DE102012212869A1

DE102012212869A1 - Verfahren und System zum Steuern einer Fahrzeugbatterie

Info

Publication number: DE102012212869A1
Application number: DE102012212869A
Authority: DE
Inventors: Jonathan R. Schwarz; Gregory E. Smith; Damon R. Frisch; Brian J. Koch; James C. Gibbs; Brandon R. Jones
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2013-01-31
Anticipated expiration: 2032-07-24
Also published as: DE102012212869B4; CN102897052B; CN102897052A; US9285432B2; US20130027048A1

Abstract

Ein Verfahren und System zum Manipulieren, Verstellen oder anderweitigen Steuern eines Ladezustands-Betriebsbereichs (SOC-Betriebsbereichs) für eine Hochspannungs-Fahrzeugbatterie etwa von dem Typ, der für den Vortrieb von Hybrid- oder Elektrofahrzeugen verwendet wird. Indem ein dynamischer SOC-Betriebsbereich bereitgestellt wird, der sich in Ansprechen auf sich ändernde Batteriebedingungen verändert, kann die Batterieleistung verbessert werden, sodass die Batterielebensdauer verlängert wird. In Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform kann der dynamische SOC-Betriebsbereich unterschiedliche Kombinationen aus harten und/oder weichen Grenzen oder Grenzwerten aufweisen.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Fahrzeugbatterien und insbesondere Verfahren und Systeme zum Steuern von Fahrzeugbatterien, die zum Fahrzeugvortrieb verwendet werden können.
HINTERGRUND
Fahrzeuge, die Hochspannungsbatterien zum Fahrzeugvortrieb verwenden (z. B. Batterieelektrofahrzeuge (BEVs), Hybridelektrofahrzeuge (HEVs), Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeuge (PHEVs), Elektrofahrzeuge mit erhöhter Reichweite (EREVs) usw.), versuchen typischerweise die Batterie innerhalb eines Betriebsbereichs mit einem bestimmten Ladezustand (SOC) zu halten. Der SOC-Betriebsbereich kann durch unterschiedliche Faktoren oder Überlegungen beeinflusst werden, welche eine gewünschte Batterieleistung, Batterielebensdauer und Kraftstoffsparsamkeit umfassen. Der Fachmann wird feststellen, dass es einige Kompromisse hinsichtlich dessen geben kann, wie sich diese Überlegungen auf den gewünschten SOC-Betriebsbereich auswirken, da Verbesserungen bei einem Faktor einen anderen negativ beeinflussen können.
Darüber hinaus können sich Batteriebedingungen für eine Hochspannungs-Fahrzeugbatterie im Lauf der Zeit aufgrund von Faktoren, wie etwa einem Batteriealter, einer Batterietemperatur, eines Auflade- und Entladeverlaufs der Batterie usw. verändern. Ein Steuern oder Manipulieren eines SOC-Betriebsbereichs auf eine Weise, die verschiedene Überlegungen und/oder Kompromisse berücksichtigt, kann daher eine ziemliche Herausforderung darstellen, speziell wenn sich die Batteriebedingungen im Lauf der Zeit verändern.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugbatterie bereitgestellt. Das Verfahren kann die Schritte umfassen, dass: (a) ein gegenwärtiger Zustand der Fahrzeugbatterie bestimmt wird, wobei die Fahrzeugbatterie zumindest teilweise zum Fahrzeugvortrieb verwendet wird; (b) der gegenwärtige Zustand der Fahrzeugbatterie bewertet wird, um festzustellen, ob die Batterie eine Reduktion bei der Batterieleistung erfahren hat; und (c) dann, wenn die Fahrzeugbatterie eine Reduktion bei der Batterieleistung erfahren hat, ein Ladezustands-Betriebsbereich (SOC-Betriebsbereich) so verstellt wird, dass die Batterieleistung verbessert wird.
ZEICHNUNGEN
Bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen werden hier nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen und wobei:
1 eine perspektivische Ansicht ist, die Abschnitte eines beispielhaften Fahrzeugs darstellt;
2 ein Flussdiagramm ist, das Schritte eines beispielhaften Verfahrens darstellt, das mit einem Fahrzeug verwendet werden kann, etwa dem in 1 gezeigten Fahrzeug; und
3–4 Zeichnungen sind, die mehrere verschiedene beispielhafte Ladezustands-Betriebsbereiche (SOC-Betriebsbereiche) zeigen und bereitgestellt sind, um das Veranschaulichen einiger der Schritte in dem Verfahren in 2 zu unterstützen.
BESCHREIBUNG
Das Verfahren und das System, die hier beschrieben werden, können verwendet werden, um einen Ladezustands-Betriebsbereich (SOC-Betriebsbereich) für eine Hochspannungs-Fahrzeugbatterie, etwa von dem Typ, der zum Vortrieb von Hybrid- oder Elektrofahrzeugen verwendet wird, zu manipulieren, zu verstellen oder auf andere Weise zu steuern. Durch das Bereitstellen eines dynamischen SOC-Betriebsbereichs, der sich in Ansprechen auf sich verändernde Batteriebedingungen verändert, kann die Batterieleistung verbessert werden, sodass die Batterielebensdauer verlängert wird.
Um diesen Punkt zu veranschaulichen, wird eine alternative Situation betrachtet, bei der eine Fahrzeugbatterie einen statischen Ladezustands-Betriebsbereich (SOC-Betriebsbereich) über ihre gesamte Betriebslebensdauer hinweg verwendet, obwohl sich die Batterieleistung über die gleiche Zeitspanne hinweg langsam verschlechtert. Es kommt ein Punkt, bei dem die Batterieleistung unter einen minimalen Akzeptanzschwellenwert fällt, an dem die Fahrzeugbatterie typischerweise ausgetauscht werden muss. Statt die Fahrzeugbatterie einfach auszutauschen, sind das vorliegende Verfahren und System in der Lage, Einstellungen am SOC-Betriebsbereich durchzuführen, welche die Batterieleistung auf ein Niveau verbessern, das wieder akzeptabel ist. Dies wiederum kann die Batterielebensdauer verlängern, da die Fahrzeugbatterie in diesem Moment nicht mehr ausgetauscht werden muss. Auch wenn die Einstellungen am SOC-Betriebsbereich zu einer beschleunigten Verschlechterung hinsichtlich der Batterielebensdauer führen – es gibt häufig einen Kompromiss zwischen der Batterieleistung und der Batterielebensdauer – können die Einstellungen dennoch wünschenswert sein, wenn sie den Austausch der Fahrzeugbatterie auf einen späteren Zeitpunkt verschieben.
Mit Bezug auf 1 sind Abschnitte eines beispielhaften Fahrzeugs 10 gezeigt, welches das Verfahren und System, die nachstehend beschrieben sind, verwenden kann. Es ist festzustellen, dass 1 nur eine schematische Darstellung bestimmter Abschnitte eines Fahrzeugs ist und dass das hier beschriebene Verfahren und System mit einer beliebigen Anzahl anderer Fahrzeuge verwendet werden können und nicht auf das beispielhafte hier gezeigte beschränkt sind. Beispielsweise können das vorliegende Verfahren und System mit einem Hybridelektrofahrzeug (HEV), einem Steckdosenhybrid-Elektrofahrzeug (PHEV), einem Elektrofahrzeug mit erhöhter Reichweite (EREV), einem Batterieelektrofahrzeug (BEV) oder einem beliebigen anderen Fahrzeug verwendet werden, das eine Fahrzeugbatterie zumindest teilweise zum Fahrzeugvortrieb verwendet. Gemäß einem Beispiel ist das Fahrzeug 10 ein Elektrofahrzeug mit erhöhter Reichweite (EREV) und enthält allgemein eine Fahrzeugbatterie 30, einen Elektromotor 32, einen Wechselrichter/Wandler 34, eine Kraftmaschine 36, einen Generator 38 und ein Steuermodul 40. Da viele der Komponenten des Fahrzeugs 10 in der Technik allgemein bekannt sind und da das vorliegende Verfahren mit vielen unterschiedlichen Fahrzeugtypen verwendet werden kann, wird hier eine kurze Erklärung anstelle einer detaillierten Aufzählung ihrer individuellen Struktur und Funktionalität bereitgestellt.
Die Fahrzeugbatterie 30 kann elektrische Energie speichern, die zumindest teilweise zum Fahrzeugvortrieb verwendet wird, sowie um die anderen elektrischen Bedürfnisse des Fahrzeugs zu erfüllen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform enthält die Batterie 30 einen Hochspannungsbatteriestapel 50 (z. B. 40 V–600 V), eine Batteriesensoreinheit 52 und eine Batteriesteuereinheit 54. Der Batteriestapel 50 kann eine Anzahl einzelner Batteriezellen enthalten und kann eine beliebige geeignete Batteriechemie verwenden, welche diejenigen umfasst, die auf den folgenden Technologien beruhen: Lithium-Ionen, Nickelmetallhydrid (NiMH), Nickelcadmium (NiCd), Natriumnickelchlorid (NaNiCl) oder eine andere Batterietechnologie. Die Batterie 30 sollte so konstruiert sein, dass sie wiederholte Auflade- und Entladezyklen aushält, und sie kann in Verbindung mit anderen Energie speichervorrichtungen verwendet werden, etwa Kondensatoren, Superkondensatoren, Induktivitäten usw. Der Fachmann wird feststellen, dass die Fahrzeugbatterie gemäß einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen bereitgestellt sein kann, in einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Konfigurationen verbunden sein kann und eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Teilkomponenten wie etwa Sensoren, Steuereinheiten und/oder beliebige andere geeignete in der Technik bekannte Komponenten enthalten kann.
Die Batteriesensoreinheit 52 kann eine beliebige Vielfalt von unterschiedlichen Erfassungskomponenten oder Elementen enthalten, und kann eine Vielfalt von Batteriebedingungen überwachen, wie etwa eine Batteriespannung, einen Batteriestrom, einen Batterieladezustand (SOC), einen Batteriefunktionszustand (SOH), eine Batterietemperatur usw. In einigen Fällen kann es sogar möglich sein, dass die Batteriesensoreinheit 52 eine Batteriekapazität und/oder einen Batteriewiderstandswert direkt misst. Die Sensoreinheit 52 kann Sensoren enthalten, die in die Fahrzeugbatterie 30 integriert sind (eine intelligente oder smarte Batterie), extern außerhalb der Batterie angeordnet sind oder gemäß einer anderen bekannten Anordnung bereitgestellt sind. Die Batteriesensoreinheit 52 kann Batteriebedingungen auf einer Basis von Zelle zu Zelle, als einen Mittelwert einer Ansammlung oder eines Blocks von Zellen oder einer Region des Batteriestapels, als einem Mittelwert des gesamten Batteriestapels oder gemäß einem anderen in der Technik bekannten Verfahren überwachen, erfassen oder auf andere Weise bestimmen. Eine Ausgabe von der Batteriesensoreinheit 50 kann an die Batteriesteuereinheit 54, das Steuermodul 40 oder eine andere geeignete Vorrichtung geliefert werden.
Die Batteriesteuereinheit 54 kann eine beliebige Vielfalt von elektronischen Verarbeitungsvorrichtungen, Speichervorrichtungen, Eingabe/Ausgabe-Vorrichtungen (E/A-Vorrichtungen) und anderen bekannten Komponenten umfassen und kann verschiedene Funktionen mit Bezug auf Steuerung und/oder Kommunikation durchführen. Zum Beispiel kann die Batteriesteuereinheit 54 Sensorsignale von der Batteriesensoreinheit 52 empfangen, die Sensorsignale in eine geeignete Sensormeldung verpacken und die Sensormeldung an das Steuermodul 40 über eine geeignete Verbindung senden, etwa einen CAN-Bus, einen Systemmanagementbus (SMBus), eine proprietäre Kommunikationskopplung oder ein beliebiges anderes Kommunikationsmittel, das dem Fachmann bekannt ist. Es ist möglich, dass die Batteriesteuereinheit 54 Batteriesensorlesewerte sammelt und diese in einem lokalen Speicher speichert, sodass eine umfassende Sensormeldung zu einem späteren Zeitpunkt an das Steuermodul 40 geliefert werden kann, oder die Sensorlesewerte können an das Modul 40 oder ein anderes Ziel weitergeleitet werden, sobald sie bei der Steuereinheit 54 eintreffen, um ein paar Möglichkeiten aufzuzählen. Als eine weitere Eigenschaft kann die Batteriesteuereinheit 54 sachdienliche Batteriekennlinien und Hintergrundinformationen hinsichtlich der Zellenchemie, der Zellenkapazität, oberer und unterer Batteriespannungsgrenzen, Batteriestromgrenzen, Batterietemperaturgrenzen, Temperaturprofile, einer Batterieimpedanz, einer Anzahl oder eines Verlaufs von Auflade/Entlade-Ereignissen der Batterie usw. speichern.
Der Elektromotor 32 kann elektrische Energie verwenden, die in der Fahrzeugbatterie 30 gespeichert ist, um ein oder mehrere Fahrzeugräder anzutreiben, was wiederum das Fahrzeug vorantreibt. Obwohl 1 den Elektromotor 32 auf schematische Weise als eine einzige diskrete Vorrichtung darstellt, kann der Elektromotor mit einem Generator kombiniert sein (ein sogenannter ”Mogen”), oder er kann mehrere Elektromotoren umfassen (z. B. separate Motoren für die Vorder- und Hinterräder, separate Motoren für jedes Rad, separate Motoren für unterschiedliche Funktionen usw.), um ein paar Möglichkeiten zu erwähnen. Das Fahrzeug 10 ist nicht auf irgendeinen speziellen Typ von Elektromotor begrenzt, die viele unterschiedliche Motortypen, Größen, Technologien usw. verwendet werden können. Bei einem Beispiel enthält der Elektromotor 32 einen AC-Motor (z. B. einen dreiphasigen AC-Induktionsmotor, einen mehrphasigen AC-Induktionsmotor usw.) sowie einen Generator, der bei einem regenerativen Bremsen verwendet werden kann. Der Elektromotor 32 kann gemäß einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen bereitgestellt sein (z. B. AC- oder DC-Motoren, Motoren mit Bürsten oder bürstenlose Motoren, Permanentmagnetmotoren usw.), er kann in einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Konfigurationen verbunden sein und er kann eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Komponenten enthalten, wie etwa Kühlmerkmale, Sensoren, Steuereinheiten und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
Der Wechselrichter/Wandler 34 kann als Zwischenglied zwischen der Fahrzeugbatterie 30 und dem Elektromotor 32 wirken, da diese zwei Vorrichtungen oftmals so konstruiert sind, dass sie mit unterschiedlichen Betriebsparametern arbeiten. Zum Beispiel kann der Wechselrichter/Wandler 34 während eines Fahrzeugvortriebs die Spannung von der Batterie 30 hochtransformieren und den Strom von DC in AC umwandeln, um den Elektromotor 32 anzutreiben, während der Wechselrichter/Wandler bei einem regenerativen Bremsen die durch ein Bremsereignis erzeugte Spannung niedertransformieren kann und den Strom von AC in DC umwandeln kann, sodass er korrekt von der Batterie gespeichert werden kann. In gewisser Weise verwaltet der Wechselrichter/Wandler 34, wie diese unterschiedlichen Betriebsparameter (d. h. AC gegenüber DC, verschiedene Spannungspegel usw.) zusammenarbeiten. Der Wechselrichter/Wandler 34 kann einen Wechselrichter zur Umwandlung von DC in AC, einen Gleichrichter zum Umwandlung von AC in DC, einen Aufwärtswandler oder Transformator zum Erhöhen der Spannung, einen Abwärtswandler oder Transformator zum Verringern der Spannung, andere geeignete Energieverwaltungskomponenten oder eine Kombination daraus enthalten. Bei der gezeigten beispielhaften Ausführungsform sind Wechselrichter- und Wandlereinheiten in eine einzige bidirektionale Vorrichtung integriert; jedoch sind andere Ausführungsformen gewiss möglich. Es sollte erkannt werden, dass der Wechselrichter/Wandler 34 gemäß einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen bereitgestellt sein kann (z. B. mit separaten Wechselrichter- und Wandlereinheiten, bidirektional oder unidirektional usw.), in einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Konfigurationen verbunden sein kann und eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Komponenten enthalten kann, wie etwa Kühlsysteme, Sensoren, Steuereinheiten und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
Die Kraftmaschine 36 kann den Generator 38 unter Verwendung herkömmlicher Techniken mit interner Verbrennung antreiben und kann einen beliebigen geeigneten Typ von Kraftmaschine umfassen, der in der Technik bekannt ist. Einige Beispiele geeigneter Kraftmaschinen umfassen Kraftmaschinen mit Benzin, mit Diesel, mit Ethanol, mit flexiblem Kraftstoff, selbstansaugende Kraftmaschinen, turbogeladene Kraftmaschinen, supergeladene Kraftmaschinen, rotatorische Kraftmaschinen, Kraftmaschinen mit Ottozyklus, Atkinszyklus und Millerzyklus sowie einen beliebigen anderen geeigneten Kraftmaschinentyp, der in der Technik bekannt ist. Gemäß der hier gezeigten speziellen Ausführungsform ist die Kraftmaschine 36 eine kleine kraftstoffsparende Kraftmaschine (z. B. eine turbogeladene Vierzylinderkraftmaschine mit kleinem Hubraum), die ihre mechanische Ausgabe verwendet, um den Generator 38 zu drehen. Der Fachmann wird feststellen, dass die Kraftmaschine 36 gemäß einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen bereitgestellt sein kann, in einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Konfigurationen verbunden sein kann (z. B. kann die Kraftmaschine 36 Teil eines Parallelhybridsystems sein, bei dem die Kraftmaschine außerdem mit den Fahrzeugrädern mechanisch gekoppelt ist, statt dass sie ausschließlich zur Erzeugung von Elektrizität verwendet wird) und eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Komponenten enthalten kann, wie etwa Sensoren, Steuereinheiten und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind.
Der Generator 38 ist mit der Kraftmaschine 36 mechanisch derart gekoppelt, dass die mechanische Ausgabe der Kraftmaschine bewirkt, dass der Generator elektrische Energie erzeugt, die an die Fahrzeugbatterie 30, den Elektromotor 32 oder an beide geliefert werden kann. Es soll erwähnt werden, dass der Generator 38 gemäß einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Ausführungsformen bereitgestellt sein kann (z. B. können der Generator des Motors 32 und der Generator 38 zu einer einzigen Einheit kombiniert sein), in einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Konfigurationen verbunden sein kann und eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Komponenten enthalten kann, wie etwa Sensoren, Steuereinheiten und/oder beliebige andere geeignete Komponenten, die in der Technik bekannt sind. Der Generator 38 ist nicht auf irgendeinen speziellen Generatortyp oder eine spezielle Ausführungsform beschränkt.
Das Steuermodul 40 kann verwendet werden, um bestimmte Operationen oder Funktionen des Fahrzeugs 10 zu steuern, zu lenken oder anderweitig zu managen, und es enthält gemäß einer beispielhaften Ausführungsform eine Verarbeitungsvorrichtung 70 und eine Speichervorrichtung 72. Die Verarbeitungsvorrichtung 70 kann einen beliebigen Typ eines geeigneten elektronischen Prozessors umfassen (z. B. einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller, eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) usw.), der Anweisungen für Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripten usw. ausführt. Dieser Prozessor ist nicht auf irgendeinen beliebigen Typ von Komponente oder Vorrichtung beschränkt. Die Speichervorrichtung 72 kann einen beliebigen Typ eines geeigneten elektronischen Speichermittels umfassen und kann eine Vielfalt von Daten und Informationen speichern. Dies umfasst beispielsweise: erfasste Fahrzeugbedingungen; Nachschlagetabellen und andere Datenstrukturen; Software, Firmware, Programme, Algorithmen, Skripten und andere elektronische Anweisungen; Komponentenkennlinien und Hintergrundinformationen usw. Das vorliegende Verfahren – sowie beliebige andere elektronische Anweisungen und/oder Informationen, die für derartige Aufgaben benötigt werden – können ebenfalls in der Speichervorrichtung 72 gespeichert oder auf andere Weise gehalten werden. Das Steuermodul 40 kann auf elektronische Weise mit anderen Fahrzeugvorrichtungen und Modulen über E/A-Vorrichtungen und geeignete Verbindungen verbunden sein, wie etwa einen Kommunikationsbus, sodass sie nach Bedarf interagieren können. Dies sind selbstverständlich nur einige der möglichen Anordnungen, Funktionen und Fähigkeiten des Steuermoduls 40, da andere selbstverständlich möglich sind. In Abhängigkeit von der speziellen Ausführungsform kann das Steuermodul 40 ein eigenständiges elektronisches Modul sein (z. B. ein Fahrzeugintegrationssteuermodul (VICM), ein Antriebswechselrichtermodul (TPIM), ein Batteriewechselrichtermodul (BPIM) usw.), es kann in einem anderen elektronischen Modul im Fahrzeug eingebaut oder enthalten sein (z. B. einem Antriebsstrangsteuermodul, einem Kraftmaschinensteuermodul, einem Hybridsteuermodul usw.), oder es kann Teil eines größeren Netzwerks oder Systems sein (z. B. eines Batteriemanagementsystems (BMS), eines Fahrzeugenergiemanagementsystems usw.), um ein paar Möglichkeiten aufzuzählen.
Wiederum sind die vorstehende Beschreibung des beispielhaften Fahrzeugs 10 und die Zeichnung in 1 nur dazu gedacht, eine mögliche Fahrzeuganordnung zu veranschaulichen und dies in allgemeiner Weise zu tun. Eine beliebige Anzahl anderer Fahrzeuganordnungen und Architekturen, welche diejenigen umfassen, die sich von der in 1 gezeigten deutlich unterscheiden, können stattdessen verwendet werden.
Mit Bezug nun auf 2 ist ein beispielhaftes Verfahren 100 zum Steuern eines Ladezustands-Betriebsbereichs (SOC-Betriebsbereichs) für eine Hochspannungs-Fahrzeugbatterie, wie etwa die Fahrzeugbatterie 30, gezeigt, sodass die Batterieleistung und die Batterielebensdauer verbessert werden können. Schritt 110 ist ein optionaler Schritt, bei dem das Verfahren einen Wert oder Parameter holt, der als ein Anfangsbatteriezustand bekannt ist. Der ”Anfangsbatteriezustand” bezeichnet, so wie er hier verwendet wird, in weitem Sinn eine beliebige Batteriekennlinie, einen beliebigen Parameter, eine Bedingung und/oder einen anderen Wert, die bzw. der den Zustand oder Status der Batterie bei einem vorherigen Zeitpunkt beschreibt (z. B., als die Batterie neu war). Der Anfangsbatteriezustand kann beispielsweise die Batteriekapazität oder den Batteriewiderstandswert zu dem Zeitpunkt bezeichnen, als die Batterie hergestellt wurde. Dies kann für das Verfahren einen Referenzpunkt bereitstellen, wenn es anschließend einen gegenwärtigen Zustand der Batterie bewertet. Gemäß einem Beispiel holt Schritt 110 einen Anfangsbatteriezustandswert aus einer elektronischen Speichervorrichtung, etwa denjenigen, die in der Batteriesteuereinheit 54, dem Steuermodul 40 oder an anderer Stelle anzutreffen sind. Der Anfangsbatteriezustand kann mithilfe der Batteriekapazität, des Batteriewiderstandswerts, des Funktionszustands (SOH), des Ladezustands (SOC), einer anderen Batteriebedingung oder einer Kombination daraus ausgedrückt werden. Der Anfangsbatteriezustand kann bei anschließenden Bewertungen oder Vergleichen verwendet werden, wie noch erläutert wird. Andere Techniken zur Bestimmung eines Anfangsbatteriezustands sind sicher möglich, da ein beliebiges geeignetes Verfahren verwendet werden kann.
Schritt 120 bestimmt einen gegenwärtigen Batteriezustand für die Fahrzeugbatterie. Der ”gegenwärtige Batteriezustand” ähnelt, so wie er hier verwendet wird, dem Anfangsbatteriezustand in großem Maß, betrifft aber stattdessen eine Bedingung, einen Status und/oder einen Zustand der Fahrzeugbatterie zum gegenwärtigen Zeitpunkt. Der gegenwärtige Batteriezustand kann mithilfe von Sensoren direkt gemessen werden oder er kann durch andere Batteriebedingungen oder Lesewerte indirekt berechnet oder abgeleitet werden. Beispielsweise ist es möglich, dass die Sensoren 52 die Batteriekapazität und/oder den Widerstandswert direkt messen, oder dass die Sensoren die Batteriespannung, den Strom, die Temperatur usw. messen und die Batteriekapazität und/oder den Widerstandswert dann aus diesen Lesewerten indirekt ableiten. Der Amperestundendurchsatz ist ein weiterer Parameter, der durch Schritt 120 verwendet werden kann, um den gegenwärtigen Batteriezustand zu bestimmen. In einem allgemeinen Sinn betrifft die Batteriekapazität die Energie der Batterie oder ihre Fähigkeit, Energie zu speichern, während der Batteriewiderstandswert die Leistung der Batterie oder ihre Fähigkeit zur Lieferung von Leistung betrifft. Die zur Bestimmung des Anfangs- und/oder gegenwärtigen Batteriezustands verwendeten Komponenten können innerhalb der Fahrzeugbatterie 30 angeordnet sein oder sie können sich außerhalb der Batterie befinden. Es ist festzustellen, dass Schritt 120 nicht auf irgendeine spezielle Technik oder irgendein spezielles Verfahren beschränkt ist und dass ein beliebiges geeignetes Mittel zur Bestimmung des gegenwärtigen Batteriezustands verwendet werden kann.
Als nächstes bewertet Schritt 130 den gegenwärtigen Batteriezustand, um festzustellen, ob die Fahrzeugbatterie eine Reduktion bei der Batterieleistung erfahren hat. Dies kann in einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Weisen durchgeführt werden. Beispielsweise kann die Steuereinheit 54 den Anfangsbatteriezustand (z. B. eine Batteriekapazität oder einen Batteriewiderstandswert, die aus dem Speicher geholt wurden) mit dem gegenwärtigen Batteriezustand vergleichen, um festzustellen, ob es eine Verschlechterung oder Reduktion bei der Leistung der Batterie 30 gegeben hat. Bei einer anderen Ausführungsform vergleicht die Steuereinheit 54 den gegenwärtigen Batteriezustand mit einem Batterieschwellenwert, der im Speicher gespeichert ist, statt mit einem Anfangsbatteriezustandswert, um festzustellen, ob eine und eine wie große Batterieverschlechterung stattgefunden hat. Um diese Ausführungsform zu veranschaulichen, wird das Beispiel betrachtet, bei dem Schritt 130 den gegenwärtigen Batteriezustand in der Form eines gemessenen oder berechneten Batteriewiderstandswerts mit einem Batteriewiderstandsschwellenwert vergleicht, der im Speicher gespeichert ist. Dieser Vergleich kann durch eine Zunahme beim Innenwiderstandswert der Batterie anzeigen, um wie viel, falls überhaupt, sich die Batterie verschlechtert hat. Wenn der gegenwärtige Batteriewiderstandswert größer als der Schwellenwert ist, kann dies eine Situation anzeigen, in der die Batterie möglicherweise nicht genügend Leistung erzeugen kann, um alle elektrischen Bedürfnisse des Fahrzeugs zu erfüllen; entsprechend kann es sein, dass einige Veränderungen am SOC-Betriebsbereich benötigt werden. Bei einem anderen Beispiel kann Schritt 130 die gegenwärtige Batteriekapazität mit einem bestimmten Kapazitätsschwellenwert vergleichen; wenn die gegenwärtige Kapazität niedriger als der Schwellenwert ist, kann es sein, dass die Fahrzeugbatterie nicht in der Lage ist, Energie in ausreichendem Ausmaß zu empfangen und zu speichern. Es können auch andere Verfahren und Techniken zum Bewerten oder Vergleichen der Fahrzeugbatterie verwendet werden, da die hier beschriebenen nur Beispiele sind.
Wenn es keine Reduktion bei der Batterieleistung gegeben hat oder wenn die Reduktion minimal ist, dann kann Schritt 140 bestimmen, dass ein Verstellen eines Ladezustands-Betriebsbereichs (SOC-Betriebsbereichs) nicht gerechtfertigt ist und kann die Steuerung des Verfahrens zurück zu Schritt 120 zur weiteren Überwachung schicken. Dies kann der Fall sein, wenn die Fahrzeugbatterie gegenwärtig ähnliche Batteriekapazitäts- und/oder Widerstandswerte zeigt, wie sie beispielsweise hatte, als sie neu war. Wenn andererseits eine signifikante Reduktion bei der Batterieleistung aufgetreten ist, dann kann Schritt 140 das Verfahren auf den nächsten Schritt setzen, sodass Einstellungen am SOC-Betriebsbereich durchgeführt werden können. Es wird die Situation betrachtet, bei der sich die Batteriekapazität auf den Punkt verschlechtert hat, bei dem die Fahrzeugbatterie 30 eine Ladung aus regenerativen Bremsoperationen nicht mehr in angemessener Weise aufnehmen kann, sodass die Kraftmaschine 36 regelmäßig läuft und den Generator 38 antreibt, oder der Fall, bei dem der Batteriewiderstandswert bis zu dem Punkt angestiegen ist, bei dem die Batterie 30 nicht mehr genügend Leistung für ein Ankurbeln in kalter Umgebung liefern kann. In diesen beiden Situationen hat sich die Batterieleistung auf den Punkt verringert, bei dem das vorliegende Verfahren versuchen kann, die Verschlechterung zu kompensieren, indem es Veränderungen am SOC-Betriebsbereich durchführt, wie nachstehend erläutert ist.
Es ist festzustellen, dass die Reduktion oder Verschlechterung der Batterieleistung nicht unbedingt so schwer sein muss, wie bei den vorstehenden Beispielen, damit das Verfahren einen dynamischen SOC-Betriebsbereich verwendet, da Veränderungen an diesem Bereich auch in Ansprechen auf eine weniger signifikante Batterieverschlechterung durchgeführt werden können. Der genaue Punkt, bei dem das vorliegende Verfahren entscheidet, einzugreifen und Veränderungen am SOC-Betriebsbereich durchzuführen, kann mit dem Fahrzeug, der Batterie, dem Betriebsverlauf usw. variieren und ist gewiss nicht auf einen beliebigen speziellen Schwellenwert beschränkt. Bei einer Ausführungsform kann das Verfahren mit dem Verändern oder Verstellen des SOC-Betriebsbereichs beginnen, sobald irgendeine wahrnehmbare Batterieverschlechterung detektiert wird; bei einer anderen Ausführungsform kann das Verfahren mit dem Verändern des SOC-Betriebsbereichs beginnen, wenn die Reduktion bei der Batterieleistung für den Fahrer wahrnehmbar wird. Von Schritt 140 können außerdem andere Batteriebedingungen und Parameter anstelle nur der Batteriekapazität und des Widerstandswerts verwendet werden.
Die Schritte 150–180 sind nachstehend in Verbindung mit den veranschaulichenden Zeichnungen beschrieben, die in 3–4 gezeigt sind. Sobald das Verfahren feststellt, dass es eine Verschlechterung oder eine andere Veränderung beim Zustand der Batterie gegeben hat, können die Schritte 150–180 einen Ladezustands-Betriebsbereich (SOC-Betriebsbereich) manipulieren, verstellen oder auf andere Weise steuern, um die Batterieleistung zu verbessern und dadurch die Batterielebensdauer zu verlängern. Eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Verfahren und Techniken kann verwendet werden, um den SOC-Betriebsbereich zu verändern oder zu manipulieren, welche diejenigen des beispielhaften Schritts 160, die eine oder mehrere harte Grenzen des Bereichs steuern, und diejenigen des beispielhaften Schrittes 170 umfassen, welche eine oder mehrere weiche Grenzen des Bereichs steuern. Der Begriff ”harte Grenze” bezeichnet, so wie er hier verwendet wird, in weitem Sinn einen beliebigen Grenzwert, Schwellenwert und/oder eine andere Grenze, der bzw. die die Ladungsmenge in der Batterie steuert und für alle Auflade- und Entladeereignisse zutrifft. Wenn die Fahrzeugbatterie 30 zum Beispiel eine obere harte Grenze von 80% SOC aufweist, dann wird das Fahrzeug die Batterie unabhängig davon, welches Aufladeereignis vorliegt, nicht über 80% aufladen. Der Begriff ”weiche Grenze” andererseits bezeichnet in weitem Sinn einen beliebigen Grenzwert, Schwellenwert und/oder eine andere Grenze, der bzw. die die Ladungsmenge in der Batterie steuert, aber nur für bestimmte Auflade- und Entladeereignisse zutrifft. Wenn die Fahrzeugbatterie 30 beispielsweise eine obere weiche Grenze von 75% SOC aufweist, dann wird das Fahrzeug nicht zulassen, dass bestimmte Aufladeereignisse (z. B. eine Gelegenheitsaufladung) die Batterie über 75% aufladen, aber es würde anderen Aufladeereignissen (z. B. einem regenerativen Bremsen) erlauben, das Aufladen der Batterie über die weiche Grenze hinaus und bis zu der harten Grenze fortzusetzen. In gewisser Weise wirken die harten Grenzen als absolute Schwellenwerte für alle Auflade- und Entladeereignisse, während die weichen Grenzen nur als Schwellenwerte für bestimmte Typen von Auflade- und Entladeereignissen wirken. Eine obere und untere harte Grenze können zusammen einen harten SOC-Betriebsbereich definieren, und eine obere und untere weiche Grenze können zusammen einen weichen SOC-Betriebsbereich definieren.
Mit Bezug auf Schritt 150 stellt das Verfahren fest, ob eine obere und/oder eine untere harte Grenze verändert oder manipuliert werden soll. Wenn es beispielsweise eine Zunahme beim Batteriewiderstandswert gegeben hat, die die Fähigkeit der Batterie zum Ankurbeln der Kraftmaschine 36 beeinträchtigen kann, dann kann Schritt 150 feststellen, dass die obere harte Grenze erhöht werden muss. Wenn die Batteriekapazität auf einen Punkt abgenommen hat, bei dem die Kraftmaschine 36 routinemäßig eingeschaltet wird, um den Generator anzutreiben, dann kann Schritt 150 feststellen, dass es wünschenswert ist, die untere harte Grenze zu verringern. Schritt 150 kann eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Faktoren verwenden, die Batteriebedingungen wie Spannung, Strom, Temperatur, Batterielebensdauer usw. umfassen, sowie andere Faktoren, die jahreszeitabhängiger sind, um festzustellen, ob an den oberen und/oder unteren harten Grenzen Veränderungen durchgeführt werden sollen. Wenn Schritt 150 feststellt, dass die harten Grenzen nicht verändert werden müssen, dann kann das Verfahren zu Schritt 170 weitergehen; wenn Veränderungen bei den harten Grenzen wünschenswert sind, dann kann das Verfahren zu Schritt 160 weitergehen.
Schritt 160 verändert oder verstellt eine obere und/oder eine untere harte Grenze, die einen harten SOC-Betriebsbereich definiert bzw. definieren. Dieser Schritt wird in Verbindung mit 3 beschrieben, die ein Beispiel eines anfänglichen harten SOC-Betriebsbereichs 300 veranschaulicht, der eine obere Grenze 302 von 60%, eine untere Grenze 304 von 40% und ein Fenster oder Delta 306 von 20% aufweist. Auf der Grundlage von Faktoren wie etwa denjenigen, die vorstehend erörtert sind, kann Schritt 160 eine harte Grenze erhöhen, eine harte Grenze verringern oder beide harten Grenzen zusammen derart bewegen, dass sich das Fenster 306 erweitert, verengt oder einfach nach oben oder nach unten verschiebt. Es wird das Beispiel betrachtet, bei dem der Batteriewiderstandswert bis zu dem Punkt angestiegen ist, bei dem die Batterie 30 ein gewünschtes Leistungsniveau nicht erzeugen kann. Schritt 160 kann die obere harte Grenze 302' von 60% auf 65% erhöhen, während er die untere harte Grenze 304' unberührt lässt; dies ist ein Beispiel der Vergrößerung des Fensters 306'. Bei einer anderen Ausführungsform kann Schritt 160 sowohl die obere harte Grenze 302'' von 60% auf 65% als auch die harte Grenze 304'' von 40% auf 45% erhöhen; dies ist ein Beispiel für eine Verschiebung des Fensters 306'' nach oben, während die Größe des Fensters gleich gelassen wird. Bei noch einer weiteren Ausführungsform kann Schritt 160 die obere harte Grenze 302''' unberührt lassen, während er die untere harte Grenze 304''' erhöht; dies ist ein Beispiel zur Verringerung oder Schrumpfung des Fensters 306'''. Andere Verfahren und Techniken zum Manipulieren oder Steuern des SOC-Betriebsbereichs 300 können gewiss verwendet werden, da die vorstehenden Ausführungsformen nur einige der potentiellen Optionen darstellen.
Es ist möglich, dass es bestimmte Grenzwerte für die obere harte Grenze, die untere harte Grenze, das Fenster oder eine Kombination daraus gibt. Zum Beispiel kann das Verfahren einen Grenzwert von 85% SOC für die obere harte Grenze befolgen, da die Batterie über diesem Grenzwert möglicherweise nicht in der Lage ist, Ladung von regenerativen Bremsoperationen in angemessener Weise aufzunehmen. Auf ähnliche Weise kann das Verfahren einen Grenzwert von 25% für die untere harte Grenze einhalten, da die Batterie nicht in der Lage ist, die Kraftmaschine bei einem Ladungsniveau, das darunter liegt, anzukurbeln. Die vorstehend erwähnten Grenzwerte von 85% und 25% sind rein beispielhaft, da diese Schwellenwerte in Abhängigkeit vom Fahrzeug, der Batterie usw. leicht variieren können. Diese und andere Einschränkungen können die Verstellungen am SOC-Betriebsbereich, die durch Schritt 160 vorgenommen werden, beeinflussen.
Als nächstes stellt das Verfahren bei Schritt 170 fest, ob eine obere und/oder untere weiche Grenze verändert oder manipuliert werden soll. Wie vorstehend erwähnt wurde, treffen weiche Grenzen für gewöhnlich nur für bestimmte Auflade- und Entladeereignisse zu; zum Beispiel unkritische Ereignisse wie etwa ein Gelegenheitsaufladen, wenn das Fahrzeug Zugang zu einer elektrischen Steckdose hat. Die Bedingungen, die Veränderungen an weichen Grenzen rechtfertigen, können sich von denjenigen unterscheiden, die Veränderungen an ihren Gegenstücken mit harten Grenzen rechtfertigen. Durch ein Manipulieren einer oder beider weicher Grenzen kann das Verfahren kritischere Aktivitäten wie etwa ein regeneratives Bremsen oder einen Vortrieb in einem elektrischen Modus ermöglichen, aber gleichzeitig unkritische Aktivitäten wie ein Gelegenheitsaufladen, welche die Batterielebensdauer negativ beeinträchtigen können, einschränken. Schritt 170 kann verwendet werden, um verschiedene Auflade- und/oder Entladeereignisse zu priorisieren und um zu bestimmen, welche Aktivitäten, die elektrische Leistung erzeugen und/oder verbrauchen, zugelassen werden. Die von Schritt 170 getroffene Entscheidung kann eine Anzahl unterschiedlicher Faktoren oder Eingaben verwenden, wie etwa Batteriebedingungen wie die Temperatur und die Batterielebensdauer. Bei einer Ausführungsform verwendet Schritt 170 die Batterietemperatur und/oder andere jahreszeitabhängige Faktoren, sodass ein dynamischer SOC verwendet werden kann, der die Batterielebensdauer bei kaltem Wetter maximiert. Bei einer anderen Ausführungsform verwendet Schritt 170 die Batterielebensdauer bei der Bestimmung, ob die weichen Grenzen verstellt werden sollen oder nicht; dies wiederum kann dazu beitragen, die Haltbarkeit der Batterie zu verlängern, wenn sie sich in der Nähe eines Lebensdauerendezustands befindet. Wenn Schritt 170 fest- stellt, dass die weichen Grenzen nicht verändert oder auf andere Weise angesprochen werden müssen, dann kann das Verfahren enden oder zur zusätzlichen Überwachung zurück in die Nähe des Anfangs springen; wenn Schritt 170 feststellt, dass eine oder mehrere weiche Grenzen verändert oder angesprochen werden müssen, dann kann das Verfahren zu Schritt 180 weitergehen.
Schritt 180 ist ein optionaler Schritt, der eine oder mehrere weiche Grenzen des SOC-Betriebsbereichs verändert. Wie bei den vorstehend angesprochenen harten Grenzen kann das Verfahren die weichen Grenzen verändern oder verstellen, indem es die weichen Grenzen erhöht oder verringert, indem es nur eine oder beide Grenzen verändert, sodass das zugehörige Fenster seine Größe verändert, oder indem es beide Grenzen gemeinsam so verändert, dass das Fenster verschoben wird, aber seine Größe nicht verändert. Die verschiedenen Ausführungsformen und Techniken, die vorstehend in Verbindung mit Schritt 160 erörtert wurden, treffen hier ebenfalls zu und werden in ihrer Gesamtheit nicht wiederholt. Schritt 180 wird mit Bezug auf 4 beschrieben, die ein Beispiel eines anfänglichen SOC-Betriebsbereichs 400 darstellt, der sowohl harte als auch weiche Grenzen aufweist. Harte Grenzen 402, 404 und ein hartes Fenster 406 sind ähnlich wie diejenigen, die vorstehend erörtert wurden. Zudem enthält der Bereich 400 außerdem eine obere weiche Grenze 412 von 57%, eine untere weiche Grenze 414 von 43% und ein Fenster oder Delta 416 von 14%. Es ist im Allgemeinen bevorzugt, dass die weichen Grenzen 412, 414 innerhalb der harten Grenzen 402, 404 liegen oder durch diese begrenzt werden, sodass selektive Bereiche 420, 422 geschaffen werden, bei denen bestimmte Auflade- und/oder Entladeereignisse zugelassen sind und bestimmte unkritische Ereignisse verhindert werden.
Um dieses Merkmal zu veranschaulichen, wird das Beispiel betrachtet, bei dem das aktuelle SOC-Niveau 55% beträgt und ansteigt, weil das Fahrzeug mit einer elektrischen Steckdose verbunden ist (d. h. eine Gelegenheitsaufladung). Sobald das SOC-Niveau 57% erreicht (weiche Grenze 412), kann das Verfahren eine zusätzliche Gelegenheitsaufladung verhindern, da diese manchmal als eine unkritische Aktivität betrachtet wird. Wenn das Fahrzeug jedoch anschließend abgesteckt und gefahren wird und ein regeneratives Bremsereignis auftritt, würde das Verfahren ein zusätzliches Aufladen zulassen, bis der Batterie-SOC 60% erreicht (harte Grenze 402). Dies ist ein Beispiel, bei dem ein selektiver Bereich 420 ein regeneratives Aufladen, nicht aber ein Gelegenheitsaufladen erlaubt. Andere Beispiele und Ausführungsformen derartiger weicher Grenzen und selektiver Bereiche sind gewiss möglich, da das vorstehende Beispiel nur eine Möglichkeit darstellt. Es ist nicht immer der Fall, dass ein Gelegenheitsaufladen ein Ereignis oder eine Aktivität ist, das bzw. die durch die weichen Grenzen ausgeschlossen oder verhindert wird. Die genaue Liste von Aktivitäten, die durch die weichen Grenzen zugelassen werden, kann sich sicherlich von denjenigen unterscheiden, die hier erörtert sind.
Schritt 180 ist nicht auf das Verändern oder Modifizieren von weichen Grenzen begrenzt, da er verwendet werden kann, um weiche Grenzen dort zu schaffen oder zu erzeugen, wo gegenwärtig keine existieren. Wie volstehend erwähnt wurde, ist Schritt 180 optional; es ist daher möglich, dass das Verfahren 100 nur mit harten Grenzen arbeitet. Wenn das Verfahren zu irgendeinem Zeitpunkt feststellt, dass eine oder mehrere weiche Grenzen zum Steuern oder Priorisieren unterschiedlicher Auflade- und/oder Entladeereignisse nützlich sein können, dann kann Schritt 180 verwendet werden, um obere und/oder untere weiche Grenzen und das zugehörige Fenster mit weichen Grenzen, das dadurch definiert wird, zu schaffen. Wenn weiche Grenzen bereits existieren, dann kann Schritt 180 verwendet werden, um diese Grenzen zu verändern, zu verstellen oder auf andere Weise zu modifizieren. Beispielsweise kann Schritt 180 eine weiche Grenze erhöhen, eine weiche Grenze verringern oder beide weichen Grenzen zusammen derart bewegen, dass sich das weiche Fenster vergrößert, verengt oder einfach nach oben oder nach unten verschiebt.
Gemäß mehrerer Beispiele, die nicht einschränken sollen, kann Schritt 180 die obere Weiche Grenze 412' von 57% auf 55% verringern, während er die untere weiche Grenze 414' unberührt lässt; dies ist ein Beispiel für eine Verringerung oder ein Schrumpfen des Fensters 416'. Bei einer anderen Ausführungsform verringert Schritt 180 sowohl die obere als auch die untere weiche Grenze 412'' und 414'' um 3%, sodass die Gesamtbreite oder Größe des Fensters 416'' gleich seiner anfänglichen Größe ist, es jetzt nur verschoben ist. Dieses Beispiel kennzeichnet eine Situation, bei der eine weiche und eine harte Grenze gleich sind (die unteren harten und weichen Grenzen sind beide 40%). Bei noch einer weiteren Ausführungsform erhöht Schritt 180 sowohl die obere weiche Grenze 412''' von 57% auf 59% und verringert außerdem die weiche Grenze 414''' von 43% auf 41%, sodass das weiche Gesamtfenster 416''' von 14% auf 18% vergrößert oder ausgedehnt wird. Allgemein gesprochen ist es möglich, dass die obere und/oder die untere weiche Grenze gleich einer entsprechenden harten Grenze ist bzw. sind, aber sie sollten nicht außerhalb des Bereichs oder Fensters liegen, das durch die harten Grenzen geschaffen wird. Anders ausgedrückt sollte die obere weiche Grenze gleich oder kleiner als die obere harte Grenze sein und die untere weiche Grenze sollte gleich oder größer als die untere harte Grenze sein.
Alle vorstehend beschriebenen beispielhaften Veränderungen und Einstellungen sind als Teil des Ladezustands-Betriebsbereichs (SOC-Betriebsbereichs) oder zu dessen Beeinflussung gedacht. Das Verfahren kann den SOC-Betriebsbereich auf der Grundlage der Batterieleistung (d. h. in Ansprechen auf Veränderungen bei der Batterieleistung) oder auf einer periodischen Basis verändern oder verstellen, um zwei Möglichkeiten zu erwähnen. Beispielsweise kann das Verfahren 100 jede Woche, jeden Monat oder in einem anderen Zeitrahmen durchgeführt werden, sodass der SOC-Betriebsbereich kontinuierlich verstellt und verbessert wird. Das Verfahren 100 kann außerdem verwendet werden, wenn die Fahrzeugbatterie ausgetauscht oder eingebaut wird, da die neue oder eingebaute Batterie andere Batteriebedingungen als ihr Vorgänger aufweisen kann. Die oberen und unteren Grenzen können variieren und hängen von mehreren Parameter ab, welche den Typ, die Größe, die Chemie, das Alter usw. der Batterie und die Größe, den Leistungsbedarf und/oder andere Parameter des Fahrzeugs umfassen. Es ist festzustellen, dass die genaue Reihenfolge und/oder Kombination von Einstellungen am SOC-Betriebsbereich nicht auf die hier bereitgestellten Beispiele begrenzt ist. Beispielsweise kann das Verfahren die weichen Grenzen in den Schritten 170, 180 bewerten und Veränderungen an diesen durchführen, bevor dies an den harten Grenzen bei den Schritten 150, 160 durchgeführt wird. Andere Veränderungen sind gewiss möglich.
Es versteht sich, dass die vorstehende Beschreibung keine Definition der Erfindung ist, sondern eine Beschreibung einer oder mehrerer bevorzugter beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die hier offenbarten speziellen Ausführungsformen beschränkt, sondern stattdessen nur durch die nachstehenden Ansprüche definiert. Darüberhinaus betreffen die in der vorstehenden Beschreibung enthaltenen Aussagen spezielle Ausführungsformen und sollen nicht als Beschränkungen des Schutzumfangs der Erfindung oder der Definition von Begriffen, welche in den Ansprüchen verwendet werden, aufgefasst werden, außer dort, wo ein Begriff oder eine Aussage vorstehend explizit definiert ist. Verschiedene andere Ausführungsformen und verschiedene Veränderungen und Modifikationen an den offenbarten Ausführungsformen werden sich dem Fachmann ergeben. Beispielsweise ist die spezielle Kombination und Reihenfolge von Schritten nur eine Möglichkeit, da das vorliegende Verfahren eine Kombination von Schritten enthalten kann, die weniger, mehr oder andere Schritte als das hier gezeigte aufweist. Alle derartigen anderen Ausführungsformen, Veränderungen und Modifikationen sollen im Schutzumfang der beigefügten Ansprüche liegen.
So, wie sie in dieser Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden, sollen die Begriffe ”zum Beispiel”, ”z. B.”, ”beispielsweise”, ”wie etwa” und ”wie” und die Verben ”umfassend”, ”aufweisend”, ”enthaltend” und deren andere Verbformen, wenn sie in Verbindung mit einer Auflistung aus einer oder mehreren Komponenten oder anderen Gegenständen verwendet werden, jeweils als offen aufgefasst werden, was bedeutet, dass die Auflistung nicht so aufgefasst werden darf, dass sie andere, zusätzliche Komponenten oder Gegenstände ausschließt. Andere Begriffe sollen unter Verwendung ihrer weitesten vernünftigen Bedeutung aufgefasst werden, sofern sie nicht in einem Kontext verwendet werden, der eine andere Interpretation erforderlich macht.

Claims

Verfahren zum Steuern einer Fahrzeugbatterie, das die Schritte umfasst, dass: (a) ein gegenwärtiger Zustand der Fahrzeugbatterie bestimmt wird, wobei die Fahrzeugbatterie zumindest teilweise zum Fahrzeugvortrieb verwendet wird; (b) der gegenwärtige Zustand der Fahrzeugbatterie bewertet wird, um festzustellen, ob die Fahrzeugbatterie eine Reduktion bei der Batterieleistung erfahren hat; und (c) dann, wenn die Fahrzeugbatterie eine Reduktion bei der Batterieleistung erfahren hat, ein Ladezustands-Betriebsbereich (SOC-Betriebsbereich) so verstellt wird, dass die Batterieleistung verbessert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (a) ferner umfasst, dass eine Batteriekapazität, ein Batteriewiderstandswert oder beide verwendet werden, um den gegenwärtigen Zustand der Fahrzeugbatterie zu bestimmen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) ferner umfasst, dass der gegenwärtige Zustand der Fahrzeugbatterie mit einem Anfangszustand der Fahrzeugbatterie verglichen wird und die Ergebnisse des Vergleichs verwendet werden, um festzustellen, ob die Fahrzeugbatterie eine Reduktion bei der Batterieleistung erfahren hat.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Vergleich Werte für eine Batteriekapazität, einen Batteriewiderstandswert oder beide verwendet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (b) ferner umfasst, dass der gegenwärtige Zustand der Fahrzeugbatterie mit einem Batterieschwellenwert verglichen wird und die Ergebnisse des Vergleichs verwendet werden, um festzustellen, ob die Fahrzeugbatterie eine Reduktion bei der Batterieleistung erfahren hat.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (c) ferner umfasst, dass der SOC-Betriebsbereich verstellt wird, indem Veränderungen an einer oberen SOC-Grenze, einer unteren SOC-Grenze oder an beiden durchgeführt werden, sodass der SOC-Betriebsbereich verschoben wird, aber gleich groß bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (c) ferner umfasst, dass der SOC-Betriebsbereich verstellt wird, indem Veränderungen an einer oberen SOC-Grenze, einer unteren SOC-Grenze oder an beiden durchgeführt werden, sodass die Größe des SOC-Betriebsbereichs modifiziert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (c) ferner umfasst, dass der SOC-Betriebsbereich verstellt wird, indem Veränderungen an einer oder mehreren harten Grenzen durchgeführt werden, und alle Auflade- und/oder Entladeereignisse durch die harten Grenzen begrenzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei Schritt (c) ferner umfasst, dass der SOC-Betriebsbereich verstellt wird, indem Veränderungen an einer oder mehreren weichen Grenzen durchgeführt werden und einige Auflade- und/oder Entladeereignisse durch die weichen Grenzen begrenzt werden, während andere Auflade- und/oder Entladeereignisse nicht durch die weichen Grenzen begrenzt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei ein Gelegenheitsaufladen durch die weichen Grenzen begrenzt wird und ein Aufladen durch ein regeneratives Bremsen nicht durch die weichen Grenzen begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der SOC-Betriebsbereich eine obere harte Grenze und eine untere harte Grenze enthält, die zusammen ein hartes Fenster definieren, und der SOC-Betriebsbereich eine obere weiche Grenze und eine untere weiche Grenze enthält, die zusammen ein weiches Fenster definieren, wobei das weiche Fenster innerhalb des harten Fensters liegt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei ein oder mehrere selektive Bereiche zwischen dem weichen Fenster und dem harten Fenster gebildet werden, bei dem bestimmte Auflade- und/oder Entladeereignisse erlaubt werden und bestimmte Auflade- und/oder Entladeereignisse verhindert werden.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei ein Aufladen durch ein regeneratives Bremsen innerhalb der selektiven Bereiche erlaubt wird und ein Gelegenheitsaufladen innerhalb der selektiven Bereiche nicht erlaubt wird.