EP3642070A1 - Energy supply device for a motor vehicle - Google Patents

Energy supply device for a motor vehicle

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EP3642070A1
EP3642070A1 EP18734164.9A EP18734164A EP3642070A1 EP 3642070 A1 EP3642070 A1 EP 3642070A1 EP 18734164 A EP18734164 A EP 18734164A EP 3642070 A1 EP3642070 A1 EP 3642070A1
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EP
European Patent Office
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energy storage
storage device
temperature
voltage energy
motor vehicle
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Pending
Application number
EP18734164.9A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Arnaud Krejci
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Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
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Definitions

  • the present invention relates to a power supply device for a motor vehicle. Furthermore, the present invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger car, with such a power supply device and a method for supplying a motor vehicle with energy.
  • High-voltage storage - in particular high-voltage storage in lithium-ion technology with a rated voltage of greater than or equal to 60 V - can be operated within a predetermined fixed operating range.
  • This operating range is usually chosen such that on the one hand a defined cold start (eg start of the internal combustion engine at -25 ° C) must be possible (lower charge state limit / minimum storage capacity) and on the other hand (up) sufficient storage capacity exists (upper state of charge limit / maximum storage capacity) to use the energy storage for a brake energy recovery.
  • the fixed operating range is therefore set with a fixed lower state of charge limit and a fixed upper state of charge limit to enable any time, i. in all environmental conditions, to allow a defined cold start.
  • the temperature of the energy store itself does not always correspond to the outside temperature, so that also in this case the operating range or work area is restricted, without this being absolutely necessary.
  • the work area is reduced because of a cold outside temperature, although the actual temperature of the energy store would not require it.
  • an object of the present invention is to improve the utilization of the operating range of an energy storage device.
  • a power supply device for a motor vehicle which has a high-voltage energy storage device and a control device for controlling the charging and discharging processes of the high-voltage energy storage device.
  • the high-voltage energy storage device can be any type of energy store that can be used in a motor vehicle.
  • the high-voltage energy storage device may be a battery of the motor vehicle.
  • the motor vehicle may be a conventional internal combustion engine vehicle, an electric vehicle or a hybrid vehicle, wherein the high-voltage energy storage device supplies an electric drive machine (electric motor or starter) with energy.
  • the control device is configured to determine a temperature of the high-voltage energy storage device and to adjust a predetermined working range of the high-voltage energy storage device defined by an upper limit and a lower limit as a function of the determined temperature. sen.
  • This work area or operating area is usually chosen such that on the one hand a defined cold start must be possible (lower charge state limit / minimum storage capacity) and on the other hand (up) sufficient storage capacity exists (upper state of charge limit / maximum storage capacity).
  • the adaptation as a function of the temperature of the high-voltage energy storage device has the advantage that an adjustment of the working range only takes place if this is also required by the temperature of the high-voltage energy storage device.
  • the vehicle is parked outside at a very low outside temperature, it can be assumed that the vehicle will cool itself. However, if the high-voltage energy storage device is charged, the high-voltage energy storage device remains warm and an adjustment of the work area is not required. If only the outside temperature were taken into account here, it would be necessary to adapt the working area without this being required by the high-voltage energy storage device itself. However, this is prevented by the proposed device.
  • the respective device for example control device, can be implemented in terms of hardware and / or software technology.
  • the respective device may be designed as a device or as part of a device, for example as a computer or as a microprocessor.
  • the respective device may be designed as a computer program product, as a function, as a routine, as part of a program code or as an executable object.
  • the control device is configured to receive a current temperature of the high-voltage energy storage device from a temperature sensor.
  • the temperature sensor can be located directly on or in the high-voltage energy storage device.
  • the control device may be configured to receive the current temperature after a predefined period of time after a shutdown of the motor vehicle.
  • the predefined period may be greater than or equal to 6 hours.
  • the predefined period of time is a period of time which is long enough to allow cooling of the high-voltage energy storage device.
  • control device is set up to determine the lower limit and / or the predefined period as a function of at least one operating parameter of the motor vehicle.
  • the at least one operating parameter may be, for example, an ambient temperature and / or an engine temperature. These operating parameters will be used in addition to determining the temperature of the high voltage energy storage device, for example, to adjust the value of the lower limit or to define the time period after a measurement of the temperature is made.
  • control device is adapted to adapt the work area by adjusting the lower limit and while maintaining the upper limit. This means that the working range is increased or decreased in dependence on the temperature of the high-voltage energy storage device.
  • the controller may be configured to adjust the lower limit to a first value if the determined temperature is less than or equal to a predefined temperature threshold.
  • the temperature threshold can be between -15 ° C and -25 ° C.
  • the first value can also be referred to as the cold value.
  • control means is adapted to adjust the lower limit to a second value if the determined temperature is greater than the predefined temperature threshold. Is preferred the first value higher than the second value.
  • the lower limit is shifted upwards below the temperature threshold value at a temperature of the high-voltage energy storage device (eg the minimum energy content SoC min (state of charge) is shifted to 18%) and at a temperature of the high-voltage energy storage device above the temperature threshold value shifted (eg the minimum energy content SoC min is shifted to 13%).
  • the working area is therefore smaller (for example 82% of the total energy range) and in the second case larger (for example 87% of the total energy range).
  • a motor vehicle with a power supply device as described above is proposed.
  • the motor vehicle may in particular be a passenger car.
  • a method for supplying a motor vehicle with energy wherein the motor vehicle has a high-voltage energy storage device and a control device for controlling the charging and discharging processes of the high-voltage energy storage device.
  • the method comprises the following steps: determining a temperature of the high-voltage energy storage device, and adjusting a predetermined working range of the high-voltage energy storage device defined by an upper limit and a lower limit as a function of the determined temperature of the high-voltage energy storage device.
  • a computer program product which has a program code which is adapted to cause the execution of the method as explained above on a computer.
  • a computer program product such as a computer program means, for example, as a storage medium, such as memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or in the form of a downloadable file provided by a server in a network or delivered. This can be done, for example, in a wireless communication network by transmitting a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
  • Fig. 1 shows a schematic block diagram of a motor vehicle with a power supply device
  • FIG. 2 shows an exemplary sequence of a charging of the power supply device of FIG. 1, and FIG.
  • FIG. 3 shows a schematic flow diagram of a method for supplying a motor vehicle with energy.
  • the power supply device 10 has a high-voltage energy storage device 1 1 for supplying the motor vehicle 1 with energy and a control device
  • the control device 12 can adjust the working range of the high-voltage energy storage device 11. For this purpose, the control device 12 first determines the current temperature of the high-voltage energy storage device 11. The temperature may be provided by a temperature sensor 13.
  • the high-voltage energy storage device 1 1 is operated in a working or operating range, which is selected such that on the one hand a defined cold start (eg start of the internal combustion engine at -25 ° C) must be possible (lower charge state limit / minimum storage capacity, below Lower limit) and that on the other hand (upwards) there is sufficient storage capacity (upper charge state limit / maximum storage capacity) in order to be able to use the energy store for brake energy recovery.
  • a defined cold start eg start of the internal combustion engine at -25 ° C
  • there is sufficient storage capacity upper charge state limit / maximum storage capacity
  • control device 12 adjusts the working range of the high-voltage energy storage device 11 based on the temperature of the high-voltage energy storage device 11. To adjust the working range, a lower limit of the working range of the high-voltage energy storage device 1 1 is moved up or down.
  • FIG. 1 An exemplary process of loading and shifting the lower limit is shown in FIG.
  • the dotted arrows indicate the temperature profile of the high-voltage energy storage device 1 1 when parking the vehicle 1 and the solid arrows indicate the temperature profile of the high-voltage energy storage device 1 1 when driving.
  • the high-voltage energy storage device 1 1 with a lower limit of the work area at a value W operated.
  • the lower limit of the working range of the high-voltage energy storage device 1 1 is set to its minimum value, for example to 13% energy content.
  • the temperature of the high-voltage energy storage device 1 1 decreases. If the temperature falls below a temperature threshold value 201, the lower limit W is still used during this shutdown process, but a different lower limit K is then used for the next shutdown process. After switching off the high-voltage energy storage device 1 1 is reheated while driving.
  • the lower limit K is now used. This is suitable for lower temperatures, since here the lower limit of the working range of the high-voltage energy storage device 1 1 is set to a higher value, for example to 18% energy content.
  • This lower limit K is now used as long as the temperature of the high-voltage energy storage device 1 1 after shutdown is in a temperature range 202 which is below the temperature threshold value 201. Only when the temperature of the high-voltage energy storage device 1 1 no longer drops to a temperature threshold value 201, but is in a higher temperature range 203 above the Tempe- raturschwellwert, another value for the lower limit is used. If, therefore, a temperature above the temperature threshold value 201 is determined after a switch-off operation, the lower limit W is used again for future switch-off operations until the temperature of the high-voltage energy storage device 11 below the temperature threshold value 201 is again detected.
  • FIG. 3 shows a method for supplying a motor vehicle 1 according to FIG. 1 with energy. The method comprises the following steps.
  • a temperature of the high-voltage energy storage device 1 1 is determined.
  • a predetermined working range of the high-voltage energy storage device 1 1 defined by an upper limit and a lower limit is adjusted as a function of the determined temperature of the high-voltage energy storage device 11.
  • the proposed device makes it possible to optimally utilize the working range of a high-voltage energy storage device, since not an-possibly irrelevant outside temperature-but the actual temperature of the high-voltage energy storage device is used to adapt a working range of the high-voltage energy storage device.

Abstract

The invention relates to an energy supply device for a motor vehicle, comprising a high-voltage energy storage device and a control device for controlling the charging and discharging operations of the high-voltage energy storage device. The control device is designed to determine a temperature of the high-voltage energy storage device and to adjust a predetermined working range of the high-voltage energy storage device, which is defined by an upper limit and a lower limit, as a function of the determined temperature.

Description

Enerqieversorqunqseinrichtunq für ein Kraftfahrzeug  Energy supply device for a motor vehicle
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Energieversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit einer solchen Energieversorgungseinrichtung sowie ein Verfahren zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs mit Energie. The present invention relates to a power supply device for a motor vehicle. Furthermore, the present invention relates to a motor vehicle, in particular a passenger car, with such a power supply device and a method for supplying a motor vehicle with energy.
Hochvoltspeicher - insbesondere Hochvoltspeicher in Lithium-Ionen-Technologie mit einer Nennspannung von größer oder gleich 60 V - können innerhalb eines vorbestimmten festen Betriebsbereiches betrieben werden. Dieser Betriebsbereich ist in der Regel derart gewählt, dass zum einen jederzeit ein definierter Kaltstart (z.B. Start der Verbrennungsmaschine bei -25 °C) möglich sein muss (untere Ladezustandsgrenze/Mindestspeicherkapazität) und dass zum anderen (nach oben) ausreichend Speicherkapazität besteht (obere Ladezustandsgrenze/maximale Speicherkapazität), um den Energiespeicher für eine Bremsenergierückgewinnung nutzen zu können. Der feste Betriebsbereich wird daher mit einer festen unteren Ladezustandsgrenze und einer festen oberen Ladezustandsgrenze festgelegt, um jederzeit, d.h. bei jeglichen Umgebungsbedingungen, einen definierten Kaltstart zu ermöglichen. High-voltage storage - in particular high-voltage storage in lithium-ion technology with a rated voltage of greater than or equal to 60 V - can be operated within a predetermined fixed operating range. This operating range is usually chosen such that on the one hand a defined cold start (eg start of the internal combustion engine at -25 ° C) must be possible (lower charge state limit / minimum storage capacity) and on the other hand (up) sufficient storage capacity exists (upper state of charge limit / maximum storage capacity) to use the energy storage for a brake energy recovery. The fixed operating range is therefore set with a fixed lower state of charge limit and a fixed upper state of charge limit to enable any time, i. in all environmental conditions, to allow a defined cold start.
Durch einen solchen festen Betriebsbereich können jedoch Einschränkungen in der Nutzung des Energiespeichers entstehen, die nicht bei jeder Temperatur erforderlich sind. So kann bei wärmeren Temperaturen die untere Ladezustandsgrenze niedriger sein als bei kälteren Temperaturen. However, such a fixed operating range may have limitations in the use of energy storage arise that are not required at any temperature. Thus, in warmer temperatures, the lower charge state limit may be lower than at colder temperatures.
Um einen definierten Kaltstart jederzeit zu ermöglichen und gleichzeitig die Einschränkungen für den Fahrer zu reduzieren, ist es daher bekannt, den Betriebsbereich abhängig von einer Außentemperatur festzusetzen. Allerdings entspricht die Temperatur des Energiespeichers selbst nicht immer der Außentemperatur, so dass auch hierbei der Betriebsbereich bzw. Arbeitsbereich eingeschränkt wird, ohne dass dies zwingend erforderlich ist. So wird beispielsweise der Arbeitsbereich verringert, da eine kalte Außentemperatur vorherrscht, obwohl die tatsächliche Temperatur des Energiespeichers dies nicht erfordern würde. In order to allow a defined cold start at any time and at the same time to reduce the restrictions on the driver, it is therefore known to set the operating range depending on an outside temperature. However, the temperature of the energy store itself does not always correspond to the outside temperature, so that also in this case the operating range or work area is restricted, without this being absolutely necessary. For example, the work area is reduced because of a cold outside temperature, although the actual temperature of the energy store would not require it.
Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Nutzung des Betriebsbereichs eines Energiespeichers zu verbessern. Against this background, an object of the present invention is to improve the utilization of the operating range of an energy storage device.
Demgemäß wird eine Energieversorgungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, welche eine Hochvolt-Energiespeichereinrichtung und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Lade- und Entladevorgänge der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung aufweist. Accordingly, a power supply device for a motor vehicle is proposed which has a high-voltage energy storage device and a control device for controlling the charging and discharging processes of the high-voltage energy storage device.
Bei der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung kann es sich um jede Art von Energiespeicher handeln, die in einem Kraftfahrzeug eingesetzt werden kann. Beispielsweise kann die Hochvolt-Energiespeichereinrichtung eine Batterie des Kraftfahrzeugs sein. Bei dem Kraftfahrzeug kann es sich um ein konventionelles Verbrennungsmotorfahrzeug, um ein Elektro- oder um ein Hybridfahrzeug handeln, wobei die Hochvolt-Energiespeicheinrichtung eine elektrische Antriebsmaschine (Elektromotor oder Anlasser) mit Energie versorgt. The high-voltage energy storage device can be any type of energy store that can be used in a motor vehicle. For example, the high-voltage energy storage device may be a battery of the motor vehicle. The motor vehicle may be a conventional internal combustion engine vehicle, an electric vehicle or a hybrid vehicle, wherein the high-voltage energy storage device supplies an electric drive machine (electric motor or starter) with energy.
Die Steuereinrichtung ist dabei dazu eingerichtet, eine Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung zu bestimmen und einen durch eine Obergrenze und eine Untergrenze definierten vorbestimmten Arbeitsbereich der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung in Abhängigkeit der bestimmten Temperatur anzupas- sen. Dieser Arbeitsbereich bzw. Betriebsbereich ist in der Regel derart gewählt, dass zum einen jederzeit ein definierter Kaltstart möglich sein muss (untere Ladezustandsgrenze/Mindestspeicherkapazität) und dass zum anderen (nach oben) ausreichend Speicherkapazität besteht (obere Ladezustandsgrenze/maximale Speicherkapazität). The control device is configured to determine a temperature of the high-voltage energy storage device and to adjust a predetermined working range of the high-voltage energy storage device defined by an upper limit and a lower limit as a function of the determined temperature. sen. This work area or operating area is usually chosen such that on the one hand a defined cold start must be possible (lower charge state limit / minimum storage capacity) and on the other hand (up) sufficient storage capacity exists (upper state of charge limit / maximum storage capacity).
Im Vergleich zu einer Verschiebung des Arbeitsbereichs in Abhängigkeit von der Außentemperatur hat die Anpassung in Abhängigkeit von der Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung den Vorteil, dass nur dann eine Anpassung des Arbeitsbereichs erfolgt, wenn dies auch durch die Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung erforderlich ist. Compared to a shift in the working range as a function of the outside temperature, the adaptation as a function of the temperature of the high-voltage energy storage device has the advantage that an adjustment of the working range only takes place if this is also required by the temperature of the high-voltage energy storage device.
Wird beispielsweise das Fahrzeug im Außenbereich bei sehr niedriger Außentemperatur abgestellt, ist zwar davon auszugehen, dass das Fahrzeug selbst abkühlt. Wird die Hochvolt-Energiespeichereinrichtung jedoch geladen, bleibt die Hochvolt- Energiespeichereinrichtung warm und eine Anpassung des Arbeitsbereichs ist nicht erforderlich. Würde hier nur die Außentemperatur berücksichtigt, wäre eine Anpassung des Arbeitsbereichs erforderlich, ohne dass dies durch die Hochvolt- Energiespeichereinrichtung selbst gefordert wird. Durch die vorgeschlagene Vorrichtung wird jedoch genau dies verhindert. If, for example, the vehicle is parked outside at a very low outside temperature, it can be assumed that the vehicle will cool itself. However, if the high-voltage energy storage device is charged, the high-voltage energy storage device remains warm and an adjustment of the work area is not required. If only the outside temperature were taken into account here, it would be necessary to adapt the working area without this being required by the high-voltage energy storage device itself. However, this is prevented by the proposed device.
Die jeweilige Einrichtung, zum Beispiel Steuereinrichtung, kann hardwaretechnisch und/oder auch softwaretechnisch implementiert sein. Bei einer hardwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einrichtung als Vorrichtung oder als Teil einer Vorrichtung, zum Beispiel als Computer oder als Mikroprozessor ausgebildet sein. Bei einer softwaretechnischen Implementierung kann die jeweilige Einrichtung als Computerprogrammprodukt, als eine Funktion, als eine Routine, als Teil eines Programmcodes oder als ausführbares Objekt ausgebildet sein. The respective device, for example control device, can be implemented in terms of hardware and / or software technology. In a hardware implementation, the respective device may be designed as a device or as part of a device, for example as a computer or as a microprocessor. In a software implementation, the respective device may be designed as a computer program product, as a function, as a routine, as part of a program code or as an executable object.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, von einem Temperatursensor eine aktuelle Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung zu empfangen. Der Temperatursensor kann sich dabei direkt an oder in der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung befinden. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die aktuelle Temperatur nach einem vordefinierten Zeitraum nach einem Abschalten des Kraftfahrzeugs zu empfangen. Beispielsweise kann der vordefinierte Zeitraum größer oder gleich 6 Stunden sein. Bevorzugt handelt es sich bei dem vordefinierten Zeitraum um einen Zeitraum, der lang genug ist, eine Abkühlung der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung erwarten zu können. According to one embodiment, the control device is configured to receive a current temperature of the high-voltage energy storage device from a temperature sensor. The temperature sensor can be located directly on or in the high-voltage energy storage device. The control device may be configured to receive the current temperature after a predefined period of time after a shutdown of the motor vehicle. For example, the predefined period may be greater than or equal to 6 hours. Preferably, the predefined period of time is a period of time which is long enough to allow cooling of the high-voltage energy storage device.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Untergrenze und/oder den vordefinierten Zeitraum in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs zu bestimmen. Der zumindest eine Betriebsparameter kann beispielsweise eine Umgebungstemperatur und/oder eine Motortemperatur sein. Diese Betriebsparameter werden zusätzlich zu der Bestimmung der Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung verwendet werden, um beispielsweise den Wert der Untergrenze anzupassen oder den Zeitraum zu definieren, nachdem eine Messung der Temperatur durchgeführt wird. In accordance with a further embodiment, the control device is set up to determine the lower limit and / or the predefined period as a function of at least one operating parameter of the motor vehicle. The at least one operating parameter may be, for example, an ambient temperature and / or an engine temperature. These operating parameters will be used in addition to determining the temperature of the high voltage energy storage device, for example, to adjust the value of the lower limit or to define the time period after a measurement of the temperature is made.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, den Arbeitsbereich durch Anpassung der Untergrenze und unter Beibehaltung der Obergrenze anzupassen. Das bedeutet, dass der Arbeitsbereich in Abhängigkeit von der Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung vergrößert oder verkleinert wird. According to a further embodiment, the control device is adapted to adapt the work area by adjusting the lower limit and while maintaining the upper limit. This means that the working range is increased or decreased in dependence on the temperature of the high-voltage energy storage device.
Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, die Untergrenze auf einen ersten Wert anzupassen, wenn die bestimmte Temperatur kleiner oder gleich einem vordefinierten Temperaturschwellwert ist. Der Temperaturschwellwert kann dabei zwischen -15°C und -25 °C liegen. Der erste Wert kann auch als Kältewert bezeichnet werden. The controller may be configured to adjust the lower limit to a first value if the determined temperature is less than or equal to a predefined temperature threshold. The temperature threshold can be between -15 ° C and -25 ° C. The first value can also be referred to as the cold value.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Untergrenze auf einen zweiten Wert anzupassen, wenn die bestimmte Temperatur größer als der vordefinierte Temperaturschwellwert ist. Bevorzugt ist der erste Wert höher als der zweite Wert. According to a further embodiment, the control means is adapted to adjust the lower limit to a second value if the determined temperature is greater than the predefined temperature threshold. Is preferred the first value higher than the second value.
Das bedeutet, dass die Untergrenze bei einer Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung unter dem Temperaturschwellwert nach oben verschoben wird (z.B. wird der Minimalenergiegehalt SoC min (State of Charge) auf 18% verschoben) und bei einer Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung über dem Temperaturschwellwert nach unten verschoben (z.B. wird der Minimalenergiegehalt SoC min auf 13% verschoben). Im ersten Fall ist der Arbeitsbereich also kleiner (beispielsweise 82% des Gesamtenergiebereichs) und im zweiten Fall größer (beispielsweise 87% des Gesamtenergiebereichs). This means that the lower limit is shifted upwards below the temperature threshold value at a temperature of the high-voltage energy storage device (eg the minimum energy content SoC min (state of charge) is shifted to 18%) and at a temperature of the high-voltage energy storage device above the temperature threshold value shifted (eg the minimum energy content SoC min is shifted to 13%). In the first case, the working area is therefore smaller (for example 82% of the total energy range) and in the second case larger (for example 87% of the total energy range).
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Kraftfahrzeug mit einer wie oben beschriebenen Energieversorgungseinrichtung vorgeschlagen. Das Kraftfahrzeug kann insbesondere ein Personenkraftwagen sein. According to a further aspect, a motor vehicle with a power supply device as described above is proposed. The motor vehicle may in particular be a passenger car.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs mit Energie vorgeschlagen, wobei das Kraftfahrzeug eine Hochvolt- Energiespeichereinrichtung und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Lade- und Entladevorgänge der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung aufweist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Bestimmen einer Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung, und Anpassen eines durch eine Obergrenze und eine Untergrenze definierten vorbestimmten Arbeitsbereichs der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung in Abhängigkeit der bestimmten Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung. According to a further aspect, a method for supplying a motor vehicle with energy is proposed, wherein the motor vehicle has a high-voltage energy storage device and a control device for controlling the charging and discharging processes of the high-voltage energy storage device. The method comprises the following steps: determining a temperature of the high-voltage energy storage device, and adjusting a predetermined working range of the high-voltage energy storage device defined by an upper limit and a lower limit as a function of the determined temperature of the high-voltage energy storage device.
Die für die vorgeschlagene Vorrichtung beschriebenen Ausführungsformen und Merkmale gelten für das vorgeschlagene Verfahren entsprechend. The embodiments and features described for the proposed device apply accordingly to the proposed method.
Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, welches einen Programmcode aufweist, der dazu ausgebildet ist, auf einem Computer die Durchführung des wie oben erläuterten Verfahrens zu veranlassen. Ein Computerprogrammprodukt, wie z.B. ein Computerprogramm-Mittel, kann beispielsweise als Speichermedium, wie z.B. Speicherkarte, USB-Stick, CD-ROM, DVD, oder auch in Form einer herunterladbaren Datei von einem Server in einem Netzwerk bereitgestellt oder geliefert werden. Dies kann zum Beispiel in einem drahtlosen Kommunikationsnetzwerk durch die Übertragung einer entsprechenden Datei mit dem Computerprogrammprodukt oder dem Computerprogramm-Mittel erfolgen. Furthermore, a computer program product is proposed, which has a program code which is adapted to cause the execution of the method as explained above on a computer. A computer program product, such as a computer program means, for example, as a storage medium, such as memory card, USB stick, CD-ROM, DVD, or in the form of a downloadable file provided by a server in a network or delivered. This can be done, for example, in a wireless communication network by transmitting a corresponding file with the computer program product or the computer program means.
Weitere mögliche Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale oder Ausführungsformen. Dabei wird der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der Erfindung hinzufügen. Further possible implementations of the invention also include not explicitly mentioned combinations of features or embodiments described above or below with regard to the exemplary embodiments. The skilled person will also add individual aspects as improvements or additions to the respective basic form of the invention.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Aspekte der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung. Im Weiteren wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigelegten Figuren näher erläutert. Further advantageous embodiments and aspects of the invention are the subject of the dependent claims and the embodiments of the invention described below. Furthermore, the invention will be explained in more detail by means of preferred embodiments with reference to the attached figures.
Fig. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Kraftfahrzeugs mit einer Energieversorgungseinrichtung; Fig. 1 shows a schematic block diagram of a motor vehicle with a power supply device;
Fig. 2 zeigt einen beispielhaften Ablauf eines Ladens der Energieversorgungseinrichtung von Fig. 1 , und FIG. 2 shows an exemplary sequence of a charging of the power supply device of FIG. 1, and FIG
Fig. 3 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs mit Energie. 3 shows a schematic flow diagram of a method for supplying a motor vehicle with energy.
In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden, sofern nichts anderes angegeben ist. In the figures, the same or functionally identical elements have been given the same reference numerals, unless stated otherwise.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1 mit einer Energieversorgungseinrichtung 10. Die Energieversorgungseinrichtung 10 weist eine Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 zur Versorgung des Kraftfahrzeugs 1 mit Energie und eine Steuereinrichtung1 shows a motor vehicle 1 with a power supply device 10. The power supply device 10 has a high-voltage energy storage device 1 1 for supplying the motor vehicle 1 with energy and a control device
12 zur Steuerung der Lade- und Entladevorgänge der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 auf. 12 for controlling the charging and discharging of the high-voltage energy storage device 1 1 on.
Um in jedem Fall, auch bei niedrigen Außentemperaturen, einen sicheren Kaltstart des Kraftfahrzeugs 1 zu gewährleisten, kann die Steuereinrichtung 12 den Arbeitsbereich der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 anpassen. Hierzu ermittelt die Steuereinrichtung 12 zunächst die aktuelle Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 . Die Temperatur kann durch einen Temperatursensor 13 bereitgestellt werden. In order to ensure a safe cold start of the motor vehicle 1 in any case, even at low outside temperatures, the control device 12 can adjust the working range of the high-voltage energy storage device 11. For this purpose, the control device 12 first determines the current temperature of the high-voltage energy storage device 11. The temperature may be provided by a temperature sensor 13.
Die Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 wird in einem Arbeits- bzw. Betriebsbereich betrieben, der derart gewählt ist, dass zum einen jederzeit ein definierter Kaltstart (z.B. Start der Verbrennungsmaschine bei -25 °C) möglich sein muss (untere Ladezustandsgrenze/Mindestspeicherkapazität, im Folgenden Untergrenze) und dass zum anderen (nach oben) ausreichend Speicherkapazität besteht (obere Ladezustandsgrenze/maximale Speicherkapazität), um den Energiespeicher für eine Bremsenergierückgewinnung nutzen zu können. The high-voltage energy storage device 1 1 is operated in a working or operating range, which is selected such that on the one hand a defined cold start (eg start of the internal combustion engine at -25 ° C) must be possible (lower charge state limit / minimum storage capacity, below Lower limit) and that on the other hand (upwards) there is sufficient storage capacity (upper charge state limit / maximum storage capacity) in order to be able to use the energy store for brake energy recovery.
Um den Arbeitsbereich der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 optimal auszunutzen, passt die Steuereinrichtung 12 den Arbeitsbereich der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 basierend auf der Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 an. Zum Anpassen des Arbeitsbereichs wird eine Untergrenze des Arbeitsbereichs der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 nach oben oder nach unten verschoben. In order to optimally utilize the working range of the high-voltage energy storage device 11, the control device 12 adjusts the working range of the high-voltage energy storage device 11 based on the temperature of the high-voltage energy storage device 11. To adjust the working range, a lower limit of the working range of the high-voltage energy storage device 1 1 is moved up or down.
Ein beispielhafter Ablauf des Ladens und des Verschiebens der Untergrenze ist in Fig. 2 gezeigt. Hierbei zeigen die gepunkteten Pfeile den Temperaturverlauf der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 beim Abstellen des Fahrzeugs 1 an und die durchgezogenen Pfeile zeigen den Temperaturverlauf der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 beim Fahren an. An exemplary process of loading and shifting the lower limit is shown in FIG. Here, the dotted arrows indicate the temperature profile of the high-voltage energy storage device 1 1 when parking the vehicle 1 and the solid arrows indicate the temperature profile of the high-voltage energy storage device 1 1 when driving.
Zunächst wird die Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 mit einer Untergrenze des Arbeitsbereichs auf einem Wert W betrieben. Bei dem Wert W ist die Untergrenze des Arbeitsbereichs der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 auf ihrem Minimalwert, beispielsweise auf 13% Energiegehalt eingestellt. First, the high-voltage energy storage device 1 1 with a lower limit of the work area at a value W operated. At the value W, the lower limit of the working range of the high-voltage energy storage device 1 1 is set to its minimum value, for example to 13% energy content.
Wird das Kraftfahrzeug 1 abgestellt, sinkt die Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 ab. Sinkt die Temperatur dabei unter einen Tempe- raturschwellwert 201 , wird zwar bei diesem Abstellvorgang noch die Untergrenze W verwendet, beim nächsten Abstellvorgang wird dann jedoch eine andere Untergrenze K verwendet. Nach dem Abstellen wird die Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 beim Fahren wieder aufgewärmt. If the motor vehicle 1 is turned off, the temperature of the high-voltage energy storage device 1 1 decreases. If the temperature falls below a temperature threshold value 201, the lower limit W is still used during this shutdown process, but a different lower limit K is then used for the next shutdown process. After switching off the high-voltage energy storage device 1 1 is reheated while driving.
Beim nächsten Abstellvorgang wird nun die Untergrenze K verwendet. Diese ist für niedrigere Temperaturen geeignet, da hier die Untergrenze des Arbeitsbereichs der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 auf einen höheren Wert, beispielsweise auf 18% Energiegehalt eingestellt wird. Diese Untergrenze K wird nun verwendet, solange sich die Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 nach dem Abstellen in einem Temperaturbereich 202 befindet, der unter dem Temperaturschwellwert 201 liegt. Erst wenn die Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 nicht mehr auf einen Temperaturschwellwert 201 absinkt, sondern sich in einem höheren Temperaturbereich 203 über dem Tempe- raturschwellwert befindet, wird ein anderer Wert für die Untergrenze verwendet. Wird also eine Temperatur über dem Temperaturschwellwert 201 nach einem Abstellvorgang festgestellt, wird für zukünftige Abstellvorgänge wieder die Untergrenze W verwendet, bis erneut die Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 unter dem Temperaturschwellwert 201 festgestellt wird. At the next shutdown process, the lower limit K is now used. This is suitable for lower temperatures, since here the lower limit of the working range of the high-voltage energy storage device 1 1 is set to a higher value, for example to 18% energy content. This lower limit K is now used as long as the temperature of the high-voltage energy storage device 1 1 after shutdown is in a temperature range 202 which is below the temperature threshold value 201. Only when the temperature of the high-voltage energy storage device 1 1 no longer drops to a temperature threshold value 201, but is in a higher temperature range 203 above the Tempe- raturschwellwert, another value for the lower limit is used. If, therefore, a temperature above the temperature threshold value 201 is determined after a switch-off operation, the lower limit W is used again for future switch-off operations until the temperature of the high-voltage energy storage device 11 below the temperature threshold value 201 is again detected.
Fig. 3 zeigt ein Verfahren zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs 1 gemäß Fig. 1 mit Energie. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf. 3 shows a method for supplying a motor vehicle 1 according to FIG. 1 with energy. The method comprises the following steps.
In einem ersten Schritt 301 wird eine Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 bestimmt. Anschließend wird in einem zweiten Schritt 302 ein durch eine Obergrenze und eine Untergrenze definierter vorbestimmter Arbeitsbereich der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung 1 1 in Abhängigkeit der bestimmten Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung 1 1 angepasst. In a first step 301, a temperature of the high-voltage energy storage device 1 1 is determined. Subsequently, in a second step 302, a predetermined working range of the high-voltage energy storage device 1 1 defined by an upper limit and a lower limit is adjusted as a function of the determined temperature of the high-voltage energy storage device 11.
Durch die vorgeschlagene Vorrichtung ist es möglich, den Arbeitsbereich einer Hochvolt-Energiespeichereinrichtung optimal zu nutzen, da nicht eine - möglicherweise irrelevante Außentemperatur - sondern die tatsächliche Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung verwendet wird, um einen Arbeitsbereich der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung anzupassen. The proposed device makes it possible to optimally utilize the working range of a high-voltage energy storage device, since not an-possibly irrelevant outside temperature-but the actual temperature of the high-voltage energy storage device is used to adapt a working range of the high-voltage energy storage device.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben wurde, ist sie vielfältig modifizierbar. Although the present invention has been described with reference to embodiments, it is variously modifiable.
Bezuqszeichen REFERENCE CHARACTERS
1 Kraftfahrzeug 1 motor vehicle
10 Energieversorgungseinrichtung 10 power supply device
1 1 Hochvolt-Energiespeichereinrichtung1 1 high-voltage energy storage device
12 Steuereinrichtung 12 control device
13 Temperatursensor  13 temperature sensor
201 Temperaturschwellwert  201 temperature threshold
202, 203 Temperaturbereiche  202, 203 temperature ranges
301 -302 Verfahrensschritte  301 -302 process steps
K, W Untergrenzen  K, W lower limits

Claims

Ansprüche: Claims:
1 . Energieversorgungseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug (1 ), welche eine Hochvolt-Energiespeichereinrichtung (1 1 ) und eine Steuereinrichtung (12) zur Steuerung der Lade- und Entladevorgänge der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung (1 1 ) aufweist, 1 . Energy supply device (10) for a motor vehicle (1), which has a high-voltage energy storage device (1 1) and a control device (12) for controlling the charging and discharging processes of the high-voltage energy storage device (1 1),
dadurch gekennzeichnet, dass  characterized in that
die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, eine Temperatur der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung (1 1 ) zu bestimmen und einen durch eine Obergrenze und eine Untergrenze definierten vorbestimmten Arbeitsbereich der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung (1 1 ) in Abhängigkeit der bestimmten Temperatur anzupassen.  the control device (12) is adapted to determine a temperature of the high-voltage energy storage device (11) and to adjust a predetermined working range of the high-voltage energy storage device (11) defined by an upper limit and a lower limit as a function of the determined temperature.
2. Energieversorgungseinrichtung (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, von einem Temperatursensor (13) eine aktuelle Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung (1 1 ) zu empfangen. Second energy supply device (10) according to claim 1, characterized in that the control device (12) is adapted to receive from a temperature sensor (13) a current temperature of the high-voltage energy storage device (1 1).
3. Energieversorgungseinrichtung (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die aktuelle Temperatur nach einem vordefinierten Zeitraum nach einem Abschalten des Kraftfahrzeugs (1 ) zu empfangen. 3. Energy supply device (10) according to claim 2, characterized in that the control device (12) is adapted to receive the current temperature after a predefined period after a shutdown of the motor vehicle (1).
4. Energieversorgungseinrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der vordefinierte Zeitraum größer oder gleich 6 Stunden ist. 4. Energy supply device (10) according to claim 3, characterized in that the predefined period is greater than or equal to 6 hours.
5. Energieversorgungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Untergrenze und/oder den vordefinierten Zeitraum in Abhängigkeit von zumindest einem Betriebsparameter des Kraftfahrzeugs (1 ) anzupassen. 5. Energy supply device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (12) is adapted to the lower limit and / or the predefined period of time as a function of to adapt at least one operating parameter of the motor vehicle (1).
6. Energieversorgungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, den Arbeitsbereich durch Anpassung der Untergrenze und unter Beibehaltung der Obergrenze anzupassen. 6. Energy supply device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the control device (12) is adapted to adjust the work area by adjusting the lower limit and while maintaining the upper limit.
7. Energieversorgungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Untergrenze auf einen ersten Wert anzupassen, wenn die bestimmte Temperatur kleiner oder gleich einem vordefinierten Temperaturschwellwert (201 ) ist. 7. Energy supply device (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the control device (12) is adapted to adjust the lower limit to a first value when the determined temperature is less than or equal to a predefined temperature threshold (201).
8. Energieversorgungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (12) dazu eingerichtet ist, die Untergrenze auf einen zweiten Wert anzupassen, wenn die bestimmte Temperatur größer als der vordefinierte Temperaturschwellwert (201 ) ist, wobei der erste Wert höher als der zweite Wert ist. 8. Energy supply device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (12) is adapted to adjust the lower limit to a second value when the determined temperature is greater than the predefined temperature threshold (201), wherein the first Value is higher than the second value.
9. Kraftfahrzeug (1 ), insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Energieversorgungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8. 9. motor vehicle (1), in particular passenger cars, with a power supply device (10) according to one of claims 1 to 8.
10. Verfahren zum Versorgen eines Kraftfahrzeugs (1 ) mit Energie, wobei das Kraftfahrzeug (1 ) eine Energieversorgungseinrichtung (10) mit einer Hochvolt- Energiespeichereinrichtung (1 1 ) und einer Steuereinrichtung (12) zur Steuerung der Lade- und Entladevorgänge der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung (1 1 ) aufweist, 10. A method for supplying a motor vehicle (1) with energy, the motor vehicle (1) having a power supply device (10) with a high-voltage energy storage device (1 1) and a control device (12) for controlling the charging and discharging processes of the high-voltage energy storage device (1 1),
gekennzeichnet durch  marked by
Bestimmen (301 ) einer Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung (1 1 ), und  Determining (301) a temperature of the high-voltage energy storage device (11), and
Anpassen (302) eines durch eine Obergrenze und eine Untergrenze definierten vorbestimmten Arbeitsbereichs der Hochvolt-Energiespeichereinrichtung (1 1 ) in Abhängigkeit der bestimmten Temperatur der Hochvolt- Energiespeichereinrichtung (11). Adjusting (302) a predetermined working range of the high-voltage energy storage device (11) defined by an upper limit and a lower limit as a function of the determined temperature of the high-voltage Energy storage device (11).
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