DE102012203991A1

DE102012203991A1 - Stabilisieren eines Batteriezellen-Ladezustandes

Info

Publication number: DE102012203991A1
Application number: DE102012203991A
Authority: DE
Inventors: Andrew C. Baughman
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-04-08
Filing date: 2012-03-14
Publication date: 2012-10-11
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: CN102738857A; US8614563B2; CN102738857B; DE102012203991B4; US20120256592A1

Abstract

eines Ladezustandes von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges bereitgestellt. Spannungssensoren messen jeweils einen ersten Ladezustandswert entsprechender Zelleinheiten zu einer ersten Zeit, und einen zweiten Ladezustandswert der entsprechenden Zelleinheiten zu einer zweiten Zeit, welche auf die erste Zeit folgt. Ein Stromsensor misst einen Strom des Batteriepacks. Eine Steuerung ist mit den Spannungssensoren und dem Stromsensor gekoppelt. Die Steuerung gleicht den Ladezustand um einen vorgegebenen kalibrierten Wert unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte, der zweiten Ladezustandswerte und des Stromes aus.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft allgemein das Gebiet von Fahrzeugbatterien und insbesondere Verfahren und Systeme zum Stabilisieren eines Zell-Ladezustandes in Batteriepacks, wie z. B. in Elektro- oder Hybrid-Elektro-Fahrzeugen.
Hintergrund
Bestimmte Fahrzeuge, insbesondere Elektrofahrzeuge und Hybrid-Elektro-Fahrzeuge verwenden Batteriepacks als Energieversorgung. Das Batteriepack umfasst in seinem Inneren verschiedene Batteriezellen. Mit der Benutzung der Batteriepacks und dem Alter der Zellen sollten die Zellen mit Bezug auf ihre Ladezustände stabilisiert werden. Jedoch können herkömmliche Techniken eine optimale Zellstabilisierung in bestimmten Situationen nicht bereitstellen, zum Beispiel in solchen, wo einige, jedoch nicht alle, der Zellen ersetzt wurden, oder wo bestimmte Zellen zu unterschiedlichen Zeiten als andere Zellen in dem Batteriepack ersetzt wurden.
Dementsprechend ist es wünschenswert, verbesserte Verfahren durch eine Stabilisierung eines Ladezustands von Zellen eines Batteriepacks bereitzustellen. Es ist außerdem wünschenswert, verbesserte Programmerzeugnisse und -systeme zum Stabilisieren eines Ladezustandes von Zellen eines Batteriepacks bereitzustellen. Weiterhin werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorangegangenen technischen Gebiet und Hintergrund ersichtlich.
Zusammenfassung
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zum Stabilisieren eines Ladezustandes einer Mehrzahl von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges bereitgestellt. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bestimmens eines ersten Ladezustandswerts für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer ersten Zeit, Bestimmen eines zweiten Ladezustandswerts zu einer zweiten Zeit, welche auf die erste Zeit folgt, Bestimmen eines Stroms des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit, und Stabilisieren des Ladezustands um einen vorgegebenen kalibrierten Wert herum unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte, der zweiten Ladezustandswerte und des Stroms.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Programmerzeugnis zum Stabilisieren eines Ladezustandes einer Mehrzahl von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges bereitgestellt. Das Programmerzeugnis umfasst ein Programm und ein nicht-flüchtiges computerlesbares Speichermedium. Das Programm ist eingerichtet, wenigstens ein Bestimmen eines ersten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer ersten Zeit zu ermöglichen, ein Bestimmen eines zweiten Ladezustandswertes zu einer zweiten Zeit, welche auf die erste Zeit folgt, ein Bestimmen eines Stromes des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit, und ein Stabilisieren des Ladezustandes um einen vorgegebenen kalibrierten Wert herum unter Verwendung des ersten Ladezustandswertes, des zweiten Ladezustandswertes und des Stroms. Das nicht-flüchtige computerlesbare Speichermedium speichert das Programm.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein System zum Stabilisieren eines Ladezustandes einer Mehrzahl von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges bereitgestellt. Das System umfasst eine Mehrzahl von Spannungssensoren, einen Stromsensor sowie eine Steuerung. Jeder Sensor von der Mehrzahl von Spannungssensoren ist eingerichtet, um einen ersten Ladezustandswert für eine entsprechende Einheit von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer ersten Zeit, und einen zweiten Ladezustandswert für eine entsprechende Einheit von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer zweiten Zeit zu messen, welche auf die erste Zeit folgt. Der Stromsensor ist eingerichtet, um einen Strom des Batteriepacks zu messen. Die Steuerung ist mit der Mehrzahl an Spannungssensoren und den Stromsensor gekoppelt. Die Steuerung ist eingerichtet, um den Ladezustand um einen vorgegebenen kalibrierten Wert herum unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte, der zweiten Ladezustandswerte und des Stromes zu stabilisieren.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Offenbarung wird hiernach in Verbindung mit den folgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bedeuten, und wobei:
1 ein Funktionsblockdiagramm eines Batteriepacksystems einschließlich eines Batteriepacks und einer Steuerung ist, und zwar zur Verwendung in einem Fahrzeug, wie z. B. einem Elektrofahrzeug oder einem Hybrid-Elektro-Fahrzeug; und
2 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Stabilisieren eines Ladezustands von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges ist, wobei das Verfahren in Verbindung mit dem Batteriepacksystem aus 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform verwendet werden kann.
Detaillierte Beschreibung
Die folgende detaillierte Beschreibung hat lediglich beispielhaften Charakter und soll die Offenbarung oder die Anwendung und Verwendungen davon nicht beschränken. Weiterhin soll es keine Beschränkung durch irgendeine in dem vorangegangenen Hintergrund oder der folgenden detaillierten Beschreibung dargestellte Theorie geben.
1 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Batteriepacksystems 100 für ein Fahrzeug. In einer beispielhaften Ausführungsform wird das Batteriepacksystem 100 für ein Elektrofahrzeug, wie z. B. ein elektrisches Automobil, verwendet. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird das Batteriepacksystem 100 für ein Hybrid-Elektro-Fahrzeug verwendet, wie z. B. ein Hybrid-Elektro-Automobil.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst das Batteriepacksystem 100 ein Batteriepack 102 und ein Steuerungssystem 104. Das Batteriepack 102 umfasst verschiedene Zelleinheiten 106. Jede Zelleinheit 106 umfasst eine oder mehrere Batteriepack-Zellen (hierin auch als Batteriezellen oder Zellen bezeichnet) 108. Insbesondere umfasst jede Zelleinheit 106 eine individuelle Stabilisierungseinheit, in welcher die eine Zelle oder mehrere Batteriezellen 108 zusammen stabilisiert werden.
In einem Beispiel umfasst jede Zelleinheit 106 eine einzelne Batteriezelle 108. In einem weiteren Beispiel umfasst jede Zelleinheit 106 zwei Batteriezellen 108. In noch einem weiteren Beispiel umfasst jede Zelleinheit 106 drei Batteriezellen 108. In weiteren Beispielen umfasst jede Zelleinheit 106 vier oder mehr Batteriezellen 108. In Beispielen, in denen eine Zelleinheit 106 mehrere Batteriezellen 108 umfasst, sind solche mehreren Batteriezellen 108 einer Zelleinheit 106 physisch parallel geschaltet, wobei die Zellenspannung der mehreren Batteriezellen 108 der Zelleinheit 106 sich nicht voneinander unterscheiden können, es sei denn, dass die Batteriezellen 108 voneinander auseinandergebrochen sind.
Das Steuerungssystem 104 ist mit dem Batteriepack 102 gekoppelt. Das Steuerungssystem 104 stabilisiert einen Ladezustand der Zelleinheiten 106 des Batteriepacks 102 unter Verwendung mehrerer gemessener Ladezustandswerte für jede Zelleinheit 106, eines gemessenen Stromes des Batteriepacks 102, wobei diese kontinuierlich zwischen verschiedenen Zeitpunkten gemessen sind, und unter Verwendung eines vorgegebenen kalibrierten Ladezustandswertes. Das Steuerungssystem 104 stabilisiert den Ladezustand der Zelleinheiten 106 unter Verwendung von weiter unten in Verbindung mit 2 erläuterten Verfahrensschritten 200, und zwar gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Wie in 1 dargestellt ist, beinhaltet das Steuerungssystem 104 eine Spannungssensoreinheit 110, einen Stromsensor 112, eine Widerstandseinheit 114, eine Transistoreinheit 116 und eine Steuerung 118. Die Spannungssensoreinheit 110 beinhaltet Spannungssensoren 120. Vorzugsweise beinhaltet die Spannungssensoreinheit 110 einen eigenen Spannungssensor 120 für jede Einheit der Zelleinheiten 106 des Batteriepacks 102. Jeder Spannungssensor 120 entspricht einer jeweiligen unterschiedlichen Einheit der Zelleinheiten 106, wobei jeder Spannungssensor eingerichtet ist, eine Spannung der entsprechenden Zelleinheit 106 zu verschiedenen Zeitpunkten zu messen. Die Spannungssensoreinheit 110 stellt der Steuerung 118 die Spannungsmessungen zur Verarbeitung und zum Stabilisieren des Ladezustandes der Zelleinheiten 106 in Übereinstimmung mit den Verfahrensschritten 200 bereit, welche weiter unten in Verbindung mit 2 erläutert werden.
Der Stromsensor 112 ist eingerichtet, um mit dem Batteriepack 102 gekoppelt zu sein. Der Stromsensor 112 misst einen Strom des Batteriepacks 102. Der Stromsensor 112 stellt die Strommessungen für die Steuerung 118 zur Verarbeitung und zum Stabilisieren des Ladezustandes der Zelleinheiten 106 bereit, und zwar in Übereinstimmung mit den Verfahrensschritten 200, welche weiter unten in Verbindung mit 2 erläutert werden. In bestimmten Ausführungsformen können mehrfache Stromsensoren 112 verwendet werden.
Die Widerstandseinheit 114 umfasst Widerstände 122. Vorzugsweise umfasst die Widerstandseinheit 114 für jede Einheit der Zelleinheiten 106 des Batteriepacks 102 einen separaten Widerstand 122. Jeder Widerstand 122 ist eingerichtet, um mit einer unterschiedlichen jeweiligen Einheit der Zelleinheiten 106 gekoppelt zu werden. Jeder Widerstand 122 verursacht eine Anpassung hinsichtlich des Ladezustandes für die jeweilige Einheit von den Zelleinheiten 106 über eine Entladung, um dadurch die Zelleinheiten 106 zu stabilisieren.
Die Transistoreinheit 116 umfasst Transistoren 124. Vorzugsweise umfasst die Transistoreinheit 116 für jede Einheit der Zelleinheiten 106 des Batteriepacks 102 einen separaten Transistor 124. Mit anderen Worten ausgedrückt, die Transistoreinheit 116 umfasst für jeden der Widerstände 122 von der Widerstandseinheit 114 einen eigenen Transistor 124. Jeder Transistor 124 ist eingerichtet, um mit einem unterschiedlichen jeweiligen Widerstand von den Widerständen 122 gekoppelt zu werden. Jeder Transistor 124 ist eingerichtet, um einen jeweiligen Widerstand von den Widerständen 122 auf der Grundlage von durch die Steuerung 118 bereitgestellten Anweisungen ein- bzw. auszuschalten, um dadurch die Zelleinheiten 106 zu stabilisieren.
Die Steuerung 118 ist mit der Spannungssensoreinheit 110, dem Stromsensor 112 und der Transistoreinheit 116 gekoppelt. Die Steuerung 118 empfängt die Spannungswerte von der Spannungssensoreinheit 110 und dem Stromsensor 112. Die Steuerung 118 verarbeitet diese Werte und benutzt sie, um den Ladezustand der Zelleinheiten 106 des Batteriepacks 102 um einen vorgegebenen kalibrierten Ladezustandswert herum zu stabilisieren bzw. auszugleichen. Die Steuerung 118 erzielt die Ladezustands-Anpassungen durch Anweisungen, welche für die Transistoreinheit 116 bereitgestellt werden, um die verschiedenen Widerstände 122 für berechnete Zeitspannen zu aktivieren und zu deaktivieren, um dadurch den Ladezustand der Zelleinheiten 106 um den vorgegebenen Ladezustandswert auf Grundlage der Spannung, des Stroms und/oder anderer durch die Steuerung 118 verarbeiteter Werte anzupassen.
Wie in 1 dargestellt ist, umfasst die Steuerung 118 ein Computersystem 130. In bestimmten Ausführungsformen kann die Steuerung 118 ebenso einen oder mehrere der Sensoren 112, 120, Widerstände 122, Transistoren 124 und/oder eine oder mehrere andere Einrichtungen enthalten. Zusätzlich wird bevorzugt, dass die Steuerung 118 auch in sonstiger Weise von der in 1 dargestellten Ausführungsform abweichen kann, beispielsweise dahingehend, dass die Steuerung 118 mit einem oder mehreren entfernt angeordneten Computersystemen und/oder anderen Steuerungssystemen gekoppelt sein kann oder diese in sonstiger Weise verwenden kann.
In der dargestellten Ausführungsform ist das Computersystem 130 mit jedem der Sensoren 120 gekoppelt. Das Computersystem 130 führt die Funktionen der Steuerung 118 aus, beispielsweise hinsichtlich Empfangen von Signalen oder Information von der Spannungssensoreinheit 110 und dem Stromsensor 112, Bearbeiten dieser Signale oder Information und Stabilisieren der Zelleinheiten 106 über entsprechende für die Transistoreinheit 116 bereitgestellte Anweisungen. In einer bevorzugten Ausführungsform werden diese und andere Funktionen gemäß Schritten des Verfahrens 200 und der verschiedenen Schritte, Neben-Prozesse und grafischen Darstellungen ausgeführt, welche sich auf 2 beziehen und weiter unten erläutert sind.
In der dargestellten Ausführungsform umfasst das Computersystem 130 einen Prozessor 132, einen Speicher 134, eine Schnittstelle 136, eine Speichereinrichtung 138 und einen Bus 140. Der Prozessor 132 führt die Berechnung und Steuerungsfunktionen des Computersystems 130 und der Steuerung 118 aus, und kann jede beliebige Art von Prozessor oder mehrfache Prozessoren, einzelnen integrierten Schaltkreisen, wie z. B. einem Mikroprozessor, oder eine beliebige geeignete Anzahl von integrierten Schaltkreiseinrichtungen und/oder Schaltkreisplatinen umfassen, welche aufeinander abgestimmt sind, um die Funktionen einer Bearbeitungseinheit zu erzielen. Während des Betriebs führt der Prozessor 132 ein oder mehrere in dem Speicher 134 enthaltene Programme 144 aus und steuert auf diese Weise den allgemeinen Betrieb der Steuerung 118 und des Computersystems 130, und zwar vorzugsweise beim Ausführen der Schritte des hierin beschriebenen Verfahrens, wie z. B. die Schritte des Verfahrens 200 und die verschiedenen Schritte, Neben-Prozesse und auf 2 bezogenen grafischen Darstellungen, welche weiter unten erläutert sind.
Der Speicher 134 kann jede Art von geeignetem Speicher sein. Dies würde die verschiedenen Arten von dynamischem Random Access Memory (DRAM) umfassen, wie z. B. SDRAM, die verschiedenen Arten von statischem RAM (SRAM) und die verschiedenen Arten von nicht-flüchtigem Speicher (PROM, EPROM und Flash-Speicher). Der Bus 140 dient dazu, Programme, Daten, einen Zustand und andere Information oder Signale zwischen den verschiedenen Komponenten des Computersystems 130 zu übertragen. In einer bevorzugten Ausführungsform speichert der Speicher 134 das oben erwähnte Programm 144 zusammen mit einem oder mehreren gespeicherten Werten 146, einschließlich des oben erwähnten vorgegebenen kalibrierten Ladezustandswertes zum Stabilisieren der Zelleinheiten 106 des Batteriepacks 102. In bestimmten Beispielen ist der Speicher 134 angeordnet auf und/oder zusammen auf dem gleichen Computerchip wie der Prozessor 132 verbaut.
Die Schnittstelle 136 ermöglicht eine Kommunikation mit dem Computersystem 130, beispielsweise durch einen Systemtreiber und/oder einem anderen Computersystem, und kann unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Verfahrens und einer Vorrichtung ausgeführt sein. Die Schnittstelle kann eine oder mehrere Netzwerk-Schnittstellen enthalten, um mit anderen Systemen oder Komponenten zu kommunizieren. Die Schnittstelle 136 kann ebenso eine oder mehrere Netzwerk-Schnittstellen enthalten, um mit Technikern, und/oder einer oder mehreren Speicherschnittstellen zu kommunizieren, um sich mit Speichereinrichtungen, wie z. B. der Speichereinrichtung 138, zu verbinden.
Die Speichereinrichtung 138 kann jede beliebige Art von geeigneter Speichereinrichtung sein, einschließlich Direktzugriff-Speichereinrichtungen, wie z. B. Festplattenlaufwerke, Flash-Systeme, Diskettenlaufwerke und optische Laufwerke. In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst die Speichereinrichtung 138 ein Programmerzeugnis, von welchem der Speicher 134 ein Programm 144 empfangen kann, welches eine oder mehrere Ausführungsformen eines oder mehrerer Prozesse der vorliegenden Offenbarung ausführt, wie z. B. den Prozess bzw. das Verfahren 200 und die verschiedenen Schritte, Neben-Prozesse und mit Bezug auf 2 dargestellten grafischen Darstellungen, welche weiter unten beschrieben sind. In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann das Programmerzeugnis direkt im Speicher 134 gespeichert und/oder sonst wie über eine Platte (z. B. Platte 142) darauf zugegriffen werden, wie z. B. die mit Bezug auf unten erläuterte Platte.
Der Bus 140 kann jede beliebigen physischen oder logischen Mittel zum Verbinden von Computersystemen und Komponenten umfassen. Dies beinhaltet, jedoch nicht ausschließlich, direkt-verdrahtete Verbindungen, Faseroptiken, Infrarot- und Drahtlos-Bus-Technologien. Während des Betriebes ist das Programm 144 in dem Speicher 134 gespeichert und wird vom Prozessor 132 ausgeführt.
Es wird bevorzugt, dass, während diese beispielhafte Ausführungsform im Zusammenhang eines vollständig funktionierenden Computersystems beschrieben wird, der Fachmann erkennt, dass die Mechanismen der vorliegenden Offenbarung als ein Programmerzeugnis mit einem oder mehreren Arten von nicht-flüchtigen computerlesbaren Signal-enthaltenden Medium bzw. Medien verteilen werden können, welche verwendet werden, um das Programm und dessen Anweisungen zu speichern und dessen Verteilung auszuführen, wie z. B. ein nicht-flüchtiges computerlesbares Medium, welches das Programm und darin abgespeicherte Computeranweisungen enthält, so dass ein Computerprozessor (wie z. B. der Prozessor 132) das Programm abarbeiten und ausführen kann. Ein solches Programmerzeugnis kann eine Vielzahl von Gestalten annehmen, wobei die vorliegende Offenbarung gleichermaßen Anwendung findet, unabhängig von der besonderen Art der computerlesbaren Signal-tragenden Medien, welche verwendet werden, um die Verteilung auszuführen. Beispiele Signal-tragender Medien umfassen: aufzeichenbare Medien, wie z. B. Disketten, Festplattenlaufwerke, Speicherkarten und optische Laufwerke sowie Übertragungsmedien, wie z. B. digitale und analoge Kommunikationsverbindungen. Es wird außerdem bevorzugt, dass das Computersystem 130 sich auch sonst von der in 1 dargestellten Ausführungsform unterscheiden kann, beispielsweise dahingehend, dass das Computersystem 130 mit einem oder mehreren entfernt angeordneten Computersystemen und/oder anderen Steuerungssystemen gekoppelt sein kann oder in sonstiger Weise diese verwenden kann.
2 ist ein Flussdiagramm eines Verfahrens 200 zum Stabilisieren eines Ladezustandes von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges, und zwar gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Das Verfahren 200 kann in Verbindung mit dem Batteriepacksystem 100 aus 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform verwendet werden.
Wie in 2 dargestellt ist, beinhaltet das Verfahren 200 den Schritt eines Auswählens eines vorgegebenen kalibrierten Wertes für einen Ladezustand des Batteriepacks (Schritt 202). Der vorgegebene kalibrierte Wert wird offline ausgewählt, wobei er vorzugsweise vor dem Betrieb des Batteriepacks ausgewählt wird. Der vorgegebene kalibrierte Wert ist ein Festwert des Ladezustandes, welcher zum Stabilisieren der Zelleinheiten verwendet wird, und ist unabhängig von irgendwelchen gemessenen Ladezuständen der Zelleinheiten während des Verfahrens 200.
Der vorgegebene kalibrierte Wert wird vorzugsweise in dem Speicher 134 in 1 als ein gespeicherter Wert 146 davon für nachfolgenden Zugriff und Verwendung durch den Prozessor 132 in 1 abgespeichert, und zwar zum Stabilisieren der Zelleinheiten 106 des Batteriepacks 102 aus 1. Der kalibrierte Wert kann im Voraus ausgewählt werden, und zwar aufgrund von Faktoren, welche beispielsweise die Art des Batteriepacks, die Art des Fahrzeuges, in welchem das Batteriepack verwendet wird, einen Verwendungsabschnitt für das Batteriepack und eine darauf bezogene Zell-Chemie beinhalten können.
In bestimmten Beispielen kann der vorgegebene kalibrierte Wert etwa 50 Prozent (50%) einer Ladezustandskapazität der Zelleinheiten betragen, um einen Mittelwert für den Betriebsabschnitt darzustellen, und um die Gesamtabweichung hinsichtlich des Ladezustandes zu minimieren. In anderen Beispielen können weitere Werte verwendet werden. Falls beispielsweise Abweichungen in einem oberen Bereich von Ladezustandswerten für ein bestimmtes Batteriepack und/oder Fahrzeug leichter steuerbar sind als Abweichungen in einem unteren Bereich von Ladezustandswerten, dann kann der vorgegebene kalibrierte Wert sehr viel weniger als 50 Prozent (50%) betragen. Im Gegensatz dazu, falls Abweichungen in einem unteren Bereich von Ladezustandswerten für ein bestimmtes Batteriepack und/oder Fahrzeug leichter steuerbar sind als Abweichungen in einem oberen Bereich von Ladezustandswerten, dann kann der vorgegebene kalibrierte Wert sehr viel größer als 50 Prozent (50%) sein.
Zu einer ersten Zeit wird eine Spannung der Zelleinheiten gemessen (Schritt 204). In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Spannung für jede der Zelleinheiten 106 in 1 zu einem ersten Zeitpunkt gemessen. Die Spannungen werden vorzugsweise durch die Spannungssensoren 120 aus 1 mit Bezug auf ihre jeweiligen Zelleinheiten 106 gemessen, wobei die Spannungswerte dem Prozessor 132 in 1 durch die Spannungssensoreinheit 110 aus 1 zur Verarbeitung bereit gestellt werden. In einer Ausführungsform stellt die erste Zeit einen Zeitpunkt bzw. eine Zeitdauer dar, wenn das Batteriepack 102 aus 1 zunächst aktiviert oder während eines Zündzyklusses des Fahrzeuges „aufgeweckt” wird.
Zu der ersten Zeit wird ein Ladezustand der Zelleinheiten bestimmt (Schritt 206). Der Ladezustand wird vorzugsweise für jede der Zelleinheiten 106 aus 1 durch den Prozessor 132 in 1 unter Verwendung der Spannungen aus Schritt 204 bestimmt, und zwar für die erste Zeit, welche oben mit Bezug auf Schritt 204 erwähnt wurde. In einer Ausführungsform (beispielsweise für eine Verwendung mit chemischen Zellzusammensetzungen ohne Spannungshysterese) kann der Ladezustand für die verschiedenen Zelleinheiten über eine zweidimensionale Look-up-Tabelle abgeglichen werden, wobei Spannung mit Temperatur verglichen wird, nachdem die Batterie (ohne Laden bzw. Entladen) für einen ausreichenden Zeitraum sich selbst überlassen wurde. In einer weiteren Ausführungsform (beispielsweise bei Verwendung mit chemischen Zellanordnungen, welche eine Spannungshysterese aufweisen), muss die gerade zurückliegende Vorgeschichte der Batterie berücksichtigt werden, wobei komplexe Batteriezustandsprüfer (BSE = battery state estimators) verwendet werden können, um wichtige Parameter zu überwachen und einen Ladezustand zu erzeugen und weitere wichtige Information(en) hinsichtlich der Batterien zu überprüfen.
Zusätzlich wird ein Strom des Batteriepacks gemessen (Schritt 208). In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Strom des Batteriepacks 102 in 1 mit dem Stromsensor 112 aus 1 zu der ersten Zeit gemessen, auf welche oben in Verbindung mit Schritten 204 und 206 Bezug genommen worden ist, zu der zweiten Zeit, auf welche unten in Verbindung mit Schritt 212 Bezug genommen wird, und/oder einem oder mehreren Zeitpunkten dazwischen. Die Stromwerte werden durch den Stromsensor 112 aus 1 dem Prozessor 132 aus 1 zur Verarbeitung bereitgestellt. In einer Ausführungsform wird der Strom des Batteriepacks kontinuierlich zwischen den ersten und zweiten Zeiten gemessen. In einer bevorzugten Ausführungsform laufen die Strommessungen von Schritt 208 auf eine kontinuierliche Art und Weise zwischen der ersten Zeit, auf welche oben in Verbindung mit Schritten 204 und 206 Bezug genommen wurde, und der zweiten Zeit fort, auf welche unten in Verbindung mit Schritt 212 Bezug genommen wird, wobei die Stromwerte kontinuierlich mit Hilfe des Stromsensors 112 aus 1 dem Prozessor 132 aus 1 zur Verarbeitung bereit gestellt werden.
Der Strom des Batteriepacks wird über die Zeit integriert (Schritt 210). Insbesondere werden die gemessenen Ströme in Schritt 208 zwischen der ersten Zeit der Schritte 204 und 206 und der zweiten Zeit von Schritt 212 integriert. Der Prozessor 132 integriert vorzugsweise die Stromwerte zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit zur Verwendung des Stabilisierens der Zelleinheiten des Batteriepacks.
Ebenso wird eine Spannung für die Zelleinheiten bei einer zweiten Zeit gemessen (Schritt 212). In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Spannung für jede der Zelleinheiten 106 aus 1 zu einem zweiten Zeitpunkt gemessen. Die Spannungen werden vorzugsweise mit Hilfe der Spannungssensoren 120 aus 1 mit Bezug auf ihre jeweiligen Zelleinheiten 106 gemessen, wobei die Spannungswerte dem Prozessor 132 aus 1 durch die Spannungssensoreinheit 110 aus 1 zur Verarbeitung bereitgestellt werden.
Die zweite Zeit (wie mit Bezug auf Schritt 212 und ebenso wie oben in Verbindung mit Schritten 208 und 210 erwähnt) folgt auf die erste Zeit, welche oben in Verbindung mit Schritten 204 und 206 erwähnt wurde. In einer Ausführungsform stellt die zweite Zeit einen Zeitpunkt bzw. eine Zeitdauer dar, wenn das Batteriepack 102 aus 1 zunächst aktiviert wird oder während eines nachfolgenden Zündungszyklusses des Fahrzeuges in Folge auf den Zündungszyklus der ersten Zeit in Schritten 204 und 206 „aufgeweckt” wird. In einer weiteren Ausführungsform stellt die zweite Zeit einen Zeitpunkt oder eine Zeitdauer in demselben Zündungszyklus wie die erste Zeit aus den Schritten 204 und 206 dar, jedoch zu einer nachfolgenden Zeit während des Zündungszyklusses.
Bei der zweiten Zeit wird ein Ladezustand für die Zelleinheiten bestimmt (Schritt 214). Der Ladezustand wird vorzugsweise für jede der Zelleinheiten 106 aus 1 durch den Prozessor 132 aus 1 unter Verwendung der Spannungen von Schritt 212 für die zweite Zeit bestimmt. Die Berechnung ist ähnlich zu der während des obigen Schrittes 106 ausgeführten, jedoch für einen nachfolgenden Zeitabschnitt.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Bestimmung ebenso durchgeführt werden, ob der Ladezustand der Zelleinheiten zu der zweiten Zeit wenigstens gleich einer erforderlichen vorgegebenen Prozent-Differenz von dem Ladezustand der jeweiligen Zelleinheiten zur ersten Zeit ist. In einem Beispiel ist die vorgegebene Prozentzahl gleich einer durchschnittlichen 10-Prozent(10%)-Differenz oder größer unter den verschiedenen Zelleinheiten. Falls in einem solchen Beispiel der Ladezustand zu der zweiten Zeit nicht wenigstens um 10 Prozent (10%) verschieden von dem Ladezustand der gleichen oder einer entsprechenden Zelleinheit zu der ersten Zeit ist, dann muss das Verfahren länger warten und die zweite Zeit erneut auswählen, so dass sie eine andere Zeit ist, die in der Zukunft liegt, zu welcher der Ladezustand um wenigstens 10 Prozent (10%) von der ersten Zeitdauer zugenommen oder abgenommen hat, auf welche oben hinsichtlich der neuen ausgewählten Zeitdauer Bezug genommen worden ist. Die Spannungen aus Schritt 212 würden dann nochmals gemessen, und die Ladezustände von Schritt 214 nochmals berechnet, und zwar zu einem solchen neuen Zeitpunkt, bei welchem die obigen Kriterien erfüllt sind. Dieser neue Zeitpunkt würde dann als die zweite Zeit im Rahmen des Verfahrens 200 betrachtet werden. Das Verfahren 200 fährt dann fort, beginnend mit Schritt 216, wie direkt unten erläutert ist. Wie oben erwähnt worden ist, kann die vorgegebene erforderliche Prozent-Differenz in verschiedenen Ausführungsformen variieren.
Eine Änderung im Ladezustand wird ebenso für jede Zelleinheit berechnet, welche dem Ladezustand der Zelleinheit mit dem vorgegebenen kalibrierten Wert (Schritt 216) entsprechen würde. Insbesondere wird in bestimmten Ausführungsformen für jede Zelleinheit eine Differenz zwischen dem Ladezustand zu der zweiten Zeit (oder einer anderen aktuellen Zeit) von Schritt 214 und dem vorgegebenen kalibrierten Wert von Schritt 202 berechnet. Diese Ladezustand-Differenz wird vorzugsweise für jede Einheit von den Zelleinheiten 106 in 1 durch Prozessor 132 in 1 berechnet, und zwar unter Verwendung des Ladezustands von Schritt 214 und des vorgegebenen kalibrierten Werts, welcher von dem gespeicherten Wert 146 des Speichers 134 aus 1 abgerufen wurde.
Zusätzlich wird eine Änderungsrate des Ladezustandes berechnet (Schritt 208). Insbesondere wird die Änderungsrate oder Steigung zwischen dem Ladezustand des Schrittes 206 und dem Ladezustand des Schrittes 214 zwischen der ersten Periode und der zweiten Periode davon berechnet. Die Änderungsrate des Ladezustandes wird vorzugsweise für jede Einheit der Zelleinheiten 106 aus 1 durch den Prozessor 132 aus 1 durch Subtrahieren des Ladezustandes aus Schritt 206 von dem Ladezustand aus Schritt 214 und Dividieren der sich ergebenden Differenz durch den integrierten Strom aus Schritt 210 berechnet.
Eine Berechnung wird dann hinsichtlich eines Betrags der elektrischen Ladung durchgeführt (wie z. B. eine erforderliche Anzahl an Amperestunden), welche von jeder Zelle entfernt werden muss, um das Ladezustand-Ziel zu erfüllen (Schritt 220). In einer Ausführungsform wird der Betrag an Amperestunden, welcher benötigt wird, um von ihrer Zelle entfernt zu werden, unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet:
wobei ΔA_hr_n die erforderliche Anzahl an Amperestunden, n eine bestimmte individuelle Zelleinheit, SOC_n2 der Ladezustand der Zelleinheit zu dem zweiten Zeitpunkt, SOCtarget der Ziel-Ladezustand für die Zelleinheit, m die Steigung oder Änderung im Ladezustand der Zelleinheit gegenüber den integrierten Amperestunden zwischen den zwei Ladezustand-Sammelpunkten darstellt (nämlich zwischen den ersten und zweiten Zeitperioden, welche oben erwähnt worden sind), und min stellt den Minimalwert der Gleichung (über alle Zelleinheiten) dar. Bei Verwendung dieser Gleichung ist es die Differenz zwischen den Amperestunden bestimmter Zelleinheiten, welche abgeführt werden müssen, um das Ladezustand-Ziel und die empfohlene Grundlinie oder Minimalanzahl an Amperestunden für jede abzubauende Zelleinheit zu erfüllen, um das Ladezustand-Ziel zu erreichen.
In bestimmten Ausführungsformen kann eine Entladezeit für jede Zelleinheit berechnet werden (Schritt 222). Insbesondere wird für jede Zelleinheit eine Zeitdauer berechnet, welche zu einer Entladung von Amperestunden von der Zelleinheit führen würde (ähnlich der berechneten Dauer im Schritt 220). Die Entladezeit wird vorzugsweise für jede Zelleinheit 106 in 1 mit Bezug auf eine Zeitdauer berechnet, bei welcher der jeweilige Widerstand 122 der Widerstandseinheit 114 aus 1 durch den entsprechenden Transistor 124 der Transistoreinheit 116 aus 1 betrieben oder aktiviert werden müsste, um die Amperestunden der entsprechenden Zelleinheit 106 aus 1 zu entladen, so dass die abgeführten Amperestunden gleich der oben in Schritt 220 berechneten sind. Das Ergebnis der Erkennung der in Schritt 220 berechneten Amperestunden ist, dass der Ladezustand jeder Einheit der Zelleinheiten bei dem Ziel-Ladezustand in Schritt 202 stabilisiert sein wird, wenn der mittlere Ladezustand der Zelleinheiten gleich dem Ziel-Ladezustand ist. Dementsprechend wird der Ladezustand bei dem Ziel-Ladezustand stabilisiert sein (gleich dem vorgegebenen kalibrierten Wert aus Schritt 202).
Die Zelleinheiten sind dann stabilisiert (Schritt 224). In einer Ausführungsform stellt der Prozessor 132 aus 1 Anweisungen für die Transistoren 124 aus 1 bereit, um ihre jeweiligen Widerstände 122 aus 1 zu aktivieren oder anzuschalten, bis die erforderliche Anzahl an Einheiten von elektrischer Ladung (wie z. B. Amperestunden), welche im Schritt 220 berechnet worden ist, abgeführt sind. In einer solchen Ausführungsform umfassen die Anweisungen eine Zeitdauer, während welcher die Widerstände 122 betrieben werden müssen, um so die gewünschte Anzahl an Amperestunden abzubauen. In jedem Fall werden die Widerstände 122 dann betrieben, bis die in Schritt 220 berechneten Amperestunden von jeder Einheit der Zelleinheiten 106 in 1 entsprechend jedem einzelnen Widerstand 122 abgebaut worden sind.
Dementsprechend stellt das oben beschriebene Verfahren 200 in Verbindung mit 2, zusammen mit dem in Verbindung mit 1 oben beschriebenen Batteriepacksystem 100, einen möglicherweise verbesserten Ausgleich bzw. eine Stabilisierung der Zelleinheiten eines Hochspannungs-Batteriepacks für ein Fahrzeug bereit. Die Zelleinheiten sind mit Bezug auf einen festen, vorgegebenen Kalibrierpunkt stabilisiert. Somit sind die Zelleinheiten in effizienter Weise mit Bezug auf den festen Punkt stabilisiert, und das Batteriepack muss nicht kontinuierlich nochmals stabilisiert werden, wie es bei herkömmlichen Techniken der Fall ist, insbesondere in Situationen, bei denen eine Kombination von alten und neuen Zellen zusammen in einem Batteriepack verwendet werden.
Es wird bevorzugt, dass die offenbarten Systeme, Verfahren und Programmerzeugnisse von dem in den Figuren Dargestellten und hierin Beschriebenen abweichen können. Beispielsweise kann das Batteriepacksystem (einschließlich des Batteriepacks, der Steuerung und/oder verschiedener Komponenten davon) von dem in 1 Dargestellten und in Verbindung damit Beschriebenen abweichen. Zusätzlich wird bevorzugt, dass bestimmte Schritte des Verfahrens 200 von dem in 2 bis 3 und/oder oben in Verbindung damit Beschriebenen abweichen können. Es wird ebenso bevorzugt, dass bestimmte Schritte des Verfahrens 200 gleichzeitig oder in einer unterschiedlichen Reihenfolge als der in 2 bis 3 und/oder oben in Verbindung damit beschriebenen auftreten können. Es wird ebenso bevorzugt, dass die offenbarten Verfahren, Systeme und Programmerzeugnisse implementiert und/oder in Verbindung mit einer beliebigen Anzahl von verschiedenen Arten von Automobilen, Limousinen, Sports Utility Vehicles, Lastwagen, bzw. einer beliebigen Anzahl weiterer verschiedener Arten von Fahrzeugen verwendet werden kann. Zusätzlich können die offenbarten Systeme, Verfahren und Programmerzeugnisse ebenso in Verbindung mit verschiedenen anderen Anwendungen verwendet werden, wie z. B. Backup-Energiequellen, beispielsweise für Telekommunikationen oder zur Bereitstellung einer Reserve-Energie.
Während wenigstens eine beispielhafte Ausführungsform in der vorangegangenen detaillierten Beschreibung dargestellt worden ist, wird bevorzugt, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es soll auch bevorzugt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder Konfiguration der Erfindung in keinster Weise beschränken sollen. Vielmehr soll die vorangegangene detaillierte Beschreibung dem Fachmann eine praktische Anleitung zur Ausführung der beispielhaften Ausführungsform oder beispielhaften Ausführungsformen zur Verfügung stellen. Es wird darauf hingewiesen, dass verschiedene Änderungen hinsichtlich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, und den rechtlichen Äquivalenten davon zu verlassen.
Weitere Ausführungsformen

1. Verfahren zum Stabilisieren eines Ladezustandes einer Mehrzahl von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen eines ersten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer ersten Zeit; Bestimmen eines zweiten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer zweiten Zeit, welche auf die erste Zeit folgt; Bestimmen eines Stromes des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit; und Stabilisieren des Ladezustandes, um einen vorgegebenen kalibrierten Wert herum unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte, der zweiten Ladezustandswerte, und des Stromes mittels eines Prozessors.
2. Verfahren nach Ausführungsform 1, wobei: der Schritt des Bestimmens der ersten Ladezustandswerte die folgenden Schritte umfasst: Messen eines ersten Spannungswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten mittels eines Spannungssensors zu der ersten Zeit; und Bestimmen des ersten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der ersten Spannungswerte; und den Schritt des Bestimmens der ersten Ladezustandswerte, der die folgenden Schritte umfasst: Messen eines zweiten Spannungswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten mittels des Spannungssensors zu der zweiten Zeit; und Bestimmen des zweiten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der zweiten Spannungswerte.
3. Verfahren nach Ausführungsform 2, wobei der Schritt des Bestimmens des Stromes den folgenden Schritt umfasst: Kontinuierliches Integrieren des Stroms des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit, wobei ein integrierter Strom erzeugt wird.
4. Verfahren nach Ausführungsform 3, wobei der Schritt des Stabilisierens des Ladezustands die folgenden Schritte umfasst: Berechnen einer Menge an zu entladender elektrischer Ladung für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung des ersten Ladezustandswertes, des zweiten Ladezustandswertes und des integrierten Stroms des Batteriepacks; und Betreiben eines Widerstandes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten, bis die Menge an elektrischer Ladung entladen ist.
5. Verfahren nach Ausführungsform 4, weiterhin folgende Schritte umfassend: Berechnen einer von jeder von der Mehrzahl von Zelleinheiten abzubauenden Lademenge, um den vorgegebenen kalibrierten Wert zu erreichen; und Berechnen einer Entladezeit für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der abzubauenden Lademenge und eines aktuellen Ladezustandes jeder von der Mehrzahl von Zelleinheiten.
6. Verfahren nach Ausführungsform 5, wobei der aktuelle Ladezustand für jede Zelleinheit den zweiten Ladezustandswert umfasst.
7. Verfahren nach Ausführungsform 5, wobei der Schritt des Berechnens der Entladezeit die folgenden Schritte umfasst: Berechnen einer Änderungsrate in Ampere pro Stunde für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten; und Berechnen der Entladezeit unter Verwendung der Änderungsrate in Ampere pro Stunde mittels des Prozessors.
8. Programmerzeugnis zum Stabilisieren eines Ladezustands einer Mehrzahl von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges, wobei das Programmerzeugnis umfasst: ein Programm, welches eingerichtet ist, um wenigstens zu ermöglichen: Bestimmen eines ersten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer ersten Zeit; Bestimmen eines zweiten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer zweiten Zeit, welche auf die erste Zeit folgt; Bestimmen eines Stromes des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit; und Stabilisieren des Ladezustandes, um einen vorgegebenen kalibrierten Wert herum unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte, der zweiten Ladezustandswerte, und des Stromes mittels eines Prozessors; und ein nicht-flüchtiges computerlesbares Speichermedium, welches das Programm speichert.
9. Programmerzeugnis nach Ausführungsform 8, wobei das Programm weiterhin eingerichtet ist, um wenigstens zu ermöglichen: Messen eines ersten Spannungswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten mittels eines Spannungssensors zu der ersten Zeit; Messen eines zweiten Spannungswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten mittels des Spannungssensors zu der zweiten Zeit; Bestimmen des ersten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der ersten Spannungswerte; und Bestimmen des zweiten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der zweiten Spannungswerte.
10. Programmerzeugnis nach Ausführungsform 8, wobei das Programm weiterhin eingerichtet ist, um wenigstens zu ermöglichen: Kontinuierliches Integrieren des Stroms des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit, wobei ein integrierter Strom erzeugt wird.
11. Programmerzeugnis nach Ausführungsform 10, wobei das Programm weiterhin eingerichtet ist, um wenigstens zu ermöglichen: Berechnen einer Menge an zu entladender elektrischer Ladung für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung des ersten Ladezustandswertes, des zweiten Ladezustandswertes und des integrierten Stroms des Batteriepacks; und Betreiben eines Widerstandes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten, bis die Menge an elektrischer Ladung entladen ist.
12. Programmerzeugnis nach Ausführungsform 11, wobei das Programm weiterhin eingerichtet ist, um wenigstens zu ermöglichen: Berechnen einer von jeder von der Mehrzahl von Zelleinheiten abzubauenden Lademenge, um den vorgegebenen kalibrierten Wert zu erreichen; und Berechnen einer Entladezeit für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der abzubauenden Lademenge und eines aktuellen Ladezustandes jeder von der Mehrzahl von Zelleinheiten.
13. Programmerzeugnis nach Ausführungsform 11, wobei der aktuelle Ladezustand für jede Zelleinheit den zweiten Ladezustandswert umfasst.
14. Programmerzeugnis nach Ausführungsform 12, wobei das Programm weiterhin eingerichtet ist, um wenigstens zu ermöglichen: Berechnen einer Änderungsrate in Ampere pro Stunde für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten; und Berechnen der Entladezeit unter Verwendung der Änderungsrate in Ampere pro Stunde mittels des Prozessors.
15. System zum Stabilisieren eines Ladezustands einer Mehrzahl von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges, wobei das System umfasst: eine Mehrzahl von Spannungssensoren, wobei die Mehrzahl von Spannungssensoren eingerichtet ist, einen ersten Ladezustandswert für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer ersten Zeit und einen zweiten Ladezustandswert für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer zweiten Zeit zu messen, welche auf die erste Zeit folgt; und einen Stromsensor, welcher eingerichtet ist, einen Strom des Batteriepacks zu messen; und eine Steuerung, welche mit der Mehrzahl an Spannungssensoren und dem Stromsensor gekoppelt und eingerichtet ist, um den Ladezustand um einen vorgegebenen kalibrierten Wert unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte, der zweiten Ladezustandswerte und des Stromes zu stabilisieren.
16. System nach Ausführungsform 15, wobei die Steuerung weiterhin eingerichtet ist: den Strom zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit zu integrieren, wobei ein integrierter Strom erzeugt wird; und den Ladezustand um einen vorgegebenen kalibrierten Wert herum unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte, der zweiten Ladezustandswerte und des integrierten Stromes zu stabilisieren.
17. System nach Ausführungsform 16, weiterhin umfassend: eine Mehrzahl an Widerstanden, wobei jeder von der Mehrzahl von Widerständen eingerichtet ist, mit einer entsprechenden von der Mehrzahl von Zelleinheiten gekoppelt zu werden; wobei die Steuerung weiterhin eingerichtet ist: eine Menge an zu entladender elektrischer Ladung für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung des Ladezustands und des integrierten Stroms des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit durch den Prozessor zu berechnen; und Anweisungen zum Betreiben des Widerstands für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten bereitzustellen, bis die Menge an elektrischer Ladung entladen ist.
18. System nach Ausführungsform 17, weiterhin umfassend: eine Mehrzahl an Transistoren, wobei jeder von der Mehrzahl von Transistoren mit dem Prozessor und einem entsprechenden von der Mehrzahl von Widerständen gekoppelt und eingerichtet ist, den entsprechenden von der Mehrzahl von Widerständen auf Grundlage der durch den Prozessor bereitgestellten Anweisungen zu aktivieren.
19. System nach Ausführungsform 18, wobei die Steuerung weiterhin eingerichtet ist: eine von jeder der Mehrzahl von Zelleinheiten abzubauende Lademenge zu berechnen, um den vorgegebenen kalibrierten Wert zu erreichen; und eine Entladezeit für jede der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der abzubauenden Lademenge und eines aktuellen Ladezustands jeder der Mehrzahl von Zelleinheiten zu berechnen.
20. System nach Ausführungsform 15, wobei die Steuerung umfasst: einen Prozessor; und einen mit der Steuerung gekoppelten Speicher, welcher eingerichtet ist, den vorgegebenen kalibrierten Wert zu speichern.

Claims

Verfahren zum Stabilisieren eines Ladezustandes einer Mehrzahl von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Bestimmen eines ersten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer ersten Zeit; Bestimmen eines zweiten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer zweiten Zeit, welche auf die erste Zeit folgt; Bestimmen eines Stromes des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit; und Stabilisieren des Ladezustandes, um einen vorgegebenen kalibrierten Wert herum unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte; der zweiten Ladezustandswerte, und des Stromes mittels eines Prozessors.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei: der Schritt des Bestimmens der ersten Ladezustandswerte die folgenden Schritte umfasst: Messen eines ersten Spannungswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten mittels eines Spannungssensors zu der ersten Zeit; und Bestimmen des ersten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der ersten Spannungswerte; und den Schritt des Bestimmens der ersten Ladezustandswerte, der die folgenden Schritte umfasst: Messen eines zweiten Spannungswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten mittels des Spannungssensors zu der zweiten Zeit; und Bestimmen des zweiten Ladezustandswertes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der zweiten Spannungswerte.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Schritt des Bestimmens des Stromes den folgenden Schritt umfasst: Kontinuierliches Integrieren des Stroms des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit, wobei ein integrierter Strom erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei der Schritt des Stabilisierens des Ladezustands die folgenden Schritte umfasst: Berechnen einer Menge an zu entladender elektrischer Ladung für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung des ersten Ladezustandswertes, des zweiten Ladezustandswertes und des integrierten Stroms des Batteriepacks; und Betreiben eines Widerstandes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten, bis die Menge an elektrischer Ladung entladen ist.
Verfahren nach Anspruch 4, weiterhin folgende Schritte umfassend: Berechnen einer von jeder von der Mehrzahl von Zelleinheiten abzubauenden Lademenge, um den vorgegebenen kalibrierten Wert zu erreichen; und Berechnen einer Entladezeit für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung der zu entfernenden Lademenge und eines aktuellen Ladezustandes jeder von der Mehrzahl von Zelleinheiten.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der aktuelle Ladezustand für jede Zelleinheit den zweiten Ladezustandswert umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, wobei der Schritt des Berechnens der Entladezeit die folgenden Schritte umfasst: Berechnen einer Änderungsrate in Ampere pro Stunde für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten; und Berechnen der Entladezeit unter Verwendung der Änderungsrate in Ampere pro Stunde mittels des Prozessors.
System zum Stabilisieren eines Ladezustandes einer Mehrzahl von Zelleinheiten eines Batteriepacks eines Fahrzeuges, insbesondere durch Anwenden eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das System umfasst: eine Mehrzahl von Spannungssensoren, wobei jeder von der Mehrzahl von Spannungssensoren eingerichtet ist, einen ersten Ladezustandswert für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer ersten Zeit zu messen und einen zweiten Ladezustandswert für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten zu einer zweiten Zeit zu messen, welche auf die erste Zeit folgt; und einen Stromsensor, welcher eingerichtet ist, um einen Strom des Batteriepacks zu messen; und eine Steuerung, welche mit der Mehrzahl von Spannungssensoren und dem Stromsensor gekoppelt und eingerichtet ist, um den Ladezustand um einen vorgegebenen kalibrierten Wert unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte, der zweiten Ladezustandswerte und des Stromes zu stabilisieren.
System nach Anspruch 8, wobei die Steuerung weiterhin eingerichtet ist, um: den Strom zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit zu integrieren, um so einen integrierten Strom zu erzeugen; und den Ladezustand um den vorgegebenen kalibrierten Wert unter Verwendung der ersten Ladezustandswerte, der zweiten Ladezustandswerte und des integrierten Stromes auszugleichen; den Ladezustand um den vorgegebenen kalibrierten Wert unter Verwendung des Ladezustandes und des integrierten Stromes zu stabilisieren.
System nach Anspruch 15 oder 16, weiterhin umfassend: eine Mehrzahl von Widerständen, wobei jeder von der Mehrzahl von Widerständen eingerichtet ist, mit einer entsprechenden von der Mehrzahl von Zelleinheiten gekoppelt zu werden; wobei die Steuerung weiterhin eingerichtet ist, um: eine zu entladende elektrische Lademenge für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten unter Verwendung des Ladezustandes und des integrierten Stromes des Batteriepacks zwischen der ersten Zeit und der zweiten Zeit mittels des Prozessors zu berechnen; und Anweisungen zum Betreiben des Widerstandes für jede von der Mehrzahl von Zelleinheiten bereitzustellen, bis die elektrische Lademenge entladen ist.