用于对电动机动车辆的牵引用电池进行调温的方法和控制装置与流程

1.本发明涉及用于对电动机动车辆的牵引用电池进行调温的一种方法和一种控制装置。此外，本发明还涉及一种具有这种类型的控制装置的电动机动车辆。


背景技术：

2.本身已知的是，用于电动机动车辆的牵引用电池通常仅在特定的温度范围内具有良好的效率而牵引用电池不存在损坏的风险。通常，这一温度范围在25至50摄氏度左右。例如de 10 2014 017 989 a1描述了，当用于电动机动车辆的构成为高压电池的牵引用电池不在其额定温度范围内运行时可能出现的各种问题。尤其是描述了，由于受原理所限，各电池单池在低温下比在优化的运行温度下具有更低的容量和更低的性能。因此常见的是，设置电池加热装置，在必要时能够借助该电池加热装置将相关电动机动车辆的牵引用电池调节至尽可能优化的运行温度。


技术实现要素：

3.本发明的任务在于，提供一种解决方案，借助该解决方案能够在电动机动车辆的牵引用电池的情况下特别高效地执行快速充电过程。
4.该任务通过用于对电动机动车辆的牵引用电池进行调温的具有独立权利要求的特征的一种方法和一种控制装置解决。本发明的另外的可行的构造方案尤其是在从属权利要求中说明。
5.在根据本发明的用于对电动机动车辆的牵引用电池进行调温的方法的情况下，预先给定牵引用电池在行驶后到达快速充电站时应当具有的目标温度。该目标温度例如能够根据外部温度、预计要在快速充电站处充入的能量和/或预计在到达充电桩时尚还剩余的续驶里程来预先给定。例如，在电动机动车辆的驾驶员输入导航目的地后，则例如机动车辆的导航系统能够识别路线沿线的快速充电站，从而知道应当驶向所述快速充电站中的哪个快速充电站例如来为牵引用电池充电。尤其是在长途行驶的情况下值得期待的是，电动机动车辆的驾驶员在必要时能够特别快速地为牵引用电池再充电，使其能够顺利地继续其计划的行程。
6.如果此时已知所述应当为牵引用电池充电的快速充电站沿着要行驶的路线所处的位置，则预测牵引用电池在未进行调温的情况下完成行驶后到达快速充电站时将会具有的温度。为了预测所述温度，能够提供极不同的数据，所述数据能够实现，确定或者说估测牵引用电池在未进行调温的情况下完成行驶后到达快速充电站时将会具有的温度。
7.在所述温度预测完成后，确定在牵引用电池的预先给定的目标温度和预测温度之间的温差。也就是说，然后可知，如果在未对牵引用电池进行调温的情况下驶向快速充电站，牵引用电池在未进行调温的情况下可实现的温度与目标温度相比将会低多少。根据所确定的温差，预先给定用于在机动车辆向快速充电站行驶期间对牵引用电池进行调温的调
温规定值，更确切地说是使得在到达快速充电站时存在目标温度。然后，在机动车辆向快速充电站行驶期间根据预先给定的调温规定值对牵引用电池进行调温。
8.本发明尤其是基于如下认识：尤其是在外部温度低的情况下，如果应当沿着要行驶的路线在快速充电站处尽可能快速地为牵引用电池充电，则希望对牵引用电池进行调温。尤其是在牵引用电池的温度低的情况下，充电通常比牵引用电池的放电更为关键。尤其是在长途行驶中计划为了快速充电而停车并且外部温度低的情况下，电动机动车辆的驾驶员能够从根据本发明的方法中受益，其方式为：可靠并且及时地将牵引用电池加热至其目标温度，使得在到达相应的快速充电站时存在所述目标温度。也就是说，一旦到达所述快速充电站，则能够特别快速地为牵引用电池充电而不会损坏牵引用电池，因为牵引用电池具有能够实现优化的充电过程的温度。
9.本发明的一种可行的构造方案规定，从开始向快速充电站行驶时起根据调温规定值对牵引用电池进行调温。因此，例如能够规定，在通往快速充电站的路线的前三分之一路段中对牵引用电池进行加热，随后，牵引用电池基于其能量输出还会继续升温，确切地说是会继续升温，直至在到达快速充电站时恰好达到目标温度。由于从行驶开始时起已经提前对牵引用电池进行加热，尤其是能够使牵引用电池快速地进入优化的运行状态或者说达到优化的运行温度。尤其是在外部温度低的情况下，这可能是有利的。因此，牵引用电池在开始行驶后不久就已经能够以高的效率并且在不损坏牵引用电池的情况下运行，同时能够确保，在到达快速充电站时，牵引用电池已达到其目标温度。然而，在从开始行驶时起就进行加热的情况下，只要不存在任何目的地输入，则始终都必须在能量消耗和行驶功率之间找到基本的平衡。
10.本发明的一种另外的可行的构造方案规定，为了对牵引用电池进行调温，用于驱动机动车辆的电驱动设备在低于电驱动设备的由结构引起的最大可能的效率的效率范围内运行。这种处理也称为对电驱动设备的“调整”。也就是说，有意地使用于驱动机动车辆的电驱动设备在非优化的效率范围内运行，因此在电驱动设备的情况下实现较高的热输出或者说放热。然后能够非常简单地使用所述附加地释放的热，以便对牵引用电池进行调温。但是，替代于或者附加于对电驱动设备的调整，也能够规定，借助其它器件对牵引用电池进行加热，例如经由所述的冷却剂回路或者其它措施，例如单独的电池加热装置或者类似装置。
11.在本发明的另外的可行的构造方案中规定，估测在机动车辆向快速充电站行驶期间牵引用电池将会产生的功率损耗进行估测，其中，参考功率损耗来预测在牵引用电池在未调温的情况下到达快速充电站时牵引用电池将会具有的温度。在知道牵引用电池的功率损耗的情况下，能够特别简单并且可靠地估测或者说确定牵引用电池在机动车辆向快速充电站行驶期间可能如何升温，确切地说，即使在未附加地对牵引用电池进行调温或者说加热的情况下亦是如此。因此，在估测牵引用电池的功率损耗的情况下，能够以相对可靠的方式估测，如果未附加地对牵引用电池进行调温、尤其是加热，牵引用电池在到达快速充电站时其将具有的温度。此外，也可行的是，参考机动车辆的其它部件的功率损耗，以便估测牵引用电池在未附加地进行调温的情况下到达快速充电站时将会具有的温度。因此，例如可行的是，参考热力学整体能量平衡，以便特别精确地估测牵引用电池的升温。为此，能够使用用于特定行驶特性的测量值和/或已执行的模拟计算。因此，在使用热力学整体模型的情况下例如可行的是，确定牵引用电池的升温，确切地说是确定在未附加地通过电池加热装
置或者类似装置对牵引用电池进行调温的情况下可能发生的升温。附加于或者替代于因功率损耗而造成的进入到牵引用电池中的热输入，能够估测例如经由车辆底部区域上的对流冷却从牵引用电池输出至周围环境中的热量。然后能够参考所述向周围环境输出的热量，以预测在牵引用电池在未进行调温的情况下完成行驶后到达快速充电站时牵引用电池将会具有的温度。
12.本发明的一种另外的可行的构造方案规定，如果根据至少一项标准确定不必对牵引用电池进行加热，则阻止或者延迟加热牵引用电池。这也能够与是否是驶向快速充电站无关地进行。例如能够预测，行驶将会持续多长时间和/或预计在行驶期间必须借助牵引用电池提供多少功率。如果行驶持续的时长不足以达到预先给定的运行温度，和/或预计只需要少的功率，则能够阻止或者延迟对牵引用电池进行加热。作为替选或者作为附加，也能够估测何时必须提供高功率。如果识别出或者预测到，仅在牵引用电池自身已升温后才需要通过牵引用电池提供高功率，则同样能够延迟或者阻止对牵引用电池进行加热。为了估测是否以及必要时何时应当对牵引用电池进行加热，例如也能够参考已学习到的驾驶员的驾驶行为。例如能够创建驾驶档案，该驾驶档案随着时间的推移包含越来越多的关于驾驶员如何使车辆运动的信息，例如特别是如何动态地或者高效地使车辆运动的信息。随着时间的推移，能够越来越可靠地预测驾驶员将会如何使车辆运动，由此也能够预测牵引用电池必须在何时提供多少功率。所述至少一项标准例如可以包括，根本不驶向任何快速充电站。此外，所述至少一项标准也可以包括，相关驾驶员的驾驶行为使得不必借助电池来提供加热可能需要的足够大的功率。或者电池的负载例如较晚才会发生，使得电池届时已经具有其合适的运行温度。
13.本发明的一种另外的可行的构造方案规定，提供用于机动车辆向快速充电站行驶的路线数据，其中，参考所述路线数据来预测在牵引用电池在未进行调温的情况下到达快速充电站时牵引用电池将会具有温度。所述路线数据例如能够包括相关路线的高度轮廓此外，路线数据例如也能够包含速度限制，从而能够根据这些数据来估测，牵引用电池必须沿着相应的路线区段提供多少功率，以便尤其是驱动机动车辆。
14.此外，所述路线数据例如也能够包含天气数据，使得能够在知道天气数据、尤其是温度数据的情况下特别精确地估测，牵引用电池沿着直至到达快速充电站的路线将会升温至何种程度，确切地说是如果未附加地对牵引用电池进行调温，牵引用电池将会升温至何种程度。
15.根据本发明的一种另外的可行的构造方案规定，提供表明机动车辆的驾驶员的驾驶行为的特征的驾驶员数据，其中，参考驾驶员数据来预测在牵引用电池在未进行调温的情况下到达快速充电站时牵引用电池将会具有的温度。例如可行的是，为机动车辆的一位或者多位驾驶员创建驾驶员档案，在所述档案中存储相应驾驶员是如何使机动车辆运动的。尤其是驾驶员的驾驶行为对于要求牵引用电池提供多少功率以及牵引用电池在行驶运行期间的升温程度具有相对大的影响。在知道所述驾驶员数据的情况下，能够特别可靠地确定牵引用电池在驶向快速充电站的行程中的加热。
16.根据本发明的一种另外的可行的构造方案规定，确定牵引用电池在开始向快速充电站行驶前的起动温度，其中，参考该起动温度预测在牵引用电池在未进行调温的情况下到达快速充电站时牵引用电池将会具有的温度。牵引用电池的在开始行驶前存在的温度、
即起动温度同样地是确定牵引用电池在未进行调温的情况下到达快速充电站时将会存在的温度的一个重要因素。
17.本发明的一种另外的可行的构造方案规定，估测向快速充电站行驶的时长，其中，参考该行驶时长来预测在牵引用电池在未进行调温的情况下到达快速充电站时牵引用电池将会具有的温度。因此，例如能够使用导航数据、数字地图材料中的数据、其它车辆的群数据以及类似数据，以便特别精确地估测向快速充电站行驶的时长。在知道行驶时长的情况下，能够特别可靠地估测或者说确定，牵引用电池直至到达快速充电站时将会升温的幅度，以便由此确定在牵引用电池在未进行调温的情况下到达快速充电站时牵引用电池将会具有的温度。
18.根据本发明的用于对电动机动车辆的牵引用电池进行调温的控制装置设置用于，执行根据本发明的方法或者根据本发明的方法的可行构造方案。根据本发明的方法的可行构造方案可视为控制装置的可行构造方案，反之亦然，其中，所述控制装置尤其是具有用于执行方法步骤的器件。尤其也可行的是，估测车辆内部空间的加热需求。能够参考所估测的加热需求——只要对车辆内部空间的调温会影响为对牵引用电池进行调温而存在的加热功率——以便估测究竟能够对牵引用电进行何种程度的调温。为此，例如能够为控制装置提供学习数据或者用户档案，所述学习数据或者用户档案表明在相配的外部温度下常见的加热设置的特征。
19.根据本发明的电动机动车辆包括根据本发明的控制装置和根据本发明的控制装置的可行的构造方案。
20.本发明的另外的特征能够从权利要求书、附图和附图说明中得出。前面在说明书中所述的特征和特征组合以及下面在后续说明中和/或在附图中仅示出的特征和特征组合不仅能够以分别说明的组合、而且也能够以其它组合或者单独地使用，而不离开本发明的范畴。
附图说明
21.附图如下：
22.图1示出电动机动车辆的高度示意性的示图；
23.图2示出一个图表，在该图表中示出机动车辆的牵引用电池直至到达快速充电站时的不同温度曲线。
具体实施方式
24.在各附图中，相同的元件和功能相同的元件设有相同的附图标记。
25.在图1中以高度示意性的视图示出电动机动车辆1。机动车辆1尤其是包括牵引用电池2、电驱动设备3和控制装置4。牵引用电池2以本身已知的方式尤其是用于为电驱动设备3供应能量，而电驱动设备驱动机动车辆1。控制装置4设置用于，在机动车辆1行驶期间对牵引用电池2进行调温，所述调温将在下面更详细地进行阐述。
26.尤其是在长距离行驶时，可能出现牵引用电池2必须再充电的情况。在此，通常希望牵引用电池2能够特别快速地充电，使得驾驶员能够特别快速地继续驾驶机动车辆1。牵引用电池2在快速充电过程的情况下可能的功率消耗尤其是受到牵引用电池2的温度的强
烈影响。通常，牵引用电池2应当处于15摄氏度至35摄氏度之间的温度范围内，使得牵引用电池2能够不被损坏地并且特别快速地充电。但是，尤其是在低的环境温度下可能出现牵引用电池2低于该温度窗口的情况。
27.下面根据图2更详细地阐述用于对牵引用电池2进行调温的方法。在该图表中示意性地绘出牵引用电池2沿着路线s直至到达快速充电站5时的不同温度曲线6、7、8。尚在驾驶员驾驶机动车辆1出发之前，就已经能够预先给定牵引用电池2在行驶后到达快速充电站5时应当具有的目标温度t1。该目标温度t1选择为，使得牵引用电池2能够不被损坏地并且特别快速地借助快速充电站5充电。此外，预测牵引用电池2在未进行调温的情况下完成行驶后到达快速充电站5时将会具有的或者可能具有的温度t2。温度曲线6表示的是，在未附加地对牵引用电池2进行调温或者说加热时牵引用电池2沿着路线s直至到达快速充电站5的温度变化。在知道目标温度t1和在未附加地进行调温的情况下可能出现的温度t2后，确定温差t3，即目标温度t1和温度t2之间的差。
28.在知道温差t3的情况下，预先给定用于对牵引用电池2进行调温以向快速充电站5行驶的调温规定值，确切地说是使得在到达快速充电站5时存在目标温度t1。于是在开始向快速充电站5行驶后，根据所述预先给定的调温规定值对牵引用电池2相应地进行调温，使得在到达快速充电站5时也存在目标温度t1。所阐述的方法步骤能够由控制装置4进行。也就是说，控制装置4被设计和设置用于执行前述的方法步骤。
29.根据图2中示出的图表，从开始向快速充电站5行驶时起就直接根据调温规定值对牵引用电池2进行调温。这能够从温度曲线7中看出，该温度曲线相比于温度曲线6具有明显更大的斜率。也就是说，根据路线s的长度和另外的边界条件能够规定，在出发后就直接对牵引用电池2进行加热。因此，在出发后就立即能够特别快速地将牵引用电池2加热至尽可能优化的运行温度。因此，能够使牵引用电池2在特别良好的效率范围内运行并且具有良好的功率输出，而不会损坏牵引用电池2。
30.温度曲线8则表示前往快速充电站5所驶经的路线s的相应区域，在该区域内，不再继续附加地对牵引用电池2进行调温或者说加热。在本发明中，示出的温度曲线6、8具有相同的斜率，但并非强制性地必须如此。
31.为了对牵引用电池2进行调温或者说加热，例如能够规定，电驱动设备3在低于电驱动设备3的由构造方式引起的最大可能的效率的效率范围内运行。通过对电驱动设备3的所谓的调整，例如在开始行驶后立即进行调整，能够生成多余的热，所述热又能够用于加热牵引用电池2。作为替选或者作为附加，例如也可行的是，使用冷却剂回路，以便对牵引用电池2进行调温。作为附加或者作为替选，用于加热牵引用电池2的其它可能性同样是可行的。
32.为了估测温度曲线6并且由此估测温度t2，例如可行的是，估测牵引用电池2在机动车辆1向快速充电站5行驶期间将会产生的功率损耗。参考这一估测的功率损耗，能够相对精确地确定牵引用电池2在未进行调温的情况下到达快速充电站5时将会具有的温度t2。也能够参考机动车辆1的其它的例如由于热传递而可能加热牵引用电池2的部件的功率损耗。尤其也可行的是，实现一种能够基于测量值和/或模拟的整体能量平衡，以便估测或者说确定温度曲线6将会呈现何种走势，于是也便于最终确定在未附加地对牵引用电池2进行加热时，牵引用电池2在到达快速充电站5时将会具有的温度t2。
33.也能够为控制装置4提供关于路线s的路线数据，例如关于高度轮廓的数据、天气
数据、速度限制和类似数据。在知道路线数据的情况下能够特别精确地确定牵引用电池2的温度t2。
34.此外，也可行的是，提供表明机动车辆1的驾驶员的驾驶行为的特征的数据。因此，例如能够创建并且持续维护驾驶员档案，所述驾驶员档案描述相关驾驶员如何移动机动车辆1或者说表明其特征。在知道驾驶员通常的驾驶行为的情况下，能够特别精确地估测或者说确定温度曲线6，使得同样能够特别精确地预测温度t2。
35.此外，也能够参考牵引用电池2的起动温度，该起动温度在开始行驶前或者说在开始向快速充电站5行驶时存在。参考牵引用电池2的起动温度，同样能够确定温度曲线6并且由此也确定温度t2。
36.此外，也可行的是，估测向快速充电站5行驶的时长。在知道行驶时长和另外的参数、例如外部温度和类似参数的情况下，能够特别精确地确定牵引用电池2的温度曲线6并且由此确定温度t2。
37.借助所阐述的用于在驶向快速充电站5的路途上对牵引用电池2进行调温的方法而可行的是，及时加热牵引用电池2，使其具有其目标温度t1。因此，能够确保在到达快速充电站5时，牵引用电池2能够特别快速地充电而不被损坏。
38.附图标记列表
[0039]1ꢀꢀꢀꢀ
电动机动车辆
[0040]2ꢀꢀꢀꢀ
牵引用电池
[0041]3ꢀꢀꢀꢀ
电驱动设备
[0042]4ꢀꢀꢀꢀ
控制装置
[0043]5ꢀꢀꢀꢀ
快速充电站
[0044]6ꢀꢀꢀꢀ
温度曲线
[0045]7ꢀꢀꢀꢀ
温度曲线
[0046]8ꢀꢀꢀꢀ
温度曲线
[0047]sꢀꢀꢀꢀ
路线
[0048]
t1ꢀꢀꢀ
目标温度
[0049]
t2ꢀꢀꢀ
牵引用电池在未进行调温的情况下到达快速充电站时将会具有的温度
[0050]
t3ꢀꢀꢀ
在目标温度和牵引用电池在未进行调温的情况下到达快速充电站5时将会具有的温度之间的温差