WO2008145263A1 - Verfahren und vorrichtung zum energiemanagement in einem elektrischen energiesystem eines hybridfahrzeuges - Google Patents

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Michael Zillmer
Ekkehard Pott
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Skoda Auto AS
Volkswagen AG
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Definitions

  • the invention relates to a method and a device for energy management in an electrical energy system of a hybrid vehicle.
  • hybrid vehicles two drive units are combined, which provide the power for the vehicle drive in different ways.
  • the characteristics of an internal combustion engine (internal combustion engine) and (at least) one electric motor complement each other particularly well, which is why hybrid vehicles today are predominantly equipped with such a combination.
  • the connection of the electric machine to the engine crankshaft can be done in various ways. So this can be connected via a clutch or directly to the crankshaft of the engine or coupled via a belt drive or a transmission.
  • the electric machine is controlled by a control unit (inverter, power electronics).
  • Deep cycle batteries in NiMH or Li-ion technology are often used as electrical energy stores in hybrid vehicles.
  • the life of the battery is u.a. is limited over the enforced (i.e., stored and stored) energy as well as the power or energy swing during the charge and discharge, respectively.
  • a strong cyclization thus leads to a reduced lifetime.
  • it is therefore necessary to limit the state of charge fluctuations and at the same time to keep the actual state of charge as close as possible to a target region.
  • both very high and very low states of charge must be permanently avoided, as a result of which the effectively usable SOC range (state of charge) of the battery is significantly reduced.
  • the aim is to keep the state of charge of hybrid batteries in a window +/- 30%, preferably +/- 20% and more preferably +/- 10% to the nominal state of charge.
  • the preferred SOC ranges can also be divided asymmetrically around the nominal charge state.
  • specific functions are activated to comply with the permissible operating window, eg by load point increase of the internal combustion engine and regenerative operation of the electric machine for charging the energy storage (actual SOC less than SoII-SOC).
  • the achievable consumption reduction in hybrid vehicles results crucially from a suitable control strategy, which avoids the operation in areas of low combustion engine efficiencies as possible or advantageously combines the efficiency characteristics of internal combustion engines and electric machines together.
  • the purely electromotive propulsion can be done for example in areas with only low load requirements, in which an internal combustion engine typically has only low efficiencies.
  • Such an operation is especially effective when the internal combustion engine and electric machine, e.g. mechanically decouple from each other via an additional coupling. Additional consumption potentials arise e.g. from a start-stop function and the ability to recover brake energy.
  • the majority of the energy to be applied for the propulsion of the vehicle as well as the energy required for the supply of the on-board electrical system are obtained from upstream recuperation processes and temporarily stored in the energy store.
  • deceleration phases of the vehicle are utilized by the required braking power is applied to the largest possible proportion of the generator operation of the electric machine.
  • the ZielladeCloudes usually the generation of additional energy on the engine and generator operation of the electric machine is required.
  • the electric machine 1 is often used in the drive train to improve the performance of the hybrid vehicle.
  • the torque output of internal combustion engine and electric machine can also be done in parallel, for example, to increase the maximum torque of the entire drive unit (boost mode).
  • boost mode boost mode
  • high retrieved electrical services lead to a rapid approach to the lower allowable SOC value of the energy storage and subsequently also require corresponding charging phases in order to avoid functional restrictions due to an inadmissibly low state of charge in the case of repeated consecutive boost operation.
  • a method for energy management in an electrical energy system of a hybrid vehicle by means of an internal combustion engine, at least one electric machine and at least one energy storage is known, wherein the electric machine can be operated as a generator and a motor, wherein the electric machine a motor can be added to support the internal combustion engine in a boost mode or as a generator for recuperation of the deceleration energy is operable, wherein the energy storage is associated with at least a first desired state of charge.
  • the invention is based on the technical problem of providing a method and a device for energy management in an electrical energy system of a hybrid vehicle.
  • the device for energy management in an electrical energy system of a hybrid vehicle comprises an internal combustion engine, at least one electric machine and at least one energy store, wherein the electric machine can be switched on regenerative and motor to support the internal combustion engine in a boost operation or as a generator for recuperation of the deceleration energy is operable, wherein the energy storage is associated with at least a first desired state of charge, over a route and / or vehicle, the electrical energy recovered via recuperation and extracted by boosting electrical energy and / or quantities from which these energies are estimated, are determined and be set in relation to each other and adjusted as a function of the ratio of the desired state of charge, with higher Rekuperationsenergyn the target state of charge is lower than the first target state of charge and higher boost energy of the desired state of charge is set higher than the first desired state of charge.
  • ratio in this context generally means a relation of whatever kind, which also includes a simple quotient of the energy.
  • the energies can be determined, for example, by integrating the electrical powers.
  • the desired state of charge is changed by a maximum of +/- 10%, more preferably by a maximum of +/- 5% with respect to the first desired state of charge as a function of the ratio.
  • the energies are estimated by evaluating times above or below power limits and / or by evaluating the actual charge states as a result of boost and recuperation processes with regard to exceeding or falling below limit values and / or distances to limit values of Nominal charge state. For example, it is determined how long in boost mode power of more than 3 kW is delivered by the electric motor.
  • the limit values for the nominal state of charge can, as already explained with reference to the prior art, be placed symmetrically or asymmetrically about the first desired state of charge, reference being made to the figures there.
  • Boost energien to perform at very strong dynamic driving (repeated strong acceleration and deceleration of the vehicle) and a balanced ratio BoosWRekuperationsenergy in favor of a reproducible driving an increase in the nominal state of charge.
  • SOC limit for the termination of reduced-consumption hybrid functions, e.g. E-driving or start-stop operation to the o. A. Pairing evaluation.
  • E-driving or start-stop operation e.g. E-driving or start-stop operation
  • the SOC limit can be chosen to lower the e-driving lower, whereby the range in e-driving and at the same time the reproducibility of driving behavior is increased, since the mode changes occur less frequently.
  • the energy management is preferably carried out in a control unit, for example the engine control unit of the internal combustion engine, the control unit of the electric machine or a superordinate hybrid control unit.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a device for energy management in an electrical energy system
  • Fig. 3 shows an exemplary course of the desired state of charge over time
  • the device 1 for energy management in an electrical energy system of a hybrid vehicle comprises an internal combustion engine 2, an electric machine 3, a battery 4 and a gearbox 5.
  • the connection of the electric motor 3 to the engine crankshaft can take place in various ways, for example via a Coupling 6, or be directly connected to an engine crankshaft or coupled via a belt drive or a transmission.
  • the battery 4 is connected to the electric machine 3 with not shown inverter and power electronics.
  • the battery 4 is associated with a device 8 for determining the energy recovered via recuperation and the energy extracted by boosting processes.
  • the internal combustion engine 2 is associated with an unillustrated engine control unit.
  • the gearbox 5 is assigned a gearbox control unit and the electric machine 3 is assigned a control unit.
  • One of these control units preferably the engine control unit or a higher-level hybrid control unit, have the software for the operating strategy.
  • the device then supplies the determined energies via a bus or directly to the control unit, which determines the operating strategy.
  • one of the control devices of the device 8 transmits whether a recuperation or boost process is currently taking place.
  • the energies are preferably determined by integration of the electrical powers.
  • FIG. 2 an exemplary course of the electrical power P due to recuperation and boost processes is shown in a greatly simplified manner, wherein the recuperation powers are shown as positive and the boost powers are shown as negative.
  • These powers P are separately integrated by the device 8, so that the device 8 supplies energy for recuperation processes and energy for boosting operations to the control device.
  • the control unit sets these energies in relation. Since, as can be seen, significantly more energy has been taken by boosting operations than was taken by recuperation processes, the first desired state of charge SoII-SOC is raised at time zero to a higher SoII SOC at time t 0 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung (1) zum Energiemanagement in einem elektrischen Energiesystem eines Hybridfahrzeuges, umfassend eine Brennkraftmaschine (2), mindestens eine Elektro-Maschine (3) und mindestens einen Energiespeicher (4), wobei die Elektro-Maschine (3) generatorisch und motorisch betreibbar ist, wobei die Elektro-Maschine (3) motorisch zur Unterstützung der Brennkraftmaschine (2) in einen Boostbetrieb zuschaltbar ist oder generatorisch zur Rekuperation der Verzögerungsenergie betreibbar ist, wobei dem Energiespeicher (4) mindestens ein erster Soll-Ladezustand zugeordnet ist, wobei über eine Fahrstrecke und/oder Fahrzeit die über Rekuperation genommene elektrische Energie und durch Boostvorgänge entnommene elektrische Energie und/oder Größen, aus denen diese Energien abschätzbar sind, ermittelt werden und in Verhältnis zueinander gesetzt werden und in Abhängigkeit des Verhältnisses der Soll-Ladezustand angepasst wird, wobei bei höheren Rekuperationsenergien der Soll-Ladezustand niedriger als der erste Soll-Ladezustand und bei höheren Boostenergien der Soll-Ladezustand höher als der erste Soll-Ladezustand eingestellt wird.

Description

Beschreibung
VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM ENERGIEMANAGEMENT IN EINEM ELEKTRISCHEN ENERGIESYSTEM EINES HYBRIDFAHRZEUGES
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Energiemanagement in einem elektrischen Energiesystem eines Hybridfahrzeuges.
Bei Hybridfahrzeugen werden zwei Antriebseinheiten miteinander kombiniert, die auf unterschiedliche Weise die Leistung für den Fahrzeugantrieb bereitstellen. Besonders gut ergänzen sich die Eigenschaften eines Verbrennungsmotors (Brennkraftmaschine) und (mindestens) einer Elektro-Maschine, weshalb Hybridfahrzeuge heute überwiegend mit einer solchen Kombination ausgestattet werden. Die Anbindung der Elektro-Maschine an die Motorkurbelwelle kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen. So kann diese über eine Kupplung bzw. direkt mit der Kurbelwelle des Motors verbunden oder über einen Riementrieb bzw. ein Getriebe angekoppelt sein. Die Steuerung der Elektro-Maschine erfolgt über eine Steuerungseinheit (Wechselrichter, Leistungselektronik).
Als elektrische Energiespeicher werden bei Hybridfahrzeugen häufig zyklenfeste Batterien in NiMH- oder Li-Ionen-Technik eingesetzt. Die Lebensdauer der Batterie ist u.a. über die durchgesetzte (d.h. ein- und ausgespeicherte) Energie sowie die Leistung bzw. den Energiehub während des Lade- bzw. Entladevorgangs begrenzt. Eine starke Zyklisierung führt somit zu einer verringerten Lebensdauer. Um eine ausreichende Lebensdauer der Batterie zu erreichen, ist es daher erforderlich, die Ladezustandsschwankungen zu begrenzen und gleichzeitig den Ist-Ladezustand möglichst in einem Zielbereich zu halten. So sind dauerhaft sowohl sehr hohe als auch sehr niedrige Ladezustände zu vermeiden, wodurch sich der effektiv nutzbare SOC- Bereich (state of Charge) der Batterie deutlich verkleinert.
Typischerweise wird angestrebt, den Ladezustand von Hybridbatterien in einem Fenster +/- 30 %, bevorzugt +/- 20 % und besonders bevorzugt +/- 10 % um den Sollladezustand zu halten. Dabei können sich die bevorzugten SOC-Bereiche auch asymmetrisch um den Sollladezustand aufteilen. Da sich im realen Fahrbetrieb dieses Betriebsfenster in der Regel nicht automatisch als Ergebnis des wechselnden motorischen und generatorischen Betriebs der Elektro-Maschine einstellt, werden gezielte Funktionen aktiviert, um das zulässige Betriebsfenster einzuhalten, z.B. durch Lastpunktanhebung der Brennkraftmaschine und generatorischen Betrieb der Elektro-Maschine zur Ladung des Energiespeichers (Ist-SOC kleiner als SoII-SOC).
Die erzielbare Verbrauchsabsenkung bei Hybridfahrzeugen resultiert entscheidend aus einer geeigneten Steuerungsstrategie, die den Betrieb in Bereichen geringer verbrennungsmotorischer Wirkungsgrade möglichst vermeidet bzw. die Wirkungsgradeigenschaften von Brennkraftmaschinen und Elektro-Maschinen vorteilhaft miteinander kombiniert. So kann der rein elektromotorische Vortrieb beispielsweise in Bereichen mit nur geringen Lastanforderungen erfolgen, in denen eine Brennkraftmaschine typischerweise nur geringe Wirkungsgrade aufweist. Ein solcher Betrieb ist vor allem dann effektiv, wenn sich Brennkraftmaschine und Elektro-Maschine z.B. über eine zusätzliche Kupplung mechanisch von einander entkoppeln lassen. Zusätzliche Verbrauchspotenziale ergeben sich z.B. aus einer Start-Stopp-Funktion und der Möglichkeit zur Bremsenergierückgewinnung.
Idealerweise wird der Großteil der für den Vortrieb des Fahrzeuges aufzubringenden Energie sowie die für die Versorgung des elektrischen Bordnetzes benötigte Energie aus vorgelagerten Rekuperationsvorgängen gewonnen und im Energiespeicher zwischengespeichert. Hierfür werden Verzögerungsphasen des Fahrzeuges ausgenutzt, indem die erforderliche Bremsleistung zu einem möglichst großen Anteil über den Generatorbetrieb der Elektro- Maschine aufgebracht wird. In realen Fahrzyklen ist zur Erreichung des Zielladezustandes meistens die Erzeugung zusätzlicher Energie über den Verbrennungsmotor und generatorischen Betrieb der Elektro-Maschine erforderlich.
Um bei günstigen Fahrsituationen (häufige Verzögerungs- bzw. Bremsvorgänge, Bergabfahrt) eine möglichst große elektrische Energie durch Rekuperation einspeichern zu können, ist ein ausreichender Abstand des aktuellen Ladestandes zum oberen zulässigen Wert erforderlich. Vor diesem Hintergrund ist es sinnvoll, den Zielladezustand hier tendenziell niedrig zu halten, um möglichst selten (bzw. mit geringer Leistung) den generatorischen Ladevorgang über die Lastpunktverschiebung des Verbrennungsmotors durchzuführen.
Darüber hinaus wird die Elektro-Maschine1 im Antriebsstrang häufig auch zur Verbesserung der Fahrleistungen des Hybridfahrzeuges eingesetzt. So kann die Momentenabgabe von Brennkraftmaschine und Elektro-Maschine auch parallel erfolgen, beispielsweise um das maximale Drehmoment der gesamten Antriebseinheit zu steigern (Boostbetrieb). Hierbei ist es zur Darstellung eines reproduzierbaren Fahrverhaltens wichtig, die Boostfunktion bei vergleichbaren Randbedingungen möglichst immer mit gleicher Performance darzustellen. Insbesondere hohe abgerufene elektrische Leistungen führen zu einer raschen Annäherung an den unteren zulässigen SOC-Wert des Energiespeichers und erfordern nachfolgend auch entsprechende Ladephasen, um bei mehrmaligem aufeinander folgendem Boostbetrieb Funktionseinschränkungen durch einen unzulässig niedrigen Ladezustand zu vermeiden.
Für einen Fahrbetrieb mit häufigen Boostvorgängen ist es somit vorteilhaft, einen möglichst hohen Zielladezustand der Batterie einzustellen, um für die Entladevorgänge einen entsprechenden Energievorhalt zu schaffen.
Aus der DE 10 2004 023 512 A1 ist ein Verfahren zum Energiemanagement in einem elektrischen Energiesystem eines Hybridfahrzeuges mittels einer Brennkraftmaschine, mindestens einer Elektro-Maschine und mindestens einem Energiespeicher bekannt, wobei die Elektro-Maschine generatorisch und motorisch betreibbar ist, wobei die Elektro-Maschine motorisch zur Unterstützung der Brennkraftmaschine in einem Boostbetrieb zuschaltbar ist oder generatorisch zur Rekuperation der Verzögerungsenergie betreibbar ist, wobei dem Energiespeicher mindestens ein erster Soll-Ladezustand zugeordnet ist.
Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Energiemanagement in einem elektrischen Energiesystem eines Hybridfahrzeuges zu schaffen.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 7. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Hierzu umfasst die Vorrichtung zum Energiemanagement in einem elektrischen Energiesystem eines Hybridfahrzeuges eine Brennkraftmaschine, mindestens eine Elektro-Maschine und mindestens einen Energiespeicher, wobei die Elektro-Maschine generatorisch und motorisch zur Unterstützung der Brennkraftmaschine in einem Boost-Betrieb zuschaltbar ist oder generatorisch zur Rekuperation der Verzögerungsenergie betreibbar ist, wobei dem Energiespeicher mindestens ein erster Soll-Ladezustand zugeordnet ist, wobei über eine Fahrstrecke und/oder Fahrzeug die über Rekuperation gewonnene elektrische Energie und durch Boostvorgänge entnommene elektrische Energie und/oder Größen, aus denen diese Energien abschätzbar sind, ermittelt werden und in Verhältnis zueinander gesetzt werden und in Abhängigkeit des Verhältnisses der Soll-Ladezustand angepasst wird, wobei bei höheren Rekuperationsenergien der Soll-Ladezustand niedriger als der erste Soll-Ladezustand und bei höheren Boostenergien der Soll-Ladezustand höher als der erste Soll-Ladezustand eingestellt wird. Hierdurch wird erreicht, dass der Soll-Ladezustand dem Fahrstil des Fahrers bzw. den Streckenbedingungen angepasst wird. Dabei sei angemerkt, dass Verhältnis in diesem Zusammenhang allgemein eine wie auch immer geartete Relation meint, die auch eine einfache Quotientenbildung der Energie mit umfasst. Die Energien können dabei beispielsweise durch Integration der elektrischen Leistungen ermittelt werden. Vorzugsweise wird der Soll- Ladezustand maximal um +/- 10 %, weiter vorzugsweise um maximal +/- 5 % gegenüber dem ersten Soll-Ladezustand in Abhängigkeit des Verhältnisses geändert.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Energien durch eine Auswertung von Zeiten oberhalb bzw. unterhalb von Leistungsgrenzen abgeschätzt und/oder durch eine Auswertung der Ist-Ladezustände infolge von Boost- und Rekuperationsvorgängen hinsichtlich Über- bzw. Unterschreitung von Grenzwerten und/oder Abständen zu Grenzwerten des Soll- Ladezustandes. Beispielsweise wird ermittelt, wie lange im Boost-Betrieb Leistungen von über 3 kW motorisch von der Elektro-Maschine abgegeben werden. Die Grenzwerte für den Soll- Ladezustand können wie bereits zum Stand der Technik erläutert symmetrisch oder asymmetrisch um den ersten Soll-Ladezustand gelegt werden, wobei auf die dortigen Zahlenangaben Bezug genommen wird.
Mittels der Größe zur Abschätzung der Energien können darüber hinaus die Ergebnisse der direkten Energieermittlung plausibilisiert werden, so dass diese zusätzlich oder alternativ zur Ermittlung der Energien herangezogen werden können.
Dabei ist vorzugsweise eine höhere Gewichtung des Pfades zur Erhöhung des Sollladezustandes bei hohen Boostenergien vorzusehen, um bei sehr stark dynamischer Fahrweise (mehrmaliges starkes Beschleunigen und Abbremsen des Fahrzeuges) und einem ausgeglichenen Verhältnis BoosWRekuperationsenergie zu Gunsten eines reproduzierbaren Fahrverhaltens eine Anhebung des Sollladezustandes durchzuführen.
Die Berechnung des Sollladezustandes kann darüber hinaus noch von weiteren Einflussgrößen beeinflusst/korrigiert werden: - Bergabfahrt → tendenziell Absenkung SoII-SOC
- hohe Fahrzeuggeschwindigkeit → tendenziell Absenkung SoII-SOC (wegen typischerweise geringerem Boostbedarf und hoher kinetischer Fahrzeugenergie für Rekuperation)
- hohe Fahrpedal- und/oder Momentendynamik → tendenziell Anhebung SoII-SOC hohe Momentenanforderungen im Boost-Drehzahlbereich → tendenziell Anhebung SoII- SOC.
Darüber hinaus ist es auch sinnvoll, eine untere SOC-Grenze für die Beendigung von verbrauchsreduzierenden Hybridfunktionen wie z.B. E-Fahren oder Start-Stopp-Betrieb an die o. a. Auswertung zu koppeln. So wird bei einer näherungsweisen Konstantfahrt im unteren Geschwindigkeitsbereich typischerweise ein Toggle-Betrieb zwischen reinem E-Fahren und Verbrennungsmotorbetrieb mit Lastpunktanhebung zur Wiederaufladung des Energiespeichers stattfinden. Wird der Boostbetrieb dabei nur wenig genutzt, so kann die SOC-Grenze zur Beendigung des E-Fahrens niedriger gewählt werden, wodurch die Reichweite im E-Fahrbetrieb und gleichzeitig auch die Reproduzierbarkeit des Fahrverhaltens gesteigert wird, da die Betriebsartenwechsel seltener vorkommen.
Das Energiemanagement wird vorzugsweise in einem Steuergerät durchgeführt, beispielsweise dem Motorsteuergerät der Brennkraftmaschine, dem Steuergerät der Elektro-Maschine oder einem übergeordneten Hybrid-Steuergerät.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Fig. zeigen:
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Energiemanagement in einem elektrischen Energiesystem,
Fig. 2 einen beispielhaften Verlauf von Rekuperations- und Boostvorgängen über der
Zeit und
Fig. 3 einen beispielhaften Verlauf des Soll-Ladezustandes über der Zeit in
Abhängigkeit des Verlaufs gemäß Fig. 2. Die Vorrichtung 1 zum Energiemanagement in einem elektrischen Energiesystem eines Hybridfahrzeuges umfasst eine Brennkraftmaschine 2, eine Elektro-Maschine 3, eine Batterie 4 und ein Getriebe 5. Die Anbindung der Elektro-Maschine 3 an die Motorkurbelwelle kann dabei auf verschiedene Arten erfolgen, beispielsweise über eine Kupplung 6, oder direkt mit einer Motorkurbelwelle verbunden oder über einen Riementrieb bzw. ein Getriebe angekoppelt sein. Die Anbindung der Elektro-Maschine 3 an das Getriebe 5 erfolgt über eine Kupplung 7, die vorzugsweise als Doppelkupplung oder als Wandler ausgebildet ist. Des Weiteren ist die Batterie 4 mit der Elektro-Maschine 3 mit nicht dargestelltem Wechselrichter und einer Leistungselektronik verbunden. Der Batterie 4 ist eine Einrichtung 8 zur Ermittlung der über Rekuperation gewonnenen Energie und der durch Boost-Vorgänge entnommenen Energie zugeordnet. Der Brennkraftmaschine 2 ist ein nicht dargestelltes Motorsteuergerät zugeordnet. Ebenso sind dem .Getriebe 5 ein Getriebesteuergerät und der Elektro-Maschine 3 ein Steuergerät zugeordnet. Eines dieser Steuergeräte, vorzugsweise das Motorsteuergerät oder ein übergeordnetes Hybridsteuergerät, weisen die Software für die Betriebsstrategie auf. Die Einrichtung liefert dann die ermittelten Energien über einen Bus oder direkt an das Steuergerät, das die Betriebsstrategie festlegt. Dabei übermittelt eines der Steuergeräte der Einrichtung 8, ob aktuell ein Rekuperations- oder Boostvorgang stattfindet. Die Energien werden dabei vorzugsweise durch Integration der elektrischen Leistungen ermittelt.
In der Fig. 2 ist stark vereinfacht ein beispielhafter Verlauf der elektrischen Leistung P aufgrund von Rekuperations- und Boostvorgängen dargestellt, wobei die Rekuperationsleistungen positiv und die Boostleistungen negativ dargestellt sind. Diese Leistungen P werden durch die Einrichtung 8 getrennt integriert, so dass die Einrichtung 8 eine Energie für Rekuperationsvorgänge und eine Energie für Boostvorgänge an das Steuergerät liefert. Zu einem Zeitpunkt t0 setzt das Steuergerät diese Energien in Verhältnis. Da, wie ersichtlich, erheblich mehr Energie durch Boostvorgänge entnommen als durch Rekuperationsvorgänge genommen wurde, wird der erste Soll-Ladezustand SoII-SOC zum Zeitpunkt Null auf einen höheren SoII-SOC zum Zeitpunkt t0 angehoben.

Claims

Patentansprüche
1) Verfahren zum Energiemanagement in einem elektrischen Energiesystem eines Hybridfahrzeuges mittels einer Brennkraftmaschine, mindestens einer Elektro-Maschine und mindestens einem Energiespeicher, wobei die Elektro-Maschine generatorisch und motorisch betreibbar ist, wobei die Elektro-Maschine motorisch zur Unterstützung der Brennkraftmaschine in einen Boostbetrieb zuschaltbar ist oder generatorisch zur Rekuperation der Verzögerungsenergie betreibbar ist, wobei dem Energiespeicher mindestens ein erster Soll-Ladezustand zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Fahrstrecke und/oder Fahrzeit die über Rekuperation genommene elektrische Energie und durch Boostvorgänge entnommene elektrische Energie und/oder Größen, aus denen diese Energien abschätzbar sind, ermittelt werden, und in Verhältnis zueinander gesetzt werden und in Abhängigkeit des Verhältnisses der Soll-Ladezustand angepasst wird, wobei bei höheren Rekuperationsenergien der Soll-Ladezustand niedriger als der erste Soll-Ladezustand und bei höheren Boostenergien der Soll- Ladezustand höher als der erste Soll-Ladezustand eingestellt wird.
2) Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Energien durch eine Auswertung von Zeiten oberhalb bzw. unterhalb von Leistungsgrenzen abgeschätzt werden und/oder durch eine Auswertung der Ist-Ladezustände infolge von Boost- und Rekuperationsvorgängen hinsichtlich Über- bzw. Unterschreitung von Grenzwerten und/oder Abständen zu Grenzwerten des Soll-Ladezustandes abgeschätzt werden.
3) Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommenen Boostenergien stärker gewichtet werden als die zugeführten Rekuperationsenergien.
4) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Ladezustand bei Bergabfahrten und/oder bei höheren Geschwindigkeiten weiter erniedrigt wird. 5) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll-Ladezustand bei einer hohen Fahrpedal- und/oder Momentendynamik und/oder hohen Momentenanforderungen im Boost-Drehzahlbereich weiter erhöht wird.
6) Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Soll-Ladezustandsgrenze für die Beendigung von verbrauchsreduzierten Hybridfunktionen in Abhängigkeit der in Verhältnis gesetzten Energien herabgesetzt wird, wenn nur eine geringe Anzahl von Boost-Vorgängen vorliegt.
7) Vorrichtung zum Energiemanagement in einem elektrischen Energiesystem eines Hybridfahrzeuges, umfassend eine Brennkraftmaschine, mindestens eine Elektro- Maschine und mindestens einen Energiespeicher, wobei die Elektro-Maschine generatorisch und motorisch betreibbar ist, wobei die Elektro-Maschine motorisch zur Unterstützung der Brennkraftmaschine in einen Boostbetrieb zuschaltbar ist oder generatorisch zur Rekuperation der Verzögerungsenergie betreibbar ist, wobei dem Energiespeicher mindestens ein erster Soll-Ladezustand zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass über eine Fahrstrecke und/oder Fahrzeit die über Rekuperation genommene elektrische Energie und durch Boostvorgänge entnommene elektrische Energie und/oder Größen, aus denen diese Energien abschätzbar sind, ermittelt werden und in Verhältnis zueinander gesetzt werden und in Abhängigkeit des Verhältnisses der Soll-Ladezustand angepasst wird, wobei bei höheren Rekuperationsenergien der Soll-Ladezustand niedriger als der erste Soll-Ladezustand und bei höheren Boostenergien der Soll- Ladezustand höher als der erste Soll-Ladezustand eingestellt wird.
8) Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Energien durch eine Auswertung von Zeiten oberhalb bzw. unterhalb von Leistungsgrenzen abgeschätzt werden und/oder durch eine Auswertung der Ist-Ladezustände infolge von Boost- und Rekuperationsvorgängen hinsichtlich Über- bzw. Unterschreitung von Grenzwerten und/oder Abständen zu Grenzwerten des Soll-Ladezustandes erfolgt.
9) Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die entnommenen Boostenergien stärker gewichtet werden als die zugeführten Rekuperationsenergien. 10) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll- Ladezustand bei Bergabfahrten und/oder bei höheren Geschwindigkeiten weiter erniedrigt wird.
1 1) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Soll- Ladezustand bei einer hohen Fahrpedal- und/oder Momentendynamik und/oder hohen Momentenanforderungen im Boost-Drehzahlbereich weiter erhöht wird.
12) Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass eine untere Soll-Ladezustandsgrenze für die Beendigung von verbrauchsreduzierenden Hybridfunktionen in Abhängigkeit der in Verhältnis gesetzten Energien herabgesetzt wird, wenn nur eine geringe Anzahl von Boost-Vorgängen bzw. nur geringe Energie durch Boost-Vorgänge entnommen wurde.
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