Titel

VERFAHREN ZUM STEUERN EINER GESCHWINDIGKEIT EINES ELEKTRISCH ANGETRIEBENEN

FAHRZEUGES

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern einer Geschwindigkeit eines

elektrisch angetriebenen Fahrzeuges. Die Erfindung betrifft zudem ein

Computerprogramm und ein System, die zu Durchführung des Verfahrens

ausgebildet und/oder eingerichtet sind. Außerdem betrifft die Erfindung ein

Fahrzeug mit einem derartigen System.

In moderneren Fahrzeugen kommen Fahrassistenzsysteme als Zusatzeinrichtungen zum Einsatz, die den Fahrer des Fahrzeuges unterstützen. Derartige

Zusatzeinrichtungen können beispielsweise Fahrinformationssysteme, Parkassistenten oder automatische Distanzregelsysteme (Adaptive Cruise Control-Systeme, ACC- Systeme) umfassen. Automatische Distanzregelsysteme zum Beispiel erkennen mit Hilfe von Abstandssensoren vorausfahrende Fahrzeuge und regeln die

Geschwindigkeit derart, dass der Abstand zu den vorausfahrenden Fahrzeugen konstant bleibt. Dadurch kann eine konstante Fahrweise erreicht werden, die

Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen minimiert, was neben

sicherheitsrelevanten Aspekten auch den Verbrauch des Fahrzeuges reduziert.

Aus US 2009/0321 165 A1 ist eine Geschwindigkeitsregelungsanlage bekannt, die den Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen mit Hilfe von Radarsensoren misst, und die Geschwindigkeit entsprechend regelt.

In JP 2012 222 981 A ist eine Geschwindigkeitsregelanlage beschrieben, die periphere Informationen des Fahrzeuges berücksichtigt und zum Antreiben des Fahrzeuges den Entladestrom einer Batterie maximiert. In JP 2000 050 416 A ist eine Geschwindigkeitsregelanlage beschrieben, die zum Bestimmen der Geschwindigkeit unter anderem den Windwiderstand berücksichtigt.

Bekannte Geschwindigkeitsregelanlagen ermöglichen eine konstante Fahrweise, die zum einen die Sicherheit erhöht und zum anderen den Verbrauch erniedrigt. Um Fahrzeuge noch effizienter betreiben zu können, besteht ein anhaltendes Interesse daran, die Funktionalität der Distanz- und Geschwindigkeitsregelung weiter auszuweiten.

Offenbarung der Erfindung

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Steuern einer Geschwindigkeit v eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit folgenden Schritten vorgeschlagen: a) Bereitstellen von Zustandsparametern einer Batterie des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges,

b) Ermitteln einer Verlustleistung P _{v, ges} des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges für unterschiedliche Geschwindigkeiten v;

c) Ermitteln einer optimalen Geschwindigkeit v _opt , bei der die ermittelte

Verlustleistung P _{v, ges} ein Minimum aufweist; und

d) Steuern des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bei der ermittelten, optimalen Geschwindigkeit v _opt .

Das Verfahren ermöglicht es, das elektrisch angetriebene Fahrzeug derart zu steuern, dass sich das Fahrzeug mit der ermittelten, optimalen Geschwindigkeit v _opt bewegt und dadurch eine optimale Energiebilanz erreicht.

Das elektrisch angetriebene Fahrzeug kann als reines Elektrofahrzeug

ausgestaltet sein und ausschließlich ein elektrisches Antriebsystem umfassen.

Alternativ kann das Fahrzeug als Hybridfahrzeug ausgestaltet sein, das ein

elektrisches Antriebssystem und einen Verbrennungsmotor umfasst. Dabei kann die Batterie des Hybridfahrzeuges intern über einen Generator mit

überschüssiger Energie des Verbrennungsmotors geladen werden. Extern

aufladbare Hybridfahrzeuge (Plug-in Hybrid Electric Vehicle, PHEV) sehen

zusätzlich die Möglichkeit vor, die Batterie über das externe Stromnetz

aufzuladen. Um die gewünschte elektrische Leistung zum Antrieb des elektrisch

angetriebenen Fahrzeuges bereitzustellen, umfasst das Fahrzeug eine Batterie, die mehrere Batteriezellen umfasst. Weiterhin können mehrere Batteriezellen miteinander gruppiert sein, wobei derartige Gruppen auch als Batteriemodule bezeichnet werden. Während der Fahrt des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit einer Geschwindigkeit v werden Zustandsparameter der Batterie erfasst und einem Steuergerät bereitgestellt, auf dem ein Batteriemanagementsystem implementiert sein kann. Dabei können Zustandsparameter einzelner

Batteriezellen oder einzelner Batteriemodule durch Sensoreinheiten erfasst werden. Solche Sensoreinheiten können als Zellüberwachungseinheiten am Ausgang der Batteriezellen oder als Modulüberwachungseinheiten am Ausgang der Batteriemodule realisiert sein. Insbesondere können derartige

Sensoreinheiten eine Spannung, einen Strom, einen Widerstand, eine Leistung, eine Temperatur oder sonstige dem Fachmann bekannte Zustandsparameter einzelner Batteriezellen oder einzelner Batteriemodule erfassen.

Um die Batterie kontinuierlich zu überwachen, erfassen die Sensoreinheiten die Zustandsparameter einzelner Batteriezellen oder einzelner Batteriemodule kontinuierlich und stellen die entsprechenden Daten einem Steuergerät bereit, auf dem beispielsweise ein Batteriemanagementsystem realisiert ist. So können die Daten zwischen den Sensoreinheiten und dem Steuergerät über einen Bus, etwa über einen SPI Bus (Serial Peripheral Interface Bus) oder einen CAN Bus (Controller Area Network Bus) ausgetauscht werden.

In einer Ausführungsform umfasst die Verlustleistung P _{v, ges} des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges eine Batterieverlustleistung P _{v> ba} tt und eine

Antriebsverlustleistung P _v>a . Hierbei bezeichnet die Batterieverlustleistung P _{v> ba} tt den Anteil Verlustleistung P _{v, ge} s, der batterieseitig die Gesamtleistung der Batterie reduziert. Eine Antriebsverlustleistung P _v>a bezeichnet weiterhin den

Anteil der Verlustleistung P _v , _g es, der antriebsseitig die von der Batterie bereitgestellte Gesamtleistung reduziert.

In einer weiteren Ausführungsform wird die Batterieleistung in Abhängigkeit von einer Kühlleistung P _K ühi und/oder einem Innenwiderstand R, der Batterie ermittelt. lm Allgemeinen ergibt sich die theoretisch verfügbare Gesamtleistu

Batterie P _bat t, _ide ai zu

P = U

batt,ideal OCV wobei Uocv der Leerlaufspannung entspricht und I den Batteriestrom bezeichnet. Diese theoretisch verfügbare Gesamtleistung wird jedoch durch unterschiedliche Verlustkanäle in einem Batteriesystem reduziert, so dass gilt:

^batt ^batt, ideal ^v.batt ' ^ wobei Pbatt die tatsächliche Gesamtleistung der Batterie bezeichnet.

Beispiele solcher Verlustkanäle in einem Batteriesystem sind zum einen der Innenwiderstand R, der Batteriezellen oder Batteriemodule, der zu einer

Erwärmung der Batterie führt und dementsprechend als weiteren Verlustkanal eine Kühlung der Batterie bedingt. Damit kann sich die Batterieverlustleistung P _v , batt aus folgendem Zusammenhang ergeben:

Dabei bezeichnen R, (I) den Innenwiderstand in Abhängigkeit vom Batteriestrom I, Pkühi die aufzuwendende Kühlleistung und a(l) einen Faktor der Kühlleistung P _K ühi in Abhängigkeit vom Batteriestrom I.

In Batterien kann der Innenwiderstand R, in Abhängigkeit von dem Batteriestrom I ansteigen. Dadurch kommt es zu einer Wärmeentwicklung in der Batterie, welcher durch ein Kühlsystem entgegengewirkt werden kann. Insbesondere kann bei kleinem Batteriestrom beispielsweise im Bereich von einigen mA eine passive Kühlung durch zum Beispiel Umgebungsluft ausreichen. Steigt der Batteriestrom an, erhöht sich die Wärmeentwicklung, welcher durch ein aktives Kühlsystem entgegengewirkt werden kann. Damit hängt die vom Kühlsystem

bereitzustellende Kühlleistung P _K ühi vom Batteriestrom I ab und die Kühlleistung P _K ühi erhöht sich, wenn der Batteriestrom I zunimmt. In einer weiteren Ausführungsform wird die Antriebsverlustleistung P _v>a in Abhängigkeit von wenigstens einem Effizienzparameter des elektrischen angetriebenen Fahrzeuges ermittelt.

Dabei kann der wenigstens ein Effizienzparameter einen Rollwiderstand, einen Luftwiderstand und/oder einen Wirkungsgrad des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges, insbesondere des Antriebssystems des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges umfassen. Im Allgemeinen hängt die Antriebsleistung P _a von der Geschwindigkeit v des elektrisch abgetriebenen Fahrzeuges ab. Diese

Abhängigkeit kann vereinfacht als p = a * v+ ß * v +v * v (4)

a dargestellt werden, wobei die Faktoren α, ß und γ Effizienzparameter des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges und insbesondere des Antriebssystems bezeichnen. In Formel (4) kann der Vorfaktor α insbesondere einen

Rollwiderstand des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges auf einer Fahrbahn kennzeichnen. Der Rollwiderstand kann dabei von unterschiedlichen Faktoren, wie der Fahrbahnoberfläche, der Reifenqualität, dem Fahrzeuggewicht oder ähnlichen dem Fachmann bekannten Faktoren, abhängen. Weiterhin kann der Faktor γ den Luftwiderstand beschreiben, der von der Aerodynamik des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges abhängt. Der Faktor ß kann weitere Faktoren, die mit dem Quadrat der Geschwindigkeit v eingehen, berücksichtigen. Bevorzugt ist der Faktor ß = 0.

Weiterhin kann die Antriebsleistung P _a fahrzeugseitig mit einem Wirkungsgrad η behaftet sein. Die zum Antrieb aufzubringende Leistung ergibt sich damit zu

Hierbei kann der Wirkungsgrad η insbesondere von dem Batteriestrom I abhängen, wobei der Wirkungsgrad η mit ansteigendem Batteriestrom I steigt. Dieser Zusammenhang kann beispielsweise im Rahmen von einem

Kennlinienfeld, das fahrzeug- und batteriespezifisch erfasst werden kann, ermittelt werden. Daraus ergibt sich die Antriebsverlustleistung P _v>a zu

(1 -η ) (6)

v, a ges

Aus den vorstehenden Zusammenhängen für die Batterieverlustleistung P _{v> ba} tt und eine Antriebsleistung P _a kann sich weiterhin folgender Zusammenhang ergeben:

P =P, , (7) ges batt

V (I)P =P (8) η a batt, ideal v,batt ^' '

^ (/)(α * ν+β *ν ² +χ * ν ³ ) = U _QCV * / - (1 + a(I)) * R . (/) * / ² . (9) Somit können die antriebseitig benötigte Leistung einerseits und die batterieseitig zur Verfügung stehende Leistung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges und des Batteriestroms I andererseits miteinander verknüpft werden. In einer weiteren Ausführungsform wird die Verlustleistung P _v>ge s des elektrisch angetrieben Fahrzeuges in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit v und einem dazu benötigten Batteriestrom I ermittelt. So kann sich die Verlustleistung P _v>ge s des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges ergeben zu P =( ^~ η)Ρ +P , ■ (10)

v,ges ges v,batt

Auf Basis dieses Zusammenhangs und insbesondere der Abhängigkeit der Verlustleistung P _{v, ges} des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges und der

Geschwindigkeit v können Minima bestimmt werden, die sich im Verlauf der Verlustleistung P _v , _ge s des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges gegen die

Geschwindigkeit v ergeben. Die optimale Geschwindigkeit v _opt beschreibt dann die Geschwindigkeiten v, bei denen die ermittelte Verlustleistung P _{v, ges} des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges ein Minimum aufweist. Das Minimum kann dabei ein lokales oder ein globales Minimum des Zusammenhangs der

Verlustleistung P _{v, ges} des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges gegen die Geschwindigkeit v darstellen. Zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit v _opt werden Minima in der ermittelten Verlustleistung P _{v, ges} des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges ermittelt und dementsprechend eines der Minima als optimale Geschwindigkeit v _opt festgelegt.

In einer weiteren Ausführungsform wird die optimale Geschwindigkeit v _opt in einem vorgegebenen oder einem wählbaren Geschwindigkeitsfenster ermittelt. Derartige Geschwindigkeitsfenster können in einem Geschwindigkeitsbereich von 5 bis 200 km/h, bevorzugt von 30 bis 200 km/h, liegen und können beispielsweise vorgegeben in einer Speichereinrichtung hinterlegt sein oder frei wählbar über eine Mensch-Maschine Schnittstelle, wie einem

berührungsempfindlichen Bildschirm oder einem Auswahlrad, vom Fahrer vorgegeben werden. In einer weiteren Ausführungsform wird die optimale Geschwindigkeit v _opt in

Abhängigkeit von fahrerspezifischen Daten, insbesondere Kalenderdaten und/oder Routendaten ermittelt. So können Kalenderdaten von einer

Speichereinrichtung, wie einem Speicher einer mobilen Einheit, etwa in einem Mobiltelefon, einer dem Fahrzeug, insbesondere dem Steuergerät zugeordneten Speichereinrichtung oder einer über ein Datennetzwerk, wie das Internet oder eine Cloud, zugänglichen Speichereinrichtung bereitgestellt werden. Dabei können Kalenderdaten Daten und Orte umfassen, die zukünftige Fahrziele des Fahrers kennzeichnen. Daraus kann eine zu fahrende Strecke zu gegebenen Zeitpunkt bestimmt werden. Zusätzlich können Routendaten berücksichtigt werden, die zum Beispiel die Verkehrslage auf der zu befahrenen Straße kennzeichnen. Insbesondere können Verkehrsinformationen eines

Navigationssystems oder einer über das Internet zugänglichen Datenbank, etwa über eine Cloud oder einen Online-Service, in die Berechnung einbezogen werden.

In einer weiteren Ausführungsform wird nach Ermitteln der optimalen

Geschwindigkeit v _op t zusätzlich ein Ladungszustand der Batterie erfasst, eine Reichweite bei der optimalen Geschwindigkeit v _opt ermittelt und die ermittelte Restreichweite weiteren Systemen im elektrisch angetriebenen Fahrzeug bereitgestellt. So könnte die ermittelte Restreichweite beispielsweise einer

Mensch- Maschine-Schnittstelle bereitgestellt werden, die die Restreichweite an den Fahrer kommuniziert. Zusätzlich oder alternativ kann die Restreichweite weiteren Komponenten im elektrisch angetriebenen Fahrzeug, beispielsweise einem Navigationssystem, einen Stauassistenten, oder einen sonstigen

Systemen zur Fahrassistenz, bereitgestellt werden. Hierbei bezeichnet der Ladungszustand den gespeicherten Energieinhalt, der für den Fall eines elektrischen Antriebes der gespeicherten Energie einer Batterie entspricht. Für den Fall eines Verbrennungsmotors bezeichnet der gespeicherte Energieinhalt den Inhalt eines Kraftstofftanks. Bei Hybridfahrzeugen umfasst der Energieinhalt die Summe der zur Verfügung stehenden elektrischen Energie und der Verbrennungsenergie.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine optimale Reichweite unter

Berücksichtigung einer Energiebilanz in Beschleunigungs- und

Verzögerungsphasen ermittelt.

In einer weiteren Ausführungsform werden zusätzlich zu den

Zustandsparametern der Batterie Abstandsdaten erfasst, aus den erfassten Abstandsdaten ein Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen ermittelt und die optimale Geschwindigkeit v _opt in Abhängigkeit vom ermittelten Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen ermittelt. Zum Erfassen von Abstandsdaten können dabei übliche dem Fachmann bekannte Sensorsysteme am Fahrzeug angeordnet sein. Geeignete Sensorsysteme sind zum Beispiel Radar-, Lidar- oder Ultraschallsensorsysteme. Erfindungsgemäß wird weiterhin ein Computerprogramm vorgeschlagen, gemäß dem eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird, wenn das Computerprogramm auf einer programmierbaren Computereinrichtung ausgeführt wird. Bei dem Computerprogramm kann es sich beispielsweise um ein Modul zur Implementierung eines Batteriemanagementsystems oder eines Subsystems hiervon in einem Fahrzeug handeln. Das Computerprogramm kann auf einem maschinenlesbaren Speichermedium gespeichert werden, etwa auf einem permanenten oder wiederbeschreibbaren Speichermedium oder in Zuordnung zu einer Computereinrichtung oder auf einer entfernbaren CD-ROM, DVD, einer Blu-ray-Disc oder einem USB-Stick. Zusätzlich oder alternativ kann das Computerprogramm auf einer Computereinrichtung wie etwa auf einem

Server oder einem Cloudsystem zum Herunterladen bereitgestellt werden, z.B. über ein Datennetzwerk wie das Internet oder eine Kommunikationsverbindung wie etwa eine Telefonleitung oder eine drahtlose Verbindung.

Erfindungsgemäß wird außerdem ein System zum Steuern einer

Geschwindigkeit v eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges mit folgenden Komponenten vorgeschlagen: a. einer Einheit zum Bereitstellen von Zustandsparametern einer Batterie eines elektrisch angetriebenen Fahrzeuges,

b. einer Einheit zum Ermitteln einer Verlustleistung P _v,ge s des elektrisch

angetriebenen Fahrzeuges für unterschiedliche Geschwindigkeiten v;

c. einer Einheit zum Ermitteln einer optimalen Geschwindigkeit v _opt aus der ermittelten Verlustleistung P _v, ge _S ; und

d. einer Einheit zum Steuern des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges bei der ermittelten, optimalen Geschwindigkeit v _opt .

Bevorzugt ist das System zum Durchführen der hierin beschriebenen Verfahren ausgebildet oder eingerichtet. Dementsprechend gelten im Rahmen des

Verfahrens beschriebenen Merkmale entsprechend für das System, und umgekehrt die im Rahmen des Systems beschriebenen Merkmale entsprechend für das Verfahren. Die Batterie kann als Lithium-Ion-Batterie oder Nickel-Metall- Hybrid Batterie ausgestaltet sein. Weiterhin kann die Batterie in einem

Batteriesystem mit einem Batteriemanagementsystem eingebettet sein, wobei das Batteriesystem mit einem Antriebssystem eines Fahrzeuges verbindbar ist.

Die Komponenten des Systems sind als funktionaler Einheiten zu sehen, die nicht notwendigerweise physikalisch von einander getrennt sind. So können mehrere Komponenten das System in einer einzigen physikalischen Einheit realisiert sein, etwa wenn mehrere Funktionen in der Software auf einem

Steuergerät implementiert sind. Weiterhin können die Funktionen der

Komponenten auch in Hardware, beispielsweise durch Sensoreinheiten oder Speichereinheiten realisiert sein. Bevorzugt sind insbesondere die Komponenten b. und c. als Software im Batteriemanagementsysteme auf einem Steuergerät implementiert.

Erfindungsgemäß wird zudem ein Fahrzeug mit dem hierin beschriebenen System vorgeschlagen. Bevorzugt ist das Fahrzeug ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug, wie ein Hybridfahrzeug oder ein Elektrofahrzeug, das zumindest teilweise durch elektrische Energie einer Batterie mit mehreren Batteriezellen angetrieben wird. Dazu ist die Batterie insbesondere mit dem Antriebsystem des Fahrzeuges verbunden.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung ermöglicht es, die vom Fahrer anvisierte Geschwindigkeit v selbsttätig zu optimieren. Dadurch können höhere Reichweiten mit einem geringeren Verbrauch gewährleistet werden, und der Energiehaushalt des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges kann optimiert werden. So kann insbesondere die Verlustleistung P _{v, ges} derart in Bezug auf die Geschwindigkeit v minimiert werden, dass die von der Batterie zur Verfügung stehende Leistung optimal durch das Antriebssystem genutzt wird. Dies ermöglicht eine optimale Abstimmung der gefahrenen Geschwindigkeit v und der Batterieparameter.

Die weitere Berücksichtigung von fahrerspezifischen Daten, wie Kalenderdaten oder Routendaten, ermöglicht es den Energiehaushalt zusätzlich individuell auf den Fahrer abzustimmen.

Letztlich kann durch die Bestimmung einer Reichweite eine optimale

Geschwindigkeit v in Bezug auf den Energiehaushalt des Fahrzeuges ermittelt werden, um den verfügbaren Energieinhalt zum Erreichen des Ziels optimal auszunutzen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug mit einem Batteriesystem,

Figur 2 einen beispielhaften Verlauf eines Innenwiderstandes R, gegen einen Batteriestrom I, Figur 3 einen beispielhaften Verlauf einer Kühlleistung P _K ühi gegen eine

Batterieverlustleistung P _{v> ba} tt,

Figur 4 einen beispielhaften Verlauf einer Verlustleistung P _v , _g es gegen eine

Geschwindigkeit v.

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Komponenten mit gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei in Einzelfällen auf eine wiederholte Beschreibung dieser

Komponenten verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.

Ausführungsformen der Erfindung Figur 1 zeigt ein zumindest teilweise elektrisch angetriebenes Fahrzeug 10 mit einem Batteriesystem 12.

Das Fahrzeug 10 der Figur 1 kann als rein elektrisch angetriebenes Fahrzeug oder als Hybridfahrzeug, das zusätzlich ein Verbrennungsmotor aufweist, ausgestaltet sein. Dazu ist das Fahrzeug 10 mit einem elektrischen

Antriebssystem 14 ausgerüstet, dass das Fahrzeug 10 über einen Elektromotor (nicht dargestellt) zumindest teilweise elektrisch antreibt. Die elektrische Energie wird von einem Batteriesystem 12 bereitgestellt, dass eine Batterie 16 und ein Batteriemanagementsystem 18 umfasst.

Die Batterie 16 umfasst mehrere Batteriezellen 19, die auch als

Akkumulatorzellen bezeichnet werden können und zum Beispiel als Lithium-Ion- Zellen mit einem Spannungsbereich von 2,8 bis 4,2 Volt betrieben werden. Die Batteriezellen 19 sind in Gruppen zu Batteriemodulen 20 zusammengefasst. Um einzelnen Batteriezellen 19 oder Batteriemodule 20 zu überwachen, sind diese mit Zellüberwachungseinheiten 22 oder Modulüberwachungseinheiten 23

ausgerüstet, die Zustandsparameter, wie eine Spannung, einen Strom oder eine Temperatur, einzelner Batteriezellen 19 oder einzelner Batteriemodule 20 erfassen und die erfassten Betriebsparameter dem Batteriemanagementsystem 18 bereitstellen. Beispielsweise können die Zustandsparameter über ein Bus 24 wie einem SPI Bus (Serial Peripheral Interface Bus) oder ein CAN Bus

(Controller Area Network Bus), von dem Zellüberwachungseinheiten 22 oder Modulüberwachungseinheiten 23 an das Batteriemanagementsystem 18 übertragen werden.

Weiterhin umfasst das Batteriesystem 12 ein Kühlsystem 17, dass eine variable Kühlleistung P _K ühi für die Batterie 16 bereitstellt. So kann je nach Temperatur der

Batteriezellen 19, der Batteriemodule 20 oder der Batterie 16 das Kühlsystem 17 derart geregelt werden, dass die Temperatur der Batterie 16 im Wesentlichen konstant ist. Hierbei bezeichnet im Wesentlichen konstant ein Temperaturbereich von +/ ^■ 10°C, bevorzugt von +/- 5°C.

Das Batteriemanagementsystem 18 implementiert Funktionen zum Steuern und Überwachen der Batterie 16. So weist das Batteriemanagementsystem 18 eine Einheit 26 zum Empfangen von Zustandsparametern auf, die von den

Zellüberwachungseinheiten oder den Modulüberwachungseinheiten 23 erfasst werden. Die von Einheit 26 empfangenen Zustandsparameter werden einer

Einheit 28 zum Ermitteln einer Verlustleistung P _{v, ges} bereitgestellt. Dabei wird die Verlustleistung P _{v, ges} in Abhängigkeit von einer Batterieverlustleistung P _{v> ba} tt ermittelt, die eine Kühlleistung und eine Verlustleistung P _{v, ges} aufgrund des Innenwiderstands R, der Batterie 16 umfasst. Die Anteile der Verlustleistung P _v , _g es betreffend den Innenwiderstand R, und die Kühlleistung P _K ühi sind in Bezug auf die Figuren 2 und 3 näher erläutert.

Dazu zeigt Figur 2 einen Verlauf 40 des Innenwiderstandes R, der Batterie 16 gegen einen Batteriestromes I. Theoretisch verfügt die Batterie 16 über eine Leistung die sich aus der Lehrlaufspannung U ₀ cv und dem Batteriestrom I ergibt.

Durch den Innenwiderstand R, der Batterie 16 wird jedoch ein Teil der theoretisch verfügbaren Leistung in Wärme umgewandelt und kann nicht zum Antrieb des Fahrzeuges 10 genutzt werden. Wie in Figur 2 dargestellt, verhält sich der Innenwiderstand R, nicht linear zum

Batteriestrom I. So nimmt der Innenwiderstand R, gemäß dem Verlauf 40 aus Figur 2 mit anwachsendem Batteriestrom I im Bereich von einigen Milliampere zunächst ab und nimmt anschließend wieder zu. Je höher also der Batteriestrom I ist, desto höher ist auch der Innenwiderstand R, der Batterie 16.

Dementsprechend erhöht sich auch die in der Batterie 16 entwickelte Wärme. In

Abhängigkeit von der Wärmeentwicklung in der Batterie 16 ist somit eine

Kühlleistung P _K ühi von dem Kühlsystem 17 bereitzustellen. Figur 3 zeigt den Verlauf 42 der Kühlleistung P _K ühi gegen die

Batterieverlustleistung P _v ,batt · Bei geringer Batterieverlustleistung P _v , batt, die einem Batteriestrom I von wenigen

Milliampere entspricht, ist keine aktive Kühlung notwendig und die Kühlung der Batterie 16 kann allein durch beispielsweise die Umgebungsluft erfolgen. Ab einer Verlustleistung P _paS siv steigt die Erwärmung der Batterie 16 durch den Batteriestrom I derart an, dass eine aktive Kühlleistung P _K ühi durch das

Kühlsystem 17 bereitgestellt werden muss. Dabei ist die benötigte Kühlleistung

Pkühi umso höher, je höher die Batterieleistung P _v ,batt ist. Da die Kühlleistung P _K ühi von der Batterieverlustleistung P _v ,batt durch den Innenwiderstand R, abhängt, wird ein funktionaler Zusammenhang zwischen der Kühlleistung P _K ühi und dem Batterietrom I der Batterie 16 ermittelt.

Neben der Anteile der Verlustleistung P _v>ge s durch die Kühlleistung P _K ühi und den Innenwiderstand R, der Batterie 16 ermittelt die Einheit 28 zum Ermitteln der Verlustleistung P _v>ge s des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges 10 weiterhin die Antriebsleistung P _a des Fahrzeuges 10. Dazu werden Antriebsparameter von einer Einheit 30 zum Empfangen von Antriebsparametern bereitgestellt. Die

Antriebsleistung P _a des Fahrzeuges 10 hängt dabei von der Geschwindigkeit v, Effizienzparametern α, ß, γ und den Wirkungsgrad η des Antriebssystems 14 ab. Die Effizienzparameter α, ß, γ sind zum Beispiel der Rollwiderstand a, der sich linear mit der Geschwindigkeit v verändert, und der Luftwiderstand γ, der sich kubisch mit der Geschwindigkeit v verändert. Die Verlustleistung P _v>ge s setzt sich damit aus zum einen der Batterieverlustleistung P _v ,batt und zum anderen aus der Antriebsverlustleistung P _v>a zusammen. Diese Parameter werden von der Einheit 28 zum Ermitteln der Verlustleistung P _{v, ges} des elektrisch angetriebenen

Fahrzeuges 10 an die Einheit 34 zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit v _op t übermittelt. Damit steht der Einheit 34 zum Ermitteln der optimalen

Geschwindigkeit v _op t eine Verlustleistung P _v>ge s bereit, die ein Verhältnis zwischen der Geschwindigkeit v und der Verlustleistung P _v>ge s beinhaltet.

Figur 4 zeigt beispielhaft einen Verlauf 44 der Verlustleistung P _{v >ge} s gegen die Geschwindigkeit v. Der Verlauf 44 der Verlustleistung P _v>ge s gegen Geschwindigkeit v zeigt ein nicht lineares Verhalten, wobei die Kurve im beispielhaften gezeigten Verlauf 44 zwei Minima v _op ti, v _opt 2 aufweist. Hierbei ist v _opt i ein globales Minimum des Verlaufs 44, wogegen das Minimum v _opt 2 ein lokales Minimum darstellt. Zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit v _opt wird aus den durch die Einheit 28 zum Ermitteln der Verlustleistung P _v>ge s bereitgestellten Parametern ein Verlauf 44 berechnet und die entsprechenden globalen sowie lokalen Minima v _op i, v _opt 2 ermittelt. Die optimale Geschwindigkeit v _opt kann dann in einem vorgegebenen oder wählbaren Geschwindigkeitsfenster Avi, Δν ₂ , das v _opt i oder v _opt 2 umfasst, festgelegt werden.

Neben der in der Einheit 28 zum Ermitteln der Verlustleistung P _v>ge s

bereitgestellten Parameter können weitere Parameter in der Berechnung der optimalen Geschwindigkeit v _opt eingehen. So können Kalender- und/oder Routendaten einer Speichereinheit 32 der Einheit 34 zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit v _opt bereitgestellt werden. Zusätzlich oder alternativ können externe Speichereinheiten, wie beispielsweise die eines Mobiltelefons, über eine Schnittstelle 36 Kalender- und/oder Routendaten der Einheit 34 zum Ermitteln der optimalen Geschwindigkeit v _opt bereitgestellt werden. Ist die optimale Geschwindigkeit v _opt berechnet, wird diese einer Einheit 38 zum

Steuern der Geschwindigkeit v des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges 10 bereitgestellt. Diese übermittelt die optimale Geschwindigkeit v _opt an das

Antriebssystem 14, dass Einheiten vorsieht die, die die Geschwindigkeit v und damit die Längsführung des elektrisch angetriebenen Fahrzeuges 10 steuert.

Zusätzlich kann einer Einheit 39 die optimale Geschwindigkeit v _opt bereitgestellt werden, in der ein Ladungszustand der Batterie 16 erfasst wird, eine

Restreichweite bei der optimalen Geschwindigkeit v _opt ermittelt wird und die ermittelte Restreichweite weiteren Systeme über die Schnittstelle 36 im elektrisch angetriebenen Fahrzeug 10 bereitgestellt wird. Zusätzlich kann in der Einheit 39 eine optimale Reichweite unter Berücksichtigung einer Energiebilanz im

Beschleunigung- und Verzögerungsphasen ermittelt werden.

Neben dem Regeln des Antriebssystems 14 auf die optimale Geschwindigkeit v _op t in Bezug auf die Verlustleistung P _v , _g es, kann das Antriebssystem 14 mit einem

Fahrassistenzsystem 37 gekoppelt sein und das Verfahren zum Bestimmen der optimalen Geschwindigkeit v _opt mit einem Fahrassistenzsystem 37 gekoppelt sein, das eine Geschwindigkeitsregelanlage (ACC, Adaptive Cruise Control) umfasst. So kann zunächst die optimale Geschwindigkeit v _opt bestimmt werden und das Fahrzeug 10 bei der optimalen Geschwindigkeit v _opt betrieben werden.

Im Fahrassistenzsystem 37 kann weiterhin der Abstand von vorausfahrenden

Fahrzeugen erfasst werden, um die optimale Geschwindigkeit v _opt in

Abhängigkeit von dem Abstand zu vorausfahrenden Fahrzeugen zu regeln.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.