具体实施方式

除非另外说明，否则下文对于相同的和作用相同的元件使用相同的附图标记。

图1示出示意性根据本公开的实施方式的用于确定充电特性以用于电蓄能器86的充电的系统100的结构。

术语“车辆”包括轿车、货车、客车、房车、摩托车等，它们用于运送人员、货物等。尤其是，该术语包括用于运送人员的机动车。具有电动驱动装置的车辆80(尤其是混合动力车辆或电动车辆)由电动马达驱动并且包括一个或多个电蓄能器86(例如电池、高压蓄存器)，所述蓄能器可以经由车辆80的充电装置88连接到充电站160上并且充电。为了给这种混合动力车辆或电动车辆的电蓄存器86充电可以使用不同的充电技术。

系统100基本上可以在车辆80的控制器120上和/或在一个或多个后端组件150(例如服务器、服务设备)上实施。

车辆80除了控制器120以外还包括：通信单元130，该通信单元配置用于与相对于车辆80处于外部的组件(例如后端150)进行数据通信140；和用户接口110，该用户接口例如可以作为车辆80中的触摸屏实现(例如在车辆80的仪表区域上或在车辆的仪表区域中或在车辆80后座中作为后排座椅娱乐系统的一部分；未示出)。通信单元130还可以配置为，提供通向移动终端设备125的数据连接，尤其是通向这样的移动终端设备的数据连接，所述移动终端设备处于车辆80内和/或处于车辆80的周围环境中和/或由用户60使用。系统100还可以至少部分地在用户60的移动终端设备125上实施。在一些实施方式中，将移动终端设备125和/或在该移动终端设备上实施的用户接口110′用于与系统100互动。选择性地，也可行的是，系统100的部分在移动终端设备125上实现(例如用户界面)。

系统100可以部分地或完全地经由车辆80中的用户接口110和/或经由用户的移动终端设备125的用户接口110′操作。用户接口110′可以提供和用户接口110基本上一样的功能，并且实现相同的或基本上相同的功能，如下面关于车辆80中的用户接口110所描述的。用户接口110′还可以实现关于用户接口110所描述的所有需要的组件，例如语音输入或输出、摄像头和屏幕、生物计量传感器(例如指纹扫描器、视网膜扫描器)等等。

用户接口110可以包括一个或多个多模用户接口，尤其是如下用户接口，所述用户接口配置用于操作车辆80(例如通信、信息娱乐、空气调节、座椅调节、车辆设定)。用户接口110能实现用户60输入的多模检测，例如经由图形用户界面(例如触摸屏)，经由车辆80的传统的操作元件(例如按钮、开关、iDrive控制器)，通过语音控制(例如借助于传感装置210)，通过扫描器(例如用于指纹、视网膜)等等。用户接口110还能实现将信息多模输出给用户60，例如经由图形显示元件(例如触摸屏、抬头显示器、仪表板组合件、中央信息显示器或CID)，经由触觉元件(例如方向盘或座位部件的震动)，通过经由在车辆中存在的扬声器设备(例如信息娱乐系统)或声学信号产生器(例如锣、蜂鸣器)实现的语音输出等等。用户接口110可以基于相应的配置数据实现如下图形用户接口，在该图形用户接口中呈现可由用户60用于车辆80操作的显示元件和操作元件。附加地或替代地，用户接口可以包含(另外的)显示元件和操作元件，例如开关、按钮和显示件。

经由通信单元130，控制器120可以与(外部)后端组件和服务设备150进行数据通信140并且由此例如与后端服务器和/或服务设备150进行通信。替代地或附加地，控制器120可以经由通信单元130与用户60的移动终端设备125进行数据通信并且使用由移动终端设备125提供的数据和/或传感器(如上文所描述的)。

此外，系统100可以具有一个或多个相对于车辆80处于外部的后端组件150或基础设施，所述后端组件或基础设施提供一个或多个资源(例如服务器、服务/维护)。所述一个或多个后端组件150可以暂时或持久地与车辆80的控制器120和/或与移动终端设备125处于数据通信140。优选地，可以将资源集中的处理步骤(例如自然语音和/或图像或视频数据的处理、语音识别、大的外部数据量的处理)转移给外部的后端组件150，所述资源集中的处理步骤通过车辆80中的控制器120和/或通过移动终端设备125只能困难地进行或完全不能进行。在此，也可以考虑关于计算能力、存储能力、可用的带宽、与外部的数据源的连接等等的可能的要求。

优选地，车辆80具有一个或多个电蓄能器86，所述蓄能器可以经由车辆80的充电装置88连接到充电站160上，以便给所述一个或多个电蓄能器86充电。车辆80的控制器120可以为此直接与充电站160进行数据通信140′，例如经由通信单元130和/或有线连接162进行数据通信。蓄能器86的充电通常经由有线连接162进行，但替代地也可以通过其他方式(例如通过感应)进行。控制器120可以替代地或附加地与一个或多个后端组件150进行数据通信140，例如为了进行结算，和/或与充电站160间接地经由一个或多个后端组件150进行通信(参见图1中的连接142)。

蓄能器86的充电可以基于充电特性进行。示例性的充电特性包含以恒定的电流和/或恒定的电压(CC/CV)充电或以区段式恒定的电流(MSCC)充电。在充电特性中优选定义充电电流关于充电时间的变化曲线和/或充电电压关于充电时间的变化曲线。图1A示出充电电压和充电电流关于充电时间的简化的示例性的变化曲线，所述充电电压和充电电流基本上是恒定的(CC/CV)。一旦蓄能器几乎被完全充电，则通常充电电流减小并且朝着零走向(未示出)。

不考虑边界条件的传统的充电特性的使用可能如开头所述带来多个问题，例如蓄能器的较长的充电时间和/或较高的损耗或加速老化。

根据本公开的实施方式考虑多个边界条件，以便确定适合的充电特性，其中，在各个边界条件之间可以进行权衡。在此，至少基于蓄能器的最小电池单体温度和当前的荷电状态(SoC)进行充电特性的确定：

·最小电池单体温度(T_{电池单体,最小})

·蓄能器86的荷电状态(SoC或“荷电状态”)

其中，优选限制高的或中等的充电电流的容许性。

所述确定此外优选在考虑到一个或多个以下边界条件的情况下进行：

·车辆80的续驶里程

·基础设施限制

·高压系统(HVS)的子组件的热容

·温度展开

·可用的HVS冷却功率

·蓄能器的状态(SoH或“健康状态”)

·使用历史

图1B示出简化的示例性的充电特性242′，该充电特性包含充电电流I关于充电时间t的变化曲线h、m、l。变化曲线h、m、l表征关于充电时间逐级减小的充电电流，其中，变化曲线h表征高的(h＝“高”)充电电流，变化曲线m表征中等的(m＝“中等”)充电电流，而变化曲线l表征低的(l＝“低”)充电电流。由此，适合的充电特性242′包括充电电流的不同的变化曲线h、m、l，所述变化曲线可以基于边界条件选择。这根据本公开的实施方式能实现充电特性的确定和与如有可能改变的边界条件的适配。由此例如规定，首先从多个充电特性242-1、242-2、...、242-n中确定充电特性242，242′并且确定充电电流的一个适合的变化曲线l、m、h并且在充电过程期间基于(如有可能改变的)边界条件选择充电电流的另一个变化曲线。在此，根据本公开不规定，从较低充电电流的变化曲线(例如变化曲线l、m)转变到较高充电电流的变化曲线(例如l朝m或m朝h)。原则上能应用充电特性的充电电流的最低的变化曲线l。明确规定了转变到具有下一低的充电电流的相应的变化曲线(例如h朝m或m朝l)，则边界条件应相应改变。

图2示意性示出根据本公开的实施方式的用于确定充电特性以用于电蓄能器的充电的模型的示例性结构。在块210中基于充电过程的历史确定预调的参数。所述历史可以例如包括一系列充电过程，所述充电过程给出关于蓄能器使用的情况说明。例如可以检测到一系列快速充电过程212(例如以直流电或DC充电)，并且基于此限制或防止进一步的随后的快速充电过程的可能性。这基于以下认识，即，蓄能器(例如长期)的重复的快速充电可以促进蓄能器老化或损耗。此外，可以基于历史识别，用户60是否例如已执行多个插接过程214，从而根据充电过程的参数执行跟随于可能提早中断或打断的充电过程的后一个充电过程。由此，可以例如防止，跟随的充电过程的充电功率基于比前一个充电过程更高的充电电流执行，因为这也可以促进蓄能器的老化或损耗。优选地，充电电流在彼此相继的快速充电(例如DC)的情况下逐渐越来越受限制。在一种示例中，第一快速充电以100％的充电电流执行，而另外的跟随的快速充电减小到85％、75％并且最终减小到65％。预调的参数的确定结果转发218给选择逻辑220。

在块230中确定预测性-再调节的参数，所述参数例如涉及应用环境232(例如用户行为、充电基础设施)和/或涉及HVS的状态234。应用环境232可以例如包含：考虑用户60的续驶里程期望和/或车辆80的导航系统的续驶里程预设。在由用户60预设的续驶里程期望或相应的由用户60期望的SoC处于蓄能器的完全充电之下(例如50％)的情况下，不需要执行(快速)充电，除非SoC明显高于期望的或所需的值。这同样适用于如下情况，由导航系统预设的剩余的行驶距离(显著)低于蓄能器的完全充电。在此，必要时保护性的充到足够的SoC的充电可以实现在蓄能器的充电时间和/或老化或损耗方面的优点。充电基础设施在此除了当前的状态(例如原则上可用的功率)以外也可经受变化的条件，例如退化或复原。由此，可能例如发生的是，充电基础设施不能产生满的基础功率，因为同时并行地发生许多充电过程。可用的功率也可能由于当前的负荷而升高或下降。

HVS的状态234可以例如包含：SK热容、在单个的电池单体和/或HVS内的温度展开或单个的电池单体和/或HVS的温度展开和HVS的冷却功率。快速充电过程不仅加载充电基础设施而且加载一个或多个HVS组件，所述HVS组件的功率因此可以变化。

在优选的实施方式中，确定温度展开，该温度展开考虑在电池单体内和/或在不同的电池单体之间的温度展开。所述展开越小，可选择的充电电流越大。在一种示例中，如果确定小于3℃的展开，则可以选择充电电流的第三变化曲线h，如果确定小于7℃的展开，则可以选择充电电流的第二变化曲线m，而在其他情况下可以选择充电电流的第一变化曲线l。

预测性-再调节的参数的确定优选循环236进行，例如在5秒、30秒或60秒的间隔下循环进行。预测性-再调节的参数的确定结果也转发238给选择逻辑220。

选择逻辑220基于输入参数218、238从多个与开始温度有关的充电特性242-1、242-2、...、242-n中确定228适合的充电特性242-1、242-2、...、242-n，其中，所述多个充电特性242-1、242-2、...、242-n中的每个充电特性具有特定的开始温度(例如从25℃起，从15℃起等)。充电特性或充电综合特征曲线在模型中在块240下总结。

在块250中，所确定248的充电特性242-1、242-2、...、242-n(例如作为函数I＝f(U))在保护功能的意义下再次被检验并且必要时被适配。在此，优选基于蓄能器86的检测到的使用时间或SoH进行充电电流的基于使用时间的减小254，其中，具有相应的运算符251的相应的因数256(例如在0.65至1.00的范围内，对应于输入值的65％至100％)应用于充电特性。由此，实现了：与具有相应较小的使用时间或较高的SoH的较新的蓄能器相比，具有已经到后期的使用时间或较低的SoH的蓄能器以较小的充电电流充电(例如由所确定的充电特性预设的值或变化曲线的65％)。在结果257中，则存在函数I＝f(SoH)，所述函数进一步与热的电流调节252比较253。热的电流调节252提供比较函数I＝f(T)作为结果258(例如0...x A)，其中，在所示出的示例中，确定259并且输出260结果257和258的最小值。输出260则包含经适配或经检验的充电特性。

图3示出根据本公开的实施方式的用于针对当前的充电过程从多个充电特性242-1、242-2、...、242-n中确定充电特性242以用于电蓄能器的充电的方法300的流程图。方法300在步骤301中开始。步骤302、304和306优选是可选的并且能够以期望的顺序以任意期望的组合来实施。

在步骤308中，确定蓄能器86的当前的状态234。HVS的状态234尤其可以包含SK热容、在单个的电池单体和/或HVS内的温度展开或单个的电池单体和/或HVS的温度展开和HVS的冷却功率。优选地，充电特性242的具体的变化曲线(例如l、m、h)基于HVS的冷却功率系统来适配，其中，第三变化曲线h在高的冷却功率的情况下选择，而第二变化曲线m在中等的冷却功率的情况下选择。第一变化曲线l原则上总是可以独立于HVS系统的冷却功率来选择。进一步优选地，基于蓄能器86的当前的温度和/或当前的SoC选择充电特性242的具体的变化曲线(例如l、m、h)，其中，高的温度与中等的/高的SoC的组合(或中等的/高的温度与高的SoC的组合)导致选择第一变化曲线l。高的温度和低的SoC的组合、中等的温度和中等的SoC的组合以及低的温度和高的SoC的组合导致选择第二变化曲线m。低的温度与中等的/低的SoC的组合(或低的/中等的温度与低的SoC的组合)导致选择第三变化曲线h。进一步优选地，基于基础设施功率或基础设施退化选择充电特性242的具体的变化曲线(例如l、m、h)。

步骤308优选循环重复，从而当前的温度(例如电池单体温度、组件温度)和/或当前的SoC可以循环确定。然后可以基于此选择充电特性242的具体的变化曲线(例如l、m、h)(参见步骤308-4或308-5)。在优选的实施方式中，循环的确定在直至60秒(1分钟)、进一步优选30秒、更进一步优选直至5秒的间隔下进行。

在步骤310中，基于蓄能器86的当前的状态234从所述多个充电特性242-1、242-2、...、242-n中确定充电特性242。

在步骤312中，基于所确定的充电特性242给蓄能器86充电。在此，可以考虑上述边界条件中的一个或多个边界条件(参见上文)并且选择充电电流的相应的变化曲线(例如l、m、h)。

在优选的实施方式中，状态234尤其是包含蓄能器的一个或多个温度(例如电池单体温度、组件温度)。基于此并且基于蓄能器86的当前的SoC，优选确定蓄能器86的第二最小电池单体温度(第一最小温度视作为原则上被满足)。如果当前的电池单体温度大于或等于第二最小电池单体温度(针对相应的SoC)，则可以选择充电电流的第二变化曲线m(参见上文)。

进一步优选地，可以基于状态234并且基于蓄能器86的当前的SoC确定蓄能器86的第三最小电池单体温度。如果当前的电池单体温度大于或等于第三最小电池单体温度(针对相应的SoC)，则可以选择充电电流的第三变化曲线h(参见上文)。用于确定变化曲线h的示例性的矩阵在表格1中给出，而用于确定变化曲线m的示例性的矩阵在表格2中给出。

尽管详细通过优选的实施例详细说明和阐述了本发明，但本发明不受所公开的示例限制，并且可以由本领域技术人员从中导出其他变型，而不脱离本发明的保护范围。因此，清楚的是，存在多个变型可行方案。也清楚的是，示例性提及的实施方式实际仅呈现示例，所述示例绝不应以任何方式理解为例如对本发明的保护范围、应用可行方案或构造的限制。相反地，上文的描述和附图说明使得本领域技术人员能够具体地实现示例性的实施方式，其中，本领域技术人员可以在了解所公开的发明构思的情况下例如在单个的在示例性实施方式中提及的元件的功能或布置方面进行各种改变，而不脱离保护范围，该保护范围通过权利要求及其法律上的相应内容、如说明书中的进一步描述内容来定义。