用于规划能电驱动的车辆、尤其是商用车辆的运行策略的方法、计算机程序和/或计算机可读介质、控制器、能电驱动的车辆,尤其是商用车辆与流程

文档序号:41685933发布日期:2025-04-18 16:31阅读:72来源:国知局

本发明涉及用于规划能电驱动的车辆、尤其是商用车辆的运行策略的方法,能电驱动的车辆具有储能设备和有反馈制动能力的电驱动装置,其中,储能设备能在反馈制动期间及车外的充电站处充电。本发明还涉及计算机程序和/或计算机可读介质;用于能电驱动的车辆、尤其是商用车辆的控制器,能电驱动的车辆具有储能设备和有反馈制动能力的电驱动装置,其中,储能设备能在反馈制动期间及车外的充电站处充电;以及能电驱动的车辆、尤其是商用车辆,能电驱动的车辆具有储能设备和有反馈制动能力的电驱动装置以及控制器。


背景技术:

1、本发明尤其涉及能电驱动的车辆(battery electric vehicle,bev(电池电动汽车))、尤其是商用车辆,该能电驱动的车辆必须符合根据“regelung nr. 13 derwirtschaftskommission für europa der vereinten nationen (unece) —einheitliche vorschriften für die typgenehmigung von fahrzeugen der klassenm, n,und o hinsichtlich der bremsen [2016/194](联合国欧洲经济委员会(unece)第13号法规—关于m、n及o类车辆制动器型式认证的统一规定[2016/194])”(ece r 13)的ii-a型试验。在此要求在不使用摩擦制动器的情况下,在坡度为7%的6km下坡路程上保持30km/h的速度。

2、当bev的电池存储设备的充电状态允许吸收通过再生(反馈制动)而回收的能量时,bev可以满足ii-a型试验。否则,将无法保障满足ii-a型试验。储能设备须能通过电驱动装置的反馈制动进行充电,尤其是在不出现储能设备被过度充电并因此损坏的风险的情况下。因此,必须针对bev实施单独的措施。在此,一种选项设置的是实施智能的能量管理功能,该能量管理功能可以预测式地工作并且在必要时将充电状态保持在合适的范围内。为此,可能有必要使储能设备在车外的充电站处只充电到可确定的目标充电状态,其中,目标充电状态低于储能设备的充电容量。

3、对于这种所谓的预测式解决方案的基本问题在于,在车辆中由于车辆的数据处理设备的计算能力和数据的可用性而无法有效地预报有待预期的能量平衡,即在考虑到通过再生进行回收能量的情况下因行驶而产生的能量消耗。即使是例如在导航系统中输入路线并对在沿该路线行驶时的能量消耗进行预测式的预先计算也是无用的,这是因为对路线的遵照可能随时因驾驶员而被中止。此外,在预测式的方法中无法考虑到,对于车辆的势能起决定性作用的车辆质量在行驶期间(即在沿路线行驶期间),当车辆被装载和/或卸载时,会随时发生变化。

4、因此,在现有技术中,为了获知储能设备在充电点处充电到的目标充电状态,要考虑到所谓的最坏情况场景(worst-case-szenario)。该最坏情况场景的出发点在于充电站的定位,即通过充电站所确定的车辆的定位。根据该定位获知所有可能或潜在的可行驶的路线,并沿其中每条路线来确定与各自的路线相关的允许充电状态,其中,允许充电状态在考虑到沿各自的路线在下山坡行驶时的反馈制动的情况下得出。最坏情况场景是其中能够通过反馈制动回收大部分和/或积累的能量的场景。允许充电状态能够以如下方式来确定,即,使得在行驶期间允许充电状态在最坏情况场景下不超过储能设备充电容量。

5、de 10 2020 133 118 a1公开了这种用于为即将到来的下坡行驶提供在用于能电驱动的车辆的、优选是商用车辆的牵引电池中的存储容量储备的预测式的方法。该方法包括:识别借助外部的充电源对牵引电池进行的充电过程是否即将到来;并针对在充电过程后即将到来的下坡行驶确定一个或多个可能的下坡路程。此外,该方法还包括:预报或估算出由机动车辆分别沿着所确定的下坡路程之一所回收的回收能量的一个或多个量,并依赖于回收能量的所预报的一个量或所预报的多个量来规定、例如降低对于借助外部充电源进行的充电过程的牵引电池最大电池充电状态。在此,在回收能量的多个量的情况下,选出最高的量,并且依赖于该最高的量来规定最大电池充电状态。最大电池充电状态可以从牵引电池的存储容量或从针对牵引电池的最大电池充电状态的目标值减去所选出的最高的量来得出。因此,可以确保在即将到来的下坡行驶中沿着其中每个所确定的下坡路程进行再生式的持续制动都不会对牵引电池过度充电并避免使用制动电阻。因此,所规定的最大电池充电状态可以是在这些可能的下坡路程中可能的最大电池充电状态中的最低的最大电池充电状态。因此,无论驾驶员最终选择其中哪个可能的下坡路程来继续行驶,所选出的都是将提供牵引电池的最大存储容量储备的最大电池充电状态,以便避免牵引电池被过度充电。

6、在本专利申请的申请日尚未公开的德国专利申请de 10 2022 108 592.9描述了一种用于能电驱动的车辆、尤其是商用车辆的方法,该车辆具有储能设备和有反馈制动能力的电驱动装置,其中,储能设备能在反馈制动期间充电,并且储能设备能在车外的充电站处充电,其中,该方法包括以下步骤:获知充电状况,其中,充电状况包括有关储能设备是否正在由车外的充电站充电的信息;依赖于充电状况地检测与车辆、尤其是商用车辆有关的车辆信息以及与车辆、尤其是商用车辆的定位有关的定位信息;将车辆信息和定位信息转发给车外的服务器;并且从车外的服务器接收目标充电状态。

7、此外,在de 10 2022 108 592.9还描述了将规划的路线经加权地或完全地纳入到可能路线的最坏情况考虑中。

8、然而,使用电驱动装置进行反馈制动并不仅仅为了车辆的高效运行,而且也是用于安全运行车辆的安全系统的组成部分。然而,在确定允许充电状态时考虑规划的路线可能例如由于法律要求而是不容许的,这是因为对车辆的运行控制不得对安全系统的功能产生影响。

9、换句话说,用于经由基于最坏情况路线及对其预先计算的充电曲线地对在充电站处的最大充电量进行的管理来确保电驱动装置的持续性能的预测式的充电管理不应以如下方式来考虑车辆的实际路线(或更广义地理解为“运行策略”),即,使得在充电的地点(即充电站)处,将可能导致超过充电状态的路线因其未被规划而被排除在外。

10、然而,尽管最坏情况路线可能不会被驶过和/或实际上是无关紧要的,这尤其仍可能会导致对允许充电状态的严重限制。这种限制可能会对车辆的运行策略、车辆的可行驶里程、路线规划和/或车辆的用户和/或调度员的满意度产生影响。


技术实现思路

1、因此,本发明的任务在于丰富现有技术并且能够实现对目标充电状态的改进的获知,以便实现对运行策略的更有效的规划。

2、该任务根据权利要求1的方法以及根据另外的独立权利要求的目的主题来解决。从属权利要求说明了本发明的优选的改进方案。

3、根据本发明的一个方面,提供了一种用于规划能电驱动的车辆、尤其是商用车辆的运行策略的方法,该能电驱动的车辆具有储能设备和有反馈制动能力的电驱动装置,其中,储能设备能在反馈制动期间及车外的充电站处充电。在此,该方法包括以下步骤:确定沿着能被车辆、尤其是商用车辆驶过的具有充电站的路线的定位;获知用于在充电站处对储能设备充电以便驶过路线的第一允许充电状态,以及用于在充电站处对储能设备充电以便驶过从第一充电站出发所能驶过的最坏情况路线的第二允许充电状态;获知在驶过路线时对第一允许充电状态的限制,其中,该限制基于第二允许充电状态;并在考虑该限制的情况下规划运行策略。

4、能电驱动的车辆、尤其是商用车辆,在下文中被称为车辆。储能设备和电驱动装置被设立成用于使得储能设备为电驱动装置提供电流,以便驱动车辆。电驱动装置被设立成用于通过反馈制动使车辆减速,其中,在车辆减速时,车辆的能量被转化为电能。电驱动装置和储能设备被设立成用于将通过反馈制动所转化的能量储存在储能设备中。

5、储能设备能通过车外的充电站充电。车外的充电站和车辆分别具有相应的接口,以便将车辆或车辆的储能设备与车外的充电站联接起来以用于对储能设备充电。车外的充电站和车辆被设立成用于使储能设备充电至允许充电状态。允许充电状态例如可以通过储能设备的最大充电容量的一定份额来说明。最大的充电状态和目标充电状态的差被称为缓冲量。

6、定位和充电站是沿着路线布置的。车辆从该定位能开到充电站。第一允许充电状态表征了如下充电状态:当车辆在不考虑最坏情况场景下为了驶过路线而充电时,车辆在充电站处可以充电到该充电状态,而在沿该路线发生再生时充电状态不会超过充电容量。第二允许充电状态表征了如下充电状态:车辆在充电站处充电到该充电状态,以确保允许充电状态在最坏情况场景下,即在沿最坏情况路线行驶时不超过储能设备的充电容量。在此,最坏情况路线是指在从充电站出发的情况下因再生而造成最大充电状态的路线。

7、业已认识到,第一允许充电状态必须受到最坏情况场景(即第二允许充电状态)的限制,以便满足在安全方面的要求。因此,通过第二充电状态对第一充电状态的限制表征了:由于考虑到最坏情况场景需要在充电站处降低第一允许充电状态。因此,该限制会与确定的充电站相关。

8、此外,业已认识到,在规划运行策略时必须考虑到这种限制,以便能够实现车辆的可靠且安全的运行,并且同时在规划运行策略时须使该限制对车辆运行策略的负面影响最小化。

9、有利地,该方法包括:确定多条在定位与路线的共同的目标点之间的路线,其中,沿其中多条路线分别布置有充电站。换句话说,通过定位来给定起点,并且通过目标点来给定目标,其中,起点和目标对于多条路线来说是相同的。通过确定出多条路线,使得对运行策略的规划可以包括不止一条可能的路线,并因此为运行策略的规划开辟了增大的可能性空间。由于沿其中多条路线布置有充电站,因此可以针对其中每条路线都执行对第一允许充电状态和第二允许充电状态的获知、对限制的获知并在考虑该限制的情况下规划运行策略。附加地有可能的是,沿其中一条或多条路线布置有多个充电站。

10、有利地,沿路线布置有多个充电站,并针对其中多个充电站执行对限制的获知。因此,可以为规划运行策略提供了增大的可能性空间。由于沿路线布置有多个充电站,因此可以针对其中每个充电站均执行对第一允许充电状态和第二允许充电状态的获知、对限制的获知并在考虑该限制的情况下规划运行策略。

11、有利地,定位被确定成使得该定位是车辆、尤其是商用车辆的定位。因此有可能的是,使得对运行策略的规划以在线方式执行,即在车辆行驶期间执行,其中,可以考虑车辆的当前的定位。替选或附加地,该定位是充电站的定位。因此,可以前瞻性地进行对运行策略的规划,这是因为可以在商用车辆到达充电站之前就已经获知潜在的限制。

12、有利地,限制包括第一允许充电状态与第二允许充电状态之间的差。因此可以对限制进行有效量化。根据该差,可以对限制进行直观地输出和/或有效处理以用于进行规划。

13、有利地,该方法包括:启动向车辆、尤其是商用车辆的用户和/或驾驶员和/或车队管理系统的限制输出。尤其地,通过向用户和/或驾驶员的输出可以实现在线信息。尤其地,通过向车队管理系统的输出可以在规划车辆车队运行时全面考虑限制。

14、有利地,规划运行策略包括路线规划、在充电站处对储能设备的充电的规划和/或对有效载荷的规划。在此业已认识到,所述限制在对路线、充电和/或有效载荷(即车辆的装载和卸载情况)进行规划时会产生影响。例如,如果必须进行相对较大的限制就可以将路线避免掉或以较少加权的方式纳入路线规划中,而可以将没有限制和/或限制相对较小的路线变成优选。

15、有利地,在考虑到总可行驶里程、驾驶时间和/或充电成本的情况下执行对运行策略的规划。业已认识到,所述限制会对总可行驶里程、驾驶时间和/或充电成本产生影响。例如,对于充电成本总和来说会是有利的是,首先在第一充电站处在充电成本相对较高情况下接受相对较大的限制,以便可以在沿路线后续的第二充电站处在充电成本相对较低情况下接受相对较小的限制。

16、有利地,该方法包括:获知在第二充电站处为储能设备充电的建议。在此,第二充电站可以沿着路线布置和/或沿着替选路线布置。业已认识到,在第二充电站处为储能设备充电可能比在最初考虑的充电站处充电更有效。该建议可以基于与第二充电站相关的第二限制来进行,其中,第二限制可以小于在第一充电站处的限制。替选地,第二限制也可以等于或大于在第一充电站处的限制。因此可以考虑到,在第一充电站与第二充电站之间行驶时有能量消耗,并在此有可能实现尽管第二充电站处的第二限制甚至可能大于第一充电站处的限制,但却能够在第二充电站处比在第一充电站处更多地充电的场景。因此可以考虑到,需要对因驶过第一充电站与第二充电站之间的路线的部分路段所附加消耗的能量进行补充充电。

17、有利地,在考虑到与限制有关的和/或与根据限制所获的可行驶里程缩减量有关的阈值条件的情况下进行对运行策略的规划。业已认识到,并不是每个限制和/或可行驶里程缩减量都对规划产生重大影响。例如,当限制和/或可行驶里程缩减量低于限定阈值条件的阈值时,可以在规划时忽略限制和/或可行驶里程缩减量。否则,当限制和/或可行驶里程缩减量高于阈值时,则在规划运行策略时考虑该限制和/或可行驶里程缩减量。

18、根据本发明的一个方面,提供了一种计算机程序和/或计算机可读介质。计算机程序和/或计算机可读介质包括指令,当该程序或指令被计算机实施时,该指令促使该计算机执行根据本发明的方法和/或方法的步骤。可选地,计算机程序和/或计算机可读介质包括指令,当该程序或指令被计算机实施时,该指令促使该计算机执行作为有利或可选来描述的方法步骤,以便实现与之相关的技术效果。

19、根据本发明的一个方面,提供了一种用于能电驱动的车辆、尤其是商用车辆的控制器,车辆具有储能设备和有反馈制动能力的电驱动装置,其中,储能设备能在反馈制动期间及车外的充电站处充电。控制器被设立成用于执行上述方法。可选地,控制器被设立成用于执行作为有利或可选来描述的方法步骤,以便实现与之相关的技术效果。

20、根据本发明的一个方面,提供了一种能电驱动的车辆、尤其是商用车辆,车辆具有储能设备和有反馈制动能力的电驱动装置并具有上述控制器,其中,储能设备能在反馈制动期间及车外的充电站处充电。可选地,车辆的控制器和/或车辆被设立成用于执行作为有利或可选来描述的方法步骤,以便实现与之相关的技术效果。

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