DE102009023535B4

DE102009023535B4 - Vehicle with an electric drive and method for operating a vehicle

Info

Publication number: DE102009023535B4
Application number: DE102009023535.3A
Authority: DE
Inventors: Joachim Fröschl; Robert Weber; Guido Böhm; Christian Knobel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-05-30
Filing date: 2009-05-30
Publication date: 2025-06-18
Anticipated expiration: 2029-05-31
Also published as: DE102009023535A1

Abstract

Fahrzeug, mit
- einem elektrischen Antrieb (1);
- einem elektrischen Versorgungsnetz (2, 6, 7, 8) mit zumindest einem elektrischen Verbraucher;
- einem Energiespeicher (3) zur Versorgung des elektrischen Antriebs (1) und des elektrischen Versorgungsnetzes (2, 6, 7, 8);
- einer Mensch-Maschine-Schnittstelle (4), über welche durch einen Benutzer des Fahrzeugs eine Information eingebbar ist; und
- einer Vorrichtung (5) zur Überwachung und Regelung des Ladungsinhalts des Energiespeichers (3) und des Versorgungsnetzes (2, 6, 7, 8), welche dazu ausgebildet ist,
- eine für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge zu ermitteln; und
- eine verbleibende Restladungsmenge dem elektrischen Versorgungsnetz (2, 6, 7, 8) zur Verfügung zu stellen, dadurch gekennzeichnet, dass die zu erzielende Mindestreichweite durch den Benutzer vorgebbar ist, wobei die Vorgabe durch eine direkte Eingabe der zu erreichenden Kilometer-Zahl durch den Benutzer in die Mensch-Maschine-Schnittstelle (4) erfolgt.

vehicle with
- an electric drive (1);
- an electrical supply network (2, 6, 7, 8) with at least one electrical consumer;
- an energy storage device (3) for supplying the electric drive (1) and the electrical supply network (2, 6, 7, 8);
- a human-machine interface (4) via which information can be entered by a user of the vehicle; and
- a device (5) for monitoring and regulating the charge content of the energy storage device (3) and the supply network (2, 6, 7, 8), which is designed to
- to determine the charge quantity required to achieve the minimum range; and
- to make a remaining residual charge available to the electrical supply network (2, 6, 7, 8), characterized in that the minimum range to be achieved can be specified by the user, the specification being made by the user directly entering the number of kilometers to be achieved into the human-machine interface (4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder Nutzfahrzeug, mit einem elektrischen Antrieb, einem elektrischen Versorgungsnetz mit zumindest einem elektrischen Verbraucher und einem Energiespeicher zur Versorgung des elektrischen Antriebs und des elektrischen Versorgungsnetzes. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben eines derartigen Fahrzeugs. Die Erfindung betrifft weiter ein Computerprogrammprodukt.The invention relates to a vehicle, in particular a motor vehicle or commercial vehicle, having an electric drive, an electrical supply network with at least one electrical consumer, and an energy storage device for supplying the electric drive and the electrical supply network. The invention further relates to a method for operating such a vehicle. The invention further relates to a computer program product.

Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb sollen entweder möglichst lange betrieben werden können oder eine möglichst große Strecke zurücklegen können. Fahrzeuge mit einem elektrischen Antrieb sind beispielsweise Hybridfahrzeuge (HEV = Hybride Electric Vehicle PHEV = Plug-in Hybride Electric Vehicle) oder reine Elektrofahrzeuge (BEV = Battery Electric Vehicle). Insbesondere bei Letzteren müssen sämtliche Komponenten oder Funktionen, welche in herkömmlichen Fahrzeugen an den Betrieb einer Verbrennungskraftmaschine gekoppelt sind, alternativ bereitgestellt werden. Typischerweise werden alle Komponenten oder Funktionen aus einem Energiespeicher, z.B. einer (Traktions-)Batterie versorgt.Electric vehicles should either be able to operate for as long as possible or cover the greatest possible distance. Examples of electric vehicles include hybrid vehicles (HEV = Hybrid Electric Vehicle, PHEV = Plug-in Hybrid Electric Vehicle) and purely electric vehicles (BEV = Battery Electric Vehicle). Especially in the latter case, all components or functions that in conventional vehicles are linked to the operation of an internal combustion engine must be provided alternatively. Typically, all components or functions are supplied by an energy storage device, e.g., a (traction) battery.

Aus der DE 43 44 369 C2 ist ein Verfahren zur verbrauchsorientierten Fahrleistungsbegrenzung eines Fahrzeugantriebs in Abhängigkeit von einem Fahrziel und vom Energievorrat des die Antriebsleistung bereitstellenden Energiespeichers bekannt, bei dem der Fahrer zu Beginn der Fahrt über eine Eingabeeinheit einem Reiserechner Fahrtangaben vorgibt, aus denen mindestens die Gesamtdistanz zum Zielort ermittelbar ist und bei dem der Reiserechner wiederholt während der Fahrt auf der Basis des aktuellen Energievorrats den zulässigen Soll-Streckenverbrauch zur Überwindung der vorausliegenden Distanz ermittelt und eine Fahrleistung dementsprechend anpasst.From the DE 43 44 369 C2 A method for consumption-oriented limitation of the driving performance of a vehicle drive as a function of a destination and the energy reserve of the energy storage device providing the drive power is known, in which the driver, at the start of the journey, provides journey information to a travel computer via an input unit, from which at least the total distance to the destination can be determined, and in which the travel computer repeatedly determines the permissible target distance consumption to cover the distance ahead on the basis of the current energy reserve during the journey and adjusts the driving performance accordingly.

Aus der DE 43 44 368 C1 ist ein Ladeinformationssystem bekannt, das den Betreiber eines Elektro- oder Hybridfahrzeugs bei der Eingabe der Bestimmungsgrößen für den Ladevorgang unterstützen soll, wobei es eine Eingabeeinheit zur Vorgabe der Bestimmungsgrößen wie Ladegrad oder die gewünschte Reichweite an eine Recheneinheit umfasst, welche die benötigte Restladezeit ermittelt.From the DE 43 44 368 C1 A charging information system is known which is intended to support the operator of an electric or hybrid vehicle in entering the determinants for the charging process, whereby it comprises an input unit for specifying the determinants such as the degree of charge or the desired range to a computing unit which determines the required remaining charging time.

Aus der DE 10 2008 021 045 A1 ist ein Fahrzeug mit elektrischem Antrieb bekannt, wobei Informationen eines Navigationssystems über die aktuelle Fahrzeugposition und die weitere Fahrstrecke für ein Energiemanagement der elektrischen Anlage des Fahrzeugs verwendet werden, wobei dabei auch andere Energie verbrauchende Einrichtungen des Fahrzeugs, wie die Klimaanlage, im Sinne eines routenangepassten Energiemanagements angesteuert wird.From the DE 10 2008 021 045 A1 A vehicle with an electric drive is known, in which information from a navigation system about the current vehicle position and the further route is used for energy management of the vehicle's electrical system, whereby other energy-consuming devices of the vehicle, such as the air conditioning system, are also controlled in the sense of route-adapted energy management.

Aus der DE 10 2006 026 404 A1 ist ein Verfahren zum Verwalten elektrischer Energie in einem elektrischen Netz, insbesondere einem Kfz-Bordnetz, bekannt, in dem mehrere elektrische Verbraucher angeschlossen sind und ein Energie-Koordinator vorgesehen ist, der die zur Verfügung stehende Energie verwaltet und den Leistungsverbrauch der Verbraucher unter vorgegebenen Umständen reduzieren kann.From the DE 10 2006 026 404 A1 A method for managing electrical energy in an electrical network, in particular a motor vehicle electrical system, is known in which several electrical consumers are connected and an energy coordinator is provided which manages the available energy and can reduce the power consumption of the consumers under predetermined circumstances.

Aus der DE 103 02 504 A1 ist ein Verfahren zum Ermitteln der Reichweite eines Elektrofahrzeuges bekannt, bei dem fahrzeug-, fahrstrecken- und/oder umweltbezogene Informationen über das Fahrzeug und eine geplante oder aktuell befahrene Fahrstrecke von einem Fahrzeugcomputer erfasst und miteinander verknüpft und hinsichtlich einer vorgegebenen oder sich variabel ändernden Fahrzeugbetriebsweise bewertet werden, woraus die verbleibende Reichweite des Elektrofahrzeuges errechnet und in einer Anzeigevorrichtung zur Anzeige gebracht wird.From the DE 103 02 504 A1 A method for determining the range of an electric vehicle is known, in which vehicle-, route- and/or environment-related information about the vehicle and a planned or currently traveled route are recorded and linked together by a vehicle computer and evaluated with regard to a predetermined or variably changing vehicle operating mode, from which the remaining range of the electric vehicle is calculated and displayed in a display device.

Abhängig vom Energieverbrauch der an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossenen Verbraucher sinkt in einem rein elektromotorisch betriebenen Fahrzeug die Restreichweite durch die Entnahme der Energie aus der Traktionsbatterie. Unter Umständen kann es dazu kommen, dass der Benutzer des Fahrzeugs aufgrund einer vorzeitigen vollständigen Entleerung des Energiespeichers nicht mehr das beabsichtigte Ziel erreicht.Depending on the energy consumption of the consumers connected to the electrical grid, the remaining range in a purely electric vehicle decreases due to the energy drawn from the traction battery. Under certain circumstances, the vehicle user may no longer reach the intended destination due to the premature complete depletion of the energy storage unit.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs anzugeben, mit welchen der oben genannte Nachteil vermieden werden kann.It is therefore an object of the present invention to provide a vehicle and a method for operating a vehicle with which the above-mentioned disadvantage can be avoided.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruches 8. Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen des Patentanspruches 14. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.This object is achieved by a vehicle having the features of patent claim 1 and a method for operating a vehicle having the features of patent claim 8. The object is further achieved by a computer program product having the features of patent claim 14. Advantageous embodiments emerge from the dependent patent claims.

Die Erfindung schafft ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug oder Nutzfahrzeug, mit einem elektrischen Antrieb, einem elektrischen Versorgungsnetz mit zumindest einem elektrischen Verbraucher, einem Energiespeicher zur Versorgung des elektrischen Antriebs und des elektrischen Versorgungsnetzes, einer Mensch-Maschine-Schnittstelle, über welche durch einen Benutzer des Fahrzeugs eine Information eingebbar ist, und mit einer Vorrichtung zur Überwachung und Regelung des Ladungsinhalts des Energiespeichers und des Versorgungsnetzes. Die Vorrichtung zur Überwachung und Regelung des Ladungsinhalts ist dazu ausgebildet, eine für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge zu ermitteln und eine verbleibende Restladungsmenge dem elektrischen Versorgungsnetz zur Verfügung zu stellen, wobei die zu erzielende Mindestreichweite durch den Benutzer vorgebbar ist, wobei die Vorgabe durch eine direkte Eingabe der zu erreichenden Kilometer-Zahl durch den Benutzer in die Mensch-Maschine-Schnittstelle erfolgt.The invention provides a vehicle, in particular a motor vehicle or commercial vehicle, with an electric drive, an electrical supply network with at least one electrical consumer, an energy storage device for supplying the electric drive and the electrical supply network, a human-machine interface via which information can be entered by a user of the vehicle, and with a Device for monitoring and regulating the charge content of the energy storage device and the supply grid. The device for monitoring and regulating the charge content is designed to determine the charge quantity required for the minimum range to be achieved and to make the remaining charge available to the electrical supply grid. The minimum range to be achieved can be specified by the user, with the specification being made by the user directly entering the number of kilometers to be achieved into the human-machine interface.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs der oben genannten Art wird eine für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge ermittelt und dem elektrischen Versorgungsnetz eine verbleibende Restladungsmenge zur Verfügung gestellt.In the method according to the invention for operating a vehicle of the above-mentioned type, a charge quantity necessary for the minimum range to be achieved is determined and a remaining charge quantity is made available to the electrical supply network.

Im Rahmen der vorliegenden Beschreibung umfasst ein elektrisches Versorgungsnetz ein oder mehrere Teilnetze mit spezifischen Spannungen. Beispielsweise umfasst das Versorgungsnetz das herkömmliche 12 V-Bordnetz, an welches sämtliche elektrischen Verbraucher des Fahrzeugs, wie z.B. das Radio, die Klimatisierung, Lichter usw., angeschlossen sind. Darüber hinaus kann das elektrische Versorgungsnetz z.B. ein 220 V-Wechselspannungsnetz umfassen, an welches temporär ein weiterer Verbraucher anschließbar ist. Es versteht sich für einen Fachmann von selbst, dass zur Versorgung eines spezifischen Bordnetzes mit einer jeweiligen Betriebsspannung ein entsprechender Spannungswandler zur Bereitstellung der entsprechenden Spannungshöhe und Spannungsart vorgesehen werden muss.For the purposes of this description, an electrical supply network comprises one or more subnetworks with specific voltages. For example, the supply network includes the conventional 12 V electrical system, to which all of the vehicle's electrical consumers, such as the radio, air conditioning, lights, etc., are connected. Furthermore, the electrical supply network can, for example, include a 220 V AC network, to which another consumer can be temporarily connected. It is self-evident to a person skilled in the art that to supply a specific electrical system with a particular operating voltage, a corresponding voltage converter must be provided to provide the appropriate voltage level and type.

Die Erfindung basiert auf der Überlegung, dass bei einem Fahrzeug mit elektrischem Antrieb aufgrund der bislang fehlenden Möglichkeit, „Reichweite“ schnell und an vielen Orten „nachtanken“ zu können, das sichere Ankommen an dem zu erreichenden Ziel die höchste Priorität genießt. Da, wie eingangs erläutert, eine erreichbare Restreichweite des Fahrzeugs jedoch im Wesentlichen von der Art, der Anzahl und Betriebsweise der durch das elektrische Versorgungsnetz versorgten Verbraucher abhängig ist, wird erfindungsgemäß eine für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge ermittelt und die dann verbleibende Restladungsmenge den Verbrauchern des elektrischen Versorgungsnetzes, gegebenenfalls priorisiert, zur Verfügung gestellt. In diesem Fall kann auf jeden Fall sichergestellt werden, dass der Benutzer des Fahrzeugs das von ihm durch die Vorgabe der Mindestreichweite zu erreichende Ziel erreicht. Den Verbrauchern des elektrischen Versorgungsnetzes wird demgegenüber eine geringere Priorität zugewiesen. Der Betrieb der an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossenen Verbraucher kann in Abhängigkeit der verbleibenden Restladungsmenge dann entsprechend gesteuert werden.The invention is based on the idea that, in an electric-powered vehicle, safe arrival at the desired destination is the highest priority due to the previously unavailable ability to quickly and conveniently recharge the vehicle's range. However, as explained above, the vehicle's achievable remaining range essentially depends on the type, number, and operating mode of the consumers supplied by the electrical grid. Therefore, according to the invention, a charge quantity required to achieve the minimum range to be achieved is determined, and the remaining charge quantity is made available to the consumers of the electrical grid, prioritized if necessary. In this case, it can be ensured in any case that the vehicle user reaches the destination they are aiming for by specifying the minimum range. In contrast, the consumers of the electrical grid are assigned a lower priority. The operation of the consumers connected to the electrical grid can then be controlled accordingly depending on the remaining charge quantity.

Durch die Erfindung kann eine durch einen Benutzer des Fahrzeugs vorgebbare Mindestreichweite garantiert werden. Auf diese Weise kann das Liegenbleiben des Fahrzeugs auf Grund eines zu hohen Verbrauchs durch an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossene Verbraucher verhindert werden. Da die Erfindung auch durch Software realisierbar ist, entstehen für deren Bereitstellung lediglich geringe Herstellungskosten. Darüber hinaus macht sich das erfindungsgemäße Vorgehen in einem Komfortgewinn für die Benutzer des Fahrzeugs bemerkbar, da die Unsicherheit über eine verbleibende Restreichweite beseitigt ist.The invention allows a minimum range to be guaranteed by a vehicle user. This prevents the vehicle from breaking down due to excessive consumption by consumers connected to the electrical grid. Since the invention can also be implemented using software, the manufacturing costs for its provision are low. Furthermore, the inventive approach results in increased comfort for vehicle users, as uncertainty about the remaining range is eliminated.

Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist die Vorrichtung zur Überwachung und Regelung dazu ausgebildet, ein Signal an die Mensch-Maschine-Schnittstelle abzugeben, welches diese dazu veranlasst, eine Warnung bezüglich eines abzuschaltenden Verbrauchers auszugeben, wenn die für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge bei fortdauerndem Betrieb des oder der Verbraucher des elektrischen Versorgungsnetzes nicht sichergestellt werden kann. Korrespondierend hierzu wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Signal an die Mensch-Maschine-Schnittstelle abgegeben, welches diese dazu veranlasst, eine Warnung bezüglich eines abzuschaltenden Verbrauchers anzugeben, wenn die für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge bei fortdauerndem Betrieb des oder der Verbraucher des elektrischen Versorgungsnetzes nicht sichergestellt werden kann.According to an expedient embodiment, the monitoring and control device is designed to output a signal to the human-machine interface, which causes it to issue a warning regarding a consumer to be switched off if the charge quantity required to achieve the minimum range to be achieved cannot be ensured with continued operation of the consumer(s) of the electrical supply network. Correspondingly, in the method according to the invention, a signal is output to the human-machine interface, which causes it to issue a warning regarding a consumer to be switched off if the charge quantity required to achieve the minimum range to be achieved cannot be ensured with continued operation of the consumer(s) of the electrical supply network.

Alternativ oder zusätzlich ist die Vorrichtung zur Überwachung und Regelung dazu ausgebildet, einen Verbraucher des elektrischen Versorgungsnetzes abzuschalten, wenn die für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge bei fortdauerndem Betrieb des oder der Verbraucher des elektrischen Versorgungsnetzes nicht sichergestellt werden kann. Korrespondierend hierzu wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Verbraucher des elektrischen Versorgungsnetzes abgeschaltet, wenn die für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge bei fortdauerndem Betrieb des oder der Verbraucher des elektrischen Versorgungsnetzes nicht sichergestellt werden kann.Alternatively or additionally, the monitoring and control device is designed to disconnect a load of the electrical supply network if the charge quantity required to achieve the minimum range cannot be ensured with continued operation of the load(s) of the electrical supply network. Correspondingly, in the method according to the invention, a load of the electrical supply network is disconnected if the charge quantity required to achieve the minimum range cannot be ensured with continued operation of the load(s) of the electrical supply network.

Reicht die verbleibende Restladungsmenge nicht aus, sämtliche an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossene Verbraucher zur Erzielung der Mindestreichweite betreiben zu können, so kann entweder gemäß der ersten Variante dem Benutzer des Fahrzeugs die Möglichkeit gegeben werden, den Verbraucher manuell abzuschalten. Alternativ kann die Abschaltung gemäß der zweiten Variante auch selbsttätig durch das Fahrzeug erfolgen. Welche der beiden Varianten gewählt wird, kann beispielsweise von der Art des Verbrauchers abhängig gemacht werden. Für den Betrieb des Fahrzeugs nicht zwingend notwendige, für den Komfort des Fahrers jedoch nützliche Verbraucher könnten beispielsweise erst nach vorheriger Warnung durch den Fahrer selbst abgeschaltet werden. Verbraucher, die mit dem eigentlichen Betrieb des Fahrzeugs nichts zu tun haben, könnten demgegenüber automatisch abgeschaltet werden.If the remaining charge is not sufficient to operate all the consumers connected to the electrical supply network to achieve the minimum range, the user of the vehicle can be given the option of either Consumers can be switched off manually. Alternatively, the vehicle can switch them off automatically, as in the second variant. Which of the two variants is chosen can depend, for example, on the type of consumer. Consumers that are not essential for the operation of the vehicle but are useful for the driver's comfort could, for example, only be switched off after prior warning from the driver. Consumers that have nothing to do with the actual operation of the vehicle could, in contrast, be switched off automatically.

Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung umfasst der zumindest eine, elektrische Verbraucher einen, insbesondere temporär an das elektrische Versorgungsnetz oder an den Energiespeicher anschließbaren elektrischen Zusatzverbraucher. Ein solcher elektrischer Zusatzverbraucher könnte beispielsweise über eine in dem Fahrzeug vorgesehene Steckdose an das elektrische Versorgungsnetz angeschlossen werden. Bei einem solchen Zusatzverbraucher kann es sich beispielsweise um eine Kühlbox handeln.According to a further expedient embodiment, the at least one electrical consumer comprises an additional electrical consumer, which can be connected, in particular temporarily, to the electrical supply network or to the energy storage device. Such an additional electrical consumer could, for example, be connected to the electrical supply network via a socket provided in the vehicle. Such an additional consumer could be, for example, a cooler.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung sieht vor, dass die Vorrichtung zur Überwachung und Regelung dazu ausgebildet ist, die zu erzielende Mindestreichweite unter Nutzung von Kontextinformationen zu ermitteln. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die zu erzielende Mindestreichweite unter Nutzung von Kontextinformationen ermittelt. Die Kontextinformationen können z.B. Navigationsdaten oder eine Fahrstrecke des Fahrzeugs bis zur Ermittlung des Mindesteichweite umfassen. In entsprechender Weise werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren Navigationsdaten oder eine Fahrstrecke des Fahrzeugs bis zur Ermittlung der Mindestreichweite verarbeitet. Dabei ist es zweckmäßig, wenn auch Zwischenstopps berücksichtigt werden. Die zu erzielende Mindestreichweite kann somit auf unterschiedliche Art und Weise vorgegeben werden. Zum einen ist eine direkte Eingabe der zu erreichenden Kilometer-Zahl durch den Benutzer in die Mensch-Maschine-Schnittstelle möglich. Zum anderen kann der Benutzer des Fahrzeugs über die Mensch-Maschine-Schnittstelle ein Navigationsziel auswählen, woraus aus diesen Daten die zu erzielende Mindestreichweite ermittelt wird. In der zuletzt genannten Variante wird die zu ermittelnde Mindestreichweite aus bekannten Fahrdaten des Fahrzeugs ermittelt.A further expedient embodiment provides that the monitoring and control device is designed to determine the minimum range to be achieved using context information. In the method according to the invention, the minimum range to be achieved is determined using context information. The context information can include, for example, navigation data or a route traveled by the vehicle until the minimum calibration range is determined. In a corresponding manner, the method according to the invention processes navigation data or a route traveled by the vehicle until the minimum range is determined. It is expedient if intermediate stops are also taken into account. The minimum range to be achieved can thus be specified in different ways. On the one hand, the user can directly enter the number of kilometers to be achieved into the human-machine interface. On the other hand, the vehicle user can select a navigation destination via the human-machine interface, from which the minimum range to be achieved is determined from this data. In the latter variant, the minimum range to be determined is determined from known driving data of the vehicle.

Die Erfindung umfasst schließlich ein Computerprogrammprodukt, das direkt in den internen Speicher einer digitalen Vorrichtung zur Überwachung und Regelung des Ladungsinhalts des Energiespeichers eines Fahrzeugs geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgeführt werden können, wenn das Produkt auf der Vorrichtung läuft.Finally, the invention comprises a computer program product that can be loaded directly into the internal memory of a digital device for monitoring and controlling the charge content of the energy storage device of a vehicle and comprises software code sections with which the steps according to the method according to the invention can be carried out when the product is running on the device.

Die Erfindung wird nachfolgend näher anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs, und
2 ein Verfahrensablaufdiagramm zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

The invention is explained in more detail below with reference to the figures. They show:

1 a schematic representation of a vehicle according to the invention, and
2 a process flow diagram for carrying out the process according to the invention.

Die schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Fahrzeugs zeigt nur die für die Erfindung notwendigen Komponenten. An einen Energiespeicher 3, z.B. eine Traktionsbatterie, sind über ein (Hochvolt-)Bordnetz 9 ein elektrischer Antrieb 1, ein Bordnetz 2 sowie eine Steckdose 6 angeschlossen. Das Bordnetz 2 ist hierbei über einen Spannungswandler 7 (DC/DC-Wandler) an das (Hochvolt-)Bordnetz 9 angeschlossen. Ebenso ist die Steckdose 6 über einen Spannungswandler 8 an das (Hochvolt-)Bordnetz 9 angeschlossen. Je nachdem, welche Art von Verbraucher an die Steckdose 6 angeschlossen werden sollen, kann es sich bei dem Spannungswandler 8 um einen DC/DC-Wandler oder einen AC/DC-Wandler handeln. Letzterer ist exemplarisch in 1 dargestellt. Das Spannungsniveau des (Hochvolt-)Bordnetzes 9 hängt im Wesentlichen von der verwendeten Technologie des Energiespeichers 3 ab. Bei dem Bordnetz 2 handelt es sich um das typischerweise in einem Fahrzeug eingesetzte 12 V-Bordnetz. Die Wechselspannung an der Steckdose 6 hängt von den dort zu betreibenden Verbrauchern ab und beträgt beispielsweise 220 V.The schematic representation of a vehicle according to the invention shows only the components necessary for the invention. An electric drive 1, an on-board network 2 and a socket 6 are connected to an energy storage device 3, e.g., a traction battery, via a (high-voltage) on-board network 9. The on-board network 2 is connected to the (high-voltage) on-board network 9 via a voltage converter 7 (DC/DC converter). Likewise, the socket 6 is connected to the (high-voltage) on-board network 9 via a voltage converter 8. Depending on the type of consumer to be connected to the socket 6, the voltage converter 8 can be a DC/DC converter or an AC/DC converter. The latter is shown as an example in 1 The voltage level of the (high-voltage) electrical system 9 depends essentially on the technology used in the energy storage device 3. The electrical system 2 is the 12 V electrical system typically used in a vehicle. The AC voltage at the socket 6 depends on the loads to be operated there and is, for example, 220 V.

Über eine jeweilige Kommunikationsverbindung 10, 11, 12, 13 sind die Steckdose 6, der elektrische Antrieb 1, das Bordnetz 2 sowie der Spannungswandler 7 mit einer Vorrichtung 5 zur Überwachung und Regelung des Ladungsinhalts des Energiespeichers 3 verbunden. Eine weitere Kommunikationsverbindung 14 besteht zwischen der Vorrichtung 5 und dem Energiespeicher 3. Darüber hinaus ist eine Kommunikationsverbindung 15 zu einer Mensch-Maschine-Schnittstelle 4 des Fahrzeugs realisiert. Die Vorrichtung 5 repräsentiert eine Einrichtung zum „Powermanagement“, welche die an sie angeschlossenen Komponenten überwacht, gegebenenfalls Steuersignale abgibt oder entgegennimmt.The socket 6, the electric drive 1, the on-board electrical system 2, and the voltage converter 7 are connected to a device 5 for monitoring and regulating the charge content of the energy storage device 3 via a respective communication connection 10, 11, 12, 13. A further communication connection 14 exists between the device 5 and the energy storage device 3. Furthermore, a communication connection 15 is provided to a human-machine interface 4 of the vehicle. The device 5 represents a "power management" device that monitors the components connected to it and, if necessary, sends or receives control signals.

An die Steckdose 6 kann ein Zusatzverbraucher, wie z.B. eine Kühlbox, eine Stereoanlage, Licht und dergleichen angeschlossen werden. Die Steckdose 12 ist über die Vorrichtung 5 schaltbar. Dies bedeutet, der an die Steckdose 6 angeschlossene Verbraucher kann durch die Vorrichtung 5 ein- oder ausgeschaltet werden.An additional consumer, such as a cooler, a stereo system, a light, and the like, can be connected to socket 6. Socket 12 is switchable via device 5. This means that the consumer connected to socket 6 can be turned on or off by device 5.

Im Gegensatz zur zeichnerischen Darstellung und Beschreibung des Ausführungsbeispiels könnte die Steckdose 6 stattdessen auch durch einen direkt an den Spannungswandler 8 angeschlossenen Verbraucher ersetzt sein.In contrast to the graphic representation and description of the embodiment, the socket 6 could instead be replaced by a consumer connected directly to the voltage converter 8.

Um beim Betrieb des Fahrzeugs zu verhindern, dass das zu erreichende Ziel aufgrund eines zu leeren Energiespeichers nicht mehr erreicht werden kann, kann über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 4 eine zu erzielende Mindestreichweite durch den Benutzer eingegeben werden. Die Vorrichtung 5 ermittelt eine für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge. Eine verbleibende Restladungsmenge wird dann den Verbrauchern des Bordnetzes 2 sowie dem Zusatzverbraucher der Steckdose 6 zur Verfügung gestellt.To prevent the vehicle from failing to reach its intended destination due to an empty energy storage system, the user can enter a minimum range to be achieved via the human-machine interface 4. Device 5 determines the charge quantity required to achieve the minimum range. The remaining charge quantity is then made available to the consumers of the vehicle's electrical system 2 and the additional consumer of the socket 6.

Anstatt die Mindestreichweite direkt in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 4 einzugeben, kann diese auch aus Navigationsdaten ermittelt werden, indem der Benutzer ein zu erreichendes Ziel über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 4 eingibt. Alternativ kann die zu erzielende Mindestreichweite auch aus einer Fahrstrecke des Fahrzeugs bis zur Ermittlung der Mindestreichweite ermittelt werden. Die Ermittlung der für die zu erzielende Mindestreichweite notwendigen Ladungsmenge kann dabei unter Berücksichtigung von Offboard-Informationen, wie z.B. Verkehrsmeldungen und dergleichen, erfolgen.Instead of entering the minimum range directly into the human-machine interface 4, it can also be determined from navigation data by the user entering a destination to be reached via the human-machine interface 4. Alternatively, the minimum range to be achieved can also be determined from the distance traveled by the vehicle until the minimum range is determined. The amount of charge required to achieve the minimum range can be determined taking into account off-board information, such as traffic reports and the like.

Wird durch die Vorrichtung 5 zur Überwachung und Regelung des Ladungsinhalts des Energiespeichers 3 festgestellt, dass bei fortdauerndem Betrieb des oder der Verbraucher des Bordnetzes 2 oder des Zusatzverbrauchers der Steckdose 4 die für die zu erzielende Mindestreichweite notwendige Ladungsmenge durch den Energiespeicher 3 nicht mehr bereitgestellt werden kann, so kann entweder eine Warnung über die Mensch-Maschine-Schnittstelle 4 ausgegeben werden oder es können einer oder mehrere der Verbraucher abgeschaltet werden. Da davon ausgegangen werden kann, dass ein an die Steckdose 6 gekoppelter Zusatzverbraucher für den Betrieb des Fahrzeugs nicht notwendig ist, wird ein automatisches Abschalten vorzugsweise bei derartigen Zusatzverbrauchern vorgenommen.If the device 5 for monitoring and regulating the charge content of the energy storage device 3 determines that, with continued operation of the consumer(s) of the vehicle electrical system 2 or the additional consumer of the socket 4, the amount of charge required to achieve the minimum range can no longer be provided by the energy storage device 3, either a warning can be issued via the human-machine interface 4 or one or more of the consumers can be switched off. Since it can be assumed that an additional consumer connected to the socket 6 is not necessary for the operation of the vehicle, automatic shutdown is preferably carried out for such additional consumers.

2 zeigt einen möglichen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einem Ablaufplan. In einem ersten Schritt S1 wird durch den Benutzer des Fahrzeugs eine zu erzielende Mindestreichweite in die Mensch-Maschine-Schnittstelle 4 eingegeben oder durch eine nicht näher dargestellte Vorrichtung, z.B. aus Navigationsdaten, ermittelt, nachdem der Benutzer ein Navigationsziel vorgegeben hat. In einem zweiten Schritt S2 wird der gegenwärtige Ladungsinhalt des Energiespeichers 3 ermittelt. Der Ladungsinhalt wird auch als SoC (State-of-Charge) bezeichnet. In einem Schritt S3 erfolgt u.a. die Überwachung des Versorgungsnetzes, des elektrischen Antriebs sowie eines an das Versorgungsnetz angeschlossenen Zusatzverbrauchers. In einem Schritt S4 wird eine Ladungsmenge für die zu erzielende Mindestreichweite berechnet. In Schritt S5 wird überprüft, ob die ermittelte Ladungsmenge, welche einen Schwellwert darstellt, erreicht ist. Ist dies nicht der Fall, so wird erneut der Ladungsinhalt des Energiespeichers ermittelt (Schritt S2). Ist die Schwelle der Ladungsmenge erreicht, so erfolgt in Schritt S6 die Ausgabe einer Warnung über die Mensch-Maschine-Schnittstelle. Die Warnung kann visueller oder hörbarer Natur sein. In der Warnung wird dem Benutzer des Fahrzeugs die Auswahl gegeben, ob er den Verbraucher abschalten möchte (vgl. Schritt S7). Wird diese Frage positiv bestätigt, so erfolgt eine Abschaltung des Zusatzverbrauchers gemäß 1 (vgl. Schritt S8). 2 shows a possible sequence of a method according to the invention in a flowchart. In a first step S1, the user of the vehicle enters a minimum range to be achieved into the human-machine interface 4 or determines it by a device not shown in detail, e.g. from navigation data, after the user has specified a navigation destination. In a second step S2, the current charge content of the energy storage device 3 is determined. The charge content is also referred to as SoC (State of Charge). In a step S3, the supply network, the electric drive, and any additional consumer connected to the supply network are monitored, among other things. In a step S4, a charge quantity for the minimum range to be achieved is calculated. In step S5, a check is made to determine whether the determined charge quantity, which represents a threshold value, has been reached. If this is not the case, the charge content of the energy storage device is determined again (step S2). If the charge threshold is reached, a warning is output via the human-machine interface in step S6. The warning can be visual or audible. The warning prompts the vehicle user to choose whether to deactivate the consumer (see step S7). If this question is answered positively, the additional consumer is deactivated according to 1 (see step S8).

Durch das erfindungsgemäße Vorgehen kann eine Reichweite für den Benutzer des Fahrzeugs garantiert werden. Insbesondere kann dadurch ein Liegenbleiben des Fahrzeugs aufgrund des vorherigen Betriebs von Verbrauchern verhindert werden. Die Erfindung lässt sich auf einfache Weise in bestehenden Fahrzeugen implementieren, da diese im Wesentlichen mittels Software-Komponenten realisierbar ist. Eine Realisierung in Hardware ist jedoch ebenfalls möglich.The inventive approach can guarantee a range for the vehicle user. In particular, it can prevent the vehicle from breaking down due to the previous operation of consumers. The invention can be easily implemented in existing vehicles, as it is essentially realized using software components. However, implementation in hardware is also possible.

Claims

Vehicle, comprising - an electric drive (1); - an electrical supply network (2, 6, 7, 8) with at least one electrical consumer; - an energy store (3) for supplying the electric drive (1) and the electrical supply network (2, 6, 7, 8); - a human-machine interface (4) via which information can be entered by a user of the vehicle; and - a device (5) for monitoring and regulating the charge content of the energy store (3) and the supply network (2, 6, 7, 8), which device is designed to - determine a charge quantity necessary for the minimum range to be achieved; and - make a remaining charge quantity available to the electrical supply network (2, 6, 7, 8), characterized in that the minimum range to be achieved can be specified by the user, wherein the specification is made by the user directly entering the number of kilometers to be achieved into the human-machine interface (4).

Vehicle to Claim 1 , in which the device (5) for monitoring and control is designed to send a signal to the human Machine interface (4), which causes it to issue a warning regarding a consumer to be switched off if the amount of charge required for the minimum range to be achieved cannot be ensured with continued operation of the consumer(s) of the electrical supply network (2, 6, 7, 8).

Vehicle to Claim 1 or 2 , in which the device (5) for monitoring and regulating is designed to switch off a consumer of the electrical supply network (2, 6, 7, 8) if the amount of charge required for the minimum range to be achieved cannot be ensured with continued operation of the consumer(s) of the electrical supply network (2, 6, 7, 8).

Vehicle according to one of the preceding claims, in which the at least one electrical consumer comprises an additional electrical consumer connectable to the electrical supply network (2, 6, 7, 8) or to the energy storage device (3).

Vehicle according to one of the preceding claims, in which the device (5) for monitoring and control is designed to determine the minimum range to be achieved using context information.

Vehicle to Claim 5 where the context information includes navigation data.

Vehicle to Claim 5 , where the context information includes a route traveled by the vehicle until the minimum range is determined.

Method for operating a vehicle which comprises an electric drive (1), an electrical supply network (2, 6, 7, 8) with at least one electrical consumer, an energy store (3) for supplying the electric drive (1) and the electrical supply network (2, 6, 7, 8), and a human-machine interface (4) via which information can be entered by a user of the vehicle, in which - a charge quantity required for the minimum range to be achieved is determined; and - a remaining charge quantity is made available to the electrical supply network (2, 6, 7, 8), characterized by the step: - determining the minimum range to be achieved from a specification entered by the user into the human-machine interface (4), which includes the number of kilometers to be achieved.

Procedure according to Claim 8 , in which a signal is sent to the human-machine interface (4), which causes it to issue a warning regarding a consumer to be switched off if the amount of charge required for the minimum range to be achieved cannot be ensured with continued operation of the consumer or consumers of the electrical supply network (2, 6, 7, 8).

Procedure according to Claim 8 or 9 , in which a consumer of the electrical supply network (2, 6, 7, 8) is switched off if the amount of charge required for the minimum range to be achieved cannot be ensured with continued operation of the consumer(s) of the electrical supply network (2, 6, 7, 8).

Method according to one of the Claims 8 until 10 , in which the minimum range to be achieved is determined using context information.

Procedure according to Claim 11 , in which navigation data is processed as context information.

Procedure according to Claim 11 , in which the vehicle's route is processed as context information until the minimum range is determined.

Computer program product which can be loaded directly into the internal memory of a digital device (5) for monitoring and controlling the charge content of the energy storage device (3) of a vehicle and which comprises software code sections with which the steps according to one of the Claims 8 until 13 be carried out when the product is running on the device (5).