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DE102014201062A1 - Method for controlling a speed - Google Patents

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DE102014201062A1
DE102014201062A1 DE102014201062.4A DE102014201062A DE102014201062A1 DE 102014201062 A1 DE102014201062 A1 DE 102014201062A1 DE 102014201062 A DE102014201062 A DE 102014201062A DE 102014201062 A1 DE102014201062 A1 DE 102014201062A1
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DE
Germany
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battery
determined
speed
power loss
electrically driven
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102014201062.4A
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German (de)
Inventor
Andre Boehm
Andreas Lemke
Christian Korn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to PCT/EP2015/050029 priority patent/WO2015110274A1/en
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Abstract

Die Erfindung umfasst ein Verfahren zum Steuern einer Geschwindigkeit eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen von Zustandsparametern einer Batterie (16) des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10), b) Ermitteln einer Verlustleistung des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) für unterschiedliche Geschwindigkeiten; c) Ermitteln einer optimalen Geschwindigkeit, bei der die ermittelte Verlustleistung ein Minimum aufweist; und d) Steuern des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) bei der ermittelten, optimalen Geschwindigkeit. Zudem betrifft die Erfindung ein Computerprogramm und ein System, die zu Durchführung des Verfahrens ausgebildet und/oder eingerichtet sind, sowie ein Fahrzeug (10) mit einem derartigen System.The invention comprises a method for controlling a speed of an electrically driven vehicle (10) comprising the following steps: a) providing state parameters of a battery (16) of the electrically driven vehicle (10), b) determining a power loss of the electrically driven vehicle (10) for different speeds; c) determining an optimum speed at which the determined power loss has a minimum; and d) controlling the electrically powered vehicle (10) at the determined optimum speed. In addition, the invention relates to a computer program and a system that are designed and / or set up to carry out the method, and to a vehicle (10) with such a system.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Geschwindigkeit eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges. Die Erfindung betrifft zudem ein Computerprogramm und ein System, die zu Durchführung des Verfahrens ausgebildet und/oder eingerichtet sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem derartigen System.The invention relates to a method for controlling a speed of an electrically driven vehicle. The invention also relates to a computer program and a system which are designed and / or set up to carry out the method. Moreover, the invention relates to a vehicle with such a system.

In moderneren Fahrzeugen kommen Fahrassistenzsysteme als Zusatzeinrichtungen zum Einsatz, die den Fahrer des Fahrzeuges unterstützen. Derartige Zusatzeinrichtungen können beispielsweise Fahrinformationssysteme, Parkassistenten oder automatische Distanzregelsysteme (Adaptive Cruise Control-Systeme, ACC-Systeme) umfassen. Automatische Distanzregelsysteme zum Beispiel erkennen mit Hilfe von Abstandssensoren vorausfahrende Fahrzeuge und regeln die Geschwindigkeit derart, dass der Abstand zu den vorausfahrenden Fahrzeugen konstant bleibt. Dadurch kann eine konstante Fahrweise erreicht werden, die Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen minimiert, was neben sicherheitsrelevanten Aspekten auch den Verbrauch des Fahrzeuges reduziert.In more modern vehicles, driver assistance systems are used as additional devices that support the driver of the vehicle. Such additional devices may include, for example, driving information systems, parking assistants or automatic adaptive cruise control systems (ACC systems). Automatic distance control systems, for example, detect vehicles ahead by means of distance sensors and regulate the speed such that the distance to the vehicles in front remains constant. As a result, a constant driving style can be achieved, which minimizes acceleration and deceleration phases, which not only reduces safety-related aspects but also the consumption of the vehicle.

Aus US 2009/0321165 A1 ist eine Geschwindigkeitsregelungsanlage bekannt, die den Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen mit Hilfe von Radarsensoren misst, und die Geschwindigkeit entsprechend regelt.Out US 2009/0321165 A1 a speed control system is known, which measures the distance to vehicles ahead by means of radar sensors, and controls the speed accordingly.

In JP 2012 222 981 A ist eine Geschwindigkeitsregelanlage beschrieben, die periphere Informationen des Fahrzeuges berücksichtigt und zum Antreiben des Fahrzeuges den Entladestrom einer Batterie maximiert.In JP 2012 222 981 A A cruise control system is described which takes into account peripheral information of the vehicle and maximizes the discharge current of a battery for driving the vehicle.

In JP 2000 050 416 A ist eine Geschwindigkeitsregelanlage beschrieben, die zum Bestimmen der Geschwindigkeit unter anderem den Windwiderstand berücksichtigt.In JP 2000 050 416 A is described a cruise control system, which takes into account, inter alia, the wind resistance for determining the speed.

Bekannte Geschwindigkeitsregelanlagen ermöglichen eine konstante Fahrweise, die zum einen die Sicherheit erhöht und zum anderen den Verbrauch erniedrigt. Um Fahrzeuge noch effizienter betreiben zu können, besteht ein anhaltendes Interesse daran, die Funktionalität der Distanz- und Geschwindigkeitsregelung weiter auszuweiten.Known cruise control systems allow a constant driving style, on the one hand increases security and on the other hand reduces consumption. In order to operate vehicles even more efficiently, there is a continuing interest in further expanding the functionality of the distance and speed control.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Steuern einer Geschwindigkeit v eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit folgenden Schritten vorgeschlagen:

  • a) Bereitstellen von Zustandsparametern einer Batterie des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges,
  • b) Ermitteln einer Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges für unterschiedliche Geschwindigkeiten v;
  • c) Ermitteln einer optimalen Geschwindigkeit vopt, bei der die ermittelte Verlustleistung Pv,ges ein Minimum aufweist; und
  • d) Steuern des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bei der ermittelten, optimalen Geschwindigkeit vopt.
According to the invention, a method is proposed for controlling a speed v of an electrically driven vehicle with the following steps:
  • a) providing state parameters of a battery of the electrically driven vehicle,
  • b) determining a power loss P v, ges of the electrically driven vehicle for different speeds v;
  • c) determining an optimum speed v opt at which the determined power loss P v, ges has a minimum; and
  • d) controlling the electrically driven vehicle at the determined, optimal speed v opt .

Das Verfahren ermöglicht es, das elektrisch angetriebene Fahrzeug derart zu steuern, dass sich das Fahrzeug mit der ermittelten, optimalen Geschwindigkeit vopt bewegt und dadurch eine optimale Energiebilanz erreicht.The method makes it possible to control the electrically driven vehicle such that the vehicle moves at the determined, optimal speed v opt and thereby achieves an optimal energy balance.

Das elektrisch angetriebene Fahrzeug kann als reines Elektrofahrzeug ausgestaltet sein und ausschließlich ein elektrisches Antriebsystem umfassen. Alternativ kann das Fahrzeug als Hybridfahrzeug ausgestaltet sein, das ein elektrisches Antriebssystem und einen Verbrennungsmotor umfasst. Dabei kann die Batterie des Hybridfahrzeuges intern über einen Generator mit überschüssiger Energie des Verbrennungsmotors geladen werden. Extern aufladbare Hybridfahrzeuge (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) sehen zusätzlich die Möglichkeit vor, die Batterie über das externe Stromnetz aufzuladen.The electrically driven vehicle may be designed as a pure electric vehicle and comprise only an electric drive system. Alternatively, the vehicle may be configured as a hybrid vehicle that includes an electric drive system and an internal combustion engine. In this case, the battery of the hybrid vehicle can be charged internally via a generator with excess energy of the engine. In addition, plug-in hybrid electric vehicles (PHEVs) provide the option of charging the battery via the external power grid.

Um die gewünschte elektrische Leistung zum Antrieb des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bereitzustellen, umfasst das Fahrzeug eine Batterie, die mehrere Batteriezellen umfasst. Weiterhin können mehrere Batteriezellen miteinander gruppiert sein, wobei derartige Gruppen auch als Batteriemodule bezeichnet werden. Während der Fahrt des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit einer Geschwindigkeit v werden Zustandsparameter der Batterie erfasst und einem Steuergerät bereitgestellt, auf dem ein Batteriemanagementsystem implementiert sein kann. Dabei können Zustandsparameter einzelner Batteriezellen oder einzelner Batteriemodule durch Sensoreinheiten erfasst werden. Solche Sensoreinheiten können als Zellüberwachungseinheiten am Ausgang der Batteriezellen oder als Modulüberwachungseinheiten am Ausgang der Batteriemodule realisiert sein. Insbesondere können derartige Sensoreinheiten eine Spannung, einen Strom, einen Widerstand, eine Leistung, eine Temperatur oder sonstige dem Fachmann bekannte Zustandsparameter einzelner Batteriezellen oder einzelner Batteriemodule erfassen.To provide the desired electrical power to drive the electrically powered vehicle, the vehicle includes a battery that includes a plurality of battery cells. Furthermore, a plurality of battery cells may be grouped together, such groups also being referred to as battery modules. During travel of the electrically driven vehicle at a speed v, battery state parameters are detected and provided to a controller on which a battery management system may be implemented. In this case, state parameters of individual battery cells or individual battery modules can be detected by sensor units. Such sensor units can be realized as cell monitoring units at the output of the battery cells or as module monitoring units at the output of the battery modules. In particular, such sensor units can detect a voltage, a current, a resistance, a power, a temperature or other state of the art of individual battery cells or individual battery modules known to those skilled in the art.

Um die Batterie kontinuierlich zu überwachen, erfassen die Sensoreinheiten die Zustandsparameter einzelner Batteriezellen oder einzelner Batteriemodule kontinuierlich und stellen die entsprechenden Daten einem Steuergerät bereit, auf dem beispielsweise ein Batteriemanagementsystem realisiert ist. So können die Daten zwischen den Sensoreinheiten und dem Steuergerät über einen Bus, etwa über einen SPI Bus (Serial Peripheral Interface Bus) oder einen CAN Bus (Controller Area Network Bus) ausgetauscht werden.To continuously monitor the battery, the sensor units continuously detect and set the state parameters of individual battery cells or individual battery modules corresponding data ready a controller on which, for example, a battery management system is realized. Thus, the data can be exchanged between the sensor units and the control unit via a bus, for example via a SPI bus (Serial Peripheral Interface Bus) or a CAN bus (Controller Area Network Bus).

In einer Ausführungsform umfasst die Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges eine Batterieverlustleistung Pv,batt und eine Antriebsverlustleistung Pv,a. Hierbei bezeichnet die Batterieverlustleistung Pv,batt den Anteil Verlustleistung Pv,ges, der batterieseitig die Gesamtleistung der Batterie reduziert. Eine Antriebsverlustleistung Pv,a bezeichnet weiterhin den Anteil der Verlustleistung Pv,ges, der antriebsseitig die von der Batterie bereitgestellte Gesamtleistung reduziert.In one embodiment, the power loss P v, ges of the electrically driven vehicle includes a battery power loss P v, batt and a drive power loss P v, a . In this case, the battery power loss P v, batt the proportion of power loss P v, ges , the battery side reduces the overall performance of the battery. A drive power loss P v, a also designates the portion of the power loss P v, ges , which on the drive side reduces the total power provided by the battery.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Batterieleistung in Abhängigkeit von einer Kühlleistung PKühl und/oder einem Innenwiderstand Ri der Batterie ermittelt.In a further embodiment, the battery power is determined as a function of a cooling power P cooling and / or an internal resistance R i of the battery.

Im Allgemeinen ergibt sich die theoretisch verfügbare Gesamtleistung der Batterie Pbatt,ideal zu Pbatt,ideal = UOCV·I, (1) wobei UOCV der Leerlaufspannung entspricht und I den Batteriestrom bezeichnet. Diese theoretisch verfügbare Gesamtleistung wird jedoch durch unterschiedliche Verlustkanäle in einem Batteriesystem reduziert, so dass gilt: Pbatt = Pbatt,ideal – Pv,batt, (2) wobei Pbatt die tatsächliche Gesamtleistung der Batterie bezeichnet.In general, the theoretically available total power of the battery P batt, ideal too P batt, ideal = U OCV · I, (1) where U OCV corresponds to the open circuit voltage and I denotes the battery current. However, this theoretically available total power is reduced by different loss channels in a battery system, so that: P batt = P batt, ideal - P v, batt , (2) where P batt denotes the actual total power of the battery.

Beispiele solcher Verlustkanäle in einem Batteriesystem sind zum einen der Innenwiderstand Ri der Batteriezellen oder Batteriemodule, der zu einer Erwärmung der Batterie führt und dementsprechend als weiteren Verlustkanal eine Kühlung der Batterie bedingt. Damit kann sich die Batterieverlustleistung Pv,batt aus folgendem Zusammenhang ergeben: Pv,batt = Ri(I)·I2 + Pkühl ≅ (1 + α(I))·Ri(I)·I2. (3) Examples of such loss channels in a battery system are on the one hand, the internal resistance R i of the battery cells or battery modules, which leads to heating of the battery and accordingly as a further loss channel cooling the battery. Thus, the battery power loss P v, batt can result from the following relationship: P v, batt = R i (I) · I 2 + P cool ≅ (1 + α (I)) · R i (I) · I 2 . (3)

Dabei bezeichnen Ri (I) den Innenwiderstand in Abhängigkeit vom Batteriestrom I, Pkühl die aufzuwendende Kühlleistung und a(I) einen Faktor der Kühlleistung PKühl in Abhängigkeit vom Batteriestrom I.In this case, R i (I) designate the internal resistance as a function of the battery current I, P cool the cooling power to be applied and a (I) a factor of the cooling power P cooling as a function of the battery current I.

In Batterien kann der Innenwiderstand Ri in Abhängigkeit von dem Batteriestrom I ansteigen. Dadurch kommt es zu einer Wärmeentwicklung in der Batterie, welcher durch ein Kühlsystem entgegengewirkt werden kann. Insbesondere kann bei kleinem Batteriestrom beispielsweise im Bereich von einigen mA eine passive Kühlung durch zum Beispiel Umgebungsluft ausreichen. Steigt der Batteriestrom an, erhöht sich die Wärmeentwicklung, welcher durch ein aktives Kühlsystem entgegengewirkt werden kann. Damit hängt die vom Kühlsystem bereitzustellende Kühlleistung PKühl vom Batteriestrom 1 ab und die Kühlleistung PKühl erhöht sich, wenn der Batteriestrom 1 zunimmt.In batteries, the internal resistance R i may increase as a function of the battery current I. This leads to a development of heat in the battery, which can be counteracted by a cooling system. In particular, with a small battery current, for example in the range of a few mA, passive cooling by, for example, ambient air may be sufficient. When the battery current increases, the heat development increases, which can be counteracted by an active cooling system. Thus, the cooling power P cooling to be provided by the cooling system depends on the battery current 1 off and the cooling power P cooling increases when the battery power 1 increases.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Antriebsverlustleistung Pv,a in Abhängigkeit von wenigstens einem Effizienzparameter des elektrischen angetriebenen Fahrzeuges ermittelt.In a further embodiment, the drive power loss P v, a is determined as a function of at least one efficiency parameter of the electrically driven vehicle.

Dabei kann der wenigstens ein Effizienzparameter einen Rollwiderstand, einen Luftwiderstand und/oder einen Wirkungsgrad des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges, insbesondere des Antriebssystems des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges umfassen. Im Allgemeinen hängt die Antriebsleistung Pa von der Geschwindigkeit v des elektrisch abgetriebenen Fahrzeuges ab. Diese Abhängigkeit kann vereinfacht als Pa = α·v + β·v2 + γ·v3 (4) dargestellt werden, wobei die Faktoren α, β und γ Effizienzparameter des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges und insbesondere des Antriebssystems bezeichnen. In Formel (4) kann der Vorfaktor α insbesondere einen Rollwiderstand des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges auf einer Fahrbahn kennzeichnen. Der Rollwiderstand kann dabei von unterschiedlichen Faktoren, wie der Fahrbahnoberfläche, der Reifenqualität, dem Fahrzeuggewicht oder ähnlichen dem Fachmann bekannten Faktoren, abhängen. Weiterhin kann der Faktor γ den Luftwiderstand beschreiben, der von der Aerodynamik des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges abhängt. Der Faktor β kann weitere Faktoren, die mit dem Quadrat der Geschwindigkeit v eingehen, berücksichtigen. Bevorzugt ist der Faktor β = 0.In this case, the at least one efficiency parameter may include a rolling resistance, an air resistance and / or an efficiency of the electrically driven vehicle, in particular of the drive system of the electrically driven vehicle. In general, the drive power P a depends on the speed v of the electrically driven vehicle. This dependence can be simplified as P a = α v + β v 2 + γ v 3 (4) The factors α, β and γ denote efficiency parameters of the electrically driven vehicle and in particular of the drive system. In formula (4), the pre-factor α may particularly characterize a rolling resistance of the electrically driven vehicle on a roadway. The rolling resistance may depend on various factors, such as the road surface, tire quality, vehicle weight or similar factors known to those skilled in the art. Furthermore, the factor γ can describe the air resistance, which depends on the aerodynamics of the electrically driven vehicle. The factor β can take into account further factors which are taken as the square of the velocity v. Preferably, the factor β = 0.

Weiterhin kann die Antriebsleistung Pa fahrzeugseitig mit einem Wirkungsgrad η behaftet sein. Die zum Antrieb aufzubringende Leistung ergibt sich damit zu Pges = 1/ηPa. (5) Furthermore, the drive power P a on the vehicle side can be affected by an efficiency η. The power to be applied to the drive thus results P ges = 1 / η P a. (5)

Hierbei kann der Wirkungsgrad η insbesondere von dem Batteriestrom I abhängen, wobei der Wirkungsgrad η mit ansteigendem Batteriestrom I steigt. Dieser Zusammenhang kann beispielsweise im Rahmen von einem Kennlinienfeld, das fahrzeug- und batteriespezifisch erfasst werden kann, ermittelt werden.In this case, the efficiency η may depend in particular on the battery current I, wherein the efficiency η increases with increasing battery current I. This relationship can be determined, for example, in the context of a characteristic field, which can be detected vehicle and battery specific.

Daraus ergibt sich die Antriebsverlustleistung Pv,a zu Pv,a = (1 – η)Pges. (6) This results in the drive power loss P v, a P v, a = (1-η) P ges . (6)

Aus den vorstehenden Zusammenhängen für die Batterieverlustleistung Pv,batt und eine Antriebsleistung Pa kann sich weiterhin folgender Zusammenhang ergeben: Pges = Pbatt, (7) 1/η(I)Pa = Pbatt,ideal – Pv,batt, (8) 1/η(I)(α·v + β·v2 + γ·v3) = UOCV·I – (1 + α(I))·Ri(I)·I2. (9) From the above relationships for the battery power loss P v, batt and a drive power P a can continue to give the following relationship: P ges = P batt , (7) 1 / η (I) P a = P batt, ideal - P v, batt , (8) 1 / η (I) (α * v + β * v 2 + γ * v 3 ) = U OCV * I - (1 + α (I)) * R i (I) * I 2 . (9)

Somit können die antriebseitig benötigte Leistung einerseits und die batterieseitig zur Verfügung stehende Leistung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges und des Batteriestroms I andererseits miteinander verknüpft werden.Thus, the power required on the drive side on the one hand and the power available on the battery side, depending on the speed v of the electrically driven vehicle and the battery current I on the other hand, can be linked together.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetrieben Fahrzeuges in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit v und einem dazu benötigten Batteriestrom I ermittelt. So kann sich die Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges ergeben zu Pv,ges = (1 – η)Pges + Pv,batt. (10) In a further embodiment, the power loss P v, ges of the electrically driven vehicle is determined as a function of a speed v and a battery current I required for this purpose. Thus, the power loss P v, ges of the electrically driven vehicle may result P v, ges = (1-η) P ges + P v, batt . (10)

Auf Basis dieses Zusammenhangs und insbesondere der Abhängigkeit der Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges und der Geschwindigkeit v können Minima bestimmt werden, die sich im Verlauf der Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges gegen die Geschwindigkeit v ergeben. Die optimale Geschwindigkeit vopt beschreibt dann die Geschwindigkeiten v, bei denen die ermittelte Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges ein Minimum aufweist. Das Minimum kann dabei ein lokales oder ein globales Minimum des Zusammenhangs der Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges gegen die Geschwindigkeit v darstellen. Zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit vopt werden Minima in der ermittelten Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges ermittelt und dementsprechend eines der Minima als optimale Geschwindigkeit vopt festgelegt.On the basis of this relationship and in particular the dependence of the power loss P v, ges of the electrically driven vehicle and the speed v minima can be determined, resulting in the course of the power loss P v, ges the electrically driven vehicle against the speed v. The optimum speed v opt then describes the speeds v at which the determined power loss P v, ges of the electrically driven vehicle has a minimum. The minimum may represent a local or a global minimum of the relationship of the power loss P v, ges of the electrically driven vehicle against the speed v. In order to determine the optimum speed v opt , minima in the determined power loss P v, ges of the electrically driven vehicle are determined and, accordingly, one of the minima is set as the optimum speed v opt .

In einer weiteren Ausführungsform wird die optimale Geschwindigkeit vopt in einem vorgegebenen oder einem wählbaren Geschwindigkeitsfenster ermittelt. Derartige Geschwindigkeitsfenster können in einem Geschwindigkeitsbereich von 5 bis 200 km/h, bevorzugt von 30 bis 200 km/h, liegen und können beispielsweise vorgegeben in einer Speichereinrichtung hinterlegt sein oder frei wählbar über eine Mensch-Maschine Schnittstelle, wie einem berührungsempfindlichen Bildschirm oder einem Auswahlrad, vom Fahrer vorgegeben werden.In a further embodiment, the optimum speed v opt is determined in a predefined or a selectable speed window. Such speed windows can be in a speed range from 5 to 200 km / h, preferably from 30 to 200 km / h, and can for example be deposited in a memory device or freely selectable via a human-machine interface, such as a touch-sensitive screen or a selection wheel , to be specified by the driver.

In einer weiteren Ausführungsform wird die optimale Geschwindigkeit vopt in Abhängigkeit von fahrerspezifischen Daten, insbesondere Kalenderdaten und/oder Routendaten ermittelt. So können Kalenderdaten von einer Speichereinrichtung, wie einem Speicher einer mobilen Einheit, etwa in einem Mobiltelefon, einer dem Fahrzeug, insbesondere dem Steuergerät zugeordneten Speichereinrichtung oder einer über ein Datennetzwerk, wie das Internet oder eine Cloud, zugänglichen Speichereinrichtung bereitgestellt werden. Dabei können Kalenderdaten Daten und Orte umfassen, die zukünftige Fahrziele des Fahrers kennzeichnen. Daraus kann eine zu fahrende Strecke zu gegebenen Zeitpunkt bestimmt werden. Zusätzlich können Routendaten berücksichtigt werden, die zum Beispiel die Verkehrslage auf der zu befahrenen Straße kennzeichnen. Insbesondere können Verkehrsinformationen eines Navigationssystems oder einer über das Internet zugänglichen Datenbank, etwa über eine Cloud oder einen Online-Service, in die Berechnung einbezogen werden.In a further embodiment, the optimum speed v opt is determined as a function of driver-specific data, in particular calendar data and / or route data. Thus, calendar data may be provided by a storage device, such as a mobile unit memory, such as a mobile phone, a storage device associated with the vehicle, particularly the controller, or a storage device accessible via a data network, such as the Internet or a cloud. Here, calendar data may include dates and locations that identify future driving goals of the driver. From this, a route to be traveled can be determined at a given time. In addition, route data can be taken into account, which for example identify the traffic situation on the road to be traveled. In particular, traffic information of a navigation system or a database accessible via the Internet, for example via a cloud or an online service, can be included in the calculation.

In einer weiteren Ausführungsform wird nach Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit vopt zusätzlich ein Ladungszustand der Batterie erfasst, eine Reichweite bei der optimalen Geschwindigkeit vopt ermittelt und die ermittelte Restreichweite weiteren Systemen im elektrisch angetriebenen Fahrzeug bereitgestellt. So könnte die ermittelte Restreichweite beispielsweise einer Mensch-Maschine-Schnittstelle bereitgestellt werden, die die Restreichweite an den Fahrer kommuniziert. Zusätzlich oder alternativ kann die Restreichweite weiteren Komponenten im elektrisch angetriebenen Fahrzeug, beispielsweise einem Navigationssystem, einen Stauassistenten, oder einen sonstigen Systemen zur Fahrassistenz, bereitgestellt werden.In a further embodiment, after determining the optimum speed v opt , a charge state of the battery is additionally detected, a range at the optimum speed v opt is determined, and the determined remaining range is made available to further systems in the electrically driven vehicle. Thus, the determined remaining range could be provided, for example, to a human-machine interface, which communicates the remaining range to the driver. Additionally or alternatively, the remaining range of other components in the electrically powered vehicle, such as a navigation system, a traffic jam assistant, or other systems for driver assistance, are provided.

Hierbei bezeichnet der Ladungszustand den gespeicherten Energieinhalt, der für den Fall eines elektrischen Antriebes der gespeicherten Energie einer Batterie entspricht. Für den Fall eines Verbrennungsmotors bezeichnet der gespeicherte Energieinhalt den Inhalt eines Kraftstofftanks. Bei Hybridfahrzeugen umfasst der Energieinhalt die Summe der zur Verfügung stehenden elektrischen Energie und der Verbrennungsenergie.Here, the state of charge refers to the stored energy content, which corresponds to the case of an electric drive of the stored energy of a battery. In the case of an internal combustion engine, the stored energy content refers to the contents of a fuel tank. In hybrid vehicles, the energy content comprises the sum of the available electrical energy and the combustion energy.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine optimale Reichweite unter Berücksichtigung einer Energiebilanz in Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen ermittelt.In another embodiment, an optimal range is determined taking into account an energy balance in acceleration and deceleration phases.

In einer weiteren Ausführungsform werden zusätzlich zu den Zustandsparametern der Batterie Abstandsdaten erfasst, aus den erfassten Abstandsdaten ein Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen ermittelt und die optimale Geschwindigkeit vopt in Abhängigkeit vom ermittelten Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen ermittelt. Zum Erfassen von Abstandsdaten können dabei übliche dem Fachmann bekannte Sensorsysteme am Fahrzeug angeordnet sein. Geeignete Sensorsysteme sind zum Beispiel Radar-, Lidar- oder Ultraschallsensorsysteme. In a further embodiment, distance data are acquired in addition to the state parameters of the battery, a distance to vehicles in front is determined from the detected distance data, and the optimum speed v opt is determined as a function of the determined distance to vehicles in front. In this case, customary sensor systems known to the person skilled in the art can be arranged on the vehicle for detecting distance data. Suitable sensor systems are, for example, radar, lidar or ultrasonic sensor systems.

Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Batteriemanagementsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD, einer Blu-ray-Disc oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem Server oder einem Cloudsystem zum Herunterladen bereitgestellt werden, z. B. über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.According to the invention, a computer program is also proposed according to which one of the methods described herein is performed when the computer program is executed on a programmable computer device. For example, the computer program may be a module for implementing a battery management system or subsystem thereof in a vehicle. The computer program may be stored on a machine-readable storage medium, such as on a permanent or rewritable storage medium or in association with a computer device or on a removable CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc or USB stick. Additionally or alternatively, the computer program may be provided for download on a computing device, such as on a server or a cloud system, e.g. Via a data network such as the Internet or a communication link such as a telephone line or a wireless connection.

Erfindungsgemäß wird außerdem ein System zum Steuern einer Geschwindigkeit v eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit folgenden Komponenten vorgeschlagen:The invention also proposes a system for controlling a speed v of an electrically driven vehicle with the following components:

  • a. einer Einheit zum Bereitstellen von Zustandsparametern einer Batterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges,a. a unit for providing state parameters of a battery of an electrically driven vehicle,
  • b. einer Einheit zum Ermitteln einer Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges für unterschiedliche Geschwindigkeiten v;b. a unit for determining a power loss P v, ges of the electrically driven vehicle for different speeds v;
  • c. einer Einheit zum Ermitteln einer optimalen Geschwindigkeit vopt aus der ermittelten Verlustleistung Pv,ges undc. a unit for determining an optimum speed v opt from the determined power loss P v, ges and
  • d. einer Einheit zum Steuern des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bei der ermittelten, optimalen Geschwindigkeit vopt.d. a unit for controlling the electrically driven vehicle at the determined, optimal speed v opt .

Bevorzugt ist das System zum Durchführen der hierin beschriebenen Verfahren ausgebildet oder eingerichtet. Dementsprechend gelten im Rahmen des Verfahrens beschriebenen Merkmale entsprechend für das System, und umgekehrt die im Rahmen des Systems beschriebenen Merkmale entsprechend für das Verfahren. Die Batterie kann als Lithium-Ion-Batterie oder Nickel-Metall-Hybrid Batterie ausgestaltet sein. Weiterhin kann die Batterie in einem Batteriesystem mit einem Batteriemanagementsystem eingebettet sein, wobei das Batteriesystem mit einem Antriebssystem eines Fahrzeuges verbindbar ist.Preferably, the system is configured or arranged to perform the methods described herein. Accordingly, features described in the context of the method correspondingly apply to the system, and vice versa, the features described within the context of the system correspondingly for the method. The battery may be configured as a lithium ion battery or a nickel metal hybrid battery. Furthermore, the battery can be embedded in a battery system with a battery management system, wherein the battery system is connectable to a drive system of a vehicle.

Die Komponenten des Systems sind als funktionaler Einheiten zu sehen, die nicht notwendigerweise physikalisch von einander getrennt sind. So können mehrere Komponenten das System in einer einzigen physikalischen Einheit realisiert sein, etwa wenn mehrere Funktionen in der Software auf einem Steuergerät implementiert sind. Weiterhin können die Funktionen der Komponenten auch in Hardware, beispielsweise durch Sensoreinheiten oder Speichereinheiten realisiert sein. Bevorzugt sind insbesondere die Komponenten b. und c. als Software im Batteriemanagementsysteme auf einem Steuergerät implementiert.The components of the system are to be seen as functional units that are not necessarily physically separate from each other. Thus, multiple components of the system can be implemented in a single physical unit, such as when multiple functions are implemented in the software on a controller. Furthermore, the functions of the components can also be realized in hardware, for example by sensor units or memory units. In particular, the components b are preferred. and c. implemented as software in battery management systems on a controller.

Erfindungsgemäß wird zudem ein Fahrzeug mit dem hierin beschriebenen System vorgeschlagen. Bevorzugt ist das Fahrzeug ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, wie ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, das zumindest teilweise durch elektrische Energie einer Batterie mit mehreren Batteriezellen angetrieben wird. Dazu ist die Batterie insbesondere mit dem Antriebsystem des Fahrzeuges verbunden.According to the invention, a vehicle is also proposed with the system described herein. Preferably, the vehicle is an electrically driven vehicle, such as a hybrid vehicle or an electric vehicle, which is at least partially driven by electrical energy of a battery having a plurality of battery cells. For this purpose, the battery is connected in particular to the drive system of the vehicle.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die Erfindung ermöglicht es, die vom Fahrer anvisierte Geschwindigkeit v selbsttätig zu optimieren. Dadurch können höhere Reichweiten mit einem geringeren Verbrauch gewährleistet werden, und der Energiehaushalt des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges kann optimiert werden. So kann insbesondere die Verlustleistung Pv,ges derart in Bezug auf die Geschwindigkeit v minimiert werden, dass die von der Batterie zur Verfügung stehende Leistung optimal durch das Antriebssystem genutzt wird. Dies ermöglicht eine optimale Abstimmung der gefahrenen Geschwindigkeit v und der Batterieparameter.The invention makes it possible to automatically optimize the speed v targeted by the driver. As a result, higher ranges can be ensured with lower consumption, and the energy balance of the electrically driven vehicle can be optimized. In particular, the power loss P v, ges can be minimized in relation to the speed v such that the power available from the battery is optimally utilized by the drive system. This allows for optimal coordination of the driven speed v and the battery parameters.

Die weitere Berücksichtigung von fahrerspezifischen Daten, wie Kalenderdaten oder Routendaten, ermöglicht es den Energiehaushalt zusätzlich individuell auf den Fahrer abzustimmen.The further consideration of driver-specific data, such as calendar data or route data, makes it possible to additionally tune the energy budget individually to the driver.

Letztlich kann durch die Bestimmung einer Reichweite eine optimale Geschwindigkeit v in Bezug auf den Energiehaushalt des Fahrzeuges ermittelt werden, um den verfügbaren Energieinhalt zum Erreichen des Ziels optimal auszunutzen.Ultimately, by determining a range, an optimal speed v relative to the vehicle's energy budget can be determined to optimally utilize the available energy content to reach the destination.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description.

Es zeigen:Show it:

1 ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einem Batteriesystem, 1 an electrically powered vehicle with a battery system,

2 einen beispielhaften Verlauf eines Innenwiderstandes Ri gegen einen Batteriestrom I, 2 an exemplary course of an internal resistance R i against a battery current I,

3 einen beispielhaften Verlauf einer Kühlleistung PKühl gegen eine Batterieverlustleistung Pv,batt, 3 an exemplary course of a cooling power P cooling against a battery power loss P v, batt ,

4 einen beispielhaften Verlauf einer Verlustleistung Pv,ges gegen eine Geschwindigkeit v. 4 an exemplary course of a power loss P v, ges against a speed v.

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei in Einzelfällen auf eine wiederholte Beschreibung dieser Komponenten verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar components are denoted by the same or similar reference numerals, wherein in individual cases a repeated description of these components is dispensed with. The figures illustrate the subject matter of the invention only schematically.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

1 zeigt ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug 10 mit einem Batteriesystem 12. 1 shows an at least partially electrically powered vehicle 10 with a battery system 12 ,

Das Fahrzeug 10 der 1 kann als rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug oder als Hybridfahrzeug, das zusätzlich ein Verbrennungsmotor aufweist, ausgestaltet sein. Dazu ist das Fahrzeug 10 mit einem elektrischen Antriebssystem 14 ausgerüstet, dass das Fahrzeug 10 über einen Elektromotor (nicht dargestellt) zumindest teilweise elektrisch antreibt. Die elektrische Energie wird von einem Batteriesystem 12 bereitgestellt, dass eine Batterie 16 und ein Batteriemanagementsystem 18 umfasst.The vehicle 10 of the 1 can be configured as a purely electrically driven vehicle or as a hybrid vehicle, which additionally has an internal combustion engine. This is the vehicle 10 with an electric drive system 14 equipped that the vehicle 10 via an electric motor (not shown) at least partially electrically drives. The electrical energy is from a battery system 12 provided that a battery 16 and a battery management system 18 includes.

Die Batterie 16 umfasst mehrere Batteriezellen 19, die auch als Akkumulatorzellen bezeichnet werden können und zum Beispiel als Lithium-Ion-Zellen mit einem Spannungsbereich von 2,8 bis 4,2 Volt betrieben werden. Die Batteriezellen 19 sind in Gruppen zu Batteriemodulen 20 zusammengefasst. Um einzelnen Batteriezellen 19 oder Batteriemodule 20 zu überwachen, sind diese mit Zellüberwachungseinheiten 22 oder Modulüberwachungseinheiten 23 ausgerüstet, die Zustandsparameter, wie eine Spannung, einen Strom oder eine Temperatur, einzelner Batteriezellen 19 oder einzelner Batteriemodule 20 erfassen und die erfassten Betriebsparameter dem Batteriemanagementsystem 18 bereitstellen. Beispielsweise können die Zustandsparameter über ein Bus 24 wie einem SPI Bus (Serial Peripheral Interface Bus) oder ein CAN Bus (Controller Area Network Bus), von dem Zellüberwachungseinheiten 22 oder Modulüberwachungseinheiten 23 an das Batteriemanagementsystem 18 übertragen werden.The battery 16 includes several battery cells 19 , which can also be referred to as accumulator cells and are operated, for example, as lithium-ion cells with a voltage range of 2.8 to 4.2 volts. The battery cells 19 are in groups to battery modules 20 summarized. To individual battery cells 19 or battery modules 20 These are with cell monitoring units 22 or module monitoring units 23 equipped, the state parameters, such as a voltage, a current or a temperature, individual battery cells 19 or individual battery modules 20 capture and the captured operating parameters to the battery management system 18 provide. For example, the state parameters may be over a bus 24 such as a Serial Peripheral Interface Bus (SPI) or Controller Area Network Bus (CAN) from the cell monitoring units 22 or module monitoring units 23 to the battery management system 18 be transmitted.

Weiterhin umfasst das Batteriesystem 12 ein Kühlsystem 17, dass eine variable Kühlleistung PKühl für die Batterie 16 bereitstellt. So kann je nach Temperatur der Batteriezellen 19, der Batteriemodule 20 oder der Batterie 16 das Kühlsystem 17 derart geregelt werden, dass die Temperatur der Batterie 16 im Wesentlichen konstant ist. Hierbei bezeichnet im Wesentlichen konstant ein Temperaturbereich von +/–10°C, bevorzugt von +/–5°C.Furthermore, the battery system includes 12 a cooling system 17 that a variable cooling power P cooling for the battery 16 provides. Thus, depending on the temperature of the battery cells 19 , the battery module 20 or the battery 16 the cooling system 17 be regulated so that the temperature of the battery 16 is essentially constant. In this case, substantially constant denotes a temperature range of +/- 10 ° C, preferably +/- 5 ° C.

Das Batteriemanagementsystem 18 implementiert Funktionen zum Steuern und Überwachen der Batterie 16. So weist das Batteriemanagementsystem 18 eine Einheit 26 zum Empfangen von Zustandsparametern auf, die von den Zellüberwachungseinheiten oder den Modulüberwachungseinheiten 23 erfasst werden. Die von Einheit 26 empfangenen Zustandsparameter werden einer Einheit 28 zum Ermitteln einer Verlustleistung Pv,ges bereitgestellt. Dabei wird die Verlustleistung Pv,ges in Abhängigkeit von einer Batterieverlustleistung Pv,batt ermittelt, die eine Kühlleistung und eine Verlustleistung Pv,ges aufgrund des Innenwiderstands Ri der Batterie 16 umfasst. Die Anteile der Verlustleistung Pv,ges betreffend den Innenwiderstand Ri und die Kühlleistung PKühl sind in Bezug auf die 2 und 3 näher erläutert.The battery management system 18 implements functions to control and monitor the battery 16 , This is the way the battery management system points 18 one unity 26 for receiving state parameters from the cell monitors or the module monitors 23 be recorded. The unit 26 received state parameters become one unit 28 for determining a power dissipation P v, ges provided. In this case, the power loss P v, ges is determined in dependence on a battery power loss P v, batt , the cooling power and a power loss P v, ges due to the internal resistance R i of the battery 16 includes. The proportions of the power loss P v, ges relating to the internal resistance R i and the cooling power P cooling are with respect to 2 and 3 explained in more detail.

Dazu zeigt 2 einen Verlauf 40 des Innenwiderstandes Ri der Batterie 16 gegen einen Batteriestromes I. Theoretisch verfügt die Batterie 16 über eine Leistung die sich aus der Lehrlaufspannung UOCV und dem Batteriestrom I ergibt. Durch den Innenwiderstand Ri der Batterie 16 wird jedoch ein Teil der theoretisch verfügbaren Leistung in Wärme umgewandelt und kann nicht zum Antrieb des Fahrzeuges 10 genutzt werden.In addition shows 2 a course 40 the internal resistance R i of the battery 16 against a battery current I. Theoretically, the battery has 16 about a power resulting from the training running voltage U OCV and the battery current I. By the internal resistance R i of the battery 16 However, part of the theoretically available power is converted into heat and can not drive the vehicle 10 be used.

Wie in 2 dargestellt, verhält sich der Innenwiderstand Ri nicht linear zum Batteriestrom I. So nimmt der Innenwiderstand Ri gemäß dem Verlauf 40 aus 2 mit anwachsendem Batteriestrom I im Bereich von einigen Milliampere zunächst ab und nimmt anschließend wieder zu. Je höher also der Batteriestrom I ist, desto höher ist auch der Innenwiderstand Ri der Batterie 16. Dementsprechend erhöht sich auch die in der Batterie 16 entwickelte Wärme. In Abhängigkeit von der Wärmeentwicklung in der Batterie 16 ist somit eine Kühlleistung PKühl von dem Kühlsystem 17 bereitzustellen.As in 2 shown, the internal resistance R i does not behave linearly to the battery current I. Thus, the internal resistance R i according to the course 40 out 2 with increasing battery current I in the range of a few milliamps first off and then increases again. The higher the battery current I, the higher the internal resistance R i of the battery 16 , Accordingly, also increases in the battery 16 developed heat. Depending on the heat development in the battery 16 is thus a cooling power P cooling of the cooling system 17 provide.

3 zeigt den Verlauf 42 der Kühlleistung PKühl gegen die Batterieverlustleistung Pv,batt. 3 shows the course 42 the cooling power P cooling against the battery power loss P v, batt .

Bei geringer Batterieverlustleistung Pv,batt, die einem Batteriestrom I von wenigen Milliampere entspricht, ist keine aktive Kühlung notwendig und die Kühlung der Batterie 16 kann allein durch beispielsweise die Umgebungsluft erfolgen. Ab einer Verlustleistung Ppassiv steigt die Erwärmung der Batterie 16 durch den Batteriestrom I derart an, dass eine aktive Kühlleistung PKühl durch das Kühlsystem 17 bereitgestellt werden muss. Dabei ist die benötigte Kühlleistung PKühl umso höher, je höher die Batterieleistung Pv,batt ist. Da die Kühlleistung PKühl von der Batterieverlustleistung Pv,batt durch den Innenwiderstand Ri abhängt, wird ein funktionaler Zusammenhang zwischen der Kühlleistung PKühl und dem Batterietrom I der Batterie 16 ermittelt. With low battery power loss P v, batt , which corresponds to a battery current I of a few milliamperes, no active cooling is necessary and the cooling of the battery 16 can be done solely by, for example, the ambient air. From a power loss P passively , the heating of the battery increases 16 by the battery current I such that an active cooling power P cooling by the cooling system 17 must be provided. In this case, the higher the battery power P v, batt , the higher the required cooling power P cooling . Since the cooling power P cooling depends on the battery power loss P v, batt through the internal resistance R i , a functional relationship between the cooling power P cooling and the battery I current of the battery 16 determined.

Neben der Anteile der Verlustleistung Pv,ges durch die Kühlleistung PKühl und den Innenwiderstand Ri der Batterie 16 ermittelt die Einheit 28 zum Ermitteln der Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges 10 weiterhin die Antriebsleistung Pa des Fahrzeuges 10. Dazu werden Antriebsparameter von einer Einheit 30 zum Empfangen von Antriebsparametern bereitgestellt. Die Antriebsleistung Pa des Fahrzeuges 10 hängt dabei von der Geschwindigkeit v, Effizienzparametern α, β, γ und den Wirkungsgrad η des Antriebssystems 14 ab. Die Effizienzparameter α, β, γ sind zum Beispiel der Rollwiderstand α, der sich linear mit der Geschwindigkeit v verändert, und der Luftwiderstand γ, der sich kubisch mit der Geschwindigkeit v verändert. Die Verlustleistung Pv,ges setzt sich damit aus zum einen der Batterieverlustleistung Pv,batt und zum anderen aus der Antriebsverlustleistung Pv,a zusammen. Diese Parameter werden von der Einheit 28 zum Ermitteln der Verlustleistung Pv,ges des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges 10 an die Einheit 34 zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit vopt übermittelt. Damit steht der Einheit 34 zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit vopt eine Verlustleistung Pv,ges bereit, die ein Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit v und der Verlustleistung Pv,ges beinhaltet.In addition to the shares of the power loss P v, ges by the cooling power P cooling and the internal resistance R i of the battery 16 determines the unit 28 for determining the power loss P v, ges of the electrically driven vehicle 10 continue the drive power P a of the vehicle 10 , These are drive parameters of a unit 30 provided for receiving drive parameters. The drive power P a of the vehicle 10 depends on the speed v, efficiency parameters α, β, γ and the efficiency η of the drive system 14 from. The efficiency parameters α, β, γ are, for example, the rolling resistance α, which varies linearly with the velocity v, and the air resistance γ, which varies cubically with the velocity v. The power loss P v, ges is thus composed, on the one hand, of the battery power loss P v, batt and, on the other hand, of the drive power loss P v, a combined. These parameters are from the unit 28 for determining the power loss P v, ges of the electrically driven vehicle 10 to the unit 34 transmitted to determine the optimum speed v opt . This is the unit 34 for determining the optimum speed v opt a power loss P v, ges ready, which includes a ratio between the speed v and the power loss P v, ges .

4 zeigt beispielhaft einen Verlauf 44 der Verlustleistung Pv,ges gegen die Geschwindigkeit v. 4 shows an example of a course 44 the power loss P v, ges against the speed v.

Der Verlauf 44 der Verlustleistung Pv,ges gegen Geschwindigkeit v zeigt ein nicht lineares Verhalten, wobei die Kurve im beispielhaften gezeigten Verlauf 44 zwei Minima vopt1, vopt2 aufweist. Hierbei ist vopt1 ein globales Minimum des Verlaufs 44, wogegen das Minimum vopt2 ein lokales Minimum darstellt. Zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit vopt wird aus den durch die Einheit 28 zum Ermitteln der Verlustleistung Pv,ges bereitgestellten Parametern ein Verlauf 44 berechnet und die entsprechenden globalen sowie lokalen Minima vopt1, vopt2 ermittelt. Die optimale Geschwindigkeit vopt kann dann in einem vorgegebenen oder wählbaren Geschwindigkeitsfenster Δv1, Δv2, das vopt1 oder vopt2 umfasst, festgelegt werden.The history 44 the power loss P v, ges against speed v shows a non-linear behavior, the curve in the exemplary course shown 44 has two minimums v opt1 , v opt2 . Where v opt1 is a global minimum of the gradient 44 whereas the minimum v opt2 represents a local minimum. To determine the optimal speed v opt will be out of the through the unit 28 for determining the power loss P v, ges provided parameters a course 44 and determines the corresponding global and local minima v opt1 , v opt2 . The optimum speed v opt can then be set in a predefined or selectable speed window Δv 1 , Δv 2 , which comprises v opt1 or v opt2 .

Neben der in der Einheit 28 zum Ermitteln der Verlustleistung Pv,ges bereitgestellten Parameter können weitere Parameter in der Berechnung der optimalen Geschwindigkeit vopt eingehen. So können Kalender- und/oder Routendaten einer Speichereinheit 32 der Einheit 34 zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit vopt bereitgestellt werden. Zusätzlich oder alternativ können externe Speichereinheiten, wie beispielsweise die eines Mobiltelefons, über eine Schnittstelle 36 Kalender- und/oder Routendaten der Einheit 34 zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit vopt bereitgestellt werden.In addition to in the unit 28 For determining the power loss P v, ges provided parameters can enter into further parameters in the calculation of the optimal speed v opt . So can calendar and / or route data of a storage unit 32 the unit 34 be provided for determining the optimum speed v opt . Additionally or alternatively, external storage devices, such as those of a cellular phone, may be interfaced 36 Calendar and / or route data of the unit 34 be provided for determining the optimum speed v opt .

Ist die optimale Geschwindigkeit vopt berechnet, wird diese einer Einheit 38 zum Steuern der Geschwindigkeit v des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges 10 bereitgestellt. Diese übermittelt die optimale Geschwindigkeit vopt an das Antriebssystem 14, dass Einheiten vorsieht die, die die Geschwindigkeit v und damit die Längsführung des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges 10 steuert.If the optimal speed v opt is calculated, this becomes a unit 38 for controlling the speed v of the electrically driven vehicle 10 provided. This transmits the optimum speed v opt to the drive system 14 That provides units that provide the speed v and thus the longitudinal guidance of the electrically driven vehicle 10 controls.

Zusätzlich kann einer Einheit 39 die optimale Geschwindigkeit vopt bereitgestellt werden, in der ein Ladungszustand der Batterie 16 erfasst wird, eine Restreichweite bei der optimalen Geschwindigkeit vopt ermittelt wird und die ermittelte Restreichweite weiteren Systeme über die Schnittstelle 36 im elektrisch angetriebenen Fahrzeug 10 bereitgestellt wird. Zusätzlich kann in der Einheit 39 eine optimale Reichweite unter Berücksichtigung einer Energiebilanz im Beschleunigung- und Verzögerungsphasen ermittelt werden.In addition, a unit 39 the optimum speed v opt be provided, in which a state of charge of the battery 16 is detected, a residual range at the optimum speed v opt is determined and the determined residual range of other systems via the interface 36 in the electrically powered vehicle 10 provided. In addition, in the unit 39 an optimal range is determined taking into account an energy balance in the acceleration and deceleration phases.

Neben dem Regeln des Antriebssystems 14 auf die optimale Geschwindigkeit vopt in Bezug auf die Verlustleistung Pv,ges kann das Antriebssystem 14 mit einem Fahrassistenzsystem 37 gekoppelt sein und das Verfahren zum Bestimmen der optimalen Geschwindigkeit vopt mit einem Fahrassistenzsystem 37 gekoppelt sein, das eine Geschwindigkeitsregelanlage (ACC, Adaptive Cruise Control) umfasst. So kann zunächst die optimale Geschwindigkeit vopt bestimmt werden und das Fahrzeug 10 bei der optimalen Geschwindigkeit vopt betrieben werden. Im Fahrassistenzsystem 37 kann weiterhin der Abstand von vorausfahrenden Fahrzeugen erfasst werden, um die optimale Geschwindigkeit vopt in Abhängigkeit von dem Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen zu regeln.In addition to the rules of the drive system 14 to the optimum speed v opt with respect to the power loss P v, ges can drive system 14 with a driver assistance system 37 be coupled and the method for determining the optimal speed v opt with a driving assistance system 37 coupled, which includes an Adaptive Cruise Control (ACC). So first the optimal speed v opt can be determined and the vehicle 10 be operated at the optimum speed v opt . In the driver assistance system 37 Furthermore, the distance from vehicles in front can be detected in order to regulate the optimum speed v opt as a function of the distance to vehicles in front.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not limited to the embodiments described herein and the aspects highlighted therein. Rather, within the scope given by the claims a variety of modifications are possible, which are within the scope of expert action.

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Claims (12)

Verfahren zum Steuern einer Geschwindigkeit eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) mit folgenden Schritten: a) Bereitstellen von Zustandsparametern einer Batterie (16) des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10), b) Ermitteln einer Verlustleistung des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) für unterschiedliche Geschwindigkeiten; c) Ermitteln einer optimalen Geschwindigkeit, bei der die ermittelte Verlustleistung ein Minimum aufweist; und d) Steuern des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) bei der ermittelten, optimalen Geschwindigkeit.Method for controlling a speed of an electrically driven vehicle ( 10 ) comprising the following steps: a) Providing conditional parameters of a battery ( 16 ) of the electrically driven vehicle ( 10 ), b) determining a power loss of the electrically driven vehicle ( 10 ) for different speeds; c) determining an optimum speed at which the determined power loss has a minimum; and d) controlling the electrically powered vehicle ( 10 ) at the determined optimum speed. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verlustleistung eine Batterieverlustleistung und eine Antriebsverlustleistung umfasst.The method of claim 1, wherein the power loss comprises a battery power loss and a drive power loss. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Batterieverlustleistung in Abhängigkeit von einer Kühlleistung und/oder einem Innenwiderstand einer Batterie (16) ermittelt wird.A method according to claim 1 or 2, wherein the battery power loss in dependence on a cooling capacity and / or an internal resistance of a battery ( 16 ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Antriebsverlustleistung in Abhängigkeit von wenigstens einem Effizienzparameter des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the drive power loss in dependence on at least one efficiency parameter of the electrically driven vehicle ( 10 ) is determined. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die optimale Geschwindigkeit in einem vorgegebenen oder wählbaren Geschwindigkeitsfenster ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 4, wherein the optimum speed is determined in a predetermined or selectable speed window. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die optimale Geschwindigkeit in Abhängigkeit von fahrerspezifischen Daten ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the optimum speed is determined in dependence on driver-specific data. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Ladungszustand der Batterie (16) erfasst wird, eine Restreichweite bei der optimalen Geschwindigkeit ermittelt wird und die ermittelte Restreichweite weiteren Systemen im elektrisch angetriebenen Fahrzeug (10) bereitgestellt wird.Method according to one of claims 1 to 6, wherein a state of charge of the battery ( 16 ), a remaining range at the optimum speed is determined and the determined residual range of other systems in the electrically driven vehicle ( 10 ) provided. Verfahren nach Anspruch 7, wobei eine optimale Reichweite unter Berücksichtigung einer Energiebilanz in Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen ermittelt wird.The method of claim 7, wherein an optimal range is determined taking into account an energy balance in acceleration and deceleration phases. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei Abstandsdaten erfasst werden, aus den erfassten Abstandsdaten ein Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen ermittelt wird und die optimale Geschwindigkeit in Abhängigkeit von dem ermittelten Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen ermittelt wird.Method according to one of claims 1 to 8, wherein distance data is detected, from the detected distance data, a distance to preceding vehicles is determined and the optimal speed is determined in dependence on the determined distance to preceding vehicles. Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird.Computer program for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, when the computer program is executed on a programmable computer device. System zum Steuern einer Geschwindigkeit eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) mit folgenden Komponenten: a. einer Einheit (26) zum Bereitstellen von Zustandsparametern einer Batterie (16) eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10), b. einer Einheit (28) zum Ermitteln einer Verlustleistung des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) für unterschiedliche Geschwindigkeiten; c. einer Einheit (34) zum Ermitteln einer optimalen Geschwindigkeit aus der ermittelten Verlustleistung; und d. einer Einheit (38) zum Steuern des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges (10) bei der ermittelten, optimalen Geschwindigkeit.System for controlling a speed of an electrically driven vehicle ( 10 ) with the following components: a. a unit ( 26 ) for providing state parameters of a battery ( 16 ) of an electrically driven vehicle ( 10 b. a unit ( 28 ) for determining a power loss of the electrically driven vehicle ( 10 ) for different speeds; c. a unit ( 34 ) for determining an optimal speed from the determined power loss; and d. a unit ( 38 ) for controlling the electrically driven vehicle ( 10 ) at the determined optimum speed. Fahrzeug (10) mit einem System zum Steuern einer Geschwindigkeit gemäß Anspruch 11.Vehicle ( 10 ) with a system for controlling a speed according to claim 11.
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