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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 anderer 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, welcher erfolgt, bis die Batteriekenngroßen 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 Kenngroßendaten 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 Berechnungseinheit 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 Datenubertragungsvorgang 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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Aus der
DE 697 30 413 T2 ist ein Batteriesteuerungssystem bekannt, das zuverlässigere Information, wie beispielsweise den Ladungszustand der Batterie liefert. Zudem wird das Batteriesteuerungssystem verwendet, um eine schnellere und effizientere Aufladung einer Batterie zu erreichen. Überdies ist ein Batteriesimulator gezeigt, der unter Einsatz von Simulationsmodellen erreicht, dass dessen Simulationsergebnisse besser mit dem wirklichen Verhalten einer Batterie übereinstimmen.
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US 2006/0132097 A1 bezieht sich auf einen Batteriesimulator, bei dem das Antwortverhalten eines portablen elektronischen Gerätes auf verschiedene Batteriezustände getestet wird.
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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 ausgefuhrt 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 gemaß 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 Batteriekenngrößen-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 gemessenen 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 Kenngroßendaten 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 Kenngroßendaten 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 Kenngngrößendatentabelle 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 „P4” 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 0Gehäuse 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 ausgefuhrt 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 Gerate 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-Erzeuguugseinheit 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 Batteriekenngroßen, 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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Bezugszeichenliste
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[Fig. 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
[Fig. 2A und Fig. 2B] - 1
- Spannung
- 2
- Kurve der Kenngrößendaten
- 3
- Strom
[Fig. 3] - 1
- Spannung
- 2
- Strom
[Fig. 4] - 1
- Spannung
- 2
- konstante elektrische Leistung
- 3
- konstante Spannung
- 4
- konstanter Strom
- 5
- konstanter Widerstand
- 6
- Strom
[Fig. 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
