutzer das Fahrzeug fahren kann. Dies bietet den Vorteil, einen Benutzer auf mögliche Probleme mit den Energiespeichermitteln aufmerksam zu machen.
  • Die Steuereinrichtung kann angeordnet sein, um die Übertragung von elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung zu verhindern oder zu stoppen, wenn der Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie anschließend auf einen dritten Schwellenwert für die elektrische Energie steigt oder diesen übersteigt.
  • Der dritte Schwellenwert für die elektrische Energie kann höher als der erste Schwellenwert für die elektrische Energie sein. Wenn zum Beispiel die Messung elektrischer Energie auf einer Spannungsmessung basiert, kann die dritte elektrische Energieschwelle 12,6 Volt betragen. Dies kann dann eine Hysterese für den Ladezyklus bereitstellen, um die Häufigkeit des Ein- und Ausschaltens des Ladens zu reduzieren.
  • Die Steuereinrichtung kann angeordnet sein, um die Übertragung elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung zu verhindern, wenn die Frequenz der Übertragung elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung einen Schwellenfrequenzwert überschreitet.
  • Dies bietet den Vorteil, dass eine fehlerhafte Entladung der zweiten Energiespeichereinrichtung verhindert wird, wenn ein Fehler in der oder an der ersten Energiespeichereinrichtung aufgetreten ist.
  • Der zweite Schwellenwert für die elektrische Energie kann ein vorbestimmter Mindestladezustand sein.
  • Dies bietet den Vorteil, dass das Fahren des Fahrzeugs ermöglicht wird, wenn der Benutzer zum Fahrzeug zurückkehrt, da die Hochspannungs-Energiespeichereinrichtung, die zum Fahren des Fahrzeugs verwendet wird, ausreichend Ladung für das Fahren des Fahrzeugs halten kann. Der Benutzer kann dann mit einer Starthilfe starten und das Fahrzeug fahren. Das Starten des Fahrzeugs mit der Starthilfe kann durch eine externe Batteriequelle bereitgestellt werden.
  • Der vorbestimmte Mindestladezustand kann vom Benutzer wählbar sein. Eine Benutzereingabe kann vorgesehen sein, damit der Benutzer den wählbaren vorbestimmten Ladezustand eingeben kann. Die Benutzereingabe kann als eine Mensch-Maschine-Schnittstelle in dem Fahrzeug bereitgestellt werden, und/oder kann als Teil einer Schnittstelle bereitgestellt werden, die auf einem mobilen Gerät, wie beispielsweise einem Mobiltelefon, vorgesehen ist, so dass der vorbestimmte Ladezustand vom Benutzer entfernt vom Fahrzeug eingestellt werden kann.
  • Der vorbestimmte minimale Ladezustand kann ein Prozentsatz des vollständig geladenen Zustands der zweiten Energiespeichereinrichtung sein. Der vorbestimmte minimale Ladezustand kann beispielsweise 25 % des vollständig geladenen Wertes der zweiten Energiespeichereinrichtung betragen. In anderen Beispielen kann der vorbestimmte minimale Ladezustand zwischen 10 % und 50 % des vollständig geladenen Wertes der zweiten Energiespeichereinrichtung betragen.
  • Der vorbestimmte minimale Ladezustand kann von der Kapazität der Energiespeichereinrichtung abhängen. Der vorbestimmte minimale Ladezustand kann von dem erwarteten Stromverbrauch abhängen, der mit dem Fahrzeug verbunden ist. Zum Beispiel kann ein minimaler Ladezustand von 10 % für ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug einer Reichweite von 3,5 Meilen (5,6 km) und für ein batterieelektrisches Fahrzeug einer Reichweite von 25 Meilen (40 km) entsprechen.
  • Der vorbestimmte minimale Ladezustand kann ein anderer Standardwert sein und kann vom Benutzer des Fahrzeugs vor dem Verlassen des Fahrzeugs oder als anfängliches Set-up-Vorgehen ausgewählt oder eingestellt werden, das je nach den Präferenzen des Benutzers eingerichtet wird.
  • Der vorbestimmte minimale Ladezustand kann eingestellt werden, um einen elektrischen Energiepegel in der zweiten Energiespeichereinrichtung bereitzustellen, der ausreicht, dass das Fahrzeug eine Entfernung zu einem oder mehreren Ladepunkten zurücklegt.
  • Dies bietet den Vorteil, dass das Fahrzeug gefahren werden kann, wenn der Benutzer zum Fahrzeug zurückkehrt, und dass sichergestellt wird, dass das Fahrzeug mindestens genug gespeicherte elektrische Energie aufweist, um einen nächsten Ladepunkt zu erreichen.
  • Wenn mehr als eine nahegelegene Ladestation identifiziert wird, kann die Vorrichtung dem Benutzer eine Option geben, um eine interessierende Ladestelle auszuwählen. Dies bietet dann den Vorteil, dass ein Benutzer wählen kann, zu welcher nahegelegenen Ladestation er fahren möchte, so dass die laufende Fahrt des Benutzers den geringsten Störungen unterliegt. Zum Beispiel können zwei Ladepunkte in der Nähe identifiziert werden, von denen jeder den Benutzer dazu zwingt, in eine andere Fahrtrichtung zu fahren, und der Benutzer kann dann wählen, welcher der zwei Ladepunkte für eine fortlaufende Fahrt am geeignetsten ist. Der Benutzer kann dann das Fahrzeug mit einer Starthilfe starten und zur nächsten oder einer ausgewählten Ladestation in der Nähe fahren.
  • In einigen Beispielen können Ladepunkte als nahe betrachtet werden, wenn sie sich in unmittelbarer Nähe des Fahrzeugs befinden, beispielsweise innerhalb von 25 Meilen (40 km). Es versteht sich, dass der Begriff „in der Nähe“ eine unterschiedliche Entfernung bedeuten kann, abhängig von den Fähigkeiten des Fahrzeugs und/oder der Verteilung von Ladepunkten in einem Straßensystem, auf dem das Fahrzeug fährt oder fahren soll. Wenn ein Straßennetz eine höhere Konzentration von Ladepunkten aufweist, kann der Begriff „in der Nähe“ als innerhalb von 10 Meilen (16 km) betrachtet werden. Der Begriff „in der Nähe“ kann in Reichweite des Fahrzeugs bedeuten, wenn die zweite Energiespeichereinrichtung eine Kapazität von 25% hat, d. h. 25% des vollständig geladenen Wertes der zweiten Energiespeichereinrichtung.
  • Die Entfernung zu dem einen oder den mehreren Ladepunkten kann aus Satellitennavigationsdaten in Verbindung mit Daten bestimmt werden, die den Ort des einen oder der mehreren nahegelegenen Ladepunkte betreffen. Ein Fahrzeug-Satellitennavigationssystem kann den Ort der einen oder mehreren nahegelegenen Ladepunkte bereitstellen, beispielsweise aus Daten, die in einem Speicher des Satellitennavigationssystems, das sich lokal am Fahrzeug befinden kann oder von diesem entfernt ist, gespeichert sind oder diesem zugeordnet sind. Zusätzlich oder alternativ können Daten, die sich auf den Ort benachbarter Ladepunkte beziehen, separat in dem Fahrzeug oder fern von dem Fahrzeug gespeichert werden, beispielsweise in einem Speicher, für einen Zugriff durch die Steuereinrichtungen oder durch ein separates Fahrzeugsteuersystem, das einen Prozessor enthalten kann und Teil einer elektronischen Steuereinheit (ECU) des Fahrzeugs sein kann. Solche Daten können auf einem entfernten Computer oder Server gespeichert sein, mit dem das Fahrzeug kommunizieren kann. Ein solcher Computer oder Server kann Teil eines Cloud-Computing-basierten Systems sein. Das Fahrzeug-Satellitennavigationssystem, die Steuereinrichtung oder das Fahrzeugsteuersystem können dann die Fahrentfernung zu solchen nahegelegenen Ladepunkten berechnen. Alternativ können Daten, die sich auf den Ort benachbarter Ladepunkte beziehen, über ein Kommunikationssystem, wie etwa ein Mobilfunk- oder Wi-Fi-Kommunikationssystem, angefordert und bereitgestellt werden, wenn dies von dem Satellitennavigationssystem des Fahrzeugs, den Steuereinrichtungen oder dem Fahrzeugsteuerungssystem verlangt wird.
  • Der Ort der einen oder der mehreren Ladestationen in der Nähe kann beim Herunterfahren des Fahrzeugs bestimmt werden. Das Herunterfahren des Fahrzeugs kann signalisiert, angezeigt oder bestimmt werden, wenn ein elektrischer Eingang, der den Betrieb des Fahrzeugs signalisiert oder anzeigt, ausbleibt, wenn ein Benutzer einen Schlüssel aus dem Fahrzeug zieht oder wenn ein Benutzer das Fahrzeug verlässt. Alternativ kann der Ort eines oder mehrerer Ladepunkte in der Nähe während des Betriebs des Fahrzeugs bestimmt werden und der letzte bekannte Ort des einen oder der mehreren nahegelegenen Ladepunkte kann beim Herunterfahren des Fahrzeugs gespeichert werden. Der Ort einer oder mehrerer Ladepunkte in der Nähe kann kontinuierlich oder periodisch bestimmt werden. Bei periodischer Bestimmung kann der Zeitraum zwischen der Bestimmung des Ortes eines oder mehrerer Ladepunkte in der Nähe von einer oder mehreren aus der vom Fahrzeug zurückgelegten Entfernung, einer Geschwindigkeit des Fahrzeugs und einer Zeit zwischen den Bestimmungen abhängen.
  • Informationen oder Daten bezüglich des Ortes der einen oder mehreren Ladestationen in der Nähe können in einem Speicher gespeichert werden. Die Informationen oder Daten bezüglich der einen oder mehrere Ladepunkte in der Nähe können verwendet werden, um den minimalen vorbestimmten Ladezustand zu bestimmen, der erforderlich ist, um einen elektrischen Energiepegel in der zweiten Energiespeichereinrichtung bereitzustellen, der ausreicht, damit das Fahrzeug einen erforderlichen Abstand zu dem einen oder den mehreren Ladepunkten zurücklegen kann. Daher kann die zweite Energiespeichereinrichtung ein Minimum an elektrischer Energie aufrechterhalten, das ausreicht, um den einen oder die mehreren Ladepunkte zu erreichen.
  • Der Benutzer kann die Mindestanzahl von erreichbaren Ladepunkten, die dem Benutzer bei der Rückkehr zum Fahrzeug angeboten werden soll, nachdem die zweite Energiespeichereinrichtung den zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie erreicht hat, einstellen. Diese Mindestanzahl erreichbarer Ladepunkte kann durch die maximale Anzahl erreichbarer Ladepunkte begrenzt sein, die beim Herunterfahren des Fahrzeugs verfügbar sind. Wenn sich zum Beispiel fünf Ladepunkte in Reichweite des Fahrzeugs befinden, kann die Anzahl der erreichbaren Ladepunkte, die als Mindestanzahl festgelegt werden kann, die dem Benutzer bei der Rückkehr zum Fahrzeug angeboten wird, nicht mehr als fünf betragen.
  • Die Vorrichtung kann eine Übertragungseingriffseinrichtung umfassen, die eingerichtet ist, um die Übertragung elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung zu übertragen oder zu erleichtern.
  • Die übertragene elektrische Energie bietet den Vorteil, dass das Starten des Fahrzeugs auf normale Weise ermöglicht wird, wodurch die Notwendigkeit für einen Benutzer, das Fahrzeug mit Starthilfe zu starten, vermieden wird.
  • Die zusätzliche elektrische Energie, die zum Starten des Fahrzeugs erforderlich ist, kann in dem vorbestimmten Mindestladezustand enthalten sein, der erforderlich ist, damit das Fahrzeug den nächsten Ladepunkt erreicht. Daher kann der vorbestimmte minimale Ladezustand eine erste Komponente zum Öffnen und/oder Starten des Fahrzeugs und eine zweite Komponente zum Fahren des Fahrzeugs um einen vorbestimmten Abstand zu einem Ladepunkt umfassen.
  • Die Übertragungseingriffseinrichtung kann ein physischer Schalter oder eine Taste sein. Die Übertragungseingriffseinrichtungen können durch einen Schlüsselschlitz bereitgestellt werden, um einen Schalter zu betätigen und/oder Kontaktmittel bereitzustellen, um die Übertragung elektrischer Energie von den zweiten Energiespeichereinrichtungen zu den ersten Energiespeichereinrichtungen in Eingriff zu bringen.
  • Die Übertragungseingriffseinrichtungen können sich im oder am Fahrzeug befinden. Die Übertragungseingriffseinrichtungen können sich im Kofferraum des Fahrzeugs, hinter einer Tankdeckelabdeckung des Fahrzeugs oder unter der Motorhaube des Fahrzeugs befinden.
  • Die Übertragungseingriffseinrichtungen können für den Benutzer über einen Schlüssel zugänglich sein.
  • Dies bietet den Vorteil, eine Sicherheit für die Übertragungseingriffseinrichtungen bereitzustellen, um eine unbefugte Übertragung elektrischer Energie zwischen den zweiten Energiespeichereinrichtungen und den ersten Energiespeichereinrichtungen zu verhindern. Die Übertragung elektrischer Energie kann eine kurze Zeit in Anspruch nehmen. Beispielsweise kann die Übertragung elektrischer Energie bei einer Übertragung zwischen Batterien bis zu einer Minute dauern. Es versteht sich, dass je nach Fahrzeugspezifikation und Anforderungen möglicherweise eine langsamere oder schnellere Energieübertragung möglich ist. Eine Batterie-C-Rate für jede der Batterien kann die Geschwindigkeit der Übertragung elektrischer Energie zwischen Batterien begrenzen.
  • Bei Betätigung der Übertragungseingriffseinrichtungen kann elektrische Energie von den zweiten Energiespeichereinrichtungen zu den ersten Energiespeichereinrichtungen übertragen werden.
  • Sobald die Übertragungseingriffseinrichtung beispielsweise durch Drücken eines physischen Schalters oder Knopfes in Eingriff gebracht wird, stellt die Übertragung elektrischer Energie zwischen der zweiten Energiespeichereinrichtung und der ersten Energiespeichereinrichtung ausreichend elektrische Energie in der ersten Energiespeichereinrichtung bereit, damit der Benutzer auf das Fahrzeug zugreifen und das Fahrzeug starten kann, um das Fahrzeug zu fahren, beispielsweise um das Fahrzeug zum nächstgelegenen Ladepunkt zu fahren. Daher bietet dies den Vorteil, dass der Benutzer zumindest die Tür des Fahrers entriegeln und wegfahren kann, ohne das Fahrzeug mit Starthilfe starten zu müssen.
  • Dies bietet den Vorteil der Übertragung elektrischer Energie an die ersten Energiespeichereinrichtungen, um dem Benutzer den Zugang und das Fahren des Fahrzeugs zu ermöglichen, selbst wenn der vorbestimmte Mindestladezustand für die zweiten Energiespeichereinrichtungen erreicht ist.
  • Die Übertragungseingriffseinrichtungen können eine Einrichtung zum Andocken oder anderweitigen elektrischen Verbinden einer tragbaren elektronischen Vorrichtung mit der Vorrichtung umfassen, wobei die Übertragungseingriffseinrichtungen auf das Andocken oder die elektrische Verbindung der tragbaren elektronischen Vorrichtung ansprechen, um elektrische Energie von den zweiten Energiespeichereinrichtungen zu den ersten Energiespeichereinrichtungen zu übertragen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren bereitgestellt, das Folgendes umfasst: Übertragen elektrischer Energie von einer zweiten Energiespeichereinrichtung auf eine erste Energiespeichereinrichtung, wenn ein in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherter Pegel elektrischer Energie unter einem ersten Schwellenwert für elektrische Energie liegt und ein in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherter Pegel elektrischer Energie oberhalb eines zweiten Schwellenwerts für elektrische Energie liegt.
  • Das Verfahren kann das Messen des Niveaus der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie und das Messen des Niveaus der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie umfassen.
  • Das Verfahren kann das Bestimmen, ob der Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt und das Bestimmen, ob der Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt, umfassen.
  • Das Verfahren kann das Stoppen oder das Verhindern der Übertragung von elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung umfassen, wenn der Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie unter den zweiten elektrischen Energieschwellenwert fällt.
  • Das Verfahren kann das Stoppen oder das Verhindern der Übertragung von elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung umfassen, wenn der Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie anschließend über einen dritten Schwellenwert für die elektrische Energie steigt.
  • Das Verfahren kann das Stoppen oder das Verhindern der Übertragung elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung umfassen, wenn die Frequenz der Übertragung elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung einen Schwellenfrequenzwert überschreitet.
  • Der zweite Schwellenwert für die elektrische Energie kann ein vorbestimmter Mindestladezustand sein.
  • Das Verfahren kann umfassen, dass der vorbestimmte Mindestladezustand durch einen Benutzer ausgewählt wird. Somit kann der vorbestimmte Ladezustand vom Benutzer ausgewählt werden. Eine Benutzereingabe kann vorgesehen sein, damit der Benutzer den wählbaren vorbestimmten Ladezustand eingeben kann.
  • Der vorbestimmte minimale Ladezustand kann eingestellt werden, um einen elektrischen Energiepegel in der zweiten Energiespeichereinrichtung bereitzustellen, der ausreicht, dass das Fahrzeug eine Entfernung zu einem oder mehreren Ladepunkten zurücklegt.
  • Das Verfahren kann das Bestimmen der Entfernung von einem oder mehreren Ladepunkten aus Satellitennavigationsdaten in Verbindung mit Daten bezüglich des Ortes des einen oder der mehreren Ladepunkte in der Nähe umfassen.
  • Das Verfahren kann das Bestimmen des Ortes des einen oder der mehreren Ladepunkte in der Nähe beim Herunterfahren des Fahrzeugs umfassen.
  • Das Verfahren kann das Übertragen elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung bei Betätigung einer Übertragungseingriffseinrichtung umfassen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, die das oben beschriebene Verfahren ausführt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Fahrzeug bereitgestellt, das eine Vorrichtung wie oben beschrieben oder eine Steuereinrichtung wie oben beschrieben umfasst.
  • Das Fahrzeug kann ein Elektrofahrzeug sein, beispielsweise ein Batterie-Elektrofahrzeug. Alternativ kann das Fahrzeug ein Hybridelektrofahrzeug sein. Wenn das Fahrzeug ein Hybridelektrofahrzeug ist, sorgen die Vorrichtung und das Verfahren ohne Verwendung eines Verbrennungsmotors für den Start und den Antrieb des Fahrzeugs. Dies kann daher vorteilhaft sein, wenn das Hybridelektrofahrzeug keinen Kraftstoff zum Betreiben der Brennkraftmaschine hat oder wenn der Betrieb der Brennkraftmaschine unerwünscht ist.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das Anweisungen umfasst, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass eine Vorrichtung elektrische Energie von einer zweiten Energiespeichereinrichtung zu einer ersten Energiespeichereinrichtung überträgt, wenn ein Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt und ein Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm bereitgestellt, das Anweisungen umfasst, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, ein System dazu veranlassen, das oben beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein nicht-transientes computerlesbares Medium bereitgestellt, das ein Computerprogramm wie oben beschrieben umfasst.
  • Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Steuereinrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt, die zum Übertragen elektrischer Energie von einer zweiten Energiespeichereinrichtung zu einer ersten Energiespeichereinrichtung angeordnet ist, wenn der Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt und der Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt.
  • Die Vorrichtung kann als ein Modul bereitgestellt werden, das die Steuereinrichtung und eine oder mehrere einer ersten Energiespeichereinrichtung, einer zweiten Energiespeichereinrichtung, einer Spannungspegelumwandlungseinrichtung, einer ersten Messeinrichtung, einer zweiten Messeinrichtung, einer Übertragungseingriffseinrichtung, eines Speichers und eines Satellitennavigationssystems umfasst.
  • Die Vorrichtung kann zur Verwaltung von Fahrzeugenergiespeichereinrichtungen dienen. Die Vorrichtung kann zur Verwaltung von Fahrzeug-Energiespeichereinrichtungen in einem Fahrzeug mit mehreren Energiespeichereinrichtungen dienen. Die Vorrichtung kann zur Verwaltung von Fahrzeug-Energiespeichereinrichtungen in einem batterieelektrischen Fahrzeug dienen.
  • Innerhalb des Umfangs dieser Anmeldung wird ausdrücklich beabsichtigt, dass die verschiedenen Aspekte, Ausführungsformen, Beispiele und Alternativen, die in den vorhergehenden Absätzen, in den Patentansprüchen und/oder in der folgenden Beschreibung und den Zeichnungen dargestellt werden, und insbesondere deren individuellen Merkmale, unabhängig voneinander oder in einer beliebigen Kombination berücksichtigt werden können. Dies bedeutet, dass alle Ausführungsformen und/oder Merkmale einer beliebigen Ausführungsform auf beliebige Art und/oder beliebige Kombination kombiniert werden können, sofern diese Merkmale nicht inkompatibel sind. Der Anmelder behält sich das Recht vor, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu ändern oder einen beliebigen neuen Patentanspruch entsprechend einzureichen, einschließlich des Rechts, jeden beliebigen ursprünglich eingereichten Patentanspruch zu verändern, um von einem beliebigen Merkmal eines beliebigen anderen Patentanspruchs abzuhängen und/oder dieses zu integrieren, obwohl es auf diese Art und Weise zuvor nicht beansprucht wurde.
  • Figurenliste
  • Eine oder mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen werden nun nur beispielshalber unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben; hierbei zeigen:
    • 1 ein Beispiel einer Vorrichtung;
    • 2 ein Beispiel einer Steuereinrichtung;
    • 3 ein Beispiel einer Vorrichtung;
    • 4 ein Beispiel einer Vorrichtung;
    • 5 ein Beispiel eines Verfahrens;
    • 6 ein Beispiel eines Verfahrens; und
    • 7 ein Beispiel eines Fahrzeugs.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Beispiele der vorliegenden Offenbarung betreffen Mittel zum Übertragen elektrischer Energie von einer zweiten Energiespeichereinrichtung zu einer ersten Energiespeichereinrichtung. Einige Beispiele sind für Fahrzeuge mit einer ersten Energiespeichereinrichtung, wie einer Batterie, geeignet, zur Bereitstellung elektrischer Energie für elektrische Fahrzeugsysteme, wie z. B. elektronischen Zugangskontrollen, und mit einer zweiten Energiespeichereinrichtung, wie z. B. einer Batterie, zur Bereitstellung elektrischer Energie für einen oder mehrere Elektromotoren, die zum Bereitstellen von Bewegungsenergie für das Fahrzeug betrieben werden können. Elektrische Energie kann von den zweiten Energiespeichereinrichtungen zu den ersten Energiespeichereinrichtungen übertragen werden, um den Betrieb von elektrischen Fahrzeugsystemen aufrechtzuerhalten. Ein minimaler Energieschwellenwert für die zweite Energiespeichereinrichtung gewährleistet, dass das Fahrzeug auch dann gefahren werden kann, wenn das Fahrzeug längere Zeit nicht betrieben worden ist.
  • Ein technischer Effekt von mindestens einigen Beispielen der Offenbarung besteht darin, dass in der zweiten Energiespeichereinrichtung ein Energieniveau ungleich null gehalten wird, um zu ermöglichen, dass das Fahrzeug vom Benutzer gefahren wird, unabhängig davon, wie lange das Fahrzeug unbeaufsichtigt bleibt.
  • Die Figuren zeigen eine Vorrichtung 10-1, 10-2, 10-3 für ein Fahrzeug 100, umfassend: eine erste Energiespeichereinrichtung 12 zum Speichern elektrischer Energie; eine zweite Energiespeichereinrichtung 14 zum Speichern elektrischer Energie; und eine Steuereinrichtung 16, die angeordnet ist, um elektrische Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung 14 zu der ersten Energiespeichereinrichtung 12 zu übertragen, wenn der Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung 12 gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt und der Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung 14 gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt.
  • 1 zeigt eine Vorrichtung 10-1 oder ein System, das für ein Fahrzeug 100 geeignet ist. Die Vorrichtung 10-1 oder das System können für ein Auto geeignet sein. In dem Beispiel von 7 ist eine Vorrichtung 10, die beispielsweise eine der Vorrichtungen 10-1, 10-2 oder 10-3 sein kann, in einem Fahrzeug 100 enthalten. In dem Beispiel von 1 ist die erste Energiespeichereinrichtung 12 eine Batterie, wie beispielsweise eine Niederspannungsbatterie, beispielsweise eine 12-Volt-Batterie, die dazu verwendet wird, um elektrischen Strom an elektrische Fahrzeugsysteme bereitzustellen, von denen jedes eine elektrische Last bereitstellt. Zu den elektrischen Lasten zählen die Sicherheitssysteme des Fahrzeugs, Sensoren und Systeme zur Erkennung von Schlüsseln oder Zugangskontakten sowie eine Reihe anderer Systeme, von denen einige für den Betrieb des Fahrzeugs wesentlich sind. Einige der elektrischen Lasten ziehen aus den ersten Energiespeichereinrichtungen auch dann einen Ruhestrom, wenn das Fahrzeug nicht benutzt wird. Dieser Strom unterstützt die Funktionen von Systemen, die sich nicht vollständig ausschalten können, beispielsweise weil sie den Zeitablauf verfolgen müssen oder die Betätigung eines Funkschlüssels erfassen.
  • Selbst wenn das Fahrzeug nicht verwendet wird, nimmt daher die in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherte Ladung allmählich ab. Eine solche Batterie kann als vollständig aufgeladen betrachtet werden, wenn der Spannungspegel 12,6 Volt beträgt, gemessen an den Klemmen der Batterie. In einem Beispiel eines batterieelektrischen Fahrzeugs kann die erste Energiespeichereinrichtung 12 eine 20 Ah-Batterie sein, die unter Ruhestrombedingungen in nicht weniger als zwölf Tagen entladen werden kann. In einem Beispiel eines Hybridelektrofahrzeugs kann die erste Energiespeichereinrichtung 12 eine 80 Ah-Batterie sein, die in nicht weniger als fünfzig Tagen entladen werden kann. Die Kapazität einer Batterie für ein Hybrid-Elektrofahrzeug kann aufgrund der Erfordernisse des elektrischen Systems, die mit dem Betrieb des Verbrennungsmotors des Hybrid-Elektrofahrzeugs verbunden sind, größer als die eines Batterie-Elektrofahrzeugs sein. Es versteht sich jedoch, dass abhängig von den Anforderungen und Spezifikationen des Fahrzeugs andere Kapazitäten der Batterie in solchen Elektrofahrzeugen verwendet werden können.
  • Die zweite Energiespeichereinrichtung 14 ist eine Batterie, wie beispielsweise eine Hochspannungsbatterie, beispielsweise eine 200-Volt-Batterie, die dazu verwendet wird, eine elektrische Maschine oder einen Fahrmotor, der /die verwendet wird/werden, um dem Fahrzeug 100 eine Bewegungskraft bereitzustellen, mit Strom zu versorgen. Der Traktionsmotor wird verwendet, um elektrische Leistung von den zweiten Energiespeichereinrichtungen 14 in mechanische Kraft umzuwandeln, die zum Bewegen des Fahrzeugs 100 verwendet werden kann. Während des Bremsens kann der Fahrmotor als Generator betrieben werden, um elektrischen Strom zum Laden der zweiten Energiespeichereinrichtung 14 zu erzeugen.
  • In alternativen Beispielen kann die Vorrichtung 10-1, 10-2, 10-3 anstelle oder zusätzlich zu den Batterien Kondensatoren wie Superkondensatoren umfassen.
  • Eine Steuereinrichtung 16 in Form einer elektronischen Steuereinrichtung ist angeordnet, um elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie 14 zu der Niederspannungsbatterie 12 zu übertragen, wenn der Pegel der in der Niederspannungsbatterie 12 gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt und der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt.
  • 2 zeigt ein Beispiel einer Steuereinrichtung 16 in Form einer elektronischen Steuerung. Die elektronische Steuerung 16 kann ein Chip oder ein Chipsatz sein. Die elektronische Steuerung 16 kann einen Teil eines oder mehrerer Systeme bilden, die in einem Fahrzeug 100 enthalten sind, das ein in dem Fahrzeug 100 enthaltenes Batteriemanagementsystem bereitstellen kann, beispielsweise das in 7 dargestellte Fahrzeug 100.
  • Die Implementierung der elektronischen Steuerung 16 kann in Form einer Steuerungsschaltung erfolgen. Die elektronische Steuerung 16 kann nur in Hardware implementiert sein, bestimmte Aspekte in der Software aufweisen, einschließlich Firmware, oder kann eine Kombination aus Hardware und Software (einschließlich Firmware) sein.
  • Wie in 2 dargestellt, kann die elektronische Steuerung 16 unter Verwendung von Befehlen implementiert werden, die eine Hardwarefunktionalität ermöglichen, zum Beispiel durch das Verwenden ausführbarer Anweisungen 70 eines Computerprogramms 62 in einem Universal- oder Spezialprozessor 64, der auf einem computerlesbaren Speichermedium 68 (Platte, Speicher usw.) gespeichert sein kann, um von einem solchen Prozessor 64 ausgeführt zu werden.
  • Der Prozessor 64 ist dazu konfiguriert, aus dem Speicher 66 zu lesen und in diesen zu schreiben. Der Prozessor 64 kann auch eine Ausgabeschnittstelle, über die Daten und/oder Befehle durch den Prozessor 64 ausgegeben werden, und eine Eingabeschnittstelle, über die Daten und/oder Befehle in den Prozessor 64 eingegeben werden, umfassen.
  • Der Speicher 66 speichert ein Computerprogramm 62, das Computerprogrammanweisungen 70 (Computerprogrammcode) umfasst, die den Betrieb der elektronischen Steuerung 16 steuern, wenn sie in den Prozessor 64 geladen werden. Die Computerprogrammanweisungen 70 des Computerprogramms 62 stellen die Logik und die Routinen bereit, die es dem System ermöglichen, mindestens einige der Blöcke der in den 5 und 6 dargestellten Verfahren auszuführen. Der Prozessor 64 ist durch Lesen des Speichers 66 imstande, das Computerprogramm 62 zu laden und auszuführen.
  • Die elektronische Steuerung 16 umfasst daher: mindestens einen Prozessor 64; und mindestens einen Speicher 66, der Computerprogrammcode enthält, wobei der mindestens eine Speicher 66 und der Computerprogrammcode so konfiguriert sind, dass sie mit dem mindestens einen Prozessor 64 veranlassen, dass die elektronische Steuerung 16 zumindest Folgendes ausführt: Übertragen elektrischer Energie von einem zweiten Energiespeichermittel 14 auf ein erstes Energiespeichermittel 12, wenn ein in der ersten Energiespeichereinrichtung 12 gespeicherter Pegel elektrischer Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt und ein Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung 14 gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten Schwellenwert für elektrische Energie liegt.
  • Wie in 2 dargestellt, kann das Computerprogramm 62 über einen geeigneten Zustellmechanismus 68 bei der elektronischen Steuerung 16 eintreffen. Der Zustellmechanismus kann beispielsweise ein nicht-transientes computerlesbares Speichermedium, ein Computerprogrammprodukt, eine Speichervorrichtung, ein Aufzeichnungsmedium, wie beispielsweise ein Nur-Lese-Compact-CD-Speicher (CD-ROM), Digital Versatile Disc (DVD) oder ein Herstellungsartikel, der das Computerprogramm 62 konkret verkörpert, sein. Der Zustellmechanismus kann ein Signal sein, das konfiguriert ist, um das Computerprogramm 62 zuverlässig zu übertragen. Die elektronische Steuerung 16 kann das Computerprogramm 62 als Computerdatensignal ausbreiten oder übertragen.
  • Obwohl der Speicher 66 als eine einzige Komponente/Schaltungsanordnung dargestellt ist, kann er als eine oder mehrere separate Komponenten/Schaltungsanordnungen realisiert sein, von denen einige oder alle integriert/entfernbar sein können, und/oder einen permanenten/halbpermanenten/dynamischen/Cache-Speicher bereitstellen.
  • Obwohl der Prozessor 64 als eine einzige Komponente/Schaltungsanordnung dargestellt ist, kann er als eine oder mehrere separate Komponente(n)/Schaltungsanordnung(en) realisiert sein, von denen einige oder alle integriert/entfernbar sein können. Der Prozessor 64 kann ein Einzelkern- oder Mehrkernprozessor sein.
  • Bezugnahmen auf „computerlesbares Speichermedium“, „Computerprogrammprodukt“, „greifbar verkörpertes Computerprogramm“ usw. oder „Steuergerät“, „Computer“, „Prozessor“ usw. sollten derart verstanden werden, dass sie nicht nur Computer mit verschiedenen Architekturen, wie etwa Einzel-/Mehrprozessorarchitekturen und sequentielle (Von-Neumann-)/parallele Architekturen einschließen, sondern auch spezialisierte Schaltkreise, wie etwa Field-Programmable Gate-Arrays (FPGA), anwendungsspezifische Schaltkreise (application specific circuits - ASIC), Signalverarbeitungsvorrichtungen und andere Verarbeitungsschaltkreise. Bezugnahmen auf Computerprogramm, Anweisungen, Code usw. sollten derart verstanden werden, dass sie Software für einen programmierbaren Prozessor oder Firmware enthalten, wie zum Beispiel den programmierbaren Inhalt einer Hardwarevorrichtung, gleich, ob sie Anweisungen für einen Prozessor oder Konfigurationseinstellungen für eine Vorrichtung mit fester Funktion, ein Gate-Array oder eine Vorrichtung mit programmierbarer Logik usw. sind.
  • Zurückkehrend zu 1 ist bis die Hochspannungsbatterie 14 auf einen vorbestimmten elektrischen Energieschwellenwert für die Hochspannungsbatterie 14 entleert, ist die elektronische Steuerung 16 dazu eingerichtet, das Laden der Niederspannungsbatterie 12 von der Hochspannungsbatterie 14 zu steuern, wenn die Niederspannungsbatterie 12 unter einem vorbestimmten Schwellenwert für die elektrische Energie für die Niederspannungsbatterie 12 liegt. Der vorbestimmte Schwellenwert für die elektrische Energie für die Niederspannungsbatterie 12 kann eine gemessene Spannung zwischen den zwei Anschlüssen der Batterie sein und kann beispielsweise 12,5 Volt betragen.
  • Um das Laden einer Niederspannungsbatterie 12 von einer Hochspannungsbatterie 14 zu ermöglichen, ist es erforderlich, eine Spannungspegelumwandlungseinrichtung 18 vorzusehen, beispielsweise in Form eines Gleichspannungswandlers 18 für einen Gleichspannungspegel, wie in 3 gezeigt. Der Gleichspannungswandler für Gleichspannungspegel wandelt Hochspannungsstrom von der Hochspannungsbatterie 14 in Niederspannungsstrom um, der für die Niederspannungsbatterie 12 geeignet ist.
  • Wenn die Energie von einer Hochspannungsbatterie 14 zu einer Niederspannungsbatterie 12 übertragen wird, ist ein Abwärtswandler 18 erforderlich, beispielsweise ein Gleichspannung zu Gleichspannung -Abwärtswandler 18. In anderen Beispielen können die Spannung der ersten Energiespeichereinrichtung 12 und die Spannung der zweiten Energiespeichereinrichtung 14 gleich sein, so dass ein Spannungspegelumwandlungsmittel 18 nicht erforderlich ist.
  • Die von einer Batterie erzeugte Spannung hängt zumindest teilweise vom Ladezustand der Batterie ab. Zur Bestimmung des Ladezustands der Niederspannungsbatterie kann daher eine erste Messeinrichtung 20 in Form einer ersten Spannungspegelüberwachungseinrichtung vorgesehen sein. Zur Bestimmung des Ladezustands der Hochspannungsbatterie kann eine zweite Messeinrichtung 22 in Form einer zweiten Spannungspegelüberwachungseinrichtung vorgesehen sein.
  • In dem Beispiel von 3 umfasst die Vorrichtung 10-2 ähnliche Komponenten wie die Vorrichtung 10-1, die durch ähnlich bezeichnete Komponenten gezeigt ist, und umfasst zusätzlich eine separate erste Spannungspegel-Überwachungsvorrichtung 20 und eine zweite Spannungspegel-Überwachungsvorrichtung 22. In anderen Beispielen kann die Funktion der ersten Spannungspegelüberwachungsvorrichtung 20 und der zweiten Spannungspegelüberwachungsvorrichtung 22 durch eine einzige Spannungspegelüberwachungsvorrichtung bereitgestellt werden, die in der Lage ist, Spannungsbereiche zu messen, die sowohl die Niederspannungsbatterie 12 als auch die Hochspannungsbatterie 14 abdecken, wobei die einzige Spannungsüberwachungsvorrichtung sowohl mit der Niederspannungsbatterie 12 als auch mit der Hochspannungsbatterie 14 mit oder ohne dazwischenliegende Komponenten wirksam verbunden ist.
  • Die Schwellenwerte für das Laden und Entladen der Niederspannungsbatterie 12 und der Hochspannungsbatterie 14 können als gemessene Spannung ausgedrückt werden. Da die von einer Batterie erzeugte Spannung auch durch die Temperatur beeinflusst werden kann, kann die Temperatur der Niederspannungsbatterie 12 durch die erste Messeinrichtung 20 gemessen werden und die Temperatur der Hochspannungsbatterie 14 kann durch die zweite Messeinrichtung 22 gemessen werden. Alternativ können separate Temperaturmessmittel, beispielsweise in Form von Thermoelementen, Widerstandstemperaturfühlern, Thermistoren oder einem Thermostat, wie einem Bimetallthermostat, verwendet werden, um die Temperatur der jeweiligen Batterien oder an der Batterie zu messen. Dies kann die Genauigkeit der Messung des Ladezustands der Batterie verbessern.
  • In alternativen Anordnungen kann der Ladezustand einer Batterie unter Verwendung von Stromintegrationstechniken gemessen werden, wobei der Ladezustand der Batterie berechnet wird, indem der Batteriestrom gemessen und rechtzeitig integriert wird. Unter solchen Umständen können die Schwellenwerte für die elektrische Energie für die Niederspannungsbatterie 12 und die Hochspannungsbatterie 14 als integrierte Batterieströme für jede jeweilige Batterie ausgedrückt werden.
  • In einem Beispiel misst die erste Spannungspegel-Überwachungsvorrichtung 20 periodisch den Spannungspegel der Niederspannungsbatterie 12 an den zwei Anschlüssen der Niederspannungsbatterie 12. Wenn die gemessene Spannung bei oder über dem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt, ist die Niederspannungsbatterie 12 ausreichend aufgeladen, und die elektronische Steuerung 16 sorgt für keine Aufladung der Niederspannungsbatterie 12. Indem die Niederspannungsbatterie 12 nur periodisch geprüft wird, minimiert die elektronische Steuerung 16 die Energie, die beim Überwachen der Niederspannungsbatterie 12 verbraucht wird.
  • Nach einer vorbestimmten Zeitdauer, beispielsweise dreißig Minuten, misst die erste Spannungspegel-Überwachungsvorrichtung 20 erneut den Spannungspegel der Niederspannungsbatterie 12 an den zwei Anschlüssen der Niederspannungsbatterie 12. Wenn die gemessene Spannung weiterhin auf oder über dem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt, ist die Niederspannungsbatterie 12 ausreichend aufgeladen, und die elektronische Steuerung 16 sorgt für keine Aufladung der Niederspannungsbatterie 12.
  • Wenn jedoch die gemessene Spannung unter den ersten Schwellenwert für die elektrische Energie fällt, dann hat die Niederspannungsbatterie 12 eine unzureichende Ladung, und die elektronische Steuerung 16 arbeitet, um das Laden der Niederspannungsbatterie 12 von der Hochspannungsbatterie 14 über den Gleichspannungswandler 18 zu erreichen. Um jedoch das Laden der Niederspannungsbatterie 12 von der Hochspannungsbatterie 14 zu ermöglichen, muss die Hochspannungsbatterie eine angemessene Ladung aufweisen.
  • Die zweite Spannungspegelüberwachungseinrichtung 22 misst daher den Spannungspegel der Hochspannungsbatterie 14 an den beiden Anschlüssen der Hochspannungsbatterie 14. Wenn die gemessene Spannung unter dem zweiten elektrischen Energieschwellenwert liegt, ist die Hochspannungsbatterie 14 nicht ausreichend aufgeladen, und die elektronische Steuerung 16 verhindert ein Laden der Niederspannungsbatterie 12 mit der Hochspannungsbatterie 14. Wenn jedoch die gemessene Spannung über dem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt, ist die Hochspannungsbatterie 14 ausreichend aufgeladen und die elektronische Steuerung 16 sorgt für das Laden der Niederspannungsbatterie 12.
  • In anderen Beispielen kann der Zeitraum zwischen den Messungen in Abhängigkeit von den gemessenen Spannungspegeln angepasst werden. Zum Beispiel dann, wenn sich beispielsweise der Spannungspegel der Niederspannungsbatterie 12 dem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie nähert, während die Batterie den Ruhestrom für die elektrischen Fahrzeugsysteme bereitstellt, wobei die Zeitspanne zwischen den Spannungsmessungen abnimmt, um die Zeit genauer zu bestimmen, zu der die Spannung der Niederspannungsbatterie 12 unter den ersten Schwellenwert für die elektrische Energie fällt. Wenn zum Beispiel die Spannung der Niederspannungsbatterie 12 auf 12,55 Volt abnimmt, kann sich die Zeitspanne zwischen den Messungen auf fünfzehn Minuten verringern.
  • In dem obigen Beispiel ist die Messung des Spannungspegels der Hochspannungsbatterie 14 von der Messung des Spannungspegels der Niederspannungsbatterie 12 abhängig, was auf eine unzureichende Ladung in der Niederspannungsbatterie 12 hinweist. Dies minimiert die Verarbeitung in der elektronischen Steuerung 16 und minimiert den Energieverbrauch bei der Überwachung des Batteriezustands für die Hochspannungsbatterie 14. In anderen Beispielen kann der Spannungspegel jeder der Niederspannungsbatterie 12 und der Hochspannungsbatterie 14 unabhängig vom Zustand der anderen Batterie ausgeführt werden.
  • Wenn die Niederspannungsbatterie 12 oder eine an die Niederspannungsbatterie 12 angeschlossene Last einen Fehler aufweist oder entwickelt, der dazu führt, dass sich die Niederspannungsbatterie 12 unkontrolliert entlädt, könnte die Hochspannungsbatterie innerhalb einer kurzen Zeitspanne auf den zweiten elektrischen Energieschwellenwert entladen werden. Um eine fehlerhafte und/oder übermäßige Entladung der Hochspannungsbatterie 14 zu verhindern, kann die elektronische Steuerung 16 ein Laden der Niederspannungsbatterie 12 mit der Hochspannungsbatterie 14 verhindern, wenn die Ladefrequenz der Niederspannungsbatterie 12 einen Schwellenfrequenzwert überschreitet. Mit anderen Worten wird die Entladung der Hochspannungsbatterie 14 verhindert, wenn die Niederspannungsbatterie 12 zu regelmäßig aufgeladen wird.
  • Der Schwellenfrequenzwert kann von dem Ruhestrom abhängen, der der Last an der Niederspannungsbatterie 12 bereitgestellt wird, und kann beispielsweise einen Stromverbrauch von 110 % eines erwarteten Stromverbrauchs unter Ruhestrombedingungen anzeigen. In anderen Beispielen kann die Stromsenke 150 % oder 200 % der erwarteten Stromsenke unter Ruhestrombedingungen betragen. Andere Werte der Stromsenke können ausgewählt werden, um einen Fehlerzustand anzuzeigen.
  • Zusätzlich oder alternativ kann die elektronische Steuerung 16 ein Laden der Niederspannungsbatterie 12 mit der Hochspannungsbatterie 14 verhindern, wenn die Zeitdauer, in der ein Laden von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 erfolgt, eine vorbestimmte Schwellenzeit überschreitet. Wenn zum Beispiel das Laden von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 länger als eine vorbestimmte Zeit dauert, beispielsweise 1 Minute, dann kann die elektronische Steuerung 16 ein weiteres Laden der Niederspannungsbatterie 12 verhindern. Die Schwellenzeit kann auf der Grundlage von Fahrzeugeigenschaften wie dem Ruhestrom, der unter Ruhebedingungen für das Fahrzeug erwartet wird, vorbestimmt sein. Die Schwellenzeit kann von der Batteriekapazität oder der Chemie abhängen.
  • Bei Beendigung oder Verhinderung des Ladens der Niederspannungsbatterie 12 unter solchen Fehlerbedingungen kann ein Fehler von der elektronischen Steuerung 16 protokolliert werden. Ein solcher Fehler kann später diagnostiziert und behoben werden. In einigen Beispielen verhindert die Erkennung eines Fehlers weitere Aufladeversuche. In einigen Beispielen können weitere Ladeversuche durchgeführt und zusätzliche Fehler protokolliert werden, wenn nachfolgende Ladeversuche weitere Fehlerzustände anzeigen.
  • Unter einer Fehlerbedingung kann dem Benutzer des Fahrzeugs 100 eine Fehleranzeige bereitgestellt werden, indem eine Fehleranzeige am Fahrzeug und/oder durch Kommunikation mit dem Benutzer des Fahrzeugs unter Verwendung von Fernkommunikationsmitteln bereitgestellt wird. In einigen Beispielen kann eine einzelne Fehlerbedingung die Fehleranzeige auslösen. In einigen Beispielen kann eine vorbestimmte Anzahl protokollierter Fehlerzustände erforderlich sein, um die Fehleranzeige auszulösen.
  • In einem Beispiel kann eine Anzeige, die sich auf dem Armaturenbrett des Fahrzeugs befindet, ein Batterieproblem anzeigen, und/oder ein akustisches Signal kann dem Benutzer bereitgestellt werden, wenn versucht wird, das Fahrzeug 100 zu starten.
  • Die elektronische Steuerung 16 kann eingerichtet sein, um das Senden einer Nachricht, die an einem mobilen Gerät des Benutzers empfangen werden soll, beispielsweise einer Kurznachrichtendienstnachricht (SMS), einer Sprachnachricht oder einer E-Mail, an den Benutzer über ein Telekommunikationsnetz zu ermöglichen.
  • In einem Beispiel kann eine SMS-Nachricht an den Benutzer des Fahrzeugs 100 gesendet werden, die einen Fehler in oder an der Niederspannungsbatterie 12 oder eine Belastung der Niederspannungsbatterie 12 anzeigt. Eine solche Nachricht kann zu dem Zeitpunkt gesendet werden, zu dem der Fehler protokolliert wird, so dass der Benutzer des Fahrzeugs 100 den Fehler vor der Rückkehr zum Fahrzeug 100 erfahren kann.
  • Sobald das Laden der Niederspannungsbatterie 12 begonnen hat, misst die erste Spannungspegel-Überwachungsvorrichtung 20 periodisch den Spannungspegel der Niederspannungsbatterie 12 an den zwei Anschlüssen der Niederspannungsbatterie 12, um zu bestimmen, ob der Spannungspegel auf einen dritten Schwellenwert für elektrische Energie gestiegen ist oder diesen übersteigt. Wenn der Spannungspegel auf den dritten Schwellenwert für die elektrische Energie gestiegen ist oder darüber liegt, arbeitet die elektronische Steuerung, um ein weiteres Laden der Niederspannungsbatterie 12 zu stoppen oder zu verhindern, da ansonsten die elektronische Steuervorrichtung 16 weiterhin das Laden der Niederspannungsbatterie 12 ermöglicht.
  • Der dritte Schwellenwert für die elektrische Energie ist größer als der erste Schwellenwert für die elektrische Energie, um die Häufigkeit des Startens und Stoppens des Ladens der Niederspannungsbatterie 12 zu minimieren. Der dritte Schwellenwert für die elektrische Energie kann so eingestellt werden, dass er auf einem Spannungspegel liegt, so, dass erwartet wird, dass die Niederspannungsbatterie 12 unter Ruhestromverbrauchsniveaus nicht wieder den ersten elektrischen Energieschwellenwert unterschreitet, bis mindestens eine Messperiode, beispielsweise dreißig Minuten, vergangen ist.
  • In einer beispielhaften Anordnung wird der zweite Schwellenwert für die elektrische Energie so eingestellt, dass er einem vorbestimmten minimalen Ladezustand für die Hochspannungsbatterie 14 entspricht. Dieser zweite Schwellenwert für die elektrische Energie kann einem Prozentsatz des vollständig geladenen Werts der Hochspannungsbatterie 14 entsprechen und kann in einigen Beispielen auf einem Pegel wie etwa 25 % des vollständig geladenen Werts der Hochspannungsbatterie 14 festgelegt sein.
  • Andere Werte des zweiten Schwellenwerts für die elektrische Energie können vom Benutzer eingestellt oder ausgewählt werden, um einen bestimmten Bereich für das Fahrzeug in der Hochspannungsbatterie 14 zu reservieren.
  • In alternativen Beispielen kann der Benutzer in der Lage sein, einen anderen Wert für den zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie zu bestimmen, basierend auf seinen Anforderungen, dass er beispielsweise weiss, dass er nach einer beträchtlichen Zeit des Stehenlassens des Fahrzeugs 100 eine vorbestimmte Entfernung ohne Aufladung benötigen oder diese fahren muss. Zum Beispiel kann der Benutzer das Fahrzeug 100 an einem Flughafen parken, bevor er sich in einen längeren Urlaub begibt, und das Fahrzeug 100 gesperrt lassen und Sicherheitsmaßnahmen an dem Fahrzeug 100 aktivieren, wodurch ein Ruhestrom aus der Niederspannungsbatterie 12 gezogen wird. Der Benutzer kann dann von dem verlängerten Urlaub zurückkehren und nach Hause fahrenwollen, ohne das Fahrzeug 100 auf der Route aufladen zu müssen, beispielsweise an der nächstgelegenen Ladestelle. Zu diesem Zweck kann der Benutzer verlangen, dass der zweite Schwellenwert für die elektrische Energie auf einen anderen Wert eingestellt wird, beispielsweise 50 %. Die Einstellung des zweiten Schwellenwerts für die elektrische Energie, auf einen höheren oder weniger hohen Pegel kann vorübergehend sein und kann beispielsweise nach dem nächsten Laden der Hochspannungsbatterie 14 zurückgesetzt werden. Alternativ kann die Einstellung des zweiten elektrischen Energie-Schwellenwerts auf einen mehr oder weniger hohen Pegel halbpermanent sein und nur dann erneut angepasst werden, wenn der Benutzer einen neuen zweiten elektrischen Energie-Schwellenwert eingibt.
  • In einem anderen Beispiel kann der zweite Schwellenwert für die elektrische Energie so eingestellt werden, dass er einen Pegel an elektrischer Energie in der Hochspannungsbatterie 14 bereitstellt, der ausreicht, dass das Fahrzeug 100 einen erforderlichen Abstand zu einem oder mehreren Ladepunkten zurücklegt. Daten bezüglich des Ortes des einen oder der mehreren Ladepunkte können in einem Satellitennavigationssystem 24 gespeichert oder diesem zugeordnet sein, wie in 4 dargestellt. In dem Beispiel von 4 umfasst die Vorrichtung 10-3 ähnliche Komponenten wie die Vorrichtung 10-1 und die Vorrichtung 10-2, die durch ähnlich bezeichnete Komponenten gezeigt sind, und umfasst zusätzlich das Satellitennavigationssystem 24.
  • Die Daten bezüglich des Ortes des einen oder der mehreren Ladepunkte können in einem Speicher 26 im Fahrzeug entweder im Satellitennavigationssystem 24 oder von diesem entfernt gespeichert sein. Die Entfernung zu der einen oder den mehreren Ladestationen kann dann aus Satellitennavigationsdaten in Verbindung mit den Daten bezüglich des Ortes der einen oder der mehreren Ladestationen in der Nähe bestimmt werden. Die Bestimmung kann in dem Fahrzeug-Satellitennavigationssystem 24, in der elektronischen Steuerung 16 oder in einem separaten Fahrzeugsteuersystem erfolgen. Der Ort eines oder mehrerer Ladepunkte innerhalb der Reichweite des Fahrzeugs 100 kann dann dem Benutzer zur Auswahl bereitgestellt werden. Das Satellitennavigationssystem 24 kann den Benutzer dann zu dem ausgewählten Ladepunkt leiten.
  • Die Anzahl der Ladepunkte, die als Ladepunkte in der Nähe bestimmt werden, kann durch die Verfügbarkeit von Ladepunkten innerhalb verschiedener Bereiche des Fahrzeugs 100 bestimmt werden, die die Anzahl der Ladepunkte innerhalb des maximalen Bereichs des Fahrzeugs 100 und/oder durch vom Benutzer festgelegte Präferenzen umfassen können.
  • Der Benutzer kann zum Beispiel eine Mindestanzahl verfügbarer Ladepunkte auf fünf festlegen, um eine Auswahl an Ladepunkten bereitzustellen, wenn er zum Fahrzeug 100 zurückkehrt. Dies kann dann den erforderlichen Bereich des Fahrzeugs 100 vorgeben, um die minimale Anzahl verfügbarer Ladepunkte zu erfüllen, und somit den zweiten Schwellenwert für die elektrische Energiespannung festlegen, um einen elektrischen Energiepegel in der Hochspannungsbatterie 14 bereitzustellen, der ausreicht, damit das Fahrzeug 100 eine erforderliche Entfernung zu den am weitesten entfernten Ladepunkten zurücklegen kann, d. h. wenn der Benutzer mindestens fünf Ladepunkte benötigt und mindestens fünf Ladepunkte bestimmt werden, um innerhalb der maximalen Reichweite des Fahrzeugs 100 zu liegen, dann wird der zweite Schwellenwert für die elektrische Energie so eingestellt, dass das Fahrzeug 100 bis zum weitesten dieser fünf Ladepunkte fahren kann.
  • Wenn der Benutzer das Fahrzeug 100 herunterfährt, beispielsweise durch das Entfernen eines Schlüssels aus dem Fahrzeug 100, das Verlassen des Fahrzeugs 100 oder das Sperren des Fahrzeugs 100, kann der Ort des einen oder der mehreren Ladepunkte in der Nähe so bestimmt werden, dass ein minimaler vorbestimmter Ladezustand, der zum Bereitstellen eines elektrischen Energiepegels in der Hochspannungsbatterie 14 erforderlich ist, bestimmt werden kann, der dann ausreichend ist, damit das Fahrzeug 100 eine erforderliche Entfernung zu dem einen oder den mehreren Ladepunkten zurücklegen kann.
  • Wenn die Hochspannungsbatterie 14 die zweite elektrische Energieschwelle erreicht hat, kann die Niederspannungsbatterie 12 in einem Beispiel nicht mehr von der Hochspannungsbatterie 14 geladen werden. Unter solchen Umständen versorgt die Niederspannungsbatterie 12 weiterhin elektronische Komponenten des Fahrzeugs 100. Wenn der Benutzer des Fahrzeugs 100 zu einem späteren Zeitpunkt zu dem Fahrzeug zurückkehrt, kann er möglicherweise nicht in der Lage sein, das Fahrzeug 100 zu fahren oder gar in das Fahrzeug 100 einzusteigen, da die Niederspannungsbatterie 12 entleert worden sein kann, so dass elektrische Komponenten des Fahrzeugs 100 nicht mehr in gewünschter Weise arbeiten; beispielsweise kann ein elektronisches Zugangssystem den Zugang zum Fahrzeug 100 nicht erlauben.
  • Wie in 4 dargestellt kann die Vorrichtung 10-3 eine Übertragungseingriffseinrichtung 28 in Form eines physischen Schalters umfassen, der sich im Kofferraum des Fahrzeugs 100 befindet. Der physische Schalter 28 ist so angeordnet, dass er eine Übertragung elektrischer Energie von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 ermöglicht, so dass der Niederspannungsbatterie 12 elektrische Energie, die zum Betreten und Starten des Fahrzeugs 100 ausreicht, bereitgestellt wird.
  • Ein Schlüssel, beispielsweise ein Fahrzeugschlüssel, kann verwendet werden, um einen sicheren Zugriff auf den Kofferraum des Fahrzeugs 100 bereitzustellen, um den Zugriff auf den Schalter 28 zu ermöglichen. Der Schalter kann alternativ an einer anderen Stelle des Fahrzeugs angeordnet sein, beispielsweise unter der Motorhaube des Fahrzeugs 100, hinter einem abschließbaren Tankdeckel des Fahrzeugs 100 oder in einem zugänglichen Innenraum des Fahrzeugs 100. Der Benutzer kann dann den Schalter 28 betätigen, um elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie 14 zu der Niederspannungsbatterie 12 zu übertragen. Der Schalter 28 kann unter Verwendung des Fahrzeugschlüssels oder des Schlüsselanhängers betätigt werden. Der Schalter 28 kann es einem Gleichspannung-zu-Gleichspannungs-Wandler ermöglichen, Energie von der Hochspannungsbatterie 14 zu der Niederspannungsbatterie 12 zu übertragen.
  • Die Menge an elektrischer Energie, die erforderlich ist, um von der Hochspannungsbatterie 14 zu der Niederspannungsbatterie 12 übertragen zu werden, kann bei der Bestimmung des zweiten elektrischen Energieschwellenwerts berücksichtigt werden, so dass der vorbestimmte minimale Ladezustand eine erste Komponente zum Starten des Fahrzeugs 100 und eine zweite Komponente zum Antreiben des Fahrzeugs 100 um einen vorbestimmten Abstand zu einem Ladepunkt umfasst.
  • 5 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens 500, von dem einige Blöcke von der Vorrichtung 10-1, 10-2, 10-3 der 1, 3 oder 4 oder der Steuereinrichtung der 2 ausgeführt werden können.
  • Das heißt, in Beispielen umfasst die Vorrichtung 10-1, 10-2, 10-3 von 1, 3 oder 4 oder die Steuereinrichtung von 2 eine Einrichtung zum Durchführen von Blöcken des Verfahrens 500.
  • Bei Block 502 schaltet der Benutzer das Fahrzeug 100 aus und verlässt das Fahrzeug 100, ohne dass das Fahrzeug 100 an eine externe Stromversorgung angeschlossen ist. Das Fahrzeug 100 wird daher als nicht angeschlossen und als nicht aufladend angesehen.
  • Bei Block 504 wird durch den Betrieb von elektrischen Bordkomponenten und -systemen ein Ruhestrom aus der Niederspannungsbatterie 12 gezogen. Ferner kann elektrische Energie von einer Hochspannungsbatterie 14 zu der Niederspannungsbatterie 12 übertragen werden, wenn der Pegel der in der Niederspannungsbatterie 12 gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten elektrischen Energieschwellenwert liegt, was eine unzureichende Ladung in der Niederspannungsbatterie 12 anzeigt, und wenn ein Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten elektrischen Energieschwellenwert liegt, was eine ausreichende Ladung in der Hochspannungsbatterie 14 anzeigt.
  • Der Pegel der in der Niederspannungsbatterie 12 gespeicherten elektrischen Energie kann zum Beispiel durch das Messen der Spannung an den beiden Anschlüssen der Niederspannungsbatterie 12 gemessen werden. Der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie kann zum Beispiel durch das Messen der Spannung an den beiden Anschlüssen der Hochspannungsbatterie 14 gemessen werden.
  • Es wird bestimmt, ob der Pegel der in der Niederspannungsbatterie 12 gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt. Es wird bestimmt, ob der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt. Die Übertragung elektrischer Energie von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 kann verhindert werden, wenn entweder der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie auf oder unter den zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie fällt oder der Pegel der in der Niederspannungsbatterie 12 gespeicherten elektrischen Energie auf einen dritten Schwellenwert für die elektrische Energie ansteigt oder diesen übersteigt.
  • Wenn der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie auf den zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie gefallen ist oder darunter liegt, kann die Übertragung von elektrischer Energie von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 verhindert werden, bis die Hochspannungsbatterie 14 mit einer externen Energiequelle verbunden ist, wie beispielsweise an einem Ladepunkt oder einer Ladestation. Der zweite elektrische Energieschwellenwert kann einen vorbestimmten Ladezustand für die Hochspannungsbatterie 14 bereitstellen, der eingestellt sein kann, um ausreichend elektrische Energie bereitzustellen, um das Fahrzeug 100 über einen Traktionsmotor zu einem oder mehreren nahegelegenen Ladepunkten zu fahren.
  • Bei Block 506 kehrt der Benutzer zum Fahrzeug 100 zurück und möchte das Fahrzeug 100 betreten und das Fahrzeug 100 an einen anderen Ort fahren.
  • Bei Block 508 wird bestimmt, ob der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie über oder unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt.
  • Wenn die in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherte elektrische Energie über dem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt, dann wurde die Hochspannungsbatterie 14 nicht bis zum Schwellenwert entleert, und die Niederspannungsbatterie 12 sollte daher ausreichend geladen sein, um normal zu arbeiten, so dass der Benutzer dann das Fahrzeug 100 entriegeln und das Fahrzeug 100 fahren kann, wie in Block 510 angegeben.
  • Wenn die in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherte elektrische Energie bei oder unter dem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt, wurde die Hochspannungsbatterie 14 auf den Schwellenwert entleert. Die Schütze der Hochspannungsbatterie 14 sind offen, wie in Block 512 angegeben, und wenn der Benutzer zum Fahrzeug 100 zurückkehrt, wie in Block 514 angegeben, kann die Niederspannungsbatterie 12 nicht ausreichend geladen sein, um normal zu arbeiten, so dass der Benutzer das Fahrzeug 100 möglicherweise nicht entriegeln und/oder das Fahrzeug 100 nicht fahren kann.
  • Wenn bei Block 516 die Niederspannungsbatterie 12 nicht vollständig oder nicht ausreichend entleert worden ist, um den Betrieb des Fahrzeugs 100 zu beeinträchtigen, kann der Benutzer das Fahrzeug 100 entriegeln, die Schütze der Hochspannungsbatterie 14 können geschlossen sein, und der Benutzer kann das Fahrzeug 100 entriegeln und fahren, wie in Block 518 angezeigt. Das heißt, es wird genügend Energie in der Niederspannungsbatterie 12 zurückgehalten, um die Initialisierungsstufen des Fahrzeugs 100 und die Schützsteuerungen zu betreiben.
  • Wenn bei Block 516 die Niederspannungsbatterie 12 vollständig oder ausreichend entleert wurde, sodass der Betrieb des Fahrzeugs 100 beeinträchtigt ist, kann der Benutzer das Fahrzeug 100 möglicherweise nicht entriegeln oder fahren. In solchen Fällen ist es erforderlich, das Fahrzeug 100 unter Verwendung einer Starthilfe in Form einer externen elektrischen Energiequelle zu starten, wie in Block 520 angegeben. Sobald das Fahrzeug 100 mit der Starthilfe gestartet wurde, können die Schütze der Hochspannungsbatterie 14 geschlossen werden, und der Benutzer kann das Fahrzeug 100 entriegeln und fahren, wie in Block 518 angezeigt.
  • 6 zeigt ein Beispiel eines Verfahrens 600, von dem einige Blöcke von der Vorrichtung 10-1, 10-2, 10-3 der 1, 3 oder 4 oder der Steuereinrichtung der 2 ausgeführt werden können.
  • Das heißt, in Beispielen umfasst die Vorrichtung 10-1, 10-2, 10-3 von 1, 3 oder 4 oder die Steuereinrichtung von 2 eine Einrichtung zum Durchführen von Blöcken des Verfahrens 600.
  • In 6 sind ähnliche Blöcke zu dem Verfahren in 5 mit ähnlichen Bezugszeichen versehen, mit der Ausnahme, dass 6 anstelle von 5 steht.
  • Bei Block 602 schaltet der Benutzer das Fahrzeug 100 aus und verlässt das Fahrzeug 100, ohne dass das Fahrzeug 100 an eine externe Stromversorgung angeschlossen ist. Das Fahrzeug 100 wird daher als nicht angeschlossen und als nicht aufladend angesehen.
  • Bei Block 604 wird durch den Betrieb von elektrischen Bordkomponenten und -systemen ein Ruhestrom aus der Niederspannungsbatterie 12 gezogen. Ferner kann elektrische Energie von einer Hochspannungsbatterie 14 zu der Niederspannungsbatterie 12 übertragen werden, wenn der Pegel der in der Niederspannungsbatterie 12 gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten elektrischen Energieschwellenwert liegt, was eine unzureichende Ladung in der Niederspannungsbatterie 12 anzeigt, und wenn ein Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten elektrischen Energieschwellenwert liegt, was eine ausreichende Ladung in der Hochspannungsbatterie 14 anzeigt.
  • Der Pegel der in der Niederspannungsbatterie 12 gespeicherten elektrischen Energie kann zum Beispiel durch das Messen der Spannung an den beiden Anschlüssen der Niederspannungsbatterie 12 gemessen werden. Der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie kann zum Beispiel durch das Messen der Spannung an den beiden Anschlüssen der Hochspannungsbatterie 14 gemessen werden.
  • Es wird bestimmt, ob der Pegel der in der Niederspannungsbatterie 12 gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt. Es wird bestimmt, ob der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie über einem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt. Die Übertragung elektrischer Energie von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 kann verhindert werden, wenn entweder der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie auf den zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie fällt oder darunter liegt oder der Pegel der in der Niederspannungsbatterie 12 gespeicherten elektrischen Energie auf einen dritten Schwellenwert für die elektrische Energie gestiegen ist oder diesen überschritten hat.
  • Wenn der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie auf den zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie gefallen ist oder darunter liegt, kann die Übertragung von elektrischer Energie von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 verhindert werden, bis die Hochspannungsbatterie 14 mit einer externen Energiequelle verbunden ist, wie beispielsweise an einem Ladepunkt oder einer Ladestation. Der zweite elektrische Energieschwellenwert kann einen vorbestimmten Ladezustand für die Hochspannungsbatterie 14 bereitstellen, der eingestellt sein kann, um ausreichend elektrische Energie bereitzustellen, um das Fahrzeug 100 über einen Traktionsmotor zu einem oder mehreren nahegelegenen Ladepunkten zu fahren.
  • Bei Block 606 kehrt der Benutzer zum Fahrzeug 100 zurück und möchte das Fahrzeug 100 betreten und das Fahrzeug 100 an einen anderen Ort fahren.
  • Bei Block 608 wird bestimmt, ob der Pegel der in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherten elektrischen Energie über oder unter einem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt.
  • Wenn die in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherte elektrische Energie über dem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt, dann wurde die Hochspannungsbatterie 14 nicht bis zum Schwellenwert entleert, und die Niederspannungsbatterie 12 sollte daher ausreichend geladen sein, um normal zu arbeiten, so dass der Benutzer dann das Fahrzeug 100 entriegeln und das Fahrzeug 100 fahren kann, wie in Block 610 angegeben.
  • Wenn die in der Hochspannungsbatterie 14 gespeicherte elektrische Energie bei oder unter dem ersten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt, wurde die Hochspannungsbatterie 14 auf den Schwellenwert entleert. Die Schütze der Hochspannungsbatterie 14 sind offen, wie in Block 612 angegeben, und wenn der Benutzer zum Fahrzeug 100 zurückkehrt, wie in Block 614 angegeben, kann die Niederspannungsbatterie 12 nicht ausreichend geladen sein, um normal zu arbeiten, so dass der Benutzer das Fahrzeug 100 möglicherweise nicht entriegeln und/oder das Fahrzeug 100 nicht fahren kann.
  • Als zusätzliches, optionales Merkmal, wie in Block 622 angegeben, wenn die Schütze der Hochspannungsbatterie 14 geöffnet wurden, was anzeigt, dass die Hochspannungsbatterie 14 auf oder unter den Schwellenwert entleert wurde, kann die elektronische Steuerung 16 oder eine weitere elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs 100 eingerichtet sein, um das Senden einer Nachricht an den Benutzer, die an einem Mobilgerät des Benutzers empfangen werden soll, über ein Telekommunikationsnetz zu ermöglichen, die den Status des Fahrzeugs 100 anzeigt und Anweisungen bezüglich des Prozederes bereitstellt, das bei der Rückkehr zum Fahrzeug 100 zu befolgen ist, um das Fahrzeug 100 fahren zu können.
  • Wenn bei Block 616 die Niederspannungsbatterie 12 nicht vollständig entleert wurde oder nicht ausreichend, um den Betrieb des Fahrzeugs 100 zu beeinträchtigen, kann der Benutzer das Fahrzeug 100 entriegeln, die Schütze der Hochspannungsbatterie 14 können geschlossen sein, und der Benutzer kann das Fahrzeug 100 fahren, wie in Block 618 angezeigt.
  • Wenn bei Block 616 die Niederspannungsbatterie 12 vollständig entleert wurde oder ausreichend, um den Betrieb des Fahrzeugs 100 zu beeinträchtigen, kann der Benutzer das Fahrzeug 100 möglicherweise nicht entriegeln oder fahren. Unter diesen Umständen ist es notwendig, der Niederspannungsbatterie 12 weitere Energie bereitzustellen, um das Fahrzeug 100 entriegeln und fahren zu können.
  • Es kann jedoch immer noch ein mechanischer Schlüssel verwendet werden, um den Zugang zum Fahrzeug und den Zugang zur Batterie zu erhalten, um das Laden der Niederspannungsbatterie 12 zu initialisieren. Insbesondere wenn das Fahrzeug 100 mit einem physischen Hochspannungsbatterie 14-Schützschalter 28 ausgestattet ist, um die Übertragung von elektrischer Energie von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 zu aktivieren, kann der mechanische Schlüssel verwendet werden, um Zugang zum Schützschalter 28 zu erhalten.
  • Wenn in Block 624 das Fahrzeug 100 nicht mit einem physischen Hochspannungsbatteriekontaktschalter 28 ausgestattet ist, um die Übertragung von elektrischer Energie von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 in Gang zu setzen, muss der Benutzer das Fahrzeug 100 unter Verwendung einer externen elektrischen Energiequelle starten, wie in Block 620 angegeben. Sobald das Fahrzeug 100 mit Starthilfe gestartet wurde, können die Schütze der Hochspannungsbatterie 14 geschlossen werden, und der Benutzer kann das Fahrzeug 100 entriegeln und fahren, wie bei Block 626 angezeigt.
  • Wenn in Block 624 das Fahrzeug 100 mit einem physischen Hochspannungsbatterie 14-Schützschalter 28 versehen ist, um die Übertragung elektrischer Energie von der Hochspannungsbatterie 14 auf die Niederspannungsbatterie 12 in Gang zu setzen, kann der Benutzer auf den physischen Schalter 28 zugreifen. In Block 628 kann der Benutzer den physischen Schalter 28 einschalten, um die Hochspannungsbatterie 14 wieder in den elektrischen Stromkreis zu legen. Bei Block 630 erleichtert der Benutzer durch das Einrücken des physischen Schalters 28 die Übertragung elektrischer Energie von der Hochspannungsbatterie 14 zu der Niederspannungsbatterie 12. Bei Block 632 kann das Fahrzeug 100 dann eingeschaltet werden, wenn der Niederspannungsbatterie 12 ausreichend elektrische Energie zugeführt wird. Der Benutzer kann dann auf das Fahrzeug 100 zugreifen und fahren, wie bei Block 618 angezeigt.
  • 7 zeigt ein Fahrzeug 100, das eine Vorrichtung 10-1, 10-2, 10-3 wie oben beschrieben oder eine Vorrichtung 10-1, 10-2, 10-3 aufweisen kann, die zum Ausführen der oben beschriebenen Verfahren angeordnet ist.
  • In einer Implementierung kann ein Benutzer in der Lage sein, das System durch Ankoppeln (d. h. elektrische Energie von der Hochspannungsbatterie 14 zur Niederspannungsbatterie 12 zu übertragen) oder anderweitiges physisches Verbinden eines Mobiltelefons (oder eines anderen Geräts mit einer Batterie/Ladung) mit dem Fahrzeug zu aktivieren, um einen elektronischen Schalter (anstelle des physischen Schalters 28) in eine AN- oder AUS-Position zu bringen, um entweder die Hochspannungsbatterie 14 in den elektrischen Stromkreis (AN) zu legen oder ihn aus dem elektrischen Stromkreis zu entfernen (AUS). Das Fahrzeug kann daher mit einer geeigneten Dockingstation versehen sein, um das Mobiltelefon oder ein anderes tragbares elektronisches Gerät aufzunehmen. Die Dockingstation kann einfach eine Vermittlungsschaltung umfassen, die mit dem Mobiltelefon verbunden ist und von diesem mit Energie versorgt wird, und eine Einrichtung zum Verbinden des Mobiltelefons mit der Dockingstation. Die Einrichtung zum Verbinden kann ein/eine Mikro-USB- oder Blitzsteckdose/-Anschluss und/oder -Kabel sein oder kann ein drahtloses Ladekissen sein, das über elektromagnetische Induktion eine elektrische Verbindung mit dem Mobiltelefon herstellt.
  • Außerdem könnte das AUS-Schalten mit einem fähigen Gerät, beispielsweise einem Smartphone, auf dem eine geeignete Software installiert ist, aus der Ferne durchgeführt werden. Die Fernsteuerung kann zum Beispiel die Übertragung eines AUS-Befehls über eine Bluetooth-Verbindung zwischen dem Smartphone und dem Fahrzeug umfassen, woraufhin die Hochspannungsbatterie 14 aus der elektrischen Schaltung entfernt werden kann.
  • Es können verschiedene Sicherheitsmaßnahmen vorgesehen werden, um den Zugriff auf den Schalter zu beschränken. Beispielsweise könnte sich die Dockingstation an einem sicheren Ort befinden, beispielsweise unter der Motorhaube, im Kofferraum oder in einem verschlossenen Fach in der Fahrzeugkabine. Ferner kann die Möglichkeit, den Schalter durch Ankoppeln eines Mobiltelefons zu steuern, auf Mobiltelefone beschränkt sein, die im Voraus so konfiguriert wurden, dass sie auf diese Weise verwendet werden können, beispielsweise durch das Koppeln des Mobiltelefons mit der Dockingstation.
  • Zu Zwecken dieser Offenbarung versteht sich, dass die hierin beschriebene(n) elektronische(n) Steuervorrichtung(en) jeweils eine Steuereinheit oder eine Computervorrichtung umfassen kann(können), die einen oder mehrere elektronische Prozessoren aufweist. Ein Fahrzeug und/oder ein System eines solchen kann eine einzige Steuereinheit oder elektronische Steuereinrichtung umfassen, oder alternativ können unterschiedliche Funktionen der Steuereinrichtung(en) in unterschiedlichen Steuereinheiten oder Steuereinrichtungen ausgeführt oder angesiedelt sein. Ein Satz aus Anweisungen kann bereitgestellt werden, der, wenn er ausgeführt wird, bewirkt, dass das Steuergerät (die Steuergeräte) oder die Steuereinheit(en) die hierin beschriebenen Steuertechniken ausführt/ausführen (einschließlich des/der beschriebenen Verfahren(s)). Der Satz aus Anweisungen kann in einem oder mehreren elektronischen Prozessoren eingebunden sein, alternativ dazu kann der Satz aus Anweisungen als Software auf der Rechnervorrichtung bereitgestellt sein, die von einem oder mehreren elektronischen Prozessoren ausgeführt wird. So kann zum Beispiel ein erstes Steuergerät in Software implementiert sein, die auf einem oder mehreren elektronischen Prozessoren ausgeführt wird, und ein oder mehrere weitere Steuergeräte können auch Software implementiert sein, die auf einem oder mehreren Prozessoren, optional demselben einen oder denselben mehreren elektronischen Prozessoren wie das erste Steuergerät [sic], ausgeführt wird. Es wird allerdings darauf hingewiesen, dass andere Anordnungen ebenfalls brauchbar sind und demnach die vorliegende Offenbarung nicht beabsichtigt, eine bestimmte Anordnung zu begrenzen. In jedem Fall können die oben beschriebenen Ausführungen in einem computerlesbaren Speichermedium (z. B. einem nicht-transienten Speichermedium) eingebettet sein, das einen beliebigen Mechanismus zum Speichern von Informationen in einer durch eine Maschine oder einen elektronischen Prozessor/eine Rechenvorrichtung lesbaren Form umfasst, einschließlich, jedoch ohne Begrenzung: eines magnetischen Speichermediums (z. B. eine Floppy-Diskette); eines optischen Speichermediums (z. B. CD-ROM); eines magneto-optischen Speichermediums; eines Nur-Lese-Speichers (ROM); eines Speichers mit wahlfreiem Zugriff (RAM); eines löschbaren speicherbaren Speichers (z. B. EPROM und EEPROM); eines Flash-Speichers; oder elektrischen oder anderen Arten von Medien zum Speichern derartiger Informationen/Anweisungen.
  • „Modul“ wie hierin verwendet bezieht sich auf eine Einheit oder eine Einrichtung, die bestimmte Teile/Bestandteile ausschließt, die durch einen Endhersteller oder einen Benutzer hinzugefügt worden wären.
  • Die in 5 und 6 veranschaulichten Blöcke können Schritte in einem Verfahren und/oder Abschnitte eines Codes im Computerprogramm 62 darstellen. Die Darstellung einer besonderen Reihenfolge für die Blöcke impliziert nicht notwendigerweise, dass es eine erforderliche oder bevorzugte Reihenfolge für die Blöcke gibt, und die Reihenfolge und Anordnung des Blocks kann variiert werden. Darüber hinaus kann es möglich sein, dass einige Schritte ausgelassen werden.
  • Wie in diesem Dokument verwendet, sollte der Begriff „für“ so verstanden werden, dass er auch „konfiguriert oder angeordnet, um“ beinhaltet. Zum Beispiel sollte „ein System für“ so verstanden werden, dass es auch „ein System, das dazu konfiguriert oder angeordnet ist, um“ beinhaltet.
  • Wo ein Strukturmerkmal beschrieben ist, kann es durch Mittel zum Ausführen einer oder mehrerer der Funktionen des Strukturmerkmals ersetzt werden, unabhängig davon, ob jene Funktion oder jene Funktionen explizit oder implizit beschrieben werden.
  • Der Begriff „umfassen“ wird in diesem Dokument mit einer einschließenden, nicht einer ausschließenden Bedeutung verwendet. Das heißt, jede Aussage, dass X Y umfasst, gibt an, dass X nur ein Y umfassen kann oder mehr als ein Y umfassen kann. Wenn beabsichtigt ist, „umfassen“ mit einer ausschließenden Bedeutung zu verwenden, dann wird dies im Kontext klargestellt, indem „nur ein... umfassend“ formuliert ist oder „bestehend“ verwendet wird.
  • In dieser Kurzbeschreibung wurde auf verschiedene Beispiele verwiesen. Die Beschreibung von Merkmalen oder Funktionen bezogen auf ein Beispiel zeigt an, dass diese Merkmale oder Funktionen in diesem Beispiel vorhanden sind. Die Verwendung des Begriffs „Beispiel“ oder „zum Beispiel“ oder „kann“ im Text bedeutet, gleich ob ausdrücklich angegeben oder nicht, dass solche Merkmale oder Funktionen zumindest in dem beschriebenen Beispiel vorhanden sind, gleich ob als Beispiel beschrieben oder nicht, und dass sie in einigen oder allen anderen Beispielen vorhanden sein können, aber nicht unbedingt vorhanden sind. So bezieht sich „Beispiel“, „zum Beispiel“ oder „kann“ auf einen bestimmten Fall in einer Klasse von Beispielen. Eine Eigenschaft des Falls kann eine Eigenschaft nur dieses Falls oder eine Eigenschaft der Klasse oder eine Eigenschaft einer Unterklasse der Klasse sein, die einige, aber nicht alle Fälle der Klasse enthält. Es wird daher implizit offenbart, dass ein Merkmal, das in Bezug auf ein Beispiel, aber nicht in Bezug auf ein anderes Beispiel beschrieben wird, nach Möglichkeit in jenem anderen Beispiel verwendet werden kann, aber nicht unbedingt in diesem anderen Beispiel verwendet werden muss.
  • Wenngleich die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in den vorhergehenden Absätzen unter Bezugnahme auf verschiedene Beispiele beschrieben worden sind, sollte es sich verstehen, dass an den angegebenen Beispielen Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen beansprucht wird, abzuweichen.
  • In der vorhergehenden Beschreibung beschriebene Merkmale können in Kombinationen verwendet werden, die sich von den ausdrücklich beschriebenen Kombinationen unterscheiden.
  • Wenngleich Funktionen unter Bezugnahme auf bestimmte Merkmale beschrieben worden sind, sind diese Funktionen durch andere Merkmale ausführbar, unabhängig davon, ob sie beschrieben worden sind oder nicht.
  • Wenngleich Merkmale mit Bezug auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben worden sind, können diese Merkmale auch in anderen Ausführungsformen vorliegen, gleich ob beschrieben oder nicht.
  • Während versucht wurde, in der vorstehenden Spezifikation die Aufmerksamkeit auf jene Merkmale der Erfindung zu lenken, die für besonders wichtig gehalten wurden, sollte es sich verstehen, dass der Anmelder in Bezug auf jedes patentierbare Merkmal oder jede patentierbare Kombination von Merkmalen Schutz beansprucht, auf die im Vorstehenden Bezug genommen wird und/oder die in den Zeichnungen dargestellt werden, unabhängig davon, ob dem eine besondere Bedeutung beigemessen worden ist oder nicht.

Claims (34)

  1. Vorrichtung für ein Fahrzeug, umfassend: erste Energiespeichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie; zweite Energiespeichereinrichtung zum Speichern von elektrischer Energie; und Steuermittel, die angeordnet sind, um elektrische Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung zu übertragen, wenn das in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherte Niveau an elektrischer Energie unter einem ersten elektrischen Energieschwellenwert und das in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherte Niveau an elektrischer Energie oberhalb eines zweiten elektrischen Energieschwellenwerts liegt.
  2. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Vorrichtung eine Spannungspegelumwandlungseinrichtung umfasst, die operativ mit der ersten Energiespeichereinrichtung und der zweiten Energiespeichereinrichtung verbunden ist und angeordnet ist, um die Spannung von der Spannung der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der Spannung der ersten Energiespeichereinrichtung herauf- oder herabzusetzen.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ersten Meßeinrichtung zum Messen des Niveaus der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie und einer zweiten Meßeinrichtung zum Messen der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die erste Messeinrichtung und die zweite Messeinrichtung die gleichen Messmittel sind, die jeweils angeordnet sind, um jedes Niveau der in der ersten Energiespeichereinrichtung und der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten Energie in zeitlich differenzierter Reihenfolge zu messen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei die Steuereinrichtung eingerichtet ist, um zu bestimmen, ob der Pegel der elektrischen Energie, die in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeichert ist, unter einem ersten elektrischen Energieschwellenwert liegt, und zwar über Messungen, die von den ersten Messmitteln erhalten werden, und zu bestimmen, ob das Niveau der elektrischen Energie, die in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeichert ist, über einem zweiten elektrischen Energieschwellenwert liegt, und zwar über Messungen, die von den zweiten Messmitteln erhalten werden.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung angeordnet ist, um die Übertragung von elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung zu verhindern, wenn der Pegel der in der zweiten Energiespeichereinrichtung gespeicherten Energie unterhalb des Schwellenwertes für die zweite elektrische Energie fällt.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen, wobei die Steuereinrichtung angeordnet ist, um die Übertragung von elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu den ersten Energiespeichermitteln zu verhindern, wenn der Pegel der in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeicherten elektrischen Energie anschließend über einen dritten elektrischen Energieschwellenwert steigt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei der dritte elektrische Energieschwellenwert höher ist als der erste elektrische Energieschwellenwert.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinrichtung angeordnet ist, um die Übertragung von elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung zu verhindern, wenn die Frequenz der Übertragung von elektrischer Energie von dem zweiten Energiespeichermittel zu dem ersten Energiespeichermittel einen Schwellenfrequenzwert überschreitet.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite elektrische Energieschwellenwert ein vorbestimmter Mindestladezustand ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei der vorbestimmte Mindestladezustand vom Benutzer wählbar ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder Anspruch 11, bei der der vorbestimmte Mindestladezustand eingestellt ist, um ein Niveau an elektrischer Energie in den zweiten Energiespeicher bereitzustellen, das ausreichend für das Fahrzeug ist, um eine Entfernung zu einer oder mehreren Ladestellen zu fahren.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei der Abstand zu dem einen oder mehreren Ladestationen von Satellitennavigationsdaten in Verbindung mit Daten in Bezug auf den Standort der einen oder mehreren in der Nähe gelegenen Ladepunkte bestimmt wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei der Ort des einen oder der mehreren in der Nähe gelegenen Ladestationen beim Herunterfahren des Fahrzeugs bestimmt wird.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung eine Übertragungseingriffseinrichtung umfasst, angeordnet, um elektrische Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung auf die erste Energiespeichereinrichtung zu übertragen.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Übertragungseingriffseinrichtung ein physischer Schalter ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Übertragungseingriffseinrichtung für den Benutzer über einen Schlüssel zugänglich ist.
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 17, wobei bei Betätigung der Übertragungseingriffseinrichtung elektrische Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung übertragen wird.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 15, wobei die Übertragungseingriffseinrichtung eine Vorrichtung umfassen, um eine tragbare elektronische Vorrichtung an der Vorrichtung anzudocken oder anderweitig elektrisch zu verbinden, wobei die Übertragungseingriffseinrichtung anspricht auf das Andocken oder die elektrische Verbindung von dem tragbaren elektronischen Gerät, um elektrische Energie von dem zweiten Energiespeichermittel zu dem ersten Energiespeichermittel zu übertragen.
  20. Verfahren, Folgendes umfassend: Übertragen von elektrischer Energie von einer zweiten Energiespeichereinrichtung zu einer ersten Energiespeichereinrichtung, wenn ein Niveau an gespeicherter elektrischer Energie in der ersten Energiespeichereinrichtung unter einem ersten elektrischen Energieschwellenwert liegt, und ein in Niveau an gespeicherter elektrischer Energie in der zweiten Energiespeichereinrichtung über einem zweiten Schwellenwert für die elektrische Energie liegt.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, Folgendes umfassend: Messen des Niveaus der elektrischen Energie, die in der ersten Energiespeichereinrichtung gespeichert ist; und Messen des Niveaus an elektrischer Energie, die in dem zweiten Energiespeichermittel gespeichert ist.
  22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, Folgendes umfassend: Bestimmen, ob das Niveau der in dem ersten Energiespeichermittel gespeicherten elektrischen Energie unter einem ersten elektrischen Energieschwellenwert liegt; und Bestimmen, ob das Niveau an elektrischer Energie, die in dem zweiten Energiespeichermittel gespeichert ist, über einem zweiten elektrischen Energieschwellenwert liegt.
  23. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 22, Folgendes umfassend: Verhindern des Transfers von elektrischer Energie von dem zweiten Energiespeichermittel zu dem ersten Energiespeichermittel, wenn das Niveau der in dem zweiten Energiespeichermittel gespeicherten elektrischen Energie unter den zweiten elektrischen Energieschwellenwert fällt.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 23, Folgendes umfassend: Verhindern der Übertragung von elektrischer Energie von dem zweiten Energiespeichermittel zu dem ersten Energiespeichermittel, wenn das Niveau der in dem ersten Energiespeichermittel gespeicherten elektrischen Energie anschließend über einen dritten elektrischen Energieschwellenwert ansteigt.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 24, Folgendes umfassend: Verhindern der Übertragung von elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung, wenn die Frequenz der Übertragung von elektrischer Energie von der zweiten Energiespeichereinrichtung zu der ersten Energiespeichereinrichtung einen Schwellenfrequenzwert überschreitet.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 25, wobei der zweite elektrische Energieschwellenwert ein vorbestimmter Mindestladezustand ist.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, umfassend das Vorsehen einer Auswahl eines vorbestimmten minimalen Ladezustands durch einen Benutzer.
  28. Verfahren nach Anspruch 26 oder Anspruch 27, bei dem der vorbestimmte Mindestladezustand bereit ist, ein Niveau an elektrischer Energie in der zweiten Energiespeichereinrichtung bereitzustellen, das ausreichend ist, um das Fahrzeug einen Abstand zu einer oder zu mehreren Ladestellen zu fahren.
  29. Verfahren nach Anspruch 28, umfassend: Bestimmen des Abstands zu dem einen oder den mehreren Ladepunkten aus Satellitennavigationsdaten in Verbindung mit Daten bezüglich des Ortes des einen oder der mehreren nahegelegenen Ladepunkte.
  30. Verfahren nach Anspruch 29, umfassend: Bestimmen des Ortes des einen oder der mehreren nahegelegenen Ladepunkte beim Abschalten eines Fahrzeugs.
  31. Ein Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 30, umfassend: Übertragen von elektrischer Energie von dem zweiten Energiespeichermittel zu dem ersten Energiespeichermittel bei Betätigung einer Übertragungseingriffseinrichtung.
  32. Eine Steuereinrichtung, die eingerichtet ist, um das Verfahren nach einem der Ansprüche 20 bis 31 auszuführen.
  33. Fahrzeug, umfassend eine Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, oder ein Steuermittel nach Anspruch 32.
  34. Computerprogramm, umfassend Anweisungen, die, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, bewirken, dass ein System die Verfahren nach Ansprüchen 20 bis 31 ausführt.
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