DE102021201379A1 - Verfahren zur Routenplanung für ein Elektrokraftfahrzeug - Google Patents
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Abstract
Um ein Verfahren zur Routenplanung für ein Elektrokraftfahrzeug, insbesondere für ein batterieelektrisches Fahrzeug oder für ein Hybridelektrokraftfahrzeug, bereitzustellen, bei welchem zur Erhöhung der Batteriereichweite und/oder der Batterielebensdauer Routeninformationen einbezogen werden, wird bei einem Verfahren (100) zur Routenplanung für ein Elektrokraftfahrzeug (200), wobei das Elektrokraftfahrzeug (200) mindestens eine Batterie (11) zum Speichern und Abgeben elektrischer Energie für einen Antrieb (12) des Elektrokraftfahrzeugs (200), ein Temperaturmanagementsystem (13) für die Batterie (11), ein Navigationssystem (15) und eine Datenverarbeitungsvorrichtung (16) umfasst, vorgeschlagen, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) nach einer Zieleingabe durch einen Fahrzeuginsassen in das Navigationssystem (15) eine Vielzahl von Routenvorschlägen (17a-17f) von dem Navigationssystem (15) erhält, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) für jeden Routenvorschlag (17a-17f) ein Lastprofil prognostiziert, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) für jeden Routenvorschlag (17a-17f) anhand des jeweiligen Lastprofils eine Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem (13) ermittelt, welche einen zeitlichen Temperaturverlauf der Batterie (11) für das jeweilige Lastprofil optimiert, und dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) den Routenvorschlag (17a-17f) auswählt, bei welchem der Zeitraum, in der die Batterie (11) in einem optimalen Temperaturbereich betrieben wird, maximal ist, und/oder bei welchem eine Batteriereichweite maximal ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Routenplanung für ein Elektrokraftfahrzeug, insbesondere für ein batterieelektrisches Fahrzeug oder ein Hybridelektrokraftfahrzeug, wobei das Elektrokraftfahrzeug mindestens eine Batterie zum Speichern und Abgeben elektrischer Energie für einen Antrieb des Elektrokraftfahrzeuges, ein Temperaturmanagementsystem für die Batterie, ein Navigationssystem und eine Datenverarbeitungsvorrichtung umfasst. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Elektrokraftfahrzeug, insbesondere ein batterieelektrisches Fahrzeug oder Hybridelektrokraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Batterie zum Speichern und Abgeben elektrischer Energie für einen Antrieb des Elektrokraftfahrzeuges, ein Temperaturmanagementsystem für die Batterie, ein Navigationssystem und eine Datenverarbeitungsvorrichtung.
- Das Zurücklegen längerer Fahrstrecken stellt bei Elektrokraftfahrzeugen, insbesondere bei batterieelektrischen Fahrzeugen, vor allem bei die täglichen Fahrstrecken stark übersteigenden Strecken, hohe Anforderungen an die Reichweite der Batterie des Elektrokraftfahrzeuges. Um den Reichweitenanforderungen gerecht zu werden, ist es im Stand der Technik bekannt, bei der Routenplanung mittels eines Navigationssystems mögliche Ladepunkte anzuzeigen.
- Aus der
DE 10 2009 046 568 A1 ist ein Verfahren zum Betrieb von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb bekannt, welches einsetzbar ist, um intelligente Regelungsstrategien für den elektrischen Antrieb und eine intelligente Temperaturregelung von Traktionsbatterien in Kraftfahrzeugen bereitzustellen. Das Verfahren umfasst ein Temperaturmanagement für den Energiespeicher, wobei anhand der Parameter der zurückzulegenden Fahrtstrecke Lastprofile ermittelt werden, die angeben, welche Antriebsenergie zu welchem Zeitpunkt bereitgestellt werden muss. Anhand der Lastprofile kann eine Temperaturregelung des Energiespeichers festgelegt werden. - Aus der
DE 10 2017 127 029 A1 ist ein Verfahren zum Steuern eines elektrifizierten Fahrzeuges auf der Grundlage einer Route, die für eine gewünschte Wärmeverwaltung einer Batterie ausgewählt ist, bekannt. Ein Steuersystem analysiert den aktuellen Batteriewärmezustand in Bezug auf mögliche Fahrrouten und wählt eine Route aus, bei welcher eine minimale Heiz- oder Kühlrate erreicht werden kann. - Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Routenplanung für ein Elektrokraftfahrzeug, insbesondere für ein batterieelektrisches Fahrzeug oder für ein Hybridelektrokraftfahrzeug, bereitzustellen, bei welchem zur Erhöhung der Batteriereichweite und/oder der Batterielebensdauer Routeninformationen einbezogen werden.
- Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe wird ein Verfahren zur Routenplanung für ein Elektrokraftfahrzeug, insbesondere für ein batterieelektrisches Fahrzeug oder für ein Hybridelektrokraftfahrzeug, vorgeschlagen, wobei das Elektrokraftfahrzeug mindestens eine Batterie zum Speichern und Abgeben elektrischer Energie für einen Antrieb des Elektrokraftfahrzeugs, ein Temperaturmanagementsystem für die Batterie, ein Navigationssystem und eine Datenverarbeitungsvorrichtung umfasst, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung nach einer Zieleingabe durch einen Fahrzeuginsassen in das Navigationssystem eine Vielzahl von Routenvorschlägen von dem Navigationssystem erhält, wobei vorgesehen ist, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung für jeden Routenvorschlag ein Lastprofil prognostiziert, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung für jeden Routenvorschlag anhand des jeweiligen Lastprofils eine Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem ermittelt, welche einen zeitlichen Temperaturverlauf der Batterie für das jeweilige Lastprofil optimiert, und dass die Datenverarbeitungsvorrichtung den Routenvorschlag auswählt, bei welchem der Zeitraum, in der die Batterie in einem optimalen Temperaturbereich betrieben wird, maximal ist, und/oder bei welchem eine Batteriereichweite maximal ist.
- Verfahrensgemäß erhält somit die Datenverarbeitungsvorrichtung, beispielsweise ein Computer oder eine Steuereinheit des Elektrokraftfahrzeugs, nachdem ein Fahrzeuginsasse an dem Navigationssystem eine Zieleingabe vorgenommen hat, von dem Navigationssystem eine Vielzahl von Routenvorschlägen. Jeder Routenvorschlag entspricht dabei einer Strecke, auf der das vom Fahrzeuginsassen gewünschte Ziel erreicht werden kann. Für jeden Routenvorschlag wird von der Datenverarbeitungsvorrichtung ein Lastprofil prognostiziert, und anhand des Lastprofils wird eine Regelungsstrategie für das Temperaturmanagement ermittelt, welche einen zeitlichen Temperaturverlauf der Batterie für das jeweilige Lastprofil optimiert. Für die jeweilig ermittelte Regelungsstrategie wird anschließend für jeden Routenvorschlag der Zeitraum ermittelt, in dem die Batterie voraussichtlich in einem optimalen Temperaturbereich betrieben werden kann. Die Routenvorschläge werden dann von der Datenverarbeitungsvorrichtung unter Berücksichtigung der jeweils ermittelten Regelungsstrategie hinsichtlich des maximalen Zeitraums, in dem die Batterie voraussichtlich in einem optimalen Temperaturbereich betrieben werden kann, oder hinsichtlich der maximal mit der Regelungsstrategie erreichbaren Reichweite verglichen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung wählt dann den Routenvorschlag aus, bei welchem der Zeitraum, in der die Batterie in einem optimalen Temperaturbereich betrieben werden kann, maximal ist, und/oder bei welchem die Batteriereichweite maximal ist. Dieser Routenvorschlag wird dann bevorzugt an das Navigationssystem übermittelt, welches daraufhin den Fahrzeugführer entlang dieser ausgewählten Route führt.
- Wesentlich an der vorliegenden Erfindung ist, dass eine Regelungsstrategie für jeden Routenvorschlag ermittelt wird. Dabei können die Regelungsstrategien zu verschiedenen Routenvorschlägen voneinander verschieden sein. Beispielsweise kann eine Regelungsstrategie für einen ersten Routenvorschlag eine starke Kühlrate oder eine starke Heizrate für die Batterie beinhalten, während die Regelungsstrategie für einen zweiten Routenvorschlag nur geringe Kühl- oder Heizraten vorsieht.
- Die Datenverarbeitungsvorrichtung kann auch in das Navigationssystem integriert oder Teil des Navigationssystems sein. Zudem ist es möglich, dass der Fahrzeuginsasse die Durchführung des Verfahrens aussetzt, um ein aus dem Stand der Technik bekanntes Navigationsverfahren durchzuführen.
- Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung für jeden Routenvorschlag anhand des jeweiligen Lastprofils zusätzlich eine Regelungsstrategie für ein Antriebsmanagementsystem des Elektrofahrzeugs ermittelt, welche den zeitlichen Temperaturverlauf der Batterie für das jeweilige Lastprofil optimiert.
- So kann beispielsweise für jeden der Routenvorschläge die Stromfreigabe optimiert werden. Dabei kann in bestimmten Streckenabschnitten der freigegebene Strom heruntergeregelt werden, wenn bei einem nachfolgenden Streckenabschnitt ein konstant hoher Strom erforderlich oder effektiver ist. Durch die heruntergeregelte Stromfreigabe vor dem stromintensiven nachfolgenden Streckenabschnitt wird verhindert, dass die Batterie in dem stromintensiven Streckenabschnitt übermäßig erhitzt wird, und es wird abgesichert, dass die zusätzliche Wärmeentwicklung von dem Temperaturmanagementsystem problemlos abgeführt werden kann.
- Mit noch weiterem Vorteil kann daher vorgesehen sein, dass die Regelungsstrategie für das Antriebsmanagementsystem eine intelligente Stromfreigabe entlang des Routenvorschlags umfasst.
- Ferner kann vorgesehen sein, dass das Lastprofil auf Basis von Routeninformationen ermittelt wird, wobei die Routeninformationen bevorzugt topographische Informationen entlang des Routenvorschlags und/oder ein Straßenprofil und/oder ein zu erwartendes Verkehrsaufkommen entlang des Routenvorschlags umfassen.
- Das Straßenprofil kann Informationen zu Infrastrukturvorrichtungen, Häusern oder einer Bewaldung entlang des Routenvorschlags beinhalten.
- Die für die Ermittlung der Lastprofile benötigten Routeninformationen können beispielsweise aus OpenStreetMap-Infrastrukturdaten bezogen werden.
- Beispielsweise kann bei einer kalten Batteriestarttemperatur eine Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem und/oder das Antriebsmanagementsystem für einen Routenvorschlag, welcher einen hohen Stop-and-Go-Anteil oder große Höhendifferenzen aufweist, darin bestehen, die Batterie sich selbst aufheizen zu lassen, bevor eine maximale Stromfreigabe erteilt wird, welche im kalten Zustand der Batterie zu irreversiblen Schäden führen könnte. Zudem kann für einen Routenvorschlag, bei dem eine Bergfahrt im Verlauf der Route ansteht, die Regelungsstrategie eine prädiktive Kühlung umfassen, das heißt, dass in dem Streckenabschnitt vor dem Bergabschnitt die Batterie aktiv stark gekühlt wird, um während des Anstiegs die Batterie in einem optimalen Temperaturbereich zu halten.
- Das gezielte Anfahren oder Vermeiden von größeren Höhendifferenzen ermöglicht eine effizientere Batterieabkühlung oder Batterieerwärmung.
- Bevorzugt ist vorgesehen, dass das Lastprofil auf Basis eines Fahrdynamikprofils eines Fahrzeugführers und/oder eines Fahrdynamikmodus des Elektrokraftfahrzeugs ermittelt wird.
- Das Fahrdynamikprofil des Fahrzeugführers kann beispielsweise mittels maschineller Lernverfahren ermittelt werden. Ruft ein bestimmter Fahrzeugführer auf Autobahnabschnitten üblicherweise nur eine geringe Leistung vom Kraftfahrzeug ab, so kann eine Regelungsstrategie für einen Routenvorschlag, welcher einen Autobahnabschnitt umfasst, ein Vorheizen der Batterie in einem Streckenabschnitt vor dem Autobahnabschnitt beinhalten.
- Wird bei einem Routenvorschlag entlang einer langsam zu befahrenden und beschatteten, beispielsweise durch ein Waldgebiet führenden Route eine zu geringe Temperatur der Batterie erwartet, so kann die Regelungsstrategie dennoch auf ein aktives Aufheizen der Batterie verzichten, wenn ein sportlich ausgelegter, mit einer höheren Leistungsabgabe verbundener Fahrdynamikmodus gewählt ist.
- Ferner kann vorgesehen sein, dass das Lastprofil auf Basis von Umgebungsbedingungen ermittelt wird, wobei die Umgebungsbedingungen eine Außentemperatur, und/oder Wettereinflüsse, bevorzugt entlang des Routenvorschlags, umfassen.
- Die jeweilige Regelungsstrategie kann daher auch kühlende Einflüsse, wie beispielsweise Regenfall, berücksichtigen. Insbesondere bei niedrigen Außentemperaturen müssen die Routenvorschläge dahingehend optimiert werden, dass möglichst frühzeitig eine optimale Betriebstemperatur der Batterie erreicht wird, ohne dass es jedoch durch die Erwärmung der Batterie zu Schäden an der Batterie kommen kann.
- Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass die Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem ein Vorkühlen und/oder Nachkühlen und/oder Vorheizen und/oder Nachheizen der Batterie bezüglich Streckenabschnitten der Routenvorschläge, bei welchen nach dem Lastprofil starke thermische Belastungen der Batterie oder geringe thermische Belastungen der Batterie zu erwarten sind, umfasst.
- Somit kann durch prädiktives Kühlen auf starke thermische Belastungen der Batterie im Voraus reagiert werden. So kann die Batterie vor Beginn einer Bergfahrt in einem vorangehenden Streckenabschnitt stärker gekühlt werden, um während des Anstiegs den Temperaturbereich halten zu können. Es wird somit ermöglicht, eine optimale Performance und Lebensdauer der Batterie zu gewährleisten, indem die Batterie zu jedem Zeitpunkt in einem optimalen thermischer Zustand gehalten wird.
- Weiter bevorzugt ist vorgesehen, dass eine Regelungsstrategie eine Minimierung der maximalen Temperatur und/oder eine Minimierung der Temperaturdifferenz in der Batterie, insbesondere in den Batteriezellen beziehungsweise zwischen den Batteriezellen, beinhaltet.
- Dies hat zur Folge, dass die Batterie im optimalen Temperaturbereich betrieben werden kann. Dadurch, dass die Batterie im effizientesten Temperaturbereich betrieben wird, kann die Lebensdauer gesteigert werden. Eine effizientere Betriebsweise reduziert zudem den Energieverbrauch. Beide Effekte bedeuten eine nachhaltigere Batterie beziehungsweise ein nachhaltigeres Elektrokraftfahrzeug, da insgesamt weniger Emissionen bei der Batterieherstellung sowie bei der Nutzung des Elektrokraftfahrzeuges entstehen.
- Mit weiterem Vorteil ist vorgesehen, dass die Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem und/oder die Regelungsstrategie für das Antriebsmanagementsystem und/oder das Lastprofil auf Basis eines Batteriezustands ermittelt wird, wobei der Batteriezustand bevorzugt eine Temperatur, und/oder einen Ladezustand, und/oder ein Alter der Batterie umfasst.
- Mit weiterem Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Lastprofil und/oder die Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem, und/oder die Regelungsstrategie für das Antriebsmanagementsystem mittels eines maschinellen Lernverfahrens ermittelt werden.
- Dadurch, dass die möglichen Regelungsstrategien für das Antriebsmanagementsystem und/oder für das Temperaturmanagement mittels eines maschinellen Lernverfahrens ermittelt werden, ist es nicht notwendig, für jeden Routenvorschlag zeitaufgelöst jede mögliche Regelungsstrategie durchzurechnen. Vielmehr hat das maschinelle Lernverfahren vor dem Einsatz des erfindungsgemäßen Verfahrens bereits die für verschiedene Routenprofile optimalen Regelungsstrategien erlernt. Hierdurch wird der Rechenaufwand für die Ermittlung der möglichen Regelungsstrategien deutlich minimiert.
- Ferner kann vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung während der Fahrt des Elektrokraftfahrzeugs kontinuierlich oder periodisch die Routenvorschläge und/oder neue mögliche Routenvorschläge prüft.
- Somit kann während der Fahrt bei sich ändernden Straßenbedingungen oder bei sich änderndem Verkehrsaufkommen oder bei sich ändernden Wetterbedingungen reagiert werden, und eine optimale Route vorgeschlagen werden.
- Eine weitere Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe besteht in der Bereitstellung eines Elektrokraftfahrzeugs, insbesondere batterieelektrischen Fahrzeugs oder Hybridelektrokraftfahrzeugs, umfassend mindestens eine Batterie zum Speichern und Abgeben elektrischer Energie für einen Antrieb des Elektrokraftfahrzeugs, ein Temperaturmanagementsystem für die Batterie, ein Navigationssystem und eine Datenverarbeitungsvorrichtung, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung zur Durchführung eines vorbeschriebenen Verfahrens ausgebildet ist.
- Die Erfindung wird nachstehend näher anhand der beigefügten Figuren erläutert.
- Es zeigen:
-
1 ein Elektrokraftfahrzeug, -
2 eine Straßenkarte mit Routenvorschlägen von einem Navigationssystem, -
3 eine Straßenkarte mit einem ausgewählten Routenvorschlag, -
4 eine schematische Darstellung eines Routenvorschlags mit einem Anstieg, -
5 eine Straßenkarte mit Routenvorschlägen während der Fahrt eines Elektrokraftfahrzeugs zu einem Zielort, und -
6 ein Blockschaltbild eines Verfahrens zur Routenplanung. -
1 zeigt eine schematische Darstellung eines für die Durchführung eines Verfahrens 100 zur Routenplanung ausgebildeten Elektrokraftfahrzeuges 200. Das Elektrokraftfahrzeug 200 ist als batterieelektrisches Fahrzeug 10 ausgebildet und weist eine Batterie 11 zum Speichern und Abgeben elektrischer Energie für einen Antrieb 12 des Elektrokraftfahrzeuges 200 auf. Ferner umfasst das Elektrokraftfahrzeug 200 ein Temperaturmanagementsystem 13 für die Batterie 11, ein Antriebsmanagementsystem 14 sowie ein Navigationssystem 15 und eine Datenverarbeitungsvorrichtung 16. Das Navigationssystem 15 und die Datenverarbeitungsvorrichtung 16 sind ausgebildet, ein nachstehend erläutertes Verfahren 100 durchzuführen. -
2 zeigt einen Anwendungsfall für ein Verfahren 100 zur Routenplanung. Nach einer Zieleingabe an dem Navigationssystem 15 des Elektrokraftfahrzeuges 200 durch den Fahrzeugführer erhält die Datenverarbeitungsvorrichtung 16 von dem Navigationssystem 15 mehrere Routenvorschläge 17a, 17b, 17c und 17d. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 16 erhält zudem, vorzugsweise ebenfalls von dem Navigationssystem 15 und/oder von einem Verkehrsinformationssystem, topographische Informationen 23 zu den Routenvorschlägen 17a, 17b, 17c, 17d und zum erwarteten Verkehrsaufkommen entlang der Routenvorschläge 17a, 17b, 17c, 17d. Darüber hinaus kann die Datenverarbeitungsvorrichtung 16 Informationen zu den Straßenprofilen, zu den zu erwartenden Außentemperaturen entlang der Routenvorschläge 17a, 17b, 17c, 17d und zum derzeitigen Batterieladezustand sowie zur der Batterietemperatur erhalten. Anhand dieser Informationen ermittelt die Datenverarbeitungsvorrichtung 16 für jeden Routenvorschlag 17a, 17b, 17c, 17d ein Lastprofil, sowie für jeden Routenvorschlag an das jeweilige Lastprofil angepasste Regelungsstrategien für das Temperaturmanagementsystem 13 und für das Antriebsmanagementsystem 14, welche den zeitlichen Temperaturverlauf der Batterie für den jeweiligen Routenvorschlag 17a, 17b, 17c, 17d optimieren. - Das Lastprofil, die Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem 13 und die Regelungsstrategie für das Antriebsmanagementsystem 14 können beispielsweise mittels eines maschinellen Lernverfahrens, insbesondere mittels eines trainierten neuronalen Netzes, bestimmt werden.
- Anschließend wählt die Datenverarbeitungsvorrichtung 16, wie in
3 gezeigt, jenen Routenvorschlag 17d aus, bei welchem auf Basis der Regelungsstrategien für das Temperaturmanagementsystem 13 und für das Antriebsmanagementsystem 14 der Zeitraum, in dem die Batterie 11 im optimalen Temperaturbereich betrieben wird, maximal ist, oder bei welchem eine Batteriereichweite maximal ist. Der ausgewählte Routenvorschlag 17d wird an das Navigationssystem 15 zurückgegeben, welches dann die Fahrzeugnavigation durchführt. - Für die jeweils ermittelten Regelungsstrategien für das Temperaturmanagementsystem 13 und für das Antriebsmanagementsystem 14 wird insbesondere die Topographie der Strecke entlang der jeweiligen Routenvorschläge berücksichtigt. So kann, wie in
4 gezeigt, bei einem Routenvorschlag 17e aufgrund eines Berges 18 mit einem starken Anstieg 19 zu rechnen sein. Zur Überwindung der Höhendifferenz wird eine höhere Batterieleistung abzurufen sein. Die Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem 13 kann daher eine prädiktive Kühlung der Batterie 10 in einem vor dem zu erwartenden Anstieg 19 liegenden Streckenabschnitt 20 umfassen. - Ein weiterer Anwendungsfall des Verfahrens 100 zur Routenplanung ist in
5 gezeigt. Während der Fahrt zum Zielort 21 haben sich die Wetterbedingungen entlang eines zuvor ausgewählten Routenvorschlags 17f verbessert, und es ist daher mit erhöhten Außentemperaturen zu rechnen. Die Datenverarbeitungsvorrichtung 16 ermittelt während der Fahrt periodisch neue mögliche Routenvorschläge. Bei dem in der5 gezeigten neuen Routenvorschlag 17g ist aufgrund der Straßenrandbegrünung 32 und zu erwartendem Regen 33 mit geeigneten Regelungsstrategien der Zeitraum, in dem die Batterie 11 im optimalen Temperaturbereich betrieben werden kann, größer als bei dem ursprünglichen Routenvorschlag 17e. Da sich die Kühlung entlang des neuen Routenvorschlags 17f effizienter gestaltet, wird der neue Routenvorschlag 17f ausgewählt und zur Navigation verwendet. -
6 zeigt ein Blockschaltbild des Verfahrensablaufes. Das Verfahren 100 erhält als Input ein geplantes Reiseziel 22 sowie Informationen zu den Routenvorschlägen 17a-17f. Die Informationen können topographische Informationen 23, Umgebungsbedingungen 24 der jeweiligen Routenvorschläge 17a-17f, ein erwartetes Verkehrsaufkommen 25 sowie die erwartete Stromfreigabe 26 entlang der Streckenführung sein. Darüber hinaus kann das Verfahren 100 Informationen zu einem Fahrdynamikmodus 27 des Elektrokraftfahrzeugs 200 einbeziehen. Das Verfahren 100 erhält als weitere Inputparameter zudem den thermischen Zustand 28 der Batterie 11 vor Fahrtantritt sowie Informationen 34 zu dem Thermomanagementsystem 13. Für jeden der Routenvorschläge 17a-17f wird in einem Verarbeitungsschritt 29 eine batterieoptimierte Regelungsstrategie mittels eines maschinellen Lernverfahrens ermittelt. Anschließend folgt eine Bewertung 30 der Routenvorschläge 17a-17f hinsichtlich des Zeitraumes, innerhalb dessen sich die Batterie 11 voraussichtlich in dem optimalen thermischen Bereich befinden wird, oder hinsichtlich der maximalen Reichweite. Schließlich wird in einem Auswahlschritt 31 jener Routenvorschlag ausgewählt, welche entweder einen maximalen Zeitraum aufweist, in welchem sich die Temperatur der Batterie 11 im optimalen Temperaturbereich befindet oder welcher eine maximale Reichweite ermöglicht. - Bezugszeichenliste
-
- 100
- Verfahrens zur Routenplanung
- 200
- Elektrokraftfahrzeug
- 10
- Batterieelektrisches Fahrzeug
- 11
- Batterie
- 12
- Antrieb
- 13
- Temperaturmanagementsystem
- 14
- Antriebsmanagementsystem
- 15
- Navigationssystem
- 16
- Datenverarbeitungsvorrichtung
- 17a-f
- Routenvorschlag
- 18
- Berg
- 19
- Anstieg
- 20
- Streckenabschnitt
- 21
- Zielort
- 22
- Reiseziel
- 23
- Topographische Informationen
- 24
- Umgebungsbedingungen
- 25
- Erwartetes Verkehrsaufkommen
- 26
- Erwartete Stromfreigabe
- 27
- Fahrdynamikmodus
- 28
- Thermischer Zustand der Batterie
- 29
- Verarbeitungsschritt
- 30
- Bewertung
- 31
- Auswahlschritt
- 32
- Straßenrandbegrünung
- 33
- Regen
- 34
- Informationen
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009046568 A1 [0003]
- DE 102017127029 A1 [0004]
Claims (10)
- Verfahren (100) zur Routenplanung für ein Elektrokraftfahrzeug (200), insbesondere für ein batterieelektrisches Fahrzeug (10) oder für ein Hybridelektrokraftfahrzeug, wobei das Elektrokraftfahrzeug (200) mindestens eine Batterie (11) zum Speichern und Abgeben elektrischer Energie für einen Antrieb (12) des Elektrokraftfahrzeugs (200), ein Temperaturmanagementsystem (13) für die Batterie (11), ein Navigationssystem (15) und eine Datenverarbeitungsvorrichtung (16) umfasst, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) nach einer Zieleingabe durch einen Fahrzeuginsassen in das Navigationssystem (15) eine Vielzahl von Routenvorschlägen (17a-17f) von dem Navigationssystem (15) erhält, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) für jeden Routenvorschlag (17a-17f) ein Lastprofil prognostiziert, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) für jeden Routenvorschlag (17a-17f) anhand des jeweiligen Lastprofils eine Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem (13) ermittelt, welche einen zeitlichen Temperaturverlauf der Batterie (11) für das jeweilige Lastprofil optimiert, und dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) den Routenvorschlag (17d) auswählt, bei welchem der Zeitraum, in der die Batterie (11) in einem optimalen Temperaturbereich betrieben wird, maximal ist, und/oder bei welchem eine Batteriereichweite maximal ist.
- Verfahren (100) nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) für jeden Routenvorschlag (17a-17f) anhand des jeweiligen Lastprofils zusätzlich eine Regelungsstrategie für ein Antriebsmanagementsystem (14) des Elektrokraftfahrzeugs (200) ermittelt, welche den zeitlichen Temperaturverlauf der Batterie (11) für das jeweilige Lastprofil optimiert. - Verfahren (100) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsstrategie für das Antriebsmanagementsystem (14) eine intelligente Stromfreigabe entlang des Routenvorschlags (17a-17f) umfasst. - Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastprofil auf Basis von Routeninformationen ermittelt wird, wobei die Routeninformationen bevorzugt topographische Informationen (23) entlang des Routenvorschlags (17a-17f) und/oder ein Straßenprofil und/oder ein zu erwartendes Verkehrsaufkommen (25) entlang des Routenvorschlags (17a-17f) umfassen.
- Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastprofil auf Basis eines Fahrdynamikprofils eines Fahrzeugführers und/oder eines Fahrdynamikmodus (27) des Elektrokraftfahrzeugs (200) ermittelt wird, und/oder dass das Lastprofil auf Basis von Umgebungsbedingungen (24) ermittelt wird, wobei die Umgebungsbedingungen (24) eine Außentemperatur, und/oder Wettereinflüsse, bevorzugt entlang des Routenvorschlags (17a-17f), umfassen.
- Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem (13) ein Vorkühlen und/oder Nachkühlen und/oder Vorheizen und/oder Nachheizen der Batterie (11) bezüglich Streckenabschnitten der Routenvorschläge (17a-17f), bei welchen nach dem Lastprofil starke thermische Belastungen der Batterie (11) oder bei denen geringe thermische Belastungen der Batterie (11) zu erwarten sind, umfasst.
- Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem (13) und/oder die Regelungsstrategie für das Antriebsmanagementsystem (14) und/oder das Lastprofil auf Basis eines Batteriezustands ermittelt wird, wobei der Batteriezustand bevorzugt eine Temperatur, und/oder einen Ladezustand, und/oder ein Alter der Batterie (11) umfasst.
- Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lastprofil und/oder die Regelungsstrategie für das Temperaturmanagementsystem (13), und/oder die Regelungsstrategie für das Antriebsmanagementsystem (14) mittels eines maschinellen Lernverfahrens ermittelt werden.
- Verfahren (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) während der Fahrt des Elektrokraftfahrzeugs (200) kontinuierlich oder periodisch die Routenvorschläge (17a-17f) und/oder neue mögliche Routenvorschläge (17a-17f) prüft.
- Elektrokraftfahrzeug (200), insbesondere batterieelektrisches Fahrzeug (10) oder Hybridelektrokraftfahrzeug, umfassend mindestens eine Batterie (11) zum Speichern und Abgeben elektrischer Energie für einen Antrieb (12) des Elektrokraftfahrzeugs (200), ein Temperaturmanagementsystem (13) für die Batterie (11), ein Navigationssystem (15) und eine Datenverarbeitungsvorrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsvorrichtung (16) zur Durchführung eines Verfahrens (100) nach einem der vorgenannten Ansprüche ausgebildet ist.
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