用于电蓄能器的充电方法与流程

本发明涉及根据独立权利要求的类型的一种用于机动车的电蓄能器的充电方法、一种构造来实施该充电方法的输入系统和一种系统，该系统包括机动车、充电站和该输入系统。

背景技术：

如今，电动车辆的电池组大多在夜间充电。这些电池组大多只是部分地或者也相当少地完全被放电。大多数情况下，一旦车辆停下并且存在充电可能性，电动车辆的电池组就被充电。那么也谈及所谓的“alwayscharging（总是充电）”（ac）模型。

给电动车辆的电池组充电的另一可能性可以基于当前的能源价格来进行。在这种情况下，谈及“threshold-basedrule（基于阈值的规则）”（tbr）模型。为此，电动车辆必须总是与充电站连接。关于电池组的充电状态和能量成本的信息集中地被提供（基于云的解决方案）。

技术实现要素：

按照本发明的包括在下文列举的步骤的充电方法具有使电蓄能器的老化减少的优点。

在一个方法步骤中，检测电蓄能器、尤其是蓄电池的当前的充电状态。电蓄能器基于电化学来存储电能。

在一个方法步骤中，检测机动车的所计划的使用范围。

在一个方法步骤中，确定周围环境温度，该周围环境温度在所计划的使用期间、尤其是在所计划的使用地点和/或在所计划的使用时间存在。

在一个方法步骤中，根据最大可能的充电状态和所检测到的周围环境温度来确定电蓄能器的目标充电状态。目标充电状态尤其随着周围环境温度升高而降低。

在一个方法步骤中，根据所确定的目标充电状态来生成信号，而且将所生成的信号发送给充电电流控制器和/或输出装置。充电电流控制器尤其是机动车或者充电站的一部分。

有利的是：蓄能器与是否针对其提供充电电流无关地根据影响老化的因素、如周围环境温度、机动车的使用、充电和/或放电电流以及充电状态来充电。

通过在从属权利要求中列举的措施，得到在独立权利要求中说明的方法的有利的扩展方案和改善方案。

一个可能的扩展方案是：在所计划的使用时间确定在所计划的使用地点的周围环境。可以尽可能地防止蓄能器的不想要的老化。优选地，通过这种做法，同样可以充分考虑在有温度区别的使用地点改变时可能的问题。

被视为一个有利的扩展方案的是：借助于预报服务来确定周围环境温度。相对应地，例如经由互联网连接来询问所计划的使用地点的周围环境温度以及所计划的使用时间。

一个扩展方案是：周围环境温度不仅仅包括温度值，而且包括数目与使用地点的数目和/或使用的随时间的变化过程相对应的温度值。因而，周围环境温度值尤其构造为数组，该数组影响对目标充电状态的计算。

一个可能的扩展方案的特点在于：该信号是充电控制信号。充电控制信号被提供给充电电流控制器。充电电流控制器尤其是机动车的一部分和/或充电站的一部分。充电电流控制器调节被用于给电蓄能器充电的充电电流的大小。

该方法的一个有利的扩展方案包括如下可选的方法权利要求。

在一个方法步骤中，对电蓄能器进行充电，直至达到目标充电状态。尤其是借助于充电站的充电电流或充电电流控制器来进行充电。充电电流控制器根据目标充电状态和当前的充电状态来调整被提供给蓄能器的充电电流。

在一个方法步骤中，从目标充电状态开始，确定给电蓄能器充电直至最大可能的充电状态的时长。

在接下来的方法步骤中，生成控制信号，使得在所计划的使用前不久或者在所计划的使用时，蓄能器已经基本上达到了目标充电状态。

得到如下优点：低于最大可能的充电状态不多的对于老化来说不利的范围只是在短时间内、尤其是在机动车的使用前不久存在。

一个有利的扩展方案是：使用范围尤其包括所要预期的一个或多个驾驶行为和/或所要预期的一个或多个海拔地貌和/或用户的在场或缺席和/或一个或多个路线轨迹。经此，还可以更好地并且更精确地计算目标充电状态。

一个可能的扩展方案是：根据所计划的使用、所确定的周围环境温度来确定最低充电状态。所确定的允许的最低充电状态被一并包括在对目标充电状态的确定之内。

一个扩展方案是：检测自放电率。根据自放电率来确定目标充电状态。自放电率是蓄能器自放电的速率。

本发明还涉及一种输入系统。该输入系统构造为实施按照上述方法权利要求之一所述的充电方法。优选地，该输入系统构造为实施该充电方法的重要的方法步骤。为此，该输入系统有利地具有通信装置，用于与机动车和/或充电站和/或第三装置、诸如预报服务进行通信。该输入系统还具有输入装置，用于检测使用范围。

该输入装置尤其可以构造为按键、开关、键盘、触摸元件和/或借助于语音输入系统来构造。

该输入系统具有处理单元，该处理单元构造用于实施一部分方法步骤、尤其是所有方法步骤。该输入系统具有输出装置，该输出装置构造为输出所生成的信号。该输出装置还构造为使得该输出装置尤其可以将所生成的信号发送给充电电流控制器、机动车和/或充电站。

一个可能的扩展方案是：该输入系统是机动车的一部分，尤其是固定地建造在机动车中。该输入系统尤其是导航系统的一部分或该输入系统由导航系统构成。

按照另一特别有利的扩展方案，该输入系统能移动地使用。该输入系统构造为使得该输入系统可实施该方法的所有步骤。优选地，该输入系统实施为智能电话、平板电脑、计算机或者智能手表。

一个扩展方案是：计算机程序被实施为使得该计算机程序可实施该方法的所有步骤。该计算机程序尤其是在输入系统上，诸如在智能电话、平板电脑、计算机或智能手表、导航系统、多媒体系统上实施。

一个可能的扩展方案是：机器可读存储介质被构造为使得在其上存储有该计算机程序。

本发明还涉及一种系统，该系统包括机动车、充电站和输入系统。该系统构造为实施按照这些方法权利要求之一所述的方法。充电站构造为向机动车提供用来给电蓄能器充电的电流。充电电流尤其是通过充电电流控制器来调节。充电电流控制器是机动车或者充电站的一部分。

有利的是：设置检测装置，该检测装置构造为检测在给蓄能器充电时的损耗。这种损耗尤其可能由于冷却以及机动车的与之相关联的冷却装置而发生。根据检测装置的所检测到的损耗，充电电流控制器将充电电流适配为使得电蓄能器在所希望的使用时间点被充电至目标充电状态。

附图说明

本发明的其它特征从附图中得到并且在随后的描述中进一步予以阐述。其中：

图1示出了按照本发明的方法的流程图；而

图2示出了具有按照本发明的输入系统的按照本发明的系统。

具体实施方式

在图1中示出了按照本发明的方法100的流程图。方法100包括多个方法步骤，这些方法步骤的顺序可以相对于图1中的布置被调换。在图2中示出了具有按照本发明的输入系统10的按照本发明的系统1。

在方法步骤110中，检测尤其是构造为蓄电池的电蓄能器22的当前的充电状态。在这种情况下，可以直接借助于传感器来进行检测110。替选地或附加地，传感器可以检测值并且借助于蓄能器管理系统和/或通信连接来提供该值。可以借助于经由通信连接来对传感器或管理系统的询问来询问、尤其是检测充电状态。

方法100至少部分地在输入系统10的处理单元13上实施。处理单元13具有通信装置26，该通信装置可以发送相对应的询问并且接收充电状态作为应答。

电蓄能器22尤其构造为二次电池组、优选蓄电池。电蓄能器22是基于电化学的针对电能的可再充电的存储器。电蓄能器尤其是具有锂。

在接下来的方法步骤120中，检测机动车20的所计划的使用范围。该使用范围尤其包括所要预期的驾驶方式和/或在行驶时所要预期的海拔地貌和/或用户的在场与缺席和/或路线轨迹。所要预期的使用范围尤其是还包括：应该如何使用机动车、应该什么时候使用机动车、应该在那里使用机动车和/或应该使用机动车多长时间。

所要预期的驾驶方式尤其包括用户如何驾驶他的车辆，尤其是关于速度、加速度和减速度方面如何驾驶他的车辆。如果例如涉及节俭的驾驶员，则在路程相同的情况下，目标充电状态可以相对于不节俭的驾驶员构造得更低。此外，刺激的驾驶方式意味着比温和的驾驶方式能耗更高。

所要预期的路线尤其可以借助于在输入系统上的询问来检测。

输入系统10尤其可以构造为移动设备，优选地构造为智能电话、平板电脑、笔记本电脑、智能手表。然而，该输入系统也可以是机动车的一部分。该输入系统尤其可以集成到hmi系统、尤其是机动车的导航系统中。该输入系统可以由hmi系统构成。

所要预期的路线对能量需求有影响，尤其是只是下坡行驶的机动车20比上坡行驶的机动车20需要的能量更少。例如在行驶开始之后的高回收能量将影响对目标充电状态的确定。如果用户例如住在山上而且他按照他的路线首先行驶到山坳，则在山坳行驶时所形成的回收能量可以被用于对蓄能器22的接下来的充电。在利用充电站来充电时的目标充电状态可以相对应地被设定得更低。

用户的所要预期的在场与缺席优选地是所计划的使用范围的一部分。缺席的用户例如并不需要具有被充满电的蓄能器22的机动车10。尤其是，在这种情况下可以与用户的记事日历进行对照。

在接下来的方法步骤130中，确定周围环境温度。优选地，确定在所计划的使用地点并且在所计划的使用时间段的周围环境温度。尤其是借助于温度传感器和/或预报方法来进行该确定。替选地或附加地，可以借助于预报服务来确定周围环境温度。预报服务例如可以是天气服务，所述天气服务经由互联网来提供所预报的天气。所确定的周围环境温度可构造为数组，该数组包括多个周围环境温度值。这些周围环境温度值对应于在机动车的各个使用地点的所预报的温度值。

在接下来的方法步骤140中，根据最大可能的充电状态来确定蓄能器22的目标充电状态。最大可能的充电状态对应于电蓄能器的100%充电。最大可能的充电状态对应于包括老化在内的当前最大可能的充电状态。蓄能器可储存的最大能量由于老化而降低。当前的最大充电状态为100%，该当前的最大充电状态可能相对于最初的最大充电状态、尤其是同样由于老化而降低。

此外，所检测到的周围环境温度一并被纳入到对目标充电状态的确定中。经此，降低了电蓄能器的老化效果。如果例如周围环境温度在几天内升高得超过30℃，则目标充电状态被限制到例如最大可能的充电状态的80%。

在接下来的方法步骤150中，生成信号。该信号根据所确定的目标充电状态来生成。该信号被构造为使得该信号可以借助于通信装置15被发送给机动车20和/或充电站40。该信号被发送给机动车20和/或充电站。优选地，该信号被发送给机动车20的充电电流控制器28和/或充电站20的充电电流控制器48。

替选地或附加地，该信号被生成为使得在输入系统10的输出装置17上产生输出。该信号尤其引起：输出装置17输出所确定的目标充电状态作为建议，尤其是用来由用户进行检查。输出装置17尤其可以是：显示装置，优选地是显示器；和/或声音输出装置，优选地是扬声器。

在可选的方法步骤160中，对电蓄能器22进行充电，直至达到目标充电状态。优选地，该可选的方法步骤160由充电站40本身或者机动车的充电电流控制器28、48来执行。优选地，该方法步骤160由充电电流控制器28、48来执行。为此，充电站40提供充电电流。充电电流的大小基于蓄能器22的类型、由能量网提供的能量、目标充电状态以及当前的充电状态。

在接下来的可选的方法步骤170中，从目标充电状态开始，确定给电蓄能器22充电直至最大可能的充电状态的时长。机动车20的蓄能器22可以被充电到如下目标充电状态，该目标充电状态关于老化现象方面对于蓄能器22来说是最佳的。然而，如果需要最大蓄能容量，则可以在用户使用之前不久载入其余的电荷。为此，必须知道电蓄能器从目标充电状态开始被充电到最大电荷量持续了多长时间。

在接下来的可选的方法步骤180中，生成控制信号，使得在所计划的使用前不久或者在所计划的使用时，蓄能器基本上达到了最大可能的状态。

附加地，在一个可选的方法步骤133中，根据蓄能器的状态来确定允许的最低充电状态。根据使用范围和周围环境温度以及所确定的允许的最低充电状态来确定目标充电状态。例如当最低充电状态为最大电荷量的20%而最佳的目标充电状态是80%，然而需要为90%的电荷量时，目标充电状态可能会被提升到90%。替选地，最低充电状态可能会被降低到15%而目标充电状态可能会被提高到85%。

在接下来的可选的方法步骤136中，检测自放电率。根据自放电率来确定目标充电状态。自放电率不仅取决于电化学系统而且取决于蓄能器的结构形式或实施方案。

在图2中示出了系统1。该系统包括输入系统10、机动车20和充电站40。

输入系统10构造和设立为使得该输入系统可以实施方法100。输入系统10具有通信装置15。通信装置15尤其能够借助于无线或者有线通信来与充电站40和/或机动车20、尤其是与充电电流控制器28、48进行通信。尤其是借助于lte、umts、3g、5g、6g、wlan、蓝牙等等来进行通信。机动车20具有通信装置26。充电站40具有通信装置46。

输入系统10还具有输出装置17。输出装置17尤其可以构造为显示装置，优选地构造为显示器；和/或可以构造为声音输出装置，优选地构造为扬声器。

输入系统10还具有处理单元13，该处理单元尤其构造为至少实施单个的方法步骤。可选地，输入系统10也具有温度传感器，该温度传感器可以检测周围环境的温度。替选地或附加地，输入系统10可以借助于其通信装置15来建立与外部的第三设备的通信连接并且从该外部的第三设备询问出在一个或多个确定的时间在一个或多个确定的地点的周围环境温度。尤其是，该输入系统询问车辆所处那里的时间和地点处的周围环境温度。

输入系统10还具有输入装置19。输入装置19构造为使得能够实现由用户来检测所计划的使用特性。

机动车20具有电蓄能器22。

蓄能器22将能量提供给机动车20的驱动系统。优选地，涉及混合动力机动车20或者电动机动车20。

机动车20还包括处理单元24，该处理单元构造为使得该处理单元可以处理各个方法步骤。优选地，尤其是部分地通过处理单元24来实现方法步骤110。如果在机动车中也设置了充电控制器28，则该充电控制器尤其是该处理单元的一部分。

处理单元24具有可检测蓄能器22的充电状态的传感器。同样是车辆20的一部分的通信装置26能够实现与充电站40和/或输入系统10的通信。

按照本发明的一个扩展方案，输入系统10固定地安装到机动车20中。优选地，借助于有线连接、尤其是借助于can、lin或most总线来在输入系统10的通信装置15与处理单元24的通信装置26之间进行通信。

充电站40具有充电控制装置48。充电控制装置48监控被提供给机动车20的电流。

充电控制装置48还调节由能源运营商提供的电流。充电控制装置48将电流调节成充电电流，使得在蓄能器22中达到目标充电状态。优选地，充电电流在此被调节为使得在所希望的时间点达到目标充电状态。因此，充电电流被校准为使得在所希望的使用之前不久或者在所希望的使用的时间点达到目标充电状态。

还设置有检测装置，该检测装置确定在充电时尤其是用于蓄能器22的冷却的损耗。在充电期间，蓄能器22例如必须被冷却。冷却需要能量。该能量可以被视为损耗。为了进行冷却，使用充电能量的一部分。该检测装置尤其可以构造在机动车20中或者构造在充电站40中。充电站40的充电电流根据所检测到的损耗来调整。尽管有损耗而仍达到目标充电状态。

如果智能电网功能可能，则当例如周围环境条件、尤其是周围环境温度或所要预期的使用发生变化时，电池组的目标充电状态可以被适配。在这种情况下，除了给蓄能器充电的功能之外，给蓄能器放电也是可能的。

如果附加地运行由多个电动车辆构成的车队，则该运行可以被适配为使得各个车辆的蓄能器平均经受相同的负荷而且在考虑使用、尤其是其中这些车辆平均经受均匀的负荷的驾驶行为的情况下平均经受相同的负荷。

电蓄能器的运行状态可以通过输入系统10来检测，所计划的路线可以通过该输入系统来确定。

按照本发明的一个扩展方案，所计划的使用范围从记事日历中得知。