EP4301622A1 - Verfahren zum prognostizieren der funktionstüchtigkeit einer antriebsbatterie - Google Patents

Verfahren zum prognostizieren der funktionstüchtigkeit einer antriebsbatterie

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Publication number
EP4301622A1
EP4301622A1 EP22710320.7A EP22710320A EP4301622A1 EP 4301622 A1 EP4301622 A1 EP 4301622A1 EP 22710320 A EP22710320 A EP 22710320A EP 4301622 A1 EP4301622 A1 EP 4301622A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicle
time
drive battery
battery
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22710320.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Heino Wengelnik
Markus Neumann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Volkswagen AG
Original Assignee
Volkswagen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Publication of EP4301622A1 publication Critical patent/EP4301622A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/60—Navigation input
    • B60L2240/66—Ambient conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/56—Temperature prediction, e.g. for pre-cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2260/00—Operating Modes
    • B60L2260/40—Control modes
    • B60L2260/50—Control modes by future state prediction
    • B60L2260/58—Departure time prediction

Definitions

  • the present invention relates to a method for predicting the functionality of a drive battery that can be used in particular in an electrically driven vehicle.
  • the present invention also relates to a vehicle that is set up to carry out such a method.
  • Vehicles with an electric drive have a drive battery as the electrical energy store, which is usually designed as a high-voltage store and consists of battery cells or cell blocks connected in series. Since the entire energy required for locomotion is stored as electrical energy in fully electric vehicles, high-capacity accumulator cells are used in these vehicles. In hybrid electric vehicles, on the other hand, a significantly smaller capacity of the drive battery is sufficient, since the main part of the drive energy is carried along as chemical energy in the form of fuel.
  • the usable capacity of the drive battery depends on various usage influences.
  • high-voltage batteries equipped with lithium-ion cells work best in a temperature range of around 10 °C to 40 °C. In order to stay within this range, the high-voltage battery is actively cooled or heated as required while driving and also when charging.
  • the high-voltage battery can cool down in the parked vehicle.
  • the driving performance can be reduced until the operating temperature of the high-voltage battery has been reached. If the charge levels of the drive battery are low, there is also a risk of the vehicle breaking down at low temperatures. At very low temperatures, such a risk can even exist when the charge level of the drive battery is comparatively high. Battery management systems can partially mitigate this cold effect by monitoring the temperature and adjusting the end-of-charge voltage. Also, many electric vehicles provide the ability to program preheating.
  • a vehicle user can thus program automatic activation of an auxiliary heating system integrated in the vehicle before the next departure. This then improves the performance of the high-voltage battery and the comfort in the interior.
  • drive batteries are often equipped with an additional battery heater. This either takes over the temperature control during the connection to the power grid or heats itself from its energy content. However, this and additional consumers such as an electric interior heater then reduce the range at low temperatures.
  • the vehicle user is prompted by a warning to charge and/or heat the traction battery if there is a risk of breaking down due to a low charge level in the traction battery and a low outside temperature when the vehicle is parked for a later journey.
  • DE 102019 106 167 A1 discloses a method in which, to protect against problems during a cold start of a vehicle, the next cranking time required to start an internal combustion engine of the vehicle is estimated based on information on the state of charge of the battery and temperature information. In the event of imminent problems, a warning message can be issued to the driver of the vehicle.
  • DE 102008036457 A1 describes a method for the energy-saving operation of a motor vehicle, in which the battery is charged depending on a probable route, probable traffic conditions or probable environmental conditions.
  • the probable environmental conditions can be determined from current location information, a destination, a weather forecast and/or stored location- and season-dependent climate data.
  • a probability of a cold start of the drive motor can be determined and a minimum state of charge of the battery can be defined as a function of this probability that has been determined.
  • ES 2 764 169 A1 describes taking into account the inside temperature of the parked vehicle and data about the outside ambient temperature of the parked vehicle when the interior cabin of a parked vehicle is pre-air-conditioned before the planned departure time. It will affect the range of the vehicle calculated and depending on the effect, if necessary, refrain from pre-conditioning.
  • the vehicle can be a vehicle with an internal combustion engine or an electric or hybrid vehicle.
  • the current state of charge of the drive battery is determined.
  • a departure time for the electrically powered vehicle is determined.
  • At least one parameter that influences the functionality of the drive battery is also determined. Based on the current state of charge and the at least one parameter, the functionality of the drive battery is predicted at the time of departure.
  • the departure time is equated to a next departure time programmed in the charging controller of the vehicle or determined from a programmed automatic start time of a pre-air conditioning of the vehicle.
  • the forecast can be precisely matched to the departure time and can also take place without further interaction with the vehicle user.
  • a driving history of the vehicle or an electronic calendar of the driver is used to determine the departure time evaluated. In this way, even if the next departure time is not known, a usable prognosis can be generated automatically without interaction with the vehicle user.
  • a user of the vehicle is prompted to enter a departure time, so that a prognosis can be made even if there is no programming, no driving history or entries in an electronic calendar.
  • Forecast data for the weather at the location of the vehicle are advantageously determined in order to be able to take into account the influence of the weather on the functionality of the drive battery.
  • the method can be used particularly advantageously if the prognosis data include the probable temperature at the departure time at the location of the vehicle and the probable battery temperature is determined therefrom.
  • the prognosis data is retrieved from at least one weather service via an Internet data connection of the vehicle or determined based on past temperature data that has been detected and recorded by the vehicle.
  • the charge level of the drive battery at the time of departure is preferably determined by evaluating the current charge level of the drive battery, a quiescent current value of the drive battery and the time until the departure time.
  • the functional capability of the drive battery is predicted at the time of the subsequent departure time and information about this is output to the user of the vehicle.
  • a vehicle according to the invention comprises a drive battery, an electric drive and a prognosis unit that is set up to carry out the method according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows the method according to the invention for predicting the functionality of a drive battery
  • FIG. 2 schematically shows a block diagram of an electrically driven vehicle with a prognosis unit for carrying out the method according to the invention
  • FIG 3 shows an example of a display with a warning based on a forecast by the forecasting unit.
  • FIG. 1 schematically shows the method according to the invention for predicting the functionality of a drive battery installed in an electrically driven vehicle.
  • the method can be started when it is detected that the vehicle is parked by the vehicle user.
  • the method can be carried out each time the vehicle is parked, or only when a prognosis for a future departure seems reasonable due to a low charge level of the drive battery or a low current outside temperature. This can also take place when the user requests a prognosis regarding the functionality of the drive battery.
  • Such a request can be made by the user via an HMI of the vehicle or via a mobile device such as a so-called smartphone, which is connected to the vehicle and is equipped with suitable application software.
  • the current state of charge of the drive battery is determined. This can be done, for example, by means of a battery sensor that monitors the properties of the drive battery, such as the charge level (SOC: "State of Charge”) or the temperature of the battery.
  • SOC charge level
  • the charge level can be between 0% and 100% where 0% corresponds to a fully discharged battery and 100% to a fully charged battery.
  • the next departure time for the vehicle is determined.
  • the departure time is known when the vehicle is at a charging location and a departure time is programmed as part of the charging process. Even if the drive battery is not charged after the vehicle is parked, the planned departure time is known at least indirectly if the vehicle is automatically pre-air-conditioned before departure, for example by means of an auxiliary heater in winter, and an automatic start time is programmed for this.
  • the departure time can still be determined by evaluating the driving history of the vehicle or the driver's electronic calendar. If, for example, a driving history stored in a navigation system of the vehicle shows that the vehicle is regularly started from Monday to Friday mornings at essentially the same time, it can be assumed with high probability that the departure on these days will also take place at a similar time in the future time is done. Likewise, for example, in the case of an external appointment noted in the driver's electronic calendar and lying in the future, the probable travel time can be determined if the location of the external appointment is known and the probable departure time can then be calculated back. Provision can also be made to combine both evaluations, for example by giving the evaluation of the electronic calendar a higher priority and only evaluating the driving history if no appointments are noted in the electronic calendar or access to the electronic calendar is not possible .
  • the request can be made, for example, by displaying a corresponding message on a display of the vehicle and/or an acoustic message, such as a voice output.
  • the departure time can then be entered by the user, for example via a graphical user interface on the display or by voice input.
  • the interaction with the vehicle can optionally take place indirectly via a mobile device belonging to the user.
  • at least one parameter that influences the functionality of the drive battery is determined.
  • the functionality of the drive battery depends in particular on the charge level and the temperature of the drive battery at the time of the next departure.
  • temperature data provided by a weather service can be used to predict the battery temperature at the time of departure. These can be queried directly via a mobile phone data connection in the vehicle, or via a mobile device of the vehicle user that is connected to the vehicle. For this purpose, the temperature data can be queried specifically for the departure time and the parking location of the vehicle.
  • the expected battery temperature at the time of departure can then be determined from the expected outside temperature at the location of the vehicle at the time of departure.
  • the probable battery temperature can be equated with the probable outside temperature.
  • correction values which take into account partial thermal shielding of the drive battery by the vehicle body, which can lead to a higher probable battery temperature.
  • the geographic height of the parking location can be taken into account in the probable outside temperature if this has not already been done when the outside temperature was calculated by the weather service.
  • the geographical height can be taken from the vehicle's position data, which have been determined by a GPS sensor of the vehicle.
  • a linear temperature profile of the atmosphere can be assumed. For example, it can be assumed that the temperature decreases by around 5° Celsius to 10° Celsius with increasing altitude for every 1,000 meters of difference in altitude, depending on the humidity and air pressure.
  • the weather data can also contain other information that can be used for the forecast.
  • values for the humidity can also be queried for the period between parking the vehicle and the next departure.
  • the charge level of the traction battery at the time of the next departure can be predicted by measuring the decrease in charge level based on the quiescent current and duration will be charged until departure. Since there is a functional connection between the air humidity and the quiescent current flowing, the values for the air humidity obtained from the weather service over the period up to departure can be taken into account in order to achieve more precise values, and the quiescent currents dependent on this can be integrated at different points in time.
  • the vehicle can instead create a weather forecast based on past temperature data that has been collected and recorded by the vehicle.
  • An extrapolation up to the time of departure can also be carried out based on the respective minimum temperatures of the last n days.
  • the geographic height can also be taken into account when evaluating this history.
  • the forecast quality of the weather report supplied by a weather service can also be taken into account, for example using an index supplied by the weather service.
  • several weather models can be used and evaluated together, for example by selecting the weather model with the lowest temperatures or by averaging.
  • a prognosis for the battery temperature and the state of charge can be made after the end of a predefined period of time, starting when the vehicle is parked.
  • This predefined period of time can be two weeks, for example.
  • information from weather report data such as in particular the temperature, can be evaluated at the current vehicle location for this predefined period of time. For example, this can Temperature minimum for this predefined period can be selected.
  • the history of the previous days can also be evaluated here in the event that no weather data is available from a weather service.
  • the charge status of the drive battery can then also be forecast for the same predefined period of time, for example by evaluating the quiescent current value over the period of the last two weeks.
  • a prognosis unit can, for example, use functional relationships or a corresponding look-up table, with suitable threshold values also being able to be stored as a function of the state of charge and the temperature of the battery.
  • a warning can be issued to the user that there is a risk of breakdown with the parameters present and that appropriate countermeasures should be taken, such as charging and/or heating the battery in particular.
  • a warning can also be output by an indication on the above-mentioned display of the vehicle and/or an acoustic indication, such as a signal tone or a voice output, or also corresponding outputs on the user's mobile terminal device.
  • provision can also be made for the named countermeasures to be initiated automatically when the value falls below the threshold value.
  • FIG. 2 schematically shows a block diagram of an electrically driven vehicle in which the method according to the invention can be carried out using a prognosis unit.
  • vehicle F can in particular be an electric vehicle or a hybrid vehicle, in particular a plug-in hybrid vehicle.
  • the vehicle includes an electric motor 10 installed in the front of the vehicle.
  • the vehicle can also be provided with a rear engine or with several electric motors arranged in different areas of the vehicle.
  • the electric motor 10 is driven by a drive battery 11 which is installed in the rear of the vehicle in the example shown and is part of a battery module 12 .
  • the drive battery can be configured in particular as a lithium-ion accumulator.
  • the battery module 12 also includes other components, of which a battery management system 13, a battery heater 14 and charging electronics 15 are shown as examples.
  • the power from the traction battery is made available to the electric motor via high-current DC wiring 16 .
  • the battery module and the electric motor are connected to a digital data bus 17 .
  • the prognosis unit 18, a central control unit 19 and also other components, which are explained below, are connected to this digital data bus.
  • the prognosis unit 18 and central control unit 19 are shown separately in the example, but can also be integrated in one unit.
  • the prognosis unit 18 is supplied with the data required to predict the functionality of the drive battery. This can also take place if the user requests a prognosis regarding the functionality of the drive battery.
  • the user can enter such a request in the vehicle via an HMI unit 20, which can be part of an infotainment system, for example.
  • the HMI unit 20 can in particular include one or more displays that can be equipped with a graphical user interface and can be integrated, for example, in the vehicle cockpit or in the center console, or can be implemented as a head-up display.
  • the HMI unit 20 can also include speakers for voice output and/or a microphone for voice input. If a request from the user is to be made possible via a mobile terminal device, such as what is known as a smartphone, this can be done via a communication unit 21 of the vehicle.
  • the current vehicle position of the vehicle determined by a position determination unit 22 is supplied to the prognosis unit 18 via the data bus 17 . This can then be used to call up data with local weather forecasts via the communication unit 21 from an external server (not shown).
  • an air conditioning unit 23 for example in the form of an electrically operated heater or an electric operated cooling device, a pre-air conditioning of the vehicle interior carried out at a standstill.
  • the outside temperature in the vicinity of the vehicle can be detected with a temperature sensor 24 .
  • the temperature values recorded in this way can be stored in a memory 25 and then evaluated by the prognosis unit 18 if no weather data can be determined by a weather service.
  • FIG. 3 shows an example of a display 30 with a warning based on a prognosis by the prognosis unit.
  • a message 31 is shown on a display after the user has terminated the readiness to drive and the subsequent prediction of the functionality of the drive battery at the time of the next departure time. This indicates that the charge level or the temperature of the drive battery is too low for the next departure time. The user is therefore prompted by the message to ensure that the drive battery is charged or heated by the battery heater before the next departure.
  • a warning symbol 32 is displayed, which can, if appropriate, use a suitable color scheme or animation to draw particular attention to the message next to it.
  • Further representations can also appear on the display, such as a schematic representation of the vehicle 33, a temperature symbol 34 or a battery symbol 35 reflecting the state of charge. Provision can also be made here to additionally display a numerical value for the predicted state of charge or the predicted temperature.
  • explanations for charging the drive battery, the air conditioning and/or for programming the battery heating or charging can be reproduced and, if necessary, operating options for this can also be displayed directly.
  • the invention can be used in particular in passenger cars, trucks or buses with an electric or hybrid drive, but is not limited to this, but can also be used for other electrically driven vehicles, such as so-called e-bikes and e-scooters.

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Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Prognostizieren der Funktionstüchtigkeit einer Äntriebsbatterie, die in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug verbaut ist, wird der aktuelle Ladestand der Äntriebsbatterie ermittelt (1). Eine Abfahrtszeit für das elektrisch angetriebene Fahrzeug wird ermittelt (2). Ebenso wird mindestens ein Parameter, der Einfluss auf die Funktionstüchtigkeit der Äntriebsbatterie hat, ermittelt (3). Basierend auf dem aktuellen Ladestand und dem mindestens einen Parameter wird die Funktionstüchtigkeit der Äntriebsbatterie zum Zeitpunkt der Abfahrtszeit prognostiziert (4).

Description

Beschreibung
Verfahren zum Prognostizieren der Funktionstüchtigkeit einer Antriebsbatterie
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prognostizieren der Funktionstüchtigkeit einer Antriebsbatterie, dass insbesondere in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug eingesetzt werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrzeug, das eingerichtet ist, ein solches Verfahren auszuführen.
Fahrzeuge mit elektrischem Antrieb weisen als elektrischen Energiespeicher eine Antriebsbatterie auf, die üblicherweise als Hochvoltspeicher ausgestaltet ist und aus seriell zusammengeschalteten Akkumulator-Zellen oder Zellenblöcken besteht. Da bei vollelektrischen Fahrzeuge die gesamte für die Fortbewegung benötigte Energie als elektrische Energie gespeichert ist, kommen bei diesen Fahrzeugen Akkumulator-Zellen mit hoher Kapazität zum Einsatz. Bei Hybridelektrofahrzeugen reicht dagegen eine deutlich kleinere Kapazität der Antriebsbatterie aus, da der Hauptteil der Antriebsenergie als chemische Energie in Form des Kraftstoffs mitgeführt wird.
Wie auch bei anderen Batterien, beispielsweise Starterbatterien zum Betätigen des Anlassers eines Verbrennungsmotors, hängt die nutzbare Kapazität der Antriebsbatterie von verschiedenen Nutzungseinflüssen ab. So funktionieren beispielsweise Hochvoltbatterien, die mit Lithium-Ionen-Zellen ausgestattet sind, am besten in einem Temperaturbereich von etwa 10 °C bis 40 °C. Um diesen Bereich einzuhalten, wird die Hochvoltbatterie bei Bedarf während der Fahrt und auch beim Laden aktiv gekühlt oder beheizt.
In kalter Umgebung kann die Hochvoltbatterie im geparkten Fahrzeug auskühlen. Je tiefer die Temperatur sinkt, desto schlechter kann die Hochvoltbatterie Energie abgeben, da tiefe Temperaturen zu einer Verringerung der in der Antriebsbatterie befindlichen Ladungsträger führen. Bei niedrigen Temperaturen kann die Fahrleistung dadurch so lange reduziert sein, bis die Betriebstemperatur der Hochvoltbatterie erreicht ist. Bei niedrigen Ladeständen der Antriebsbatterie kann bei tiefen Temperaturen ferner ein Liegenbleiben des Fahrzeugs drohen. Bei sehr niedrigen Temperaturen kann ein solches Risiko sogar auch bei vergleichsweise hohen Ladeständen der Antriebsbatterie bestehen. Batteriemanagementsysteme können diesen Kälteeffekt durch eine Temperaturüberwachung und Anpassung der Ladeschlussspannung teilweise abmildern. Ferner sehen viele Elektrofahrzeuge die Möglichkeit für eine Programmierung einer Vorheizung vor. So kann durch einen Fahrzeugnutzer eine automatische Aktivierung einer im Fahrzeug integrierten Standheizung vor der nächsten Abfahrt programmiert werden. Dieses verbessert dann die Leistungsfähigkeit der Hochvoltbatterie und den Komfort im Innenraum. Ferner sind Antriebsbatterien oft auch mit einer zusätzlichen Batterieheizung ausgestattet. Diese übernimmt entweder während der Verbindung zum Stromnetz die Temperierung oder heizt sich aus ihrem Energiegehalt selbst. Dadurch und durch zusätzliche Verbraucher wie beispielsweise eine elektrische Innenraumheizung verringert sich dann jedoch bei niedrigen Temperaturen die Reichweite.
Es ist daher auch bekannt, dass der Fahrzeugnutzer durch einen Warnhinweis aufgefordert wird, die Antriebsbatterie zu laden und/oder zu heizen, falls aufgrund eines niedrigen Ladestands der Antriebsbatterie und einer geringen Außentemperatur beim Abstellen des Fahrzeugs für einen späteren Fahrtantritt das Risiko eines Liegenbleibens besteht.
Die DE 102019 106 167 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem zum Schutz vor Problemen bei einem Kaltstart eines Fahrzeugs die nächste Anlasszeit, die benötigt wird, um einen Verbrennungsmotor des Fahrzeugs zu starten, basierend auf Informationen zum Ladezustand der Batterie und Temperaturinformationen geschätzt wird. Bei drohenden Problemen kann eine Warnmitteilung an den Fahrer des Fahrzeugs ausgegeben werden.
Ähnlich beschreibt die DE 102008036457 A1 ein Verfahren zum energiesparenden Betrieb eines Kraftfahrzeuges, bei dem die Batterie in Abhängigkeit von einer voraussichtlichen Fahrtroute, voraussichtlichen Verkehrsbedingungen oder voraussichtlichen Umgebungsbedingungen aufgeladen wird. Die voraussichtlichen Umgebungsbedingungen können hierbei aus einer aktuellen Ortsinformation, einem Fahrtziel, einer Wettervorhersage und/oder gespeicherten orts- und jahreszeitabhängigen Klimadaten ermittelt werden. Ferner kann eine Wahrscheinlichkeit für einen Kaltstart des Antriebsmotors ermittelt und ein minimaler Ladezustand der Batterie in Abhängigkeit von dieser ermittelten Wahrscheinlichkeit festgelegt werden.
In der ES 2 764 169 A1 wird beschrieben, bei einer Vorklimatisierung der Innenkabine eines geparkten Fahrzeugs, die vor der geplanten Abfahrtszeit erfolgen soll, die Innentemperatur des geparkten Fahrzeugs und Daten über die Außenumgebungstemperatur des geparkten Fahrzeugs zu berücksichtigen. Es wird die Auswirkung auf die Reichweite des Fahrzeugs berechnet und je nach der Auswirkung ggfs die Vorklimatisierung unterlassen. Bei dem Fahrzeug kann es sich hierbei um ein Fahrzeug mit Verbrennungsmotor oder ein Elektro- oder Hybridfahrzeug handeln.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Prognostizieren der Funktionstüchtigkeit einer Antriebsbatterie sowie ein Fahrzeug mit einer Prognoseeinheit zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Fahrzeug gemäß Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Prognostizieren der Funktionstüchtigkeit einer Antriebsbatterie, die in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug verbaut ist, wird der aktuelle Ladestand der Antriebsbatterie ermittelt. Eine Abfahrtszeit für das elektrisch angetriebene Fahrzeug wird ermittelt. Ebenso wird mindestens ein Parameter, der Einfluss auf die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie hat, ermittelt. Basierend auf dem aktuellen Ladestand und dem mindestens einen Parameter wird die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der Abfahrtszeit prognostiziert.
Entgegen den herkömmlichen Verfahren, die für eine Beurteilung der Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie den Ladestand und Parameter wie die Temperatur der Batterie jeweils bei Abstellen des Fahrzeugs heranziehen, werden hierfür erfindungsgemäß Werte zum Zeitpunkt der Abfahrtszeit verwendet, so dass eine wesentlich verlässlichere Prognose möglich ist. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Warnstrategie an die Wetterverhältnisse bei der nächsten Abfahrt optimal angepasst werden und so das Risiko eines Liegenbleibens reduziert und eine geringe Fahrleistung bei Fahrtantritt weitestgehend vermieden werden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird die Abfahrtszeit einer in der Ladesteuerung des Fahrzeugs programmierten nächsten Abfahrtszeit gleichgesetzt oder aus einer programmierten automatischen Startzeit einer Vorklimatisierung des Fahrzeugs ermittelt. Auf diese Weise kann die Prognose exakt auf die Abfahrtszeit abgestimmt werden und auch ohne weitere Interaktion mit dem Fahrzeugnutzer erfolgen.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform wird zur Bestimmung der Abfahrtszeit eine Fahrhistorie des Fahrzeugs verwendet oder ein elektronischer Kalender des Fahrers ausgewertet. Damit kann auch für den Fall, dass die nächste Abfahrtszeit nicht bekannt ist, dennoch ohne Interaktion mit dem Fahrzeugnutzer automatisch eine brauchbare Prognose erstellt werden.
Gemäß einerweiteren Ausführungsform wird ein Nutzer des Fahrzeugs zur Eingabe einer Abfahrtszeit aufgefordert, sodass auch für den Fall, dass weder eine Programmierung noch eine Fahrhistorie oder Einträge in einem elektronischen Kalender vorliegen, eine Prognose erstellt werden kann.
Vorteilhafterweise werden Prognosedaten für das Wetter am Standort des Fahrzeugs ermittelt, um so den Einfluss des Wetters auf die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie berücksichtigen zu können.
Besonders vorteilhaft kann das Verfahren angewendet werden, wenn die Prognosedaten die voraussichtliche Temperatur zur Abfahrtszeit am Standort des Fahrzeugs umfassen und daraus die voraussichtliche Batterietemperatur ermittelt wird.
Vorteilhafterweise werden hierbei die Prognosedaten über eine Internetdatenverbindung des Fahrzeugs von mindestens einem Wetterdienst abgerufen oder basierend auf vergangenen Temperaturdaten, die von dem Fahrzeug erfasst und aufgezeichnet worden sind, ermittelt.
Vorzugsweise wird der Ladestand der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der Abfahrtszeit ermittelt, indem der aktuelle Ladestand der Antriebsbatterie, ein Ruhestromwert der Antriebsbatterie sowie die Zeitdauer bis zur Abfahrtszeit ausgewertet wird.
Hierbei kann es von Vorteil sein, wenn bei dem Ruhestromwert der Antriebsbatterie für die Zeitdauer bis zur Abfahrtszeit zusätzlich mindestens ein Wert für die Luftfeuchtigkeit berücksichtigt wird.
Vorzugsweise wird bei Abstellen des Fahrzeugs durch einen Nutzer des Fahrzeugs die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der darauffolgenden Abfahrtszeit prognostiziert und ein Hinweis hierzu an den Nutzer des Fahrzeugs ausgegeben.
Entsprechend umfasst ein erfindungsgemäßes Fahrzeug eine A ntriebs batte rie, einen elektrischen Antrieb sowie eine Prognoseeinheit, die eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den Ansprüchen in Verbindung mit den Figuren ersichtlich.
Fig. 1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zum Prognostizieren der Funktionstüchtigkeit einer Antriebsbatterie;
Fig. 2 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs mit einer Prognoseeinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
Fig. 3 zeigt beispielhaft eine Anzeige mit einem Warnhinweis basierend auf einer Prognose der Prognoseeinheit.
Zum besseren Verständnis der Prinzipien der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren detaillierter erläutert. Es versteht sich, dass sich die Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt und dass die beschriebenen Merkmale auch kombiniert oder modifiziert werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
Figur 1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Verfahren zum Prognostizieren der Funktionstüchtigkeit einer Antriebsbatterie, die in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug verbaut ist. Das Verfahren kann hierbei gestartet werden, wenn erkannt wird, dass das Fahrzeug vom Fahrzeugnutzer abgestellt wird. Das Verfahren kann bei jedem Abstellen des Fahrzeugs durchgeführt werden, oder nur dann, wenn aufgrund eines geringen Ladestands der Antriebsbatterie oder einer geringen gegenwärtigen Außentemperatur eine Prognose für eine zukünftige Abfahrt sinnvoll erscheint. Ebenso kann dieses auch dann erfolgen, wenn von dem Nutzer eine Prognose zur Funktionsfähigkeit der Antriebsbatterie angefordert wird. Eine solche Anforderung kann von dem Nutzer über ein HMI des Fahrzeugs oder aber auch über ein mobiles Endgerät wie ein sogenanntes Smartphone vorgenommen werden, welches mit dem Fahrzeug in Verbindung steht und mit einer geeigneten Anwendungssoftware ausgestattet ist.
Gemäß Verfahrensschritt 1 wird hierbei der aktuelle Ladestand der Antriebsbatterie ermittelt. Dieses kann beispielsweise mittels eines Batteriesensors erfolgen, der Eigenschaften der Antriebsbatterie wie insbesondere den Ladestand (SOC: „State of Charge“) oder auch die Temperatur der Batterie überwacht. Der Ladestand kann hierbei zwischen 0 % und 100 % liegen, wobei 0 % einer vollständig entladenen Batterie und 100 % einer vollständig geladenen Batterie entspricht.
In dem darauffolgenden Verfahrensschritt 2 wird die nächste Abfahrtszeit für das Fahrzeug ermittelt. Dieses kann auf verschiedene Weisen erfolgen. So ist die Abfahrtszeit bekannt, wenn das Fahrzeug an einem Ladeort steht und im Rahmen des Ladevorgangs eine Abfahrtszeit programmiert ist. Auch wenn nach dem Abstellen des Fahrzeugs keine Aufladung der Antriebsbatterie erfolgt, so ist die geplante Abfahrtszeit zumindest mittelbar bekannt, wenn vor der Abfahrt eine automatische Vorklimatisierung des Fahrzeugs, beispielsweise im Winter durch eine Standheizung erfolgt, und für diese eine automatische Startzeit programmiert ist.
Aber auch wenn die Abfahrtszeit nicht explizit bekannt ist, so kann diese doch durch eine Auswertung der Fahrhistorie des Fahrzeugs oder eines elektronischen Kalenders des Fahrers ermittelt werden. Wird beispielsweise einer in einem Navigationssystem des Fahrzeugs gespeicherten Fahrhistorie entnommen, dass das Fahrzeug regelmäßig von Montag bis Freitag morgens zu einem im wesentlichen gleichen Zeitpunkt gestartet wird, so kann mit hoher Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass auch zukünftig die Abfahrt an diesen Tagen zu einer ähnlichen Uhrzeit erfolgt. Ebenso kann beispielsweise bei einem in einem elektronischen Kalender des Fahrers vermerkten, in der Zukunft liegenden Außentermin die voraussichtliche Fahrzeit bei bekanntem Ort des Außentermins ermittelt werden und dann auf die voraussichtliche Abfahrtszeit zurückgerechnet werden. Hierüber kann auch vorgesehen sein, beide Auswertungen zu kombinieren, beispielsweise indem der Auswertung des elektronischen Kalenders eine höhere Priorität eingeräumt wird und eine Auswertung der Fahrhistorie nur dann erfolgt, wenn in dem elektronischen Kalender keine Termine vermerkt sind oder kein Zugriff auf den elektronischen Kalender möglich ist.
Ebenso kann auch vorgesehen sein, dass der Nutzer des Fahrzeugs von dem Fahrzeug zur Eingabe einer Abfahrtszeit aufgefordert wird. Dieses kann insbesondere dann erfolgen, wenn die Abfahrtszeit nicht programmiert ist und auch nicht aus der Fahrhistorie oder dem elektronischen Kalender ermittelt werden kann. Die Aufforderung kann hierbei beispielsweise durch die Anzeige eines entsprechenden Hinweises auf einem Display des Fahrzeugs und/oder einen akustischen Hinweis, wie eine Sprachausgabe, erfolgen. Die Abfahrtszeit kann dann durch den Nutzer beispielsweise über eine grafische Benutzeroberfläche auf dem Display oder eine Spracheingabe eingegeben werden. Auch hier kann gegebenenfalls die Interaktion mit dem Fahrzeug indirekt über ein mobiles Endgerät des Nutzers erfolgen. In dem darauffolgenden Verfahrensschritt 3 wird dann mindestens ein Parameter, der Einfluss auf die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie hat, ermittelt. Die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie hängt hierbei insbesondere von dem Ladestand und der Temperatur der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der nächsten Abfahrt ab.
Um die Batterietemperatur zur Abfahrtszeit zu prognostizieren, können insbesondere Temperaturdaten, die von einem Wetterdienst zur Verfügung gestellt werden, genutzt werden. Diese können direkt über eine Mobilfunkdatenverbindung des Fahrzeugs, oder auch über ein mit dem Fahrzeug in Verbindung stehendes mobiles Endgerät des Fahrzeugnutzers, abgefragt werden. Hierfür können die Temperaturdaten gezielt für die Abfahrtszeit und den Abstellort des Fahrzeugs abgefragt werden.
Aus der voraussichtlichen Außentemperatur am Standort des Fahrzeugs zur Abfahrtszeit kann dann die voraussichtliche Batterietemperatur zur Abfahrtszeit ermittelt werden. Im einfachsten Fall kann hierfür die voraussichtliche Batterietemperatur der voraussichtlichen Außentemperatur gleichgesetzt werden. Es ist aber auch möglich, Korrekturwerte vorzusehen, welche eine teilweise thermische Abschirmung der Antriebsbatterie durch die Fahrzeugkarosserie, die zu einer höheren voraussichtlichen Batterietemperatur führen kann, berücksichtigen.
Ferner kann die geographische Höhe des Abstellortes bei der voraussichtlichen Außentemperatur berücksichtigt werden, falls dieses nicht bereits bei der Berechnung der Außentemperatur durch den Wetterdienst erfolgt ist. Hierfür kann die geographische Höhe den Positionsdaten des Fahrzeugs, die von einem GPS-Sensor des Fahrzeugs ermittelt worden sind, entnommen werden. Hierbei kann im einfachsten Fall ein linearer Temperaturverlauf der Atmosphäre angenommen werden. So kann beispielsweise angenommen werden, dass die Temperatur pro 1.000 Meter Höhenunterschied je nach Luftfeuchtigkeit und Luftdruck mit zunehmender Höhe um ca. 5° Celsius bis 10° Celsius abnimmt.
Zusätzlich zur Temperatur können die Wetterdaten auch weitere Informationen enthalten, die für die Prognose verwendet werden können. So können beispielsweise auch Werte für die Luftfeuchtigkeit für den Zeitraum zwischen dem Abstellen des Fahrzeugs und der nächsten Abfahrt abgefragt werden.
Der Ladestand der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der nächsten Abfahrt kann prognostiziert werden, indem die Abnahme des Ladestandes basierend auf dem Ruhestrom und der Dauer bis zur Abfahrt berechnet wird. Da ein funktionaler Zusammenhang zwischen der Luftfeuchtigkeit und dem fließenden Ruhestrom besteht, können zur Erzielung genauerer Werte hierbei die von dem Wetterdienst erhaltenen Werte für die Luftfeuchtigkeit über den Zeitraum bis zur Abfahrt berücksichtigt werden und die hiervon abhängigen Ruheströme zu verschiedenen Zeitpunkten aufintegriert werden.
Sollten keine Wetterdaten von einem Wetterdienst vorliegen, beispielsweise, weil diese wegen einer Störung der Internetdatenverbindung nicht abgerufen werden können, so kann stattdessen von dem Fahrzeug eine Wetterprognose basierend auf vergangenen Temperaturdaten, die von dem Fahrzeug erfasst und aufgezeichnet worden sind, erstellt werden.
Hierfür kann beispielsweise eine Historie der letzten n Tage (z.B. n = 7) ausgewertet werden, um dann das Temperaturminimum der letzten n Tage, gegebenenfalls mit einem festen Offset versehen, als Prognosewert für die Temperatur zum Zeitpunkt der nächsten Abfahrt zu nutzen. Ebenso kann basierend auf den jeweiligen Temperaturminima der letzten n Tage auch eine Extrapolation bis zum Abfahrtszeitpunkt vorgenommen werden. Ferner kann auch bei der Auswertung dieser Historie die geographische Höhe berücksichtigt werden.
Um die Qualität der Wetterprognose weiter zu optimieren, kann auch die Vorhersagequalität des von einem Wetterdienst gelieferten Wetterberichtes berücksichtigen werden, beispielsweise mittels eines Indexes, der vom Wetterdienst mitgeliefert wird. Ebenso können mehrere Wettermodelle genutzt werden und gemeinsam ausgewertet werden, beispielsweise in dem das Wettermodell mit den niedrigsten Temperaturen ausgewählt wird oder eine Mittelwertbildung erfolgt.
Da auch bei hohen Temperaturen die Funktionstüchtigkeit von Batterien auf Lithium-Ionen- Basis beeinträchtigt wird, kann eine Prognose hierzu ebenso auch für hohe Außentemperaturen erfolgen. In diesem Fall kann zusätzlich auch die in einem Wetterbericht vorhergesagte Sonneneinstrahlung ausgewertet werden.
Weiterhin kann für den Fall, dass die Abfahrtszeit nicht bekannt ist und auch nicht auf eine der oben beschriebenen Arten bestimmt werden kann, eine Prognose für die Batterietemperatur und den Ladestand nach Beendigung eines vordefinierten Zeitraums, beginnend mit dem Abstellen des Fahrzeugs, erfolgen. Dieser vordefinierte Zeitraum kann beispielsweise zwei Wochen betragen. Hierbei können Informationen von Wetterberichtdaten, wie insbesondere die Temperatur, am aktuellen Fahrzeugstandort für diesen vordefinierten Zeitraum ausgewertet werden. So kann beispielsweise das Temperaturminimum für diesen vordefinierten Zeitraum ausgewählt werden. Ebenso kann auch hier für den Fall, dass keine Wetterdaten von einem Wetterdienst vorliegen, die Historie der vorhergehenden Tage ausgewertet werden. Auch die Prognose des Ladestands der Antriebsbatterie kann dann für den gleichen vordefinierten Zeitraum erfolgen, beispielsweise indem der Ruhestromwert über die Dauer der letzten zwei Wochen ausgewertet wird.
Die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der Abfahrtszeit wird dann in einem Verfahrensschritt 4 basierend auf dem von dem aktuellen Ladestand abgeleiteten Ladestand der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der nächsten Abfahrt und der Temperatur der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der nächsten Abfahrt prognostiziert. Hierfür kann eine Prognoseeinheit beispielsweise auf funktionale Zusammenhang oder eine entsprechende Look-Up-Tabelle zurückgreifen, wobei in Abhängigkeit von dem Ladestand und der Temperatur der Batterie auch geeignete Schwellwerte hinterlegt sein können.
In einem Verfahrensschritt 5 wird dann an einen Nutzer des Fahrzeugs ein Hinweis zu der Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der Abfahrtszeit ausgegeben. So kann beispielsweise bei Unterschreitung eines Schwellwertes ein Warnhinweis an den Nutzer ausgegeben werden, dass bei den vorliegenden Parametern das Risiko eines Liegenbleibens besteht und entsprechende Gegenmaßnahmen getroffen werden sollten, wie insbesondere die Batterie zu laden und/oder zu heizen. Auch die Ausgabe eines solchen Warnhinweises kann durch eine Anzeige auf dem oben genannten Display des Fahrzeugs und/oder einen akustischen Hinweis, wie eine Signalton oder eine Sprachausgabe, oder aber auch entsprechende Ausgaben auf einem mobilen Endgerät des Nutzers erfolgen. Ferner kann gegebenenfalls auch vorgesehen werden, bei Unterschreitung des Schwellwertes automatisch die genannten Gegenmaßnahmen zu initiieren.
Figur 2 zeigt schematisch ein Blockschaltbild eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, in dem mit einer Prognoseeinheit das erfindungsgemäße Verfahren durchführt werden kann. Das Fahrzeug F kann insbesondere ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, insbesondere ein Plug-in-Hybrid-Fahrzeug, sein.
Das Fahrzeug umfasst in dem dargestellten Beispiel einen in der Fahrzeugfront verbauten Elektromotor 10. Ebenso kann das Fahrzeug statt mit einem Frontantrieb aber auch mit einem Heckmotor oder mehreren, in unterschiedlichen Bereichen des Fahrzeugs angeordneten Elektromotoren versehen sein. Der Elektromotor 10 wird von einer Antriebsbatterie 11 angetrieben, die im dargestellten Beispiel im Heck des Fahrzeugs verbaut ist und Teil eines Batteriemoduls 12 ist. Die Antriebsbatterie kann hierbei insbesondere als Lithium-Ionen-Akkumulator ausgestaltet sein. Das Batteriemodul 12 umfasst zusätzlich noch weitere Komponenten, von denen ein Batteriemanagementsystem 13, eine Batterieheizung 14 sowie eine Ladeelektronik 15 exemplarisch dargestellt sind. Von der Antriebsbatterie wird der Strom dem Elektromotor über eine Hochstrom-DC-Verkabelung 16 zur Verfügung gestellt.
Das Batteriemodul sowie der Elektromotor sind mit einem digitalen Datenbus 17 verbunden. Mit diesem digitalen Datenbus sind die Prognoseeinheit 18, eine zentrale Steuereinheit 19 und auch weitere Komponenten verbunden, die im Folgenden erläutert werden. Die Prognoseeinheit 18 und zentrale Steuereinheit 19 sind in dem Beispiel separat dargestellt, kommen aber ebenso in einer Einheit integriert sein.
Wird von der zentralen Steuereinheit 19 erkannt, dass das Fahrzeug abgestellt wird, so werden der Prognoseeinheit 18 die für die Prognostizierung der Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie erforderlichen Daten zugeführt. Ebenso kann dieses auch erfolgen, wenn von dem Nutzer eine Prognose zur Funktionsfähigkeit der Antriebsbatterie angefordert wird. So kann der Nutzer eine solche Anforderung über eine HMI-Einheit 20, die beispielsweise Teil eines Infotainment-Systems sein kann, im Fahrzeug eingeben.
Die HMI-Einheit 20 kann hierbei insbesondere eines oder mehrere Displays umfassen, die mit einer grafischen Benutzeroberfläche ausgestattet sein können und beispielsweise im Fahrzeugcockpit oder in der Mittelkonsole integriert oder als Head-up-Display implementiert sein können. Zusätzlich oder stattdessen kann die HMI-Einheit 20 auch Lautsprecher für eine Sprachausgabe und/oder ein Mikrofon für eine Spracheingabe umfassen. Soll eine Anforderung von dem Nutzer über ein mobiles Endgerät, wie ein sogenanntes Smartphone, ermöglicht werden, so kann dieses über eine Kommunikationseinheit 21 des Fahrzeugs erfolgen.
Ferner wird der Prognoseeinheit 18 die von einer Positionsbestimmungseinheit 22, beispielsweise mittels eines GPS-Sensors, ermittelte aktuelle Fahrzeugposition des Fahrzeugs über den Datenbus 17 zugeführt. Diese kann dann genutzt werden, um über die Kommunikationseinheit 21 von einem nicht dargestellten externen Server Daten mit lokalen Wettervorhersagen abzurufen. Ferner kann mit einer Klimatisierungseinheit 23, beispielsweise in Form einer elektrisch betriebenen Standheizung oder einer elektrisch betriebenen Kühleinrichtung, eine Vorklimatisierung des Fahrzeuginnenraums im Stillstand erfolgen.
Mit einem Temperatursensor 24 kann die Außentemperatur in der Umgebung des Fahrzeugs erfasst werden. Die so erfassten Temperaturwerte können in einem Speicher 25 abgelegt werden und dann von der Prognoseeinheit 18 ausgewertet werden, falls keine Wetterdaten von einem Wetterdienst ermittelt werden können.
In Figur 3 ist beispielhaft eine Anzeige 30 mit einem Warnhinweis basierend auf einer Prognose der Prognoseeinheit dargestellt. Auf einem Display wird hierbei nach Beendigung der Fahrbereitschaft durch den Nutzer und der daraufhin erfolgenden Prognostizierung der Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der nächsten Abfahrtszeit eine Mitteilung 31 angezeigt. Diese weist darauf hin, dass bei der nächsten Abfahrtszeit der Ladestand bzw. die Temperatur der Antriebsbatterie zu niedrig ist. Der Nutzer wird daher durch die Mitteilung aufgefordert, dafür zu sorgen, dass vor dieser nächsten Abfahrt die Antriebsbatterie geladen bzw. durch die Batterieheizung geheizt wird.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, ein Warnsymbol 32 anzuzeigen, was gegebenenfalls durch eine geeignete Farbgebung oder Animation besonders auf die danebenstehende Mitteilung hinweisen kann. Ferner können auf der Anzeige weitere Darstellungen erfolgen, wie eine schematische Wiedergabe des Fahrzeugs 33, ein Temperatursymbol 34 oder ein den Ladestand wiedergebendes Batteriesymbol 35. Hierbei kann auch vorgesehen sein, zusätzlich einen Zahlenwert für den prognostizierten Ladestand oder die prognostizierte Temperatur anzuzeigen. Ferner können Erläuterungen zum Laden der Antriebsbatterie, der Klimatisierung und/oder zur Programmierung der Batterieheizung bzw. - ladung wiedergegeben werden und gegebenenfalls auch Bedienmöglichkeiten hierfür unmittelbar angezeigt werden.
Ferner kann es auch vorgesehen werden, eine zweistufige Warnstrategie vorzusehen, bei der dem Nutzer beim Abstellen des Fahrzeugs zunächst lediglich eine Information bzw. Empfehlung zum Aufladen bzw. Klimatisieren gegeben wird, sobald gemäß der Prognose eine Beeinträchtigung der Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie zur voraussichtlichen Abfahrtszeit nicht völlig ausgeschlossen werden kann. Sollte ein deutliches Risiko eines Liegenbleibens bestehen, kann dann in einer zweiten Stufe eine zusätzliche Warnung erfolgen, beispielsweise durch eine zusätzliche Anzeige im Kombiinstrument des Fahrzeugs, gegebenenfalls kombiniert mit einem akustischen Warnsignal. Die Erfindung kann insbesondere bei Personenkraftwagen, Lastkraftwagen oder Bussen mit einem Elektro- oder Hybridantrieb eingesetzt werden, ist aber nicht hierauf beschränkt, sondern ist auch für andere elektrisch angetriebene Fahrzeuge, wie beispielsweise sogenannte E-Bikes und E-Roller, anwendbar.
Bezugszeichenliste
1 Verfahrensschritt mit Ermittlung des aktuellen Ladestands
2 Verfahrensschritt mit Ermittlung der Abfahrtszeit
3 Verfahrensschritt mit Ermittlung von Parametern mit Einfluss auf Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie
4 Verfahrensschritt mit Prognose der Funktionstüchtigkeit der
Antriebsbatterie zur Abfahrtszeit
5 Verfahrensschritt mit Ausgabe eines Hinweises zur
Funktionstüchtigkeit
F Fahrzeug
10 Elektromotor
11 Antriebsbatterie
12 Batteriemodul
13 Batteriemanagementsystem
14 Batterieheizung
15 Ladeelektronik
16 Hochstrom-DC-Verkabelung
17 Digitaler Datenbus
18 Prognoseeinheit
19 Zentrale Steuereinheit
20 HMI-Einheit 21 Kommunikationseinheit 22 Positionsbestimmungseinheit
23 Klimatisierungseinheit
24 Temperatursensor
25 Speichereinheit
30 Anzeige mit Warnhinweis
31 Mitteilung
32 Warnsymbol
33 Schematische Wiedergabe des Fahrzeugs
34 Temperatursymbol
35 Batteriesymbol

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Prognostizieren der Funktionstüchtigkeit einer Antriebsbatterie, die in einem elektrisch angetriebenen Fahrzeug verbaut ist, wobei bei dem Verfahren
- der aktuelle Ladestand der Antriebsbatterie ermittelt (1) wird;
- eine Abfahrtszeit für das elektrisch angetriebene Fahrzeug ermittelt (2) wird;
- mindestens ein Parameter, der Einfluss auf die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie hat, ermittelt (3) wird;
- basierend auf dem aktuellen Ladestand und dem mindestens einen Parameter die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der Abfahrtszeit prognostiziert (4) wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abfahrtszeit einer in der Ladesteuerung des Fahrzeugs programmierten nächsten Abfahrtszeit gleichgesetzt wird oder aus einer programmierten automatischen Startzeit einer Vorklimatisierung des Fahrzeugs ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Bestimmung der Abfahrtszeit eine Fahrhistorie des Fahrzeugs verwendet wird und/oder ein elektronischer Kalender des Fahrers ausgewertet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein Nutzer des Fahrzeugs des Fahrzeugs zur Eingabe einer Abfahrtszeit aufgefordert wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Prognosedaten für das Wetter am Standort des Fahrzeugs ermittelt (3) werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Prognosedaten die voraussichtliche Temperatur zur Abfahrtszeit am Standort des Fahrzeugs umfassen und daraus die voraussichtliche Batterietemperatur ermittelt (3) wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei die Prognosedaten über eine Internetdatenverbindung des Fahrzeugs von mindestens einem Wetterdienst abgerufen werden oder basierend auf vergangenen Temperaturdaten, die von dem Fahrzeug erfasst und aufgezeichnet worden sind, ermittelt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Ladestand der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der Abfahrtszeit ermittelt (3) wird, indem der aktuelle Ladestand der A ntriebs batte rie, ein Ruhestromwert der Antriebsbatterie sowie die Zeitdauer bis zur Abfahrtszeit ausgewertet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei bei dem Ruhestromwert der Antriebsbatterie für die Zeitdauer bis zur Abfahrtszeit zusätzlich mindestens ein Wert für die Luftfeuchtigkeit berücksichtigt wird.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei bei Abstellen des Fahrzeugs durch einen Nutzer des Fahrzeugs die Funktionstüchtigkeit der Antriebsbatterie zum Zeitpunkt der darauffolgenden Abfahrtszeit prognostiziert (4) wird und ein Hinweis hierzu an den Nutzer des Fahrzeugs ausgegeben (5) wird.
11. Fahrzeug, das eine Antriebsbatterie, einen elektrischen Antrieb sowie eine Prognoseeinheit aufweist, die eingerichtet ist, ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
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