DE102007050628B4

DE102007050628B4 - Vorrichtung zum Erfassen des Ladungszustands einer Batterie

Info

Publication number: DE102007050628B4
Application number: DE102007050628.9A
Authority: DE
Inventors: Shin Takahashi; Tadatoshi Asada
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2006-10-24
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2016-06-16
Anticipated expiration: 2027-10-24
Also published as: US8203311B2; CN101170202A; DE102007050628B8; JP4577294B2; DE102007050628A1; JP2008105478A; CN100578853C; US20080094034A1

Abstract

Es ist eine Batteriebedingungs-Erfassungsvorrichtung (6) geschaffen, die eine Einrichtung (600) zum Erfassen eines Entlade- und Ladestroms aus einer Batterie (5), eine Einrichtung (602) zum Erfassen, ob eine negative Beschleunigung eines Ladestroms während eines Ladens der Batterie (5) ihr Vorzeichen von negativ auf null ändert oder nicht, basierend auf einem Resultat eines Erfassens des Entladungsstroms, eine Einrichtung (604) zum Berechnen einer integrierten geladenen Kapazität der Batterie (5) durch Integrieren eines momentanen Ladestroms während eines Ladens der Batterie (5), eine Einrichtung (606) zum Steuern eines Wechselstromgenerators (3), der in einem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist, um eine elektrische Ausgangsleistung, die durch den Wechselstromgenerator (3) erzeugt wird, zu steuern, derart, dass ein Entladestrom aus der Batterie (5) konstant gehalten wird, und eine Einrichtung (608) zum Bestimmen aufweist, dass die Ladungspolarisation aufgehoben ist, wenn die integrierte entladene Kapazität gleich der integrierten geladenen Kapazität wird.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
(Gebiet der Erfindung)
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung, die eine Aufhebung einer Polarisation einer Batterie, die in einem Fahrzeug mit Eigenantrieb oder einem Lastkraftwagen eingebaut ist, erfasst, insbesondere auf eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung, die eine Aufhebung einer Polarisation, die in der Batterie während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, erfasst.
(Beschreibung des Stands der Technik)
Es gibt einen bekannten Stand der Technik einer Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung, die eine Aufhebung der Ladungspolarisation einer Batterie, die in einem Fahrzeug mit Eigenantrieb oder einem Lastkraftwagen eingebaut ist, erfasst, nachdem die Batterie beginnt, sich zu entladen, wobei die Ladungspolarisation in der Batterie während eines Ladens der Batterie erzeugt wird. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der JP 2002-184469 A offenbart. Bei der in der JP 2002-184469 A beschriebenen Vorrichtung wird eine integrierte geladene Kapazität durch Integrieren einer momentanen geladenen Kapazität von einer Zeit, wenn ein Laden der Batterie startet, bis zu einer weiteren Zeit, wenn eine negative Beschleunigung eines Ladestroms ihr Vorzeichen von negativ auf null ändert, berechnet. Nachdem die Batterie beginnt, zu entladen, wird dann, wenn eine integrierte entladene Kapazität gleich der integrierten geladenen Kapazität wird, die gerade vor einem Start eines Entladens der Batterie geschätzt wird, bestimmt, dass die Ladungspolarisation, die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, vollständig aufgehoben ist.
Der bekannte Stand der Technik der in der JP 2002-184469 A beschriebenen Vorrichtung, die verwendet wird, um die Ladungspolarisation, die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, zu erfassen, hat jedoch folgende Probleme:

(i) die Vorrichtung, die verwendet wird, um die Ladungspolarisation, die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, zu erfassen, ist fern von einem Sensor angeordnet. Eine Batterie befindet sich ferner innerhalb eines Maschinenraums eines Fahrzeugs mit Eigenantrieb. Ein Rauschen, wie ein Zündungsrauschen, das auftritt, wenn die Maschine gezündet wird, wird im Allgemeinen in dem Maschinenraum, d. h. nicht fern von dem Sensor, erzeugt. Dies bedeutet, dass das Rauschen ohne weiteres einem elektrischen Signal von dem Sensor überlagert ist, um es schwierig zu machen, eine Zeit, wenn eine negative Beschleunigung eines Ladestroms ihr Vorzeichen von negativ auf null ändert, genau zu erfassen. Wenn ein periodisches Rauschen, wie ein periodisches Zündungsrauschen, das periodisch in Intervallen verursacht wird, und das Intervall des periodischen Rauschens mit dem eines Erfassens eines elektrischen Stroms durch einen Sensor übereinstimmen, tritt bei einem Erfassen des elektrischen Stroms ein Versatzfehler auf. Dies führt dazu, einen Fehler bei einem Schätzen der integrierten geladenen Kapazität zu erzeugen und ferner eine falsche Entscheidung darüber zu fällen, ob die Ladungspolarisation der Batterie aufgehoben ist oder nicht,
(ii) es ist notwendig, die Vorrichtung mit einer zusätzlichen elektrischen Last zu versehen, um eine konstante Rate einer Entladung der Batterie zu halten. Es ist daher für die elektrische Last ein extra Platz irgendwo in dem Fahrzeug notwendig, um angebracht zu werden. Die elektrische Last verbraucht ferner unnötig elektrische Leistung,
(iii) es gibt Verfahren zum Zuführen einer elektrischen Leistung, beispielsweise nachdem die elektrische Last aufgestellt ist. Es gibt beispielsweise ein Verfahren, bei dem die elektrische Last aus einer Mehrzahl von Lastelementen zusammengesetzt ist und der Start des Zuführens der elektrischen Leistung zu der elektrischen Last verzögert wird, bis eines der vorbestimmten Lastelemente aktiviert wird. Ein Verfahren wird dann benutzt, um die integrierte geladene Kapazität zu berechnen. Es gibt ein weiteres Verfahren, bei dem, selbst wenn die elektrische Last einen stabilen Zustand derselben nicht erreicht, da eine ausreichende Zeit nicht verstrichen ist, seit die elektrische Last eingeschaltet wurde, ein einfaches Integrieren einer erfassten geladenen Kapazität durchgeführt wird, um die integrierte geladene Kapazität zu berechnen. Diese Verfahren ergeben jedoch Resultate, bei denen notwendige Zeiten zum Aufheben der Ladungspolarisation der Batterie gestreut sind und Änderungen von Graden einer Aufhebung der Ladungspolarisation der Batterie hinsichtlich der Zeit ebenfalls gestreut sind. Es ist daher schwer, die Aufhebung der Ladungspolarisation der Batterie genau zu erfassen.

Weiterhin sind aus der DE 699 17 036 T2 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abschätzen eines Ladezustands eines Akkumulators bekannt, umfassend ein Überwachen einer Potentialdifferenz an der Batterie und ein Abschätzen einer Ladung der Batterie, wobei ein Datenprozessor dazu eingerichtet ist, eine Hysteresekorrektur durchzuführen, die eine Korrektur für die Potentialdifferenz an der Batterie, gemessen als Batterieklemmenspannung, berechnet, und wobei die Korrektur eine Funktion des Schätzwertes einer Gleichgewichtsspannung für die Batterie und der Schätzwert des Ladezustandes der Batterie ist.
Aus der DE 600 20 821 T2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung einer Kapazität einer Batterie bekannt, bei welchem/welcher eine von einer periodisch gemessenen Klemmenspannung und einem Entladestrom der Batterie errechnete Spannungs-Strom-Charakteristik verwendet wird, eine geschätzte Spannung zu ermitteln, die eine geschätzte Klemmenspannung der Batterie in einem Zustand konstanter Verbraucher-Entladung ist, wodurch die Lade-Kapazität der Batterie aus der geschätzten Spannung berechnet wird.
Aus der DE 60 2004 007 417 T2 ist ferner ein Leistungserzeugungssystem für ein Fahrzeug bekannt, das einen Leistungsgenerator, eine Spannungssteuerungsvorrichtung, die eine Ausgangsspannung des Leistungsgenerators steuert; eine Batterie, die durch eine elektrische Leistungsabgabe des Leistungsgenerators aufgeladen wird; und eine externe Steuerungsvorrichtung, die ein Leistungserzeugungsunterdrückungssignal zur Spannungssteuerungsvorrichtung hin abgibt, wenn das Fahrzeug sich in einem vorbestimmten Zustand befindet, wodurch eine Leistungserzeugung durch den Leistungsgenerator unterdrückt wird, bekannt. Die externe Steuerungsvorrichtung erfasst einen Zustand der Batterie und hemmt eine Abgabe des Leistungserzeugungsunterdrückungssignals ungeachtet des vorbestimmten Zustands, wenn die Größe des erfassten Zustands einen vorbestimmten Wert unterschreitet.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Vorrichtung zu schaffen, die einen Zustand einer Batterie erfasst.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung geschaffen, die eine Aufhebung einer Ladungspolarisation der Batterie genau erfasst.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung geschaffen, für die keine redundante elektrische Last notwendig ist, um zu verhindern, einen nicht notwendigen Platz in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Maschinenraum, zu halten.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung geschaffen, die keine zusätzliche elektrische Leistung verbraucht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erfassen einer Aufhebung einer Ladungspolarisation, die in einer Batterie während des Ladens erzeugt wird, geschaffen, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Erfassen eines Entlade- und Ladestroms aus der Batterie; eine Einrichtung zum Erfassen, ob eine negative Beschleunigung des Ladestroms sich während eines Ladens der Batterie von einem negativen Wert auf Null ändert oder nicht, basierend auf einem Resultat eines Erfassens des Entladungsstroms, wobei die Beschleunigung durch ein Differenzieren einer Geschwindigkeit des Ladestroms der Batterie nach der Zeit erhalten wird, und die Änderungsgeschwindigkeit durch ein Differenzieren des Ladestroms der Batterie nach der Zeit erhalten wird; eine Einrichtung zum Berechnen einer integrierten geladenen Kapazität (Qc) der Batterie durch Integrieren des Ladestroms, von einem Zeitpunkt, wenn das Laden der Batterie gestartet wird, bis die negative Beschleunigung des Ladestroms während des Ladens der Batterie sich von einem negativen Wert auf Null ändert; eine Einrichtung zum Steuern eines Wechselstromgenerators, die angebracht ist, um eine elektrische Ausgangsleistung, die durch den Wechselstromgenerator erzeugt wird, zu steuern, derart, dass ein Entladestrom aus der Batterie hinsichtlich der Zeit konstant gehalten wird; und eine Einrichtung zum Bestimmen, dass die Ladungspolarisation der Batterie (5), die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, aufgehoben ist, wenn eine integrierte entladene Kapazität (Qd) der Batterie gleich der integrierten geladenen Kapazität (Qc), die gerade vor einem Start eines Entladens der Batterie geschätzt wird, wird. Da der Wechselstromgenerator, der in dem Fahrzeug angebracht ist, gesteuert wird, um einen konstanten elektrischen Strom zuzuführen, was eine notwendige Bedingung ist, um die Ladungspolarisation der Batterie aufzuheben, ist es nicht notwendig, die Vorrichtung mit einer zusätzlichen elektrischen Last zu versehen. Sie benötigt daher keine redundante elektrische Last oder nimmt keinen nicht notwendigen Platz in einem Fahrzeug ein, insbesondere in einem Maschinenraum. Es ist ferner nicht notwendig, eine zusätzliche elektrische Leistung zu verbrauchen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Vorrichtung ferner Folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Steuern des Wechselstromgenerators, um eine Anschlussspannung der Batterie auf einen Zielwert einzustellen. Dies wird durch Steuern eines Wechselstromgenerators, der in einem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist, realisiert, derart, dass der Zielwert der Anschlussspannung der Batterie basierend auf einem Resultat eines Vergleichs zwischen einem erfassten Entladestrom, der durch die Einrichtung zum Erfassen eines Entladestroms aus der Batterie erfasst wird, und dem Zielwert erhöht oder verringert wird. Bei vielen Fahrzeugen mit Eigenantrieb, die heutzutage weit verbreitet verwendet werden, wird eine elektrische Ausgangsleistung, die durch den Wechselstromgenerator, der in dem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist, erzeugt wird, gesteuert, derart, dass die Anschlussspannung des Wechselstromgenerators mit einem eingegebenen Zielwert übereinstimmt. Lediglich minimale Modifikationen des Wechselstromgenerators und der peripheren Vorrichtungen des Wechselstromgenerators sind daher bei dem Fall, bei dem eine Zielausgangsspannung konstant ist und ein Entladestrom variabel ist, notwendig.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Einrichtung zum Steuern des Wechselstromgenerators ferner Folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Berechnen eines elektrischen Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators, der in dem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist; und eine Einrichtung zum Steuern des elektrischen Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators, der in dem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist, basierend auf einem berechneten Resultat des elektrischen Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators, derart, dass der elektrische Ausgangsstrom mit einem Zielwert eines Entladestroms übereinstimmt. Bei dieser Vorrichtung ist es möglich, den elektrischen Ausgangsstrom der Batterie an den Zielwert des Entladestroms schnell anzupassen.
Es ist ferner bevorzugt, dass die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ferner Folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Erfassen des elektrischen Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators, der in dem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist, wobei die Einrichtung zum Steuern des elektrischen Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators, der in dem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist, den elektrischen Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators basierend auf dem erfassten Resultat des elektrischen Ausgangsstroms, der durch die Einrichtung zum Erfassen des elektrischen Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators erfasst wird, korrigiert. Es ist daher möglich, eine Stabilität eines Betriebs, bei dem der elektrische Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators korrigiert wird, um den Entladestrom aus der Batterie konstant zu halten, zu verbessern.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung geschaffen, bei der sich die Einrichtung zum Erfassen, ob die negative Beschleunigung des Ladestroms sich von einem negativen Wert auf Null ändert oder nicht, die Einrichtung zum Berechnen der integrierten geladenen Kapazität der Batterie, die Einrichtung zum Steuern des Wechselstromgenerators, die Einrichtung zum Bestimmen, ob die Ladungspolarisation der Batterie, die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, aufgehoben ist oder nicht, und die Einrichtung zum Erfassen des Entlade- und Ladestroms aus der Batterie alle nahe Anschlüssen der Batterie befinden. Die Einrichtung zum Erfassen des Entlade- und Ladestroms aus der Batterie ist beispielsweise ein elektrischer Stromsensor, der an den Anschlüssen der Batterie befestigt ist oder in dem Gehäuse der Batterie eingebaut ist. Es ist bevorzugt, dass der elektrische Stromsensor die Einrichtung zum Erfassen, ob die negative Beschleunigung des Ladestroms sich von einem negativen Wert auf Null ändert oder nicht, die Einrichtung zum Berechnen der integrierten geladenen Kapazität der Batterie, die Einrichtung zum Steuern des Wechselstromgenerators und die Einrichtung zum Bestimmen, dass die Ladungspolarisation der Batterie, die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, aufgehoben ist, umfasst. Bei dem Fall, bei dem die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung wie im Vorhergehenden erwähnt in der Nähe der Batterie platziert ist, ist es möglich, zu verhindern, dass sich ein Rauschen, das in anderen Vorrichtungen erzeugt wird, die sich in dem Maschinenraum, wo im Allgemeinen die Batterie angeordnet ist, befinden, dem elektrischen Strom, der durch den elektrischen Stromsensor erfasst wird, überlagert. Eine Genauigkeit eines Erfassens der Aufhebung der Ladungspolarisation der Batterie wird daher aufgrund einer Reduzierung von Fehlern bei einem Erfassen des elektrischen Stroms durch den elektrischen Stromsensor verbessert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Gesamtsystem zum Laden einer Batterie zeigt, wobei das System eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung eines Beispiels gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst;
2 ist ein Blockdiagramm, das die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung zeigt;
3 ist eine grafische Darstellung, die ein Bespiel einer Spannungs-Strom-Charakteristik zeigt;
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsverfahren eines Erfassens einer Aufhebung einer Ladungspolarisation der Batterie darstellt;
5 ist ein Flussdiagramm einer Unterroutine, das eine Betriebsprozedur, die bei dem in 4 gezeigten Schritt 104 ausgeführt wird und bei der ein Entladestrom durch Steuern einer Ausgangsspannung eines Wechselstromgenerators konstant gehalten wird, darstellt;
6 ist ein Flussdiagramm einer Unterroutine, das eine Betriebsprozedur, die bei dem in 4 gezeigten Schritt 104 ausgeführt wird und bei der ein Entladestrom durch Steuern eines elektrischen Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators konstant gehalten wird, darstellt;
7 ist ein Blockdiagramm von sowohl der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung als auch einer Steuereinheit 4 einer Erzeugung einer elektrischen Leistung;
8 ist eine Darstellung, die eine allgemeine Konfiguration eines bekannten Stands der Technik einer Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung zeigt;
9 ist eine grafische Darstellung, die einen Lade- und Entladestrom, der mit einer Zeit variiert, eine Geschwindigkeit des Lade- und Entladestroms, die mit einer Zeit variiert, und eine Beschleunigung des Lade- und Entladestroms, die mit einer Zeit variiert, zeigt und bei der eine Aufhebung der Ladungspolarisation bei einem Punkt, bei dem eine negative Beschleunigung eines Ladestroms ihr Vorzeichen von negativ auf null ändert, zu sehen ist; und
10 ist eine grafische Darstellung, die eine Beziehung zwischen einer Spannung der Batterie und einer Stromdichte zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
Bezug nehmend auf die beigefügten Zeichnungen wird nun eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Aufhebung der Ladungspolarisation einer Batterie, die gemäß der vorliegenden Erfindung ist, erörtert.
1 ist ein Blockdiagramm eines Gesamtsystems zum Laden einer Batterie, das eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst.
Das System zum Laden der in 1 gezeigten Batterie umfasst eine Maschinensteuereinheit (ECU) 1, eine Maschine eines Fahrzeugs mit Eigenantrieb (auf diese wird im Folgenden als „Maschine” Bezug genommen) 2, einen Wechselstromgenerator für eine Verwendung in dem Fahrzeug mit Eigenantrieb (auf diesen wird im Folgenden als „Wechselstromgenerator” Bezug genommen) 3, eine Batterie 5, eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 und einen Schlüsselschalter 7.
Die ECU 1 ist eine äußere Steuereinheit, die eine Drehbedingung einer Drehung der Maschine 2, wie eine Drehzahl der Maschine 2, überwacht und die Drehbedingung der Maschine 2 steuert. Der Wechselstromgenerator 3 wird durch die Maschine 2 über einen Riemen, der eine Drehung der Maschine zu dem Wechselstromgenerator übermittelt, getrieben, erzeugt durch Umwandeln einer Drehenergie, die von der Maschine 2 übermittelt wird, in eine elektrische Energie eine elektrische Leistung und führt die elektrische Leistung der Batterie 5 als eine elektrische Ladeleistung und anderen elektrischen Lasten zu, die in 1 nicht gezeigt sind. In diesem Wechselstromgenerator 3 ist eine Steuereinheit 4 einer Erzeugung einer elektrischen Leistung zum Steuern einer Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 durch Anpassen eines Erregungsstroms des Wechselstromgenerators 3 angebracht. Die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 befindet sich nahe der Batterie 5. Die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 entscheidet ferner, ob die Ladungspolarisation der Batterie 5, die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, aufgehoben ist oder nicht, und steuert den Wechselstromgenerator 3, um die elektrische Leistung, die durch denselben erzeugt wird, anzupassen. Die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 ist beispielsweise an den Anschlüssen der Batterie befestigt oder ist in dem Gehäuse der Batterie eingebaut.
2 ist ein detailliertes Blockdiagramm der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6. Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 gemäß der vorliegenden Erfindung eine Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600, eine Erfassungseinheit 602 einer negativen Beschleunigung eines Ladestroms, eine Berechnungseinheit 604 einer integrierten geladenen Kapazität, eine Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 und eine Polarisationsaufhebungs-Bestimmungseinheit 608. Die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 entspricht einer Einrichtung zum Erfassen eines Entlade- und Ladestroms aus der Batterie. Die Erfassungseinheit 602 einer negativen Beschleunigung des Ladestroms entspricht einer Einrichtung zum Erfassen, ob eine negative Beschleunigung eines Ladestroms ihr Vorzeichen von negativ auf null ändert oder nicht. Die Berechnungseinheit 604 der integrierten geladenen Kapazität entspricht einer Einrichtung zum Berechnen einer integrierten geladenen Kapazität der Batterie. Die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 entspricht einer Einrichtung zum Steuern eines Wechselstromgenerators, der in einem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist. Die Polarisationsaufhebungs-Bestimmungseinheit 608 entspricht einer Einrichtung zum Bestimmen, dass die Ladungspolarisation der Batterie, die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, aufgehoben ist.
Die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 erfasst einen Entlade- und Ladestrom aus der Batterie.
Die Erfassungseinheit 602 einer negativen Beschleunigung des Ladestroms bestimmt, ob eine negative Beschleunigung des Ladestroms während eines Ladens der Batterie ihr Vorzeichen von negativ auf null ändert oder nicht, basierend auf einem Resultat eines Erfassens des Entladungsstroms.
Die Berechnungseinheit 604 der integrierten geladenen Kapazität berechnet eine integrierte geladene Kapazität der Batterie durch Integrieren eines momentanen Ladestroms, bis die negative Beschleunigung des Ladestroms während eines Ladens der Batterie ihr Vorzeichen von negativ auf null ändert.
Die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 steuert einen Wechselstromgenerator 3, der in einem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist, um eine elektrische Ausgangsleistung, die durch den Wechselstromgenerator erzeugt wird, zu steuern, derart, dass ein Entladestrom aus der Batterie hinsichtlich der Zeit konstant gehalten wird.
Die Polarisationsaufhebungs-Bestimmungseinheit 608 bestimmt, ob die Ladungspolarisation der Batterie, die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, aufgehoben ist oder nicht, wenn die integrierte entladene Kapazität gleich der integrierten geladenen Kapazität, die gerade vor einem Start eines Entladens der Batterie geschätzt wird, wird.
Es versteht sich daher von selbst, dass die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 gemäß der vorliegenden Erfindung nicht nur eine Funktion eines herkömmlichen elektrischen Stromsensors, dessen Rolle durch die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 gespielt wird, sondern auch zusätzliche Funktionen hat, die die Erfassungseinheit 602 einer negativen Beschleunigung des Ladestroms, die Berechnungseinheit 604 der integrierten geladenen Kapazität, die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 und die Polarisationsaufhebungs-Bestimmungseinheit 608 umfassen.
Eine einfache Beschreibung des Kriteriums, das bestimmt, ob die Ladungspolarisation aufgehoben ist oder nicht, wird nun basierend auf der JP 2002-184469 A , in der die JP 2003-236157 A aufgenommen ist, angegeben.
Eine allgemeine Charakteristik der Batterie wird zuerst besprochen.
Ein Fahrzeug mit Eigenantrieb umfasst eine elektrische Last, die eine große Menge an Strom in beispielsweise einem Startermotor, einem Motorgenerator und einem laufenden Motor erfordert, wenn das Fahrzeug mit Eigenantrieb durch einen elektrischen Motor angetrieben wird. Ein Beispiel der Spannungs-Strom-Charakteristik einer solchen Batterie ist in 3 gezeigt. 3 ist eine grafische Darstellung, die ein Beispiel der Spannungs-Strom-Charakteristik einer Batterie, die in einem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist, zeigt. 3 unterscheidet sich von 10 in dem Bereich des Stroms, d. h., die Spannungs-Strom-Charakteristik in 3 deckt lediglich einen Teil von der in 10 ab, da auf eine Region eines höheren Stroms, bei der eine starke Nichtlinearität der Spannungs-Strom-Charakteristik beobachtet wird, in der Praxis nicht zugegriffen wird.
Wie in 3 gezeigt ist, kann die Spannungs-Strom-Charakteristik durch eine lineare Beziehung zwischen der Spannung und dem Strom der Batterie angenähert sein. Wie in 10 gezeigt ist, geben jedoch Wirkungen der Ladungspolarisation und der Entladungspolarisation der Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie eine Nichtlinearität.
Der theoretische Hintergrund der Operationen, die durch die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 durchgeführt werden, wird dann im Folgenden erklärt.
9 ist eine grafische Darstellung, die einen Lade- und Entladestrom, der über die Zeit variiert, eine Änderungsgeschwindigkeit des Lade- und Entladestroms über die Zeit und eine Beschleunigung des Lade- und Entladestroms, die über die Zeit variiert, zeigt. Die Änderungsgeschwindigkeit des Lade- und Entladestroms wird durch Differenzieren des Lade- und Entladestroms nach der Zeit erhalten. Die Beschleunigung des Lade- und Entladestroms wird durch weiteres Differenzieren der Geschwindigkeit des Lade- und Entladestroms mit einer Zeit erhalten. Wie in 9 gezeigt ist, erhöht sich der Ladestrom, gerade nachdem der Ladevorgang gestartet wurde. Sowie sich der Ladestrom erhöht, nachdem das Laden gestartet wird, erhöht sich allmählich die Polarisationsspannung. Wenn der Strom seinen maximalen Wert erreicht, hat die Polarisationsspannung einen maximalen Wert, wie in 10 gezeigt ist. Da die chemische Reaktion, die in der Batterie aufgetreten ist, hinsichtlich einer Änderung des Stroms der Batterie verzögert ist, wird jedoch eine Erhöhung der Polarisation tatsächlich nicht gestoppt. Die Erhöhung der Polarisation wird danach mit einer Verringerung des Stroms aufgelöst. Wenn die Polarisation vollständig aufgelöst ist, sollte eine lineare Beziehung zwischen der Spannung und dem Strom zu beobachten sein. Es ist daher erkennbar, dass die Polarisation gesättigt ist, wenn eine Beschleunigung des Ladestroms 0 wird. Die integrierte geladene Kapazität Qc wird durch Integrieren der geladenen Kapazität von einem Zeitpunkt, wenn das Laden gestartet wird, zu einem weiteren Zeitpunkt, wenn die Beschleunigung des Ladestroms 0 wird, berechnet. Diese integrierte geladene Kapazität Qc ist von der Polarisation der Batterie begleitet. Um die Polarisation der Batterie aufzuheben, sollte die gleiche Menge an integrierter geladener Kapazität Qc entladen werden. Die Polarisationsaufhebungs-Bestimmungseinheit 608 bestimmt daher, dass die Polarisation vollständig aufgehoben ist, wenn die integrierte entladene Kapazität Qd gleich der geladenen Kapazität Qc wird.
Wie im Vorhergehenden erörtert ist, besteht die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung aus mehreren Einheiten. Bezug nehmend auf 4–7 wird ein Betrieb der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 beschrieben.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Betriebsverfahren eines Erfassens einer Aufhebung einer Ladungspolarisation der Batterie darstellt.
Bei Schritt 100 erfasst die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 den Entlade- oder Ladestrom der Batterie 5.
Bei Schritt 101 bestimmt dann die Berechnungseinheit 604 der integrierten geladenen Kapazität basierend auf einem Resultat eines Erfassen des Entlade- oder Ladestroms bei Schritt 100, ob die Batterie 5 in einem Ladezustand ist oder nicht. Wenn die Batterie 5 nicht in dem Ladezustand ist, ist ein Resultat der Bestimmung bei Schritt 101 „NEIN”, und das Verarbeiten kehrt zu Schritt 100 zurück, bei dem die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 den Entlade- oder Ladestrom der Batterie 5 wiederholt erfasst. Wenn die Batterie 5 in dem Ladezustand ist, ist ein Resultat der Bestimmung bei Schritt 101 „JA”. Bei diesem Fall schreitet das Verarbeiten zu Schritt 102 fort, und bei Schritt 102 integriert die Berechnungseinheit 604 der integrierten geladenen Kapazität einen momentanen Ladestrom, der durch die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 erfasst wird, um die integrierte geladene Kapazität der Batterie 5 zu erhalten.
Bei Schritt 103 bestimmt ferner die Erfassungseinheit 602 einer negativen Beschleunigung des Ladestroms, ob die negative Beschleunigung des Ladestroms während eines Ladens der Batterie 5 ihr Vorzeichen von negativ auf null ändert oder nicht. Wenn das Vorzeichen der negativen Beschleunigung des Ladestroms nicht geändert ist, ist ein Resultat der Bestimmung bei Schritt 103 „NEIN”, und das Verarbeiten kehrt dann zu Schritt 102 zurück, bei dem eine Berechnung der integrierten geladenen Kapazität der Batterie 5 und das folgende Verarbeiten wiederholt durchgeführt werden. Wenn das Vorzeichen der negativen Beschleunigung des Ladestroms geändert ist, ist ein Resultat der Bestimmung bei Schritt 103 „JA”. Bei diesem Fall sendet die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 ein Steuersignal zu der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung, die in dem Wechselstromgenerator 3 eingebaut ist, so dass eine elektrische Ausgangsleistung von dem Wechselstromgenerator 3 bei Schritt 104 angepasst wird, um den Entladungsstrom aus der Batterie 5 konstant aufrechtzuerhalten. Auf diese Steuerung des Entladungsstroms durch die Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung ist im Folgenden als „Konstanter-Entladungsstrom-Steuerung” Bezug genommen.
Bei Schritt 105 bestimmt ferner die Polarisationsaufhebungs-Bestimmungseinheit 608, ob die integrierte entladene Kapazität der Batterie 5 gleich der integrierten geladenen Kapazität, die gerade vor einem Start eines Entladens der Batterie 5 geschätzt wird, wird oder nicht, und entscheidet basierend auf dem Resultat der gerade erwähnten Bestimmung, ob die Ladungspolarisation der Batterie 5 aufgehoben ist oder nicht. Wenn die integrierte entladene Kapazität der Batterie 5 die integrierte geladene Kapazität nicht erreicht, wird bestimmt, dass die Ladungspolarisation der Batterie 5 noch nicht aufgehoben wurde. Bei diesem Fall ist ein Resultat der Bestimmung bei Schritt 105 „NEIN”, und das Verarbeiten kehrt zu Schritt 104 zurück, bei dem die Konstanter-Entladungsstrom-Steuerung fortgesetzt durchgeführt wird. Wenn die integrierte entladene Kapazität der Batterie 5 gleich der integrierten geladenen Kapazität wird, wird bestimmt, dass die Ladungspolarisation der Batterie 5 aufgehoben ist. Bei diesem Fall ist ein Resultat der Bestimmung bei Schritt 105 „JA”, und die aufeinander folgenden Schritte des Erfassen der Polarisationsaufhebung der Batterie 5 sind beendet.
5 ist ein Flussdiagramm einer Unterroutine, das eine Betriebsprozedur, die bei dem in 4 gezeigten Schritt 104 ausgeführt wird und bei der ein Entladestrom durch Steuern einer Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 konstant gehalten wird, darstellt.
Bei Schritt 200 bestimmt die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606, ob der Entladestrom, der durch die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 erfasst wird, größer als ein Zielwert des Entladestroms ist oder nicht (d. h., der Entladestrom > ein Zielwert des Entladestroms).
Wenn der tatsächliche Entladestrom, der durch die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 erfasst wird, größer als der Zielwert des Entladestroms ist, ist ein Resultat der Bestimmung bei Schritt 200 „JA”. Bei diesem Fall schreitet das Verarbeiten zu Schritt 201 fort, bei dem die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 den Zielwert des Entladestroms um ein Einheitsmaß einer Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 erhöht. Das Einheitsmaß der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 ist vorbestimmt und wird verwendet, um den Zielwert der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3, der durch die Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung gesteuert wird, zu erhöhen oder zu verringern. Wenn der Zielwert der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 erhöht wird, wird die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 erhöht. Ein Inkrement der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 führt dazu, den Entladestrom der Batterie 5 zu reduzieren und folglich den Entladestrom der Batterie 5 an den Zielwert des Entladestroms anzupassen.
Im Gegensatz dazu ist, wenn der tatsächliche Entladestrom, der durch die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 erfasst wird, nicht größer als der Zielwert des Entladestroms ist, ein Resultat der Bestimmung bei Schritt 200 „NEIN”. Bei diesem Fall schreitet das Verarbeiten zu Schritt 202 fort, bei dem die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 den Zielwert des Entladestroms um ein Einheitsmaß einer Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 verringert. Wenn der Zielwert der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 verringert wird, wird die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 ebenfalls verringert. Ein Dekrement der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 führt dazu, die Entladung der Batterie 5 anzuheben und folglich die Entladung der Batterie 5 an den Zielwert des Entladestroms anzupassen.
Es ist bevorzugt, dass im Gegensatz zu der im Vorhergehenden erwähnten Steuerung, unter der der Zielwert der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 basierend auf einem Vergleichsresultat, ob der tatsächliche Entladestrom, der durch die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 erfasst wird, nicht größer als der Zielwert des Entladestroms ist oder nicht, um ein Einheitsmaß einer Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 erhöht oder verringert wird, der Zielwert der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 unter einer sogenannten Proportional-Integral-Differenzial(engl.: proportional-integral-derivative; PID)Steuerung eingestellt wird.
7 ist ein Flussdiagramm einer Unterroutine, das eine Betriebsprozedur, die bei dem in 4 gezeigten Schritt 104 ausgeführt wird und bei der ein Entladestrom durch Steuern eines elektrischen Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 konstant gehalten wird, darstellt.
Bei Schritt 210 berechnet die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 einen Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators 3 basierend auf notwendigen Informationen, wie einem Erregungsstrom des Wechselstromgenerators 3, der durch die Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung erhalten wird.
Bei Schritt 211 berechnet dann die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 einen Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3. Der Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 wird durch Addieren einer Differenz zwischen einem tatsächlichen Entladestrom der Batterie 5, der durch die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 erfasst wird, und dem Zielwert zu dem berechneten Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 gemäß der folgenden Gleichung erhalten: (der Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3) = (der berechnete Zielwert des Ausgangsstroms) + (der Zielwert des Ausgangsstroms – der tatsächliche Entladestrom der Batterie 5).
Bei Schritt 212 wird, um den berechneten Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 zu realisieren, der Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 oder seine Alternative, die indirekt dazu führen, den berechneten Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 zu realisieren, zu der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung gesendet. Die Alternative zu dem berechneten Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 ist durch einen Zielwert eines Erregungsstroms des Wechselstromgenerators 3, der in dem Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 resultiert, veranschaulicht.
Als ein Resultat dessen steuert die Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung den Wechselstromgenerator 3, um den Zielwert des Ausgangsstroms auszugeben.
Bezug nehmend auf 7 wird eine konkrete Komponente, die die in 5 und 6 gezeigte Konstanter-Entladungsstrom-Steuerung durchführt, beschrieben.
7 ist ein Blockdiagramm von sowohl der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 als auch der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung.
Wie in 7 gezeigt ist, umfasst die Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung einen Leistungstransistor 10, eine Freilaufdiode 12, eine Drehzahl-Erfassungsschaltung 14, eine Ausgangsspannungs-Erfassungsschaltung 16, eine Erregungsstrom-Erfassungsschaltung 18, eine erste Wechselstromgeneratorbedingungs-Speicherschaltung 20, eine erste Kommunikationssteuerung 22, einen ersten Treiber 24, eine erste Wechselstromgenerator-Steuersignal-Speicherschaltung 26, eine Erregungsstrom-Steuerschaltung 28 und einen zweiten Treiber 30.
Der Leistungstransistor 10 ist mit Erregungswicklungen 3A des Wechselstromgenerators 3 in Reihe geschaltet. Wenn der Leistungstransistor 10 eingeschaltet wird, empfangen die Erregungswicklungen 3A einen Erregungsstrom desselben.
Die Freilaufdiode 12 ist mit den Erregungswicklungen 3A des Wechselstromgenerators 3 in Reihe geschaltet. Wenn der Leistungstransistor 10 abgeschaltet wird, fließt der Erregungsstrom, der durch die Erregungswicklungen 3A fließt, zurück.
Die Drehzahl-Erfassungsschaltung 14 erfasst die Drehzahl des Wechselstromgenerators 3. Die Drehzahl-Erfassungsschaltung 14 erfasst beispielsweise die Drehzahl des Wechselstromgenerators 3 durch Überwachen einer Phasenfrequenz, die in Phasenwicklungen von Starterwicklungen des Wechselstromgenerators 3 erschienen ist.
Die Ausgangsspannungs-Erfassungsschaltung 16 erfasst eine Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3.
Die Erregungsstrom-Erfassungsschaltung 18 erfasst einen Erregungsstrom, der durch die Erregungswicklungen 3A des Wechselstromgenerators 3 fließt. Die Erregungsstrom-Erfassungsschaltung 18 erhält beispielsweise Betriebsbedingungen des Leistungstransistors 10. Eine der Betriebsbedingungen ist entweder in einem eingeschalteten Zustand oder einem abgeschalteten Zustand. Sowohl diese Betriebsbedingung des Leistungstransistors 10 als auch die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 beeinflussen ein Resultat einer Berechnung des Erregungsstroms des Wechselstromgenerators 3. Es ist ferner möglich, den Erregungsstrom des Wechselstromgenerators 3 durch Einfügen eines Nebenschlusswiderstands seriell zu dem Leistungstransistor 10 und Messen einer Spannung über den Nebenschlusswiderstand zu erfassen, um den Erregungsstrom des Wechselstromgenerators 3 zu erhalten.
Die erste Wechselstromgeneratorbedingungs-Speicherschaltung 20 speichert ein Wechselstromgenerator-Bedingungssignal, das Informationen über die Drehzahl des Wechselstromgenerators 3, die durch die Drehzahl-Erfassungsschaltung 14 erfasst wird, die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3, die durch die Ausgangsspannungs-Erfassungsschaltung 16 erfasst wird, und den Erregungsstrom des Wechselstromgenerators 3, der durch die Erregungsstrom-Erfassungsschaltung 18 erfasst wird, enthält.
Die Kommunikationssteuerung 22 wandelt das Wechselstromgenerator-Bedingungssignal in digitale Daten in einem vorbestimmten Format für digitale Kommunikationen um und führt ein digitales Modulationsverarbeiten durch, bei dem die digitalen Daten für Übertragungen moduliert werden. Das modulierte digitale Signal (das digitale Modulationssignal) wird über den ersten Treiber 24 und eine Kommunikationsleitung zu der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 gesendet.
Der im Vorhergehenden erwähnte erste Treiber 24 hat ferner eine Funktion eines Empfängers, der ein digitales Modulationssignal, das durch die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 über die Kommunikationsleitung gesendet wird, empfängt.
Die erste Kommunikationssteuerung 22 hat ferner eine Funktion eines Demodulators, der das digitale Modulationssignal, das durch den ersten Treiber 24 empfangen wird, in das Wechselstromgenerator-Bedingungssignal umwandelt. Das Wechselstromgenerator-Bedingungssignal wird vorübergehend in der ersten Wechselstromgenerator-Steuersignal-Speicherschaltung 26 gespeichert.
Die Erregungsstrom-Steuerschaltung 28 steuert den Wechselstromgenerator 3 durch Senden eines Steuersignals zu dem zweiten Treiber 30 derart, dass die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 mit dem Zielwert der Ausgangsspannung koinzidiert oder der Erregungsstrom mit einem vorbestimmten Zielwert des Erregungsstroms koinzidiert.
Der zweite Treiber 30 treibt den Leistungstransistor 10 gemäß dem Steuersignal, das durch die Erregungsstrom-Steuerschaltung 28 gesendet wird.
Wie in 7 gezeigt ist, umfasst die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 einen Nebenschlusswiderstand 50, Verstärker 52 und 60, Analog-Digital-(A/D)Wandler 54 und 62, Widerstände 56 und 58, einen Mikrocomputer 64, einen dritten Treiber 70, eine zweite Kommunikationssteuerung 72, eine zweite Wechselstromgeneratorbedingungs-Speicherschaltung 74, eine zweite Wechselstromgenerator-Steuersignal-Speicherschaltung 76 und eine Leistungszufuhrschaltung 77.
Die Leistungszufuhrschaltung 77 startet ihren Betrieb, wenn der Schlüsselschalter 7 in einen eingeschalteten Zustand gedreht wird, und führt allen Schaltungen eine elektrische Leistung zu, um den eigenen Betrieb jeder Schaltung durchzuführen.
Der Nebenschlusswiderstand 50 wird verwendet, um den Lade- und Entladestrom der Batterie 5 zu erfassen. Der Nebenschlusswiderstand 50 hat zwei Anschlüsse, und ein Anschluss des Nebenschlusswiderstands 50 ist mit einem Anodenanschluss der Batterie 50 verbunden, und ein anderer Anschluss ist mit einer Masse verbunden.
Der Verstärker 52 ist beispielsweise ein Differenzverstärker, der eine Anschlussspannung über den Nebenschlusswiderstand 50 verstärkt. Diese durch den Verstärker 60 verstärkte Spannung wird durch den A/D-Wandler 54 in digitale Daten umgewandelt. Die digitalen Daten werden in den Mikrocomputer 64 eingegeben. Der Nebenschlusswiderstand 50, der Verstärker 52 und der A/D-Wandler 54 bilden die in 2 gezeigte Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600.
Die Widerstände 56 und 58 bilden eine Potenzialteilungsschaltung, die verwendet wird, um die Anschlussspannung über die Batterie 5 (auf die im Folgenden manchmal als eine „Batteriespannung” Bezug genommen ist) zu erfassen. Die Potenzialteilungsschaltung hat zwei Anschlüsse, und einer der Anschlüsse ist mit einem Kathodenanschluss der Batterie 5 verbunden, und ein anderer ist mit der Masse verbunden.
Der Verstärker 60 ist beispielsweise ein Operationsverstärker (engl.: operational amplifier; OP amp.) und spielt eine Rolle eines Puffers, der sich mit einem Ausgangsanschluss der Potenzialteilungsschaltung, die aus den Widerständen 56 und 58 besteht, verbindet. Eine Ausgangsspannung des Verstärkers 60 wird durch den A/D-Wandler 62 in digitale Daten umgewandelt. Die digitalen Daten werden in den Mikrocomputer 64 eingegeben. Die Ausgangsspannung des Verstärkers 60 ist gleich einem Teilungspotenzial bei einem Verbindungspunkt zwischen den Widerstanden 56 und 58 in der in 8 gezeigten Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6.
Der dritte Treiber 70 und die zweite Kommunikationssteuerung 72 werden verwendet, um elektrische Signale über die Kommunikationsleitung zu der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung zu übertragen und um elektrische Signale von der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung zu empfangen. D. h., der dritte Treiber 70 und die zweite Kommunikationssteuerung 72 spielen grundsätzlich die gleiche Rolle wie jeweils der erste Treiber 24 und die erste Kommunikationssteuerung 22.
Wenn das digitale Modulationssignal (das Wechselstromgenerator-Bedingungssignal), das durch die Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung gesendet wird, durch den dritten Treiber 70 über die Kommunikationsleitung empfangen wird, demoduliert die zweite Kommunikationssteuerung 72 das digitale Modulationssignal und gibt ein Wechselstromgenerator-Bedingungssignal aus. Das Wechselstromgenerator-Bedingungssignal, das durch die zweite Kommunikationssteuerung 72 erzeugt wird, ist vorübergehend in der zweiten Wechselstromgeneratorbedingungs-Speicherschaltung 74 gespeichert. Wenn das Wechselstromgenerator-Steuersignal, das durch den Mikrocomputer 64 gesendet wird, in die zweite Wechselstromgenerator-Steuersignal-Speicherschaltung 76 eingegeben wird, wandelt die zweite Kommunikationssteuerung 72 das Wechselstromgenerator-Steuersignal in digitale Daten in einem vorbestimmten Format um und moduliert die digitalen Daten und führt ein digitales Modulationsverarbeiten durch, bei dem die digitalen Daten für Übertragungen moduliert werden. Das modulierte digitale Signal (das digitale Modulationssignal) wird von dem dritten Treiber 70 über den ersten Treiber 24 und eine Kommunikationsleitung zu der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 gesendet.
Der Mikrocomputer 64 fungiert als die Erfassungseinheit 602 einer negativen Beschleunigung des Ladestroms, die Berechnungseinheit 604 der integrierten geladenen Kapazität, die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 und die Polarisationsaufhebungs-Bestimmungseinheit 608, wie in 2 gezeigt ist.
Wenn die Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung und die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 verwendet werden, um den Wechselstromgenerator 3 zu steuern, um den Entladestrom aus der Batterie 5 durch Anpassen der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 konstant zu halten, wird das in 5 gezeigte Betriebsverfahren beschrieben.
Wenn der Entladestrom der Batterie 5 durch den Nebenschlusswiderstand 50, den Verstärker 52 und den A/D-Wandler 54 erfasst wird, vergleicht der Mikrocomputer 64 den erfassten Ladestrom und einen Zielwert des Entladestroms als Schritt 200 in 6. Der Mikrocomputer 64 sendet das Wechselstromgenerator-Steuersignal hin zu der zweiten Wechselstromgenerator-Steuersignal-Speicherschaltung 76, wobei das Wechselstromgenerator-Steuersignal Informationen, die dem Wechselstromgenerator 3 befehlen, die Zielausgangsspannung basierend auf einem Resultat des Vergleichs um ein Einheitsmaß der Ausgangsspannung zu erhöhen oder zu verringern, enthält. Dieses Wechselstromgenerator-Steuersignal wird durch die zweite Kommunikationssteuerung 72 moduliert und wird aus dem dritten Treiber 70 zu der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung ausgegeben. Die Erregungsstrom-Steuerschaltung 28 in der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung stellt einen neuen Zielwert der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 ein, der aus einem Inkrement oder Dekrement der Ausgangsspannung um ein Einheitsmaß relativ zu dem alten Zielwert gemäß den Informationen, die in dem Wechselstromgenerator-Steuersignal enthalten sind, erhalten wird. Die Erregungsstrom-Steuerschaltung 28 gibt ferner ein Treibsignal zu dem Treiber 30 aus, um die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 an den neuen Zielwert der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 anzupassen. Im Gegensatz zu dem Fall, bei dem die Erregungsstrom-Steuerschaltung 28 einen neuen Zielwert der Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 gemäß den Informationen, die in dem Wechselstromgenerator-Steuersignal enthalten sind, einstellt, ist es anwendbar, dass eine spezifische Schaltung zum Einstellen des neuen Zielwerts der Ausgangsspannung zwischen der ersten Wechselstromgenerator-Steuersignal-Speicherschaltung 26 und der Erregungsstrom-Steuerschaltung 28 vorgesehen ist. Es ist ferner anwendbar, dass der Mikrocomputer 64 den neuen Zielwert der Ausgangsspannung, der im Verhältnis zu dem alten Zielwert um ein Einheitsmaß der Ausgangsspannung erhöht oder verringert ist, einstellt, und die Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6, die den Mikrocomputer 64 umfasst, sendet das Wechselstromgenerator-Steuersignal zu der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung, während das Wechselstromgenerator-Steuersignal Informationen über den neuen Zielwert der Ausgangsspannung, der durch den Mikrocomputer 64 eingestellt wird, enthält.
Die Betriebsprozedur, bei der ein Entladestrom durch Steuern eines elektrischen Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 wie in 6 gezeigt konstant gehalten wird, wird ferner durchgeführt, wie im Folgenden zu sehen ist.
Die Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung gibt das Wechselstromgenerator-Bedingungssignal zu dem Mikrocomputer 64 aus. Das Wechselstromgenerator-Bedingungssignal umfasst Informationen über die Drehzahl des Wechselstromgenerators 3, die Ausgangsspannung und den Erregungsstrom, die jeweils durch die Drehzahl-Erfassungsschaltung 14, die Ausgangsspannungs-Erfassungsschaltung 16 und die Erregungsstrom-Erfassungsschaltung 18 erfasst werden. Der Mikrocomputer 64 berechnet basierend auf den Informationen, die in dem Wechselstromgenerator-Bedingungssignal enthalten sind, wie bei Schritt 210 in 6, den Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators 3. Der Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators 3 steht in einer Wechselbeziehung mit der Drehzahl und dem Erregungsstrom des Wechselstromgenerators 3. Es ist daher möglich, den Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators 3 basierend auf den Informationen, die in dem Wechselstromgenerator-Bedingungssignal enthalten sind, beispielsweise der Drehzahl und dem Erregungsstrom des Wechselstromgenerators 3, zu berechnen. Detaillierter beschrieben ist eine vorbestimmte Beziehung zwischen Parametern, wie der Drehzahl und dem Erregungsstrom des Wechselstromgenerators 3, in einem Speicher, der in 7 nicht gezeigt ist, gespeichert und wird verwendet, um die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3, die irgendeinem Parameterwert entspricht, zu erhalten. Die Ausgangsspannung des Wechselstromgenerators 3 wird ferner durch eine Umgebungstemperatur oder dergleichen beeinflusst. Es ist daher bevorzugt, dass diese zusätzliche Parameter, wie die Umgebungstemperatur, erfasst werden und in einer Beziehung zwischen den Parametern und dem Erregungsstrom des Wechselstromgenerators 3 in Betracht gezogen werden. Es ist daher möglich, eine Genauigkeit einer Berechnung des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 zu verbessern.
Der Mikrocomputer 64 berechnet als Nächstes einen Zielwert des Ausgangsstroms, wie bei Schritt 211 in 6. Der Mikrocomputer 64 sendet ferner das Wechselstromgenerator-Steuersignal zu der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung, wobei das Wechselstromgenerator-Steuersignal Informationen umfasst, die nützlich sind, um den Erregungsstrom anzupassen, derart, dass ein tatsächlicher Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators 3 mit dem Zielwert des Ausgangsstroms, der durch den Mikrocomputer 64 berechnet wird, übereinstimmt, wie bei Schritt 212 in 6. Um den Erregungsstrom anzupassen, ist es notwendig, einen Zielwert des Erregungsstroms zu berechnen. Diese Berechnung kann jedoch auf die gleiche Art und Weise durchgeführt werden, auf die die Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 einen Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators 3, wie bei Schritt 210 in 6, berechnet. Wenn die Beziehung zwischen Parametern, die den Wechselstromgenerator 3 und den Erregungsstrom und den Ausgangsstrom umfassen, verwendet wird, wird beispielsweise zuerst der Erregungsstrom, der sowohl der Drehzahl als auch dem Zielwert des Ausgangsstroms entspricht, erhalten. Dieser Erregungsstrom wird als der Zielwert des Erregungsstroms bei einem Anpassen des Erregungsstroms betrachtet. Die Erregungsstrom-Steuerschaltung 28 der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung erzeugt ansprechend auf das Wechselstromgenerator-Steuersignal, das von der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 gesendet wird, um den Leistungstransistor 10 zu treiben, ein Treibsignal, das Informationen über den Zielwert des Erregungsstroms enthält. Das Treibsignal ist entworfen, um den Erregungsstrom des Wechselstromgenerators 3 an den Zielwert des Erregungsstroms anzupassen. Im Gegensatz zu dem im Vorhergehenden erwähnten Ausführungsbeispiel, bei dem der Zielwert des Erregungsstroms basierend auf dem Zielwert des Ausgangsstroms erhalten wird, ist es anwendbar, dass der Zielwert des Erregungsstroms durch die Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung erhalten wird. D. h., eine transformierende Schaltung, die den Zielwert des Erregungsstroms basierend auf dem Zielwert des Ausgangsstroms erhält, ist zwischen der ersten Wechselstromgenerator-Steuersignal-Speicherschaltung 26 und der Erregungsstrom-Steuerschaltung 28 vorgesehen.
8 ist eine Darstellung, die eine allgemeine Konfiguration eines bekannten Stands der Technik einer in der JP 2002-184469 A offenbarten Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung zeigt. Die in der JP 2002-184469 A offenbarte Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung ist geeignet, um in einem Hybridfahrzeug mit einem Motorgenerator J5 zusätzlich zu einer Maschine J3 angebracht zu sein.
Wie in 8 gezeigt ist, bewegt sich das Hybridfahrzeug normalerweise durch Übermitteln einer Ausgabe der Maschine J3 über eine Welle J7 und ein Differenzialgetriebe J9 zu Rädern J11. Bei einem Zustand einer hohen Last des Fahrzeugs wird der Motorgenerator J5 durch eine elektrische Leistung, die von einer Batterie J13 zugeführt wird, aktiviert, um als ein Motor zu wirken.
Der bekannte Stand der Technik der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung hat einen Stromsensor J15 und einen Spannungssensor J17. Der Stromsensor wird zum Detektieren eines Entladestroms, der von der Batterie J13 zu einer Elektroausrüstung, die den Motorgenerator J5 umfasst, zugeführt wird, und eines Ladestroms, der von dem Motorgenerator J5 zu der Batterie J13 zugeführt wird, verwendet. Die in 8 gezeigte Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung umfasst ferner einen Mikrocomputer J23 und einen nichtflüchtigen Speicher (engl.: non-volatile memory; NVM) J25. Der Mikrocomputer J23 empfängt Ausgangssignale des Stromsensors J15 und des Spannungssensors J17 über eine Schnittstellenschaltung (engl.: interface circuit; I/F) J21 nach einer Analog-Digital-(A/D)Wandlung der Ausgangssignale. Der Mikrocomputer J23 hat eine Zentralverarbeitungseinheit (engl.: central processing unit; CPU) J23a, einen Zufallslesespeicher (engl.: random read memory; RAM) J23b und einen Nur-Lese-Speicher (engl.: read only memory; ROM) J23c. Es ist wichtig, dass die in 8 gezeigte Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung ferner einen Pseudowiderstand J19 und einen Schalter J19a hat. Der Pseudowiderstand J19 wird erregt, wenn eine Ladungspolarisation der Batterie J13 aufgehoben wird.
(Notwendigkeit der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung)
In den letzten Jahren wurde eine Sekundärbatterie (auf die ferner als einfach eine „Batterie” Bezug genommen ist), die in einem Fahrzeug mit Eigenantrieb angebracht ist, nicht nur als eine elektrische Quelle zum Starten einer Verbrennungsmaschine, die elektrische Fahrzeugausrüstungen betreibt, etc., sondern auch als eine elektrische Quelle zum Treiben eines elektromotorischen Motors, der als eine Antriebsquelle von elektrischen oder Hybridfahrzeugen dient, verwendet. Es ist wichtig, einen Ladungszustand (der im Folgenden mit „SOC” abgekürzt ist) der Batterie zu kennen.
Es wurde betrachtet, dass es eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen dem SOC und einer Leerlaufspannung der Batterie gibt. Es ist daher möglich, den SOC der Batterie aus der Leerlaufspannung zu berechnen. Eine Leerlaufspannung ist jedoch als eine Spannung, die erhalten wird, wenn ein Lade- und Entladestrom der Batterie 0 Ampere ist, d. h. eine Spannung zwischen offenen Anschlüssen, definiert, wenn eine Polarisationswirkung innerhalb der Batterie vernachlässigt wird. Die Leerlaufspannung deckt sich daher aufgrund der Polarisationswirkung innerhalb der Batterie nicht notwendigerweise mit der Spannung der Batterie, wenn die Spannung der Batterie durch einen Spannungssensor erfasst wird. Die Batteriespannung, die durch den Spannungssensor erfasst wird, ist allgemein eine Summe der Leerlaufspannung, eines Spannungsabfalls aufgrund eines inneren Widerstands der Batterie (dieser hat üblicherweise einen negativen Wert) und einer Polarisationsspannung, die durch die Polarisationswirkung erzeugt wird (diese ist fähig, sowohl einen positiven als auch einen negativen Wert zu haben), wie in 10 gezeigt ist.
Der Spannungsabfall hängt von dem Lade- und Entladestrom ab und ist 0 Volt, wenn die Anschlüsse offen sind.
Die Polarisationsspannung hängt von Faktoren ab, wie Lade- oder Entladebedingungen, einer Menge eines Stroms und Temperaturen. Wenn die Anschlüsse der Batterie offen gelassen sind, verringert sich die Polarisationsspannung über eine Zeit, bis die Polarisationsspannung schließlich 0 Volt wird, nachdem ein hinreichender Zeitraum vergangen ist.
Während eines Ladens der Batterie erhöht sich die Polarisationsspannung in die positive Richtung. Wenn die Polarisationsspannung positiv wird, wird im Folgenden auf eine Polarisation, die während eines Ladens der Batterie erzeugt wird, ferner als „Ladungspolarisation” Bezug genommen. Im Gegensatz dazu erhöht sich während eines Entladens der Batterie die Polarisationsspannung in die negative Richtung. Wenn die Polarisationsspannung negativ wird, wird auf eine Polarisation, die während eines Entladen der Batterie erzeugt wird, ferner als „Entladungspolarisation” Bezug genommen.
Wie im Vorhergehenden beschrieben ist, ist es, um den SOC der Batterie zu erhalten, notwendig, die Leerlaufspannung zu erhalten, und um die Leerlaufspannung zu erhalten, ist es notwendig, die Polarisationsspannung genau zu schätzen. Es ist insbesondere üblich, dass eine Batterie, die in einem elektrischen Fahrzeug angebracht ist, während eines Fortbewegens viele Male entladen und geladen wird. Wenn die Batterie durch beispielsweise einen regenerativen Bremsbetrieb schnell geladen wird, tritt die Ladungspolarisation auf. Es ist daher schwierig, den SOC der Batterie lediglich basierend auf ihrem inneren Widerstand zu bestimmen, wenn der innere Widerstand der Batterie erhalten wird. Es ist daher erforderlich, die Ladungspolarisation zum korrekten Bestimmen des SOC der Batterie zu überwachen. Wenn es schwer ist, den Wert der Polarisationsspannung zu schätzen, ist es wichtig, zu wissen, ob die Ladungspolarisation aufgehoben ist oder nicht.
(Betriebsabläufe und hauptsächliche Vorteile des Ausführungsbeispiels)
Wie im Vorhergehenden erwähnt ist, wird bei der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung der Entladestrom durch Steuern des Wechselstromgenerators 3, um eine Menge an elektrischer Leistung, die durch denselben erzeugt wird, anzupassen, konstant gehalten, was eine notwendige Bedingung zum Aufheben der Ladungspolarisation der Batterie 5 ist.
Es ist daher gemäß der vorliegenden Erfindung eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung, für die keine redundante elektrische Last notwendig ist, um zu verhindern, einen nicht notwendigen Platz in einem Fahrzeug, insbesondere in einem Maschinenraum, zu halten, geschaffen, die keine zusätzliche elektrische Leistung verbraucht und die eine Aufhebung einer Ladungspolarisation der Batterie genau erfasst.
Es ist ferner gemäß der vorliegenden Erfindung eine Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung geschaffen, bei der lange elektrische Anschlussleitungen zwischen Sensoren, wie einem Stromsensor, der elektrische Ströme detektiert, und einem Spannungssensor, der ein elektrisches Potenzial detektiert, und der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung nicht notwendig sind. Es ist daher möglich, eine Aufhebung einer Ladungspolarisation der Batterie genau zu erfassen, da ein Rauschen, das in dem Maschinenraum erzeugt wird, auf elektrischen Signalen, die in den elektrischen Anschlussleitungen fließen, nicht ohne weiteres überlagert wird.
Während die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit dem bevorzugten Ausführungsbeispiel offenbart wurde, um ein besseres Verständnis derselben zu erleichtern, ist zu erkennen, dass die Erfindung auf verschiedene Weisen ausgeführt sein kann, ohne von dem Prinzip der Erfindung abzuweichen. Bei der in 6 gezeigten Betriebsprozedur wird beispielsweise der Entladestrom unter einer Steuerung konstant gehalten, bei der der Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 durch Addieren einer Differenz zwischen einem tatsächlichen Entladestrom der Batterie 5, der durch die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 erfasst wird, und dem Zielwert zu dem berechneten Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 erhalten wird. Der berechnete Zielwert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3 zieht jedoch die Wirkung der Umgebungstemperatur auf den Ausgangsstrom nicht in Betracht. Es wird daher bevorzugt, dass die Wirkung der Umgebungstemperatur auf den Ausgangsstrom durch Vergleichen des Zielwerts des Ausgangsstroms und des tatsächlichen Werts des Ausgangsstroms, der durch die Entlade- und Ladestrom-Erfassungseinheit 600 erfasst wird, entfernt wird. Ein Ausgangsstromsensor ist beispielsweise nahe eines Ausgangsanschlusses des Wechselstromgenerators 3 vorgesehen. Der Ausgangsstromsensor bildet eine Einrichtung zum Erfassen eines Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators 3. Der erfasste Wert des Ausgangsstroms wird von der Steuereinheit 4 der Erzeugung der elektrischen Leistung zu der Batteriezustands-Erfassungsvorrichtung 6 gesendet. Wenn die in 6 gezeigte Konfiguration übernommen ist, kann der erfasste Wert des Ausgangsstroms in dem Batteriezustandssignal eingeschlossen sein. Bei der Wechselstromgenerator-Steuereinheit 606 wird eine Differenz zwischen dem berechneten Wert des Ausgangsstroms und dem erfassten Wert des Ausgangsstroms erhalten. Eine Berechnung des Zielwerts des Ausgangsstroms wird dann wie bei Schritt 211 in 6 durchgeführt, wobei die Differenz in Betracht gezogen wird. Wenn der berechnete Wert des Ausgangsstroms größer als der erfasste ist, sollte beispielsweise die Differenz von dem berechneten Wert des Ausgangsstroms, der erhalten wird, wobei die Wirkung der Umgebungstemperatur auf den Ausgangsstrom vernachlässigt wird, subtrahiert werden. Im Gegensatz dazu sollte, wenn der berechnete Wert des Ausgangsstroms nicht größer als der erfasste ist, die Differenz zu dem berechneten Wert des Ausgangsstroms, der erhalten wird, wobei die Wirkung der Umgebungstemperatur auf den Ausgangsstrom vernachlässigt wird, addiert werden.

Claims

Vorrichtung (6) zum Erfassen einer Aufhebung einer Ladungspolarisation, die in einer Batterie (5) während des Ladens erzeugt wird, wobei die Vorrichtung Folgendes aufweist: eine Einrichtung (600) zum Erfassen (100) eines Entlade- und Ladestroms aus der Batterie (5); eine Einrichtung (602) zum Erfassen (103), ob eine negative Beschleunigung des Ladestroms sich während eines Ladens der Batterie (5) von einem negativen Wert auf Null ändert oder nicht, basierend auf einem Resultat eines Erfassens (100) des Entladungsstroms, wobei die Beschleunigung durch ein Differenzieren einer Geschwindigkeit des Ladestroms der Batterie nach der Zeit erhalten wird, und die Änderungsgeschwindigkeit durch ein Differenzieren des Ladestroms der Batterie nach der Zeit erhalten wird; eine Einrichtung (604) zum Berechnen (102) einer integrierten geladenen Kapazität (Qc) der Batterie (5) durch Integrieren des Ladestroms, von einem Zeitpunkt, wenn das Laden der Batterie gestartet wird, bis die negative Beschleunigung des Ladestroms während des Ladens der Batterie (5) sich von einem negativen Wert auf Null ändert; eine Einrichtung (606) zum Steuern (104) eines Wechselstromgenerators (3), die angebracht ist, um eine elektrische Ausgangsleistung, die durch den Wechselstromgenerator (3) erzeugt wird, zu steuern, derart, dass ein Entladestrom aus der Batterie (5) hinsichtlich der Zeit konstant gehalten wird; und eine Einrichtung (608) zum Bestimmen (105), dass die Ladungspolarisation der Batterie (5), die während eines Ladens der Batterie (5) erzeugt wird, aufgehoben ist, wenn eine integrierte entladene Kapazität (Qd) der Batterie gleich der integrierten geladenen Kapazität (Qc), die gerade vor einem Start eines Entladens der Batterie (5) geschätzt wird, wird.
Vorrichtung (6) nach Anspruch 1, bei der der Wechselstromgenerator (3) eine Einrichtung zum Steuern des Wechselstromgenerators hat, um eine Anschlussspannung der Batterie (5) auf einen Zielwert der Ausgangsspannung der Batterie (5) einzustellen, und die Einrichtung (606) zum Steuern (104) des Wechselstromgenerators (3) den erfassten Wert des Entladestroms, der durch die Einrichtung (600) zum Erfassen (100) eines Entlade- und Ladestroms aus der Batterie (5) erfasst wird, mit dem Zielwert des Entladestroms der Batterie (5) vergleicht (200) und den Zielwert des Entladestroms der Batterie (5) basierend auf einem Resultat des Vergleichs anpasst (201, 202).
Vorrichtung (6) nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung (606) zum Steuern (104) des Wechselstromgenerators (3) ferner folgende Merkmale aufweist: eine Einrichtung (64) zum Berechnen (210) eines Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators (3); und eine Einrichtung (4) zum Steuern (212) des Wechselstromgenerators (3), um den Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators (3) basierend auf dem Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators (3), der durch die Einrichtung zum Berechnen (210) des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators (3) berechnet wird, anzupassen, derart, dass der erfasste Wert des Entladestroms mit dem Zielwert des Entladestroms übereinstimmt.
Vorrichtung (6) nach Anspruch 3, ferner mit: einer Einrichtung (16) zum Erfassen des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators (3), wobei die Einrichtung (4) zum Steuern (212) des Wechselstromgenerators (3), um den Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators (3) anzupassen, den Ausgangsstrom des Wechselstromgenerators (3) basierend auf dem erfassten Wert des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators (3), der durch die Einrichtung (16) zum Erfassen des Ausgangsstroms des Wechselstromgenerators (3) erfasst wird, korrigiert.
Vorrichtung (6) nach Anspruch 1, bei der die Einrichtung (600) zum Erfassen (100) eines Entlade- und Ladestroms aus der Batterie (5), die Einrichtung (602) zum Erfassen (103), ob die negative Beschleunigung des Ladestroms sich von einem negativen Wert auf Null ändert oder nicht, die Einrichtung (604) zum Berechnen (102) der integrierten geladenen Kapazität der Batterie (5), die Einrichtung (606) zum Steuern (104) des Wechselstromgenerators (3) und die Einrichtung (608) zum Bestimmen (105), dass die Ladungspolarisation der Batterie (5), die während eines Ladens der Batterie (5) erzeugt wird, aufgehoben ist, nahe eines Anschlusses der Batterie (5) angeordnet sind.
Vorrichtung (6) nach Anspruch 5, bei der die Einrichtung (600) zum Erfassen (100) eines Entlade- und Ladestroms aus der Batterie (5) durch einen elektrischen Stromsensor, der an den Anschlüssen der Batterie (5) oder dem Gehäuse der Batterie (5) befestigt ist, gebildet ist und der elektrische Sensor die Einrichtung (600) zum Erfassen (100) eines Entlade- und Ladestroms aus der Batterie (5), die Einrichtung (602) zum Erfassen (103), ob die negative Beschleunigung des Ladestroms sich von einem negativen Wert auf Null ändert oder nicht, die Einrichtung (604) zum Berechnen (102) der integrierten geladenen Kapazität der Batterie (5), die Einrichtung (606) zum Steuern (104) des Wechselstromgenerators (3) und die Einrichtung (608) zum Bestimmen (105), dass die Ladungspolarisation der Batterie (5), die während eines Ladens der Batterie (5) erzeugt wird, aufgehoben ist, hat.