DE102015101160A1

DE102015101160A1 - Verfahren und Systeme zum Bestimmen eines Kennzeichens einer Fahrzeugenergiequelle

Info

Publication number: DE102015101160A1
Application number: DE102015101160.3A
Authority: DE
Inventors: James Gibbs
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2015-01-27
Publication date: 2015-08-06
Also published as: US9547045B2; CN104820190A; US20150219724A1; CN104820190B

Abstract

Es werden Verfahren, Vorrichtungen und Systeme für das Bestimmen eines Kennzeichens einer Energiequelle bereitgestellt. Ein beispielhaftes Verfahren betrifft ein Erhalten eines gemessenen Stroms, der mit der Energiequelle assoziiert ist, unter Verwenden eines Strommessers und erhalten einer gemessenen Spannung, die mit der Energiequelle assoziiert ist. In Reaktion auf das Identifizieren einer Abwesenheit einer anormalen Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom, bestimmt das Verfahren einen stromkompensierten Wert für das Kennzeichen, der wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom basiert. In Reaktion auf das Identifizieren der anormalen Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom, bestimmt das Verfahren einen unkompensierten Wert für das Kennzeichen, der wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung basiert.

Description

Technisches Gebiet
Ausführungsformen des Gegenstandes, der hierin beschrieben wird, beziehen sich allgemein auf Fahrzeugsysteme und beziehen sich insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Bestimmen eines elektrischen Kennzeichens, wie dem Zustand einer Ladung (SOC, state of charge) für eine Fahrzeugenergiequelle.
Hintergrund
In den letzten Jahren führten Fortschritte in der Technologie zu wesentlichen Änderungen in dem Entwurf von automobilen Fahrzeugen. Insbesondere finden elektrische Motoren (oder elektrische Maschinen) aufgrund der Elektrifizierung der automobilen Antriebssysteme eine steigende Anzahl von Anwendungen in der Automobilindustrie. Elektro- und/oder Hybridfahrzeuge verwenden Elektromotoren als entweder primäre oder Hilfsdrehmoment-Quellen in dem automobilen Antriebssystem. In Elektro- und/oder Hybridfahrzeugen wird typischerweise der Elektromotor durch eine aufladbare Energiequelle, wie eine Batterie, unter Verwenden von einem oder mehreren Leistungsumformungsmodulen bzw. Leistungsumwandlungsmodulen, um den gewünschten Wechselstrom elektrischer Signale für die Statorwindungen des Elektromotors zu erzeugen, angetrieben. Zusätzlich kann die Batterie eine Leistung für andere Fahrzeugkomponenten zur Verfügung stellen, wie zum Beispiel für Motorsteuereinheiten (ECUs, engine control units), Traktionssteuersysteme, Lenkverstärkersysteme, Bremssysteme, Klimasteuersysteme, Navigationssysteme, Infotainmentsysteme und dergleichen.
Während des Betriebes eines Elektro- und/oder Hybridfahrzeugs ist es oft wünschenswert, das verbliebene Energiepotential der Energiequelle zu überwachen oder in anderer Weise zu verfolgen, analog zu einem Kraftstoffmesser in konventionellen Fahrzeugen. In der Praxis wird oft der Strom, der zu/von der Fahrzeugbatterie fließt, verwendet, um den verbliebenen Ladezustand (SOC, state of charge) der Batterie zu bestimmen. Der weite Bereich von möglichen Strömen während des Fahrzeugbetriebs erfordert jedoch im Allgemeinen die Verwendung von Strommessern mit einem breiten Messbereich, welche andererseits die Kosten erhöhen und/oder die Genauigkeit beeinträchtigen. Demzufolge ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren zum genauen Bestimmen des SOC bei verminderten Kosten bereitzustellen. Andere wünschenswerte Merkmale und Kennzeichnen werden durch die nachfolgende detaillierte Beschreibung und den anhängigen Ansprüchen, in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen und dem vorhergehenden technischen Gebiet und dem Hintergrund, deutlich.
Zusammenfassung
In einer der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Kennzeichens einer Energiequelle bereitgestellt. Das Verfahren betrifft ein Erhalten eines gemessenen Stroms für die Energiequelle unter Verwenden eines Strommessers und Erhalten einer gemessenen Spannung, die mit der Energiequelle assoziiert ist. In Reaktion auf das Identifizieren einer Abwesenheit einer Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom, bestimmt das Verfahren einen Stromkompensationswert für das Kennzeichen, basierend auf wenigstens einem Teil der gemessenen Spannung und des gemessenen Stroms. In Reaktion auf ein Identifizieren der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom, bestimmt das Verfahren einen unkompensierten Wert für das Kennzeichen, basierend auf wenigstens der gemessenen Spannung.
In einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Kennzeichens einer Energiequelle in einem Fahrzeug bereitgestellt. Das Verfahren betrifft ein Erhalten einer ersten Spannungsmessung für die Energiequelle, ein Erhalten einer ersten Strommessung, assoziiert mit der Energiequelle, unter Verwendung eines Strommessers, ein Identifizieren einer Sättigungsbedingung des Strommessers, wenigstens teilweise basierend auf der ersten Strommessung, und ein Bestimmen eines unkompensierten Werten für das Kennzeichen, wenigstens teilweise basierend auf der ersten Spannungsmessung. Nach Identifizieren der Sättigungsbedingung, erhält das Verfahren einen zweiten Spannungswert für die Energiequelle, erhält einen zweiten Stromwert, der mit der Energiequelle assoziiert ist, unter Verwenden des Strommessers, und identifiziert eine Abwesenheit der Sättigungsbedingung, wenigstens teilweise basierend auf der zweiten Strommessung. Nach Identifizieren der Abwesenheit der Sättigungsbedingung, bestimmt das Verfahren einen ersten Wert für das Kennzeichen, wenigstens teilweise basierend auf dem ersten Wert und der zweiten Strommessung, bestimmt einen zweiten Wert für das Kennzeichen, wenigstens teilweise basierend auf der zweiten Strommessung, und bestimmt einen stromkompensierten Wert für das Kennzeichen, wenigstens teilweise basierend auf dem ersten Wert und den zweiten Wert.
Gemäß einer anderen der verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen wird eine Vorrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug umfasst eine Schnittstelle, die mit einer Energiequelle gekoppelt ist, einen Strommesser, der konfiguriert ist, um einen gemessenen Strom zu erhalten, der mit der Energiequelle assoziiert ist, und ein Steuermodul, das mit der Schnittstelle und dem Strommesser gekoppelt ist. Das Steuermodul ist konfiguriert, um eine gemessene Spannung, die mit der Energiequelle assoziiert ist, von der Schnittstelle zu erhalten, um einen stromkompensierten Wert für ein Kennzeichen der Energiequelle, wenigstens teilweise basierend auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom, in Reaktion auf das Identifizieren einer Abwesenheit einer Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom zu bestimmen, und um einen unkompensierten Wert für das Kennzeichen, wenigstens teilweise basierend auf der gemessenen Spannung in Reaktion auf das Identifizieren der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom, zu bestimmen.
Beschreibung der Zeichnungen
Die beispielhaften Ausführungsformen werden hiernach im Zusammenhang mit den nachfolgenden Zeichnungsfiguren beschrieben, wobei ähnliche Nummern ähnliche Elemente bezeichnen, und wobei:
1 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Fahrzeugelektrosystems ist, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen;
2 ein Flussdiagramm ist, das einen beispielhaften Ladezustands-(SOC)Bestimmungsprozess darstellt, der geeignet ist für eine Implementation durch das Fahrzeugelektrosystem der 1, gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen; und
3 ein Blockdiagramm eines beispielhaften Steuermoduls ist, das geeignet ist für den Gebrauch in dem Fahrzeugelektrosystem der 1 in Verbindung mit dem SOC-Bestimmungsprozess der 2, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
Detaillierte Beschreibung
Die nachfolgende detaillierte Beschreibung ist nur darstellender Natur und es ist nicht beabsichtigt, die Ausführungsformen des Gegenstandes oder der Anwendung und des Gebrauchs derartiger Ausführungsformen zu begrenzen. Wie hierin verwendet, bedeutet das Wort “beispielhaft”, “einem Beispiel, einem Vorgang oder einer Darstellung dienend”. Jede Implementation, die hierin als beispielhaft beschrieben wird, ist nicht notwendigerweise als bevorzugt oder vorteilhaft über andere Implementationen auszulegen. Darüber hinaus gibt es keine Absicht, an irgendeine ausgedrückte oder ausgeführte Theorie, die in dem vorhergehenden technischen Gebiet, dem Hintergrund, der kurzen Zusammenfassung oder der folgenden detaillierten Beschreibung präsentiert wird, gebunden zu sein.
Ausführungsformen des Gegenstandes, der hierin beschrieben wird, beziehen sich auf das Bestimmen eines Kennzeichens einer Energieversorgung in einem Fahrzeug in einer Weise, die einer anormalen Bedingung eines Strommessers zuzurechnen ist, der einen Stromfluss zu/von der Energiequelle misst. In dieser Beziehung wird, bei Abwesenheit einer anormalen Bedingung eines Strommessers, ein stromkompensierter Wert für das Kennzeichen bestimmt, wenigstens teilweise basierend auf einem gemessenen Strom, der von dem Strommesser erhalten wird, und einer gemessenen Spannung, die mit der Energiequelle assoziiert ist. Andererseits wird, in Reaktion auf das Identifizieren einer anormalen Bedingung für den Strommesser, ein unkompensierter Wert für das Kennzeichen bestimmt, wenigstens teilweise basierend auf der gemessenen Spannung, die mit der Energiequelle assoziiert ist, ohne Verwenden des gemessenen Stroms von dem Strommesser. In beispielhaften Ausführungsformen wird, wenn die anormale Bedingung temporär oder transient ist, der letzte unkompensierte Wert des Kennzeichens, das bestimmt wurde, bevor die anormale Bedingung aufgetreten ist, zum Bestimmen eines aktualisierten stromkompensierten Wertes des Kennzeichens, wenigstens teilweise basierend auf einem aktualisierten gemessenen Strom, der von dem Strommesser erhalten wurde, verwendet.
Zum Zwecke der Erläuterung wird hierin der Gegenstand in dem Kontext des Bestimmens des Ladezustands (SOC) einer Batterie (oder einer Kombination davon) beschrieben, der hierin beschriebene Gegenstand ist jedoch nicht notwendigerweise auf Batterien oder allein auf ein Bestimmen des SOC einer Energiequelle begrenzt. In dieser Beziehung kann der hierin beschriebene Gegenstand in einer äquivalenten Weise verwendet werden, um den SOC oder ein anderes elektrisches Kennzeichen von anderen Arten der Energiequellen zu bestimmen. Während zusätzlich der Gegenstand hierin im Kontext eines dynamischen Einschaltens und/oder Ausschaltens der Stromkompensation in Reaktion auf eine Sättigungsbedingung des Strommessers beschrieben sein kann, ist der Gegenstand, der hierin beschrieben ist, nicht notwendigerweise auf eine Sättigungsbedingung begrenzt. In dieser Beziehung kann der Gegenstand, der hierin beschrieben ist, in einer äquivalenten Weise für ein dynamisches Einschalten und/oder Ausschalten der Stromkompensation in Reaktion auf irgendeine anormale Bedingung des Strommessers verwendet werden. Zum Beispiel kann die Stromkompensation ausgeschaltet sein während der Strommesser unbrauchbare Messwerte oder andere Messwerte außerhalb des Messbereichs des Strommessers ausgibt, oder wenn Kommunikationen mit dem Strommesser unterbrochen werden oder in anderer Weise gestört werden.
Wie in größerem Detail unten in beispielhaften Ausführungsformen beschrieben, wird ein gemessener Strom, der zu und von einer Batterie fließt, von einem Strommesser erhalten und eine Sättigungsbedingung des Strommessers wird, basierend auf dem gemessenen Batteriestrom, identifiziert. In dieser Beziehung wird die Abwesenheit einer Sättigungsbedingung identifiziert, wenn der gemessene Batteriestrom innerhalb des Messbereichs des Strommessers liegt. Im Gegensatz dazu, wenn der gemessene Batteriestrom gleich einer oberen oder unteren Grenze des Messbereichs ist, wird eine Sättigungsbedingung identifiziert. In der Abwesenheit einer Sättigungsbedingung wird ein strombasierender SOC-Wert berechnet oder in anderer Weise, basierend auf dem gemessenen Batteriestrom, bestimmt und ein stromkompensierter SOC-Wert für die Batterie wird als eine gewichtete Summe des strombasierenden SOC-Wertes und eines spannungsbasierenden SOC-Wertes bestimmt, basierend auf dem gemessenen Batteriestrom. Wenn eine Sättigungsbedingung identifiziert ist, wird ein unkompensierter SOC-Wert unter ausschließlicher Verwendung des spannungsbasierenden SOC-Wertes bestimmt (z.B. durch Einsetzen des gewichteten Faktors, der mit dem strombasierenden SOC-Wert auf Null assoziiert ist). Nach Identifizieren einer Sättigungsbedingung wird, wenn die Sättigungsbedingung verschwindet und der Batteriestrom zu dem gemessenen Bereich des Strommessers zurückkehrt, der unkompensierte spannungsbasierende SOC-Wert als ein Anfangsreferenz-SOC-Wert für das Berechnen eines aktuellen strombasierenden SOC-Wertes, basierend auf der aktualisierten Batteriestrommessung, verwendet. Danach wird ein aktualisierter stromkompensierter SOC-Wert für die Batterie als eine gewichtete Summe des aktualisierten strombasierenden SOC-Wertes und eines aktualisierten spannungsbasierenden SOC-Wertes bestimmt, der basierend auf der aktualisierten Batteriestrommessung und einer aktualisierten Batteriespannungsmessung bestimmt wird.
Nun auf 1 gerichtet, umfasst ein beispielhaftes elektrisches System 100, das zum Gebrauch in einem automobilen Fahrzeug 150 geeignet ist, ohne Begrenzung, eine Eingabeschnittstelle 101, die angepasst ist, um an eine Energiequelle 102 gekoppelt zu werden, ein Leistungsumformungsmodul 104, einen Elektromotor 106, wenigstens einen Strommesser 108 und ein Steuermodul 110. In der dargestellten Ausführungsform ist das Steuermodul 110 mit dem Leistungsumformungsmodul 104 gekoppelt und erzeugt Kommandos zum Betreiben des Leistungsumformungsmoduls 104 in einer Weise, die in dem gewünschten Betrieb des Elektromotors 106 in Reaktion auf Kommandos, welche von dem Fahrer des Fahrzeugs 150 empfangen werden, resultiert (z.B. über ein Beschleunigungspedal bzw. Gaspedal). Der Strommesser 108 ist zwischen einem Anschluss 112 der Eingabeschnittstelle 101 und dem Leistungsumformungsmodul 104 gekoppelt, um den Strom, der zu/von der Energiequelle 102 fließt, wahrzunehmen, zu erfassen, zu messen oder in anderer Weise zu quantifizieren. Es sollte jedoch verständlich sein, dass 1 eine vereinfachte Darstellung eines Fahrzeugelektrosystems 100 zum Zwecke der Erläuterung ist und nicht beabsichtigt ist, den Rahmen oder die Anwendbarkeit des Gegenstandes, der hierin beschrieben wird, in irgendeiner Weise zu begrenzen. In dieser Beziehung kann in alternativen Ausführungsformen der Strommesser 108 zwischen dem Leistungsumformungsmodul 104 und dem Elektromotor 106 gekoppelt sein, um einen Motorstrom (oder einen Motorphasenstrom) wahrzunehmen, zu erfassen, zu messen oder in anderer Weise zu quantifizieren, welches korreliert oder in anderer Weise dem Strom, der zu/von der Energiequelle 102 fließt, entspricht, in welchem Fall der Strom, der zu/von der Energiequelle 102 fließt, basierend auf einem Motorstrom, der durch den Strommesser 108 gemessen wird, berechnet oder in anderer Weise bestimmt werden kann.
Wie in größerem Detail im Kontext mit den 2–3 in beispielhaften Ausführungsformen beschrieben, ist das Steuermodul 110 mit der Eingabeschnittstelle 101 gekoppelt, um eine Spannungsmessung zu erhalten, welche für die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 112, 114 der Eingabeschnittstelle 101 indikativ ist (z.B. die Spannung der Energiequelle 102), und das Steuermodul 110 ist auch mit dem Strommesser 108 gekoppelt, um eine Strommessung zu erhalten, die für den Strom, der zu/von der Energiequelle 120 fließt, indikativ ist. Wenigstens teilweise basierend auf der erhaltenen Energiequellenspannungsmessung und der erhaltenen Energiequellenstrommessung, bestimmt das Steuermodul 110 ein elektrisches Kennzeichen der Energiequelle 102 in einer Weise, die einer anormalen Betriebsbedingung des Strommessers 108 zuzurechnen ist. In dieser Beziehung, basierend auf der Strommessung, kann das Steuermodul 110 eine Sättigungsbedingung, eine Fehlerbedingung oder irgendeine andere anormale Betriebsbedingung des Strommessers 108 erfassen oder in anderer Weise identifizieren, welche die Energiequellenstrommessung unzuverlässig macht. Während der Strommesser 108 eine anormale Bedingung zeigt, bestimmt das Steuermodul 110 das Kennzeichen der Energiequelle 102, ohne die Strommessung von dem Strommesser 108 zu verwenden. Danach, in der Abwesenheit dieser anormalen Bedingung, bestimmt das Steuermodul 110 das Kennzeichen der Energiequelle 102 unter Verwenden der aktualisierten Energiequellenstrommessung von dem Strommesser 108. Mit anderen Worten, das Steuermodul 110 bestimmt einen stromkompensierten Wert für das Energiequellenkennzeichen, während der Strommesser 108 keine anormale Betriebsbedingung zeigt, und bestimmt einen unkompensierten Wert für das Kennzeichen, wenn der Strommesser 108 eine anormale Betriebsbedingung zeigt. In dieser Beziehung, wenn der Strommesser 108 in einen normalen Betrieb nach Anzeigen einer anormalen Betriebsbedingung zurückkehrt, kann das Steuermodul 110 den stromkompensierten Wert in einer Weise bestimmen, welche durch den äußerst letzten unkompensierten Wert beeinflusst ist, der bestimmt wurde, bevor der Strommesser 108 die anormale Bedingung gezeigt hat.
Weiterhin Bezug nehmend auf 1, in beispielhaften Ausführungsformen, repräsentiert die Energiequelle 102 (oder Leistungsquelle) allgemein die Komponente in dem Fahrzeug 150, die in der Lage ist, eine direkte Strom-(DC, direct current)Spannung für das Leistungsumformungsmodul 104 für einen Betrieb des Elektromotors 106 bereitzustellen. Abhängig von der Ausführungsform kann die Energiequelle 102 als eine Batterie, eine Brennstoffzelle, eine aufladbare Hochspannungsbatteriepackung, ein Ultrakondensator oder eine andere geeignete, in der Technik bekannte Energiequelle realisiert sein. Das bedeutet in beispielhaften Ausführungsformen ist die Energiequelle 102 als eine von mehreren aufladbaren Batterien realisiert, die konfiguriert sind, um die gewünschte DC-Spannung zum Betreiben des Elektromotors 106 zur Verfügung zu stellen. Entsprechend ist, zum Zwecke der Erklärung, aber ohne Begrenzung, die Energiequelle 102 hierin alternativ als eine Batterie bezeichnet. In beispielhaften Ausführungsformen, die hierin beschrieben werden, hat die Batterie 102 eine nominale Offen-Schaltungsspannung größer als etwa 80 Volt und eine Batteriekapazität größer als etwa 4,5 Ampere-Stunden für den Gebrauch mit einem Elektromotor 106, der eine Leistungsrate (oder Leistungskapazität) größer als etwa 10 Kilowatt aufweist. Typischerweise für eine automobile Anwendung, bei welcher der Elektromotor 106 eine Leistungsrate (oder Leistungskapazität) in dem Bereich von etwa 15 Kilowatt bis etwa 45 Kilowatt aufweist, hat die Batterie 102 eine nominale Offen-Schaltungsspannung im Bereich von etwa 280 Volt bis etwa 370 Volt und eine Batteriekapazität im Bereich von etwa 30 Ampere-Stunden bis etwa 60 Ampere-Stunden. Zum Beispiel hat in einer Ausführungsform die Batterie 102 eine nominale Offen-Schaltungsspannung von etwa 345 Volt und eine Batteriekapazität von etwa 45 Ampere-Stunden.
Das Leistungsumformungsmodul 104 repräsentiert allgemein die Komponente in dem Fahrzeug 150, die zwischen der Energiequelle und dem Elektromotor 106 gekoppelt ist, um die DC-Leistung von der Energiequelle 102 in eine Wechselstrom-(AC, alternating current)Leistung für den Antrieb des Elektromotors 106 umzuwandeln. In dieser Beziehung umfasst in beispielhaften Ausführungsformen das Leistungsumformungsmodul 104 einen Strominverter, der ein oder mehrere Phasenstränge aufweist, wobei jeder Phasenstrang einer entsprechenden Phase des Elektromotors 106 entspricht. Im Allgemeinen werden die Schalter eines Phasenstranges moduliert (geöffnet oder geschlossen) mit einer bestimmten Schaltfrequenz, um eine AC-Spannung (bzw. Wechselspannung) über ihre zugehörige Phase der Statorwindungen des Elektromotors 106 zu erzeugen, welches wiederum einen Strom in diesen Statorwindungen erzeugt und damit den Elektromotor 106 betreibt. Wiederum wird zum Zwecke der Erklärung, aber ohne Begrenzung, das Leistungsumformungsmodul 104 alternativ hierin auf ein Invertermodul 104 bezogen.
In einer beispielhaften Ausführungsform wird der Elektromotor 106 als ein Induktionsmotor realisiert, der hierin beschriebene Gegenstand sollte jedoch nicht ausgelegt werden, als sei er auf den Gebrauch mit einer bestimmten Art von Elektromotor begrenzt. In anderen Ausführungsformen kann der Elektromotor 106 als ein innerer Permanentmagnet-(IPM, internal permanent magnet)Motor, ein Synchron-Reluktanz-Motor oder ein anderer geeigneter Motor, der in der Technik bekannt ist, realisiert sein. Obgleich nicht in 1 gezeigt, kann der Motor 106 ein Getriebe, das darin integriert ist, aufweisen, so dass der Motor 106 und das Getriebe mit wenigstens einigen der Räder des Fahrzeugs 150 mechanisch über eine oder mehrere Antriebswellen gekoppelt sind, so dass die Geschwindigkeit des Motors 106 (z.B. die Drehgeschwindigkeit des Motors) die Geschwindigkeit des Fahrzeugs 150 beeinflusst.
In beispielhaften Ausführungsformen wird das Fahrzeug 150 durch ein Automobil realisiert, und, abhängig von der Ausführungsform, kann das Fahrzeug 150 irgendeines einer Anzahl von unterschiedlichen Arten von Automobilen sein, wie zum Beispiel eine Limousine, ein Personenwagen, ein Lastwagen oder ein Sportwagen (SUV, sport utility vehicle), und kann einen Zweiradantrieb (2WD, two-wheel drive) (nämlich einen Hinterradantrieb oder einen Vorderradantrieb), einen Vierradantrieb (4WD, four-wheel drive) oder einen Allradantrieb (AWD, allwheel drive) haben. In beispielhaften Ausführungsformen wird das Fahrzeug 150 als ein vollwertiges Elektrofahrzeug, ein Plug-in-Hybridfahrzeug oder dergleichen verwirklicht. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 150 jedoch als ein Brennstoffzellenfahrzeug (FCV, fuel cell vehicle) oder irgendein anderes geeignetes alternatives Brennstofffahrzeug realisiert sein, und/oder das Fahrzeug 150 kann auch irgendeine, oder eine Kombination von, einer Anzahl von unterschiedlichen Arten von Antrieben enthalten, wie zum Beispiel einen mit Benzin oder Diesel betriebenen Verbrennungsantrieb, einen “Gemischt-Brennstoff-Fahrzeug”-(FFV, “flex fuel vehicle”)Antrieb (nämlich unter Verwenden einer Mischung von Benzin und Alkohol), einen mit Gaskomponenten (z.B. Wasserstoff und Naturgas) betriebenen Antrieb und/oder einen Verbrennungs-/Elektromotor-Hybridantrieb.
Wie in 1 dargestellt, umfasst das Fahrzeugelektrosystem 100 wenigstens einen Strommesser 108, der zwischen der Batterie 102 (z.B. beim Anschluss 112 der Eingangsschnittstelle 101) und dem Invertermodul 104 gekoppelt ist, um den Strom, der zu/von der Batterie 102 fließt wahrzunehmen, zu messen oder in anderer Weise zu quantifizieren. Zum Zwecke der Erklärung wird der Strom, der durch den Strommesser 108 gemessen und quantifiziert wird, hierin alternativ als Batteriestrom bezeichnet. In beispielhaften Ausführungsformen wird der Strommesser 108 durch einen Hall-Effekt-Sensor oder einige andere Arten von Strommessern, die in der Lage sind, Ströme in dem Bereich von –100 Ampere bis etwa +50 Ampere mit einer Auflösung von etwa 0,1 Ampere zu messen, realisiert. Während des Betriebs eines Elektromotors 106, der eine Ausgangsleistung in dem Bereich von etwa 15 Kilowatt bis etwa 45 Kilowatt aufweist, um ein Antriebsdrehmoment und/oder eine elektrische Leistung während eines regenerativen Bremsens mit einer Batterie 102 bereitzustellen, die eine nominale Offen-Schaltungsspannung in dem Bereich von 280 Volt bis etwa 370 Volt aufweist, kann der Batteriestrom im Bereich von etwa –300 Ampere bis etwa +100 Ampere liegen. Dementsprechend kann während einigen Perioden des Betriebs des Elektromotors 106 der Batteriestrom gesättigt sein oder in anderer Weise den Messbereich des Strommessers 108 überschreiten, wodurch die Batteriestrommessungen von dem Strommesser 108 potentiell ungenau und/oder unzuverlässig während derartiger Perioden des Betriebs wiedergegeben werden. Wie in größerem Detail unten im Kontext der 2–3 in Reaktion auf ein Identifizieren einer Sättigungsbedingung beschrieben wird, bestimmt anstelle des Bestimmens eines stromkompensierten SOC das Steuermodul 110 einen unkompensierten SOC der Batterie 102 bis der Batteriestrom in den Messbereich des Strommessers 108 zurückgekehrt ist.
Weiterhin Bezug nehmend auf 1, stellt das Steuermodul 110 allgemein die Hardware des Elektrosystems 100 dar, welche geeignet konfiguriert ist, um die Batteriestrommessung von dem Strommesser 108 und die Batteriespannungsmessung von der Eingabeschnittstelle 101 zu erhalten und den SOC für die Batterie 102 in einer Weise zu bestimmen, die einer Sättigungsbedingung oder einer anderen anormalen Bedingung des Strommessers 108 zuzurechnen ist. In einigen Ausführungsformen kann das Steuermodul 110 mit der Eingabeschnittstelle 101 indirekt über einen Spannungssensor (nicht gezeigt) gekoppelt sein, der konfiguriert ist, um die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 112 und 114 der Eingabeschnittstelle 101 zu messen, wahrzunehmen oder in anderer Weise zu quantifizieren. In anderen Ausführungsformen kann das Steuermodul 110 direkt mit den Anschlüssen 112 und 114 der Eingabeschnittstelle 101 gekoppelt sein und schließt ein oder implementiert in anderer Weise ein Spannungswahrnehmungselement, das in der Lage ist, die Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 112 und 114 zu messen, wahrzunehmen oder in anderer Weise zu quantifizieren.
Abhängig von der Ausführungsform kann das Steuermodul 110 implementiert oder ausgeführt sein mit einem Prozessor für allgemeine Zwecke, einem inhaltsadressierbaren Speicher, einem digitalen Signalprozessor, einem anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis, einem feldprogrammierbaren Gatearray, irgendeinem geeigneten programmierbaren Logikgerät, diskreter Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardwarekomponenten, oder irgendwelchen Kombinationen davon, die zum Ausführen der Funktionen, Aufgaben, Operationen und/oder Prozesse, die hierin beschrieben sind, entworfen sind. In dieser Beziehung kann das Steuermodul 110 als ein Mikroprozessor, ein Steuergerät, ein Mikrosteuergerät, eine Zustandsmaschine oder dergleichen realisiert sein. Das Steuermodul 110 kann auch als eine Kombination von Computergeräten, z.B. eine Kombination eines digitalen Signalprozessors und eines Mikroprozessors, einer Vielzahl von Mikroprozessoren, ein oder mehrere Mikroprozessoren in Verbindung mit einem digitalen Signalprozessorkern, oder irgendeiner anderen derartigen Konfiguration ausgeführt sein. In der Praxis umfasst das Steuermodul 110 eine Verarbeitungslogik, die konfiguriert sein kann, um die Funktionen, Techniken und Verarbeitungsaufgaben, die mit dem Betrieb des Fahrzeugelektrosystems 100 assoziiert sind, auszuführen, wie in größerem Detail unten mit Kontext auf die 2–3 beschrieben ist. Weiterhin können die Schritte eines Verfahrens oder Algorithmen, die in Verbindung mit den Ausführungsformen, die hierin offenbart werden, beschrieben sind, direkt in Hardware, in Firmware, in einem Softwaremodul, das durch das Steuermodul 110 ausgeführt wird, oder in irgendeiner praktischen Kombination davon enthalten sein. In beispielhaften Ausführungsformen umfasst das Steuermodul 110 oder greift in anderer Weise auf ein Datenspeicherelement oder einen Speicher zu, einschließlich irgendeiner Art von Direktzugriffsspeicher (RAM), Festwertspeicher (ROM), Flash-Speicher, Register, Festplatten, entfernbaren Disketten, magnetischen oder optischen Massenspeicher oder irgendein anderes Kurz- oder Langzeit-Speichermedium oder andere nicht transitorische computerlesbare Medien, die in der Lage sind, Programmierinstruktionen zum Ausführen durch das Steuermodul 110 zu speichern. Die computerausführbaren Programminstruktionen veranlassen, wenn sie gelesen oder durch das Steuermodul 110 ausgeführt werden, das Steuermodul 110 unterschiedliche Aufgaben, Operationen, Funktionen und Prozesse, die hierin beschrieben sind, auszuführen.
In einer oder mehreren Ausführungsformen kann das Steuermodul 110 auch konfiguriert sein, um feldorientierte Steuerungen oder stromregulierte Steuerungen des Elektromotors 106 durch Steuern und/oder Betreiben des Invertermoduls 104 zu implementieren, um eine befohlene Spannung von der Batterie 102 dem Elektromotor 106 bereitzustellen, wenigstens teilweise basierend auf dem von dem Strommesser 108 gemessenen Batteriestrom und/oder anderen gemessenen Strömen durch die Statorwindungen des Elektromotors 106 über Motorphasenstromsensoren (nicht gezeigt). Zum Beispiel kann das Steuermodul 110 den Strom durch den Motor 106 auf einen befohlenen Wert durch Steuern der Spannung, die von der Batterie 102 für den Motor 106 bereitgestellt wird, regeln. Somit ist die befohlene Spannung eine stromregulierte Spannung, die konfiguriert ist, um Ströme in den Statorwindungen des Elektromotors 106 auf bestimmte Werte zu regeln.
Wie in 1 gezeigt, kann das Steuermodul 110 mit einem oder mehreren zusätzlichen Modulen 120 in dem Fahrzeugelektrosystem 100 gekoppelt sein, um den Strom SOC für die Batterie 102 auszugeben oder in anderer Weise dem (den) zusätzlichen Modul(en) 120 zur Verfügung zu stellen. Zum Beispiel könnte ein zusätzliches Modul 120 eine elektronische Steuereinheit (ECU, electronic control unit) sein, die den Betrieb von anderen Fahrzeugmodulen und/oder Systemen steuert, die durch die Batterie 102, basierend auf dem Strom SOC der Batterie 102, betrieben werden. Wenn zum Beispiel der SOC für die Batterie 102, welcher durch das Steuermodul 110 bestimmt und bereitgestellt wird, weniger als ein Schwellwert ist, kann die ECU 120 den Betrieb von anderen Fahrzeugmodulen anpassen oder in anderer Weise ändern, welche mit der Eingabeschnittstelle 101 und/oder der Batterie 102 gekoppelt sein kann, um Leistung zu konservieren und/oder weniger Strom zu verbrauchen, wodurch der Ladezustand der Batterie 102 vor einem Aufladen bewahrt wird. Zusätzlich und/oder alternativ kann die ECU 120 mit einem Anzeigegerät oder einem Armaturenbrettanzeiger gekoppelt sein, der grafisch den Strom SOC der Batterie 102 dem Fahrer des Fahrzeugs 150 in Echtzeit darstellt, wobei die ECU 120 dynamisch die grafische Anzeige des SOC auffrischt und/oder aktualisiert, um den Strom oder den allerletzten SOC, der durch das Steuermodul 110 bereitgestellt wird, wiederzugeben. Zum Beispiel kann die ECU eine SOC-Pegelangabe darstellen oder in anderer Weise bereitstellen, die in Echtzeit den (oder den gegenwärtigen) SOC der Batterie 102 anzeigt. In alternativen Ausführungsformen kann das zusätzliche Modul 120 als ein Anzeigegerät oder ein Armaturenbrettanzeiger verwirklicht werden, der direkt mit dem Steuermodul 110 gekoppelt ist, wobei das Steuermodul 110 dynamisch die grafische Anzeige des SOC (z.B. den SOC-Pegel), der durch das Anzeigemodul 120 dargestellt wird, auffrischen und/oder aktualisieren, um den Strom oder den allerletzten SOC, der durch das Steuermodul 110 bestimmt wurde, wiederzugeben.
2 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines SOC-Bestimmungsprozesses 200 für ein Bestimmen des Echtzeit-(oder des gegenwärtigen) SOC einer Energiequelle in einem Elektrosystem während des Betriebs, wie das der Batterie 102 in dem Fahrzeugelektrosystem 100 der 1 während des Betriebs des Fahrzeugs 150. Die unterschiedlichen Aufgaben, die in Verbindung mit dem dargestellten Prozess 200 durchgeführt werden, können durch Hardware, geeignet konfigurierte Analogschaltung, Software, die durch eine Verarbeitungsschaltung ausgeführt wird, Firmware, die durch eine Verarbeitungsschaltung ausgeführt wird, oder durch irgendeine Kombination davon ausgeführt werden. Für darstellende Zwecke kann die nachfolgende Beschreibung auf Elemente Bezug nehmen, die oben in Verbindung mit 1 erwähnt wurden. In der Praxis können Abschnitte des SOC-Bestimmungsprozesses 200 durch unterschiedliche Elemente des Fahrzeugelektrosystems 100 ausgeführt werden, wie zum Beispiel durch den Strommesser 108, das Steuermodul 110 und/oder das Modul 120. Es ist anzuerkennen, dass praktische Ausführungsformen des SOC-Bestimmungsprozesses 200 irgendeine Anzahl von zusätzlichen oder alternativen Aufgaben einschließen können, wobei die Aufgaben nicht in der dargestellten Anordnung ausgeführt sein müssen und/oder die Aufgaben konkurrierend ausgeführt sein können, und/oder der SOC-Bestimmungsprozess 200 kann in einer umfangreicheren Ausführung oder einem Prozess, der zusätzliche Funktionalität aufweist, die nicht im Detail hierin beschrieben ist, eingeschlossen sein. Darüber hinaus könnten eine oder mehrere der Aufgaben, die im Kontext der 2 gezeigt und beschrieben werden, bei einer praktischen Ausführungsform des SOC-Bestimmungsprozesses 200 weggelassen werden, solange die beabsichtigte Gesamtfunktionalität intakt bleibt.
In beispielhaften Ausführungsformen beginnt der SOC-Bestimmungsprozess 200 durch Erhalten einer Spannungsmessung, die für die Spannung der Energiequelle kennzeichnend ist, und durch Erhalten einer Strommessung, die für den Strom, der zu/von der Energiequelle fließt, kennzeichnend ist (Aufgabe 202, 204). In dieser Beziehung erhält das Steuermodul 110 von der Eingabeschnittstelle 101 eine Batteriespannungsmessung, entsprechend der augenblicklichen Spannung, die zwischen den Anschlüssen 112 und 114 der Eingabeschnittstelle 101 gemessen wird. Zusätzlich erhält das Steuermodul 110 von dem Strommesser 108 eine Batteriestrommessung, die dem augenblicklichen Strom, welcher zu/von dem Anschluss 112 fließt, entspricht. In einigen Ausführungsformen erhält das Steuermodul 110 die Batteriespannungsmessung und die Batteriestrommessung gleichzeitig. Zum Beispiel kann das Steuermodul 110 periodisch die Eingabeschnittstelle 101 und den Strommesser 108 alle 100 Millisekunden für eine neue (oder aktualisierte) augenblickliche Batteriespannungsmessung und eine neue (oder aktualisierte) augenblickliche Batteriestrommessung (z.B. durch den SOC-Bestimmungsprozess 200, der in 100 Millisekunden-Intervallen wiederholt wird) abfragen.
In den dargestellten Ausführungsformen fährt der SOC-Bestimmungsprozess 200 durch Bestimmen eines spannungsbasierten SOC der Energiequelle fort, wenigstens teilweise basierend auf einer erhaltenen Spannungsmessung (Aufgabe 206). In dieser Beziehung schätzt das Steuermodul 110 den SOC der Batterie 102, wenigsten teilweise basierend auf der kürzlich erhaltenen Batteriespannungsmessung von der Eingabeschnittstelle 101. Zum Beispiel kann das Steuermodul 110 eine vorläufige bestimmte Entladekurve für die Batterie 102 speichern oder in anderer Weise aufrechterhalten (z.B. unter Verwenden einer Nachschlagetabelle bzw. Look-up-Tabelle), welche die Offen-Schaltungsbatteriespannung mit einem entsprechenden SOC der Batterie 102 korreliert. Basierend auf der erhaltenen Batteriespannungsmessung und der erhaltenen Batteriestrommessung berechnet das Steuermodul 110 oder schätzt in anderer Weise die gegenwärtige Offen-Schaltungsbatteriespannung und verwendet die Entladekurve, um einen geschätzten SOC der Batterie 102 zu bestimmen, welcher der geschätzten Offen-Schaltungsbatteriespannung entspricht.
In beispielhaften Ausführungsformen fährt der SOC-Bestimmungsprozess 200 fort durch Erfassen oder in anderer Weise Identifizieren, ob der Strommesser eine Sättigungsbedingung zeigt, basierend auf der erhaltenen Batteriestrommessung (Aufgabe 208). Das Steuermodul 110 vergleicht die erhaltene Batteriestrommessung mit dem Messbereich des Strommessers 108, um festzustellen, ob die Batteriestrommessung innerhalb eines Messbereichs liegt. Wenn der erhaltene Batteriestrommesswert im Wesentlichen gleich einem Endpunkt des Strommessermessbereichs ist (nämlich einer oberen oder unteren Grenze des Messbereichs innerhalb einer Schwellwerttoleranz), identifiziert das Steuermodul 110 eine Sättigungsbedingung des Strommessers 108. In Reaktion auf das Identifizieren einer Sättigungsbedingung, fährt der SOC-Bestimmungsprozess 200 fort durch Ausgeben oder in anderer Weise Bereitstellen, als einen gegenwärtigen SOC für die Energiequelle, den spannungsbasierenden Batterie-SOC, welcher basierend auf der geschätzten Offen-Schaltungsspannung (Aufgabe 220) bestimmt wurde. In dieser Beziehung ist der spannungsbasierende geschätzte Batterie-SOC für die Batteriestrommessung nicht kompensiert oder in anderer Weise angepasst, wenn der Batteriestrom außerhalb des Messbereichs des Strommessers 108 liegt. Das Steuermodul 110 kann die unkompensierte spannungsbasierende Schätzung des Batterie-SOC als den Echtzeit-(oder gegenwärtigen)SOC ausgeben oder in anderer Weise bereitstellen an ein oder mehrere Module 120 in dem Fahrzeug 150 zum Aktualisieren des SOC-Pegels, der dem Fahrer des Fahrzeugs 150 dargestellt wird und/oder den Betrieb von anderen Modulen beeinflusst, die mit der Batterie 120 und/oder der Eingangsschnittstelle 103 gekoppelt sind.
Weiterhin Bezug nehmend auf 2 wiederholt sich in beispielhaften Ausführungsformen die Rückkopplung, die durch die Aufgaben 202, 204, 206, 208 und 220 definiert ist, während des gesamten Betriebs des Fahrzeugs 150, um kontinuierlich die Batteriestrommessung zu überwachen und zu erfassen oder in anderer Weise zu identifizieren, wann der Batteriestrom zurück zu einem Wert kehrt, der innerhalb des Messbereichs des Strommessers 108 liegt. Zum Beispiel, wie oben beschrieben, kann das Steuermodul 110 alle 100 Millisekunden eine neue oder aktualisierte augenblickliche Batteriespannungsmessung von der Eingabeschnittstelle 101 und eine neue oder aktualisierte augenblickliche Batteriestrommessung von dem Strommesser 108 erhalten, welche einen aktualisierten geschätzten SOC der Batterie 102, basierend auf der aktualisierten Batteriespannungsmessung, bestimmt und bestimmt, ob der Strommesser 108 noch immer eine Sättigungsbedingung zeigt. Während der Strommesser 108 gesättigt bleibt, setzt das Steuermodul 110 ein Ausgeben oder in anderer Weise ein Bereitstellen des aktualisierten unkompensierten geschätzten SOC für die Batterie 102 als den Echtzeit-SOC für die Batterie 102 zu dem (den) anderen Modul(en) 120 in dem Fahrzeug 150 fort.
Wenn der SOC-Bestimmungsprozess 200 bestimmt, dass die erhaltene Batteriestrommessung innerhalb des Strommessungsbereichs liegt, fährt der SOC-Bestimmungsprozess 200 fort durch Erhalten eines Referenz-SOC-Wertes für die Energiequelle und durch Berechnen oder Bestimmen eines strombasierenden SOC-Wert für die Energiequelle auf andere Weise, wenigstens teilweise basierend auf dem Referenz-SOC-Wert und die erhaltene Batteriestrommessung (Aufgaben 210, 212). Wie in größerem Detail unten im Kontext der 3 in beispielhaften Ausführungsformen beschrieben, wird der äußerst letzte unkompensierte spannungsbasierende geschätzte SOC für die Batterie 102 zurückgekoppelt, gespeichert oder in anderer Weise für die Verwendung als Referenz-SOC-Wert für die Batterie 102 aufrecht erhalten, wenn der Batteriestrom in den Messbereich des Strommessers 108 zurückkehrt. Das Steuermodul 110 verwendet den Referenz-SOC-Wert als einen anfänglichen SOC-Wert der Batterie 102, wenn ein aktualisierter SOC-Wert durch Integration des Batteriestroms berechnet wird. Wenn zum Beispiel eine neue Batteriestrommessung alle 100 Millisekunden erhalten wird, kann das Steuermodul 110 die äußerst letzte erhaltene Batteriestrommessung bei 100 Millisekunden multiplizieren, um eine geschätzte Größe der Ladung zu bestimmen, welche durch die Batterie 102 während der vorhergehenden 100 Millisekunden geliefert wurde. Basierend auf der gesamten Batteriekapazität konvertiert das Steuermodul 110 die geschätzte Menge an Ladung, die für einen entsprechenden SOC geliefert wurde, welche von dem Referenz-SOC-Wert abgezogen wird, was in einem aktualisierten strombasierenden SOC-Wert der Batterie 102 resultiert. Für einen 40 Kilowatt Elektromotor 106 und eine Energiequelle 102 mit einer nominalen Offen-Schaltungsspannung von etwa 350 Volt bestimmt zum Beispiel das Steuermodul 110, wenn die Batteriekapazität etwa 60 Ampere-Stunden und der gemessene Batteriestrom gleich 100 Ampere beträgt, dass 0,00277 Ampere-Stunden an Ladung während des vorhergehenden 100 Millisekunden Zeitintervalls geliefert wurden, welches einem 0,000055% SOC, der während den vorhergehenden 100 Millisekunden geliefert wurden, entspricht, was von dem Referenz-SOC-Wert abzuziehen ist.
In beispielhaften Ausführungsformen wird der SOC-Bestimmungsprozess 200 durch Bestimmen oder in anderer Weise Identifizieren eines Wichtungskriteriums für den strombasierenden SOC-Wert basierend auf dem gegenwärtigen Betrieb des Elektromotors und unter Bestimmen eines stromkompensierten SOC-Wertes für die Energiequelle als eine gewichtete Summe des strombasierenden SOC-Wertes und des spannungsbasierenden geschätzten SOC-Wertes unter Verwenden des gewichteten Kriteriums (Aufgaben 214, 216) fortgesetzt. In dieser Beziehung kann, basierend auf dem besonderen Betriebsmodus des Elektromotors 106 und/oder des Fahrzeugs 150, der strombasierende SOC-Wert wahrscheinlich genauer sein als der spannungsbasierende SOC-Wert oder umgekehrt. Zum Beispiel ist bei niedrigeren Strömen der spannungsbasierende SOC-Wert zuverlässiger als der strombasierende SOC-Wert, während bei höheren Strömen der strombasierende SOC-Wert zuverlässiger sein kann als der spannungsbasierende SOC-Wert. Demgemäß wird in einer oder mehreren Ausführungsformen das Steuermodul 110 das gewichtete Kriterium bestimmen oder in anderer Weise identifizieren, basierend auf der Größe der Batteriestrommessung, zum Beispiel durch Verwenden einer Nachschlagetabelle (look up table), die den Batteriestrom mit einem entsprechenden gewichteten Kriterium korreliert. Nach Bestimmen des gewichteten Kriteriums für den strombasierenden SOC-Wert kann ein stromkompensierter SOC-Wert unter Verwenden der Gleichung SOC_C = αSOC_A + (1 – α)SOC_V, wobei α ein Wert zwischen Null und einem Wert ist, der einen Wichtungsfaktor für den strombasierenden SOC-Wert darstellt, SOC_A den strombasierenden SOC-Wert darstellt, SOC_V den spannungsbasierenden SOC-Wert darstellt und SOC_C den sich ergebenden spannungskompensierten SOC-Wert darstellt.
Nach einem Bestimmen des strombasierenden SOC-Wertes, fährt der SOC-Bestimmungsprozess 200 fort durch Ausgeben oder in anderer Weise bereitstellen des stromkompensierten SOC-Wertes an ein oder mehrere Module in dem Fahrzeug (Aufgabe 218). Auf ähnliche Weise, wie oben beschrieben, gibt das Steuermodul 110 den stromkompensierten SOC-Wert für die Batterie 102 aus an oder stellt ihn in anderer Weise den einen oder mehreren Modulen 120 in dem Fahrzeug 150 zur Verfügung für ein Aktualisieren der SOC-Abschätzung, die dem Fahrer des Fahrzeugs 150 dargestellt wird, und/oder zum Beeinflussen des Betriebs von anderen Modulen, die mit der Batterie 102 und/oder der Eingabeschnittstelle 101 gekoppelt sind. In beispielhaften Ausführungsformen wird der SOC-Bestimmungsprozess 200 während des Betriebs des Fahrzeugs 150 wiederholt, um periodisch einen aktualisierten SOC-Wert für die Batterie 102 zu erhalten und die SOC-Abschätzung, welche dem Fahrer des Fahrzeugs 150 dargestellt wird, zu aktualisieren und/oder um dynamisch den Betrieb von anderen Modulen, die mit der Batterie 102 und/oder der Eingabeschnittstelle 101 gekoppelt sind, anzupassen. In dieser Beziehung, in Abwesenheit des Identifizierens einer Sättigungsbedingung, verwendet das Steuermodul 110, während der Batteriestrom innerhalb des Messbereichs des Strommessers 108 ist, die Batteriestrommessungen, welche von dem Strommesser 108 erhalten werden, um eine Stromkompensation für die geschätzten SOC-Werte, basierend auf den Batteriespannungsmessungen, bereitzustellen. Wenn das Steuermodul 110 eine potentielle Sättigungsbedingung des Strommesser 108 identifiziert, stoppt das Steuermodul 110 das Verwenden der Batteriestrommessungen, welche durch den Strommesser 108 erhalten werden, um eine Stromkompensation bereitzustellen, und gibt nur unkompensierte SOC-Werte aus, die basierend auf den Batteriespannungsmessungen geschätzt werden, welche während der Sättigungsbedingung erhalten werden, die durch den Strommesser 108 aufgezeigt wird. Danach setzt, in Abwesenheit des Identifizierens der Sättigungsbedingung, das Steuermodul 110 das Verwenden der Batteriestrommessungen, die von dem Strommesser 108 erhalten werden, fort, um strombasierende SOC-Werte zu berechnen und eine Stromkompensation bereitzustellen. Wie oben beschrieben, verwendet das Steuermodul, wenn das Steuermodul 110 die Stromkompensation fortsetzt, den vorhergehenden unkompensierten SOC-Wert der geschätzt wurde, basierend auf den vorhergehenden Batteriespannungsmessungen, als den anfänglichen Referenzwert für ein Bestimmen des aktualisierten strombasierenden SOC-Werts.
3 zeigt eine beispielhafte Ausführungsform eines Steuermoduls 300, das zum Gebrauch als Steuermodul 110 in dem Fahrzeugelektrosystem 100 der 1 in Verbindung mit dem SOC-Bestimmungsprozess 200 der 2 geeignet ist. Das Steuermodul 300 umfasst, ohne Begrenzung darauf, ein erstes Datenspeicherelement 302, das konfiguriert ist, um eine Entladekurve für die Batterie 102 zu speichern oder in anderer Weise bereitzuhalten, ein spannungsbasierendes SOC-Bestimmungsmodul 304, ein strombasierendes SOC-Bestimmungsmodul 306, ein SOC-Kompensationsmodul 308, das mit den Ausgängen der SOC-Bestimmungsmodule 304, 306 gekoppelt ist zum Berechnen oder zum in anderer Weise Bestimmen eines stromkompensierten SOC-Wertes für die Batterie 102 in Abwesenheit einer Sättigungsbedingung des Strommessers 108, und ein zweites Datenspeicherelement 310, das konfiguriert ist, um Wichtungsfaktoren für die Stromkompensation zu speichern oder in anderer Weise bereitzuhalten.
Bezug nehmend auf 3 mit fortgesetzter Bezugnahme auf die 1–2 kann das erste Datenspeicherelement 302 unter Verwenden irgendeines geeigneten Speichers oder anderer nicht transitorischer computerlesbarer Medien, die in der Lage sind, eine Entladekurve für die Batterie 102 zu speichern oder in anderer Weise bereitzuhalten, realisiert werden. In beispielhaften Ausführungsformen stellt das erste Datenspeicherelement 302 eine Nachschlagetabelle zur Verfügung, welche die Offen-Schaltungsspannung für die Batterie 102 mit einer korrespondierenden SOC der Batterie 102 korreliert. Zum Zwecke der Erklärung kann auf das erste Datenspeicherelement 302 alternativ hierin auch als Entladekurve-Nachschlagetabelle Bezug genommen werden.
In ähnlicher Weise wird das zweite Datenspeicherelement 310 unter Verwenden irgendeines geeigneten Speichers oder anderer nicht transitorischer computerlesbarer Medien verwirklicht, die geeignet sind, um Wichtungsfaktoren für den strombasierenden SOC-Wert zu speichern oder in anderer Weise bereitzuhalten. In beispielhaften Ausführungsformen stellt das zweite Speicherelement 310 eine Nachschlagetabelle zur Verfügung, welche die Größe des Batteriestroms zu einem entsprechenden Wichtungsfaktor für den strombasierenden SOC-Wert korreliert. Zum Zwecke der Erklärung wird auf das Datenspeicherelement 302 alternativ hierin auch als die Wichtungsfaktor-Nachschlagetabelle Bezug genommen.
In beispielhaften Ausführungsformen ist das spannungsbasierende SOC-Bestimmungsmodul 304 mit der Eingabeschnittstelle 101 gekoppelt (entweder direkt oder indirekt über eine Spannungsmessanordnung), um eine Batteriespannungsmessung, die mit der Spannungsdifferenz zwischen den Anschlüssen 112 und 114 der Eingabeschnittstelle 101 korrespondiert, zu erhalten. Zusätzlich ist das spannungsbasierende SOC-Bestimmungsmodul 304 mit dem Strommesser 108 gekoppelt, um eine Batteriestrommessung zu erhalten, die dem Strom, der zu/von der Batterie 102 fließt, entspricht. Um den SOC der Batterie 102 zu bestimmen, schätzt das spannungsbasierende SOC-Bestimmungsmodul 304 den Strom bei einer Offen-Schaltungsspannung der Batterie 102, basierend auf der Batteriespannungsmessung und der Batteriestrommessung, durch zum Beispiel Anpassen des gemessenen Batteriespannungswertes, um den Batteriestrom zu kompensieren. Basierend auf der geschätzten Offen-Schaltungsspannung der Batterie 102, greift das spannungsbasierende SOC-Bestimmungsmodul 304 auf die Entladekurve der Nachschlagetabelle 302 zurück, um einen SOC für die Batterie 102 zu erhalten oder in anderer Weise zu identifizieren, welcher der geschätzten Offen-Schaltungsbatteriespannung entspricht. Das spannungsbasierende SOC-Bestimmungsmodul 304 wird den spannungsbasierenden SOC für die Batterie 102 an das SOC-Kompensationsmodul 308 für die Stromkompensation ausgeben oder in anderer Weise bereitstellen.
In beispielhaften Ausführungsformen ist das strombasierende SOC-Bestimmungsmodul 306 mit dem Strommesser 108 gekoppelt, um die Batteriestrommessung zu erhalten, welche den Strom, der zu/von der Batterie 102 fließt, entspricht. Um den SOC der Batterie 102 zu bestimmen, integriert das strombasierende SOC-Bestimmungsmodul 306 den Batteriestrom, um die Menge der Ladung zu bestimmen, die durch die Batterie 102 geliefert wird, konvertiert die gelieferte Ladung zu einem gelieferten SOC und subtrahiert den gelieferten SOC von den vorhergehenden SOC der Batterie 102. In dieser Beziehung ist das strombasierende SOC-Bestimmungsmodul 306 mit dem Ausgang des SOC-Kompensationsmoduls 308 gekoppelt, um den vorher bestimmten SOC für die Batterie 102 als eine Eingabereferenz-SOC für das strombasierende SOC-Bestimmungsmodul 306 zu empfangen. Um den Batteriestrom zu integrieren, multipliziert das strombasierende SOC-Bestimmungsmodul 306 den gemessenen Batteriestromwert mit der Dauer der Zeit, die seit der vorhergehenden Iteration des SOC-Bestimmungsprozesses 200 vergangen ist, um einen geschätzten Wert der Ladung zu erhalten, welcher der Batterie 102 über diese vorhergehende Dauer der Zeit geliefert wurde. Basierend auf der Gesamtbatteriekapazität konvertiert das Steuermodul 110 die geschätzte Menge der Ladung, die für einen entsprechenden SOC geliefert wurde, subtrahiert dann den gelieferten SOC von dem Referenz-SOC, der von dem Ausgang des SOC-Kompensationsmoduls 308 empfangen wurden, um einen aktualisierten SOC für die Batterie 102 zu erhalten. Danach wird das strombasierende SOC-Bestimmungsmodul 306 den strombasierenden aktualisierten SOC für die Batterie 102 an das SOC-Kompensationsmodul 308 für eine Stromkompensation ausgeben oder in anderer Weise bereitstellen.
Weiterhin Bezug nehmend auf die 1–3 ist das SOC-Kompensationsmodul 308 mit dem Strommesser 108 gekoppelt, um die Batteriestrommessung zu empfangen oder in anderer Weise zu erhalten und um zu bestimmen, ob der Strommesser 108 eine Sättigungsbedingung, basierend auf den gemessenen Batteriestromwerten, anzeigt. In Abwesenheit einer Sättigungsbedingung bestimmt das SOC-Kompensationsmodul 308 geeignete Wichtungsfaktoren für den strombasierenden SOC-Wert und den spannungsbasierenden SOC-Wert, basierend auf der Größe des gemessenen Batteriestroms. Zum Beispiel kann unter Verwenden des gemessenen Batteriestromwertes, der über den Strommesser 108 empfangen wird, das SOC-Kompensationsmodul 308 auf die Wichtungsfaktor-Nachschlagetabelle 301 zurückgreifen, um einen Wichtungsfaktor für den strombasierenden SOC-Wert zu identifizieren, der dem Pegel des Batteriestroms entspricht. Wie oben beschrieben, ist in beispielhaften Ausführungsformen die Summe der Wichtungsfaktoren für die strombasierenden und spannungsbasierenden SOC-Werte gleich Eins, so dass die Wichtungsfaktoren für den spannungsbasierenden SOC-Wert durch Subtrahieren von einem der Wichtungsfaktoren für den strombasierenden SOC-Wert, der von der Wichtungsfaktor-Nachschlagetabelle 301 erhalten wird, bestimmt werden kann. Nach Bestimmen der Wichtungsfaktoren, die auf der Größe des gemessenen Batteriestroms basieren, wird das SOC-Kompensationsmodul 308 einen stromkompensierten SOC-Wert für die Batterie 102 berechnen oder in anderer Weise bestimmen als eine gewichtete Summe des strombasierenden SOC-Wertes von dem strombasierenden SOC-Bestimmungsmodul 306 und des spannungsbasierenden SOC-Wertes von dem spannungsbasierenden SOC-Bestimmungsmodul 304 und kann den stromkompensierten SOC-Wert zu einem oder mehreren anderen Modulen 120 in dem Fahrzeug 150 ausgeben oder in anderer Weise bereitstellen. Zusätzlich wird der stromkompensierte SOC-Wert zu dem strombasierenden SOC-Bestimmungsmodul 306 zurückgekoppelt zur Verwendung als den anfänglichen Referenz-SOC-Wert für ein Berechnen eines aktualisierten strombasierenden SOC-Wertes auf der nachfolgenden Iteration des SOC-Bestimmungsprozesses 200.
Wie oben beschrieben wird, in Reaktion zum Identifizieren einer Sättigungsbedingung, das SOC-Kompensationsmodul 308 abgeschaltet oder in anderer Weise gestoppt, um eine Stromkompensation bereitzustellen, basierend auf der Wahrscheinlichkeit, dass der gemessene Batteriestromwert keine zuverlässige Repräsentation des aktuellen Batteriestroms ist. Das SOC-Kompensationsmodul 308 erfasst oder identifiziert in anderer Weise, dass der gemessene Batteriestromwert, der von dem Strommesser 108 erhalten wird, sich nicht innerhalb des Messbereichs des Strommessers 108 befindet, wenn der gemessene Batteriestromwert gleich einem Endpunkt des Messbereichs ist. Wenn zum Beispiel der Strommesser 108 Messbereich von –50 Ampere bis +50 Ampere reicht, wird das SOC-Kompensationsmodul 308 eine Sättigungsbedingung für den Strommesser 108 erfassen oder in anderer Weise identifizieren, wenn der gemessene Batteriestromwert gleich entweder –50 Ampere oder +50 Ampere ist. In Reaktion auf das Identifizieren einer Sättigungsbedingung wird das SOC-Kompensationsmodul 308 den spannungsbasierenden SOC-Wert von dem spannungsbasierenden SOC-Bestimmungsmodul 308 als den Ausgabe-SOC-Wert für die Batterie 102 ausgeben oder in anderer Weise bereitstellen. Zum Beispiel kann in Reaktion auf das Identifizieren der Sättigungsbedingung das Kompensationsmodul 308 den Wichtungsfaktor für den strombasierenden SOC-Wert auf gleich oder Null setzen und den Wichtungsfaktor für den spannungsbasierenden SOC-Wert auf gleich Eins setzen, so dass der Ausgabe-SOC-Wert unter Verwenden des strombasierenden SOC-Wertes nicht angepasst oder kompensiert wird. Somit gibt das SOC-Kompensationsmodul 308 einen unkompensierten spannungsbasierenden SOC-Wert als einen Echtzeit-(oder gegenwärtigen)Batterie-SOC aus, wenn der Strommesser 108 gesättigt ist.
Wie in 3 dargestellt, wird der unkompensierte spannungsbasierende SOC-Wert zu dem strombasierenden SOC-Bestimmungsmodul 306 zur Verwendung als der Anfangsreferenz-SOC-Wert für ein Berechnen eines aktuellen strombasierenden SOC-Wertes bei der nachfolgenden Iteration des SOC-Bestimmungsprozesses 200 zurückgekoppelt. Wenn somit der gemessene Batteriestromwert des Strommessers 108 zurückkehrt, subtrahiert das strombasierende SOC-Bestimmungsmodul 306 den gelieferten SOC von dem unkompensierten spannungsbasierenden SOC-Wert von der vorhergehenden Iteration des SOC-Bestimmungsprozesses 200, um einen aktuellen strombasierenden SOC-Wert für die Batterie 102 zu erhalten. Mit anderen Worten, nachdem eine Sättigungsbedingung beendet ist, bestimmt das strombasierende SOC-Bestimmungsmodul 306 einen aktuellen strombasierenden SOC-Wert, basierend auf der Batteriestrommessung und dem unkompensierten spannungsbasierenden SOC-Wert, der vorher durch das SOC-Kompensationsmodul 308 ausgegeben wurde. Danach verwendet das SOC-Kompensationsmodul 308 diesen aktuellen strombasierenden SOC-Wert, um den aktualisierten spannungsbasierenden SOC-Wert dem spannungsbasierenden SOC-Bestimmungsmodul 304 anzupassen oder in anderer Weise zu kompensieren, um einen aktuellen stromkompensierten SOC-Wert zu erhalten, der dann an das (die) andere(n) Modul(e) 120 des Fahrzeug 150 ausgegeben wird. Auf diese Weise wird eine Stromkompensation implementiert, während der Batteriestrom innerhalb des Messbereichs des Strommessers 108 ist, und abgeschaltet ist, während der Strommesser 108 mit dem Steuermodul 300 gesättigt ist, das zu einem Übergehen zwischen dem Ausgeben von unkompensierten SOC-Werten und dem Bereitstellen von einer Stromkompensation durch Rückkoppeln der unkompensierten SOC-Werte zur Verwendung als einen anfänglichen Referenz-SOC-Wert in der Lage ist, wenn ein aktueller strombasierender SOC-Wert nach Rückkehren des Batteriestroms in den Messbereich des Strommessers 108 berechnet wird.
Ein Vorteil des Gegenstandes, der hierin beschrieben wird, besteht darin, dass stromkompensierte SOC-Werte nach einer Sättigung des Batteriestrommessers durch Rückkopplung von unkompensierten SOC-Werten berechnet werden kann, die bestimmt werden, während der Batteriestrommesser gesättigt ist. Der Messbereich des Strommessers kann reduziert werden, wodurch die Auflösung des Strommessers verbessert und/oder die Kosten reduziert werden. Zum Beispiel kann der Messbereich derart gewählt werden, dass der Batteriestrom während der meisten betrieblichen Bedingungen wahrscheinlich innerhalb eines Messbereichs ist, ohne die Fähigkeit zu gefährden, eine Stromkompensation bereitzustellen durch virtuelles Rückkoppeln von unkompensierten SOC-Werten, die bestimmt werden, wenn der Batteriestrom außerhalb des Messbereichs ist, als Referenz-SOC-Werte zum Fortsetzen der Stromkompensation, wenn der Batteriestrom zu dem Messbereich zurückkehrt.
Im Sinne der Kürze können konventionelle Techniken, die sich auf Kommunikationsnetzwerke, eine Autorisierung, ein Software-Aktualisieren, automobilen Elektroniken und/oder Elektrosystemen und andere funktionelle Aspekte des Gegenstandes beziehen, nicht im Detail hierin beschrieben werden. Zusätzlich können bestimmte Terminologien hierin auch lediglich zum Zweck der Referenz verwendet werden und sind nicht beabsichtigt, begrenzend zu sein. Die Ausdrücke “erstens”, “zweitens” und andere derartige numerische Ausdrücke, die sich auf Strukturen beziehen, sollen zum Beispiel keine Reihenfolge oder Anordnungen implementieren, außer wenn sie deutlich durch den Kontext angezeigt werden. Zusätzlich bezieht sich die vorherige Beschreibung auch auf Elemente oder Anschlüsse oder Merkmale, welche “verbunden” oder zusammen “gekoppelt” sind. Wie hierin verwendet, außer ausdrücklich in anderer Weise spezifiziert, bedeutet “verbunden”, dass ein Element direkt mit einem anderen Element verbunden ist (oder direkt mit diesen kommuniziert) und nicht notwendigerweise mechanisch verbunden ist. Auf ähnliche Weise, außer es wird in anderer Weise ausdrücklich spezifiziert, bedeutet “gekoppelt”, dass ein Element direkt oder indirekt mit einem anderen Element gekoppelt ist (oder direkt oder indirekt kommuniziert) und nicht notwendigerweise mechanisch verbunden ist. Wie hierin verwendet, bedeutet “Knoten” irgendeinen internen oder externen Referenzpunkt, Verbindungspunkt, Übergang, Anschluss, Signalleitung, leitendes Element oder dergleichen, bei dem ein gegebenes Signal, ein logischer Pegel, eine Spannung, ein Datenmuster, ein Strom oder eine Quantität präsentiert wird.
Beispiele.
Beispiel 1. Ein Verfahren zum Bestimmen eines Kennzeichens einer Energiequelle, wobei das Verfahren umfasst:
Erhalten eines gemessenen Stroms, der mit der Energiequelle unter Verwenden eines Strommessers assoziiert ist;
Erhalten einer gemessenen Spannung, die mit der Energiequelle assoziiert ist;
in Reaktion auf Identifizieren einer Abwesenheit einer Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom, Bestimmen eines stromkompensierten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom; und
in Reaktion auf Identifizieren der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom, Bestimmen eines unkompensierten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung.
Beispiel 2. Das Verfahren nach Beispiel 1, wobei das Bestimmen des stromkompensierten Wertes für das Kennzeichen umfasst:
Bestimmen eines ersten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf dem gemessenen Strom;
Bestimmen eines zweiten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung; und
Bestimmen des stromkompensierten Wertes als eine gewichtete Summe des ersten Wertes und des zweiten Wertes.
Beispiel 3. Das Verfahren nach Beispiel 2, wobei das Bestimmen des stromkompensierten Wertes als die gewichtete Summe ein Gewichten des ersten Wertes relativ zu dem zweiten Wert umfasst, basierend auf dem gemessenen Strom.
Beispiel 4. Das Verfahren nach Beispiel 2, wobei ein Bestimmen des unkompensierten Wertes umfasst:
Bestimmen einer geschätzten Spannung, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom; und
Bestimmen des unkompensierten Wertes, basierend auf der geschätzten Spannung.
Beispiel 5. Das Verfahren nach Beispiel 1, wobei das Bestimmen des unkompensierten Wertes für das Kennzeichen umfasst:
Bestimmen einer geschätzten Spannung, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom; und
Bestimmen des unkompensierten Wertes basierend auf der geschätzten Spannung.
Beispiel 6. Das Verfahren nach Beispiel 5, wobei das Bestimmen des stromkompensierten Wertes des Kennzeichens umfasst:
Bestimmen eines ersten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf dem gemessenen Strom; und
Bestimmen des stromkompensierten Wertes als eine gewichtete Summe des ersten Wertes und des unkompensierten Wertes.
Beispiel 7. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1–6, weiterhin nach Identifizieren der Bedingung des Strommessers umfassend:
Erhalten eines zweiten gemessenen Stroms, der mit der Energiequelle unter Verwenden des Strommessers assoziiert ist;
Erhalten einer zweiten gemessenen Spannung, die mit der Energiequelle assoziiert ist; und
in Reaktion auf Identifizieren der Abwesenheit der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem zweiten gemessenen Strom, Bestimmen eines aktualisierten kompensierten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf der zweiten gemessenen Spannung, dem zweiten gemessenen Strom und dem unkompensierten Wert.
Beispiel 8. Das Verfahren nach Beispiel 7, wobei ein Bestimmen des unkompensierten Wertes für das Kennzeichen umfasst:
Bestimmen einer geschätzten Spannung, basierend wenigsten teilweise auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom; und
Bestimmen des unkompensierten Wertes, basierend auf der geschätzten Spannung.
Beispiel 9. Das Verfahren nach Beispiel 8, wobei das Bestimmen des aktuellen kompensierten Wertes umfasst:
Bestimmen eines ersten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf dem zweiten gemessenen Strom und dem unkompensierten Wert;
Bestimmen einer zweiten geschätzten Spannung, basierend wenigstens teilweise auf der zweiten gemessenen Spannung und dem zweiten gemessenen Strom;
Bestimmen eines zweiten Wertes für das Kennzeichen, basierend auf der zweiten geschätzten Spannung; und
Bestimmen des aktuellen kompensierten Wertes als eine gewichtete Summe des ersten Wertes und des zweiten Wertes.
Beispiel 10. Das Verfahren nach einem der Beispiele 1–9, weiterhin ein Überwachen des gemessenen Stroms für eine Sättigungsbedingung umfassend, wobei:
Bestimmen des stromkompensierten Wertes für das Kennzeichen umfasst, ein Bestimmen des stromkompensierten Wertes für das Kennzeichen in Reaktion auf Identifizieren der Abwesenheit der Sättigungsbedingung für den Strommesser, wenn der gemessene Strom innerhalb eines Messbereichs des Strommessers liegt; und
Bestimmen des unkompensierten Wertes für das Kennzeichen umfasst, ein Bestimmen des unkompensierten Wertes für das Kennzeichen in Reaktion auf Identifizieren der Sättigungsbedingung des Strommessers, wenn der gemessene Strom nicht innerhalb des gemessenen Bereichs des Strommessers liegt.
Beispiel 11. Das Verfahren nach Beispiel 10, wobei die Sättigungsbedingung für den Stromsensor identifiziert wird, wenn der gemessene Strom nicht innerhalb des Messbereichs des Strommessers liegt, was ein Identifizieren der Sättigungsbedingung umfasst, wenn der gemessene Strom gleich einer Grenze des Messbereichs ist.
Beispiel 12. Ein Verfahren zum Bestimmen eines Kennzeichens einer Energiequelle in einem Fahrzeug, wobei das Verfahren umfasst:
Erhalten einer ersten Spannungsmessung für die Energiequelle;
Erhalten einer ersten Strommessung, die mit der Energiequelle unter Verwenden eines Strommessers assoziiert ist;
Identifizieren einer Sättigungsbedingung des Strommessers, basierend wenigstens teilweise auf der ersten Strommessung;
Bestimmen eines unkompensierten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf der ersten Spannungsmessung; und
nach Identifizieren der Sättigungsbedingung:
Erhalten einer zweiten Spannungsmessung für die Energiequelle;
Erhalten einer zweiten Strommessung, die mit der Energiequelle unter Verwenden des Strommessers assoziiert ist;
Identifizieren einer Abwesenheit der Sättigungsbedingung, basierend wenigstens teilweise auf der zweiten Strommessung; und nach Identifizieren der Abwesenheit der Sättigungsbedingung:
Bestimmen eines ersten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf dem ersten Wert und der zweiten Strommessung;
Bestimmen eines zweiten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf der zweiten Spannungsmessung; und
Bestimmen eines stromkompensierten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf dem ersten Wert und dem zweiten Wert.
Beispiel 13. Das Verfahren nach Beispiel 12, wobei die Energiequelle eine Batterie umfasst, die konfiguriert ist, um einen Elektromotor in einem Fahrzeug zu betreiben, wobei:
Bestimmen des unkompensierten Wertes umfasst ein Bestimmen eines unkompensierten Zustands der Ladung der Batterie, basierend wenigstens teilweise auf einer ersten Spannungsmessung;
Bestimmen des ersten Wertes umfasst ein Bestimmen eines strombasierenden Zustands der Ladung der Batterie, basierend auf wenigstens einem Teil des unkompensierten Zustands der Ladung der Batterie und der zweiten Strommessung;
Bestimmen des zweiten Wertes umfasst ein Bestimmen eines zweiten unkompensierten Zustands der Ladung der Batterie, basierend auf wenigsten einem Teil der zweiten Spannungsmessung; und
Bestimmen des stromkompensierten Wertes umfasst ein Bestimmen einer gewichteten Summe des strombasierenden Zustands der Ladung der Batterie und des zweiten unkompensierten Zustands der Ladung der Batterie.
Beispiel 14. Das Verfahren nach Beispiel 12 oder 13, wobei ein Identifizieren der Sättigungsbedingung ein Identifizieren umfasst, dass die erste Strommessung gleich einer Grenze eines Messbereichs des Stromsensors ist.
Beispiel 15. Ein Fahrzeug umfassend:
eine Schnittstelle, die mit einer Energiequelle zu koppeln ist;
einen Strommesser, um einen gemessenen Strom zu erhalten, der mit der Energiequelle gekoppelt ist; und
ein Steuermodul, das mit der Schnittstelle und dem Strommesser gekoppelt ist, um:
eine gemessene Spannung zu erhalten, die mit der Energiequelle von der Schnittstelle assoziiert ist;
einen stromkompensierten Wert für ein Kennzeichen der Energiequelle zu bestimmen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom in Reaktion auf eine Abwesenheit einer Bedingung des Strommessers zu identifizieren, basierend auf dem gemessenen Strom; und
einen unkompensierten Wert des Kennzeichens zu bestimmen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung in Reaktion auf Identifizieren der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom.
Beispiel 16. Das Fahrzeug nach Beispiel 15, weiterhin umfassend:
einen Elektromotor; und
ein Leistungsumformungsmodul, das zwischen der Schnittstelle und dem Elektromotor gekoppelt ist, um von der Energiequelle Leistung zu dem Elektromotor bereitzustellen, um den Elektromotor zu betreiben, wobei der Strom, der zwischen der Energiequelle und dem Elektromotor während des Betreibens des Elektromotors fließt, einen Messbereich des Strommessers übersteigt.
Beispiel 17. Das Fahrzeug nach Beispiel 15 oder 16, wobei das Steuermodul konfiguriert ist, um
den stromkompensierten Wert in Reaktion auf Identifizieren der Abwesenheit einer Sättigungsbedingung des Strommessers zu bestimmen, basierend auf dem gemessenen Strom; und
den unkompensierten Wert in Reaktion auf das Identifizieren der Sättigungsbedingung des Strommessers zu bestimmen, basierend auf dem gemessenen Strom.
Beispiel 18. Fahrzeug nach irgendeinen der Beispiele 16–17, wobei:
die Energiequelle eine Batterie umfasst; und
das Kennzeichen einen Ladezustand der Batterie umfasst.
Beispiel 19. Das Fahrzeug nach irgendeinem der Beispiele 15–18, wobei ein Messbereich des Strommessers in der Lage ist, während des Betriebs des Fahrzeugs überschritten zu sein.
Beispiel 20. Das Fahrzeug nach irgendeinem der Beispiele 15–19, wobei nach Identifizieren der Bedingung des Strommessers, das Steuermodul konfiguriert ist, um:
einen zweiten gemessenen Strom zu erhalten, der mit der Energiequelle von dem Strommesser assoziiert ist;
eine zweite gemessene Spannung zu erhalten, die mit der Energiequelle von der Schnittstelle assoziiert ist; und
in Reaktion auf Identifizieren der Abwesenheit der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem zweiten gemessenen Strom, einen aktualisierten kompensierten Wert für das Kennzeichen zu bestimmen, basierend wenigstens teilweise auf der zweiten gemessenen Spannung, dem zweiten gemessenen Strom und dem unkompensierten Wert.
Während mindestens eine beispielhafte Ausführung in der vorhergehenden detaillierten Beschreibung dargestellt wurde, sollte anerkannt werden, dass eine riesige Anzahl von Variationen existiert. Es sollte auch anerkannt werden, dass die beispielhafte Ausführungsform oder die beispielhaften Ausführungsformen nur Beispiele sind und nicht geeignet sind, den Schutzumfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Offenbarung in irgendeiner Weise zu begrenzen. Vielmehr wird die vorhergehende detaillierte Beschreibung dem Fachmann der Technik einen bequemen Arbeitsplan für das Ausführen der beispielhaften Ausführungsform oder der beispielhaften Ausführungsformen zur Verfügung stellen. Es sollte auch verständlich sein, dass unterschiedliche Änderungen in der Funktion und der Anordnung der Elemente durchgeführt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Offenbarung, wie er in den anhängenden Ansprüchen und den legalen Äquivalenten davon offenbart wird, abzuweichen. Demgemäß sollten die Details der beispielhaften Ausführungsformen oder anderer Begrenzungen, die oben beschrieben werden, nicht in die Ansprüche eingelesen werden, außer bei einer klaren Absicht des Gegenteils.

Claims

Verfahren zum Bestimmen eines Kennzeichens einer Energiequelle, wobei das Verfahren umfasst: – Erhalten eines gemessenen Stroms, der mit der Energiequelle unter Verwenden eines Strommessers assoziiert ist; – Erhalten einer gemessenen Spannung, die mit der Energiequelle assoziiert ist; – in Reaktion auf Identifizieren einer Abwesenheit einer Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom, ein Bestimmen eines stromkompensierten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom; und – in Reaktion auf Identifizieren der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom, ein Bestimmen eines unkompensierten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des stromkompensierten Wertes für das Kennzeichen umfasst: – Bestimmen eines ersten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf dem gemessenen Strom; – Bestimmen eines zweiten Wertes für das Kennzeichen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung; und – Bestimmen des stromkompensierten Wertes als eine gewichtete Summe des ersten Wertes und des zweiten Wertes.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Bestimmen des stromkompensierten Wertes als die gewichtete Summe ein Gewichten des ersten Wertes relativ zu dem zweiten Wert umfasst, basierend auf dem gemessenen Strom.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei ein Bestimmen des unkompensierten Wertes umfasst: – Bestimmen einer geschätzten Spannung, basierend auf wenigstens einem Teil der gemessenen Spannung und des gemessenen Stroms; und – Bestimmen des unkompensierten Wertes, basierend auf der geschätzten Spannung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, wobei das Bestimmen des unkompensierten Wertes für das Kennzeichen umfasst: – Bestimmen einer geschätzten Spannung, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom; und – Bestimmen des unkompensierten Wertes, basierend auf der geschätzten Spannung.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, weiterhin umfassend, nach Identifizieren der Bedingung des Strommessers: – Erhalten eines zweiten gemessenen Stroms, der mit der Energiequelle unter Verwenden des Strommessers assoziiert ist; – Erhalten einer zweiten gemessenen Spannung, die mit der Energiequelle assoziiert ist; und – in Reaktion auf Identifizieren der Abwesenheit der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem zweiten gemessenen Strom, ein Bestimmen eines aktualisierten kompensierten Wertes des Kennzeichens, basierend wenigstens teilweise auf der zweiten gemessenen Spannung, dem zweiten gemessenen Strom und dem unkompensierten Wert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, weiterhin umfassend: Überwachen des gemessenen Stroms für eine Sättigungsbedingung, wobei: – ein Bestimmen des stromkompensierten Wertes für das Kennzeichen ein Bestimmen des stromkompensierten Wertes für das Kennzeichen in Reaktion auf Identifizieren der Abwesenheit der Sättigungsbedingung des Strommessers umfasst, wenn der gemessene Strom innerhalb eines Messbereichs des Strommessers liegt; und – ein Bestimmen des unkompensierten Wertes für das Kennzeichen ein Bestimmen des unkompensierten Wertes für das Kennzeichen in Reaktion auf Identifizieren der Sättigungsbedingung des Strommessers umfasst, wenn der gemessene Strom nicht innerhalb des gemessenen Bereichs des Strommessers liegt.
Fahrzeug, umfassend: – eine Schnittstelle, die mit einer Energiequelle gekoppelt ist; – einen Stromsensor, um einen gemessenen Strom zu erhalten, der mit der Energiequelle assoziiert ist; und – ein Steuermodul, das mit der Schnittstelle und dem Strommesser gekoppelt ist, um: – eine gemessene Spannung zu erhalten, die mit der Energiequelle von der Schnittstelle assoziiert ist; – einen stromkompensierten Wert für ein Kennzeichen der Energiequelle zu bestimmen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung und dem gemessenen Strom in Reaktion auf Identifizieren einer Abwesenheit einer Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom; und – einen unkompensierten Wert für das Kennzeichen zu bestimmen, basierend wenigstens teilweise auf der gemessenen Spannung in Reaktion auf Identifizieren der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem gemessenen Strom.
Fahrzeug nach Anspruch 8, weiterhin umfassend: – einen Elektromotor; und – ein Leistungsumformungsmodul, das zwischen der Schnittstelle und dem Elektromotor gekoppelt ist, um Leistung von der Energiequelle zu dem Elektromotor bereitzustellen, um den Elektromotor zu betreiben, wobei der Strom, der zwischen der Energiequelle und dem Elektromotor während des Betriebs des Elektromotors fließt, einen Messbereich des Strommessers übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei nach dem Identifizieren der Bedingung des Strommessers das Steuermodul konfiguriert ist, um: – einen zweiten gemessenen Strom zu erhalten, der mit der Energiequelle und dem Strommesser assoziiert ist; – eine zweite gemessene Spannung zu erhalten, die mit der Energiequelle und der Schnittstelle assoziiert ist; und – in Reaktion auf das Identifizieren der Abwesenheit der Bedingung des Strommessers, basierend auf dem zweiten gemessenen Strom, einen aktualisierten kompensierten Wert für das Kennzeichen zu bestimmen, basierend wenigstens teilweise auf der zweiten gemessenen Spannung, dem zweiten gemessenen Strom und dem unkompensierten Wert.