DE102019204254A1

DE102019204254A1 - Method and battery management device for managing electrical energy stored in a traction battery and a motor vehicle with a battery management device

Info

Publication number: DE102019204254A1
Application number: DE102019204254.6A
Authority: DE
Inventors: Christopher Hohm; Michael Vogt; Stefan Appel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2019-03-27
Filing date: 2019-03-27
Publication date: 2020-10-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Batterieverwaltungsvorrichtung zum Verwalten einer in einer Traktionsbatterie (14) gespeicherten elektrischen Energie für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug (10), wobei für eine Standphase des Kraftfahrzeugs elektrische Energie in der Traktionsbatterie (14) als ein Energievorhalt (20) zum Betreiben zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente (22) vorgehalten wird. In dem Verfahren werden Umfelddaten empfangen (S10), wobei die Umfelddaten Klimadaten über einen vorbestimmten Abstellort des Kraftfahrzeugs in einem Vorhersagezeitraum umfassen, es wird ein prädiktiver Energiebedarf bestimmt (S12), der für die zumindest eine Fahrzeugkomponente (22) nach einer geschätzten Standzeit am vorbestimmten Abstellort in Abhängigkeit der Umfelddaten für einen vorbestimmten Betriebszustand benötigt wird und der prädiktive Energiebedarf wird als Energievorhalt (20) reserviert (S14).The invention relates to a method and a battery management device for managing electrical energy stored in a traction battery (14) for an at least partially electrically operated motor vehicle (10), with electrical energy in the traction battery (14) as an energy reserve (20) for a stationary phase of the motor vehicle ) is kept available for operating at least one motor vehicle component (22). In the method, environment data are received (S10), the environment data including climate data about a predetermined parking location of the motor vehicle in a prediction period; a predictive energy requirement is determined (S12), which for the at least one vehicle component (22) after an estimated idle time at the predetermined The storage location is required as a function of the surrounding data for a predetermined operating state and the predictive energy requirement is reserved as energy reserve (20) (S14).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Batterieverwaltungsvorrichtung zum Verwalten einer in einer Traktionsbatterie gespeicherten elektrischen Energie für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug. Ferner betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterieverwaltungsvorrichtung.The invention relates to a method and a battery management device for managing electrical energy stored in a traction battery for an at least partially electrically operated motor vehicle. The invention also relates to a motor vehicle with such a battery management device.

In teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen, die beispielsweise als Hybridfahrzeug oder als ein rein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug ausgebildet sein können, kann elektrische Energie in einer Traktionsbatterie gespeichert werden, die einerseits Energie für einen elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs bereitstellen kann und andererseits zum Betreiben zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente vorgesehen sein kann. Eine Kraftfahrzeugkomponente kann dabei beispielsweise ein elektrisch beheizter Katalysator, ein Abgasnachbehandlungssystem wie ein Sekundärlüftsystem (SLS), eine Standheizung, eine Start-Stopp-Automatik oder eine Klimatisierungsvorrichtung umfassen. Für diese zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente ist es für einen nächsten Betriebszyklus des Kraftfahrzeugs, beispielsweise nach einer Standphase des Kraftfahrzeugs, vorgesehen, elektrische Energie in der Traktionsbatterie als einen Energievorhalt zu reservieren, damit die zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente beim nächsten Betriebszyklus betrieben werden kann.In partially electrically operated motor vehicles, which can be designed as a hybrid vehicle or a purely electrically operated motor vehicle, electrical energy can be stored in a traction battery, which on the one hand can provide energy for an electrical drive of the motor vehicle and on the other hand can be provided for operating at least one motor vehicle component can. A motor vehicle component can include, for example, an electrically heated catalytic converter, an exhaust gas aftertreatment system such as a secondary ventilation system (SLS), an auxiliary heater, an automatic start-stop system or an air conditioning device. For this at least one motor vehicle component, provision is made for a next operating cycle of the motor vehicle, for example after a stationary phase of the motor vehicle, to reserve electrical energy in the traction battery as an energy reserve so that the at least one motor vehicle component can be operated in the next operating cycle.

Bisher erfolgt die Bestimmung des Energievorhalts für den nächsten Betriebszyklus unter Berücksichtigung der Umfelddaten aus einer Betrachtung des am schlechtesten anzunehmenden Falls, das bedeutet, dass für die zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente eine höchstmögliche Energieanforderung als elektrische Energie in der Traktionsbatterie vorgehalten wird. Das führt jedoch dazu, dass Energie für den Antrieb des zumindest teilweise elektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs vorenthalten wird, was dazu führt, dass eine Reichweite des Kraftfahrzeugs verringert wird, beziehungsweise dass ein Verbrennungsmotor früher aktiviert werden muss, was zu höheren Kosten durch einen Treibstoffverbrauch und einer höheren Emission von Abgasen, wie beispielsweise CO₂, führt.So far, the energy reserve for the next operating cycle has been determined taking into account the environmental data from a consideration of the worst case scenario, which means that for the at least one motor vehicle component the highest possible energy requirement is kept as electrical energy in the traction battery. However, this means that energy for the drive of the at least partially electrically operated motor vehicle is withheld, which means that a range of the motor vehicle is reduced or that an internal combustion engine has to be activated earlier, which leads to higher costs due to fuel consumption and higher Emission of exhaust gases, such as CO ₂ , leads.

Aus der DE 10 2012 217 184 A1 ist ein Kraftfahrzeug mit einem Steuergerät, mit einer leistungselektronischen Einheit und mit einer Energiespeichervorrichtung bekannt. Die Energiespeichervorrichtung umfasst einen ersten elektrischen Energiespeicher und einen zu dem ersten elektrischen Energiespeicher parallel geschalteten oder parallel schaltbaren zweiten elektrischen Energiespeicher, sodass die beiden Energiespeicher eine gemeinsame Basisspannung bei jeweils unterschiedlichen Ladezuständen aufweisen. Dabei ist die Basisspannung im Wesentlichen von der leistungselektronischen Einheit einstellbar und ein auf dem Steuergerät lauffähiges prädiktives Energiemanagementsystem kann eine Sollvorgabe der Basisspannung in Abhängigkeit von einer prädizierten Ladebilanz der Energiespeichervorrichtung ermitteln.From the DE 10 2012 217 184 A1 a motor vehicle with a control unit, with a power electronic unit and with an energy storage device is known. The energy storage device comprises a first electrical energy store and a second electrical energy store that is connected in parallel or can be connected in parallel to the first electrical energy store, so that the two energy stores have a common base voltage in each case with different states of charge. The base voltage can essentially be set by the electronic power unit and a predictive energy management system that runs on the control device can determine a target value for the base voltage as a function of a predicted charge balance of the energy storage device.

In der DE 10 2014 224 227 A1 wird eine Steuereinheit für ein Bordnetz eines Fahrzeugs beschrieben. Dabei umfasst das Bordnetz einen ersten und einen zweiten Energiespeicher und einen Generator, der eingerichtet ist, elektrische Energie für das Bordnetz zu generieren. Die Steuereinheit ist eingerichtet, den Generator gemäß einer vordefinierten Zustandsmaschine anzusteuern, zum Laden des ersten und/oder zweiten Energiespeichers zum Halten eines Ladezustands des ersten und/oder zweiten Energiespeichers.In the DE 10 2014 224 227 A1 describes a control unit for an on-board network of a vehicle. The on-board network includes a first and a second energy store and a generator that is set up to generate electrical energy for the on-board network. The control unit is set up to control the generator in accordance with a predefined state machine, for charging the first and / or second energy store, for maintaining a charge state of the first and / or second energy store.

Aus der DE 10 2016 005 115 B3 ist ein Verfahren zum Steuern einer Energiespeichereinrichtung eines Mild-Hybrid-Kraftfahrzeugs bekannt, wobei die Energiespeichereinrichtung eine Gesamtkapazität aufweist. Hierbei wird von einer Ladezustandssteuereinrichtung der Energiespeichereinrichtung ein oberer und unterer Schwellenwert für einen Zielladezustandsbereich der Energiespeichereinrichtung eingestellt, falls aufgrund des Erfülltseins zumindest einer vorgebbaren Bedingung festgestellt wird, dass zumindest eine Klimasteuereinrichtung des Kraftfahrzeugs für zumindest eine vorgebbare Zeitdauer zu aktivieren ist oder aktiviert bleibt.From the DE 10 2016 005 115 B3 A method for controlling an energy storage device of a mild hybrid motor vehicle is known, the energy storage device having a total capacity. In this case, an upper and lower threshold value for a target state of charge range of the energy storage device is set by a state of charge control device of the energy storage device if it is determined that at least one air conditioning control device of the motor vehicle is to be activated or remains activated for at least a prescribable period of time.

Weitere Verfahren zum Steuern einer Energiespeichervorrichtung sind aus der DE 10 2016 214 995 A1 , DE 10 2016 005 125 A1 und der DE 10 2014 009 448 A1 bekannt.Further methods for controlling an energy storage device are from FIG DE 10 2016 214 995 A1 , DE 10 2016 005 125 A1 and the DE 10 2014 009 448 A1 known.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reichweite für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug für einen nächsten Betriebszyklus zu erhöhen.The invention is based on the object of increasing a range for an at least partially electrically operated motor vehicle for a next operating cycle.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die abhängigen Patentansprüche, die folgende Beschreibung sowie die Figuren offenbart.The object is achieved by the subjects of the independent claims. Advantageous developments of the invention are disclosed by the dependent claims, the following description and the figures.

Leistungs- und Energieanforderung an eine Kraftfahrzeugkomponente sind abhängig von Umfelddaten des Kraftfahrzeugs, wobei Umfelddaten zum Beispiel eine vorausliegende Streckenführung, eine Umgebungstemperatur, eine Luftfeuchtigkeit und eine Sonneneinstrahlung umfassen können. Folglich sind vorzugsweise auch die Umfelddaten für den Energievorhalt zu berücksichtigen.The power and energy requirements for a motor vehicle component are dependent on environmental data of the motor vehicle, wherein environmental data can include, for example, a route ahead, an ambient temperature, air humidity and solar radiation. As a result, the environmental data should preferably also be taken into account for the energy supply.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein Energievorhalt zum Betreiben zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente in der Traktionsbatterie auf ein Mindestmaß reduziert werden kann, wenn der Energievorhalt für einen nächsten Betriebszyklus, das heißt nach einer Standphase, nicht mehr mit den höchstmöglichen Anforderungen pauschal berücksichtigt werden muss, sondern auf Basis von Umfelddaten für einen Vorhersagezeitraum für die jeweilige Komponente geschätzt werden kann.The invention is based on the knowledge that an energy reserve for operation at least a motor vehicle component in the traction battery can be reduced to a minimum if the energy reserve for a next operating cycle, i.e. after a stance phase, no longer has to be considered with the highest possible requirements, but estimated on the basis of environmental data for a forecast period for the respective component can be.

Durch die Erfindung ist ein Verfahren zum Verwalten einer in einer Traktionsbatterie gespeicherten elektrischen Energie für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei für eine Standphase des Kraftfahrzeugs elektrische Energie in der Traktionsbatterie als ein Energievorhalt zum Betreiben zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente vorgehalten wird. Das Verfahren umfasst als einen Schritt a) ein Empfangen von Umfelddaten, wobei die Umfelddaten Klimadaten über einen vorbestimmten Abstellort des Kraftfahrzeugs in einem Vorhersagezeitraum umfassen und als einen Schritt b) ein Bestimmen eines prädiktiven Energiebedarfs der für die zumindest eine Fahrzeugkomponente nach einer geschätzten Standzeit am vorbestimmten Abstellort in Abhängigkeit der Umfelddaten für einen vorbestimmten Betriebszustand benötigt wird. Schließlich umfasst das Verfahren als einen Schritt c) ein Reservieren des prädiktiven Energiebedarfs als Energievorhalt.The invention provides a method for managing electrical energy stored in a traction battery for an at least partially electrically operated motor vehicle, with electrical energy being held in the traction battery as an energy reserve for operating at least one motor vehicle component for a stationary phase of the motor vehicle. The method includes as a step a) receiving environment data, the environment data including climate data about a predetermined parking location of the motor vehicle in a prediction period and as a step b) determining a predictive energy requirement for the at least one vehicle component after an estimated idle time at the predetermined one Parking location is required depending on the environment data for a predetermined operating state. Finally, as a step c), the method includes reserving the predictive energy requirement as energy reserve.

Mit anderen Worten wird für einen nächsten Betriebszyklus, beispielsweise für einen Betrieb nach einer Standphase des Kraftfahrzeugs, elektrische Energie in der Traktionsbatterie des Kraftfahrzeugs reserviert, damit die zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente nach der Standphase betrieben werden kann. Das zumindest teilweise elektrisch betriebene Kraftfahrzeug kann dabei ein vollständig elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug oder ein Hybridfahrzeug umfassen, wobei das Hybridfahrzeug mit einem Verbrennungsmotor und einem Elektromotor ausgebildet sein kann.In other words, electrical energy is reserved in the traction battery of the motor vehicle for a next operating cycle, for example for operation after a stationary phase of the motor vehicle, so that the at least one motor vehicle component can be operated after the stationary phase. The at least partially electrically operated motor vehicle can include a fully electrically operated motor vehicle or a hybrid vehicle, wherein the hybrid vehicle can be designed with an internal combustion engine and an electric motor.

In dem Verfahren werden Umfelddaten empfangen, die beispielsweise Klimadaten, insbesondere Temperaturdaten, für einen vorbestimmten Abstellort des Kraftfahrzeugs in einem Vorhersagezeitraum umfassen können. Beispielsweise können die Klimadaten eine Wettervorhersage für eine bestimmte Stadt in einem Vorhersagezeitraum von einem oder mehreren Tagen umfassen. Der vorbestimmte Abstellort des Kraftfahrzeugs kann dabei beispielsweise manuell von einem Benutzer eingegeben werden und/oder er kann durch Navigationsdaten bestimmt werden. Aus dem vorbestimmten Abstellort kann dann in Abhängigkeit der Umfelddaten ein prädiktiver Energiebedarf für die zumindest eine Fahrzeugkomponente bestimmt werden, die nach einer geschätzten Standzeit an dem vorbestimmten Abstellort benötigt wird, um einen vorbestimmten Betriebszustand zu erreichen. Der vorbestimmte Betriebszustand kann beispielsweise eine Betriebstemperatur der Fahrzeugkomponente umfassen, die beispielsweise nach einer Standzeit des Kraftfahrzeugs ausgekühlt sein kann.In the method, environmental data are received which can include, for example, climate data, in particular temperature data, for a predetermined parking location of the motor vehicle in a forecast period. For example, the climate data can include a weather forecast for a specific city in a forecast period of one or more days. The predetermined parking place of the motor vehicle can for example be entered manually by a user and / or it can be determined by navigation data. A predictive energy requirement for the at least one vehicle component that is required after an estimated idle time at the predetermined parking location in order to achieve a predetermined operating state can then be determined from the predetermined parking location as a function of the environment data. The predetermined operating state can include, for example, an operating temperature of the vehicle component which, for example, can be cooled down after the motor vehicle has been idle.

Durch die Umfelddaten, insbesondere die Klimadaten, kann dabei ein Temperaturunterschied, beziehungsweise eine Temperaturfluktuation, bis zu dem vorbestimmten Betriebszustand berechnet werden, woraus sich eine Energiemenge ergibt, die für die Fahrzeugkomponente benötigt wird. Mittels der geschätzten Standzeit des Fahrzeugs kann der prädiktive Energiebedarf ferner verbessert werden, da beispielsweise geschätzt werden kann, inwieweit die Fahrzeugkomponente abgekühlt ist beziehungsweise welche Umfelddaten für den nächsten Betriebszyklus des Kraftfahrzeugs aktuell sind. Mittels der bekannten Temperaturfluktuation kann zusätzlich abgeschätzt werden, wie sich die Batteriekapazität über die Standphase ändert und wie viel Kapazität für den nächsten Betriebszyklus bereitgestellt werden kann. Anschließend kann der so ermittelte prädiktive Energiebedarf als ein Energievorhalt in der Traktionsbatterie für die zumindest eine Fahrzeugkomponente reserviert werden.The environment data, in particular the climate data, can be used to calculate a temperature difference or a temperature fluctuation up to the predetermined operating state, which results in the amount of energy required for the vehicle component. The predictive energy requirement can also be improved by means of the estimated downtime of the vehicle, since it can be estimated, for example, to what extent the vehicle component has cooled down or which environmental data is current for the next operating cycle of the motor vehicle. The known temperature fluctuation can also be used to estimate how the battery capacity changes over the standing phase and how much capacity can be made available for the next operating cycle. The predictive energy requirement determined in this way can then be reserved as an energy reserve in the traction battery for the at least one vehicle component.

Durch die Erfindung ergibt sich der Vorteil, dass eine Energie von großen Teilen des ansonsten pauschalisierten Energievorhalts freigegeben werden kann und somit einem elektrischen Antrieb des Kraftfahrzeugs zur Verfügung steht. Hiermit kann eine Reichweite des Kraftfahrzeugs erhöht werden und es kann ein Zuschalten eines Verbrennungsmotors hinausgezögert werden, wodurch Kraftstoff eingespart werden kann und Abgase reduziert werden können.The invention has the advantage that energy can be released from large parts of the otherwise generalized energy reserve and is thus available to an electric drive of the motor vehicle. This can increase the range of the motor vehicle and the switching on of an internal combustion engine can be delayed, which means that fuel can be saved and exhaust gases can be reduced.

Zu der Erfindung gehören auch Ausführungsformen, durch die sich zusätzliche Vorteile ergeben.The invention also includes embodiments which result in additional advantages.

Eine Ausführungsform sieht vor, dass die Klimadaten in dem Vorhersagezeitraum einen Verlauf einer Temperatur, einer Luftfeuchtigkeit und/oder einer Sonneneinstrahlung am vorbestimmten Abstellort umfassen. Insbesondere können hierbei Klimaprognosen vorgesehen sein, die beispielsweise einen sich stündlich aktualisierten Verlauf der Klimadaten in dem Vorhersagezeitraum bereitstellen. Der Vorhersagezeitraum kann beispielsweise ein Bereich von einer Stunde, zwölf Stunden, 24 Stunden und mehrere Tage, vorzugsweise die nächsten drei Tage, umfassen. Insbesondere können sich die Klimadaten in vorbestimmten Zeitabständen aktualisieren. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass die Umfelddaten verbessert werden können, wodurch sich eine genauere Bestimmung des prädiktiven Energiebedarfs ergibt.One embodiment provides that the climate data in the forecast period include a course of a temperature, a humidity and / or a solar radiation at the predetermined parking location. In particular, climate prognoses can be provided here which, for example, provide an hourly updated course of the climate data in the forecast period. The forecast period can include, for example, a range of one hour, twelve hours, 24 hours and several days, preferably the next three days. In particular, the climate data can be updated at predetermined time intervals. This embodiment has the advantage that the environment data can be improved, which results in a more precise determination of the predictive energy requirement.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die geschätzte Standzeit am vorbestimmten Abstellort anhand eines Benutzerprofils und/oder anhand von Schwarmdaten einer Fahrzeugflotte umfassend das Kraftfahrzeug geschätzt wird. Ein Benutzerprofil kann beispielsweise mittels eines selbstlernenden Algorithmus erkannt werden. Zum Beispiel kann in dem Benutzerprofil gespeichert sein, dass wochentags das Kraftfahrzeug am Morgen, beispielsweise um 08:00 Uhr, an dem Wohnort gestartet wird, um einen Benutzer zu einer Arbeitsstelle zu fahren, wo es dann zwischen 09:00 Uhr und 18:00 Uhr steht. Danach kann der Benutzer das Kraftfahrzeug um beispielsweise 19:00 Uhr wieder an dem Wohnort abstellen. Daraus können beispielsweise Standzeiten zwischen 09:00 Uhr und 18:00 Uhr und 19:00 Uhr und 08:00 Uhr abgeleitet werden, die für die Bestimmung des prädiktiven Energiebedarfs herangezogen werden können. Alternativ oder zusätzlich kann das Kraftfahrzeug auch einer Fahrzeugflotte angehören, wobei die Fahrzeugflotte anonymisiert Benutzerprofile erstellen kann, aus denen typische Benutzerprofile und Standzeiten abgeleitet werden können. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass ein prädiktiver Energiebedarf genauer bestimmt werden kann.Another embodiment provides that the estimated downtime at the predetermined parking location is estimated based on a user profile and / or based on swarm data of a vehicle fleet including the motor vehicle. A user profile can be recognized, for example, by means of a self-learning algorithm. For example, it can be stored in the user profile that on weekdays the motor vehicle is started in the morning, for example at 8:00 a.m., at the place of residence in order to drive a user to a job, where it is then between 9:00 a.m. and 6:00 p.m. Clock stands. The user can then park the motor vehicle again at the place of residence at 7:00 p.m., for example. From this, for example, idle times between 9:00 a.m. and 6:00 p.m. and 7:00 p.m. and 8:00 a.m. can be derived, which can be used to determine the predictive energy demand. Alternatively or additionally, the motor vehicle can also belong to a vehicle fleet, the vehicle fleet being able to create anonymized user profiles from which typical user profiles and idle times can be derived. This embodiment has the advantage that a predictive energy requirement can be determined more precisely.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Umfelddaten von einem fahrzeuginternen Sensor und/oder einer Fahrzeugexternen Datenquelle empfangen werden. Der fahrzeuginterne Sensor kann beispielsweise ein Temperatursensor, ein Positionssensor, insbesondere ein GPS-Sensor, ein Sensor zur Bestimmung einer Luftfeuchtigkeit und einen Sensor zur Erfassung einer Sonneneinstrahlung auf das Kraftfahrzeug umfassen. Mittels dieser Daten können beispielsweise aktuelle Umfelddaten am Standort des Kraftfahrzeugs bestimmt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Umfelddaten auch von einer externen Datenquelle empfangen werden, insbesondere über eine Datenschnittstelle des Kraftfahrzeugs. Die externe Datenquelle kann Positionsdaten, Verkehrsdaten und Klimadaten umfassen, die beispielsweise von einer Wetterstation, Verkehrsüberwachungssystemen und anderen Fahrzeugen empfangen werden können. Insbesondere können die Umfelddaten mittels einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation zwischen verschiedenen Fahrzeugen, vorzugsweise von Fahrzeugen der gleichen Fahrzeugflotte, ausgetauscht werden. Beispielsweise können bei einer längeren Fahrt Umfelddaten eines Kraftfahrzeugs am Zielort, das heißt am vorbestimmten Abstellort, abgerufen werden. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass das Bestimmen des prädiktiven Energiebedarfs verbessert werden kann.Another embodiment provides that the surroundings data are received from a vehicle-internal sensor and / or a vehicle-external data source. The vehicle-internal sensor can include, for example, a temperature sensor, a position sensor, in particular a GPS sensor, a sensor for determining air humidity and a sensor for detecting solar radiation on the motor vehicle. Using this data, for example, current environment data at the location of the motor vehicle can be determined. Alternatively or additionally, the environment data can also be received from an external data source, in particular via a data interface of the motor vehicle. The external data source can include position data, traffic data and climate data, which can be received, for example, from a weather station, traffic monitoring systems and other vehicles. In particular, the environment data can be exchanged between different vehicles, preferably from vehicles in the same vehicle fleet, by means of vehicle-to-vehicle communication. For example, environmental data of a motor vehicle at the destination, that is to say at the predetermined parking location, can be called up during a long journey. This embodiment has the advantage that the determination of the predictive energy requirement can be improved.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die zumindest eine Fahrzeugkomponente einen elektrisch beheizbaren Katalysator, ein elektrisch gesteuertes Abgassystem, eine Standheizung und/oder eine Scheibenenteisungsvorrichtung umfasst. Das elektrisch gesteuerte Abgassystem kann hierbei beispielsweise ein Sekundärlüftsystem (SLS) und eine Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion (SCR) umfassen.It is preferably provided that the at least one vehicle component comprises an electrically heatable catalytic converter, an electrically controlled exhaust system, an auxiliary heater and / or a window deicing device. The electrically controlled exhaust system can for example comprise a secondary ventilation system (SLS) and a device for selective catalytic reduction (SCR).

Eine Ausführungsform sieht vor, dass ferner zumindest ein alternativer Abstellort in der Nähe des vorbestimmten Abstellortes vorgeschlagen wird, falls ein alternativer prädiktiver Energiebedarf am alternativen Abstellort kleiner als der prädiktive Energiebedarf ist. Mit anderen Worten können auch Umfelddaten für alternative Abstellorte in der Nähe des eigentlich vorgesehenen Abstellortes bekannt sein, aus denen sich ein niedrigerer prädiktiver Energiebedarf ergibt als für den ursprünglich vorgesehenen Abstellort. Diese können dann einem Benutzer als Alternative vorgeschlagen werden. Beispielsweise kann sich in der Nähe des vorbestimmten Abstellortes ein Parkhaus oder eine Garage befinden, die beispielsweise eine höhere Umgebungstemperatur aufweist als der vorbestimmte Abstellort, der sich beispielsweise im Freien befindet. Folglich wird für das Parkhaus ein kleinerer prädiktiver Energiebedarf für die zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente bestimmt und das Parkhaus kann dem Benutzer als alternativer Abstellort vorgeschlagen werden. Insbesondere kann zusätzlich vorgesehen sein, dass eine eingesparte Energiemenge, beziehungsweise ein eingesparter Kraftstoffmehraufwand, für den jeweiligen Abstellort vorgeschlagen wird. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass eine erhöhte Energieeinsparung und damit ein niedrigerer Kraftstoffverbrauch erreicht werden kann.One embodiment provides that at least one alternative storage location near the predetermined storage location is proposed if an alternative predictive energy requirement at the alternative storage location is less than the predictive energy requirement. In other words, environment data for alternative parking locations in the vicinity of the actually intended parking location can also be known, from which a lower predictive energy requirement results than for the originally intended parking location. These can then be suggested to a user as an alternative. For example, a parking garage or garage can be located in the vicinity of the predetermined parking location, which, for example, has a higher ambient temperature than the predetermined parking location, which is for example outdoors. As a result, a lower predictive energy requirement for the at least one motor vehicle component is determined for the parking garage and the parking garage can be proposed to the user as an alternative parking location. In particular, it can additionally be provided that an amount of energy saved, or an additional amount of fuel saved, is proposed for the respective storage location. This embodiment has the advantage that increased energy savings and thus lower fuel consumption can be achieved.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass für das Reservieren des prädiktiven Energiebedarfs eine Veränderung der in der Traktionsbatterie gespeicherten elektrischen Energie während einer Fahrt zu dem Abstellort berücksichtigt wird. Mit anderen Worten kann berücksichtigt werden, wie viel elektrische Energie am Abstellort in der Traktionsbatterie verfügbar ist, indem Veränderungen der in der Traktionsbatterie gespeicherten elektrischen Energie bis zu dem Abstellort berücksichtigt werden. Beispielsweise kann eine vorausliegende Streckenführung berücksichtigt werden, die insbesondere durch Navigationsdaten bekannt sein kann. Die vorausliegende Streckenführung kann beispielsweise durch ein hügeliges Gelände führen, wobei ein veränderter Energiebedarf für einen Antrieb des Fahrzeugs entstehen kann. Beispielsweise kann bei einem ausschließlich ansteigenden Streckenverlauf ein erhöhter Energiebedarf für den Antrieb vorgesehen sein und bei einem ausschließlich abfallenden Streckenverlauf Energie durch beispielsweise Rekuperation eingespart werden, wodurch zum Beispiel ein erhöhter Energievorhalt für die zumindest eine Fahrzeugkomponente vorgehalten werden kann.Another embodiment provides that a change in the electrical energy stored in the traction battery during a journey to the parking location is taken into account for reserving the predictive energy requirement. In other words, it can be taken into account how much electrical energy is available at the parking location in the traction battery by taking into account changes in the electrical energy stored in the traction battery up to the parking location. For example, a route ahead can be taken into account, which can be known in particular from navigation data. The route ahead can lead, for example, through hilly terrain, with a changed energy requirement for driving the vehicle. For example, in the case of an exclusively ascending route, an increased energy requirement for the drive can be provided and in an exclusively descending route, energy can be saved through recuperation, for example, whereby, for example, an increased energy reserve can be kept for the at least one vehicle component.

Zusätzlich oder alternativ kann auch eine Ladestation an dem Abstellort des Kraftfahrzeugs oder während einer Fahrt zu dem Abstellort bei der Reservierung des prädiktiven Energiebedarfs mit berücksichtigt werden. Beispielsweise kann hier berechnet werden, wie hoch der Energiebedarf des Kraftfahrzeugs bis zur nächsten Ladestation ausfällt, woraufhin eine Energiezuteilung des Antriebs des Kraftfahrzeugs und der zumindest einen Fahrzeugkomponente genauer eingeplant werden kann. Eine weitere Veränderung der in der Traktionsbatterie gespeicherten elektrischen Energie kann beispielsweise durch Verkehrsdaten bestimmt werden. Beispielsweise ergibt sich für ein Kraftfahrzeug ein höherer Energieverbrauch, falls ein Stau auf der Strecke vorhanden ist. Durch diese Ausführungsform ergibt sich eine Verbesserung der Bestimmung des prädiktiven Energiebedarfs.Additionally or alternatively, a charging station at the parking location of the motor vehicle or during a trip to the parking location can also be taken into account when reserving the predictive energy requirement. For example, it can be calculated here how high the energy requirement of the motor vehicle will be until the next charging station, whereupon an energy allocation of the drive of the motor vehicle and the at least one vehicle component can be planned more precisely. A further change in the electrical energy stored in the traction battery can be determined, for example, by means of traffic data. For example, a motor vehicle consumes more energy if there is a traffic jam on the route. This embodiment results in an improvement in the determination of the predictive energy requirement.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass der prädiktive Energiebedarf für die eine Fahrzeugkomponente anhand eines vorbestimmten Messwerts in Abhängigkeit der Umfelddaten bestimmt wird. Der vorbestimmte Messwert kann beispielsweise in einem Speicher des Kraftfahrzeugs hinterlegt sein und einen Energiebedarf angeben, der benötigt wird, um die zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente in den vorbestimmten Betriebszustand zu bringen, wobei die Umfelddaten den Startpunkt für den Energiebedarf angeben, der bis zu dem Betriebszustand benötigt wird. Beispielsweise können die Umfelddaten eine Temperatur von -10 Grad Celsius anzeigen und ein vorbestimmter Betriebszustand kann beispielsweise bei einer Temperatur von 20 Grad Celsius liegen. Der prädiktive Energiebedarf kann dann aus der Energiemenge bestimmt werden, die nötig ist, um die Fahrzeugkomponente um 30 Grad aufzuheizen. Dieser prädiktive Energiebedarf kann beispielsweise von eigenen Messungen des Kraftfahrzeugs und/oder durch Sensorwerte von weiteren Flottenfahrzeugen bestimmt werden, insbesondere kann auch vorgesehen sein, dass ein selbstlernender Algorithmus einen prädiktiven Energiebedarf für die jeweilige Fahrzeugkomponente in Abhängigkeit der Umfelddaten bestimmt. Durch diese Ausführungsform ergibt sich der Vorteil, dass der prädiktive Energiebedarf genauer bestimmt werden kann.A further embodiment provides that the predictive energy requirement for the one vehicle component is determined on the basis of a predetermined measured value as a function of the environment data. The predetermined measured value can, for example, be stored in a memory of the motor vehicle and indicate an energy requirement that is required to bring the at least one motor vehicle component into the predetermined operating state, the environment data specifying the starting point for the energy requirement that is required up to the operating state . For example, the environmental data can display a temperature of -10 degrees Celsius and a predetermined operating state can be, for example, a temperature of 20 degrees Celsius. The predictive energy requirement can then be determined from the amount of energy that is necessary to heat the vehicle component by 30 degrees. This predictive energy requirement can be determined, for example, from the vehicle's own measurements and / or from sensor values from other fleet vehicles; in particular, provision can also be made for a self-learning algorithm to determine a predictive energy requirement for the respective vehicle component as a function of the environmental data. This embodiment has the advantage that the predictive energy requirement can be determined more precisely.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Batterieverwaltungsvorrichtung zum Verwalten einer in einer Traktionsbatterie gespeicherten elektrischen Energie für ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug. Die Batterieverwaltungsvorrichtung umfasst eine Sensorempfangseinrichtung, die dazu ausgebildet ist, Umfelddaten zu empfangen, wobei die Umfelddaten Klimadaten über einen vorbestimmten Abstellort des Kraftfahrzeugs in einem Vorhersagezeitraum umfassen, eine Recheneinrichtung, die dazu ausgebildet ist, einen prädiktiven Energiebedarf, der für die zumindest eine Fahrzeugkomponente nach einer geschätzten Standzeit am vorbestimmten Abstellort in Abhängigkeit der Umfelddaten für einen vorbestimmten Betriebszustand benötigt wird, zu bestimmen und eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, den prädiktiven Energiebedarf als Energievorhalt zu reservieren. Die Recheneinrichtung kann insbesondere als ein fahrzeuginterner Computerprozessor oder ein fahrzeugexterner Computerprozessor, wie beispielsweise ein Server, der als ein Back-End zur Bestimmung des prädiktiven Energiebedarfs dient, ausgebildet sein. Vorzugsweise kann die Recheneinrichtung, die als fahrzeugexterner Computerprozessor ausgebildet ist, auf die Schwarmdaten der Fahrzeugflotte zugreifen und mittels dieser Schwarmdaten, die beispielsweise Umfelddaten einer Wegstrecke von einem aktuellen Standort des Kraftfahrzeugs bis zu dem vorbestimmten Abstellort umfassen können, den prädiktiven Energiebedarf berechnen und ein entsprechendes Steuersignal über eine Datenverbindung an die Steuereinrichtung des Kraftfahrzeugs übertragen, wobei die Steuereinrichtung anhand des Steuersignals den prädiktiven Energiebedarf als Energievorhalt reservieren kann. Durch diesen Aspekt der Erfindung ergeben sich gleiche Vorteile und Variationsmöglichkeiten wie bei dem Verfahren.Another aspect of the invention relates to a battery management device for managing electrical energy stored in a traction battery for an at least partially electrically operated motor vehicle. The battery management device comprises a sensor receiving device that is designed to receive environment data, the environment data including climate data about a predetermined parking location of the motor vehicle in a prediction period, a computing device that is designed to calculate a predictive energy demand that is determined for the at least one vehicle component according to a estimated idle time at the predetermined parking location is required as a function of the environment data for a predetermined operating state, and a control device which is designed to reserve the predictive energy requirement as energy reserve. The computing device can in particular be designed as a vehicle-internal computer processor or a vehicle-external computer processor, such as for example a server, which serves as a back end for determining the predictive energy requirement. The computing device, which is designed as a computer processor external to the vehicle, can preferably access the swarm data of the vehicle fleet and use this swarm data, which can include, for example, environmental data for a route from a current location of the motor vehicle to the predetermined parking location, to calculate the predictive energy requirement and a corresponding control signal transmitted via a data connection to the control device of the motor vehicle, wherein the control device can use the control signal to reserve the predictive energy demand as an energy reserve. This aspect of the invention results in the same advantages and possible variations as with the method.

Erfindungsgemäß ist auch ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterieverwaltungsvorrichtung vorgesehen.According to the invention, a motor vehicle with such a battery management device is also provided.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet.The motor vehicle according to the invention is preferably designed as a motor vehicle, in particular as a passenger vehicle or truck, or as a passenger bus or motorcycle.

Zu der Erfindung gehört auch die Steuervorrichtung für das Kraftfahrzeug. Die Steuervorrichtung weist eine Prozessoreinrichtung auf, die dazu eingerichtet ist, eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.The control device for the motor vehicle also belongs to the invention. The control device has a processor device which is set up to carry out an embodiment of the method according to the invention.

Die Prozessoreinrichtung kann hierzu zumindest einen Mikroprozessor und/oder zumindest einen Mikrocontroller aufweisen. Des Weiteren kann die Prozessoreinrichtung Programmcode aufweisen, der dazu eingerichtet ist, bei Ausführen durch die Prozessoreinrichtung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Der Programmcode kann in einem Datenspeicher der Prozessoreinrichtung gespeichert sein.For this purpose, the processor device can have at least one microprocessor and / or at least one microcontroller. Furthermore, the processor device can have program code which is set up to carry out the embodiment of the method according to the invention when it is executed by the processor device. The program code can be stored in a data memory of the processor device.

Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batterieverwaltungsvorrichtung, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben worden sind. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Batterieverwaltungsvorrichtung hier nicht noch einmal beschrieben.The invention also includes further developments of the battery management device according to the invention which have features as they have already been described in connection with the further developments of the method according to the invention. For this reason, the corresponding developments of the invention Battery management device is not described again here.

Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.The invention also includes the combinations of the features of the described embodiments.

Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer Batterieverwaltungsvorrichtung gemäß einer beispielshaften Ausführungsform;
2 ein schematisches Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.

Exemplary embodiments of the invention are described below. This shows:

1 a schematic representation of a motor vehicle with a battery management device according to an exemplary embodiment;
2 a schematic process diagram according to an exemplary embodiment.

Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that are to be considered independently of one another and that also develop the invention independently of one another. Therefore, the disclosure is intended to include combinations of the features of the embodiments other than those shown. Furthermore, the described embodiments can also be supplemented by further features of the invention already described.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.In the figures, the same reference symbols denote functionally identical elements.

In 1 ist eine stark schematisierte Darstellung eines Kraftfahrzeugs 10 mit einer Batterieverwaltungsvorrichtung 12 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt, wobei das Kraftfahrzeug 10 ein zumindest teilweise elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Kraftfahrzeug 10 ein Hybridfahrzeug mit einer Traktionsbatterie 14 und einem Verbrennungsmotor 16. Alternativ kann das Kraftfahrzeug 10 auch als rein elektrisch betriebenes Kraftfahrzeug ausgebildet sein und keinen Verbrennungsmotor umfassen.In 1 is a highly schematic representation of a motor vehicle 10 with a battery management device 12 shown according to an exemplary embodiment, wherein the motor vehicle 10 is an at least partially electrically powered motor vehicle. In this embodiment, the motor vehicle 10 a hybrid vehicle with a traction battery 14th and an internal combustion engine 16 . Alternatively, the motor vehicle 10 also be designed as a purely electrically operated motor vehicle and do not include an internal combustion engine.

Die in der Traktionsbatterie 14 gespeicherte elektrische Energie kann dafür genutzt werden, das Kraftfahrzeug 10 mittels eines Elektromotors (nicht gezeigt) anzutreiben, insbesondere kann dafür in der Traktionsbatterie 14 eine Antriebsenergie 18 vorgesehen sein, wobei nach Verbrauch der Antriebsenergie 18 der Verbrennungsmotor 16 den Antrieb des Kraftfahrzeugs übernehmen kann. Zusätzlich kann in der Traktionsbatterie 14 ein Energievorhalt 20 vorgesehen sein, der zum Betreiben zumindest einer Kraftfahrzeugkomponente 22 vorgehalten werden kann, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen. Die zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente 22 kann dabei beispielsweise einen elektrisch beheizbaren Katalysator, ein elektrisch gesteuertes Abgassystem, eine Standheizung und/oder eine Scheibenenteisungsvorrichtung umfassen. Ferner kann für die Kraftfahrzeugkomponente 22 auch ein Energievorhalt 20 für elektrische Kaltabfahrten und Klimatisierungsfunktionen vorgesehen sein.The ones in the traction battery 14th Stored electrical energy can be used for the motor vehicle 10 to be driven by means of an electric motor (not shown), in particular it can be used in the traction battery 14th a drive energy 18th be provided, after consumption of the drive energy 18th the internal combustion engine 16 can take over the drive of the motor vehicle. In addition, the traction battery 14th an energy reserve 20th be provided for operating at least one motor vehicle component 22nd can be held in order to supply them with electrical energy. The at least one motor vehicle component 22nd can include, for example, an electrically heatable catalytic converter, an electrically controlled exhaust system, an auxiliary heater and / or a window de-icing device. Furthermore, for the motor vehicle component 22nd also an energy reserve 20th be provided for electrical cold runs and air conditioning functions.

Die Batterieverwaltungsvorrichtung 12 kann vorgesehen sein, die in der Traktionsbatterie 14 gespeicherte elektrische Energie in die Antriebsenergie 18 und den Energievorhalt 20 aufzuteilen. Vorzugsweise wird dabei der Energievorhalt 20 der Traktionsbatterie 14 gering gehalten, damit ein maximaler Anteil von Antriebsenergie 18 zur Verfügung gestellt werden kann. Hierfür kann die Batterieverwaltungsvorrichtung 12 eine Sensorempfangseinrichtung 24 umfasst, die dazu eingerichtet ist, Umfelddaten zu empfangen, wobei die Umfelddaten Klimadaten über einen vorbestimmten Abstellort des Kraftfahrzeugs für die Planung eines nächsten Betriebszyklus in einem vorhersagezeitraum umfassen können.The battery management device 12 can be provided in the traction battery 14th stored electrical energy in the drive energy 18th and the energy reserve 20th split up. The energy reserve is preferably 20th the traction battery 14th kept low, so a maximum share of drive energy 18th can be made available. The battery management device 12 a sensor receiving device 24 which is set up to receive environment data, wherein the environment data can include climate data about a predetermined parking location of the motor vehicle for planning a next operating cycle in a forecast period.

Die Klimadaten in dem Vorhersagezeitraum können beispielsweise einen Verlauf einer Temperatur, einer Luftfeuchtigkeit und/oder einer Sonneneinstrahlung auf das Kraftfahrzeug 10 an dem vorbestimmten Abstellort umfassen. Zusätzlich können beispielsweise auch weitere Umfelddaten wie eine Position des Kraftfahrzeugs, eine vorausliegende Streckenführung und eine Betriebsweise von hybridisierten Fahrzeugen erfasst werden. Insbesondere können die Umfelddaten von einem fahrzeuginternen Sensor 26 gemessen werden, wobei der fahrzeuginterne Sensor 26 beispielsweise einen Temperatursensor umfassen kann. Alternativ oder zusätzlich können die Umfelddaten auch von einer fahrzeugexternen Datenquelle 28, die beispielsweise ein Server, eine Wetterstation und/oder andere Fahrzeuge umfassen kann, stammen. Insbesondere können die Umfelddaten der externen Datenquelle 28 über eine Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikation, beispielsweise von Fahrzeugen der gleichen Fahrzeugflotte wie das Kraftfahrzeug 10, über eine Datenverbindung 30 übertragen werden. Insbesondere kann die Datenverbindung 30 über WLAN, Bluetooth oder LTE durchgeführt werden. Besonders bevorzugt kann die Datenverbindung 30 nach dem 5G-Standard kommunizieren.The climate data in the prediction period can, for example, be a profile of a temperature, a humidity and / or a solar radiation on the motor vehicle 10 at the predetermined parking location. In addition, additional environmental data such as a position of the motor vehicle, a route ahead and an operating mode of hybridized vehicles can also be recorded. In particular, the environment data can be obtained from an in-vehicle sensor 26th measured using the in-vehicle sensor 26th for example, may include a temperature sensor. Alternatively or additionally, the environment data can also be obtained from a data source external to the vehicle 28 which may include a server, a weather station and / or other vehicles, for example. In particular, the environment data from the external data source 28 via vehicle-to-vehicle communication, for example from vehicles in the same vehicle fleet as the motor vehicle 10 , over a data connection 30th be transmitted. In particular, the data connection 30th can be carried out via WLAN, Bluetooth or LTE. The data connection can be particularly preferred 30th communicate according to the 5G standard.

Ferner kann die Batterieverwaltungsvorrichtung 12 eine Recheneinrichtung 32 aufweisen, die einen prädiktiven Energiebedarf für die zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente 22 bestimmt, der nach einer geschätzten Standzeit an einem Zielort beziehungsweise Abstellort des Fahrzeugs in Abhängigkeit der von der Sensorempfangseinrichtung 24 empfangenen Umfelddaten benötigt wird, um die Kraftfahrzeugkomponente 22 auf einen vorbestimmten Betriebszustand zu bringen. Die Recheneinrichtung 32 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein fahrzeuginterner Computerprozessor. Alternativ oder zusätzlich kann die Recheneinrichtung 32 auch als ein fahrzeugexterner Computerprozessor (nicht gezeigt), wie beispielsweise ein Server, ausgebildet sein, der beispielsweise einen Zugriff auf die Umfelddaten der fahrzeugexternen Datenquelle 28 hat. Vorzugsweise kann die Recheneinrichtung 32 als eine fahrzeuginterne Recheneinrichtung 32, die als Front-End dient, und eine fahrzeugexterne Recheneinrichtung (nicht gezeigt), die als Back-End dient, ausgestaltet sein, wobei das Back-End das Bestimmen des prädiktiven Energiebedarfs auf Basis der Umfelddaten, die insbesondere Schwarmdaten einer Fahrzeugflotte umfassen können, durchführen kann und anschließend den so bestimmten prädiktiven Energiebedarf an das Front-End im Kraftfahrzeug (10), beispielsweise über die Datenverbindung 30, übermitteln kann.Furthermore, the battery management device 12 a computing device 32 have a predictive energy requirement for the at least one motor vehicle component 22nd determined after an estimated time at a destination or parking location of the vehicle as a function of the sensor receiving device 24 received environmental data is required to the motor vehicle component 22nd to bring to a predetermined operating state. The computing device 32 is a in this embodiment in-vehicle computer processor. Alternatively or additionally, the computing device 32 can also be designed as a vehicle-external computer processor (not shown), such as a server, for example, which, for example, provides access to the environment data of the vehicle-external data source 28 Has. The computing device can preferably 32 as an in-vehicle computing device 32 , which serves as a front end, and a vehicle-external computing device (not shown), which serves as a back end, the back end determining the predictive energy requirement on the basis of the environment data, which in particular can include swarm data of a vehicle fleet, can carry out and then the predictive energy demand determined in this way to the front-end in the vehicle ( 10 ), for example via the data connection 30th , can transmit.

Eine Steuereinrichtung 34 der Batterieverwaltungsvorrichtung kann dann anhand des prädiktiven Energiebedarfs für die zumindest eine Kraftfahrzeugkomponente 22 den Energievorhalt 20 der Traktionsbatterie 14 passend einstellen, sodass ein möglichst hoher Anteil an Antriebsenergie 18 in der Traktionsbatterie 14 zur Verfügung gestellt werden kann.A control device 34 the battery management device can then use the predictive energy demand for the at least one motor vehicle component 22nd the energy reserve 20th the traction battery 14th set appropriately so that the highest possible proportion of drive energy 18th in the traction battery 14th can be made available.

Dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel kann folgende Situation beispielhaft zugrundeliegen. Der Energievorhalt 20 für die Kraftfahrzeugkomponente 22, die in diesem Beispiel eine Standheizung 22 sein kann, soll für den nächsten Betriebszyklus, das heißt nach einer Standphase, an einem vorbestimmten Abstellort so gewählt sein, dass genug elektrische Energie in der Traktionsbatterie 14 vorhanden ist, um das Kraftfahrzeug 10 mittels der Standheizung 22 bei einem Fahrtantritt auf Raumtemperatur von beispielsweise 20 Grad Celsius zu bringen. Hierfür soll aber nicht zu viel elektrische Energie für den Energievorhalt 20 vorgesehen sein, da ansonsten weniger Antriebsenergie 18 zur Verfügung steht und das hybride Kraftfahrzeug 10 früher mit der Aktivierung des Verbrennungsmotors 16 beginnen muss, was Kraftstoff kostet und Abgase erzeugt.The in 1 The exemplary embodiment shown may be based on the following situation. The energy reserve 20th for the automotive component 22nd which in this example is an auxiliary heater 22nd can be, should be selected for the next operating cycle, i.e. after a stance phase, at a predetermined parking location so that there is enough electrical energy in the traction battery 14th is present to the motor vehicle 10 by means of the auxiliary heating 22nd to bring it to room temperature of 20 degrees Celsius when starting a journey. For this, however, there should not be too much electrical energy for the energy supply 20th be provided, otherwise less drive energy 18th is available and the hybrid motor vehicle 10 earlier with the activation of the combustion engine 16 must begin, which costs fuel and generates exhaust gases.

Um den prädiktiven Energiebedarf der Standheizung 22 zu bestimmen, können Klimadaten für einen Vorhersagezeitraum empfangen weden, die das Kraftfahrzeug 10 voraussichtlich mit einer geschätzten Standzeit an einem vorbestimmten Abstellort verbringt. Beispielsweise kann der vorbestimmte Abstellort die Straße vor dem Haus eines Benutzers des Kraftfahrzeugs sein und die geschätzte Standzeit kann beispielsweise eine Nacht bis zum Morgen des nächsten Tages sein. In diesem Beispiel kann der Benutzer beispielsweise das Kraftfahrzeug um 18:00 Uhr vor seinem Haus abstellen und bis zum nächsten Morgen um 07:00 Uhr stehen lassen. Um 07:00 Uhr morgens kann dann beispielsweise die nächste Fahrt durchgeführt werden. Somit würde sich eine geschätzte Standzeit von 13 Stunden ergeben. Diese geschätzte Standzeit könnte beispielsweise anhand eines Benutzerprofils für das Kraftfahrzeug 10 bekannt sein. Alternativ oder zusätzlich könnten auch Schwarmdaten einer Fahrzeugflotte vorgesehen sein, die Fahrprofile beziehungsweise typische Standzeiten von Kraftfahrzeugen für die Abschätzung der Standzeit und damit des prädiktiven Energiebedarfs heranziehen.About the predictive energy demand of the parking heater 22nd to determine, climate data can be received for a forecast period that the motor vehicle 10 expected to spend an estimated time at a predetermined parking location. For example, the predetermined parking location can be the street in front of the house of a user of the motor vehicle and the estimated idle time can be, for example, one night until the morning of the next day. In this example, the user can park the motor vehicle in front of his house at 6:00 p.m. and leave it there until 7:00 a.m. the next morning. The next trip can then be made at 7:00 a.m. This would result in an estimated service life of 13 hours. This estimated downtime could for example be based on a user profile for the motor vehicle 10 be known. As an alternative or in addition, swarm data from a vehicle fleet could also be provided, which use driving profiles or typical downtimes of motor vehicles for estimating the downtime and thus the predictive energy requirement.

Ist die Standzeit am vorbestimmten Abstellort, das heißt in diesem Beispiel vor dem Haus des Benutzers, bekannt, kann anhand der Klimadaten, beispielsweise anhand des Temperaturverlaufs, festgestellt werden, welche Temperatur das Kraftfahrzeug 10 bei dem nächsten Betriebszyklus aufweist und welchen Energiebedarf die Standheizung 22 benötigt, um das Kraftfahrzeug 10 auf die Raumtemperatur von 20 Grad Celsius zu bringen. Zum Beispiel kann die Außentemperatur um 07:00 Uhr morgens -5 Grad Celsius betragen und der prädiktive Energiebedarf für die Standheizung 22 ist die elektrische Energie, die notwendig ist, um das Kraftfahrzeug 10 von -5 auf +20 Grad Celsius zu heizen. Der Energiebedarf, der dafür notwendig ist, kann beispielsweise durch eine vorhergehende Messung eines Herstellers des Fahrzeugs, eine vorherige Messung des Kraftfahrzeugs beziehungsweise eine Messung eines weiteren Flottenfahrzeugs vorbestimmt worden sein.If the standing time at the predetermined parking location, that is in this example in front of the user's house, is known, the temperature of the motor vehicle can be determined using the climate data, for example using the temperature profile 10 in the next operating cycle and what energy requirements the auxiliary heater 22nd needed to drive the motor vehicle 10 to bring to room temperature of 20 degrees Celsius. For example, the outside temperature at 7:00 a.m. can be -5 degrees Celsius and the predictive energy requirement for the auxiliary heating 22nd is the electrical energy that is necessary to power the motor vehicle 10 to heat from -5 to +20 degrees Celsius. The energy requirement that is necessary for this can have been predetermined, for example, by a previous measurement by a manufacturer of the vehicle, a previous measurement of the motor vehicle or a measurement of a further fleet vehicle.

Anschließend kann mit dem somit bestimmten prädiktiven Energiebedarf der Energievorhalt 20 der Traktionsbatterie 14 durch die Steuereinrichtung 34 bedarfsgerecht eingestellt werden, ohne dass der Energievorhalt 20 zu groß gewählt wird. Somit kann von einer Freigabe von großen Teilen des ansonsten pauschalisierten Energievorhalts ausgegangen werden.The energy reserve can then be determined with the predictive energy requirement thus determined 20th the traction battery 14th by the control device 34 can be adjusted as required without the energy reserve 20th too large is chosen. It can therefore be assumed that large parts of the otherwise generalized energy reserve will be released.

Ferner kann auch vorgesehen sein, dass Veränderungen der in der Traktionsbatterie gespeicherten elektrischen Energie, die während einer Fahrt zu dem Abstellort auftreten können, bei der Reservierung des prädiktiven Energiebedarfs berücksichtigt werden. Insbesondere kann während einer Fahrt ein Ladungssprung beispielsweise durch eine Rekuperation auftreten, wodurch der Traktionsbatterie 14 weitere elektrische Energie zur Verfügung steht. Ist beispielsweise bei einer vorausliegenden Streckenführung bekannt, dass elektrische Energie mittels Rekuperation wiedergewonnen werden kann, kann diese Energie als zusätzlicher Energievorhalt eingeplant werden.Furthermore, it can also be provided that changes in the electrical energy stored in the traction battery, which can occur during a journey to the parking location, are taken into account when reserving the predictive energy requirement. In particular, a charge surge can occur during a journey, for example due to recuperation, which reduces the traction battery 14th further electrical energy is available. If, for example, with a route ahead, it is known that electrical energy can be recovered by means of recuperation, this energy can be planned as additional energy reserve.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass vor dem Zielort, das heißt Abstellort, ein alternativer Abstellort in der Nähe des Zielorts vorgeschlagen wird, falls ein alternativer prädiktiver Energiebedarf am alternativen Abstellort kleiner als der prädiktive Energiebedarf am Zielort ist. Hierfür kann beispielsweise eine Anzeigevorrichtung 36 vorgesehen sein, die einem Benutzer den alternativen Abstellort beziehungsweise mehrere alternative Abstellorte vorschlagen kann. Vorzugsweise kann auch vorgesehen sein, dass die Anzeigevorrichtung 36, die insbesondere ein Bildschirm eines Infotainmentsystems sein kann, eine Kraftstoffeinsparung beziehungsweise eine Einsparung an ausgestoßenem CO₂ bei Wahl eines Abstellortes ausweisen kann. Das heißt, dass beispielsweise angezeigt werden kann, dass ein Parken vor dem Haus bei -10 Grad gegenüber einem Abstellort in einer Garage oder einem Parkhaus 0,3 Liter Kraftstoffmehraufwand bedeuten würde, da mehr elektrische Leistung und Energie notwendig sind, zum Beispiel für eine Wassereinspritzung, die elektrisch beheizt sein kann, für einen elektrisch beheizten Katalysator oder für eine Enteisungsfunktion von Fahrzeugscheiben.Furthermore, it can be provided that an alternative storage location near the destination is proposed in front of the destination, that is to say the storage location, if an alternative predictive energy requirement at the alternative storage location is less than the predictive energy requirement at the destination. A display device, for example, can be used for this 36 be provided, which can suggest the alternative parking location or several alternative parking locations to a user. It can preferably also be provided that the display device 36 , which can in particular be a screen of an infotainment system, can show a fuel saving or a saving in emitted CO ₂ when choosing a storage location. This means that it can be displayed, for example, that parking in front of the house at -10 degrees compared to a parking space in a garage or multi-storey car park would mean 0.3 liters more fuel, since more electrical power and energy are required, for example for water injection , which can be electrically heated, for an electrically heated catalytic converter or for a de-icing function of vehicle windows.

In 2 ist ein schematisches Verfahrensdiagramm gemäß einer beispielhaften Ausführungsform gezeigt. Dabei werden in einem Schritt S10 Umfelddaten empfangen, wobei die Umfelddaten Klimadaten über einen vorbestimmten Abstellort eines Kraftfahrzeugs 10 in einem Vorhersagezeitraum umfassen.In 2 A schematic process diagram is shown in accordance with an exemplary embodiment. Do this in one step S10 Receive environment data, the environment data climate data about a predetermined parking location of a motor vehicle 10 include in a forecast period.

In einem Schritt S12 kann dann ein prädiktiver Energiebedarf der für zumindest eine Fahrzeugkomponente nach einer geschätzten Standzeit am vorbestimmten Abstellort in Abhängigkeit der Umfelddaten bestimmt werden, der für einen vorbestimmten Betriebszustand benötigt wird.In one step S12 a predictive energy requirement for at least one vehicle component after an estimated idle time at the predetermined parking location can then be determined as a function of the environmental data, which is required for a predetermined operating state.

Schließlich kann in einem Schritt S14 der prädiktive Energiebedarf als ein Energievorhalt reserviert werden.Finally, in one step S14 the predictive energy demand can be reserved as an energy reserve.

Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine prädiktive Bordnetzbetriebsstrategie auf Basis von Umfelddaten bereitgestellt werden kann.Overall, the examples show how the invention can provide a predictive on-board network operating strategy based on environmental data.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

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Claims

Method for managing electrical energy stored in a traction battery (14) for an at least partially electrically operated motor vehicle (10), with electrical energy in the traction battery (14) as an energy reserve (20) for operating at least one motor vehicle component ( 22), comprising the steps: a) receiving (S10) environment data, the environment data including climate data about a predetermined parking location of the motor vehicle in a forecast period; b) determining (S12) a predictive energy requirement which is required for the at least one vehicle component (22) after an estimated idle time at the predetermined parking location as a function of the environmental data for a predetermined operating state; c) Reserve (S14) the predictive energy requirement as an energy reserve (20).

Procedure according to Claim 1 , wherein the climate data in the forecast period include a course of a temperature, a humidity and / or a solar radiation at the predetermined parking location.

Method according to one of the preceding claims, wherein the estimated downtime at the predetermined parking location is estimated using a user profile and / or using swarm data from a vehicle fleet comprising the motor vehicle.

Method according to one of the preceding claims, wherein the environment data are received from a vehicle-internal sensor (26) and / or a vehicle-external data source (28).

Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one vehicle component (22) comprises an electrically heatable catalytic converter, an electrically controlled exhaust system, an auxiliary heater and / or a window de-icing device.

Method according to one of the preceding claims, wherein at least one alternative storage location in the vicinity of the predetermined storage location is also proposed if an alternative predictive energy requirement at the alternative storage location is less than the predictive energy requirement.

Method according to one of the preceding claims, wherein a change in the electrical energy stored in the traction battery (14) during a journey to the parking location is taken into account for reserving the predictive energy requirement.

Method according to one of the preceding claims, wherein the predictive energy requirement for the one vehicle component (22) is determined on the basis of a predetermined measured value as a function of the environmental data.

Battery management device (12) for managing electrical energy stored in a traction battery (14) for an at least partially electrically operated motor vehicle (10), with - A sensor receiving device (24) which is designed to receive environment data, the environment data including climate data about a predetermined parking location of the motor vehicle in a forecast period; - A computing device (32) which is designed to determine a predictive energy requirement that is required for the at least one vehicle component (22) after an estimated idle time at the predetermined parking location as a function of the environmental data for a predetermined operating state; and - A control device (34) which is designed to reserve the predictive energy requirement as an energy reserve.

Motor vehicle (10) with a battery management device (12) Claim 9 .