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Title:
METHOD FOR BATTERY-APPROPRIATE OPERATION OF A VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/156412
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the battery-appropriate operation of a motor vehicle (1), the motor vehicle (1) having at least one traction drive (2) and a battery (3) for supplying energy to the traction drive (2); wherein the method comprises at least the following steps: a) a specification (4) for the operation of the motor vehicle (1) is provided, at least comprising information (5) for a user (15) of the motor vehicle (1) regarding the battery-appropriate operation of the motor vehicle (1); b) the user (15) operates the motor vehicle (1), and in the process information (5) regarding a condition (6) of the battery (3) and the operation of the motor vehicle (1) is collected; c) the collected information (5) is evaluated at least by a battery management system (7) at least partially belonging to the motor vehicle and by a diagnostics system (8) external to the motor vehicle; d) the evaluations by the battery management system (7) and by the diagnostics system (8) are correlated, and instructions (9) for the user (15) are derived, wherein the instructions (9) comprise at least instructions (9) for the battery-appropriate operation of the motor vehicle (1), instructions (9) for battery-appropriate charging of the battery (3), and instructions (9) for compliance with warranty conditions for the battery (3).

Inventors:
KNIPPSCHILD CLEMENS (DE)
NOSTHEIDE BENEDIKT (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/052757
Publication Date:
August 12, 2021
Filing Date:
February 05, 2021
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AG (DE)
International Classes:
B60L58/10
Foreign References:
US20180188332A12018-07-05
US20120050054A12012-03-01
DE102015211268A12016-12-22
DE102009025132A12010-12-23
DE102017206481A12018-10-18
US20150239365A12015-08-27
Attorney, Agent or Firm:
RÖSSLER, Matthias (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zum batteriegerechten Betreiben eines Kraftfahrzeugs (1), wobei das

Kraftfahrzeug (1) zumindest einen Traktionsantrieb (2) und eine Batterie (3) zur

Energieversorgung des Traktionsantriebs (2) aufweist; wobei das Verfahren zumindest die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Sollvorgabe (4) für den Betrieb des Kraftfahrzeuges (1), zumindest umfassend eine Information (5) für einen Nutzer (15) des Kraftfahrzeuges (1) über das batteriegerechte Betreiben des Kraftfahrzeuges (1), b) Betreiben des Kraftfahrzeuges (1) durch den Nutzer (15) und dabei Erfassen von Informationen (5) zu einem Zustand (6) der Batterie (3) und zum Betrieb des Kraftfahrzeuges (1); c) Bewerten der erfassten Informationen (5) zumindest durch ein zumindest teilweise kraftfahrzeugeigenes Batteriemanagementsystem (7) und durch ein kraftfahrzeugexternes Diagnosesystem (8); d) Abgleich der Bewertungen durch das Batteriemanagementsystem (7) und durch das Diagnosesystem (8) und Ableiten von Hinweisen (9) für den Nutzer (15), wobei die Hinweise (9) zumindest Hinweise (9) für den batteriegerechten Betrieb des Kraftfahrzeuges (1), Hinweise (9) für ein batteriegerechtes Laden der Batterie (3) und Hinweise (9) für eine Erfüllung von Garantiebedingungen der Batterie (3) umfassen.

2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei Schritt a) zumindest eine der folgenden

Informationen (5) umfasst:

• Information (5) zum Kraftfahrzeug (1) bei Kauf des Kraftfahrzeuges (1);

• Information (5) zur Konfiguration des Kraftfahrzeuges (1), abgeleitet aus einer Abfrage zu einem geplanten Nutzungsverhalten des Kraftfahrzeuges (1) durch den Nutzer (15);

• Information (5) zur Batterie (3) und zum Lade- sowie Entladeverhalten der Batterie

(3),

• Information (5) zu einem Service für das Kraftfahrzeug (1) und die Batterie (3);

• Information (5) zur Batteriegarantie;

• Information (5) zum Betreiben des Kraftfahrzeuges (1).

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei bei der Bereitstellung der Informationen (5) berücksichtigt wird, ob die Batterie (3) eine Erst oder eine Ersatzbatterie oder der Nutzer (15) ein Folgenutzer ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Batteriemanagementsystem (7) aus den erfassten Informationen (5) zumindest einen kontinuierlich ermittelten State-of-Health-Wert (10) der Batterie (3) berechnet.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die von dem Batteriemanagementsystem (7) erfassten Informationen (5) und berechneten Werte sowie abgeleiteten Hinweise (9) über eine Mensch-Maschine Schnittstelle (11) dem Nutzer (15) zur Verfügung gestellt werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Bewertung der erfassten Informationen (5) durch das kraftfahrzeugexterne Diagnosesystem (8) unabhängig von der Bewertung durch das Batteriemanagementsystem (7) erfolgt; wobei für die Bewertung durch das Diagnosesystem (8) zusätzlich Testergebnisse (12) berücksichtigt werden, die durch das Diagnosesystem (8) zu einem

Bewertungszeitpunkt aktuell an dem Kraftfahrzeug (1) ermittelt werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Hinweise (9) für den Nutzer (15), zumindest teilweise bei einem Ladevorgang an einer externen Ladestation (13), dem Nutzer (15) über eine Mensch-Maschine-Schnittsteile (11) an der Ladestation (13) zur Verfügung gestellt werden.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Hinweise zumindest teilweise an einen Cloud-Dienst (14) übermittelt werden.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei aus dem Abgleich der Bewertungen durch das Batteriemanagementsystem (7) und durch das Diagnosesystem (8) ein normiertes Zertifikat für den Zustand (6) der Batterie (3) erstellt wird.

Description:
Verfahren zum batteriegerechten Betreiben eines Kraftfahrzeugs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum batteriegerechten Betreiben eines Kraftfahrzeuges. Das Kraftfahrzeug weist zumindest einen Traktionsantrieb und eine Batterie zur Energieversorgung des Traktionsantriebs auf. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein BEV (battery electric vehicle) oder ein PHEV (plug-in hybrid electrical vehicle). Ein PHEV umfasst insbesondere einen Hybrid aus einem Traktionsantrieb und einem weiteren Antrieb, z. B. aus einer Verbrennungskraftmaschine und einem Traktionsantrieb oder aus einer Brennstoffzelle und einem Traktionsantrieb.

Der Betrieb von derartigen Kraftfahrzeugen erfolgt durch einen Nutzer des Kraftfahrzeuges häufig nicht batteriegerecht, d. h. die Batterie wird häufig in nicht optimalen Betriebspunkten oder unter nicht optimalen Betriebsbedingungen betrieben. Damit kann die Lebensdauer einer Batterie deutlich reduziert werden. Neben dem Einfluss auf die Kundenzufriedenheit ist auch zu beachten, dass hohe Gewährleistungskosten für die Batterien derartiger Kraftfahrzeuge anfallen können.

Aus der DE 102015211 268 A1 ist ein Fahrzeug mit elektrifiziertem Antriebsstrang und einer Hochvoltbatterie bekannt, wobei die Hochvoltbatterie durch einen Ladevorgang an einer fahrzeugexternen Leistungsquelle ladbar ist. Es wird ein Steuergerät beschrieben, das ein Leistungsmanagement zur Steuerung, Regelung und Überwachung des Ladevorgangs aufweist. Über das Steuergerät können Handlungsempfehlungen für den Kunden zum Ladevorgang generiert werden.

Aus der DE 102009025 132 A1 ist ein Energiespeicher-Ladesystem für ein Fahrzeug bekannt, wobei das Ladesystem für eine Verlängerung der Lebensdauer einer Batterie eingerichtet ist. Das Ladesystem erzeugt Hinweise für einen Nutzer zum batteriegerechten Ladeverhalten.

Aus der DE 10 2017 206 481 A1 ist ein Verfahren zum Dokumentieren von fahrzeugspezifischen Daten eines Fahrzeuges bekannt. Damit soll der Wert eines Gebrauchtwagens besser bestimmbar sein.

Aus der US 2015/0239365 A1 ist ein Verfahren für ein vorausschauendes Batteriemanagement bekannt. Damit soll eine Batterie eines Kraftfahrzeuges bzw. das Kraftfahrzeug batteriegerecht betrieben werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die mit Bezug auf den Stand der Technik angeführten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Insbesondere soll ein batteriegerechtes Betreiben des Kraftfahrzeugs ermöglicht werden, wobei der Nutzer über den Zustand der Batterie und die Folgen seiner Nutzung des Kraftfahrzeuges, ggf. in nicht-optimalen Betriebspunkten oder unter nicht-optimalen Betriebsbedingungen, informiert werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgaben trägt ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 bei. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und/oder Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungsvarianten der Erfindung aufgezeigt werden.

Es wird ein Verfahren zum batteriegerechten Betreiben eines Kraftfahrzeugs vorgeschlagen. Das Kraftfahrzeug weist zumindest einen Traktionsantrieb und eine Batterie zur Energieversorgung des Traktionsantriebs auf. Das Kraftfahrzeug ist insbesondere ein BEV (battery electric vehicle) oder ein PHEV (plug-in hybrid electrical vehicle). Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen einer Sollvorgabe für den Betrieb des Kraftfahrzeuges, zumindest umfassend eine Information für einen Nutzers des Kraftfahrzeuges über das batteriegerechte Betreiben des Kraftfahrzeuges, b) Betreiben des Kraftfahrzeuges durch den Nutzer und dabei Erfassen von Informationen zu einem Zustand der Batterie und zum Betrieb des Kraftfahrzeuges; c) Bewerten der erfassten Informationen zumindest durch ein zumindest teilweises kraftfahrzeugeigenes Batteriemanagementsystem (zum Betreiben der Batterie) und durch ein kraftfahrzeugexternes Diagnosesystem; d) Abgleich der Bewertungen durch das Batteriemanagementsystem und durch das Diagnosesystem und Ableiten von Hinweisen für den Nutzer, wobei die Hinweise zumindest Hinweise für den batteriegerechten Betrieb des Kraftfahrzeuges, Hinweise für ein batteriegerechtes Laden der Batterie und Hinweise für eine Erfüllung von Garantiebedingungen der Batterie umfassen.

Die obige (nicht abschließende) Einteilung der Verfahrensschritte in a) bis d) soll vorrangig nur zur Unterscheidung dienen und keine Reihenfolge und/oder Abhängigkeit erzwingen. Auch die Häufigkeit der Verfahrensschritte kann variieren. Ebenso ist möglich, dass Verfahrensschritte einander zumindest teilweise zeitlich überlagern. Ganz besonders bevorzugt finden die Verfahrensschritte b) bis d) nach Schritt a) statt. Insbesondere wird Schritt b) während des Betriebs des Kraftfahrzeuges kontinuierlich durchgeführt. Insbesondere werden die Schritte a) bis d) in der angeführten Reihenfolge durchgeführt.

Das Verfahren umfasst insbesondere einen Regelkreis. Dieser Regelkreis besteht aus dem Schritt a), nämlich dem Bereitstellen von Erstinformationen für einen Nutzer des Kraftfahrzeuges, dem Schritt b), nämlich dem Betreiben des Kraftfahrzeuges, dem Schritt c), nämlich dem Bewerten der Informationen, und dem Schritt d), nämlich dem Abgleich der Bewertungen und dem Ableiten von Hinweisen für den Nutzer.

Das Verfahren ist insbesondere für Erst- und Folgenutzer eines BEV- bzw. PHEV-Fahrzeugs gleichermaßen anwendbar; unabhängig davon, ob eine Erst- oder eine Zweit- bzw. Austauschbatterie im Kraftfahrzeug verbaut ist.

Insbesondere soll mit dem Verfahren ein batteriegerechtes Betreiben von Kraftfahrzeugen mit zumindest einem Traktionsantrieb sichergestellt werden. Dazu soll der Nutzer des Kraftfahrzeugs aktiv mit Informationen und Hinweisen zum batteriegerechten Betrieb versorgt und damit aufgeklärt werden.

Bevorzugt können durch das Verfahren Gewährleistungs- und Entwicklungskosten beim Hersteller des Kraftfahrzeuges durch präventive Maßnahmen im Umfeld des Kraftfahrzeuges reduziert werden.

Die aktive Aufklärung des Nutzers umfasst insbesondere eine Sensibilisierung des Nutzers für das von ihm genutzte Kraftfahrzeug schon beim Erwerb der Nutzungsrechte an dem Kraftfahrzeug. Dies wird insbesondere durch die Bereitstellung vielfältiger Informationen für den Nutzer erreicht.

Die präventiven Maßnahmen im Umfeld des Kraftfahrzeuges stellen insbesondere eine Ergänzung zu der aktiven Aufklärung des Nutzers dar, während dieser das Kraftfahrzeug betreibt.

Die zu Grunde liegende Methode des Verfahrens ist insbesondere das Prinzip eines Regelkreises mit einer Sollvorgabe, einer Regeleinrichtung, einer Regelstrecke und einer Istwert-Erfassung. Die Sollvorgabe für einen batteriegerechten Betrieb des Kraftfahrzeuges erfolgt insbesondere durch gezielte Erstinformationen in Form von Kaufberatungsgesprächen, Handlungsanweisungen, abgrenzenden Garantiebedingungen und Empfehlungen für den Nutzer.

Die Regeleinrichtung ist insbesondere der Nutzer selbst, der auf Basis von aufbereiteten Informationen und Hinweisen durch den Hersteller des Kraftfahrzeuges seine Bedienung des Kraftfahrzeuges nachjustiert und somit sein Nutzungs- und Ladeverhalten den batteriegerechten Betriebsvorgaben nachführt.

Die Regelstrecke im Regelkreis ist insbesondere das Kraftfahrzeug inklusive der Batterie bzw. Hochvolt-Batterie und deren State-of-Health-Verhalten (SOH) aufgrund der Nutzung durch den Nutzer.

Die Istwert-Erfassung umfasst insbesondere die berechnete bzw. gemessene Bestimmung eines Zustands der Batterie sowie verschiedene Anzeigeeinrichtungen im Umfeld des Kraftfahrzeuges, z. B. Mensch-Maschine-Schnittsteilen wie Monitore, Apps, usw.

Die Grenzen innerhalb des Regelkreises werden insbesondere durch Garantiebedingungen, z. B. des Herstellers des Kraftfahrzeuges oder der Batterie, gesetzt.

Der Nutzer des Kraftfahrzeuges ist insbesondere eine Person, die das Kraftfahrzeug bzw. die Nutzungsrechte an dem Kraftfahrzeug erwirbt bzw. die das Kraftfahrzeug hauptsächlich betreibt.

Insbesondere umfasst Schritt a) eine Information für einen Nutzer des Kraftfahrzeuges über das batteriegerechte Betreiben des Kraftfahrzeuges. Insbesondere umfasst Schritt a) eine der folgenden Informationen:

• Information zum Kraftfahrzeug bei Kauf des Kraftfahrzeuges;

• Information zur Konfiguration des Kraftfahrzeuges, abgeleitet aus einer Abfrage zu einem geplanten Nutzungsverhalten des Kraftfahrzeuges durch den Nutzer;

• Information zur Batterie und zum Lade- sowie Entladeverhalten der Batterie,

• Information zu einem Service für das Kraftfahrzeug und die Batterie;

• Information zur Batteriegarantie;

• Information zum Betreiben des Kraftfahrzeuges. Diese Informationen können z. B. in Form eines Kraftfahrzeug-Prospekts und/oder eines

Konfigurators, in Form einer Kaufberatung, durch ein Handbuch zum Kraftfahrzeug und/oder in Form von Garantiebedingungen für die Batterie übermittelt werden.

Die gemäß Schritt a) bereitgestellten Informationen und deren Übermittlung wird insbesondere als Sollvorgabe für den Betrieb des Kraftfahrzeuges bezeichnet.

Insbesondere umfasst die Sollvorgabe zumindest eine der folgenden Maßnahmen:

• Bereitstellung von Basisinformationen eines Kraftfahrzeuges für den Nutzer;

• Beratung des Nutzers hinsichtlich seiner Erwerbsentscheidung für ein BEV oder ein PHEV;

• die Bereitstellung, Bearbeitung und Auswertung eines Fragebogens, mit dem das von dem Nutzer geplante Nutzungsverhalten des Kraftfahrzeuges ermittelt werden soll; wobei dieser Fragebogen z. B. eine Entscheidungsgrundlage für den Erwerb eines BEV oder PHEV bildet;

• Anbieten von Ersatzmobilität bzw. einer Mobilitätsgarantie, insbesondere bei Erwerb eines BEV, und Feststellen einer Notwendigkeit zur Bereitstellung eines konventionellen Kraftfahrzeuges, z. B. nur mit Verbrennungskraftmaschine als Antrieb, oder eines Hybridfahrzeugs;

• Angebot an den Nutzer; z. B. Verlängerung einer Garantie um einen bestimmten Zeitraum bei Zustimmung des Nutzers zu einem kontinuierlichen Datenabgleich zwischen dem Kraftfahrzeug bzw. der Batterie und dem Hersteller;

• Bereitstellen von technischer Aufklärung im Fahrzeughandbuch; spezifisch für BEV und PHEV; z. B. hinsichtlich o Informationen zum Alterungsverhalten der Batterie, z. B. hinsichtlich zyklischer und kalendarischer Alterung, Temperaturabhängigkeit,

Ladezustandsabhängigkeit, etc.; o spezifische Batteriehinweise; z. B.

BEV; Vermeidung von:

• lange Verweildauer der Batterie, sogenannte Standby-Zeit, bei mehr als 80 % State of Charge (SOC);

• Betrieb außerhalb der Spezifikation bzw. Nutzungsanweisungen

PHEV: Vermeidung von:

• rein elektrisches Fahren, also ausschließliche Nutzung des Traktionsantriebs ohne nennenswerten Anteil des anderen Antriebs, z. B. einer Brennstoffzelle oder einer Verbrennungskraftmaschine;

• lange Verweildauer der Batterie, sogenannte Standby-Zeit, bei mehr als 80 % SOC;

• Betrieb außerhalb der Spezifikation bzw. Nutzungsanweisungen

hohe Anzahl DC-Ladevorgänge (Schnellladen);

permanentes AC-Laden: Stecker ständig gesteckt und im Lademodus;

häufiges Laden auf 100% SOC; Anweisungen zum Lade-/Entladeverhalten der Batterie, also dem Laden und der Nutzung der Batterie bzw. dem Betrieb des Kraftfahrzeuges:

Vermeidung einer langen Verweildauer, sogenannte Standby-Zeit, bei mehr als 80 % SOC;

Fallbeispiel: Vermeidung von rein elektrischem Fahren (bspw. Kurzstreckenbetrieb in der Stadt) und direkt anschließendem Wiederaufladen auf 100 % SOC und Stehenlassen über Nacht

Hinweis bzw. Empfehlung an den Nutzer: Reduzieren des Durchschnitts-SOC; z. B.

• bei Kurzstrecke bis 20 km Batterie nicht permanent auf 100 % SOC aufladen; Nachladen erst bei einem SOC von weniger als 50 %;

• manuelles Beenden des Ladevorgangs und/oder Einstellen einer oberen Ladegrenze für den Ladevorgang bei ca. 80 % SOC;

Aktivierung Timerfunktion für das Aufladen; z. B. zeitversetztes Laden in einem bestimmten Zeitintervall, z. B. von 3 Uhr bis 6 Uhr bei geplanter Abfahrt 6:30 Uhr); wobei

• Informationsaustausch und Programmierung via Energiemanagementsystem (zur Steuerung von Energieflüssen auch der Batterie, z. B. Ladezeiten, Ladeleistungen, Beendigung des Ladens; Verbrauchersteuerung; Fahrzeugkonditionierung, z. B. Heizung) des Kraftfahrzeugs oder über eine App, z. B. eine Smartphone-App, z. B. WeCharge, und/oder über eine intelligente externe Ladestation, z. B. eine Wallbox, erfolgt;

Aktivierung einer Rangetaste: Standard-Ladung auf 80 % SOC; Laden auf 100 % SOC nur auf expliziten Wunsch des Nutzers, ggf. mit Hinweis auf ein Risiko hinsichtlich des Betriebs der Batterie und/ oder mit Hinweis auf Garantiebestimmungen;

Energiemanagementsystem nutzen und Wunsch-SOC des Kunden automatisch einstellen bzw. vorschlagen; o Serviceplan und Inspektionsumfang BEV und PHEV, z. B.

jährliche Inspektion mit Batterietest; o Aufklärung des Nutzers zu Fahrzeugreaktionen bei Missachtung der Hinweise bzw. Empfehlungen über einen längeren Zeitraum; z. B. hinsichtlich

Aktivierung des Notlaufbetrieb: Begrenzte Leistungsentfaltung mit entsprechenden Hinweisen an Kunden, z. B. über App, ggf. Smartphone-App, Lampe/Bordbuch, Garantieeinschränkungen, Mensch-Maschine-Schnittsteile)

aktives Aktivieren des jeweils anderen Antriebs bei PHEV, z. B. der Verbrennungskraftmaschine oder der Brennstoffzelle, mit entsprechenden Hinweisen an Nutzer (Smartphone, Lampe/Bordbuch, Garantieeinschränkungen, Mensch-Maschine-Schnittsteile);

aktives Abschalten des Kraftfahrzeuges bei wiederholter Zuwiderhandlung des Nutzers gegen die Hinweise bzw. Empfehlungen; o Verweis auf Garantiebedingungen;

• Aufzeigen der Garantiebedingungen für Erst- und Zweitbatterie, z. B. o Garantiebestimmungen, -umfang und Gewährleistungen:

für Erst- bzw. Zweitbatterie;

im Beanstandungs- und Reparaturfall;

in Verkaufssituation; o hinsichtlich Laufzeit, Laufleistung und SOH-Wert bei Garantieende; o Ausschlüsse und Beschränkungen; o Sensibilisierung des Nutzers bei Nichtbeachtung der Nutzungshinweise; o Bereitstellung einer adäquaten Zweit- bzw. Austauschbatterie im Garantiefall;

• auf Basis der Erstinformationen und der Garantiebedingungen ist der Nutzer beim

Erwerb mit folgenden Vorgehen gemäß dem Regelkreis einverstanden: o Nutzen des Energiemanagementsystems und der Umsetzung der angezeigten Hinweise; o Regelmäßige Inspektion in einer vereinbarten Werkstatt, ggf. Werkstatt des Herstellers, insbesondere gemäß Serviceplan; z. B. umfassend

Auslesen Datenspeicher der Batterie bzw. des Batteriemanagementsystems; SOH-Wertbestimmung;

Bewertung Zustand der Batterie entsprechend Kriterien des Herstellers, insbesondere für alle Werkstätten gleich und verbindlich;

Messprotokoll der Messung der Batterie für Nutzer, insbesondere zur Übergabe an den Nutzer;

gemeinsame Auswertung des Messprotokolls, also durch Werkstatt und Nutzer; ggf. Erteilung von Hinweisen der Werkstatt bzgl. Fahr- und Ladeverhalten und Hinweis auf etwaiges Erlöschen der Batterie- Garantie;

Anpassen der Einstellungen, z. B. zu Ladevorgängen, etc.; o ggf. Zustimmung des Nutzers zu einem kontinuierlichen Datenabgleich zwischen dem Kraftfahrzeug bzw. der Batterie und dem Hersteller; ggf. umfassend

Hinweise bzw. Handlungsempfehlungen auf Smartphone und/oder Mensch-Maschine-Schnittsteile und Hinweise bzgl. Garantiebestimmungen;

ein Angebot zur Verlängerung der Garantie der Batterie, z. B. um 2 Jahre

Das Energiemanagementsystem ist insbesondere eine Einrichtung des Kraftfahrzeugs, das insbesondere über eine Mensch-Maschine-Schnittsteile bedienbar ist bzw. darüber mit dem Nutzer kommuniziert. Überdas Energiemanagementsystem können insbesondere Funktionen zumindest der Batterie gesteuert und Informationen über die Batterie und deren Nutzung abgefragt werden.

Die Sollvorgabe wird insbesondere dem Nutzer zur Verfügung gestellt. Der Nutzer nimmt die Informationen zur Batterie beim Erwerb des Kraftfahrzeuges und die Hinweise zum Nutzungs und Ladeverhalten und zum Garantieerhalt der Batterie während des Fahrzeugbetriebs auf und verarbeitet diese in seinen Handlungen hinsichtlich seines Nutzungs- und Ladeverhaltens. Der Nutzer ist insbesondere Erst-, Zweit- oder Folgenutzer des Kraftfahrzeuges, ggf. inklusive der Batterie.

Insbesondere wird bei der Bereitstellung der Informationen, insbesondere der im Rahmen der Sollvorgabe bereitgestellten Informationen, berücksichtigt, ob die Batterie eine Erst- oder eine Ersatzbatterie oder der Nutzer ein Folgenutzer ist. Ein Kraftfahrzeug wird bei der Herstellung insbesondere mit einer Erst-Batterie ausgestattet. Bei Ausfall oder Beschädigung der Erst- Batterie kann ein Austausch der Batterie erfolgen. Diese dabei eingesetzte Batterie wird dann als Ersatz- oder Zweit-Batterie bezeichnet. Der Erwerber eines neuwertigen Kraftfahrzeuges wird als Erst-Nutzer bzw. Nutzer bezeichnet. Wechselt das Kraftfahrzeug den Besitzer bzw. werden die Nutzungsrechte an einen anderen Nutzer übertragen, wird dieser Nutzer als Folge- Nutzer bezeichnet.

Insbesondere berechnet das Batteriemanagementsystem aus den erfassten Informationen zumindest einen kontinuierlich ermittelten State-of-Health-Wert der Batterie.

Das kraftfahrzeugeigene Batteriemanagementsystem ist insbesondere zumindest teilweise im Kraftfahrzeug angeordnet. Insbesondere können für die Berechnung des SOH-Wertes auch kraftfahrzeugexterne Rechenkapazitäten bzw. zusätzliche kraftfahrzeugexterne Informationen erfasst werden. Diese Daten können z. B. online mit dem Kraftfahrzeug ausgetauscht werden.

Der State-of-Health-Wert der Batterie bezeichnet deren Zustand, z. B. in Relation zu einer neuwertigen Batterie. Aus dem Zustand kann insbesondere ein monetärer Restwert der Batterie abgeleitet werden. Der State-of-Health-Wert wird durch die Nutzung und das Laden der Batterie beeinflusst. Weitere Einflussfaktoren für diesen Wert sind z. B. Umgebungsbedingungen wie Temperaturen und Feuchtigkeit oder das Alter der Batterie.

Das Batteriemanagementsystem (BMS) ist im Regelkreis insbesondere ein Teil der Istwert- Erfassung. Das Batteriemanagementsystem ermittelt und erfasst, insbesondere kontinuierlich, den Zustand der Batterie und liefert für nachfolgende Blöcke des Regelkreises einen berechneten SOH-Wert und weitere Daten auf Basis der beobachteten Historie der Batterie bzw. der Batterienutzung.

Insbesondere werden die von dem Batteriemanagementsystem erfassten Informationen und berechneten Werte sowie abgeleiteten Hinweise über eine Mensch-Maschine-Schnittsteile dem Nutzer zur Verfügung gestellt.

Insbesondere erfolgt die Bewertung der erfassten Informationen durch das kraftfahrzeugexterne Diagnosesystem unabhängig von der Bewertung durch das Batteriemanagementsystem. Insbesondere werden für die Bewertung durch das Diagnosesystem zusätzlich Testergebnisse berücksichtigt, die durch das Diagnosesystem zu einem Bewertungszeitpunkt aktuell an dem Kraftfahrzeug ermittelt werden. Das Diagnosesystem kann insbesondere bei Verbindung des Kraftfahrzeugs bzw. der Batterie mit dem Diagnosesystem die relevanten Informationen erfassen und auswerten bzw. bewerten. Insbesondere wird dabei zumindest zunächst nicht berücksichtigt, wie das kraftfahrzeugeigene Batteriemanagementsystem diese Informationen verarbeitet bzw. bewertet hat. Insbesondere werden über das Diagnosesystem bestimmte Tests durchgeführt, wobei anhand der Reaktion des Kraftfahrzeugs bzw. der Batterie auf diese Tests, also anhand der Testergebnisse, weitere Erkenntnisse ermittelt werden können. Diese Tests werden insbesondere nur zu bestimmten Zeitpunkten durchgeführt, also z. B. wenn das Diagnosesystem mit dem Kraftfahrzeug verbunden ist, z. B. bei einem Servicetermin in einer Werkstatt oder bei Anschluss an eine externe Ladestation. Diese Zeitpunkte werden insbesondere als Bewertungszeitpunkte bezeichnet, also als Zeitpunkte, an denen eine Bewertung durch das Diagnosesystem erfolgt.

Das Diagnosesystem umfasst z. B. ein Batterietestgerät. Das Diagnosesystem ist im Regelkreis insbesondere ein Teil der Istwert-Erfassung. Insbesondere bestimmt es über ein definiertes Testverfahren den aktuellen SOH-Zustand der Batterie und liefert für nachfolgende Blöcke des Regelkreises einen realen SOH-Wert und weitere Daten. Das Testverfahren ist insbesondere amtlich genehmigt und ggf. rechtlich belastbar. Insbesondere ist es genormt, so dass die Testergebnisse für Kraftfahrzeuge und/oder Batterien unterschiedlicher Hersteller vergleichbar sind.

Auf Basis der realen SOH-Daten und anhand der vom Hersteller vorgegebenen Kriterien erfolgt insbesondere ein Austausch einer Batterie gegen eine adäquate Ersatz-Batterie mit entsprechendem SOH-Wert gemäß den Garantiebedingungen.

Insbesondere werden die Hinweise für den Nutzer, zumindest teilweise bei einem Ladevorgang an einer externen Ladestation, dem Nutzer über eine Mensch-Maschine- Schnittsteile an der Ladestation zur Verfügung gestellt.

Insbesondere werden die Hinweise zumindest teilweise an einen Cloud-Dienst übermittelt, insbesondere im Rahmen eines kontinuierlichen Datenabgleichs zwischen dem Kraftfahrzeug bzw. der Batterie und dem Hersteller.

Insbesondere wird aus dem Abgleich der Bewertungen durch das Batteriemanagementsystem und durch das Diagnosesystem ein normiertes Zertifikat für den Zustand der Batterie erstellt. Das Zertifikat kann insbesondere als eine wesentliche Informationsgrundlage für den Nutzer im Verkaufsfall des Kraftfahrzeugs und/oder der Batterie an einen Folgenutzer verwendet werden. Das Zertifikat kann insbesondere in einem herstellerunabhängigem Testcenter erstellt werden, wenn der Test dem vorgegebenen Testverfahren entspricht. Das erstellte Zertifikat kann insbesondere rechtlich wirksamen Charakter aufweisen.

Es wird weiter ein Steuergerät vorgeschlagen, das zur Durchführung der kraftfahrzeugseitigen Schritte des beschriebenen Verfahrens ausgestattet, konfiguriert oder programmiert ist. Das Steuergerät kann insbesondere die Funktion des Batteriemanagementsystem und/oder des Energiemanagementsystems umfassen.

Es wird weiter ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, zumindest umfassend einen Traktionsantrieb und eine Batterie zur Energieversorgung des Traktionsantriebs sowie das beschriebene Steuergerät zur Durchführung der kraftfahrzeugseitigen Schritte des beschriebenen Verfahrens.

Die Ausführungen zu dem Verfahren sind insbesondere auf das Kraftfahrzeug und/oder das Steuergerät übertragbar und umgekehrt.

Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Soweit ein Bauteil mehrfach Vorkommen kann („mindestens ein“), kann die Beschreibung zu einem dieser Bauteile für alle oder ein Teil der Mehrzahl dieser Bauteile gleichermaßen gelten, dies ist aber nicht zwingend.

Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der beiliegenden Figur näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch das angeführte Ausführungsbeispiel nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in der Figur erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figur und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Fig. 1 zeigt einen Regelkreis 29.

Der Regelkreis 29 besteht aus dem Schritt a), nämlich dem Bereitstellen von Erst informationen 5 für einen Nutzer 15 des Kraftfahrzeuges 1 im Rahmen einer Sollvorgabe 4, z. B. beim Erwerb des Kraftfahrzeugs 1. Diese Sollvorgabe 4 umfasst die Blöcke 16, 17, 18, 19. Der erste Block 16 umfasst die Informationen 5 Fahrzeug-Prospekt, Konfigurator, Abfrage hinsichtlich geplantem Nutzungsverhalten durch den Nutzer 15. Der zweite Block 17 umfasst die Informationen 5 Kaufberatung inkl. Auswertung des geplanten Nutzungsverhaltens, Empfehlung zum Erwerb eines BEV oder PHEV. Der dritte Block 18 umfasst die Informationen 5 Kraftfahrzeug-Handbuch, Hinweise 9 zur Batterie 3, Lade- und Entladeverhalten, Servicebedingungen und Hinweise 9 zur Garantie. Der vierte Block 19 umfasst die Informationen 5 Garantiebedingungen für Erst- und Zweit-Batterie 3.

Diese Sollvorgabe 4 wird dem Nutzer 15 bereitgestellt. Für oder durch diesen Nutzer werden Einstellungen vorgenommen bzw. das Kraftfahrzeug 1 bedient.

Der Regelkreis 29 umfasst den Schritt b), nämlich das Betreiben des Kraftfahrzeuges 1 , das einen Traktionsantrieb 2 und eine Batterie 3 umfasst. Schritt b) umfasst den fünften Block 20, der den Betrieb des Kraftfahrzeugs 1 und der Batterie 3 umfasst. Die Nutzung des Kraftfahrzeuges 1 sowie das Ladeverhalten führt zu dem sechsten Block 21 , der die Alterung der Batterie 3 und damit Zustand 6 der Batterie, also den State-of- Health, darstellt.

Weiter umfasst der Regelkreis 29 die Istwert-Erfassung, hier durch das Batteriemanagementsystem 7 und das Diagnosesystem 8 dargestellt. Die Istwert-Erfassung umfasst insbesondere die berechnete bzw. gemessene Bestimmung eines Zustands 6 der Batterie 3 sowie die Darstellung dieser Informationen 5 über verschiedene Anzeigeeinrichtungen im Umfeld des Kraftfahrzeuges 3, z. B. Mensch-Maschine-Schnittsteilen 11 wie Monitore, Apps, usw.

Das Batteriemanagementsystem 7 ermittelt und erfasst, insbesondere kontinuierlich, den Zustand 6 der Batterie 3 und liefert für nachfolgende Blöcke 22, 23, 24 des Regelkreises 29 einen berechneten SOH-Wert 10 und weitere Daten, also Informationen 5 und Hinweise 9, auf Basis der beobachteten Historie der Batterie 3 bzw. der Batterienutzung.

Der Regelkreis 29 umfasst den Schritt c), nämlich das Bewerten der Informationen 5.

In dem auf das Batteriemanagementsystem 7 nachfolgenden siebten Block 22 erfolgt z. B. eine kraftfahrzeuginterne Bewertung der Daten durch das Energiemanagementsystem im Kraftfahrzeug 1.

Im achten Block 23 erfolgt eine Online-Bewertung durch einen Cloud-Dienst, an den die Daten insbesondere im Rahmen eines kontinuierlichen Datenabgleichs zwischen dem Kraftfahrzeug 1 bzw. der Batterie 3 und dem Hersteller übermittelt werden.

Im neunten Block 24 erfolgt eine kraftfahrzeugexterne Bewertung der Daten im Rahmen eines Werkstattbesuchs. Dabei werden auch Informationen 5 und Hinweise 9 sowie Testergebnisse 12 eines Diagnosesystems 8 bewertet.

Der neunte Block 24 verarbeitet die zur Verfügung gestellten Daten aus dem Batteriemanagementsystem 7 und dem Diagnosesystem 8. Die Bewertung erfolgt im Rahmen der turnusgemäßen Inspektion gemäß BEV- bzw. PHEV-spezifischen Serviceplan in der Werkstatt. Auf Basis der realen SOH-Werte 10 und der vom Hersteller vorgegebenen Kriterien erfolgt ggf. ein Austausch der Batterie 3 gegen eine adäquate Batterie 3 mit entsprechendem SOH-Wert 10 gemäß den Garantiebedingungen.

Der Regelkreis 29 umfasst den Schritt d), nämlich den Abgleich der Bewertungen und das Ableiten von Hinweisen 9 für den Nutzer 15.

Der zehnte Block 25 umfasst die Darstellung der generierten Bewertungen, also der Informationen 5 und der Hinweise 9 über Mensch-Maschine-Schnittsteilen 11 , z. B. über ein Fahrzeug-Display, eine Smartphone-App oder ähnliches.

Der elfte Block 26 umfasst eine Wallbox, also eine ggf. nur für den Nutzer 15 reservierte externe Ladestation 13. Der elfte Block 26 Kunden-Wallbox bildet eine Mensch-Maschine- Schnittsteile 11 mit Hinweisen 9 und Informationen 5 zum Nutzer 15 und verarbeitet die zur Verfügung gestellten Daten. Der zwölfte Block 27 umfasst einen Werkstatt-Ausdruck, der eine wesentliche Informationsgrundlage für den Nutzer 15 darstellt. In dem zwölften Block 27 bzw. in dem Ausdruck sind die zur Verfügung gestellten Daten verarbeitet und werden visualisiert. Der Werkstattausdruck wird seitens der Werkstatt mit dem Nutzer 15 durchgesprochen. Es werden Hinweise 9 und Informationen 5 an den Nutzer 15 weitergegeben.

Der dreizehnte Block 28 umfasst die Erstellung eines SOH-Zertifikats. Das Zertifikat kann eine wesentliche Informationsgrundlage für den Nutzer 15 im Verkaufsfall des Kraftfahrzeugs 1 und/oder der Batterie 3 an einen Zweitnutzer darstellen. In dem Zertifikat sind die zur Verfügung gestellten Daten verarbeitet. Das SOH-Zertifikat kann auch in einem herstellerunabhängigem

Testcenter erstellt werden, wenn der Test dem vorgegebenen Testverfahren entspricht. Das erstellte Batterie-SOH-Zertifikat hat rechtlich wirksamen Charakter.

Die in den Blöcken 25, 26, 27, 28 erzeugten Informationen 5 und Hinweise 9 werden an den Nutzer 15 weitergeleitet bzw. diesem zur Verfügung gestellt. Damit kann das Nutzungs- und Ladeverhalten des Nutzers 15 beeinflusst und z. B. ein Garantieerhalt für die Batterie 3 sichergestellt werden.

Die Pfeile zwischen den Blöcken bzw. Rechtecken stellen den Fluss der Informationen 5, Hinweise 9 und sonstiger Daten dar.

Mit dem beschriebenen Verfahren kann erstmals ein universeller und ganzheitlicher Ansatz zum batteriegerechten Betreiben von BEV und PHEV durch einen Nutzer 15 bereitgestellt werden.

Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeug

2 Traktionsantrieb

3 Batterie

4 Sollvorgabe

5 Information

6 Zustand

7 Batteriemanagementsystem

8 Diagnosesystem

9 Hinweis

10 State-of-Health-Wert

11 Mensch-Maschine-Schnittsteile

12 Testergebnis

13 Ladestation

14 Cloud-Dienst

15 Nutzer

16 erster Block

17 zweiter Block

18 dritter Block

19 vierter Block

20 fünfter Block

21 sechster Block

22 siebter Block

23 achter Block

24 neunter Block

25 zehnter Block

26 elfter Block

27 zwölfter Block

28 dreizehnter Block

29 Regelkreis