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Title:
METHOD FOR AN ELECTRICALLY DRIVABLE VEHICLE, IN PARTICULAR A UTILITY VEHICLE, COMPUTER PROGRAM AND/OR COMPUTER-READABLE MEDIUM, CONTROLLER, ELECTRICALLY DRIVABLE VEHICLE, IN PARTICULAR A UTILITY VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2024/028143
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method (1) for an electrically drivable vehicle (100a), in particular a utility vehicle (100b), with an energy storage device (20) that can be charged to a maximum state of charge (SoCM) and with an electric drive (21) capable of regenerative braking (NB), wherein the energy storage device (20) can be charged during regenerative braking (NB), wherein the method (1) has the following steps: ascertaining (S1) a state of charge (SoC) of the energy storage device (20); ascertaining (S2) a state-of-charge extent (114) that can be achieved by regenerative braking (NB); determining (S3) an energy conversion mode (115) depending on the state of charge (SoC), the maximum state of charge (SoCM), the state-of-charge extent (114) and two vehicle components (22, 23) of the vehicle (100a), in particular the utility vehicle (100b), wherein the two vehicle components (22, 23) are designed, in regular operation of the vehicle (100a), in particular the utility vehicle (100b), to carry out vehicle functions (116, 117) that act oppositely to one another; and operating (S4) the vehicle (100a), in particular the utility vehicle (100b), in accordance with the energy conversion mode (115).

Inventors:
MORGENWECK DANIEL (DE)
EISELE MARKUS (DE)
KATTENBERG THOMAS (DE)
FAKLER WINFRIED (DE)
HESEDING JOHANNES (DE)
SCHAPER MARK (DE)
RASCH DANIEL (DE)
BITZER FRANZ (DE)
GROSSMANN MICHAEL (DE)
DIECKMANN THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2023/070420
Publication Date:
February 08, 2024
Filing Date:
July 24, 2023
Export Citation:
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Assignee:
ZF CV SYSTEMS GLOBAL GMBH (CH)
International Classes:
B60L7/02; B60L1/00; B60L1/02; B60L7/10; B60L7/22; B60L15/20; B60L58/15
Foreign References:
DE102020133118A12022-06-15
DE102020126659A12021-11-11
US20150239474A12015-08-27
DE102020001782A12021-09-23
DE102022108592A12023-10-12
DE102019004557A12020-12-31
EP2648936B12016-06-22
EP2847054B12016-07-06
Attorney, Agent or Firm:
RABE, Dirk-Heinrich (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren (1) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug (100a), insbesondere Nutzfahrzeug (100b), mit einer auf einen maximalen Ladezustand (SoCM) aufladbaren Energiespeichervorrichtung (20) und einem zur Nutzbremsung (NB) fähigen elektrischen Antrieb (21), wobei die Energiespeichervorrichtung (20) während einer Nutzbremsung (NB) aufladbar ist, wobei das Verfahren (1) die Schritte aufweist:

- Ermitteln (S1) eines Ladezustands (SoC) der Energiespeichervorrichtung (20);

- Ermitteln (S2) einer durch eine Nutzbremsung (NB) erzielbaren Ladezustandsgröße (114);

- Bestimmen (S3) eines Energieumwandlungsmodus (115) in Abhängigkeit von dem Ladezustand (SoC), von der Ladezustandsgröße (114), von dem maximalen Ladezustand (SoCM) und von zwei Fahrzeugkomponenten (22, 23) des Fahrzeugs (100a), insbesondere Nutzfahrzeugs (100b), wobei die zwei Fahrzeugkomponenten (22, 23) dazu eingerichtet sind, in einem Regelbetrieb des Fahrzeugs (100a), insbesondere Nutzfahrzeugs (100b), zueinander gegensätzlich wirkende Fahrzeugfunktionen (116, 117) durchzuführen; und

- Betreiben (S4) des Fahrzeugs (100a), insbesondere Nutzfahrzeugs (100b), gemäß dem Energieumwandlungsmodus (115).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die zwei Fahrzeugkomponenten (22, 23) eine Heizkomponente (22a) eines Fahrzeuginnenraums (105) und eine Klimatisierungskomponente (23a) des Fahrzeuginnenraums (105) umfassen, eine System-Heizungskomponente (22b) für eine Fahrzeugvorrichtung (106) und eine System-Klimatisierungskomponente (23b) für die Fahrzeugvorrichtung (106) umfassen, einen Kompressor (22c) und ein Überdruckventil (23c) umfassen und/oder den elektrischen Antrieb (21 ) und eine Betriebsbremse (24) umfassen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zu einer der Fahrzeugkomponenten (22, 23) ein Arbeitspunkt (118) ermittelt wird, und der Energieumwandlungsmodus (115) derart bestimmt wird, dass der Arbeitspunkt (118) nicht-optimal ist.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (1) ferner den Schritt aufweist:

- Bestimmen (S3‘) eines Bremsverteilungsparameters (119), wobei der Bremsverteilungsparameter (119) eine Verteilung einer Bremsleistung (112) auf eine Betriebsbremse (24), auf eine Nutzbremsung (NB) des elektrischen Antriebs (21 ) zum Laden (113) der Energiespeichervorrichtung (20) und auf eine Nutzbremsung (NB) des elektrischen Antriebs (21 ) zum Betreiben (S4) gemäß dem Energieumwandlungsmodus (115) umfasst.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die zwei Fahrzeugkomponenten (22,23) einen elektrischen Bremswiderstand (22d) und ein Kühlsystem (23d) umfassen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Verfahren (1) ferner den Schritt aufweist:

- Bestimmen (S3‘) eines Bremsverteilungsparameters (119), wobei der Bremsverteilungsparameter (119) eine Verteilung der Bremsleistung (112) auf eine Betriebsbremse (24), auf eine Nutzbremsung (NB) des elektrischen Antriebs (21) zum Laden (113) der Energiespeichervorrichtung (20), auf eine Nutzbremsung (NB) des elektrischen Antriebs (21 ) zum Betreiben (S4) gemäß dem Energieumwandlungsmodus (115) und auf eine Nutzbremsung (NB) des elektrischen Antriebs (21) zum Betreiben (S4‘) des Bremswiderstands (22d) umfasst.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Ermitteln (S2) der Ladezustandsgröße (114) und/oder das Bestimmen (S3) des Energieumwandlungsmodus in Abhängigkeit von einer die Position (130) des Fahrzeugs (100a), insbesondere Nutzfahrzeugs (100b), betreffender Positionsinformation (131) erfolgt.

8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Verfahren (1) den Schritt aufweist:

- Ausgeben (S5) einer Fahrerinformation (125) in Abhängigkeit von dem Energieumwandlungsmodus (115).

9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Energieumwandlungsmodus (115) derart bestimmt wird, dass eine Bremsung des Fahrzeugs (100a), insbesondere des Nutzfahrzeugs (100b), bis zu einem Stillstand des Fahrzeugs (100a), insbesondere des Nutzfahrzeugs (100b), möglich ist.

10. Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren (1) und/oder die Schritte des Verfahrens (1) nach einem der vorherigen Ansprüche durchzuführen.

11 . Steuergerät (14) für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug (100a), insbesondere Nutzfahrzeug (100b), mit einer auf einen maximalen Ladezustand (SoCM) aufladbaren Energiespeichervorrichtung (20) und einem zur Nutzbremsung (NB) fähigen elektrischen Antrieb (21), wobei die Energiespeichervorrichtung (20) während einer Nutzbremsung (NB) aufladbar ist, wobei das Steuergerät (14) dazu eingerichtet ist, das Verfahren (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 durchzuführen.

12. Elektrisch antreibbares Fahrzeug (100a), insbesondere Nutzfahrzeug (100b), mit einer auf einen maximalen Ladezustand (SoCM) aufladbaren Energiespeichervorrichtung (20) und einem zur Nutzbremsung (NB) fähigen elektrischen Antrieb (21) und mit einem Steuergerät (14) nach Anspruch 11 , wobei die Energiespeichervorrichtung (20) während einer Nutzbremsung (NB) aufladbar ist.

13. Elektrisch antreibbares Fahrzeug (100a), insbesondere Nutzfahrzeug (100b), wobei das elektrisch antreibbare Fahrzeug (100a), insbesondere Nutzfahrzeug (100b), eine Brennstoffzelle (110) und einen elektrischen Bremswiderstand (23d) umfasst.

Description:
Verfahren für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeuq, Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium, Steuergerät, elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer auf einen maximalen Ladezustand aufladbaren Energiespeichervorrichtung und einem zur Nutzbremsung fähigen elektrischen Antrieb, wobei die Energiespeichervorrichtung während einer Nutzbremsung aufladbar ist. Die Erfindung betrifft ein Computerprogramm und/oder ein computerlesbares Medium, ein Steuergerät für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, und ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer auf einen maximalen Ladezustand aufladbaren Energiespeichervorrichtung und einem zur Nutzbremsung fähigen elektrischen Antrieb, wobei die Energiespeichervorrichtung während einer Nutzbremsung aufladbar ist.

Eine Dauerbremse kann in einem Fahrzeug mit einer zulässigen Gesamtmasse von über 9 t beziehungsweise in einem Bus mit einer zulässigen Gesamtmasse von über 5,5 t gesetzlich vorgeschrieben sein. Ferner können elektrisch antreibbare Fahrzeuge (Electric Vehicle, EV; Battery Electric Vehicle, BEV), insbesondere Nutzfahrzeuge, einen Typ ll-A Test gemäß ‘Regelung Nr. 13 der Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen (UNECE) — Einheitliche Vorschriften für die Typgenehmigung von Fahrzeugen der Klassen M, N, und O hinsichtlich der Bremsen [2016/194]' (ECE R 13) zu erfüllen haben. Dabei ist ein Halten einer Geschwindigkeit von 30 km / h über eine 6 km lange Gefällestrecke mit 7 % Steigung ohne Einsatz einer Reibbremse beziehungsweise Betriebsbremse gefordert. Darüber hinaus sind leistungsstarke Retarder für konventionelle Fahrzeuge vorgesehen, um einen Verschließ der Reibbremsen zu minimieren und längere Gefällestrecken bei höheren Geschwindigkeiten zu ermöglichen.

Der Typ ll-A Test kann von BEVs erfüllt werden, wenn der Batterieladezustand die Aufnahme der durch die Rekuperation rückgewonnenen Energie erlaubt. Um das Risiko zu vermeiden, dass die Energiespeichervorrichtung überladen und so geschädigt wird, werden softwaretechnische und/oder hardwaretechnische Maßnahmen ergriffen. Dabei kann jedoch bei einem hohen Ladezustand der Energiespeichervorrichtung eine Bremswirkung durch eine Nutzbremsung des elektrischen Antriebs entfallen. Um die Erfüllung des Typ ll-A Test zu garantieren, sind für BEVs somit gesonderte Maßnahmen zu implementieren: Option 1 umfasst eine Hinzunahme einerweiteren verschleißfreien Dauerbremse (Bremswiderstand, Retarder o.ä.), Option 2 umfasst eine Implementation eines Bremsleistungsschätzers (Brake Performance Estimators) der in zwei Warnschwellen einen Fahrer warnt, sofern eine Reibbremse bestimmte Verzögerungen nicht mehr garantieren kann. Option 3 sieht die Implementierung intelligenter Energiemanagement-Funktionen vor, die prädiktiv arbeiten und den Batterieladezustand gegebenenfalls in einem geeigneten Bereich halten.

Da die Betriebsbremse bei langen Bergabfahrten und beispielsweise voller Energiespeichervorrichtung beziehungsweise Batterie überhitzen würde, wird mittels des als Nutzbremse verwendeten elektrischen Antriebs zusätzlich gebremst. Dabei kann die Bremsenergie, die über den elektrischen Antrieb aufgenommen wird, beispielsweise über einen Bremswiderstand, einen sogenannten Brake Chopper, vernichtet werden. Alternativ ist es zulässig, mit technischen Maßnahmen eine Lösung zu implementieren, die vermeidet, dass ein Fahrzeug bei längerer Bergabfahrt die Verzögerungsfähigkeit beispielsweise durch eine überhitzte Reibbremse verliert.

Es ist denkbar, bereits beim Laden der Energiespeichervorrichtung an einer Ladestation einen Puffer vorzuhalten, also eine Differenz zwischen der maximalen Kapazität beziehungsweise des maximalen Ladezustands der Energiespeichervorrichtung und einem Ziel-Ladezustand einzustellen. DE 10 2020 001 782 A1 und die am Anmeldetag noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2022 108 592.9 beschreiben je ein solches Verfahren zum Laden einer Traktionsbatterie eines batterieelektrischen Kraftfahrzeugs.

Alternativ oder zusätzlich zum Laden an einer Ladestation können während der Fahrt Maßnahmen ergriffen werden, um eine Bremsfähigkeit sicherzustellen. DE 10 2019 004 557 A1 offenbart ein Fahrzeug aufweisend einen als Widerstandselement zur Wandlung elektrischer Energie in Wärme verwendbaren elektrisch leitenden Fahrzeugteil. Das elektrisch antreibbare Fahrzeug umfasst eine generatorisch betreibbare elektrische Maschine, einen Speicher für elektrische Energie, einen elektrisch leitenden Fahrzeugteil und eine Steuervorrichtung. Der Speicher für elektrische Energie ist ausgebildet, elektrische Energie von der elektrischen Maschine aufzunehmen und/oder elektrische Energie an die elektrische Maschine abzugeben. Die Steuervorrichtung ist ausgebildet, bei Erfüllung mindestens einer vorbestimmten Energieabführbedingung im generatorischen Betrieb der elektrischen Maschine erzeugte elektrische Energie an den elektrisch leitenden Fahrzeugteil zur Umwandlung in thermische Energie abzuleiten, wobei der elektrisch leitende Fahrzeugteil ein Fahrzeugrahmen und/oder ein Fahrzeugaufbau und/oder eine Karosserie ist.

EP 2 648 936 B1 offenbart eine Batterieladestrategie, die, sollte die Batterie voll sein, die Rekuperationsenergie zum Kühlen eines Kühlraums im Fahrzeug verwendet. Das Fahrzeug umfasst eine Kältemaschinenanordnung und ein Hybridelektroantriebssystem mit einer Steuereinheit, einer Hauptleistungseinheit, einem Elektromotor-Generator und einem elektrischen Speichersystem, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie, nach Registrierung einer Fahrzeugbremsanforderung, und nach Registrierung, dass das elektrische Speichersystem einen oberen Ladungszustand aufweist, oder das Potential hat, den oberen Ladungszustand mittels regenerativen Bremsens während einer vorhergesagten Bremsperiode zu erreichen, wenigstens einen Teil der mittels regenerativen Bremsens während einer auf die Bremsanforderung folgenden Bremsperiode zurückgewonnenen Energie verwendet, um die Kältemaschinenanordnung direkt anzutreiben. Die Steuereinheit umfasst ein Verteilungssystem, das eine zeitabhängige Verteilung der mittels regenerativen Bremsens zurückgewonnenen Energie auf wenigstens die Kältemaschinenanordnung und das elektrische Speichersystem bestimmt, wobei die Kältemaschinenanordnung einem Kältemaschinenanordnungs-Verteilungsparameter zugeordnet ist, und das elektrische Speichersystem einem Elektrospeichersystem-Verteilungsparameter zugeordnet ist.

EP 2 847 054 B1 offenbart ein Energiemanagementsystem für ein Hybridelektrofahrzeug. Das Energiemanagementsystem weist eine elektrische Maschine für den Fahrzeugzugantrieb und rekuperatives Bremsen, ein elektrisches Speichersystem zum Speichern von rekuperierter Energie, und wenigstens eine zusätzliche elektrische Fahrzeughilfsvorrichtung, die von der elektrischen Maschine verschieden ist, auf. Eine Energiemanagementsteuereinrichtung ist dazu ausgelegt, nach dem Feststellen eines Potentials für eine erhöhte Menge an rekuperierter Energie während einer vorhergesagten künftigen Bergabfahrt elektrische Leistung von dem elektrisches Speichersystem zu der wenigstens einen zusätzlichen elektrischen Hilfsvorrichtung zu leiten, zum Zwecke des Reduzierens des elektrischen Ladezustands des elektrisches Speichersystem derart, dass eine erhöhte Menge an Energie während der vorhergesagten künftigen Bergabfahrt rekuperiert und in dem elektrisches Speichersystem gespeichert werden kann.

Gemäß dem genannten Stand der Technik werden Maßnahmen ergriffen, um Energie derart umzuwandeln, damit weitere Energie durch eine Nutzbremsung umgewandelt werden kann. Jedoch können die genannten Maßnahmen weiter verbessert werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Stand der Technik zu bereichern und eine verbesserte Maßnahme zu ermöglichen, um eine Möglichkeit zur Umwandlung von Energie durch eine Nutzbremsung zu ermöglichen.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie den Gegenständen nach den weiteren unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche geben bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung an.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer auf einen maximalen Ladezustand aufladbaren Energiespeichervorrichtung und einem zur Nutzbremsung fähigen elektrischen Antrieb bereitgestellt, wobei die Energiespeichervorrichtung während einer Nutzbremsung aufladbar ist. Das Verfahren weist die Schritte auf: Ermitteln eines Ladezustands der Energiespeichervorrichtung; Ermitteln einer durch eine Nutzbremsung erzielbaren Ladezustandsgröße; Bestimmen eines Energieumwandlungsmodus in Abhängigkeit von dem Ladezustand, von der Ladezustandsgröße, von dem maximalen Ladezustand und von zwei Fahrzeugkomponenten des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeug, wobei die zwei Fahrzeugkomponenten dazu eingerichtet sind, in einem Regelbetrieb des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, zueinander gegensätzlich wirkende Fahrzeugfunktionen durchzuführen; und Betreiben des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs gemäß dem Energieumwandlungsmodus.

Das Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, wird im Folgenden als Fahrzeug bezeichnet. Die Energiespeichervorrichtung ist dazu eingerichtet, elektrische Energie zum Betreiben des elektrischen Antriebs bereitzustellen und/oder durch eine Nutzbremsung durch den elektrischen Antrieb geladen zu werden. Damit stellt sich während einer Fahrt zu einem Zeitpunkt der Ladezustand der Energiespeichervorrichtung ein, der ermittelt beziehungsweise abgefragt wird.

Die Ladezustandsgröße ist eine kalkulatorische Größe, die einen Ladezustand charakterisiert der durch eine Nutzbremsung hypothetisch erreicht werden kann, insbesondere indem die Energiespeichervorrichtung durch den elektrischen Antrieb bei einer Nutzbremsung geladen wird. Dazu kann eine Prognose der Nutzbremsung erfolgen, anhand derer die Ladezustandsgröße ermittelbar ist. Die Ladezustandsgröße kann berechnet werden unter der Annahme, dass die durch die Nutzbremsung durch den elektrischen Antrieb aufnehmbare Rekuperationsleistung gleich der Ladeleistung zum Laden der Energiespeichervorrichtung ist.

Der maximale Ladezustand ist kleiner oder gleich einer Kapazität der Energiespeichervorrichtung. Der maximale Ladezustand kann definiert werden durch eine Ladezustand, bei dem der elektrische Antrieb durch die Nutzbremsung eine maximale Ladeleistung bereitzustellen kann. Die Energiespeichervorrichtung ist dazu eingerichtet, im Betrieb regelmäßig auf den maximalen Ladezustand aufgeladen zu werden. Der maximale Ladezustand kann durch Verwendung der Energiespeichervorrichtung veränderlich sein.

Damit ein effizientes Umwandeln von Energie erfolgen kann, wird ein Energieumwandlungsmodus bestimmt. Der Energieumwandlungsmodus wird dabei abhängig von dem Ladezustand, dem maximalen Ladezustand sowie der Ladezustandsgröße und somit abhängig von der Nutzbremsung bestimmt. Bei einem mittleren und/oder niedrigen Ladezustand kann die Energiespeichervorrichtung genügend Energie aufnehmen, um die Bremsenergie für die Dauerbremsfähigkeit aufzunehmen. Damit liegt die Ladezustandsgröße unterhalb des maximalen Ladezustands der Energiespeichervorrichtung. Somit kann ein Vorhalt eines gewissen Puffers für den Ladezustand entbehrlich sein und eine Energieumwandlung durch die zueinander gegensätzlich wirkenden Fahrzeugfunktionen kann entbehrlich sein. Bei hohem Ladezustand ist der Ladestrom und/oder die Ladeleistung der Energiespeichervorrichtung beschränkt. Die Ladezustandsgröße kann oberhalb des maximalen Ladezustands der Energiespeichervorrichtung liegen und eine Energieumwandlung durch die zueinander gegensätzlich wirkenden Fahrzeugfunktionen kann angezeigt sein. Aus diesem Grund kann das Betreiben der Fahrzeugkomponenten notwendig sein. Somit kann das Bestimmen des Energieumwandlungsmodus derart erfolgen, dass der Ladezustand den maximalen Ladezustand nicht übersteigt. Der Energieumwandlungsmodus wird zusätzlich abhängig von den zwei Fahrzeugkomponenten bestimmt. Dabei kann eine der zwei Fahrzeugkomponenten der elektrische Antrieb sein oder beide der zwei Fahrzeugkomponenten können verschieden von dem elektrischen Antrieb sein. Zusätzlich können beide Fahrzeugkomponenten verschieden von der Energiespeichervorrichtung sein. Die beiden Fahrzeugkomponenten werden gemäß dem Energieumwandungsmodus derart bestimmt, dass die beiden Fahrzeugkomponenten in einem Regelbetrieb des Fahrzeugs, zueinander gegensätzlich wirkende Fahrzeugfunktionen durchführen. Mit anderen Worten sind die beiden Fahrzeugkomponenten dazu eingerichtet, entsprechend ihrer jeweiligen Funktion Arbeit derart zu verrichten, dass die Arbeit der beiden Fahrzeugkomponenten entgegengesetzt wirkt. Die beiden Fahrzeugkomponenten bewirken jeweils eine sich wenigstens teilweise kompensierende Leistung. Damit ist sichergestellt, dass Energie effizient derart umgewandelt wird, dass optional schnell und zuverlässig die Möglichkeit einer Umwandlung von Energie durch die Nutzbremsung geschaffen, verbessert oder erhalten wird. Ferner kann ein Einfluss auf das Fahrverhalten und/oder den Fahrkomfort vermieden werden, da sich die Fahrzeugfunktionen wenigstens teilweise kompensieren. Durch die Energieumwandlung kann ein elektrischer Bremswiderstand und/oder ein Kühlsystem dafür entbehrlich sein oder verhältnismäßig klein ausgelegt werden, was zu einer Kosten-, Gewichts- und/oder Bauraumersparnis führen kann.

Das Fahrzeug und insbesondere die Fahrzeugkomponenten werden gemäß dem Energieumwandlungsmodus betrieben. Die Fahrzeugkomponenten führen dabei entgegensetzt zueinander wirkende Fahrzeugfunktionen durch. Dabei kann Energie im Fahrzeug durch das Betreiben in andere Energieformen gewandelt werden, welche den Ladezustand der Batterie senken und/oder nicht heben. Es wird sichergestellt, dass bei der Nutzbremsung der Ladezustand nicht größer als der maximale Ladezustand wird.

Vorzugsweise umfassen die zwei Fahrzeugkomponenten eine Heizkomponente eines Fahrzeuginnenraums und eine Klimatisierungskomponente des Fahrzeuginnenraums. Dabei bewirkt die Heizkomponente eine Erwärmung des Fahrzeuginnenraums und die Klimatisierungskomponente bewirkt eine Kühlung des Fahrzeuginnenraums. Alternativ oder zusätzlich umfassen die zwei Fahrzeugkomponenten eine System-Heizungskomponente für eine Fahrzeugvorrichtung und eine System-Klimatisierungskomponente für die Fahrzeugvorrichtung. Dabei bewirkt die System-Heizungskomponente eine Erwärmung der Fahrzeugvorrichtung und die System-Klimatisierungskomponente bewirkt eine Kühlung der Fahrzeugvorrichtung. Die Fahrzeugvorrichtung kann dabei jede beheizbare und kühlbare Vorrichtung des Fahrzeugs sein. Alternativ oder zusätzlich umfassen die zwei Fahrzeugkomponenten einen Kompressor und ein Überdruckventil. Dabei bewirkt der Kompressor ein Verdichten eines Gases, beispielweise Luft, und das Überdruckventil bewirkt ein Ablassen des durch den Kompressor verdichteten Gases und somit eine Entspannung des Gases. Alternativ oder zusätzlich umfassen die zwei Fahrzeugkomponenten den elektrischen Antrieb und eine Betriebsbremse. Dabei bewirkt der elektrische Antrieb ein das Fahrzeug antreibendes Drehmoment und die Betriebsbremse bewirkt ein das Fahrzeug verzögerndes Drehmoment. Jedes der zuvor genannten Paare von Fahrzeugkomponenten verrichtet somit entgegengesetzt wirkende Arbeit. Gemäß dem Verfahren können eines oder mehrere der zuvor genannten Paare betrieben werden, um eine Umwandlung einer Menge von Energie durch eine Nutzbremsung zu ermöglichen. Dabei können das oder die Paare der Fahrzeugkomponenten derart bestimmt werden, dass die Umwandlung der Menge von Energie durch die Nutzbremsung optimal ist, d.h., der maximale Ladezustand nicht überschritten wird und/oder nicht unnötig viel Energie zum Betreiben der Fahrzeugkomponenten aufgewendet werden muss.

Vorzugsweise wird zu einer der Fahrzeugkomponenten ein Arbeitspunkt ermittelt, und der Energieumwandlungsmodus wird derart bestimmt, dass der Arbeitspunkt nicht-optimal ist. Dabei wurde erkannt, dass die Fahrzeugkomponente einen durch einen oder mehrere Betriebsparameter der Fahrzeugkomponente definierten Arbeitspunkt aufweist, wobei der Arbeitspunkt je nach Betriebsparameter zu einem mehr oder weniger effizienten Betreiben der Fahrzeugkomponente führen kann. Damit ist ein gezieltes ineffizientes Betreiben der Fahrzeugkomponente möglich, um gezielt die Möglichkeit der Umwandlung von Energie durch die Nutzbremsung zu schaffen, zu verbessern oder zu erhalten. Beispielsweise ist es möglich, einen ineffizienten Gang und/oder Betriebspunkt des Getriebes zu wählen, und/oder eine ineffiziente Ansteuerung des elektrischen Antriebs zu erzielen.

Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den Schritt auf: Bestimmen eines Bremsverteilungsparameters, wobei der Bremsverteilungsparameter eine Verteilung der Bremsleistung auf eine Betriebsbremse, auf eine Nutzbremsung des elektrischen Antriebs zum Laden der Energiespeichervorrichtung und auf eine Nutzbremsung des elektrischen Antriebs zum Betreiben gemäß dem Energieumwandlungsmodus umfasst. Der Bremsverteilungsparameter umfasst somit die Information, wie Energie durch eine Bremsung umzuwandeln ist. Durch eine Bremsung kann Energie durch die Betriebsbremse beziehungsweise Reibbremsvorrichtung in thermische Energie umgewandelt werden, durch den elektrischen Antrieb durch Nutzbremsung in der Energiespeichervorrichtung speicherbare Energie umgewandelt werden und/oder durch den elektrischen Antrieb durch Nutzbremsung zum Betreiben der Fahrzeugkomponenten gemäß dem Energieumwandlungsmodus umgewandelt werden. Der Bremsverteilungsparameter gibt beispielsweise das Verhältnis eines zu einer der zuvor genannten Möglichkeiten gehörigen Bremsmoments zu einem Gesamtbremsmoment an. Die Aufteilung der Bremsleistung hat folgende Vorteile: Durch eine Aufteilung der Bremsleistung wird die notwendige Leistungsaufnahme der Energiespeichervorrichtung verringert. Somit kann der tatsächlich zu erreichende Ladezustand näher an den maximalen Ladezustand der Energiespeichervorrichtung gelegt werden. Der vorgehaltene Puffer des Ladezustands der Energiespeichervorrichtung wird durch die Bremsleistungsaufteilung kleiner, da weniger Energie von der Batterie aufgenommen werden muss.

Vorzugsweise umfassen die zwei Fahrzeugkomponenten einen elektrischen Bremswiderstand und ein Kühlsystem. Der elektrische Bremswiderstand ist dazu eingerichtet, elektrische Energie in Wärme umzuwandeln. Dabei bewirkt der elektrische Bremswiderstand eine Erwärmung des elektrischen Bremswiderstands und das Kühlsystem bewirkt eine Kühlung des elektrischen Bremswiderstands. Damit kann der elektrische Bremswiderstand vergleichsweise klein und einfach ausgeführt werden, da das Abführen von von dem elektrischen Bremswiderstand erzeugter Wärme durch das Kühlsystem effektiv möglich ist. Das Kühlsystem kann ein Kühlsystem des elektrischen Antriebs und/oder eines Inverters sein. Damit ist ein speziell für den elektrischen Bremswiderstand vorgesehenes Kühlsystem entbehrlich, was zu einer Kosten-, Bauraum- und/oder Gewichtsersparnis führen kann.

Vorzugsweise weist das Verfahren ferner den Schritt auf: Bestimmen eines Bremsverteilungsparameters, wobei der Bremsverteilungsparameter eine Verteilung der Bremsleistung auf eine Betriebsbremse, auf eine Nutzbremsung des elektrischen Antriebs zum Laden der Energiespeichervorrichtung, auf eine Nutzbremsung des elektrischen Antriebs zum Betreiben gemäß dem Energieumwandlungsmodus und auf eine Nutzbremsung des elektrischen Antriebs zum Betreiben des Bremswiderstands umfasst. Dabei wird zusätzlich zu dem oben beschriebenen Bremsverteilungsparameter berücksichtigt, dass durch eine Bremsung Energie in Wärme des elektrischen Bremswiderstands umgewandelt werden kann.

Vorzugsweise erfolgt das Ermitteln der Ladezustandsgröße und/oder das Bestimmen des Energieumwandlungsmodus in Abhängigkeit von einer die Position des Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, betreffender Positionsinformation. Anhand der Position kann effektiv unter Berücksichtigung der Topographie in einer Umgebung des Fahrzeugs und/oder entlang einer Route des Fahrzeugs abgeschätzt beziehungsweise ermittelt werden, wieviel Energie durch die Nutzbremsung umwandelbar ist. Befindet sich das Fahrzeug auf der Karte in einer Region, wo es potenziell starke Gefällestrecken gibt, muss ein größerer Puffer des Ladezustands vorgehalten werden. Befindet sich das Fahrzeug auf der Karte in einer Region, wo es flach ist, kann eventuell komplett auf den Puffer des Ladezustands verzichtet werden. Optional kann die absolute Höhe als Gewichtungsfaktor berücksichtigt werden. Alternativ oder zusätzlich wird Puffer des Ladezustands bis zur vollgeladenen Batterie vorgehalten, um die Bremsenergie des elektrischen Antriebs gemäß einer gesetzlich vorgeschriebenen Dauerbremsfähigkeit in der Energiespeichervorrichtung aufnehmen zu können. Die Ladezustandsgröße kann insbesondere wie in DE 10 2022 108 592.9 beschrieben ermittelt werden; dabei kann die Ladezustandsgröße ein Wert einer Ladezustandskurve sein, der den maximalen Ladezustand übersteigt, beispielsweise ein Maximum der Ladezustandskurve.

Vorzugsweise weist das Verfahren den Schritt auf: Ausgeben einer Fahrerinformation in Abhängigkeit von dem Energieumwandlungsmodus. Die Fahrerinformation kann eine Warnung für einen Fahrer des Fahrzeugs umfassen, wobei die Fahrerinformation angibt, dass das Betreiben der Fahrzeugkomponenten notwendig ist, um die Möglichkeit der Umwandlung von Energie durch die Nutzbremsung zu schaffen, zu verbessern oder zu erhalten. Die Fahrerinformation kann visuell und/oder akustisch für einen Nutzer, insbesondere den Fahrer, wahrnehmbar ausgegeben werden. Das Ausgeben kann durch eine fahrzeugseitige Ausgabevorrichtung erfolgen.

Vorzugsweise wird der Energieumwandlungsmodus derart bestimmt, dass eine Bremsung des Fahrzeugs, insbesondere des Nutzfahrzeugs, bis zu einem Stillstand des Fahrzeugs, insbesondere des Nutzfahrzeugs, möglich ist. Dabei wird der Energieumwandlungsmodus derart bestimmt, dass eine Nutzbremsung durch den elektrischen Antrieb möglich bleiben kann, ein Überhitzen der Betriebsbremse vermieden wird und/oder eine Schädigung der Energiespeichervorrichtung vermieden wird. Alternativ oder zusätzlich kann dafür der Bremsverteilungsparameter derart bestimmt werden, dass die Bremsung des Fahrzeugs bis zum Stillstand möglich ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm und/oder computerlesbares Medium bereitgestellt. Das Computerprogramm und/oder computerlesbare Medium umfasst Befehle, die bei der Ausführung des Programms bzw. der Befehle durch einen Computer diesen veranlassen, das hier beschriebene Verfahren und/oder die Schritte des hier beschriebenen Verfahrens durchzuführen. Das Computerprogramm und/oder computerlesbare Medium kann Befehle umfassen, um als optional und/oder vorteilhaft beschriebene Schritte des Verfahrens durchzuführen, um einen entsprechenden technischen Effekt zu erzielen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Steuergerät für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer auf einen maximalen Ladezustand aufladbaren Energiespeichervorrichtung und einem zur Nutzbremsung fähigen elektrischen Antrieb bereitgestellt, wobei die Energiespeichervorrichtung während einer Nutzbremsung aufladbar ist. Das Steuergerät ist dazu eingerichtet, das hier beschriebene Verfahren durchzuführen. Das Steuergerät kann dazu eingerichtet sein, als optional und/oder vorteilhaft beschriebene Schritte des Verfahrens durchzuführen, um einen entsprechenden technischen Effekt zu erzielen.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein elektrisch antreibbares Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einer auf einen maximalen Ladezustand aufladbaren Energiespeichervorrichtung und einem zur Nutzbremsung fähigen elektrischen Antrieb und mit einem hier beschriebenen Steuergerät bereitgestellt, wobei die Energiespeichervorrichtung während einer Nutzbremsung aufladbar ist. Das Fahrzeug und/oder das Steuergerät kann dazu eingerichtet sein, als optional und/oder vorteilhaft beschriebene Schritte des Verfahrens durchzuführen, um einen entsprechenden technischen Effekt zu erzielen.

Vorzugsweise umfasst das elektrisch antreibbare Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, eine Brennstoffzelle und einen elektrischen Bremswiderstand. Dabei wurde erkannt, dass ein Fahrzeug mit einer Brennstoffzelle ein typischerweise leistungsfähiges Kühlsystem aufweist. Damit ist ein speziell für den elektrischen Bremswiderstand vorgesehenes Kühlsystem entbehrlich, was zu einer Kosten- und/oder Gewichtsersparnis führen kann.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sowie deren technische Effekte ergeben sich aus den Figuren und der Beschreibung der in den Figuren gezeigten bevorzugten Ausführungsformen. Dabei zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ablaufschemas eines Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung; und Fig. 4 eine exemplarische Ladezustandskurven einer Energiespeichervorrichtung eines Fahrzeugs, insbesondere Nutzfahrzeugs, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100a, insbesondere Nutzfahrzeugs 100b, gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Fahrzeug 100a, insbesondere Nutzfahrzeug 100b, wird im Folgenden als Fahrzeug 100a, 100b bezeichnet.

Das Fahrzeug 100a, 100b ist dazu eingerichtet, dass mit Bezug zu Figur 2 beschriebene Verfahren 1 durchzuführen. Dafür weist das Fahrzeug 100a, 100b eine Energiespeichervorrichtung 20, einen elektrischen Antrieb 21 und ein Steuergerät 14 auf.

Die Energiespeichervorrichtung 20 ist dazu eingerichtet, Energie zum Betreiben des elektrischen Antriebs 21 zu speichern und bereitzustellen. Der elektrische Antrieb 21 ist dazu eingerichtet, eine Nutzbremsung NB durchzuführen. Bei der Nutzbremsung NB kann ein Laden 113 der Energiespeichervorrichtung 20 erfolgen. Eine Menge und/oder ein Anteil von durch die Energiespeichervorrichtung 20 gespeicherter bzw. bereitstellbarer Energie wird durch einen Ladezustand SoC der Energiespeichervorrichtung 20 charakterisiert. Die Energiespeichervorrichtung 20 ist dazu eingerichtet, im Betrieb regelmäßig durch eine Nutzbremsung NB und/oder beim Laden an einer und/oder durch eine fahrzeugexterne Ladestation auf einen maximale Ladezustand SoCM aufgeladen zu werden. Der maximale Ladezustand ist definiert durch eine Ladezustand SoC, bei dem der elektrische Antrieb 21 durch die Nutzbremsung NB eine maximale Ladeleistung bereitzustellen kann. Denn typischerweise ist in einem Sättigungsbereich der Energiespeichervorrichtung 20 bei einem hohen Ladezustand SoC die Rekuperationsleistung des elektrischen Antriebs 21 derart eingeschränkt, dass die Energiespeichervorrichtung 20 weniger Leistung aufnehmen kann, als durch Re- kuperation von dem elektrischen Antrieb 21 bereitgestellt wird, wie mit Bezug zu Figur 5 (A) der am Anmeldetag noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung

DE 10 2022 108 592.9 beschrieben. Die Energiespeichervorrichtung 20 und das Steuergerät 14 sind miteinander verbunden, damit das Steuergerät 14 eine den Ladezustand SoC der Energiespeichervorrichtung 20 betreffende Informationen sowie eine den maximalen Ladezustand SoCM der Energiespeichervorrichtung 20 betreffende Informationen von der Energiespeichervorrichtung 20 empfangen bzw. abfragen kann.

Durch die Nutzbremsung NB wird potentielle und/oder kinetische Energie des Fahrzeugs 100a, 100b vermindert und eine Bremswirkung mit einer Bremsleistung 112 erzeugt, wobei die Bremswirkung zwischen einer Fahrbahn 150 und einem Rad 145 des Fahrzeugs 100a, 100b wirkt. Die Bremsleistung 112 kann ebenfalls von einer Betriebsbremse 24 bzw. einer Reibbremsvorrichtung des Fahrzeugs 100a, 100b erzielt werden.

Das Fahrzeug 100a, 100b ist an einer Position 130 des Fahrzeugs 100 angeordnet, wobei die Position 130 durch ein Kreuz illustriert ist. Das Steuergerät 14 ist dazu eingerichtet, eine die Position 130 des Fahrzeugs 100a, 100b betreffende Positionsinformation 131 zu empfangen. Die Position 130 kann beispielsweise über eine GPS- Vorrichtung, ein Mobilfunknetz und/oder ein lokales Netzwerk ermittelt werden, womit die Positionsinformation 131 bestimmt und an das Steuergerät 14 übermittelt wird.

Das Fahrzeug 100a, 100b weist zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 auf. Die Fahrzeugkomponenten 22, 23 sind dazu eingerichtet, in einem Regelbetrieb des Fahrzeugs 100a, 100b, zueinander gegensätzlich wirkende Fahrzeugfunktionen 116, 117 durchzuführen. Bei einem gleichzeitigen Durchführen der Fahrzeugfunktionen 116, 117 kompensieren sich die Fahrzeugfunktionen 116, 117 wenigstens teilweise gegenseitig.

Die zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 umfassen eine Heizkomponente 22a eines Fahrzeuginnenraums 105 des Fahrzeugs 100a, 100b und eine Klimatisierungskomponente 23a des Fahrzeuginnenraums 105. Der Fahrzeuginnenraum 105 ist eine Fahrerkabine des Fahrzeugs 100a, 100b. Die Fahrzeugfunktionen 116 der Heizkomponente 22a bewirkt eine Erwärmung des Fahrzeuginnenraums 105 und die Fahrzeugfunktionen 117 der Klimatisierungskomponente 23a bewirkt eine Kühlung des Fahrzeuginnenraums 105.

In einer anderen Ausführungsform umfassen die zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 eine System-Heizungskomponente 22b für eine Fahrzeugvorrichtung 106 und eine System-Klimatisierungskomponente 23b für die Fahrzeugvorrichtung 106. Die Fahrzeugfunktionen 116 der System-Heizkomponente 22b bewirkt eine Erwärmung der Fahrzeugvorrichtung 106 und die Fahrzeugfunktionen 117 der System-Klimatisierungskomponente 23b bewirkt eine Kühlung der Fahrzeugvorrichtung 106. Die Fahrzeugvorrichtung 106 kann jede fahrzeugseitige Vorrichtung sein, die dazu eingerichtet ist, beheizt und gekühlt zu werden.

In einer anderen Ausführungsform umfassen die zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 einen Kompressor 22c und ein Überdruckventil 23c. Die Fahrzeugfunktionen 116 des Kompressors 22c bewirkt eine Verdichtung eines Gases und die Fahrzeugfunktionen 117 des Überdruckventils 23c bewirkt eine Entspannung des Gases.

In einer anderen Ausführungsform umfassen die zwei Fahrzeugkomponenten 22,23 einen elektrischen Bremswiderstand 22d und ein Kühlsystem 23d. Die Fahrzeugfunktionen 116 des elektrischen Bremswiderstands 22d bewirkt eine Erwärmung des elektrischen Bremswiderstands 22d und die Fahrzeugfunktionen 117 des Kühlsystems 23d bewirkt eine Kühlung des elektrischen Bremswiderstands 22d.

In einer nicht-gezeigten Ausführungsform umfassen die zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 den elektrischen Antrieb 21 und die Betriebsbremse 24. Die Fahrzeugfunktionen 116 des elektrischen Antriebs 21 bewirkt ein Antriebsmoment und die Fahrzeugfunktionen 117 der Betriebsbremse 24 bewirkt ein Bremsmoment 24.

Die zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 werden gemäß einem Energieumwandlungsmodus 115 betrieben. Der Energieumwandlungsmodus 115 ist auch mit Bezug zu Figur 2 beschrieben. Wie in Figur 1 gezeigt ist das Steuergerät 14 mit jeder der zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 verbunden, um die zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 mit einem dem Energieumwandlungsmodus 115 entsprechenden Steuersignal zu beaufschlagen und so die zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 zu betreiben.

Das Steuergerät 14 ist mit der Betriebsbremse 24 und dem elektrischen Antrieb 21 verbunden, um bei einer Bremsanforderung gemäß einem Bremsverteilungsparameter 119 eine Bremswirkung auf die Betriebsbremse 24 und den elektrischen Antrieb 21 mit der Nutzbremsung NB zu verteilen. Das Steuergerät 14 ist dazu eingerichtet, eine Fahrerinformation 125 in Abhängigkeit von dem Energieumwandlungsmodus 115 auszugeben. Die Fahrerinformation 125 wird beispielsweise über eine fahrzeugseitige Ausgabevorrichtung in den Fahrzeuginnenraum 105 ausgegeben, damit ein Fahrer (nicht gezeigt) die Fahrerinformation 125 wahrnehmen kann.

Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufschemas eines Verfahrens 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Verfahren 1 ist ein Verfahren 1 für ein elektrisch antreibbares Fahrzeug 100a, 100b wie mit Bezug zu Figur 1 beschrieben. Figur 2 wird unter Bezugnahme zu Figur 1 beschrieben.

Das Verfahren 1 gemäß Figur 2 weist den Schritt auf: Ermitteln S1 eines Ladezustands SoC der Energiespeichervorrichtung 20. Der Ladezustand SoC und/oder eine den Ladezustand SoC betreffende Information wird von der Energiespeichervorrichtung 20 erfasst und an das Steuergerät 14 übermittelt.

Es erfolgt ein Ermitteln S2 einer durch eine Nutzbremsung NB erzielbaren Ladezustandsgröße 114. Dazu wird unter anderem die Leistungsfähigkeit des elektrischen Antriebs 21 berücksichtigt, der durch die Nutzbremsung NB ein Laden 113 der Energiespeichervorrichtung 20 bewirken kann. Die Ladezustandsgröße 114 kann berechnet werden unter der Annahme, dass die durch die Nutzbremsung NB durch den elektrischen Antrieb 21 aufnehmbare Rekuperationsleistung gleich der Ladeleistung zum Laden der Energiespeichervorrichtung 20 ist. Typischerweise nimmt die Ladeleistung der Energiespeichervorrichtung 20 in einem Sättigungsbereich bei hohem Ladezustand SoC ab, während die Rekuperationsleistung durch die Fähigkeit des elektrischen Antriebs 21 zur Energieumwandlung definiert werden kann, wie mit Bezug zu Figur 5 (A) der am Anmeldetag noch nicht veröffentlichte Patentanmeldung DE 10 2022 108 592.9 beschrieben. Die Ladezustandsgröße 114 ist beispielsweise ein Wert einer Ladezustandskurve 401 , der den maximalen Ladezustand SoCM übersteigt, beispielsweise ein Maximum 402 der Ladezustandskurve 401 oder eine Differenz zwischen dem maximalen Ladezustand SoCM und dem Maximum 402 der Ladezustandskurve 401 (siehe Figur 4). Das Ermitteln S2 der Ladezustandsgröße 114 erfolgt in Abhängigkeit von einer die Position 130 des Fahrzeugs 100a, 100b, betreffender Positionsinformation 131. Durch die Positionsinformation 131 kann auf eine mögliche Bergabfahrt und somit auf eine potentielle Energie des Fahrzeugs 100a, 100b geschlossen werden, woraus sich die potentielle Menge der durch die Nutzbremsung NB umwandelbaren Energie ergibt. Anhand der Positionsinformation 131 kann eine Position auf Karte, eine Geschwindigkeitsbeschränkung, eine Ampel, ein Kreisverkehr, eine Kreuzung, eine Steigung, eine Autobahnauffahrt und/oder historische Fahrstrecken anderer Fahrzeuge mitberücksichtigt werden. Somit kann eine Worst-Case Route berechnet werden, mit der die Energieaufnahme für die Energiespeichervorrichtung 20 gemäß einer gesetzlich geforderten Dauerbremsfähigkeit berechnet werden kann. Beim Laden an einer Ladestation kann dafür die Batterie nicht komplett vollgeladen werden. Es wird ein Puffer des Ladezustands SoC gemäß einer berechneten Energie der Energiespeichervorrichtung 20 bis zur vollgeladenen Energiespeichervorrichtung 20 freigehalten. Beim Fahren werden die Fahrzeugkomponenten 22, 23 ineffizient angesteuert, um Energie umzuwandeln, bis der Ladezustand SoC hinreichend für die berechnete Energie ist. Die durch die Nutzbremsung NB erzielbare Ladezustandsgröße 114 kann zu einem Ladezustand SoC führen, der kleiner oder größer als der maximale Ladezustand SoCM ist oder dem maximalen Ladezustand SoCM entspricht.

Es erfolgt ein Bestimmen S3 eines Energieumwandlungsmodus 115 in Abhängigkeit von dem Ladezustand SoC, von dem maximalen Ladezustand SoCM, von der Ladezustandsgröße 114 und von zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 des Fahrzeugs 100a, 100b. Die zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 sind wie mit Bezug zu Figur 1 beschrieben dazu eingerichtet, in einem Regelbetrieb des Fahrzeugs 100a, 100b, zueinander gegensätzlich wirkende Fahrzeugfunktionen 116, 117 durchzuführen. Je nach Wahl der Fahrzeugkomponenten 22, 23 und/oder der Fahrzeugfunktionen 116, 117 kann eine durch den Betrieb der Fahrzeugkomponenten 22, 23 bestimmbare Menge von Energie umgewandelt werden. Damit der maximale Ladezustand SoCM nicht überstiegen wird, erfolgt das Bestimmen S3 des Energieumwandlungsmodus 115 auch in Abhängigkeit von der Positionsinformation 131 . Damit kann die durch die Nutzbremsung NB umwandelbare Menge an Energie auf die durch den Betrieb der Fahrzeugkomponenten 22, 23 umwandelbare Menge von Energie abgestimmt werden. Das Bestimmen S3 des Energieumwandlungsmodus 115 erfolgt derart, dass der Ladezustand SoC den maximalen Ladezustand SoCM nicht übersteigt. Zu einen der Fahrzeugkomponenten 22, 23 wird ein Arbeitspunkt 118 ermittelt. Dazu wird ein Parameter und/oder werden Parameter definiert, der und/oder die den Betrieb der Fahrzeugkomponenten 22, 23 bestimmen. Die Parameter haben einen Einfluss auf die Effizienz des Betreibens der Fahrzeugkomponenten 22, 23. Der Energieumwandlungsmodus 115 wird derart bestimmt, dass der Arbeitspunkt 118 nichtoptimal ist. Beispielsweise ist ein starkes Kühlen unter Umständen weniger effizient als ein weniger starkes Kühlen.

Der Energieumwandlungsmodus 115 wird derart bestimmt, dass eine Bremsung des Fahrzeugs 100a, 100b, bis zu einem Stillstand des Fahrzeugs 100a, 100b, möglich ist. Dabei wird unter Berücksichtigung der Fahrzeugmasse und Fahrzeuggeschwindigkeit die Menge der bis zum Stillstand des Fahrzeugs 100a, 100b umzuwandelnden Energie ermittelt. Der Stillstand des Fahrzeugs 100a, 100b kann durch die Nutzbremsung NB und/oder durch die Betriebsbremse 24 erzielt werden.

Es erfolgt ein Bestimmen S3‘ eines Bremsverteilungsparameters 119. Der Bremsverteilungsparameter 119 umfasst dabei eine oder mehrere Größen, die eine Verteilung der Bremsleistung 112 auf die Betriebsbremse 24, auf die Nutzbremsung NB des elektrischen Antriebs 21 zum Laden 113 der Energiespeichervorrichtung 20, auf die Nutzbremsung NB des elektrischen Antriebs 21 zu einem Betreiben S4 des Fahrzeugs 100a, 100b gemäß dem Energieumwandlungsmodus 115 und optional auf eine Nutzbremsung NB des elektrischen Antriebs 21 zum Betreiben S4‘ des Bremswiderstands 22d definiert.

Es erfolgt ein Betreiben S4 des Fahrzeugs 100a, 100b gemäß dem Energieumwandlungsmodus 115. Dabei kann ein Laden 113 der Energiespeichervorrichtung 20 durch die Nutzbremsung NB und/oder ein Betreiben der zwei Fahrzeugkomponenten 22, 23 erfolgen.

Es erfolgt ein Ausgeben S5 einer Fahrerinformation 125 in Abhängigkeit von dem Energieumwandlungsmodus 115. Der Fachmann erkennt, dass Schritte des Verfahren 100 in einer anderen als der in Figur 2 gezeigten Reihenfolge, simultan und/oder dauerhaft durchgeführt werden können. Beispielweise kann das Ermitteln S1 des Ladezustands SoC dauerhaft erfolgen. Das Bestimmen S3 des Energieumwandlungsmodus 115 und das Bestimmen S3‘ des Bremsverteilungsparameters 119 können simultan und/oder in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden. Das Ausgeben S5 der Fahrerinformation 125 kann jederzeit nach dem Bestimmen S3 des Energieumwandlungsmodus 115 erfolgen.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs 100a, insbesondere Nutzfahrzeugs 100b, gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Ausführungsform des Fahrzeugs 100a, 100b gemäß Figur 3 wird unter Bezugnahme u Figur 1 beschrieben. Dabei werden die Unterschiede zwischen den Figuren 1 und 3 beschrieben.

Das Fahrzeug 100a, 100b, gemäß Figur 3 weist eine Brennstoffzelle 110 und einen elektrischen Bremswiderstand 23d umfasst. Die Brennstoffzelle 110 ist mit dem elektrischen Antrieb 21 und/oder der Energiespeichervorrichtung 20 elektrisch verbunden, um elektrische Energie bereitzustellen (nicht gezeigt).

Die zwei Fahrzeugkomponenten 22,23 umfassen einen elektrischen Bremswiderstand 22d und ein Kühlsystem 23d. Das Kühlsystem 22d ist dabei ein Kühlsystem 22d zum Kühlen der Brennstoffzelle 110. Aufgrund des niedrigen Systemwirkungsgrad von Brennstoffzellensystemen im Bereich von bis zu 50 % bis 60 % fallen große Mengen an Abwärme an, die über das Kühlsystem 23d abgeführt werden müssen. Bei langen Bergabfahrten kann das Brennstoffzellensystem deaktiviert werden und das Kühlsystem 23d zum Kühlen des Bremswiderstandes 22d verwendet werden.

Figur 4 zeigt exemplarische Ladezustandskurven 401 einer Energiespeichervorrichtung 20 eines Fahrzeugs 100a, insbesondere Nutzfahrzeugs 100b. Figur 4 wird unter Bezugnahme auf Figure 1 bis 3 sowie deren Beschreibung beschrieben.

Die Ladezustandskurven 401 zeigen den Ladezustand SoC der Energiespeichervorrichtung 20 in Abhängigkeit von der zeit bzw. der Strecke, die das Fahrzeug 100a, 100c fährt. Beim Fahren wird die in der Energiespeichervorrichtung 20 gespeicherte Energie durch den elektrischen Antrieb 21 in kinetische Energie des Fahrzeugs 100a, 100c umgewandelt. Damit sinkt der Ladezustand SoC in Abhängigkeit von der Zeit bzw. der Strecke. Kinetische Energie kann durch Rekuperation bzw. durch Nutzbremsung NB durch den elektrischen Antrieb 21 umgewandelt und der Energiespeichervorrichtung 20 zugeführt werden. Dadurch kann der Ladezustand SoC der Energiespeichervorrichtung 20 steigen.

Die maximale Kapazität SoCM der Energiespeichervorrichtung 20 ist durch eine horizontale gepunktete Linie angedeutet.

Die mit einer gestrichelten Linie angedeutete Ladezustandskurve 401a ist eine kalkulatorische Ladezustandskurve 401a, bei der die Ladezustandskurve 401a Werte annimmt, die den maximalen Ladezustand SoCM übersteigen. Damit wird erkannt, dass der Energieumwandlungsmodus 115 derart bestimmt werden muss, dass der Ladezustand SoC den maximalen Ladezustand SoCM nicht übersteigt.

Dafür zeigen die Ladezustandskurven 401 b, 401c zwei mögliche Szenarien. Gemäß der mit einer gepunkteten Linie dargestellten Ladezustandskurve 401 b wird der Energieumwandlungsmodus 115 an einem ersten Punkt 403a entsprechend bestimmt.

Damit nimmt der Ladezustand SoC an einem anfänglichen Zeitpunkt derart ab, dass der maximale Ladezustand SoCM nicht überschritten wird. Gemäß der ab einem zweiten Punkt 403b mit einer durchgezogenen Linie dargestellten Ladezustandskurve 401 c wird der Energieumwandlungsmodus 115 an dem zweiten Punkt 403b entsprechend bestimmt. Damit nimmt der Ladezustand SoC an einem späteren Zeitpunkt, beispielsweise zu Beginn einer Bergabfährt, bei der der maximale Ladezustand SoCM überschritten werden würde, derart ab, dass der maximale Ladezustand SoCM nicht überschritten wird. Bezuqszeichen (Teil der Beschreibung)

1 Verfahren

14 Steuergerät

20 Energiespeichervorrichtung

21 elektrischer Antrieb

22 Fahrzeugkomponente

22a Heizkomponente

22b System-Heizungskomponente

22c Kompressor

22d Bremswiderstand

23 Fahrzeugkomponente

23a Klimatisierungskomponente

23b System- Klimatisierungskomponente

23c Überdruckventil

23d Kühlsystem

24 Betriebsbremse

100a Fahrzeug

100b Nutzfahrzeug

105 Fahrzeuginnenraum

110 Brennstoffzelle

112 Bremsleistung

113 Laden

114 Ladezustandsgröße

115 Energieumwandlungsmodus

116 Fahrzeugfunktion

117 Fahrzeugfunktion

118 Arbeitspunkt

119 Bremsverteilungsparameter

125 Fahrerinformation

130 Position

131 Positionsinformation 145 Rad

150 Fahrbahn

401 Ladezustandskurve

401a Ladezustandskurve

401 b Ladezustandskurve

401c Ladezustandskurve

402 Maximum

403a erster Punkt

403b zweiter Punkt

NB Nutzbremsung

Soc Ladezustand

SoCM maximaler Ladezustand

51 Ermitteln eines Ladezustands

52 Ermitteln einer Ladezustandsgröße

53 Bestimmen eines Energieumwandlungsmodus

S3‘ Bestimmen eines Bremsverteilungsparameters

54 Betreiben

55 Ausgeben