WO2020201008A1 - System und verfahren zur ermittlung von ladeprofilen - Google Patents

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WO2020201008A1 PCT/EP2020/058539 EP2020058539W WO2020201008A1 WO 2020201008 A1 WO2020201008 A1 WO 2020201008A1 EP 2020058539 W EP2020058539 W EP 2020058539W WO 2020201008 A1 WO2020201008 A1 WO 2020201008A1
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Juergen Hildinger
Hajo Meinert
Andreas ERTLMEIER
Simon Erhard
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Definitions

  • each charging profile of the plurality of charging profiles comprises at least a first course of a charging current and a second course of a charging current, the first course over time denoting a lower charging power than the second course.
  • each charging profile of the plurality of charging profiles further comprises at least one third curve of a charging current, the first curve and the second curve each characterizing a lower charging power than the third curve over time.
  • the method further comprises determining an application context which characterizes the current charging process, wherein determining the charging profile from the plurality of charging profiles is further based on the application context.
  • the determination of the application context is preferably repeated cyclically.
  • the current state of the energy store comprises at least one temperature of the energy store and the charging profile is determined from the plurality of charging profiles based at least in part on the temperature of the energy store.
  • the current state of the energy store comprises at least one current state of charge of the energy store and the charging profile is determined from the plurality of charge profiles based at least in part on the current state of charge of the energy store.
  • the method further comprises determining a third minimum cell temperature of the energy store based on the current state of the energy store and the current state of charge of the energy store; Determining a current cell temperature of the energy store based on the current state of the energy store; and selecting, based on the determined charging profile, the third course of the charging current for charging the energy store, if the current cell temperature is greater than or equal to the third minimum cell temperature.
  • the third minimum cell temperature is preferably determined based on a third matrix which assigns each of a plurality of minimum cell temperatures to one of a plurality of charge states of the energy store.
  • the method further comprises providing the plurality of charging profiles.
  • a system for determining a charging profile from a plurality of charging profiles for a current charging process for charging an electrical energy store is specified.
  • the system comprises a control unit that is configured to carry out methods according to embodiments of the present disclosure, in particular according to one of the preceding aspects 1 to 10.
  • a vehicle comprises a system according to embodiments of the present disclosure, in particular according to the preceding aspect 11.
  • a software program is provided.
  • the software program can be set up to run on a processor and thereby to carry out the method according to embodiments of the present disclosure.
  • Systems and methods according to the present disclosure for determining charging profiles for charging electrical energy storage devices further enable an optimization of a state, in particular wear and tear or aging, of the energy storage device, taking into account a large number of boundary conditions. This can in particular increase or improve the durability of the energy store and / or minimize wear and tear or aging of the energy store. In addition, this can increase or improve the service life of the energy store.
  • Systems and methods according to the present disclosure for determining charging profiles for charging electrical energy storage devices further enable, for example, an improved or optimized utilization of the performance of individual components (e.g. cells) of the energy storage device. This can in particular enable an improved or optimized performance of the energy store as a whole and / or an improved or optimized durability of the same.
  • FIG. 1 schematically illustrates the structure of a system in accordance with embodiments of the present disclosure for determining charging profiles for charging electrical energy stores
  • FIG. 1A illustrates a simplified exemplary curve of a charging voltage and a charging current over the charging time
  • FIG. 1B shows a simplified exemplary charging profile containing curves of charging currents over the charging time
  • FIG. 2 schematically shows the exemplary structure of a model for determining charging profiles for charging electrical energy stores according to embodiments of the present disclosure
  • FIG. 3 shows a flow diagram of a method for determining charging profiles for charging electrical energy storage devices according to embodiments of the present disclosure.
  • FIG. 1 schematically illustrates the structure of a system 100 according to embodiments of the present disclosure for determining charging profiles for charging electrical energy stores 86.
  • vehicle includes cars, trucks, buses, mobile homes, motorcycles, etc., which are used to transport people, goods, etc.
  • vehicle includes motor vehicles for passenger transport.
  • Electric vehicles 80 (in particular
  • the system 100 can be operated partially or completely via the user interface 110 in the vehicle 80 and / or via the user interface 110 'of a mobile terminal device 125 of a user.
  • the user interface 110 ‘can provide essentially the same functions as the user interface 110 and implement the same or essentially the same functions, as is described below with regard to the user interface 110 in the vehicle 80.
  • the user interface 110 can comprise one or more multimodal user interfaces, in particular user interfaces that are configured for operating the vehicle 80 (for example communication, infotainment, air conditioning, seat adjustment, vehicle adjustments).
  • the user interface 110 enables the multimodal acquisition of inputs from a user 60, for example via a graphical user interface (e.g. touchscreen), via classic operating elements of the vehicle 80 (e.g. buttons, switches, iDrive controller), by voice control (e.g. using sensors 210), by scanner (e.g. for fingerprints, retina) and the like.
  • the user interface 110 further enables the multimodal output of information to a user 60, for example via graphic display elements (e.g. touchscreen, head-up display, instrument cluster, central information display or CID), via tactile elements (e.g.
  • the user interface 110 can, based on corresponding configuration data, implement a graphical user interface in which display elements and operating elements are shown that can be used by the user 60 for operating the vehicle 80. Additionally or alternatively, the user interface can contain (further) display and operating elements, for example switches, buttons and displays.
  • control device 120 can enter into data communication 140 with (external) backend components and services 150 and thus communicate with backend servers and / or services 150, for example.
  • control device 120 can enter into data communication with the mobile terminal device 125 of a user 60 via the communication unit 130 and use data and / or sensors provided by the mobile terminal device 125 (as described above).
  • the system 100 can have one or more back-end components 150 or infrastructure that are external to the vehicle 80 and that provide one or more resources (eg server, services).
  • the one or more back-end components 150 can temporarily or permanently be in data communication 140 with the control device 120 of the vehicle 80 and / or with the mobile terminal device 125.
  • Resource-intensive processing steps e.g. processing natural language and / or image or video data, speech recognition, processing large amounts of external data
  • the vehicle 80 preferably has one or more electrical energy stores 86, which can be connected to a charging station 160 via a charging device 88 of the vehicle 80 in order to charge the electrical energy store (s) 86.
  • the control device 120 of the vehicle 80 can enter into data communication 140 'directly with the charging station 160, for example via the communication unit 130 and / or a wired connection 162.
  • the energy store 86 is typically charged via the wired connection 162, but can alternatively be done in other ways (e.g. by induction).
  • the control device 120 can alternatively or additionally be in data communication 140 with one or more backend components 150, for example for billing purposes, and / or communicate with the charging station 160 indirectly via one or more backend components 150 (see connection 142 in FIG. 1).
  • the energy store 86 can be charged based on a charging profile.
  • Exemplary charging profiles include charging with constant current and / or constant voltage (CC / CV) or with constant current in sections (MSCC).
  • a course of the charging current and / or a course of the charging voltage over the charging time is preferably defined in a charging profile.
  • FIG. 1A illustrates a simplified exemplary curve of a charging voltage and a charging current over the charging time, which are essentially constant (CC / CV). As soon as the energy store is almost completely charged, the charging current is usually reduced and tends towards zero (not shown).
  • the charging profile is determined at least based on the minimum cell temperature and the current state of charge (SoC) of the energy storage device:
  • State of charge of the energy store 86 (SoC or “State of Charge”), the permissibility of a high or medium charge current being preferably restricted.
  • the determination is also preferably carried out taking into account one or more of the following boundary conditions:
  • FIG. 1B shows a simplified exemplary charging profile 242 ′ including curves h, m, 1 of charging currents I over a charging time t.
  • the shown charging profile 242 ′ thus comprises different curves h, m, 1 of charging currents, which can be selected based on boundary conditions. According to embodiments of the present disclosure, this enables the determination of a charging profile and the adaptation to boundary conditions that may change.
  • a course of lower charging current for example course 1, m
  • a course of higher charging current for example 1 to m or m to h.
  • the lowest curve 1 of the charging current of a charging profile is basically applicable.
  • a change to the respective curve with the next lowest charging current (e.g. h to m or m to 1) is expressly provided if the boundary conditions change accordingly.
  • FIG. 2 schematically shows the exemplary structure of a model for determining charging profiles for charging electrical energy stores according to embodiments of the present disclosure.
  • pre-controlled parameters are determined based on a history of charging processes.
  • the history can include, for example, a series of charging processes that provide information about the use of the energy store.
  • a series of rapid charging processes 212 for example charging with direct current or DC
  • a series of rapid charging processes 212 can be recorded and, based on this, the possibility of further subsequent rapid charging processes can be restricted or prevented. This is based on the knowledge that repeated rapid charging of the energy storage device (e.g. on long journeys) can promote its aging or wear.
  • a user 60 has carried out several plug-in processes 214, for example, so that subsequent charging processes are carried out depending on the parameters of the charging process in response to a charging process that may have been prematurely aborted or interrupted.
  • a charging performance of a subsequent charging process is carried out based on a higher charging current than a previous charging process, since this can also promote aging or wear and tear of the energy store.
  • the charging current is preferably gradually more and more limited in the case of successive rapid charges (for example DC).
  • the first quick charge is carried out with 100% of the charging current, while subsequent quick charges are reduced to 85%, to 75% and finally to 65%.
  • the result of the determination of the pre-controlled parameters is forwarded 218 to selection logic 220.
  • predictive readjusted parameters are determined, for example relating to an application context 232 (for example user behavior, charging infrastructure) and / or relating to the state 234 of the HVS.
  • the application context 232 can include, for example, that a range requirement of the user 60 and / or a range specification of the navigation system of the vehicle 80 is taken into account. In the case of a range request specified by the user 60 or a corresponding SoC desired by the user 60 that is below a full charge of the energy store (eg 50%), it is not necessary to carry out a (quick) charge up to a SoC that is clearly is above the desired or required value.
  • the charging infrastructure can be subject to a current state (eg fundamentally available power) and varying conditions, for example degradation or recovery. For example, it can happen that the charging infrastructure cannot provide its full basic performance because many charging processes take place in parallel. Likewise, the available power can rise or fall due to a current load.
  • a current state eg fundamentally available power
  • the state 234 of the HVS can include, for example: SK thermal capacities, temperature spreads within or of individual cells and / or the HVS and a cooling capacity of the HVS.
  • Snow charging processes put a strain on both the charging infrastructure and one or more HVS components, the performance of which can therefore vary.
  • a temperature spread is determined that takes into account a temperature spread within a cell and / or between different cells. The smaller the spread, the greater the charging current that can be selected.
  • a third curve h of the charging current can be selected if a spread of less than 3 ° C. is determined, a second curve m of the charging current if a spread of less than 7 ° C. is determined and a first curve 1 of the charging current otherwise.
  • the determination of predictive readjusted parameters is preferably carried out cyclically 236, for example at intervals of 5 seconds, 30 seconds, or 60 seconds. The result of the determination of the predictive readjusted parameters is also passed 238 to the selection logic 220.
  • the selection logic 220 determines 228, based on the input parameters 218, 238, a suitable charging profile 242-1, 242-2, ..., 242-n from a plurality of starting temperature-dependent charging profiles 242-1, 242-2, ..., 242 -n, wherein each charging profile of the plurality of charging profiles 242-1, 242-2, ..., 242-n has a specific starting temperature (for example from 25 ° C., from 15 ° C., etc.).
  • the charging profiles or charging maps are summarized in the model under block 240.
  • the output 260 then contains the adjusted or checked charging profile.
  • FIG. 3 shows a flow diagram of a method 300 according to embodiments of the present disclosure for determining a charging profile 242 from a plurality of charging profiles 242-1, 242-2,..., 242-n for a current charging process for charging an electrical energy store.
  • the method 300 begins at step 301.
  • the steps 302, 304, and 306 are preferably optional and can be performed in any desired combination in the order desired.
  • a current state 234 of the energy store 86 is determined.
  • the state 234 of the HVS can in particular contain SK thermal capacities, temperature spreads within or of individual cells and / or the HVS and a cooling capacity of the HVS.
  • the specific course (e.g. 1, m, h) of a charging profile 242 is preferably adapted based on the cooling capacity of the HVS system, the third course h being selected for a high cooling capacity and the second course m for a medium cooling capacity.
  • the first course 1 can always be selected, regardless of the cooling capacity of the HVS system.
  • the specific course (eg 1, m, h) of a charging profile 242 is selected based on a current temperature and / or a current SoC of the energy store 86, with a high temperature in combination with a medium / high SoC (or a medium / high temperature in combination with a high SoC) lead to the selection of the first course 1. Combinations of high temperature and low SoC, of medium temperature and medium SoC and of low temperature and high SoC lead to the selection of the second curve m. A low temperature in combination with a medium / low SoC (or a low / medium temperature in combination with a low SoC) leads to the selection of the third curve h. Further preferably, the specific course (e.g. 1, m, h) of a charging profile 242 is selected based on an infrastructure performance or infrastructure degradation, with
  • Step 308 is preferably repeated cyclically so that current temperatures (e.g. cell temperatures, component temperatures) and / or the current SoC can be determined cyclically. Based on this, the specific course (e.g. 1, m, h) of the charging profile 242 can then be selected (see step 308-4 or 308-5). In preferred embodiments, the cyclical determination takes place at intervals of up to 60 s (1 minute), more preferably 30 s, even more preferably up to 5 s.
  • current temperatures e.g. cell temperatures, component temperatures
  • the specific course e.g. 1, m, h
  • the cyclical determination takes place at intervals of up to 60 s (1 minute), more preferably 30 s, even more preferably up to 5 s.
  • a third minimum cell temperature of the energy store 86 can be determined. If the current cell temperature is greater than or equal to the third minimum cell temperature (for a respective SoC), then the third curve h of the charging current can be selected (see above).
  • An exemplary matrix for determining a curve h is given in Table 1 and an exemplary matrix for determining a curve m is given in Table 2.

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Abstract

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung eines Ladeprofils aus einer Vielzahl von Ladeprofilen für einen aktuellen Ladevorgang zum Laden eines elektrischen Energiespeichers. Das Verfahren umfasst Ermitteln eines aktuellen Zustands des Energiespeichers, Ermitteln des Ladeprofils aus der Vielzahl von Ladeprofilen basierend auf dem aktuellen Zustand des Energiespeichers und Laden des Energiespeichers basierend auf dem ermittelten Ladeprofil. Die vorliegende Offenbarung betrifft weiter ein System zur Ermittlung eines Ladeprofils umfassend eine Steuereinheit, die zur Ausführung zumindest eines Teils des Verfahrens konfiguriert ist, und ein Fahrzeug umfassend das System.

Description

System und Verfahren
zur Ermittlung von Ladeprofilen
Die Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher. Die Offenbarung betrifft insbesondere Systeme und Verfahren zur Ermittlung von ein oder mehreren Ladeprofilen zum Laden eines elektrischen Energiespeichers in einem Kraftfahrzeug.
Stand der Technik
Im Stand der Technik sind elektrische Energiespeicher, insbesondere für elektrisch betriebene Kraftfahrzeuge, bekannt. Die Energiespeicher werden üblicherweise in einer Vielzahl von Betriebssituationen bzw. Ladezuständen entladen bzw. aufgeladen. Ein Aufladen kann beispielsweise während des Betriebs durch Rekuperation oder statisch (d.h. außerhalb des Betriebs) an dafür vorgesehenen Ladestationen erfolgen. In statischen Ladesituationen ist vorzugsweise ein schnelles Laden des Energiespeichers erwünscht, um eine Standzeit des Fahrzeugs zu reduzieren. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, einen Verschleiß bzw. eine Alterung des Energiespeichers im Zusammenhang mit dem Ladevorgang zu minimieren.
Ein bekanntes Problem beim Laden von elektrischen Energiespeichern, die auf Lithium- Ionen Technik basieren, ist das sogenannte Lithium-Plating (auch Li-Plating). Es tritt insbesondere bei höheren Ladeströmen und/oder bei niedrigen Temperaturen auf und kann eine Leistung des Energiespeichers reduzieren, dessen Alterung beschleunigen und/oder zum Ausfall des Energiespeichers führen. Darüber hinaus sind weitere Probleme bekannt, die das Aufladen, insbesondere das Schnellladen, eines Energiespeichers betreffen. Beispielsweise kann die Auswahl eines in Anbetracht von einzelnen Randbedingungen (z.B. Temperatur, Ladezustand, Alterungszustand, Nutzungshistorie) ungeeigneten Ladeprofils bereits innerhalb eines Ladevorgangs zu einer Schädigung des Energiespeichers führen, die ein oder mehrere der nachfolgend genannten Effekte mit sich bringt: vorzeitige Alterung des Energiespeichers, Verringerung der Kapazität des Energiespeichers, Anfälligkeit des Energiespeichers für bestimmte Verschleiß- bzw. Alterungsprozesse.
Bekannte Verfahren zum (Schnell-) Laden von Energiespeichern basieren typischerweise auf Constant Current (CC), Constant Voltage (CV) bzw. Multistage Current Charging (MSCC) Algorithmen. Shen, Weixiang & Vo, Thanh & Kapoor, Ajay. (2012):„Charging algorithms of lithium-ion batteries: An overview“, Proceedings of the 2012 7th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, ICIEA 2012. 1567-1572. 10.1109/IC IEA.2012.6360973, beschreiben beispielsweise verschiedene
Ladealgorithmen für Li-Ionen Batterien.
Die Druckschrift US 2014/0266068 beschreibt Vorrichtungen und Verfahren, die basierend auf einem Pulsladealgorithmus den Ladevorgang einer Li-Ionen Batterie beschleunigen sollen. Hierbei wird eine Batterie einer Vielzahl von Ladepulsen von 1 C oder größer ausgesetzt, um ein möglichst schnelles Laden zu ermöglichen.
Bei bekannten Verfahren werden veränderte Randbedingungen bei der Auswahl von Ladeprofilen oft nicht berücksichtigt. Die Auswahl von Ladeprofilen ist zudem meist komplex und/oder intransparent. Weiter kann die Ladezeit üblicherweise nicht optimiert werden, insbesondere unter einer Vielzahl von Randbedingungen.
Daher besteht der Bedarf an Verfahren und Systemen, die eine transparente und/oder einfache Auswahl an unterschiedlichen Ladeprofilen bereitstellen, wobei die unterschiedlichen Ladeprofile eine Vielzahl an Randbedingungen berücksichtigen.
Es besteht weiter insbesondere der Bedarf an Verfahren und Systemen, die eine Ladezeit des Energiespeichers unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Randbedingungen optimieren, insbesondere verkürzen.
Es besteht weiter insbesondere der Bedarf an Verfahren und Systemen, die einen Zustand, insbesondere einen Verschleiß oder eine Alterung, des Energiespeichers unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Randbedingungen optimieren. Dabei sollte eine Haltbarkeit des Energiespeichers erhöht bzw. verbessert und/oder der Verschleiß bzw. die Alterung dessen minimiert werden. Dies kann insbesondere eine erhöhte Lebensdauer des Energiespeichers ermöglichen. Es besteht weiter insbesondere der Bedarf an Verfahren und Systemen, die eine verbesserte bzw. optimierte Ausnutzung der Leistung einzelner Komponenten (z.B. Zellen) des Energiespeichers erlauben. Dies kann insbesondere eine verbesserte bzw. optimierte Leistung des Energiespeichers und/oder eine verbesserte bzw. optimierte Haltbarkeit ermöglichen. Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, Systeme und Verfahren zum Laden von elektrischen Energiespeichem bereitzustellen, die einen oder mehrere der beschriebenen Nachteile vermeidet und/oder einen oder mehrere der beschriebenen Vorteile ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben. In einem ersten Aspekt gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zur Ermittlung eines Ladeprofils aus einer Vielzahl von Ladeprofilen für einen aktuellen Ladevorgang zum Laden eines elektrischen Energiespeichers angegeben. Das Verfahren umfasst Ermitteln eines aktuellen Zustands des Energiespeichers; Ermitteln des Ladeprofils aus der Vielzahl von Ladeprofilen basierend auf dem aktuellen Zustand des Energiespeichers; und Laden des Energiespeichers basierend auf dem ermittelten Ladeprofil.
In einem zweiten Aspekt nach Aspekt 1 umfasst jedes Ladeprofil der Vielzahl von Ladeprofilen mindestens einen ersten Verlauf eines Ladestroms und einen zweiten Verlauf eines Ladestroms, wobei der erste Verlauf über die Zeit eine geringere Ladeleistung kennzeichnet, als der zweite Verlauf.
In einem dritten Aspekt nach Aspekt 2 umfasst jedes Ladeprofil der Vielzahl von Ladeprofilen weiter mindestens einen dritten Verlauf eines Ladestroms, wobei der erste Verlauf und der zweite Verlauf jeweils über die Zeit eine geringere Ladeleistung kennzeichnen, als der dritte Verlauf.
In einem vierten Aspekt nach einem der Aspekte 1 bis 3 umfasst das Verfahren weiter Ermitteln eines Anwendungskontexts, der den aktuellen Ladevorgang kennzeichnet, wobei Ermitteln des Ladeprofils aus der Vielzahl von Ladeprofilen weiter auf dem Anwendungskontext basiert. Vorzugsweise wird das Ermitteln des Anwendungskontexts zyklisch wiederholt.
In einem fünften Aspekt nach einem der Aspekte 1 bis 4 umfasst das Verfahren weiter Ermitteln einer Historie, die ein oder mehrere vorherige Ladevorgänge des Energiespeichers kennzeichnet; und wobei Ermitteln des Ladeprofils aus der Vielzahl von Ladeprofilen weiter auf der Historie basiert.
In einem sechsten Aspekt nach einem der Aspekte 1 bis 5 umfasst der aktuelle Zustand des Energiespeichers mindestens eine Temperatur des Energiespeichers und Ermitteln des Ladeprofils aus der Vielzahl von Ladeprofilen erfolgt zumindest teilweise basierend auf der Temperatur des Energiespeichers. In einem siebten Aspekt nach einem der Aspekte 1 bis 6 umfasst der aktuelle Zustand des Energiespeichers mindestens einen aktuellen Ladezustand des Energiespeichers und Ermitteln des Ladeprofils aus der Vielzahl von Ladeprofilen erfolgt zumindest teilweise basierend auf dem aktuellen Ladezustand des Energiespeichers.
In einem achten Aspekt nach Aspekt 7 in Verbindung mit Aspekt 2 umfasst das Verfahren weiter Ermitteln einer zweiten Mindest-Zelltemperatur des Energiespeichers basierend auf dem aktuellen Zustand des Energiespeichers und dem aktuellen Ladezustand des Energiespeichers; Ermitteln einer aktuellen Zelltemperatur des Energiespeichers (86) basierend auf dem aktuellen Zustand des Energiespeichers; und Auswählen, basierend auf dem ermittelten Ladeprofil, des zweiten Verlaufs des Ladestroms zum Laden des Energiespeichers, wenn die aktuelle Zelltemperatur größer oder gleich der zweiten Mindest-Zelltemperatur ist. Vorzugsweise erfolgt Ermitteln der zweiten Mindest- Zelltemperatur basierend auf einer zweiten Matrix, die jede einer Vielzahl von Mindest - Zelltemperaturen jeweils einer aus einer Vielzahl von Ladezuständen des Energiespeichers zuordnet.
In einem neunten Aspekt nach Aspekt 7 in Verbindung mit Aspekt 3 umfasst das Verfahren weiter Ermitteln einer dritten Mindest-Zelltemperatur des Energiespeichers basierend auf dem aktuellen Zustand des Energiespeichers und dem aktuellen Ladezustand des Energiespeichers; Ermitteln einer aktuellen Zelltemperatur des Energiespeichers basierend auf dem aktuellen Zustand des Energiespeichers; und Auswählen, basierend auf dem ermittelten Ladeprofil, des dritten Verlaufs des Ladestroms zum Laden des Energiespeichers, wenn die aktuelle Zelltemperatur größer oder gleich der dritten Mindest-Zelltemperatur ist. Vorzugsweise erfolgt Ermitteln der dritten Mindest-Zelltemperatur basierend auf einer dritten Matrix, die jede einer Vielzahl von Mindest-Zelltemperaturen jeweils einer aus einer Vielzahl von Ladezuständen des Energiespeichers zuordnet.
In einem zehnten Aspekt nach einem der Aspekte 1 bis 9 umfasst das Verfahren weiter Bereitstellen der Vielzahl von Ladeprofilen. In einem elften Aspekt gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist ein System zur Ermittlung eines Ladeprofils aus einer Vielzahl von Ladeprofilen für einen aktuellen Ladevorgang zum Laden eines elektrischen Energiespeichers angegeben. Das System umfasst eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auszuführen, insbesondere nach einem der vorhergehenden Aspekte 1 bis 10.
In einem zwölften Aspekt gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist ein Fahrzeug angegeben. Das Fahrzeug umfasst ein System gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung, insbesondere nach dem vorhergehenden Aspekt 11.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Softwareprogramm bereitgestellt. Das Softwareprogramm kann eingerichtet sein, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auszuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium bereitgestellt. Das Speichermedium kann ein Softwareprogramm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung auszuführen.
Die hier offenbarten Systeme und Verfahren bieten ein oder mehrere der nachstehend genannten Vorteile.
Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher stellen beispielsweise eine transparente und/oder einfache Auswahl an unterschiedlichen Ladeprofilen bereit, sodass sich insbesondere eine verbesserte Transparenz und/oder Akzeptanz für einen Nutzer ergibt.
Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher berücksichtigen vorzugsweise, insbesondere mittels der unterschiedlichen Ladeprofile, eine Vielzahl an Randbedingungen. Dies erlaubt insbesondere, dass eine Ladezeit des Energiespeichers unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Randbedingungen optimiert, insbesondere verkürzt, wird.
Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher ermöglichen weiter eine Optimierung eines Zustands, insbesondere eines Verschleißes oder einer Alterung, des Energiespeichers unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Randbedingungen. Dies kann insbesondere eine Haltbarkeit des Energiespeichers erhöhen bzw. verbessern und/oder einen Verschleiß bzw. eine Alterung des Energiespeichers minimieren. Darüber hinaus kann dies eine Lebensdauer des Energiespeichers erhöhen bzw. verbessern. Systeme und Verfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher ermöglichen weiter beispielsweise eine verbesserte bzw. optimierte Ausnutzung der Leistung einzelner Komponenten (z.B. Zellen) des Energiespeichers. Dies kann insbesondere eine verbesserte bzw. optimierte Leistung des Energiespeichers insgesamt und/oder eine verbesserte bzw. optimierte Haltbarkeit desselben ermöglichen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind in den Figuren dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Dabei werden im Folgenden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Figur 1 illustriert schematisch den Aufbau eines Systems gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher;
Figur 1 A illustriert einen vereinfachten beispielhaften Verlauf einer Ladespannung und eines Ladestroms über die Ladezeit; Figur 1B zeigt ein vereinfachtes beispielhaftes Ladeprofil beinhaltend Verläufe von Ladeströmen über die Ladezeit; Figur 2 zeigt schematisch den beispielhaften Aufbau eines Modells zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung; und
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung.
Ausführungsformen der Offenbarung
Im Folgenden werden, sofern nicht anders vermerkt, für gleiche und gleichwirkende Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet. Figur 1 illustriert schematisch den Aufbau eines Systems 100 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher 86.
Der Begriff„Fahrzeug“ umfasst PKW, LKW, Busse, Wohnmobile, Krafträder, etc., die der Beförderung von Personen, Gütern, etc. dienen. Insbesondere umfasst der Begriff Kraftfahrzeuge zur Personenbeförderung. Fahrzeuge 80 mit Elektroantrieb (insbesondere
Hybrid- oder Elektrofahrzeuge) werden von einem Elektromotor angetrieben und umfassen ein oder mehrere elektrische Energiespeicher 86 (z.B. Batterien,
Hochvoltspeicher), die über eine Ladevorrichtung 88 des Fahrzeugs 80 an eine Ladestation 160 angeschlossen und aufgeladen werden können. Zum Aufladen der elektrischen Speicher 86 solcher Hybrid- oder Elektrofahrzeuge können verschiedene Ladetechnologien verwendet werden.
Das System 100 kann im Wesentlichen auf einem Steuergerät 120 des Fahrzeugs 80 und/oder auf einer oder mehreren Backend-Komponenten 150 (z.B. Server, Dienste) implementiert werden. Das Fahrzeug 80 umfasst neben dem Steuergerät 120 weiter eine Kommunikationseinheit
130, die zur Datenkommunikation 140 mit zum Fahrzeug 80 externen Komponenten (z.B. Backend 150) konfiguriert ist, und eine Benutzerschnittstelle 110, die beispielsweise als Touchscreen im Fahrzeug 80 realisiert sein kann (z.B. auf dem oder im Armaturenbereich des Fahrzeugs 80 oder als Teil eines Rear-Seat-Entertainment Systems im Fond des Fahrzeugs 80; nicht gezeigt). Die Kommunikationseinheit 130 kann weiter konfiguriert sein, eine Datenverbindung zu mobilen Endgeräten 125 bereitzustellen, insbesondere zu solchen, die sich im Fahrzeug 80 und/oder in der Umgebung des Fahrzeugs 80 befinden und/oder vom Nutzer 60 verwendet werden. Das System 100 kann weiter zumindest teilweise auf einem mobilen Endgerät 125 eines Nutzers 60 ausgeführt werden. In einigen Ausführungsformen wird das mobile Endgerät 125 und/oder eine darauf ausgeführte Benutzerschnittstelle 110‘ zur Interaktion mit dem System 100 verwendet. Wahlweise können auch Teile des Systems 100 auf dem mobilen Endgerät 125 implementiert sein (z.B. Benutzeroberflächen).
Das System 100 kann teilweise oder vollständig über die Benutzerschnittstelle 110 im Fahrzeug 80 und/oder über die Benutzerschnittstelle 110‘ eines mobilen Endgerätes 125 eines Nutzers bedient werden. Die Benutzerschnittstelle 110‘ kann im Wesentlichen dieselben Funktionen bereitstellen, wie die Benutzerschnittstelle 110, und die gleichen bzw. im Wesentlichen dieselben Funktionen implementieren, wie nachstehend in Bezug auf die Benutzerschnittstelle 110 im Fahrzeug 80 beschrieben ist. Die Benutzerschnittstelle 110’ kann weiter alle notwendigen Komponenten implementieren, die in Bezug auf Benutzerschnittstelle 110 beschrieben sind, beispielsweise Spracheingabe bzw. -ausgabe, Kameras und Bildschirme, biometrische Sensoren (z.B. Fingerabdruck Scanner, Retina Scanner) und dergleichen mehr.
Die Benutzerschnittstelle 110 kann eine oder mehrere multimodale Benutzerschnittstellen, insbesondere Benutzerschnittstellen, die für die Bedienung des Fahrzeugs 80 konfiguriert sind (z.B. Kommunikation, Infotainment, Klimatisierung, Sitzeinstellung, Fahrzeugeinstellungen) umfassen. Die Benutzerschnittstelle 110 ermöglicht die multimodale Erfassung von Eingaben eines Nutzers 60, beispielsweise über eine grafische Benutzeroberfläche (z.B. Touchscreen), über klassische Bedienelemente des Fahrzeugs 80 (z.B. Knöpfe, Schalter, iDrive Controller), per Sprachsteuerung (z.B. mittels Sensorik 210), per Scanner (z.B. für Fingerabdrücke, Retina) und dergleichen mehr. Die Benutzerschnittstelle 110 ermöglicht weiter die multimodale Ausgabe von Informationen an einen Nutzer 60, beispielsweise über eine grafische Anzeigeelemente (z.B. Touchscreen, Head-Up Display, Instrumentenkombi, zentrales Informationsdisplay bzw. CID), über taktile Elemente (z.B. Vibration des Lenkrads oder von Teilen des Sitzes), per Sprachausgabe über eine im Fahrzeug vorhandene Lautsprecheranlage (z.B. Infotainmentsystem) oder akustische Signalgeber (z.B. Gong, Piepser) und dergleichen mehr. Die Benutzer Schnittstelle 110 können basierend auf entsprechenden Konfigurationsdaten eine grafische Benutzerschnittstelle implementieren, in der Anzeigeelemente und Bedienungselemente dargestellt werden, die vom Nutzer 60 für die Bedienung des Fahrzeugs 80 genutzt werden können. Zusätzlich bzw. alternativ kann die Benutzerschnittstelle (weitere) Anzeige- und Bedienelemente beinhalten, beispielsweise Schalter, Knöpfe und Anzeigen.
Über die Kommunikationseinheit 130 kann das Steuergerät 120 mit (externen) Backend Komponenten und Diensten 150 in Datenkommunikation 140 treten und so beispielsweise mit Backend Servern und/oder Diensten 150 kommunizieren. Alternativ oder zusätzlich kann das Steuergerät 120 über die Kommunikationseinheit 130 mit dem mobilen Endgerät 125 eines Nutzers 60 in Datenkommunikation treten und Daten und/oder Sensoren verwenden, die vom mobilen Endgerät 125 bereitgestellt werden (wie vorstehend beschrieben).
Weiter kann das System 100 eine oder mehrere zum Fahrzeug 80 externe Backend Komponente 150 oder Infrastruktur aufweisen, die ein oder mehrere Ressourcen (z.B. Server, Dienste/Services) bereitstellen. Die ein oder mehreren Backend Komponenten 150 können zeitweise oder dauerhaft mit dem Steuergerät 120 des Fahrzeugs 80 und/oder mit dem mobilen Endgerät 125 in Datenkommunikation 140 stehen. Vorzugsweise können ressourcenintensive Verarb ei tungs schritte (z.B. Verarbeitung natürlicher Sprache und/oder von Bild bzw. Videodaten, Spracherkennung, Verarbeitung großer externer Datenmengen) an die externe Backend Komponente 150 ausgelagert werden, die durch das Steuergerät 120 im Fahrzeug 80 und/oder durch das mobile Endgerät 125 nur schwer oder gar nicht vorgenommen werden könnten. Hierbei kann auch auf eventuelle Anforderungen bzgl. Rechenleistung, Speicherleistung, verfügbarer Bandbreite, Anbindung an externe Datenquellen und dergleichen mehr, Rücksicht genommen werden.
Das Fahrzeug 80 verfügt vorzugsweise über ein oder mehrere elektrische Energiespeicher 86, die über eine Ladevorrichtung 88 des Fahrzeugs 80 an eine Ladestation 160 angeschlossen werden können, um den bzw. die elektrischen Energiespeicher 86 aufzuladen. Das Steuergerät 120 des Fahrzeugs 80 kann hierzu direkt mit der Ladestation 160 in Datenkommunikation 140‘ treten, beispielsweise über die Kommunikationseinheit 130 und/oder eine kabelgebundene Verbindung 162. Ein Laden des Energiespeichers 86 erfolgt typischerweise über die kabelgebundene Verbindung 162, kann alternativ aber auch anderweitig (z.B. per Induktion) erfolgen. Das Steuergerät 120 kann alternativ oder zusätzlich mit ein oder mehreren Backend Komponenten 150 in Datenkommunikation 140 stehen, beispielsweise zu Abrechnungszwecken, und/oder mit der Ladestation 160 mittelbar über ein oder mehrere Backend Komponenten 150 kommunizieren (vgl. Verbindung 142 in Figur 1). Das Laden der Energiespeichers 86 kann basierend auf einem Ladeprofil erfolgen. Beispielhafte Ladeprofile beinhalten ein Laden mit konstantem Strom und/oder konstanter Spannung (CC/CV) bzw. auf abschnittsweisem konstantem Strom (MSCC). In einem Ladeprofil ist vorzugsweise ein Verlauf des Ladestroms und/oder ein Verlauf der Ladespannung über die Ladezeit definiert. Figur 1A illustriert einen vereinfachten beispielhaften Verlauf einer Ladespannung und eines Ladestroms über die Ladezeit, welche im Wesentlichen konstant sind (CC/CV). Sobald der Energiespeicher nahezu vollständig geladen ist, wird üblicherweise der Ladestrom reduziert und geht gegen Null (nicht dargestellt).
Die Verwendung von herkömmlichen Ladeprofilen ohne Berücksichtigung von Randbedingungen kann, wie eingangs dargelegt, mehrere Probleme nach sich ziehen, beispielsweise längere Ladezeiten und/oder höherer Verschleiß bzw. beschleunigte Alterung des Energiespeichers.
Gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden mehrere Randbedingungen berücksichtigt, um ein geeignetes Ladeprofil zu ermitteln, wobei zwischen den einzelnen Randbedingungen eine Gewichtung vorgenommen werden kann. Hierbei erfolgt die Ermittlung des Ladeprofils zumindest basierend auf der Mindest- Zelltemperatur und dem aktuellen Ladezustand (SoC) des Energiespeichers:
• Mindest-Zelltemperatur (Tzeiie, mindest)
• Ladezustand des Energiespeichers 86 (SoC bzw.„State of Charge“) wobei vorzugsweise die Zulässigkeit eines hohen bzw. mittleren Ladestroms eingeschränkt wird.
Die Ermittlung erfolgt weiter vorzugsweise unter Berücksichtigung ein oder mehrerer der folgenden Randbedingungen:
• Reichweite des Fahrzeugs 80
• Infrastrukturlimit
• Thermische Kapazitäten von Subkomponenten des Hochvoltsystems (HVS)
• Temperaturspreizung(en)
• Verfügbare HVS Kühlleistung
• Zustand des Energiespeichers (SoH bzw.„State of Health“)
• Nutzungshistorie
Figur 1B zeigt ein vereinfachtes beispielhaftes Ladeprofil 242‘ beinhaltend Verläufe h, m, 1 von Ladeströmen I über eine Ladezeit t. Die Verläufe h, m, 1 kennzeichnen über die Ladezeit stufenweise abnehmende Ladeströme, wobei der Verlauf h einen hohen (h = „high“) Ladestrom kennzeichnet, der Verlauf m einen mittleren (m = „medium“) Ladestrom kennzeichnet und der Verlauf 1 einen geringen (1 = „low“) Ladestrom kennzeichnet. Das gezeigte Ladeprofil 242‘ umfasst somit verschiedene Verläufe h, m, 1 von Ladeströmen, die basierend auf Randbedingungen ausgewählt werden können. Dies ermöglicht gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung die Ermittlung eines Ladeprofils und die Anpassung an sich gegebenenfalls verändernde Randbedingungen. So ist es beispielsweise vorgesehen, zunächst ein Ladeprofil 242, 242‘ aus einer Vielzahl von Ladeprofilen 242-1, 242-2, ..., 242-n und einen geeigneten Verlauf 1, m, h des Ladestroms zu ermitteln und im Laufe des Ladevorgangs basierend auf (ggfs. sich verändernden) Randbedingungen einen anderen Verlauf des Ladestroms auszuwählen. Hierbei ist es gemäß der vorliegenden Offenbarung nicht vorgesehen, von einem Verlauf niedrigeren Ladestroms (z.B. Verlauf 1, m) auf einen Verlauf höheren Ladestroms (z.B. 1 nach m oder m nach h) zu wechseln. Der niedrigste Verlauf 1 des Ladestroms eines Ladeprofils ist grundsätzlich anwendbar. Ein Wechsel auf den jeweiligen Verlauf mit dem nächstniedrigen Ladestrom (z.B. h nach m oder m nach 1) ist ausdrücklich vorgesehen, sollten die Randbedingungen sich entsprechend ändern.
Figur 2 zeigt schematisch den beispielhaften Aufbau eines Modells zur Ermittlung von Ladeprofilen zum Laden elektrischer Energiespeicher gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Im Block 210 erfolgt die Ermittlung vorgesteuerter Parameter basierend auf einer Historie von Ladevorgängen. Die Historie kann beispielsweise eine Reihe von Ladevorgängen umfassen, die einen Aufschluss über die Nutzung des Energiespeichers geben. Beispielsweise kann eine Reihe von Schnellladungsvorgängen 212 (z.B. Laden mit Gleichstrom bzw. DC) erfasst werden, und basierend darauf die Möglichkeit weiterer nachfolgender Schnellladevorgänge eingeschränkt oder verhindert werden. Dies basiert auf der Erkenntnis, dass wiederholtes Schnellladen des Energiespeichers (z.B. auf Langstrecken) eine Alterung bzw. Verschleiß dessen begünstigen kann. Weiter kann basierend auf der Historie erkannt werden, ob ein Nutzer 60 beispielsweise mehrere Steckvorgänge 214 durchgeführt hat, sodass auf einen Ladevorgang, der möglicherweise verfrüht abgebrochen oder unterbrochen wurde, nachfolgende Ladevorgänge in Abhängigkeit der Parameter des Ladevorgangs durchgeführt werden. So kann beispielsweise verhindert werden, dass eine Ladeleistung eines nachfolgenden Ladevorgangs basierend auf einem höheren Ladestrom durchgeführt wird, als ein vorausgegangener Ladevorgang, da dies ebenfalls eine Alterung bzw. Verschleiß des Energiespeichers begünstigen kann. Vorzugsweise wird der Ladestrom bei aufeinanderfolgenden Schnellladungen (z.B. DC) sukzessive mehr und mehr begrenzt. In einem Beispiel wird die erste Schnellladung mit 100 % des Ladestroms durchgeführt, während weitere nachfolgende Schnellladungen auf 85 %, auf 75 % und schließlich auf 65 % reduziert werden. Das Ergebnis der Ermittlung der vorgesteuerten Parameter wird an eine Auswahllogik 220 weitergegeben 218. Im Block 230 erfolgt eine Ermittlung prädiktiv-nachgeregelter Parameter, beispielsweise betreffend einen Anwendungskontext 232 (z.B. Nutzerverhalten, Ladeinfrastruktur) und/oder betreffend den Zustand 234 des HVS. Der Anwendungskontext 232 kann beispielsweise beinhalten, dass ein Reichweitenwunsch des Nutzers 60 und/oder eine Reichweitenvorgabe des Navigationssystem des Fahrzeugs 80 Berücksichtigung findet. Es ist bei einem vom Nutzer 60 vorgegebenen Reichweitenwunsch bzw. einem entsprechenden durch den Nutzer 60 gewünschten SoC, der unterhalb einer vollständigen Ladung des Energiespeichers liegt (z.B. 50%) nicht notwendig, eine (Schnell-) Ladung bis auf einen SoC durchzuführen, der deutlich über dem gewünschten bzw. benötigten Wert liegt. Dasselbe gilt für den Fall, dass eine vom Navigationssystem vorgegebene verbliebene Fahrstrecke (wesentlich) unterhalb einer vollständigen Ladung des Energiespeichers liegt. Hier kann eine gegebenenfalls schonendere Ladung auf einen ausreichenden SoC Vorteile hinsichtlich Ladezeit und/oder Alterung bzw. Verschleiß des Energiespeichers ermöglichen. Die Ladeinfrastruktur kann hierbei neben einem aktuellen Zustand (z.B. grundsätzlich verfügbare Leistung) auch variierenden Bedingungen unterliegen, beispielsweise einer Degradation oder Erholung. So kann es beispielsweise Vorkommen, dass die Ladeinfrastruktur nicht die volle Grundleistung erbringen kann, weil gleichzeitig viele Ladevorgänge parallel stattfinden. Ebenso kann eine verfügbare Leistung aufgrund einer aktuellen Auslastung steigen oder fallen.
Der Zustand 234 des HVS kann beispielsweise beinhalten: SK-Thermokapazitäten, Temperaturspreizungen innerhalb bzw. von einzelnen Zellen und/oder dem HVS und eine Kühlleistung des HVS. Schneiladevorgänge belasten sowohl die Ladeinfrastruktur als auch ein oder mehrere HVS Komponenten, deren Leistung daher variieren kann.
In bevorzugten Ausführungsformen wird eine Temperaturspreizung ermittelt, die eine Temperaturspreizung innerhalb einer Zelle und/oder zwischen verschiedenen Zellen berücksichtigt. Je geringer die Spreizung ausfällt, desto größer kann der Ladestrom gewählt werden. In einem Beispiel kann ein dritter Verlauf h des Ladestroms ausgewählt werden, wenn eine Spreizung von weniger als 3°C ermittelt wird, ein zweiter Verlauf m des Ladestroms, wenn eine Spreizung von weniger als 7°C ermittelt wird und ein erster Verlauf 1 des Ladestroms sonst. Die Ermittlung prädiktiv-nachgeregelter Parameter erfolgt vorzugsweise zyklisch 236, beispielsweise in Intervallen von 5 Sekunden, 30 Sekunden, oder 60 Sekunden. Das Ergebnis der Ermittlung der prädiktiv-nachgeregelten Parameter wird ebenfalls an die Auswahllogik 220 weitergegeben 238.
Die Auswahllogik 220 ermittelt 228 basierend auf den Eingabeparametern 218, 238 ein geeignetes Ladeprofil 242-1, 242-2, ..., 242-n aus einer Vielzahl von Starttemperatur abhängigen Ladeprofilen 242-1, 242-2, ..., 242-n, wobei jedes Ladeprofil der Vielzahl von Ladeprofilen 242-1, 242-2, ..., 242-n eine spezifische Starttemperatur aufweist (z.B. ab 25°C, ab 15°C, etc.). Die Ladeprofile bzw. Ladekennfelder sind im Modell unter Block 240 zusammengefasst.
In Block 250 wird das ermittelte 248 Ladeprofil 242-1, 242-2, ..., 242-n (z.B. als Funktion I=f(U)) im Sinne von Schutzfunktionen nochmals überprüft und gegebenenfalls angepasst. Hierbei wird vorzugsweise eine lebensdauerbasierte Reduktion 254 des Ladestroms basierend auf einer erfassten Lebensdauer bzw. eines SoH des Energiespeichers 86 vorgenommen, wobei der entsprechende Faktor 256 (z.B. im Bereich von 0.65 bis 1.00, entsprechend 65% bis 100% des Eingabewertes) mit einem entsprechenden Operator 251 auf das Ladeprofil angewendet wird. Somit wird ermöglicht, dass ein Energiespeicher mit einer bereits fortgeschrittenen Lebensdauer bzw. geringerem SoH mit einem geringeren Ladestrom aufgeladen wird (z.B. 65% des durch das ermittelte Ladeprofil vorgegebenen Wertes bzw. Verlaufes), als ein neuerer Energiespeicher mit entsprechend geringerer Lebensdauer bzw. höherem SoH. Im Ergebnis 257 liegt dann eine Funktion I=f(SoH) vor, die weiter mit einer thermischen Stromregelung 252 verglichen 253 wird. Die thermische Stromregelung 252 stellt eine Vergleichsfunktion I=f(T) als Ergebnis 258 bereit (z.B. O. .c A), wobei im dargestellten Beispiel das Minimum der Ergebnisse 257 und 258 ermittelt 259 und ausgegeben 260 wird. Die Ausgabe 260 beinhaltet dann das angepasste bzw. überprüfte Ladeprofil.
Figur 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 300 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zur Ermittlung eines Ladeprofils 242 aus einer Vielzahl von Ladeprofilen 242-1, 242-2, ..., 242-n für einen aktuellen Ladevorgang zum Laden eines elektrischen Energiespeichers. Das Verfahren 300 beginnt bei Schritt 301. Die Schritte 302, 304 und 306 sind vorzugsweise optional und können in gewünschter Reihenfolge in jeder gewünschten Kombination ausgeführt werden.
In Schritt 308 wird ein aktueller Zustand 234 des Energiespeichers 86 ermittelt. Der Zustand 234 des HVS kann insbesondere SK-Thermokapazitäten, Temperaturspreizungen innerhalb bzw. von einzelnen Zellen und/oder dem HVS und eine Kühlleistung des HVS beinhalten. Vorzugsweise wird der konkrete Verlauf (z.B. 1, m, h) eines Ladeprofils 242 basierend auf der Kühlleistung des HVS Systems angepasst, wobei der dritte Verlauf h bei hoher Kühlleistung ausgewählt wird und der zweite Verlauf m bei einer mittleren Kühlleistung. Der erste Verlauf 1 kann grundsätzlich immer ausgewählt werden, unabhängig von der Kühlleistung des HVS Systems. Weiter vorzugsweise wird der konkrete Verlauf (z.B. 1, m, h) eines Ladeprofils 242 basierend auf einer aktuellen Temperatur und/oder einem aktuellen SoC des Energiespeichers 86 ausgewählt, wobei eine hohe Temperatur in Kombination mit einem mittleren/hohen SoC (bzw. eine mittlere/hohe Temperatur in Kombination mit einem hohen SoC) zur Auswahl des ersten Verlaufs 1 führen. Kombinationen aus hoher Temperatur und geringem SoC, aus mittlerer Temperatur und mittlerem SoC sowie aus geringer Temperatur und hohem SoC führen zur Auswahl des zweiten Verlaufs m führen. Eine niedrige Temperatur in Kombination mit einem mittleren/niedrigen SoC (bzw. eine niedrige/mittlere Temperatur in Kombination mit einem niedrigen SoC) führt zur Auswahl des dritten Verlaufs h. Weiter vorzugsweise wird der konkrete Verlauf (z.B. 1, m, h) eines Ladeprofils 242 basierend auf einer Infrastrukturleistung bzw. -degradation ausgewählt, wobei
Der Schritt 308 wird vorzugsweise zyklisch wiederholt, sodass aktuelle Temperaturen (z.B. Zelltemperaturen, Komponententemperaturen) und/oder der aktuelle SoC zyklisch ermittelt werden kann. Darauf basierend kann dann der konkrete Verlauf (z.B. 1, m, h) des Ladeprofils 242 ausgewählt werden (vgl. Schritt 308-4 bzw. 308-5). In bevorzugten Ausführungsformen erfolgt die zyklische Ermittlung in Intervallen von bis zu 60 s (1 Minute), weiter bevorzugt 30 s, noch weiter bevorzugt bis 5 s.
In Schritt 310 wird das Ladeprofil 242 aus der Vielzahl von Ladeprofilen 242-1, 242-2, ..., 242-n basierend auf dem aktuellen Zustand 234 des Energiespeichers 86 ermittelt. In Schritt 312 wird der Energiespeicher 86 basierend auf dem ermittelten Ladeprofil 242 geladen. Hierbei können ein oder mehrere der vorgenannten Randbedingungen berücksichtig werden (siehe oben) und entsprechende Verläufe (z.B. 1, m, h) des Ladestroms ausgewählt werden. In bevorzugten Ausführungsformen beinhaltet der Zustand 234 insbesondere ein oder mehrere Temperaturen (z.B. Zelltemperaturen, Komponententemperaturen) des Energiespeichers. Basierend darauf und basierend auf dem aktuellen SoC des Energiespeichers 86 wird vorzugsweise eine zweite Mindest-Zelltemperatur des Energiespeichers 86 ermittelt (eine erste Mindesttemperatur wird als grundsätzlich erfüllt angesehen). Wenn die aktuelle Zelltemperatur größer oder gleich der zweiten Mindest- Zelltemperatur (für einen jeweiligen SoC) liegt, kann dann der zweite Verlauf m des Ladestroms ausgewählt werden (siehe oben).
Weiter vorzugsweise kann basierend auf dem Zustand 234 und basierend auf dem aktuellen SoC des Energiespeichers 86 eine dritte Mindest-Zelltemperatur des Energiespeichers 86 ermittelt werden. Wenn die aktuelle Zelltemperatur größer oder gleich der dritten Mindest-Zelltemperatur (für einen jeweiligen SoC) liegt, kann dann der dritte Verlauf h des Ladestroms ausgewählt werden (siehe oben). Eine beispielhafte Matrix zur Ermittlung eines Verlaufes h ist in Tabelle 1 angegeben und eine beispielhafte Matrix zur Ermittlung eines Verlaufes m ist in Tabelle 2 angegeben.
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Tabelle 1
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Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausfühmngsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfmdungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren (300) zur Ermittlung eines Ladeprofils (242) aus einer Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n) für einen aktuellen Ladevorgang zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (86), das Verfahren (300) umfassend: Ermitteln (308) eines aktuellen Zustands (234) des Energiespeichers (86);
Ermitteln (310) des Ladeprofils (242) aus der Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n) basierend auf dem aktuellen Zustand (234) des
Energiespeichers; und
Laden (312) des Energiespeichers (86) basierend auf dem ermittelten Ladeprofil (242).
2. Verfahren (300) nach dem vorhergehenden Anspruch 1, wobei jedes Ladeprofil der Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n) mindestens einen ersten Verlauf (1) eines Ladestroms und einen zweiten Verlauf (m) eines Ladestroms umfasst, wobei der erste Verlauf (1) über die Zeit (t) eine geringere Ladeleistung kennzeichnet, als der zweite Verlauf (m).
3. Verfahren (300) nach dem vorhergehenden Anspruch 2, wobei jedes Ladeprofil der Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n) weiter mindestens einen dritten Verlauf (h) eines Ladestroms umfasst, wobei der erste Verlauf (1) und der zweite Verlauf (m) jeweils über die Zeit (t) eine geringere Ladeleistung kennzeichnen, als der dritte Verlauf (h).
4. Verfahren (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 3, weiter umfassend Ermitteln (306) eines Anwendungskontexts (232), der den aktuellen Ladevorgang kennzeichnet; und wobei Ermitteln (310) des Ladeprofils (242) aus der Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n) weiter auf dem
Anwendungskontext (232) basiert; vorzugsweise wobei das Ermitteln (306) des
Anwendungskontexts zyklisch wiederholt wird.
5. Verfahren (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 4, weiter umfassend Ermitteln (304) einer Historie (210), die ein oder mehrere vorherige Ladevorgänge des Energiespeichers (86) kennzeichnet; und wobei Ermitteln (310) des Ladeprofils (242) aus der Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n) weiter auf der Historie (210) basiert.
Verfahren (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei der aktuelle Zustand (234) des Energiespeichers (86) mindestens eine Temperatur des Energiespeichers (86) umfasst; und Ermitteln (310) des Ladeprofils (242) aus der Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n) zumindest teilweise basierend auf der Temperatur des Energiespeichers (86) erfolgt.
Verfahren (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, wobei der aktuelle Zustand (234) des Energiespeichers (86) mindestens einen aktuellen Ladezustand (SoC) des Energiespeichers (86) umfasst; und Ermitteln (310) des Ladeprofils (242) aus der Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n) zumindest teilweise basierend auf dem aktuellen Ladezustand (SoC) des Energiespeichers (86) erfolgt.
Verfahren (300) nach dem vorhergehenden Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 2, weiter umfassend:
Ermitteln (308-2) einer zweiten Mindest-Zelltemperatur des Energiespeichers (86) basierend auf dem aktuellen Zustand (234) des Energiespeichers (86) und dem aktuellen Ladezustand (SoC) des Energiespeichers (86);
Ermitteln (308-1) einer aktuellen Zelltemperatur des Energiespeichers (86) basierend auf dem aktuellen Zustand (234) des Energiespeichers (86); und Auswählen (308-4), basierend auf dem ermittelten Ladeprofil (242), des zweiten Verlaufs (m) des Ladestroms zum Laden des Energiespeichers (86), wenn die aktuelle Zelltemperatur größer oder gleich der zweiten Mindest-Zelltemperatur ist; vorzugsweise wobei Ermitteln (308-2) der zweiten Mindest-Zelltemperatur basierend auf einer zweiten Matrix erfolgt, die jede einer Vielzahl von Mindest- Zelltemperaturen jeweils einer aus einer Vielzahl von Ladezuständen (SoC) des Energiespeichers (86) zuordnet.
9. Verfahren (300) nach Anspruch 7 in Verbindung mit Anspruch 3, weiter umfassend:
Ermitteln (308-3) einer dritten Mindest-Zelltemperatur des Energiespeichers (86) basierend auf dem aktuellen Zustand (234) des Energiespeichers (86) und dem aktuellen Ladezustand (SoC) des Energiespeichers (86);
Ermitteln (308-1) einer aktuellen Zelltemperatur des Energiespeichers (86) basierend auf dem aktuellen Zustand (234) des Energiespeichers (86); und Auswählen (308-5), basierend auf dem ermittelten Ladeprofil (242), des dritten Verlaufs (h) des Ladestroms zum Laden des Energiespeichers (86), wenn die aktuelle Zelltemperatur größer oder gleich der dritten Mindest-Zelltemperatur ist; vorzugsweise wobei Ermitteln der dritten Mindest-Zelltemperatur basierend auf einer dritten Matrix erfolgt, die jede einer Vielzahl von Mindest- Zelltemperaturen jeweils einer aus einer Vielzahl von Ladezuständen (SoC) des Energiespeichers (86) zuordnet. 10. Verfahren (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 9, weiter umfassend Bereitstellen (302) der Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n).
11. System (100) zur Ermittlung eines Ladeprofils (242) aus einer Vielzahl von Ladeprofilen (242-1, 242-2, ..., 242-n) für einen aktuellen Ladevorgang zum Laden eines elektrischen Energiespeichers (86), das System (100) umfassend eine Steuereinheit (120), wobei die Steuereinheit (120) konfiguriert ist, das Verfahren (300) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10 auszuführen.
12 Fahrzeug (80), umfassend ein System (100) nach dem vorhergehenden
Anspruch 11.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021006258A1 (de) 2021-12-20 2023-06-22 Mercedes-Benz Group AG Verfahren zum Laden eines Hochvolt-Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs mit einem Ladeprofil

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021108091A1 (de) 2021-03-30 2022-10-06 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Charakterisieren und Laden eines lithiumbasierten elektrischen Energiespeichers abhängig von dessen Alterungszustand
DE102021208670A1 (de) 2021-08-10 2023-02-16 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines elektrisch angetriebenen oder antreibbaren Kraftfahrzeugs
DE102021120986A1 (de) 2021-08-12 2023-02-16 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Elektrofahrzeug mit Kennfeld zur Einstellung eines Ladestroms
DE102021208937A1 (de) 2021-08-16 2023-02-16 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zur Durchführung eines Ladevorgangs einer Gerätebatterie
DE102021213057A1 (de) 2021-11-19 2023-05-25 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Betreiben einer Nutzerschnittstelle zum Auswählen einer Ladestrategie für eine Gerätebatterie und zum Betrieb der Gerätebatterie sowie eine Nutzerschnittstelle
FI131528B1 (fi) * 2022-05-09 2025-06-11 Liikennevirta Oy / Virta Ltd Sähköajoneuvon latausaseman kuormanhallinta
DE102022122766A1 (de) 2022-09-08 2024-03-14 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Ladevorgangs eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs
DE102022125518A1 (de) * 2022-10-04 2024-04-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines Kraftfahrzeugs
DE102022128690A1 (de) * 2022-10-28 2024-05-08 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Laden einer Batterie eines Fahrzeugs und Fahrzeug
DE102022128836A1 (de) 2022-10-31 2024-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Bestimmen eines Innenwiderstands einer Energiespeichervorrichtung eines Kraftfahrzeugs, Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, Datenverarbeitungsvorrichtung, Batteriesteuergerät und Kraftfahrzeug
DE102022128835A1 (de) 2022-10-31 2024-05-02 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Regelung einer Temperatur einer Energiespeichervorrichtung eines Kraftfahrzeugs, Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, Datenverarbeitungsvorrichtung, Batteriesteuergerät und Kraftfahrzeug
US20240154442A1 (en) * 2022-11-07 2024-05-09 Volvo Car Corporation Method and apparatus for optimal timed charging
CN116278860A (zh) * 2023-01-17 2023-06-23 华为数字能源技术有限公司 一种充电桩、电动车辆、计算机存储介质及控制方法
DE102023202789A1 (de) 2023-03-27 2024-10-02 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen von geeigneten Ladeprofilen für Gerätebatterien von batteriebetriebenen Geräten
FR3155366A1 (fr) * 2023-11-09 2025-05-16 Stellantis Auto Sas Surveillance des recharges d’une batterie d’un système en fonction de la performance de refroidissement
US20250171008A1 (en) * 2023-11-28 2025-05-29 GM Global Technology Operations LLC Situation awareness guided energy harvesting system
WO2025114951A1 (en) * 2023-12-01 2025-06-05 Maserati S.P.A. A method for charging the battery of a vehicle having an electric traction motor and a corresponding vehicle
DE102024200835A1 (de) 2024-01-30 2025-07-31 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum temperaturabhängigen Anpassen eines Ladestroms für einen Ladevorgang eines elektrochemischen Energiespeichers
DE102024001357A1 (de) * 2024-04-26 2025-01-30 Mercedes-Benz Group AG Verfahren zum Laden einer Batterie eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011008676A1 (de) * 2011-01-15 2012-07-19 Daimler Ag System und Verfahren zum Aufladen von Batterien von Fahrzeugen
US20140266068A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Evgentech, Inc. Pulse battery charger methods and systems for improved charging of lithium ion batteries
WO2017137234A1 (de) * 2016-02-10 2017-08-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dynamische kommunikation der tatsächlichen ladeleistung
DE102016224181A1 (de) * 2016-12-06 2018-06-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Laden eines elektrochemischen Energiespeichers, ein Batteriemanagementsystem, ein Batteriesystem und eine Verwendung des Batteriesystems

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2526607A4 (de) * 2010-01-18 2013-11-13 Generac Power Systems Inc Intelligentes batterieladesystem für elektrische generatoren
CN102044723B (zh) 2010-11-25 2013-01-30 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动汽车智能充电方法
DE102013204532A1 (de) * 2013-03-15 2014-09-18 Robert Bosch Gmbh Batteriezelleinrichtung mit Überhitzungssicherheitsfunktion und Verfahren zum Überwachen einer Batteriezelle
CN103412264B (zh) * 2013-08-19 2016-01-13 国网电力科学研究院 蓄电池组内单体电池一致性的评价方法
US9634504B2 (en) * 2013-09-09 2017-04-25 Wireless Advanced Vehicle Electrification, Inc. Battery charging graphical user interface for wireless power transfer
CN105207302A (zh) 2015-10-19 2015-12-30 西安特锐德智能充电科技有限公司 一种电动汽车柔性充电方法及充电机
CN105904985B (zh) * 2016-04-25 2018-09-04 李东航 一种电动汽车充电控制装置
DE102016012996B4 (de) * 2016-10-31 2025-11-06 Ingo Heyn Ladegerät zum Laden eines Fahrzeugakkumulators, System sowie entsprechendes Verfahren
KR102695516B1 (ko) * 2016-11-18 2024-08-14 삼성전자주식회사 배터리 충전 방법, 배터리 충전 정보 생성 방법 및 배터리 충전 장치
DE102018203824A1 (de) * 2018-03-14 2019-09-19 Gs Yuasa International Ltd. Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Energiespeichers, Steuerung für einen elektrischen Energiespeicher und Vorrichtung und/oder Fahrzeug

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011008676A1 (de) * 2011-01-15 2012-07-19 Daimler Ag System und Verfahren zum Aufladen von Batterien von Fahrzeugen
US20140266068A1 (en) 2013-03-14 2014-09-18 Evgentech, Inc. Pulse battery charger methods and systems for improved charging of lithium ion batteries
WO2017137234A1 (de) * 2016-02-10 2017-08-17 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Dynamische kommunikation der tatsächlichen ladeleistung
DE102016224181A1 (de) * 2016-12-06 2018-06-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Laden eines elektrochemischen Energiespeichers, ein Batteriemanagementsystem, ein Batteriesystem und eine Verwendung des Batteriesystems

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SHEN, WEIXIANGVO, THANHKAPOOR, AJAY: "Charging algorithms of lithium-ion batteries: An overview", PROCEEDINGS OF THE 2012 7TH IEEE CONFERENCE ON INDUSTRIAL ELECTRONICS AND APPLICATIONS, ICIEA 2012, 2012, pages 1567 - 1572, XP032268638, DOI: 10.1109/ICIEA.2012.6360973

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102021006258A1 (de) 2021-12-20 2023-06-22 Mercedes-Benz Group AG Verfahren zum Laden eines Hochvolt-Energiespeichers eines elektrisch betreibbaren Fahrzeugs mit einem Ladeprofil

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