用于具有电动驱动装置的车辆的应急模式的制作方法
【专利摘要】本发明描述一种用于增大通过电机驱动的车辆的行程长度的方法。该方法包括：确认为了运行电机应该使用车辆的蓄能器的电量水平储备。该电量水平储备处在为蓄能器设定的电量水平范围之外。该方法包括，作为对上述步骤的响应，使用来自蓄能器的电量水平储备的电能，以运行车辆的电机。
【专利说明】
用于具有电动驱动装置的车辆的应急模式
技术领域
[0001]本发明涉及一种方法和一种相应的装置用于增大电动车辆的行程长度。
【背景技术】
[0002]具有电动驱动装置(亦即具有电机，其用于驱动车辆)的车辆通常包括蓄能器，其设置用于存储用于运行电机的电能。用于驱动车辆的电能(也称之为牵引能量)通常电化学地储存于蓄能器中。示例性的蓄能器包括一个或多个以锂离子为基础的蓄电池。
[0003]电蓄能器包括有限的用以储存牵引能量的电容量。在这里目前用有限的电容量可达到的车辆行程长度与由利用内燃机的车辆可以达到的行程长度相比是较小的。此外目前电动车辆的公共充电站的数量是比较有限的。因此对于电动车辆存在增大的风险，即电动车辆利用可提供的能量不可能到达要求的行驶目的地并且电动车辆可能“停顿”。
【发明内容】
[0004]本发明的发明目的在于，以有效的方式减少电动车辆没有足够的电能用于到达要求的行程目的地的风险。特别是应当使得电动车辆的司机能够以有效的方式在需要时增大电动车辆的行程长度。
[0005]通过各独立的权利要求达到该目的。此外有利的实施形式描述于各从属权利要求中。
[0006]根据一方面，描述一种用于增大通过电机驱动的车辆的行程长度的方法。车辆例如是公路车辆，例如轿车或载货车。该方法包括确认:为了电机的运行应该使用车辆的蓄能器的电量水平储备。
[0007]蓄能器设置用来储存电能，其中在蓄能器中的电能的量通常通过蓄能器的电量水平(也称为充电状态State of Charge，S0C)表示。蓄能器通常包括一个或多个蓄电池，例如一个或多个以锂离子为基础的蓄电池。蓄能器通常在标准运行模式中运行，其中将蓄能器不完全充电和/或不完全放电，以便达到蓄能器的尽可能高的寿命(亦即尽可能多的充电循环数量)。蓄能器可以例如在标准运行模式中放电至最小许可的电量水平(该最小许可的电量水平大于0%)和/或充电直到最大许可的电量水平(该最大许可的电量水平小于100%)。换句话说，蓄能器可以在标准运行模式中在为蓄能器设定的(或者说许可的)电量水平范围内运行。在这里所设定的电量水平范围可以向下通过最小许可的电量水平和/或向上通过最大许可的电量水平限定。
[0008]电量水平储备处在为蓄能器设定的电量水平范围之外。电量水平储备可以例如包括下部的电量水平储备，在该下部的电量水平储备时蓄能器的电量水平处在最小许可的电量水平之下(必要时向下直到最小可能的例如0%的电量水平)。替代地或补充地，电量水平储备可以包括上部的电量水平储备，在该上部的电量水平储备时蓄能器的电量水平处在最大许可的电量水平之上(必要时向上直到最大可能的例如100 %的电量水平)。
[0009]通常当蓄能器在设定的电量水平范围内运行时比蓄能器在电量水平储备内运行时在统计上较小地缩短蓄能器的寿命。因此通常(对于蓄能器的寿命)有利的是，按标准在标准运行模式中、亦即在设定的电量水平范围内运行蓄能器。蓄能器的电量水平储备另一方面应该只在特殊情况下使用，因为蓄能器的电量水平储备的利用通常在统计上导致蓄能器的寿命的缩短(与仅仅在设定的电量水平范围内的使用相比)。
[0010]该方法因此包括确认:(在特殊情况下)应该将蓄能器的电量水平储备用于车辆的电机的运行。蓄能器的该运行模式可以称之为蓄能器的扩大电容量的运行模式。因此可以确认，应该激活蓄能器的扩大电容量的运行模式，在其中不仅设定的电量水平范围而且蓄能器的电量水平储备均用于电机的运行以便驱动车辆。
[0011]该方法进一步包括，作为对于上述确认(应该激活蓄能器的扩大电容量的运行模式)的响应，使用来自蓄能器的电量水平储备的电能，以便运行车辆的电机(亦即为了驱动车辆)。蓄能器的电量水平储备的使用可以限制到蓄能器的预定数量的充电循环的(例如限制到唯一的充电循环)。亦即该方法可以进一步包括将蓄能器的电量水平储备的利用限制到预定的有限数量的充电循环。蓄能器可以在该有限数量的充电循环之后自动地从扩大电容量的运行模式转到标准运行模式，然后可选地只有通过使用者的明确的询问/输入才重新激活扩大电容量的运行模式。
[0012]通过本发明描述的方法可以以有效的方式扩大蓄能器的可利用的电容量并且在需要时增大车辆的行程长度。通过选择性提供蓄能器的电量水平储备来限制蓄能器的损坏。
[0013]“确认应该使用蓄能器的电量水平储备”可以包括经由车辆的输入/输出单元检测车辆使用者的输入。特别可以需要的是，车辆的使用者(例如车辆司机或车辆的乘客)经由车辆的人机接口明确地要求蓄能器的电量水平储备。此外可以确认，车辆的使用者是否为了电量水平储备的使用接受一个或多个条件(例如蓄能器的保修期条件的改变和/或对于蓄能器的电量水平储备的利用的支付条件)。这同样可以通过车辆的人机接口确定。可选地仅仅当确定了车辆的使用者已接受一个或多个条件时，才可以使用来自电量水平储备的能量。换句话说，只当使用者已接受一个或多个条件时，可选地才可以实现蓄能器的扩大电容量的运行模式的激活。另一方面蓄能器可选地可以保留在标准运行模式中。
[0014]通过要求车辆使用者的明确的输入和通过将蓄能器的电量水平储备的利用与一个或多个条件的选择性耦联，可以限制因电量水平储备的过度的利用而导致的蓄能器损坏。此外电量水平储备的利用可以作为车辆的增值功能(可选地相对于支付)为使用者提供。
[0015]该方法可以进一步包括:在将来自电量水平储备的电能用于电机的运行时，激活一个或多个措施，通过这些措施减少车辆的电能消耗。可以认为，当使用者激活车辆的扩大电容量的运行模式时，车辆的使用者能够使车辆的行程长度最大化。因此可以有利的是，当激活蓄能器的扩大电容量的运行模式时。可能自动地实施一个或多个减少消耗的措施(例如空气调节装置的去活化和/或车辆行驶速度的限制)。这样可以进一步增大车辆的行程长度。
[0016]如以上所述，电量水平储备可以包括下部的电量水平储备，在该下部的电量水平储备时蓄能器的电量水平低于最小许可的电量水平。在车辆的行驶过程中可以提供下部的电量水平储备，以便增大车辆的行程长度(例如为到达目标位置)。特别在车辆的行驶过程中可以确定应该使用下部的电量水平储备。因此为车辆可以提供所谓UMP HOME功能(即应急功能或跋行回家功能)。
[0017]替代地或附加地，电量水平储备可以包括上部的电量水平储备，在该上部的电量水平储备时蓄能器的电量水平被置于最大许可的电量水平之上。在蓄能器的充电过程中(例如在充电站)可以确认，应该使用上部的电量水平储备。这样可以在准备阶段增加为即将到来的行驶可提供的电能量。
[0018]按照另一方面描述用于车辆的一种控制单元(例如控制仪)。车辆包括用于驱动车辆的电机。控制单元设置用来确认为了电机的运行应该使用车辆的蓄能器的电量水平储备。蓄能器设置用来储存能量，并且蓄能器的电量水平储备处在对于蓄能器而言许可的(或预定的)电量水平范围之外。亦即按标准通常在该电量水平范围内运行蓄能器。控制单元进一步设置用于启动使用来自蓄能器的电量水平储备的电能，以便运行车辆的电机。
[0019]蓄能器可以包括一个或多个蓄电池，当蓄电池充电到处在最大许可的电量水平之上的电量水平时和/或当蓄电池放电到在最小许可的电量水平之下的电量水平时蓄电池的寿命在统计上显著缩短。特别在上述情况下寿命比当只在最大许可的电量水平之下和/或在最小许可的电量水平以上运行一个或多个蓄电池时较强地缩短。
[0020]车辆可以设置用于在标准运行模式中只在许可的电量水平范围内运行蓄能器。因此在标准运行模式中为了电动的运行不使用车辆的蓄能器的电量水平储备。另一方面在扩大电容量的运行模式中除了使用许可的电量水平范围外也可以使用电量水平储备。
[0021]按照另一方面描述一种车辆(例如轿车、载货车或摩托车)，其包括在本发明中描述的控制单元。
[0022]按照另一方面描述一种软件(SW)程序。SW程序可以设置用于在处理机(例如在控制仪上)实施，并且以便由此实施在本发明中描述的方法。
[0023]根据另外一方面，描述一种存储介质。该存储介质可以包括一种软件程序，其用于在处理器上实施并且由此实施在本发明中描述的方法。
[0024]应注意，在本发明中描述的方法、装置和系统不仅可以单独地使用，而且以与其它的在该文件描述的方法、装置和系统组合使用。此外在任何方面可以以各种各样的方式相互组合在该文件中描述的方法、装置和系统。特别是能够以各种各样的方式相互组合各权利要求的特征。
【附图说明】
[0025]以下借助各实施例更详细地描述本发明。其中示出:
[0026]图1车辆的示例性的多个部件；
[0027]图2蓄能器的示例性的电量水平；
[0028]图3充电循环对蓄能器寿命的示例性的影响;和
[0029]图4示例性的方法的流程图，用于为具有电动驱动装置的车辆选择地提供能量储备。
【具体实施方式】
[0030]如开头所述，本发明的目的在于能够以有效的方式为电动车辆的使用者在需要时增大电动车辆的行程长度。
[0031]图1示出一个方块图，包括车辆100的示例性的多个部件。特别是车辆100包括蓄能器102，其设置为车辆100的电机的运行提供电能。蓄能器102设置用来确定蓄能器102的电量水平(也称为充电状态S0C)并且提供给控制单元101。控制单元101可以设置用于借助蓄能器102的电量水平确定车辆100的剩余的行程长度。
[0032]车辆100还可以包括导航单元104，其设置用于确定车辆100的位置和/或车辆100的计划的行驶路线。控制单元101可以设置用于确认:在考虑到剩余的行程长度的情况下车辆100是否可以走完计划的行驶路线。例如可以确定，在考虑到当前的蓄能器102的电量水平的情况下计划的行驶路线是过长的，并因此不可能到达行驶目的地。
[0033]为了提高蓄能器102(特别是电化学的蓄能器，如例如以锂离子为基础的蓄能器)的寿命，通常在一个电量水平范围内运行蓄能器102，通过该电量水平范围有效提供的蓄能器102的电容量相对蓄能器102的最大的电容量是减少的。这示例性示于图2中。蓄能器102具有一个最大可能的电容量，其通过整个条来代表。最大可能的电容量在最大可能的电量水平204(通常100%S0C)时达到。为了提高蓄能器102的寿命，蓄能器102通常只充电到最大许可的电量水平203(通常80-90%S0C)。最大许可的电量水平203处在最大可能的电量水平204之下，从而蓄能器102具有一个有效的可使用的电容量，其小于蓄能器102的最大可能的电容量。
[0034]以类似的方式通常有利的是，不完全排空蓄能器102(直到最小可能的电量水平201，例如O % SOC)。替代地，将蓄能器102在正常的运行中(亦即在标准运行模式中)一直放电到最小许可的电量水平202(例如10-20%S0C)，以便提高蓄能器102的寿命。
[0035]在电动车辆的正常运行中(亦即在标准运行模式中)因此在最小许可的电量水平202与最大许可的电量水平203之间运行蓄能器102。因此从处在最小许可的电量水平202与最大许可的电量水平203之间的电容量得出蓄能器102的有效可使用的(亦即可直接利用的)电容量。通过各电量水平的限定可以达到蓄能器102的尽可能高的寿命。另一方面预期，通过蓄能器102在电量水平202与203之间的许可的电量水平范围205之外的运行导致蓄能器的寿命的较大的缩短。
[0036]图3示例性说明通过一个充电循环引起的蓄能器102的寿命的缩短。在X轴上画出最小的或最大的实际的电量水平301(其出现在蓄能器102的充电循环的范围内)并且在y轴上示出蓄能器102的寿命的缩短302(以仍可使用的充电循环的数目)。明显的是，在许可的电量水平范围205之外运行时比在许可的电量水平范围205之内运行时更强地缩短蓄能器102的寿命。例如当在当前的充电循环中只在许可的电量水平范围205内运行蓄能器102时，在统计上蓄能器102的寿命正好缩短一个充电循环。另一方面在当前的充电循环中蓄能器102在许可的电量水平范围205之外的利用导致寿命在统计上减小302多于一个充电循环。
[0037]车辆100可以包括输入/输出单元103，其设置用于向车辆100的使用者发送信息(以声响和/或光的形式)和/或检测车辆100的使用者的输入。特别是输入/输出单元103可以提供人机接口(亦即人机界面)ο由此使用者可以经由车辆100的输入/输出单元103启动提供能量储备，其通过蓄能器102在许可的电量水平范围205之外的运行得出。
[0038]例如车辆100的使用者可以经由输入/输出单元103启动:在车辆100的行驶过程中提供下部的电量水平储备206(在最小许可的电量水平202以下)至少部分地用于车辆100的电机的运行。这样可以使车辆100的乘客能够借助于下部的电量水平储备206增大车辆100的行程长度，以便到达要求的行驶目的地。
[0039]此外控制单元101可以设置用于启动车辆的一个或多个控制仪105，以当已知车辆100的使用者想使用下部的电量水平储备206时，转变到节能的运行。例如可以将车辆100的空气调节装置去活化和/或可以限制车辆100的行驶速度和/或加速度。换句话说，控制单元101可以设置用于采取多个措施，借其可以减少车辆100的能量消耗，以便进一步增大利用下部的电量水平储备206可达到的车辆100的行程长度。
[0040]替代地或补充地，车辆的使用者可以经由输入/输出单元103启动:在车辆100的充电过程中提供上部的电量水平储备207(在最大许可的电量水平203之上)至少部分地用于车辆100的电机的运行。然后可以将蓄能器102在充电过程中可选地一直充电到最大可能的电量水平204。这样车辆100的乘客能够使得车辆100为特别长的行驶距离做好准备。特别是这样已经在行驶的准备阶段可以增大车辆100的行程长度。在利用上部的电量水平储备207时控制单元101可选地也可以启动多个减少消耗的措施。
[0041]控制单元101可以设置用于经由输入/输出单元103向车辆100的使用者发送关于电量水平储备206、207的激活的信息和/或由车辆100的使用者取得证实。例如可以向车辆100的使用者指出，电量水平储备206、207的激活可能导致蓄能器102的寿命的缩短并且可能通过电量水平储备206、207的激活减少蓄能器102的保修期。此外可以要求车辆100的使用者，确认用于激活电量水平储备206、207的各规定的条件。例如可以要求车辆100的使用者，接受蓄能器102的改变的保修期条件和/或为利用电量水平储备206、207支付费用。经由输入/输出单元103可以可选地进行支付过程。
[0042]通过经由输入/输出单元103提供的人机接口，因此车辆100的使用者可以激活车辆的LIMP HOME (跛行回家)模式。在该LIMP HOME模式中车辆100为了车辆100的牵引可以利用能量储备206，其通常从蓄能器102中的寿命观点被维持。同时车辆100可以被置于特别能量有效的模式中。例如可以限制车辆100的行驶速度和/或加速度，和/或可以关闭辅助耗能器，如例如空调。
[0043]为了解决由LIMPHOME模式的激活产生的与蓄能器102保修期的目标冲突，LIMPHOME模式的激活可以由车辆100的使用者与费用的支付相关地进行。这样得到的金额则可以用于覆盖可能通过UMP HOME模式的激活产生的提高的保修期要求。
[0044]如以上所述，可以提供上部的和/或下部的电量水平储备206、207供使用。因此不仅对短的距离(亦即对所谓的UMP HOME)而且对长的距离均提供扩大的行程长度。在本发明中描述的方法因此能够在需要时以灵活的或简单的方式增大具有电动驱动装置的车辆100的行程长度。
[0045]图4示出一种示例性的方法400的流程图，用于增大通过电机驱动的车辆100的行程长度。方法400包括确认401:应当使用车辆100的蓄能器102的电量水平储备206、207用于电机的运行。蓄能器102用于储存用于电机运行的电能。在标准运行模式中蓄能器在设定的或许可的电量水平范围205内运行。这样在标准运行模式中可以将蓄能器102的寿命的缩短保持尽可能小并且尽管如此维持足够用于电机运行的蓄能器电容量。
[0046]另一方面可以确认:(通常作为特殊情况)应该以扩大电容量的运行模式运行蓄能器。亦即可以确认，为了运行电机，附加于设定的电量水平范围205应该利用蓄能器102的电量水平储备206、207。在这里电量水平储备206、207处在为蓄能器设定的电量水平范围205之外并且这样扩展可使用的(亦即可利用的)蓄能器102的蓄能器电容量。另一方面通过以电量水平储备206、207运行蓄能器102通常在统计上缩短蓄能器102的寿命(与仅仅在设定的电量水平范围205内的运行相比较)。“确认401应该使用电量水平储备206、207(亦即应该激活扩大电容量的运行模式)”可以经由车辆100的人机接口实现。
[0047]方法400还包括，作为对确认401 (应该使用电量水平储备206、207)的响应，使用402来自蓄能器的电量水平储备206、207的电能，以便运行车辆100的电机。通常只在蓄能器102的一个唯一的充电循环中(或只在规定数量的充电循环中)使用电量水平储备206、207。亦即通常蓄能器102又自动地从扩大电容量的运行模式转入标准运行模式。特别可以需要的是，对于蓄能器102的每一充电循环(或对于每组充电循环)而言必须重新明确地经由车辆100的人机接口激活扩大电容量的运行模式。
[0048]选择性地提供车辆100的蓄能器102的扩大电容量的运行模式使得可以以灵活的方式增大车辆100的行程长度。另一方面通过向标准运行模式的自动的返回阻止了因扩大电容量的运行模式的经常激活(亦即因电量水平储备206、207的经常使用)而损坏蓄能器102。
[0049]本发明并不限于所示的各实施例。特别是应注意，说明书和附图只应当用于说明建议的方法、装置和系统的原理。
【主权项】
1.一种用于增大通过电机驱动的车辆(100)的行程长度的方法(400)，该方法(400)包括: 确认(401)为了运行电机应该使用车辆(100)的蓄能器(102)的电量水平储备(206、207)，该蓄能器(102)设置用于储存能量，该电量水平储备(206、207)处在为蓄能器(102)设定的电量水平范围(205)之外;和 作为对上述步骤的响应，使用(402)来自蓄能器(102)的电量水平储备(206、207)的电能，以运行车辆(100)的电机。2.按照权利要求1所述的方法(400)，其特征在于，与蓄能器(102)在电量水平储备(206、207)内的运行相比，蓄能器(102)在设定的电量水平范围(205)内的运行在统计上较小地缩短蓄能器(102)的寿命。3.按照上述权利要求中任一项所述的方法(400)，其特征在于， 设定的电量水平范围(205)从蓄能器(102)的最小许可的电量水平(202)—直延伸到最大许可的电量水平(203);并且 电量水平储备(206、207)包括下部的电量水平储备(206)和/或上部的电量水平储备(207)，在下部的电量水平储备时蓄能器(102)的电量水平低于最小许可的电量水平(202)，在上部的电量水平储备时蓄能器(102)的电量水平高于最大许可的电量水平(203)。4.按照上述权利要求中任一项所述的方法(400)，其特征在于，确认(401)包括检测由车辆(100)的使用者经由车辆(100)的输入/输出单元(103)的输入。5.按照上述权利要求中任一项所述的方法(400)，其特征在于，方法(400)还包括确定车辆(100)的使用者是否为了使用电量水平储备(206、207)而接受一个或多个条件，并且 只有当确认了车辆(100)的使用者接受了所述一个或多个条件时，才使用来自电量水平储备(206、207)的电能用于电机的运行。6.按照上述权利要求中任一项所述的方法(400)，还包括:在使用来自电量水平储备(206、207)的电能用于电机的运行时，激活一个或多个措施，借助于该措施减少车辆(100)对电能的消耗。7.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，电量水平储备(206、207)包括下部的电量水平储备(206)，在该下部的电量水平储备时蓄能器(102)的电量水平低于最小许可的电量水平(202)，并且在车辆(100)的行驶过程中确认应该使用下部的电量水平储备(206)。8.按照上述权利要求中任一项所述的方法(400)，其特征在于，电量水平储备(206、207)包括上部的电量水平储备(207)，在该上部的电量水平储备时蓄能器(102)的电量水平高于最大许可的电量水平(203)，并且在蓄能器(102)的充电过程中确认应该使用上部的电量水平储备(207)。9.一种用于车辆(100)的控制单元(101)，该车辆(100)包括用于驱动车辆(100)的电机，该控制单元(101)设置用于: 确认为了运行电机应该使用车辆(100)的蓄能器(102)的电量水平储备(206、207)，该蓄能器(102)设置用于储存电能，该电量水平储备(206、207)处在对于蓄能器(102)而言许可的电量水平范围(205)之外;和 而后启动使用来自蓄能器(102)的电量水平储备(206、207)的电能，以便运行车辆(100)的电机。10.按照权利要求9所述的控制单元(101)，其特征在于，蓄能器(102)包括一个或多个蓄电池，当蓄电池充电到高于最大许可的电量水平(203)的电量水平时和/或当蓄电池放电到低于最小许可的电量水平(202)的电量水平时蓄电池的寿命在统计上缩短，和/或 车辆(100)设置用于使蓄能器(102)在标准运行模式下仅仅在许可的电量水平范围(205)内运行。
【文档编号】B60L11/18GK105922878SQ201610107951
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年2月26日
【发明人】T·克里斯特, M·拉特
【申请人】宝马股份公司