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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft generell eine Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung zum
Einspeisen einer elektrischen Leistung, welche Batteriekenngrößen einer
Batterie simuliert, in ein elektronisches Gerät eines batteriebetriebenen
Typs. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung eine Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung,
welche in der Lage ist, eine elektrische Leistung in Übereinstimmung
mit Batteriekenngrößen mit
einer hohen Geschwindigkeit abzugeben.
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In
jüngerer
Zeit wurden verschiedene elektronische Geräte eines batteriebetriebenen
Typs eingeführt,
wie etwa Personal Computer in Form eines Notebooks und tragbare
Geräte,
wobei die elektronischen Geräte
durch Batterien bzw. Zellen betrieben werden. Im Hinblick auf die
Batterien zum Betreiben dieser elektronischen Geräte gibt
es viele Möglichkeiten,
wiederaufladbare Batterien bzw. wiederaufladbare Zellen (beispielsweise
eine Lithiumionenbatterie) zu verwenden. Dabei sind, wenn eine wiederaufladbare
Batterie wiederholt geladen/entladen wird, die Batteriekenngrößen davon
(nämlich
die Spannungs-Strom-Kenngrößen der
Batterie für
das Abgeben von Spannungen/Strömen
an eine Last) jedesmal, wenn diese wiederaufladbare Batterie geladen
wird, voneinander verschieden.
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Folglich
sind in dem Fall, daß elektronische Geräte eines
batteriebetriebenen Typs geprüft und/oder
ausgemessen werden, wie zuvor beschrieben, die Batteriekenngrößen wiederaufladbarer
Batterien jedesmal, wenn diese wiederaufladbaren Batterien geladen
werden, voneinander verschieden. Infolgedessen können die elektronischen Geräte kaum in
korrekter Weise geprüft/ausgemessen
werden.
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Es
werden Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtungen
anstatt wiederaufladbarer Batterien als Energieversorgungen elektronischer
Geräte
verwendet. Während
die Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtungen
die Batteriekenngrößen der
wiederaufladbaren Batterien unter vorbestimmten Bedingungen messen,
simulieren die Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtungen
die gemessenen Batteriekenngrößen mit
einer überlegenen
Reproduzierbarkeit und speisen sodann eine elektrische Leistung
auf Basis der simulierten Batteriekenngrößen in die elektronischen Geräte ein.
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5 ist
ein Diagramm zur Darstellung einer Anordnung einer herkömmlichen
Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung.
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In 5 ist
stellt eine Batterie 10 eine Batterie dar, deren Batteriekenngrößen simuliert
werden sollen, und diese entspricht beispielsweise einer Lithiumionenbatterie.
Obgleich ein elektronisches Gerät 20 ein
elektronisches Gerät
eines batteriebetriebenen Typs darstellt, ist das elektronische
Gerät 20 nicht
nur durch eine Batterie, sondern auch durch eine elektrische Leistung,
welche von einer externen Quelle (nicht dargestellt) eingespeist
wird, betreibbar.
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Ein
Spannungs-Strom-Kurvenaufzeichner (im folgenden einfach als „Kurvenaufzeichner" abgekürzt) 30 ist
mit einer Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 31, einer Spannungs-Strom-Meßeinheit 32,
einer Kenngrößendaten-Speichereinheit 33 und einer
Datenübertragungs-Schnittstelle 34 versehen, wobei
der Kurvenaufzeichner 30 die Batteriekenngrößen der
Batterie 10 mißt.
Die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 31 und die Spannungs-Strom-Meßeinheit 32 sind
mit der Batterie 10 verbunden. Die Kenngrößendaten-Speichereinheit 33 ist
mit der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 31 und
der Spannungs-Strom-Meßeinheit 32 verbunden,
um Kenngrößendaten
darin zu speichern. Die Datenübertragungs-Schnittstelle 34 befindet
sich hinsichtlich an derer elektronischer Geräte in einer Datenübertragungsverbindung
auf Basis eines vorbestimmten Datenübertragungsprotokolls.
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Ein
Allzweck-Computer 40 enthält eine weitere Datenübertragungs-Schnittstelle 41,
eine Berechnungseinheit 42 und eine Kenngrößendatentabellen-Speichereinheit 43 und
befindet sich hinsichtlich des Kurvenaufzeichners 30 in
Datenübertragungsverbindung.
Die Datenübertragungs-Schnittstelle 41 befindet
sich in Datenübertragungsverbindung
mit der Datenübertragungs-Schnittstelle 34 des Kurvenaufzeichners 30.
Die Berechnungseinheit 42 ist mit der Datenübertragungs-Schnittstelle 41 verbunden.
Die Kenngrößendaten-Speichereinheit 43 speichert
eine Kenngrößendatentabelle
darin und ist mit der Berechnungseinheit 42 verbunden.
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Ein
Spannungs-Strom-Generator 50 enthält eine weitere Datenübertragungs-Schnittstelle 51.
Der Spannungs-Strom-Generator 50 befindet
sich in Datenübertragungsverbindung
mit dem Allzweck-Computer 40 und ist ferner mit dem elektronischen
Gerät 20 verbunden.
Die Datenübertragungs-Schnittstelle 51 des
Spannungs-Strom-Generators 50 ist mit der Datenübertragungs-Schnittstelle 41 des
Allzweck-Computers 40 verbunden.
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Eine
Spannungs-Strom-Meßvorrichtung 60 enthält eine
weitere Datenübertragungs-Schnittstelle 61,
befindet sich in Datenübertragungsverbindung mit
dem Allzweck-Computer 40 und ist ferner mit dem elektronischen
Gerät 20 verbunden.
Die Datenübertragungs-Schnittstelle 61 befindet
sich hinsichtlich der Datenübertragungs-Schnittstelle 41 des
Allzweck-Computers 40 in Datenübertragungsverbindung.
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Die
Arbeitsvorgänge
einer derartigen Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung
werden nun beschrieben. Eine erste Beschreibung erfolgt für einen
derartigen Arbeitsvorgang, wel cher erfolgt, bis die Batteriekenngrößen der
Batterie 10 aufgenommen sind.
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Die
Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 31 des Kurvenaufzeichners 30 legt
einen vorbestimmten erzeugten Wert (das bedeutet, daß diese einen
Strom oder eine Spannung abgibt) an die Batterie 10 an.
Beispielsweise leitet die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 31 einen
vorbestimmten Strom aus der Batterie 10, und dabei wird eine
Spannung, welche von der Batterie 10 abgegeben wird, durch
die Spannungs-Strom-Meßeinheit 32 gemessen.
Ansonsten bewirkt die Erzeugungseinheit 31, daß die Batterie
eine vorbestimmte Spannung abgibt, und sodann wird diesmal ein Strom,
welcher von der Batterie 10 abgegeben wird, durch die Meßeinheit 32 gemessen.
Sodann speichern sowohl die Erzeugungseinheit 31 als auch
die Meßeinheit 32 Kenngrößendaten
von Spannung/Strom, welche durch ein Paar des erzeugten Werts und
des gemessenen Werts gebildet werden, in der Kenngrößendaten-Speichereinheit 33.
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Ferner
werden, während
der erzeugte Wert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs geringfügig geändert wird,
viele Einzelwerte von Kenngrößendaten
innerhalb des vorbestimmten Bereichs gemessen, und sodann werden
die gemessenen Kenngrößendaten
in der Kenngrößendaten-Speichereinheit 33 gespeichert.
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Wenn
Aufnahmen einer notwendigen Anzahl von Kenngrößendaten durchgeführt werden,
befindet sich die Datenübertragungs-Schnittstelle 34 des
Kurvenaufzeichners 30 in Datenübertragungsverbindung mit der
Datenübertragungs-Schnittstelle 41 des Allzweck-Computers 40,
um Kenngrößendaten
der Kenngrößendaten-Speichereinheit 33 zu
der Berechnungseinheit 42 des Allzweck-Computers 40 auszugeben.
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Danach
sammelt die Berechnungseinheit 42 die Kenngrößendaten
und wandelt das Format der gesammelten Kenngrößendaten in ein vorbestimmtes
Format davon um und speichert sodann die gesammelten Kenngrößendaten,
welche das vorbestimmte Format aufweisen, als Kenngrößendatentabelle
in der Tabellen-Speichereinheit 43.
Infolgedessen wird die Kenngrößendatentabelle,
welche den Batteriekenngrößen der
Batterie 10 unter vorbestimmten Bedingungen entspricht,
in der Speichereinheit 43 aufgebaut.
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Als
nächstes
erfolgt eine Beschreibung von Arbeitsvorgängen zum Abgeben einer derartigen Ausgangsleistung,
welche Batteriekenngrößen gemäß den Spannungs-Strom-Kenngrößen der
Batterie 10 simuliert, an das elektronische Gerät 20.
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Ein
Befehl wird von der Berechnungseinheit 42 des Allzweck-Computers 40 über die
Datenübertragungs-Schnittstellen 41 und 51 zu
dem Spannungs-Strom-Generator 50 ausgegeben, um einen vorbestimmten
erzeugten Wert (Spannung oder Strom) daraus auszugeben. Sodann mißt die Spannungs-Strom-Meßvorrichtung 60 ein
Ausgangssignal des elektronischen Geräts 20 unter Verwendung
des vorbestimmten erzeugten Werts (das bedeutet, daß, wenn
der erzeugte Wert eine Spannung ist, dann ein Strom gemessen wird,
während,
wenn der erzeugte Wert ein Strom ist, dann eine Spannung gemessen wird)
und gibt den gemessenen Wert (Strom- oder Spannungswert) über die
Datenübertragungs-Schnittstellen 61 und 41 zu
der Berechnungseinheit 42 aus.
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Die
Berechnungseinheit 42 berechnet einen Wert (das bedeutet,
Kenngrößendaten),
welcher dem gemessenen Wert entspricht, unter Bezug auf die Kenngrößendatentabelle
der Kenngrößendatentabellen-Speichereinheit 43.
In diesem Fall interpoliert, wenn die entsprechenden Kenngrößendaten
nicht in der Kenngrößentabelle
vorhanden sind, die Berechnungseinheit 42 derartige Kenngrößendaten
in der Nähe
des gemessenen Werts, um den entsprechenden Wert zu erhalten. Sodann
bewirkt die Berechnungs einheit 42, während der berechnete Wert als neuer
erzeugter Wert verwendet wird, über
die Datenübertragungs-Schnittstellen 41 und 51,
daß der Generator 50 einen
vorbestimmten erzeugten Wert ausgibt. Ferner führt die Spannungs-Strom-Meßvorrichtung 60 einen
Meßvorgang
für das
elektronische Gerät 20 unter
Verwendung des vorbestimmten erzeugten Werts durch und gibt sodann
einen gemessenen Wert über
die Datenübertragungs-Schnittstellen 61 und 41 zu
der Berechnungseinheit 42 aus. Aufgrund der Tatsache, daß ein derartiger
Arbeitsvorgang wiederholt ausgeführt
wird, werden die Batteriekenngrößen der
Batterie 10 reproduziert.
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[Patentveröffentlichung 1]
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Wie
zuvor beschrieben, wird der gemessene Wert bezüglich des vorbestimmten erzeugten
Werts aufgenommen, und sodann wird der neue erzeugte Wert, welcher
diesem gemessenen Wert entspricht, berechnet. Infolgedessen können die
Batteriekenngrößen mit
höherer
Genauigkeit und überlegener
Reproduzierbarkeit berechnet werden.
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Der
Datenübertragungsvorgang
wird über die
Datenübertragungs-Schnittstellen 41, 51 und 61 der
jeweiligen elektronischen Geräte 40, 50 und 60 jedoch
jedesmal ausgeführt,
wenn ein erzeugter Wert ausgegeben wird, um die Daten zu senden/empfangen.
Folglich besteht ein Problem im Hinblick darauf, daß eine lange
Zeit erforderlich ist, um das Ausgangssignal in Übereinstimmung mit den Batteriekenngrößen in das
elektronische Gerät 20 einzuspeisen.
Ferner besteht aufgrund der Tatsache, daß eine derartige lange Zeit
erforderlich ist, ein weiteres Problem im Hinblick darauf, daß eine genaue
Simulation im Hinblick auf die Batteriekenngrößen kaum ausgeführt werden
kann.
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Folglich
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung
zu schaffen, welche in der Lage ist, einen Ausgabevorgang in Übereinstimmung
mit Batteriekenngrößen mit
einer hohen Geschwindigkeit durchzuführen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß Anspruch
1 wird eine Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung
zum Einspeisen einer elektrischen Leistung, welche Batteriekenngrößen einer
Batterie simuliert, in ein elektronisches Gerät eines batteriebetriebenen
Typs geschaffen,
wobei die Vorrichtung umfaßt:
eine Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit
zum Ausgeben eines vorbestimmten erzeugten Werts sowohl zu der Batterie
als auch zu dem elektronischen Gerät;
eine Spannungs-Strom-Meßeinheit
zum Ausmessen der Batterie oder des elektronischen Geräts, wenn die
Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit
den vorbestimmten erzeugten Wert ausgibt;
eine Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit
zum Aufnehmen von Batteriekenngrößen der
Batterie auf Basis von Kenngrößendaten,
welche durch Kombinieren des vorbestimmten erzeugten Werts, welcher
von der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit zu der Batterie ausgegeben
wird, mit einem gemessenen Wert der Batterie, welcher durch die
Spannungs-Strom-Meßeinheit
gemessen wird, erzeugt werden;
eine Speichereinheit zum Speichern
der Batteriekenngrößen der
Batteriekenngrößendaten-Aufnahmeeinheit;
eine
Simulationssignal-Erzeugungseinheit zum Berechnen eines erzeugten
Werts für
das elektronische Gerät
auf Basis der Batteriekenngrößen, welche
in der Speichereinheit gespeichert werden, und des gemessenen Werts
des elektronischen Geräts,
welcher durch die Spannungs-Strom-Meßeinheit gemessen wird, und
zum Ausgeben des berechneten erzeugten Werts zu der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit; und
ein
Gehäuse,
wobei
die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit, die Spannungs-Strom-Meßeinheit,
die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit,
die Speichereinheit und die Simulationssignal-Erzeugungseinheit
in dem gleichen Gehäuse
vorgesehen sind.
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Gemäß Anspruch
2 wird eine Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung
nach Anspruch 1 geschaffen, wobei
die Batterie eine wiederaufladbare
Batterie ist.
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Gemäß Anspruch
3 wird eine Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung
nach Anspruch 1 oder 2 geschaffen, wobei
die Batteriekenngrößen Spannungs-Strom-Kenngrößen darstellen,
welche durch die Batterie ausgegeben werden.
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Gemäß Anspruch
4 wird eine Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung
nach einem der Ansprüche
1 bis 3 geschaffen, wobei
die Speichereinheit die Batteriekenngrößen unter
Bezug auf die jeweiligen Temperaturen darin speichert.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung können die
nachfolgend erwähnten
Vorteile erreicht werden.
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Das
bedeutet, daß die
Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit, die Spannungs-Strom-Meßeinheit, die
Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit,
die Speichereinheit und die Simulationssignal-Erzeugungseinheit
in dem gleichen Gehäuse
der Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung
verwendet werden und sodann der Simulationsvorgang der Batterie ausgeführt wird.
Infolgedessen ist die Simulationsvorgangsgeschwindigkeit sehr schnell,
verglichen mit der eines derartigen Falls, daß die Vielzahl elektronischer
Geräte
miteinander unter Verwendung des Datenübertragungskabels verbunden
ist, um den Datenübertragungsvorgang über die
Datenübertragungs-Schnittstellen
durchzuführen.
Folglich können die
Ausgangssignale in Übereinstimmung
mit den Batteriekenngrößen mit
der hohen Geschwindigkeit eingespeist werden, und die Spannungskenngrößen können in
einer genauen Weise simuliert werden.
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Ferner
werden die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit und die Spannungs-Strom-Meßeinheit, welche
verwendet werden, um die Kenngrößendaten der
Batterie aufzunehmen, selbst dann allgemein verwendet, wenn die
Batteriekenngrößen simuliert werden.
Infolgedessen werden die redundanten strukturellen Abschnitte weggelassen,
so daß die
gesamte Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung kompakt
gemacht werden kann und ferner der Installationsbereich davon klein
gemacht werden kann.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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1 ist
ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2A und 2B sind
Diagramme zum Darstellen eines Beispiels einer Kenngrößendatentabelle.
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3 ist
ein Diagramm zum Darstellen eines weiteren Beispiels der Kenngrößendatentabelle.
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4 ist
ein Diagramm zum Darstellen eines weiteren Beispiels der Kenngrößendatentabelle.
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5 ist
ein Diagramm zum Darstellen der Anordnungen der herkömmlichen
Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung,
der Batterie und des elektronischen Geräts.
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GENAUE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Ausführungsweisen
von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung werden nun unter Verweis auf die Zeichnung
beschrieben.
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1 ist
ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung. Es sei bemerkt, daß die gleichen Bezugsziffern
wie die in 5 dargestellten als solche verwendet
werden, um die gleichen strukturellen Elemente dieser Zeichnung
zu bezeichnen, und Beschreibungen davon weggelassen werden. In 1 ist
eine Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 anstatt
der elektronischen Geräte 30, 40, 50 und 60 dargestellt.
In 1 repräsentieren
die Symbole „a1" bis „a5" und „b1" bis „b5" Signalflüsse.
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Die
Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 ist
mit einer Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71, einer Spannungs-Strom-Meßeinheit 72, einer
Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73,
einer Kenngrößendatentabellen-Speichereinheit 74 und
einer Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 versehen.
Die Batterie kenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 nimmt
Batteriekenngrößen einer
Batterie 10 auf, gibt ein derartiges Signal, welches die
aufgenommenen Batteriekenngrößen simuliert,
zu einem elektronischen Gerät 20 aus
und speist eine elektrische Leistung in das elektronische Gerät 20 ein.
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Die
Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 gibt einen vorbestimmten
erzeugten Wert zu der Batterie 10 und dem elektronischen
Gerät 20 aus. Die
Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 führt Meßvorgänge im Hinblick
auf die Batterie 10 und des elektronische Gerät 20 durch.
Die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73 bewirkt,
daß die
Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 einen vorbestimmten
erzeugten Wert ausgibt, und nimmt sodann einen derartigen gemessenen
Wert, welcher diesem erzeugten Wert entspricht, von der Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 auf.
Ferner speichert die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73 eine
Kenngrößendatentabelle
in der Kenngrößendatentabellen-Speichereinheit 74,
wobei die Kenngrößendatentabelle
aus einer Vielzahl von Kenngrößendaten
aufgebaut ist. Die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 bewirkt,
daß die
Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 einen
vorbestimmten erzeugten Wert ausgibt, und nimmt einen gemessenen
Wert, welcher diesem erzeugten Wert entspricht, von der Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 auf.
Ferner berechnet die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 einen neuen
erzeugten Wert unter Bezug auf die Kenngrößendatentabelle der Kenngrößendatentabellen-Speichereinheit 74 aus
dem gemessenen Wert.
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Bei
der Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 sind
die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71, die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72,
die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73,
die Speichereinheit 74 und auch die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 als
ein einziges elektronisches Gerät in
dem gleichen Gehäuse
vorgesehen. Ferner sind die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71,
die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72, die
Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73,
die Speichereinheit 74 und auch die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 durch
Verwenden einer exklusiv verwendeten Sammelleitung miteinander verbunden,
um Daten mit einer hohen Geschwindigkeit zu senden/empfangen.
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Es
werden nun Arbeitsvorgänge
einer derartigen Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 beschrieben.
Eine erste Beschreibung erfolgt für einen derartigen Arbeitsvorgang,
welcher erfolgt, bis die Batteriekenngrößen der Batterie 10 aufgenommen
sind.
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Die
Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73 legt
einen erzeugten Wert (Stromwert oder Spannungswert) „a1" zum Aufnehmen von
Kenngrößendaten
für die
Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 fest. Sodann legt
die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 einen vorbestimmten
erzeugten Wert (das bedeutet, daß diese einen Strom oder eine Spannung
ausgibt) „a2" in Reaktion auf
einen Befehl, welcher von der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 ausgegeben
wird, an die Batterie 10 an. Ferner mißt die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 dabei ein
Ausgangssignal „a3" der Batterie 10.
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Beispielsweise
leitet die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 einen
vorbestimmten Strom aus der Batterie 10, und dabei wird eine
Spannung, welche von der Batterie 10 abgegeben wird, durch
die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 gemessen.
Ansonsten bewirkt die Erzeugungseinheit 71, daß die Batterie
eine vorbestimmte Spannung abgibt, und sodann wird diesmal ein Strom,
welcher von der Batterie 10 abgegeben wird, durch die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 gemessen.
Sodann nimmt die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73 Kenngrößendaten
von Spannung/Strom auf, welche aus einem Paar des erzeugten Werts „a1" der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 und
des gemesse nen Werts „a4" der Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 aufgebaut
sind.
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Ferner ändert die
Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73 den
erzeugten Wert „a1" geringfügig innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs und bewirkt sodann, daß die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 den
erzeugten Wert „a2" ausgibt, und bewirkt, daß die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 eine
Messung „a3" durchführt, um
eine Vielzahl von Kenngrößendaten
innerhalb des vorbestimmten Bereichs zu messen. Sodann sammelt,
wenn Aufnahmen notwendiger Anzahlen von Kenngrößendaten durchgeführt werden,
die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73 diese
Kenngrößendaten
und wandelt das Format der gesammelten Kenngrößendaten in ein vorbestimmtes
Format davon um und speichert sodann die gesammelten Kenngrößendaten,
welche das vorbestimmte Format aufweisen, als Kenngrößendatentabelle „a5" in der Kenngrößendatentabellen-Speichereinheit 74.
Infolgedessen wird die Kenngrößendatentabelle „a5", welche den Batteriekenngrößen der
Batterie 10 unter vorbestimmten Bedingungen entspricht,
in der Speichereinheit 74 aufgebaut.
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Als
nächstes
erfolgt eine Beschreibung eines derartigen Vorgangs, daß ein Ausgangssignal,
welches Batteriekenngrößen gemäß den Spannungs-Strom-Kenngrößen der
Batterie 10 simuliert, in das elektronische Gerät 20 eingespeist
wird. Zuerst legt die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 einen
vorbestimmten erzeugten Wert (das bedeutet, einen Stromwert oder
einen Spannungswert) „b1" für die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 fest. Sodann
legt die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 einen
vorbestimmten erzeugten Wert „b2" (Strom oder Spannung)
gemäß einem
Befehl von der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 75 an
das elektronische Gerät 20 an.
Ferner führt
die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 einen
Meßvorgang „b3" des elektronischen
Geräts 20 unter
Anwendung des vorbestimmten erzeugten Werts „b2" durch und gibt sodann einen gemessenen
Wert „b4" zu der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 75 aus.
Anders ausgedrückt,
führt,
wenn der vorbestimmte erzeugte Wert „b2" eine Spannung ist, die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 einen
Meßvorgang
eines Stroms, welcher durch die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 in
das elektronische Gerät 20 eingespeist
wird, durch, während,
wenn der vorbestimmte erzeugte Wert „b2" ein Strom ist, die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 einen
Meßvorgang
einer Spannung, welche durch die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 an
das elektronische Gerät 20 angelegt
wird, durchführt.
Sodann gibt die Spannungs-Strom-Meßeinheit
den Strom oder die Spannung als gemessenen Wert „b4" zu der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit
aus.
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Danach
liest die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit die Kenngrößendatentabelle „b5" der Speichereinheit 74 aus,
um einen erzeugten Wert zu erhalten, welcher an die Kenngrößendatentabelle „b5" angepaßt ist.
Das bedeutet, daß die
Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 75 unter
Bezug auf die Kenngrößendatentabelle „b5" einen derartigen Wert,
welcher dem gemessenen Wert „b4" entspricht, auf
Basis derartiger Kombinationsdaten zum Kombinieren der erzeugten
Spannungen „b1", welche in die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 eingespeist
werden, mit dem gemessenen Wert „b4", welcher von der Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 herrührt, aus
der Kenngrößendatentabelle „b5" aufnimmt. In diesem
Fall interpoliert, wenn die entsprechenden Kenngrößendaten
nicht in der Kenngrößendatentabelle „b5" vorhanden sind,
die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 75 derartige Kenngrößendaten
in der Nähe
des gemessenen Werts „b4", um den entsprechenden
Wert zu erhalten. Sodann legt, während
der interpolierte Wert als neuer erzeugter Wert „b1" verwendet wird, die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 diesen
neuen erzeugten Wert „b1" für die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 fest.
Gemäß der Festlegung
dieses neuen erzeugten Werts „b1" gibt die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 einen
neuen erzeugten Wert „b2" zu dem elektronischen
Gerät 20 aus,
und die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 führt einen
Meßvorgang „b3" des elektronischen
Geräts 20 unter
Anwendung dieses neuen erzeugten Werts „b2" durch und gibt sodann einen gemessenen
Wert „b4" zu der Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 aus.
Aufgrund der Tatsache, daß die
oben erläuterten
Arbeitsvorgänge wiederholt
ausgeführt
werden, werden die Batteriekenngrößen der Batterie 10 reproduziert.
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Für diesen
Fall wird nun ein konkreter Arbeitsvorgang unter Verweis auf die 2A und 2B beschrieben.
Diese konkrete Beschreibung erfolgt für einen derartigen Fall, daß ein Stromwert als
erzeugter Wert verwendet wird und eine Spannung als gemessener Wert
verwendet wird. Die 2A und 2B stellen
eine Kenngrößendatentabelle
der Batterie 10 dar, wobei eine Abszisse einen Strom darstellt
und eine Ordinate eine Spannung anzeigt. Es sei ferner bemerkt,
daß selbst
dann, wenn die Ausgangssignale der Spannungen beliebige Spannungswerte
annehmen, die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 in einer
derartigen Weise betrieben wird, daß diese Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 Stromwerte
ausgibt, welche durch die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 bestimmt
werden.
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Die
Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 bewirkt, daß die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 einen
derartigen Stromwert „i1" eines Anfangswerts
ausgibt. Unter Verwendung des oben beschriebenen Stromwerts „i1" mißt die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 eine
Spannung „v1", welche von der
Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 ausgehend an das elektronische
Gerät 20 angelegt
wird.
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Sodann
vergleicht die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 einen
Punkt „P1" einer Kombination
des erzeugten Werts „i1" und des gemessenen Werts „v1" mit der Kenngrößendatentabelle
(das bedeutet, der Kurve der Kenngrößendaten, welche in 2A dargestellt
ist). Aufgrund der Tatsache, daß dieser
Punkt „P1" nicht mit der Kenndatenkurve übereinstimmt,
nimmt die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 einen
weiteren Punkt „P2" auf dieser Kurve,
welcher der Spannung „v1" entspricht, auf
und nimmt einen Stromwert „i2" dieses Punkts „P2" auf. Ferner bewirkt
die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75, daß die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 den
Stromwert „i2", welcher von der
Kurve aufgenommen wird, als neuen erzeugten Wert (das bedeutet,
als Stromwert) ausgibt (siehe 2A).
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Sodann
mißt die
Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 eine
derartige Spannung „v2", welche von der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 ausgehend unter
Einspeisung dieses Stromwerts „i2" an das elektronische
Gerät 20 angelegt
wird. Ferner vergleicht die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 einen
Punkt „P3" einer Kombination
des erzeugten Werts „i2" und des gemessenen
Werts „v2" mit der Kurve der
Kenngrößendaten,
welche in 2B dargestellt ist. Aufgrund
der Tatsache, daß dieser
Punkt „P3" nicht mit der Kenndatenkurve übereinstimmt, nimmt
die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 einen weiteren
Punkt „P4" auf dieser Kurve,
welcher der Spannung „v2" entspricht, auf
und nimmt einen Stromwert „i3" dieses Punkts auf.
Ferner bewirkt die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75, daß die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 den
Stromwert „i3", welcher von der
Kurve aufgenommen wird, als neuen erzeugten Wert ausgibt (siehe 2B).
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Der
oben beschriebene Arbeitsvorgang wird wiederholt ausgeführt, um
die Ausgangssignale der Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 der Kenngrößendatentabelle
anzunähern,
so daß die
Batteriekenngrößen der
Batterie 10 reproduziert werden.
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Wie
zuvor beschrieben, sind, während
die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71,
die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72,
die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73,
die Speichereinheit 74 und auch die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 in dem
gleichen Gehäuse
der Simulationsvorrichtung 70 vorgesehen sind, diese strukturellen
Einheiten über
die exklusiv verwendete Sammelleitung miteinander verbunden, um
den Batteriekenngrößen-Simulationsvorgang
der Batterie 10 durchzuführen. Infolgedessen erreicht,
verglichen mit einem derartigen Fall, daß die Datenübertragung über die Datenübertragungs-Schnittstellen 41, 51, 61 gemäß Darstellung
in 5 ausgeführt
wird, die Simulationsvorgangsgeschwindigkeit der Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 eine
sehr hohe Geschwindigkeit. Demgemäß können die Ausgangssignale in Übereinstimmung
mit den Batteriekenngrößen mit der
hohen Geschwindigkeit eingespeist werden. Als Beispiel beträgt eine
derartige Zeit, welche zum Ausführen
der folgenden Arbeitsvorgänge
erforderlich ist, nämlich,
daß das
elektronische Gerät 20 ausgemessen
wird, der neue erzeugte Wert „b1" berechnet wird und
das Ausgangssignal auf Basis des neuen erzeugten Werts „b2" eingespeist wird,
etwa 0,7 ms. Diese Arbeitsgeschwindigkeit von etwa 0,7 ms kann auf
einen etwa 10fach höheren
Wert als die herkömmliche
Arbeitsgeschwindigkeit von mehreren Millisekunden verbessert werden.
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Anders
ausgedrückt,
erfolgt in einem derartigen Fall, daß die Batterie 10 als
Antriebsquelle des elektronischen Geräts 20 verwendet wird,
eine Kenngrößenänderung
der Batterie 10 innerhalb der Größenordnung mehrerer Millisekunden.
Bei der herkömmlichen
Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung,
welche in 5 dargestellt ist, ist es aufgrund der
Tatsache, daß die
Arbeitszeit von mehreren Millisekunden bei der punktweisen Simulation
erforderlich ist, praktisch schwierig, die Kenngrößenänderung
in einer genauen Weise zu simulieren. Demgegenüber kann bei der Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70,
welche in 1 dargestellt ist, der punktweise
Simulationsvorgang derart ausgeführt werden,
daß die
Batteriekenngrößen in einer
günstigen
Weise reproduziert werden. Folglich kann die Prüfung des elektronischen Geräts 20 gleichfalls
in einer korrekten Weise ausgeführt
werden.
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Ferner
wird, verglichen mit der Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung (dem Kurvenaufzeichner 30),
welche in 5 dargestellt ist, die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71,
welche die erzeugten Werte zu der Batterie 10 und dem elektronischen
Gerät 20 ausgibt,
allgemein verwendet, und ferner wird die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 zum Ausmessen
der Batterie 10 und des elektronischen Geräts 20 allgemein
verwendet. Infolgedessen kann die redundante Einheit weggelassen
werden, so daß der
gesamte Abschnitt der Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 kompakt
gemacht werden kann und der Installationsbereich klein gemacht werden
kann. Ferner sind die mehreren Gruppen der oben beschriebenen elektronischen
Geräte 30, 40, 50, 60 nicht
länger
erforderlich, so daß die
Kosten gesenkt werden können.
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Ferner
werden die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 und die
Spannungs-Strom-Meßeinheit 72 allgemein
verwendet, wenn die Kenngrößendaten
aufgenommen werden, und ferner, wenn der Simulationsvorgang ausgeführt wird,
so daß die
Wartung der Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 einfach
durchgeführt
werden kann, verglichen mit der von 5. Dieser
Grund ist folgendermaßen
gegeben: Anders ausgedrückt,
werden bei der Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70,
welche in 5 dargestellt ist, die elektronischen
Geräte,
welche voneinander verschieden sind, verwendet, wenn die Kenngrößendaten
aufgenommen werden und wenn der Simulationsvorgang ausgeführt wird.
Infolgedessen muß die
Abstimmung/Abgleichung zwischen der Spannungs-Strom-Meßeinheit 32 und
der Spannungs-Strom-Meßeinheit 60 ausgeführt werden,
und ferner muß die
Abstimmung/Abgleichung zwischen der Strom-Spannungs- Erzeugungseinheit 31 und
dem Strom-Spannungs-Generator 50 ausgeführt werden.
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Ferner
sind die Strom-Spannungs-Erzeugungseinheit 71, die Spannungs-Strom-Meßeinheit 72,
die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73,
die Speichereinheit 74 und auch die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 in
dem gleichen Gehäuse der
Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 vorgesehen,
und diese strukturellen Einheiten sind über die exklusiv verwendete
Sammelleitung miteinander verbunden. Infolgedessen können, während ein
derartiges Datenübertragungskabel,
welches in Verbindung zwischen den elektronischen Geräten 30, 40, 50, 60 angebracht
ist, wie in 5 dargestellt, nicht länger erforderlich
ist, beschwerliche Arbeitsvorgänge
zum Verbinden dieser elektronischen Geräte weggelassen werden.
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Sodann
erfordert aufgrund der Tatsache, daß die Strom-Spannungs-Erzeugungseinheit 71, die
Spannungs-Strom-Meßeinheit 72,
die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73,
die Speichereinheit 74 und auch die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75 in
dem gleichen Gehäuse
der Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 vorgesehen
sind, diese Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 nicht
länger
eine derartige Betriebsweise, daß die jeweiligen elektronischen
Geräte 30, 40, 50 und 60, welche
in 5 dargestellt sind, getrennt betrieben werden.
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Ferner
sei bemerkt, daß die
vorliegende Erfindung nicht lediglich auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist, sondern auf das nachfolgend erwähnte Beispiel angewandt werden kann.
Das bedeutet, daß in
den 2A und 2B die
Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung 70 in einer
derartigen Weise eingerichtet ist, daß der erzeugte Wert der Stromwert
ist und der gemessene Wert der Spannungswert ist. Alternativ kann
der erzeugte Wert als Stromwert festgelegt werden, und der gemessene
Wert kann als Stromwert festgelegt werden.
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Alternativ
kann die Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit 73 Batteriekenngrößen der
Batterie 10 unter einer Vielzahl verschiedener Bedingungen messen.
Beispielsweise können,
wie in 3 dargestellt, während Batteriekenngrößen bei
verschiedenen Temperaturen gemessen werden können, die Batteriekenngrößen unter
Bezug auf die jeweiligen Temperaturen in der Speichereinheit 74 gespeichert werden.
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Bei
der oben beschriebenen Anordnung bewirkt die Simulationssignal-Erzeugungseinheit 75, daß die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 den
erzeugten Wert in Übereinstimmung
mit den Batteriekenngrößen ausgibt.
Alternativ können
nicht nur die Batteriekenngrößen, sondern
auch derartige Signale, welche verschiedene Arten von Kenngrößen, wie
etwa eine konstante Spannung, einen konstanten Strom, eine konstante
elektrische Leistung und einen konstanten Widerstand (siehe 4)
simulieren, für
die Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit 71 festgelegt werden.
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[1]
- 10
- Batterie
- 20
- elektronisches
Gerät
- 70
- Batteriekenngrößen-Simulationsvorrichtung
- 71
- Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit
- 72
- Spannungs-Strom-Meßeinheit
- 73
- Kenngrößendaten-Aufnahmeeinheit
- 74
- Speichereinheit
- 75
- Simulationssignal-Erzeugungseinheit
-
[2A und 2B]
- 1
- Spannung
- 2
- Kurve
der Kenngrößendaten
- 3
- Strom
-
[3]
- 1
- Spannung
- 2
- Strom
-
[4]
- 1
- Spannung
- 2
- konstante
elektrische Leistung
- 3
- konstante
Spannung
- 4
- konstanter
Strom
- 5
- konstanter
Widerstand
- 6
- Strom
-
[5]
- 30
- Spannungs-Strom-Kurvenaufzeichner
- 33
- Kenngrößendaten-Speichereinheit
- 34,
41, 61, 51
- Datenübertragungs-Schnittstelle
- 10
- Batterie
- 20
- elektronisches
Gerät
- 31
- Spannungs-Strom-Erzeugungseinheit
- 32
- Spannungs-Strom-Meßeinheit
- 43
- Kenngrößendatentabellen-Speichereinheit
- 40
- Allzweck-Computer
- 42
- Berechnungseinheit
- 50
- Spannungs-Strom-Generator
- 60
- Spannungs-Strom-Meßvorrichtung