DE102015108989A1

DE102015108989A1 - Anzeige der Verschlechterung der Batteriekapazität

Info

Publication number: DE102015108989A1
Application number: DE102015108989.0A
Authority: DE
Inventors: Xiaohong Nina Duan; Dawn Bernardi
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2014-06-16
Filing date: 2015-06-08
Publication date: 2015-12-17
Also published as: CN105277890B; US9956887B2; US20150360578A1; CN105277890A

Abstract

Es werden Verfahren und Systeme beschrieben, um Informationen für den Nutzer bereitzustellen, die sich auf den Zustand des Fahrzeugs und den Batteriezustand auf Basis der Umgebung und der Fahrzeugverwendung beziehen. Der Nutzer kann von den Auswirkungen von Fahrzeugverwendung und Umgebungsfaktoren auf den Zustand und die Fähigkeit zum Ladungsspeichern der Fahrzeugbatterie unterrichtet werden. Es ist beabsichtigt, dass dies das Verhalten des Nutzers ändert, um die Batterieleistung zu verbessern. Eine Anzeige kann Daten bereitstellen, die wenigstens ein Anzeigebild darstellen, das Informationen in Bezug auf den Batteriezustand zeigt, einschließlich Kapazitätsabbau. Ein Anzeigegenerator kann visuelle Daten zur Anzeige auf dem wenigstens einen Anzeigebild erzeugen, um für den Nutzer visuelle Stimulation, die den Batteriezustand darstellt, der auf dem Ladezustand (SOC), der Temperatur und der Fahrzeugausschaltzeit basiert, und vom Nutzer ausgewählte Optionen bereitzustellen, damit möglicher Batteriekapazitätsabbau reduziert wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Verschiedene Ausführungsformen beziehen sich auf ein Hybridelektrofahrzeug und ein Verfahren zum Steuern des Ladezustands in einer Batterie und Anzeigen der Batteriekapazität.
HINTERGRUND
Elektrofahrzeuge sind auf die Batterie angewiesen, um elektrische Energie zum Antreiben eines Fahrzeugs bereitzustellen. Die elektrische Energiespeicherkapazität dieser Batterien kann sich mit der Zeit verschlechtern. Zum Beispiel kann bestimmter Einsatz und Abstellen eines Fahrzeugs die Batterielebensdauer beeinflussen. Es ist wünschenswert, diese bestimmten Einsatz- und Abstellbedingungen zu vermeiden.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug, z. B. ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridelektrofahrzeug, wird hier gezeigt und beschrieben. Das Fahrzeug kann eine Batterie mit Batteriekapazität und einen Elektromotor enthalten, um Elektrizität aus der Batterie aufzunehmen und Antriebskraft bereitzustellen. Eine Steuerung dient zum Bereitstellen verschiedener Parameter, z. B. des Ladezustands der Batterie, Temperatur und Fahrzeugausschaltzeiträume. Eine Anzeige dient zum Bereitstellen von Daten, die wenigstens ein Anzeigebild darstellen, das Informationen in Bezug auf die Parameter und die Batteriekapazität zeigt. Ein Anzeigegenerator dient zum Erzeugen visueller Daten zur Anzeige auf dem wenigstens einen Anzeigebild, um für den Nutzer visuelle Stimulation bereitzustellen, die die Batteriekapazität auf Basis des Ladezustands (SOC, State Of Charge), der Temperatur und der Fahrzeugausschaltzeiträume und vom Nutzer ausgewählter Optionen darstellt, damit der mögliche Batteriekapazitätsabbau reduziert wird, wobei der Nutzer aufgefordert wird, den Fahrzeugzustand zu managen, um die Auswirkung zu reduzieren. In einem Beispiel befindet sich die Anzeige im Fahrzeug. In einem Beispiel ist die Anzeige extern zum Fahrzeug, z. B. eine tragbare Kommunikationseinrichtung, wie zum Beispiel ein Mobiltelefon, ein Tablet, ein Computer oder Ähnliches. Beim Anzeigegenerator kann es sich um eine Schaltungsanordnung oder Prozessor(en) handeln, die dazu ausgelegt sind, Signale an die Anzeige auszugeben.
In einem Beispiel weist die Batterie einen Batterietyp auf, und die visuellen Daten basieren auf Verwendungsdaten des Fahrzeugs und dem Batterietyp.
In einem Beispiel erzeugt der Anzeigegenerator die visuelle Anzeige unter Verwendung der Fahrzeugausschaltzeit, zu der erweiterte Fahrzeugparkzeit zählt.
In einem Beispiel dient der Anzeigegenerator zum Erzeugen von visuellen Batteriekapazitätsdaten, die auf vorherigem Fahrzeugabstellen und Ladung für den gleichen Tag eine Woche vor dem aktuellen Tag basieren.
In einem Beispiel dient der Anzeigegenerator zum Senden von visuellen Daten an die fahrzeugexterne Anzeige.
In einem Beispiel dient der Anzeigegenerator zum Erzeugen einer Tabelle von Ladezustand und Temperatur gegenüber dem SOC.
In einem Beispiel dient der Anzeigegenerator zum Erzeugen einer Tabelle von Temperatur gegenüber Ladezustand, um eine batteriebezogene Abbaurate zu zeigen.
In einem Beispiel dient der Anzeigegenerator zum Erzeugen der Temperaturentabelle auf Basis wenigstens eines der Folgenden: dem aktuellen Umgebungstemperaturbereich, der extern vorhergesagten Temperatur oder vom Fahrzeug abgetasteten früheren Temperaturdaten oder Kombinationen aus diesen.
In einem Beispiel dient der Anzeigegenerator zum Erzeugen eines farbcodierten Graphen der Batterieabbaurate von gering bis hoch, mit einer Angabe des aktuellen Ladezustands.
In einem Beispiel ist der Graph entweder ein vertikales Stapelbalkendiagramm oder ein Stapelflächengraph.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt auch Verfahren zum Bereitstellen von Informationen für den Nutzer. Ein Verfahren kann Folgendes beinhalten: Anzeigen unter Verwendung einer Anzeige von visuellen Daten, die die Beziehung von Ladezustand und Temperatur gegenüber den Nichtverwendungszeiten zeigen; und Auffordern eines Fahrzeugnutzers, unter Verwendung eines Prozessors, die Fahrzeugbedingungen oder -parameter zu ändern, um unter Verwendung der visuellen Anzeige die Batteriekapazität und die Batterielebensdauer zu managen. In einem Beispiel beinhaltet das Anzeigen das Verwenden von Daten der spezifischen Batterie und von aktuellen Verwendungsdaten des Fahrzeugs. In einem Beispiel beinhaltet das Anzeigen das Erzeugen der visuellen Anzeige unter Verwendung der Fahrzeugausschaltzeit, zu der erweiterte Fahrzeugparkzeit zählt. In einem Beispiel beinhaltet das Anzeigen das Erzeugen der visuellen Anzeige unter Verwendung von visuellen Batteriekapazitätsabbaudaten auf Basis des vorherigen Fahrzeugabstellens und der Ladung für den gleichen Tag eine Woche vor dem aktuellen Tag. In einem Beispiel beinhaltet das Anzeigen das elektronische Senden der visuellen Daten an die fahrzeugexterne Anzeige. In einem Beispiel beinhaltet das Anzeigen das Erzeugen einer Tabelle von Ladezustand und Temperatur gegenüber dem SOC. In einem Beispiel beinhaltet das Anzeigen das Erzeugen einer Tabelle für die Temperatur gegenüber dem Ladezustand, um eine batteriebezogene Abbaurate zu zeigen, oder einer Temperaturentabelle auf Basis wenigstens eines der Folgenden: dem aktuellen Umgebungstemperaturbereich, der extern vorhergesagten Temperatur oder vom Fahrzeug abgetasteten früheren Temperaturdaten oder Kombinationen aus diesen. In einem Beispiel beinhaltet das Anzeigen das Erzeugen eines farbcodierten Graphen der Batterieabbau rate von gering bis hoch, mit einer Angabe des aktuellen Ladezustands. In einem Beispiel ist der Graph entweder ein geschichteter vertikaler Graph oder ein geschichteter Flächengraph.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Hybridelektrofahrzeug, das mit den beschriebenen Systemen und Verfahren verwendet werden kann.
2 ist eine detaillierte Ansicht der Batterie für ein Hybridelektrofahrzeug.
3 ist eine schematische Ansicht eines Systems, das ein Hybridelektrofahrzeug enthält.
4 ist ein Computersystem zur Verwendung in einem Hybridelektrofahrzeug.
5 ist ein Graph, der auf einer Anzeige gezeigt werden oder in den hier beschriebenen Systemen verwendet werden soll.
6 ist eine Tabelle, die auf einer Anzeige gezeigt werden oder in den hier beschriebenen Systemen verwendet werden soll.
7 ist ein Graph, der auf einer Anzeige gezeigt werden oder in den hier beschriebenen Systemen verwendet werden soll.
8 ist ein Graph, der auf einer Anzeige gezeigt werden oder in den hier beschriebenen Systemen verwendet werden soll.
9 ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Beispiel.
10 zeigt eine schematische Ansicht eines elektrischen Leistungsversorgungssystems für ein Fahrzeug.
11 zeigt einen Graphen der Verschlechterung der Batteriekapazität über dem Ladezustand gemäß einem Beispiel.
12 zeigt einen Graphen der Verschlechterung der Batteriekapazität gegenüber dem Ladezustand gemäß einem Beispiel.
13 zeigt einen Graphen der Verschlechterung der Batteriekapazität gegenüber dem Ladezustand gemäß einem Beispiel.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
In der vorliegenden Anmeldung werden verschiedene repräsentative Ausführungsformen beschrieben und veranschaulicht; allerdings sollte verstanden werden, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft sind und in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert sein, um Details spezieller Komponenten zu zeigen. Die speziellen strukturellen und funktionalen Details, die hier offenbart werden, sollen daher nicht als beschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine repräsentative Basis, um einen Fachmann zu lehren, wie die Ausführungsformen auf verschiedene Weise einzusetzen sind. Für Durchschnittsfachleute liegt auf der Hand, dass verschiedene Merkmale, die unter Bezugnahme auf irgendeine der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit anderen Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht werden, um Ausführungsformen zu schaffen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben werden. Die Kombinationen von veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für Beispielanwendungen bereit. Es können jedoch verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungsformen erwünscht sein.
Zur Übersicht: Die vorliegende Offenbarung beschreibt Systeme und Verfahren, um den Nutzer zu lehren, verschiedene Parameter zu steuern, um den Zustand von Fahrzeug oder Batterie zum Managen der Batteriekapazität und zum Reduzieren der Wahrscheinlichkeit von Verschlechterung der Batteriekapazität auszuwählen. Das Anzeigen dieser Informationen für den Nutzer unterrichtet den Nutzer und stellt dem Nutzer Optionen zum Unterstützen bei der Reduzierung der Verschlechterung der Batteriekapazität bereit. Zur Verschlechterung der Batteriekapazität kann es kommen, wenn ein Fahrzeug ausgeschaltet oder geparkt ist und seine Batterie sich in einem bestimmten Ladezustand (SOC) befindet. Zu Batterieverschlechterung kann es auch bei der Verwendung abhängig von der Temperatur und der Leistungsverwendung kommen, die durch die Fahrzeuganwendung, Fahrstil und Fahrzeugsteuereinstellungen bestimmt werden kann. Die vorliegenden Systeme und Verfahren stellen Mittel für den Nutzer bereit, um das Reduzieren der Batterieverschlechterung zu unterstützen. In einem Beispiel können das bzw. die vorliegende(n) System(e) und Verfahren die Vorteile der Auswahl von optimalen Parkbedingungen zum Reduzieren der Verschlechterung der Batteriekapazität aufzeigen.
1 zeigt ein Beispiel für eine repräsentative Ausführungsform eines Hybridelektrofahrzeugs 102, z. B. eines Plug-in Hybridelektrofahrzeugs, das verschiedene Strategien zum Managen der Batteriekapazität und der Batterielebensdauer gemäß dieser Offenbarung enthält. Ein Plug-in Hybridelektrofahrzeug 102 kann einen oder mehrere Elektromotoren 104 umfassen, die mechanisch mit einem Hybridgetriebe 106 verbunden sind. Zusätzlich ist das Hybridgetriebe 106 mechanisch mit einem Verbrennungsmotor 108 verbunden. Das Hybridgetriebe 106 kann auch mechanisch mit einer Antriebswelle 110 verbunden sein, die mechanisch mit den Rädern 112 verbunden ist. Die Elektromotoren 104 können den Rädern Drehmoment bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 108 eingeschaltet ist. Der Elektromotor 104 nimmt elektrische Energie auf, z. B. aus einer Batterie 114, um Drehmoment zum Antrieb des Fahrzeugs 102 bereitzustellen. Die Elektromotoren 104 können Verzögerungsfähigkeit bereitstellen, wenn der Verbrennungsmotor 108 ausgeschaltet ist. Die Elektromotoren 104 können als Generatoren ausgelegt sein, und sie können Vorteile hinsichtlich des Kraftstoffverbrauchs bereitstellen, indem sie Energie, die im Friktionsbremssystem normalerweise als Wärme verloren gehen würde, zurückgewinnen. Die Elektromotoren 104 können auch Fahrzeugemissionen reduzieren, weil das Hybridelektrofahrzeug 102 unter gewissen Bedingungen im Elektromodus betrieben werden kann.
Die Traktionsbatterie oder der Batteriesatz 114 speichern Energie, die von den Elektromotoren 104 verwendet werden kann. Ein Fahrzeugbatteriesatz 114 stellt typischerweise eine Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgabe bereit. Die Batterieausgabe erfolgt als Reaktion auf eine Batterieleistungsanforderung, die aus dem Mitkopplungsbatterieleistungswert als eine Funktion der Leistungsanforderung des Fahrers und der Leistungsanforderung des Verbrennungsmotors berechnet werden kann, die wiederum auf den Geschwindigkeits- und Drehmomentbestimmungen basieren können. Der Batteriesatz 114 ist mit einem leistungselektronischen Modul 116 elektrisch verbunden. Das leistungselektronische Modul 116 ist ebenfalls mit den Elektromotoren 104 elektrisch verbunden und stellt die Fähigkeit zum bidirektionalen Energietransfer zwischen dem Batteriesatz 114 und den Elektromotoren 104 bereit. Ein typischer Batteriesatz 14 kann zum Beispiel eine Gleichspannung bereitstellen, während die Elektromotoren 104 zum Funktionieren einen dreiphasigen Wechselstrom benötigen können. Das leistungselektronische Modul 116 kann die Gleichspannung in einen dreiphasigen Wechselstrom umwandeln, wie er von den Elektromotoren 104 benötigt wird. In einem Energierückgewinnungsmodus wird das leistungselektronische Modul 116 den dreiphasigen Wechselstrom aus den Elektromotoren 104, die als Generatoren fungieren, in die vom Batteriesatz 114 benötigte Gleichspannung umwandeln. Die hierin beschriebenen Verfahren sind gleichermaßen auf ein reines Elektrofahrzeug oder auf irgendeine andere Einrichtung, die einen Batteriesatz verwendet, anwendbar. Die Batterie 114 kann unter bestimmten Verwendungen des Fahrzeugs Verschlechterung erfahren. Eine Verwendung, bei der Verschlechterung auftritt, ist das Abstellen bei einem hohen Ladezustand (SOC). Die Temperatur kann auch ein Verschlechterungsfaktor sein. Die Batterieverschlechterung wird für einen spezifischen Batterietyp individualisiert. Zur Batterieverschlechterung kann die Unfähigkeit einer Batterie 114 zählen, eine Ladungsmenge zu halten, z. B. werden in der Batterie 114 weniger kWh oder Ah gespeichert. Durch Unterrichten des Nutzers oder Fahrers unter Verwendung der hier beschriebenen Verfahren können die Batteriekapazität und die Batterielebensdauer gemanagt werden.
Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie für den Antrieb kann die Batterie 114 (oder der Batteriesatz) Energie für andere Elektrosysteme des Fahrzeugs bereitstellen. Ein typisches System kann ein Gleichspannungswandlermodul 118 enthalten, das die Hochspannungs-Gleichstrom-Ausgabe des Batteriesatzes 114 in eine Niederspannungs-Gleichstrom-Versorgung, die kompatibel mit anderen Fahrzeugverbrauchern ist, umwandelt. Andere Hochspannungsverbraucher, wie zum Beispiel Verdichter und Elektroheizungen, können direkt aus dem Batteriesatz 114 mit dem Hochspannungsbus verbunden sein. In einem typischen Fahrzeug sind die Niederspannungssysteme elektrisch mit einer 12-V-Batterie 120 verbunden. Ein rein elektrisches Fahrzeug kann eine ähnliche Architektur aufweisen, jedoch ohne den Verbrennungsmotor 108.
Der Batteriesatz 114 kann von einer externen Leistungsquelle 126, die das elektrische Stromnetz, ein Generator oder eine lokale elektrische Quelle sein kann, wiedergeladen werden. Der Batterieladespeicherstatus kann als Ladezustand gemessen werden. Die externe Leistungsquelle 126 kann Wechsel- oder Gleichstromleistung für das Fahrzeug 102 bereitstellen, indem sie durch einen Ladeport 124 elektrisch verbunden wird. Der Ladeport 124 kann irgendein Porttyp sein, der dazu ausgelegt ist, Leistung von der externen Leistungsquelle 126 zum Fahrzeug 102 zu übertragen. Der Ladeport 124 kann mit einem Leistungswandlungsmodul 122 elektrisch verbunden sein. Das Leistungswandlungsmodul kann die Leistung aus der externen Leistungsquelle 126 konditionieren, um dem Batteriesatz 114 die korrekten Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. In einigen Anwendungen kann die externe Leistungsquelle 126 dazu ausgelegt sein, dem Batteriesatz 114 die korrekten Spannungs- und Strompegel bereitzustellen, und das Leistungswandlungsmodul 122 ist möglicherweise nicht erforderlich. Die Funktionen des Leistungswandlungsmoduls 122 können sich in einigen Anwendungen in der externen Leistungsquelle 126 befinden. Der Verbrennungsmotor, das Getriebe, die Elektromotoren, die Batterie, die Leistungswandlung und die Leistungselektroniken des Fahrzeugs können von einem Antriebsstrangsteuerungsmodul (PCM, Powertrain Control Module) 128 gesteuert werden.
In einer Ausführungsform arbeitet das PCM 128 mit einer oder mehreren Steuerungen und/oder Elektroniken zusammen, wie in 2 veranschaulicht wird, um zum Beispiel die Kapazität des Batteriesatzes 114 dynamisch zu managen. Das PCM 128 kann das Laden des Batteriesatzes 114 steuern, um einen Zielbatterieladezustand (SOC) in einer angestrebten Zeit zu erreichen. Der angestrebte oder gewünschte SOC kann als Reaktion auf wenigstens eines der Folgenden variieren: zum Beispiel Umgebungstemperatur, veranschlagte Energieverwendung und Abstellzeit. Solch ein angestrebter SOC kann als Reaktion darauf vorhanden sein, dass der Nutzer von den Auswirkungen dieser Parameter auf die Batterieleistung unterrichtet ist. Das PCM 128 kann funktionsfähig mit einem Speicher verschaltet sein, der ein Ladezustandsprofil speichert, das die auf wenigstens einem der beiden, der Umgebungs- oder der Betriebsparameter, basierenden Ziel-SOC-Werte beinhaltet. Gleichermaßen kann das PCM 128 das Laden des Batteriesatzes 114 aus der Leistungsquelle 126 und/oder aus dem Verbrennungsmotor 108 und dem bzw. den Elektromotor(en) 104 steuern, um den Batterie-SOC auf einen gewünschten oder angestrebten SOC aufzuladen, der als Reaktion auf Fahrzeug- und/oder Umgebungsbetriebsparameter oder -bedingungen variiert. Der Nutzer kann über Fahrzeugschnittstellen oder über elektrische Fernkommunikationseinrichtungen den SOC und die Zeit des Ladestarts am PCM 128 einstellen.
Zusätzlich zum Veranschaulichen eines Plug-in Hybridfahrzeugs kann 1 ein batterieelektrisches Fahrzeug (BEV) veranschaulichen, falls die Komponente 108 entfernt wird. Ähnlich kann 1 ein herkömmliches Hybrid-Elektrofahrzeug (HEV) oder ein Power Split Hybrid-Elektrofahrzeug veranschaulichen, falls die Komponenten 122, 124 und 126 entfernt werden. 1 veranschaulicht auch das Hochspannungssystem, das den bzw. die Elektromotor(en), das leistungselektronische Modul 116, das Gleichspannungswandlermodul 118, das Leistungswandlungsmodul 122 und den Batteriesatz 114 enthält. Das Hochspannungssystem und der Batteriesatz enthalten Hochspannungskomponenten einschließlich Busschienen, Verbinder, Hochspannungsdrähte und Schaltungstrenneinrichtungen.
Das Fahrzeug 100 enthält weiterhin ein Display 130, das Daten in Bezug auf den Zustand des Fahrzeugs zeigen kann, z. B. den Zustand des elektrischen Systems und der Batterie 114 ebenso wie Daten der Fahrzeugverwendung/-nichtverwendung. Ein Datengenerator 135 kann mit der Anzeige verbunden sein, um die Daten für die Anzeige 130 zu berechnen und zu organisieren. Die Anzeige 130 kann eine interaktive Anzeige sein, die eine grafische Nutzerschnittstelle darstellt, um einem Nutzer zu gestatten, Befehle in die Fahrzeugsysteme einzugeben.
Die einzelnen Batteriezellen innerhalb eines Batteriesatzes können nach den unterschiedlichsten chemischen Rezepturen aufgebaut sein. Zu typischen Batteriesatz-Chemien können, ohne darauf beschränkt zu sein, Blei-Säure, Nickel-Cadmium (NiCd), Nickel-Metallhydrid (NiMH), Lithium-Ionen oder Lithium-Ionen-Polymer zählen. 2 zeigt einen typischen Batteriesatz 200 in einer einfachen Reihenanordnung aus N Batteriezellmodulen 202. Die Batteriezellmodule 202 können eine einzelne Batteriezelle oder mehrere, elektrisch parallel verbundene Batteriezellen umfassen. Der Batteriesatz kann allerdings aus irgendeiner Anzahl von einzelnen Batteriezellen und Batteriezellmodulen zusammengesetzt sein, die in Reihe oder parallel oder irgendeiner Kombination daraus verbunden sind. Ein typisches System kann eine oder mehrere Steuerungen aufweisen, wie zum Beispiel ein Batteriesteuermodul (BCM, Battery Control Module) 208, das die Leistung des Batteriesatzes 200 überwacht und steuert. Das BCM 208 kann mehrere Pegelcharakteristika des Batteriesatzes überwachen, wie zum Beispiel den von einem Stromsensor 206 gemessenen Satzstrom, die Satzspannung 210 und die Satztemperatur 212. Die Genauigkeit des Stromsensors kann zum Schätzen des Batterieladezustands und der Batteriekapazität nützlich sein. Ein Stromsensor kann die unterschiedlichsten, auf physikalischen Prinzipien basierenden Verfahren nutzen, um den Strom zu detektieren, einschließlich eines Hall-Effekt-IC-Sensors, eines Transformators oder einer Strommesszange, eines Widerstands, wo die Spannung direkt proportional zum durch ihn fließenden Strom ist, Lichtwellenoptiken, die ein Interferometer verwenden, um die Phasenänderung im von einem Magnetfeld produzierten Licht zu messen, oder einer Rogowski-Spule. Im Fall, dass eine Batteriezelle geladen oder entladen wird, so dass der Strom, der in die Batteriezelle eintritt oder aus ihr austritt, einen Schwellenwert überschreitet, kann das Batteriesteuermodul die Batteriezelle über die Verwendung einer Trenneinrichtung trennen, wie zum Beispiel einer Sicherung, eines Schalters oder eines Schutzschalters.
Zusätzlich zu den Pegelcharakteristika des Satzes können Pegelcharakteristika der Batteriezellen vorhanden sein, die gemessen und überwacht werden müssen. Zum Beispiel können die Anschlussspannung, der Strom und die Temperatur jeder Zelle gemessen werden. Ein System kann ein Sensormodul 204 verwenden, um die Charakteristika einer oder mehrerer Batteriezellmodule 202 zu messen. Zu den Charakteristika können Batteriezellspannung, -temperatur, -alter, Anzahl der Lade-/Entladezyklen usw. zählen. Typischerweise wird ein Sensormodul Batteriezellspannung messen. Die Batteriezellspannung kann eine Spannung einer einzelnen Batterie oder einer Gruppe von Batterien sein, die parallel oder in Reihe elektrisch verbunden sind. Der Batteriesatz 200 kann bis zu N_C Sensormodule 204 nutzen, um die Charakteristika aller Batteriezellen 202 zu messen. Jedes Sensormodul 204 kann die Messwerte an das BCM 208 zur weiteren Verarbeitung und Koordinierung übertragen. Das Sensormodul 204 kann Signale in analoger oder digitaler Form an das BCM 208 übertragen. Der Batteriesatz 200 kann auch ein Batterieverteilermodul (BDM, Battery Distribution Module) 214 umfassen, das den Stromfluss in den und aus dem Batteriesatz 200 steuert. Die Sensoren können Parameter abtasten, die in Beziehung zur Batteriekapazität stehen und beim Bestimmen eines aktuellen SOC und/oder eines gewünschten SOC verwendet werden können, um die Batteriekapazität wie hier beschrieben zu managen.
3 zeigt das Fahrzeugbatteriesteuerungssystem 300, das das Laden und das Entladen einer Batterie 114 regeln kann, um so die Verschlechterung der Batterie 114 gemäß den Einstellungen eines Nutzers zu reduzieren. Das Batteriesystem 300 enthält die Leistungsquellen 330–330N, die mit einem Leistungsverteilersystem 331 verbunden sind, z. B. einem Stromnetz, das Leistung an mehrere Standorte liefert, z. B. an einen Wohnort 333 des Nutzers, einen öffentlichen Standort 334, z. B. einen Laden, Parkanlage usw., und/oder einen Arbeitsplatz 335. Jeder der Standorte 333–335 kann einen Lade-/Entladeanschluss 341 enthalten, der von einer Steuerschaltungsanordnung gesteuert wird. Die Leistungsquelle(n) 330–330N kann bzw. können von einem lokalen Stromanbieter oder einem größeren, kommerziellen Stromanbieter, z. B. einem öffentlichen Versorgungsunternehmen, betrieben werden. Der Anschluss 341 verbindet die Fahrzeugbatterie 114 mit wenigstens einer Leistungsquelle 330–330N. Der Anschluss 341 kann sich in einem Wohngebäude 333 befinden und steht in Verbindung mit einem Stromanschluss der elektrischen Schaltungsanordnungen des Gebäudes. Der Stromanschluss kann sich auch an einem Arbeitsplatz 335 befinden, z. B. einem Bürogebäude oder einem öffentlichen Platz 334, z. B. Parkplätzen von Einkaufszentren und Ähnlichem. Im Fall, dass ein Fahrzeug geladen wird, kann der Ladeanschluss 341 entweder zum Liefern eines Gleichstrom- oder eines Wechselstromsignals betrieben werden, um mehrere Kilowatt Leistung in der Batterie 114 des Fahrzeugs zu speichern. Wie hier beschrieben wird, kann es für die Fahrzeugbatterie vorteilhaft sein, wenn die Fahrzeugbatterie im nichtverwendeten Zustand mit einem niedrigen SOC gelagert wird. Der Ladeanschluss kann einen Zeitgeber 345 aufweisen, der die Lieferung von elektrischen Signalen zum Fahrzeug so verzögert, dass der SOC des Fahrzeugs während des Parkens so lange wie möglich auf einem niedrigen Zustand liegt, und so, dass die Batterie für die prognostizierte Verwendung des Fahrzeugs ausreichende Ladung aufweist. Der Zeitgeber 345 kann Steuersignale aus einer Einrichtung vom Fahrzeugnutzer aufnehmen, der den Abstell-SOC für das Fahrzeug unter Verwendung der hier beschriebenen Systeme und Verfahren auswählen kann. Es versteht sich weiterhin, dass der Wohnort 333, der öffentliche Platz 334 oder der Arbeitsplatz 335 Anzeigen enthalten können, die Daten in Bezug auf die Batteriekapazitätsverschlechterung für ein spezielles Fahrzeug anzeigen können. Es versteht sich auch, dass das bzw. die Fahrzeug(e), die Anschlüsse 341 und die Leistungsquellen 330, 330N miteinander über drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen in Verbindung stehen können, wobei die übertragenen Daten Parameter oder Statistiken beinhalten können, die zu Parametern im Fahrzeug in Beziehung stehen können, wie zum Beispiel zum Batteriezustand, zur Fahrzeugverwendung, zum Batterietyp und zu jedem der hier beschriebenen Datengraphen.
Das System 300 kann eine Liste der Batterien 114 speichern, die Informationen zu jeder Batterie auf der Liste aufweist, wie zum Beispiel die maximale Speicherkapazität, den zur Erweiterung der Lebensdauer der Batterie 114 optimalen Lade-/Entladezyklus, die Materialzusammensetzung der Batterien 114 und ähnliche Informationen. Die Batterieliste kann weiterhin andere Informationen enthalten, die den Lade-/Entladezyklus der Batterie 114 beeinflussen. Zu Beispielen für Batteriedaten kann Folgendes zählen: der Lade-/Entladezyklus, der zum Laden der Batterie 114 in der kürzesten möglichen Zeit ausgelegt ist, wie die Temperatur den Lade-/Entladezyklus einer speziellen Batterie 114 beeinflusst und wie das Abstellen die Batteriekapazität beeinflusst. Alternativ kann der Nutzer die Informationen für die Fahrzeugbatterie 114 aus einer Datenbank über ein globales Computernetz in das Fahrzeug 100 oder den Anschluss 341 herunterladen. Dem Nutzer können Informationen darüber dargestellt werden, z. B. visuelle Daten auf einer Anzeige, wie er das Verhalten ändern soll, um die Batteriekapazitätsverschlechterung während der Nichtverwendung des Fahrzeugs zu reduzieren.
4 zeigt eine Darstellung in Diagrammform der Maschine in der beispielhaften Form eines Computersystems 400, in dem ein Befehlssatz ausgeführt werden kann, der bewirkt, dass die Maschine irgendeine oder mehrere der hier erörterten Verfahren, Prozesse, Operationen oder Methoden durchführt. Das HEV 102 kann mit einem oder mehreren Computersystemen 400 betrieben werden. Das HEV 102 kann die Funktionalität eines oder mehrerer Computersysteme 400 oder Teile des Computersystems 400 enthalten.
In einem Ausführungsbeispiel wird die Maschine als eine Einzeleinrichtung betrieben oder kann mit anderen Computermaschinen verbunden sein (z. B. über ein Netzwerk). Bei vernetztem Einsatz kann die Maschine mit den Fähigkeiten eines Servers oder einer Client-Maschine in einer Server-Client-Netzwerkumgebung oder als eine Peer-Maschine in einer Peer-to-Peer-(oder verteilten)Netzwerkumgebung betrieben werden. Die Maschine kann ein Fahrzeug-Computersystem, ein Server-Computer, ein Client-Computer, ein Personal Computer (PC), ein Tablet-PC, eine Set-Top-Box (STB), ein Personal Digital Assistant (PDA), ein Mobiltelefon, eine Web-Vorrichtung, ein Netzwerk-Router, -Switch oder -Bridge sein oder irgendeine Maschine, die in der Lage ist, einen Befehlssatz (sequentiell oder anders) auszuführen, der von der Maschine zu erbringende Aktionen spezifiziert. Obwohl nur eine einzelne Maschine veranschaulicht wird, ist der Begriff „Maschine” weiterhin so aufzunehmen, dass er irgendeine Ansammlung von Maschinen beinhaltet, die einzeln oder gemeinsam einen Satz (oder mehrere Sätze) von Befehlen ausführt bzw. ausführen, um irgendeine oder mehrere der hier erörterten Methoden durchzuführen.
Das beispielhafte Computersystem 400 enthält wenigstens einen Prozessor 402 (z. B. einen Hauptprozessor (CPU, Central Processing Unit), eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU, Graphics Processing Unit), Hilfsprozessoren oder Kombinationen daraus), einen Hauptspeicher 408 und einen statischen Speicher 414, die miteinander über einen Bus 428 in Verbindung stehen. Das Computersystem 400 kann weiterhin eine Videoanzeige 406 enthalten (z. B. eine Flüssigkristallanzeige (LCD, Liquid Crystal Display), Leuchtdioden (LED, Light Emitting Diode) oder eine Kathodenstrahlröhre (CRT, Cathode Ray Tube)). Die Anzeige 406 kann sich am Fahrerarmaturenbrett des Fahrzeugs oder sonst im Fahrzeug angebracht befinden. Das Computersystem 400 enthält auch eine alphanumerische Eingabeeinrichtung 412 (z. B. eine Tastatur, ein Touchscreen oder Touchpad, die eine Tastatur darstellen), eine Cursorsteuereinrichtung 416 (z. B. eine Maus, ein Touch-Screen, einen Joystick, ein Trackpad oder Ähnliches), eine Treibereinheit 420, eine Signalerzeugungseinrichtung 426 (z. B. einen Lautsprecher oder Tongenerator) und eine Netzwerkschnittstelleneinrichtung 418.
Die Treibereinheit 420 enthält ein maschinenlesbares Medium 422, auf dem ein oder mehrere Befehlssätze 410 (z. B. Software) gespeichert sind, die irgendeine oder mehrere der hier beschriebenen Methoden oder Funktionen verwirklichen. Die Software 410 kann sich auch, vollständig oder wenigstens teilweise, während ihrer Ausführung durch das Computersystem 400 im Hauptspeicher 408 und/oder im Prozessor 402 befinden. Der Hauptspeicher 408 und der Prozessor 402 sind ebenfalls Bestandteil der maschinenlesbaren Medien.
Die Software, z. B. die Befehle 410, können weiterhin über die Netzwerkschnittstelleneinrichtung 418 über ein Netzwerk 424 über Kommunikationsprotokolle übertragen oder aufgenommen werden, die Daten zur Übertragung codieren und decodieren können. Die Software 410 kann auch über den Bus 428 übertragen werden.
Obwohl das maschinenlesbare Medium 422 in einem Ausführungsbeispiel so gezeigt worden ist, dass es sich um ein einzelnes Medium handelt, sollte der Begriff „maschinenlesbares Medium” so aufgenommen werden, dass er ein einzelnes Medium oder mehrere Medien beinhaltet (z. B. eine zentralisierte oder verteilte Datenbank und/oder verknüpfte Caches und Server), die den einen oder die mehreren Befehlssätze speichern. Der Begriff „maschinenlesbares Medium” sollte auch so aufgenommen werden, dass er irgendein Medium beinhaltet, das in der Lage ist, einen Befehlssatz zur Ausführung durch die Maschine zu speichern, zu codieren oder zu halten, der bewirkt, dass die Maschine irgendeine oder mehrere der Methoden der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durchführt. Zu solchen Medien können dinghafte Medien zählen. Der Begriff „maschinenlesbares Medium” ist dementsprechend so aufzunehmen, dass er Busse, dinghafte Trägerwellensignale, Halbleiterspeicher und optische und magnetische Medien beinhaltet, ohne darauf beschränkt zu sein.
5 zeigt eine Anzeige eines Graphen 500, die Verschlechterungscharakteristika einer Fahrzeugbatterie 114 zeigt. Der Graph 500 kann produziert werden, um von einem Nutzer angesehen zu werden, z. B. auf einer Anzeige, wie zum Beispiel der Anzeige 410, einer im Fahrzeug montierten Anzeige, einer tragbaren, mit dem Fahrzeug verknüpften Anzeige oder einer externen Anzeige. Zu tragbaren Anzeigen können elektronische Einrichtungen oder gedrucktes Material zählen. Der Graph 500 zeigt die Abhängigkeit des Kapazitätsabbaus der Batterie von Temperatur und SOC. Der Graph 500 zeigt mehrere Temperatur- und SOC-Kurven, um den Batteriekapazitätsabbau (y-Achse, in Prozent des Abbaus) als eine Funktion über der Zeit (x-Achse) zu veranschaulichen. Die Temperaturen im Graphen sind T1C, die niedriger als T2C ist, die niedriger als T3C ist. Die Ladezustände im Graphen sind SOC1, der niedriger als SOC2 ist, der niedriger als SOC3 ist. Der Graph 500 zeigt, dass der höchste Ladezustand SOC3 und die höchste Temperatur T3C zur größten Verschlechterung der Batteriekapazität über der Zeit führen. Die geringste Verschlechterung erfolgt bei der niedrigsten Temperatur und dem niedrigsten Ladezustand, T1C und SOC1. Der Graph 500 kann mit einer zum Beispiel durch Farbe oder durch Blinken hervorgehobenen Kurve gezeigt werden, die am engsten in Beziehung zur eigentlichen Zeit und Temperatur steht. Der Graph 500 kann dem Nutzer auch im Fahrzeugservicehandbuch bereitgestellt werden. Durch das Bereitstellen dieser Informationen für den Nutzer in Form des Graphen 500 kann der Nutzer dahingehend unterrichtet werden, Schatten aufzusuchen, wenn er das Fahrzeug parkt, oder das Fahrzeug mit einem niedrigeren SOC abzustellen oder sowohl die Batteriekapazität als auch die Batterielebensdauer zu managen.
6 zeigt eine Anzeige 600 der Charakteristika 602 einer Fahrzeugbatterie 114. Diese Anzeige 600 zeigt eine vereinfachte Version der Beziehung von SOC und Temperatur zur Abbaurate der Batteriekapazität. Die relative Abbaurate der Batterie kann auf Anzeigen oder in gedruckten Materialien gezeigt werden, um den Abbau der Batteriekapazität und die Auswirkungen von Temperatur und SOC auf den Abbau zu erklären, um den Nutzer zu unterrichten und die Batterieverwendung zu managen. In 6 wird der Batteriekapazitätsabbau bei einem Ladezustand gleich SOC1 und einer Temperatur bei T1C als eine Bedingung 1 definiert, gezeigt als 1,00, d. h. eine normalisierte Abbaurate der Batterie. Der relative Abbau bei anderen SOC-Pegeln und Temperaturen sind Verhältnisse des Batterieabbaus gegenüber dem Abbau bei SOC = SOC1 und der Temperatur bei T1C. Der relative Abbau bei der höchsten Temperatur T3 und SOC3 (hier als vollständig geladen gezeigt) beträgt acht Mal so viel, wie bei leerem SOC und niedriger Temperatur T1. Diese Anzeige 600 kann eine (für den Nutzer) leichter zu verstehende Ansicht der Abbaurate der Batteriekapazität bereitstellen, weil sie in Beziehung zu Temperatur und Ladezustand steht. Diese einfache Anzeige weist neun Einträge auf, die bei eins die beste Bedingung zeigen, und höhere Zahlen sind für das Fahrzeug in Hinsicht auf die Batterieabbaurate weniger wünschenswert, was möglicherweise für einen Nutzer einfacher und schneller zu begreifen ist als der Graph aus 5. In einem Beispiel kann der Eintrag in der Anzeige 600, der am ehesten den realen Daten entspricht, die vom Fahrzeug erfasst werden, z. B. wenn das Fahrzeug abgestellt oder geparkt ist, auf der Anzeige hervorgehoben werden, z. B. unter Verwendung einer anderen Farbe, einer anderen Schriftart, von Blinkanzeigen oder anderen Markierungen.
7 zeigt eine Anzeige 700 eines Graphen 701, die Charakteristika einer Fahrzeugbatterie 114 zeigt. Diese Anzeige 700 zeigt eine umfassendere Version des Batteriezustands, hier der relativen Abbaurate, als das Display 600 aus 6. Die relative Abbaurate der Batterie kann auf einer Anzeige oder in gedrucktem Material gezeigt werden, um die Verschlechterung der Batteriekapazität und die Auswirkungen von Temperatur und SOC auf die Verschlechterung zu erklären. Ein Anzeiger (oder Markierung) 703 wird bereitgestellt, um den aktuellen relativen Abbau der Batteriekapazität auf Basis des aktuellen SOC und der aktuellen Temperatur zu zeigen. In 7 werden die Informationen zum relativen Abbau der Batteriekapazität im Graphen 701 mit der Batterieladebedingung gezeigt, z. B. dem Ladezustand (SOC) auf der x-Achse und der Temperatur auf der y-Achse. Der Bereich des SOC erstreckt sich von leer bis voll. Der Temperaturbereich wird in sieben Pegel von niedrig bis hoch zerlegt. Im Ergebnis können verschiedene Bereiche 711–722 schattiert oder farblich gekennzeichnet werden, so dass der Nutzer die unterschiedlichen Bereiche schnell erkennen kann. Unter Verwendung des Graphen 701 kann dem Nutzer gezeigt werden, dass es wünschenswert ist, das Fahrzeug in der Zone mit der niedrigsten relativen Abbaurate der Batteriekapazität abzustellen oder zu parken und was unternommen werden kann, um in diesen Bereich zu gelangen, z. B. einen Schattenplatz zu finden oder die Klimaanlage des Fahrzeugs einzuschalten, um die Batterie zu kühlen, wenn das Fahrzeug angeschlossen ist.
8 zeigt eine Anzeige 800 eines Graphen 801, die Charakteristika einer Fahrzeugbatterie 114 zeigt. Diese Anzeige 800 zeigt eine vereinfachte Version der relativen Abbaurate der Batterie als andere Anzeigen. Die relative Abbaurate der Batterie kann auf Anzeigen oder in gedruckten Materialien gezeigt werden, um die Verschlechterung der Batteriekapazität und die Auswirkungen des SOC auf die Verschlechterung zu erklären, d. h. die Temperaturauswirkungen werden nicht gezeigt. Ein Anzeiger (oder Markierung) 803 wird bereitgestellt, um den aktuellen relativen Abbau der Batteriekapazität auf Basis des aktuellen SOC zu zeigen.
9 zeigt ein Flussdiagramm gemäß einem Verfahren 900. In 901 werden die Abbaudaten für die spezielle Batterie im Fahrzeug geladen und in einer Speichereinrichtung gespeichert. Die Batterieabbaudaten können die Abbauraten der Batteriekapazität als eine Funktion des Ladezustands, der Temperatur oder von beiden beinhalten. Diese Daten können in einer Form vorliegen, um einem Nutzer auf der Anzeige gezeigt zu werden oder als Basis zum Berechnen von visuellen Anzeigedaten. In 902 wird der Ladezustand der Batterie abgetastet. Dies kann von den hier beschriebenen Komponenten durchgeführt werden, z. B. den Messschaltungen und Modulen, die in Bezug auf die 1 und 2 beschreiben worden sind. In 903 wird die Temperatur abgetastet. Bei der Temperatur kann es sich um die Umgebungstemperatur des Fahrzeugs handeln. Bei der Temperatur kann es sich auch um eine spezifischere Temperatur innerhalb der Batteriestruktur im Fahrzeug handeln. In 905 werden dem Nutzer die visuellen Daten der Beziehung zwischen wenigstens dem Ladezustand und möglicherweise der Temperatur angezeigt, z. B. werden sie dem Nutzer auf einer mobilen Einrichtung, einer Anzeige im Fahrzeug oder anders gezeigt.
10 zeigt eine schematische Ansicht eines elektrischen Leistungsversorgungssystems 10 für ein Fahrzeug. Das System 10 enthält ein Fahrzeug, das eine Traktionsbatterie 12, die Niederspannungszusatzbatterie 14, das bzw. die Steuermodul(e) 16, die die gleichen oder ähnliche wie die in Bezug auf die 1 und 2 beschriebenen sein können, das Batterieladegerät 16 und eine Fahrerschnittstelle 17 (z. B. Anzeigebildschirm/-panel, Lautsprechersystem usw.) enthalten kann. Die Traktionsbatterie 12 kann dazu ausgelegt sein, Energie zum Bewegen des Fahrzeugs bereitzustellen. Die Zusatzbatterie 14 kann dazu ausgelegt sein, Energie für Zusatzverbraucher bereitzustellen, wie zum Beispiel Beleuchtung, Sound-System, Fahrgastzellenklimasteuerung usw. In dem Beispiel aus 10 ist das Fahrzeug ein Plug-in Hybrid-Elektrofahrzeug (PHEV). Andere Fahrzeugkonfigurationen, wie zum Beispiel Batterie, vollelektrisch usw., werden allerdings ebenfalls in Betracht gezogen. Das Ladegerät 16 kann daher elektrisch mit einem Stromnetz 18 verbunden sein, z. B. kann es in eine Wandsteckdose eingesteckt sein, und es kann gestatten, dass Energie vom Netz 18 zu jeder der Batterien 12, 14 fließt, um die Batterien aufzuladen. Beispiele für solche Systeme werden in der US-Patentanmeldung Nr. 12/721,607 beschrieben, die hiermit durch Bezugnahme für alle Zwecke aufgenommen ist, falls seine Offenbarung allerdings mit der vorliegenden schriftlichen Offenbarung in Konflikt gerät, führt die vorliegende Offenbarung.
Die 11 und 12 zeigen Graphen der Verschlechterung der Batteriekapazität gegenüber dem Ladezustand (SOC). Die Batterieverschlechterung kann von mehreren Parametern abhängen, z. B. von der Batteriechemie, wobei die Batterieverschlechterung beschrieben werden kann als: D = k(T, SOC)t^α, wobei gilt: D ist die Batterieverschlechterung, t ist die Zeit der kalendarischen Batterielebensdauer, T ist die Temperatur, SOC ist der Batterieladezustand, α ist der Exponentialparameter und k ist eine Funktion von Temperatur und SOC. Der Parameter k ist eine Konstante, die proportional zur Rate der Batterieverschlechterung ist. Der Verschlechterungsparameter D kann Kapazitätsverschlechterung, Ladewiderstandsverschlechterung, Entladewiderstandsverschlechterung oder eine Kombination sein. Der Exponentialparameter α kann von der Temperatur abhängig sein. Die Beziehung von k und SOC kann verwendet werden, um die Batterieverschlechterungsrate bei unterschiedlichen SOC-Pegeln für spezifizierte Temperaturbereich(e) darzustellen. Für einen einfachen Fall erhöht sich der Parameter k monoton (z. B. linear) mit dem SOC, wie in 11 gezeigt wird. 12 zeigt einen komplexen Fall der Verschlechterung mit einigen lokalen Maxima oder Minima von k, wenn der SOC von 0% bis 100% variiert. Für die meisten Elektrofahrzeuge auf Verbraucherebene sind die Parkzeiten des Fahrzeugs viel länger als die Fahrzeiten. Falls sich die Fahrzeugbatterie bei einem SOC-Pegel mit einer geringeren Verschlechterungsrate, wenn das Fahrzeug nicht verwendet wird, im Ruhezustand befindet, z. B. wenn das Fahrzeug geparkt ist, wird das die Batterieverschlechterung verringern und die Batterielebensdauer für die gleiche Fahrzeugverwendung erhöhen. Im Ergebnis bedeutet intelligentes Laden, den SOC der Batterie im Ruhezustand auf einen geeigneten SOC-Pegel einzustellen, der die niedrigste Batterieverschlechterungsrate im SOC-Bereich aufweisen wird. Dieser SOC-Bereich mit reduzierter Verschlechterung kann zwischen einem Batterie-Mindestladezustand und einem vollständig geladenen SOC-Pegel liegen, während immer noch ein SOC vorhanden ist, um über eine Planung oder die frühere Verwendung des Fahrzeugs genügend Batterieleistung für die Verwendung des Fahrzeugs durch den Fahrer bereitzustellen.
Die oben genannten Graphen aus den 11 und 12 oder die Formel der Batterieverschlechterung können in den Systemen 300, 400 oder in den Modulen im Fahrzeug gespeichert oder verwendet werden, um das Laden der Fahrzeugtraktionsbatterie und den Batterie-SOC bei Nichtverwendung zu steuern, um die Wahrscheinlichkeit von Batterieverschlechterung zu reduzieren und die Batteriekapazität über der Zeit zu überwachen.
Mit Rückbezug auf die Struktur aus 10: Es wird ein Verfahren zum Steuern des SOC einer Traktionsbatterie beschrieben. Die Schnittstelle 17 gestattet es dem Nutzer, für die Steuerung 16 die Zeit einzugeben, die er/sie das Fahrzeug verwenden wird. In einem Beispiel speichert die Steuerung 16 die frühere Fahrzeugverwendung oder greift auf sie über eine Kommunikationsverknüpfung zu und stellt diese Informationen dem Nutzer über die Schnittstelle 17 dar. Der Nutzer kann die künftige Verwendung als aufgrund der früheren Verwendung prognostiziert akzeptieren, oder er kann die künftige Verwendung in eine komplett neue Verwendung ändern, oder er kann kleine Änderungen an der prognostizierten Verwendung vornehmen. Dies kann ausgelöst werden, wenn der Nutzer das Fahrzeug mit einer Ladequelle verbindet, z. B. dem Stromnetz 18. In einem Beispiel gibt der Nutzer die Zeit ein, die das Fahrzeug verwendet werden wird, und einen Schätzwert der Fahrstreckenlänge. In einem Beispiel gibt der Nutzer das Ziel ein, zu dem er/sie während der nächsten Verwendung des Fahrzeugs fahren wird, und die Steuerung wird den erforderlichen SOC und den Ladestartzeitpunkt berechnen. Falls der Nutzer keine Informationen eingibt, kann die Steuerung 16 das Laden sofort beginnen und bis zu einem vollständig geladenen SOC laden, oder sie kann sich auf die frühere Verwendung stützen, um eine Ladestartzeit und einen angestrebten SOC zu bestimmen.
Die Steuerung 16 kann die Zeit des Batterieladens und die Zeit des Batterieparkens berechnen, z. B. wenn das Fahrzeug geparkt ist. Nach der Aufnahme der Eingaben vom Nutzer und/oder Speicher kann die Steuerung die Fahrzeugparkzeit bestimmen. Die Fahrzeugparkzeit kann die Zeit von einem aktuellen Zeitpunkt bis zu einem Zeitpunkt sein, zu dem der Nutzer das Fahrzeug verwendet. Die Steuerung 16 kann auf Basis der Batteriekalibrierinformationen, die bereits im mit der Steuerung verknüpften Speicher gespeichert sind, auch die Ladezeit bestimmen, die die Zeit ist, die benötigt wird, um die Batterie vom aktuellen SOC auf einen gewünschten SOC-Pegel zu laden. Die Steuerung 16 kann weiterhin die Batterieruhezeit bestimmen, was die Parkzeit abzüglich der Ladezeit ist. Falls die Ladezeit größer oder gleich der Parkzeit ist, startet die Steuerung das Laden sofort.
Die Steuerung 16 kann weiterhin auf die Batterieverschlechterungsinformationen zugreifen, die im Speicher gespeichert oder aus im Speicher gespeicherten Daten abgeleitet sein können, und einen günstigen SOC bestimmen, bei dem die Batterie während einer Ruhezeit gelagert werden sollte. Die Beziehung einer Batterieverschlechterungsrate mit SOC, wie zum Beispiel k(T, SOC) gegenüber dem SOC, kann in einem Speicher als eine Datentabelle oder als ein Befehl in Form einer Funktion gespeichert werden. Die Steuerung kann von einem aktuellen SOC-Pegel bis zu einen vollständig geladenen SOC-Pegel suchen, um den SOC-Pegel zu finden, der die geringste Batterieverschlechterungsrate aufweist.
Die Steuerung kann weiterhin die Zeit und den Lade-Start-/Stopppunkt und das Laden der Batterie bestimmen. Unter Verwendung der Informationen über die berechnete Zeit und den SOC-Pegel mit der geringsten Verschlechterungsrate kann die Steuerung bestimmen, wann das Laden der Batterie begonnen wird und wann die Batterie nicht geladen wird und der Batterie eine Ruhezeitspanne gestattet wird. Die Steuerung kann das Lade- und Ruheschema auf Basis von besonderen Verschlechterungseigenschaften einer Batterie variieren. Im Fall, in dem sich die Batterieverschlechterungsrate monoton mit der Erhöhung des SOC erhöht, wie in 11 gezeigt wird, parkt der Nutzer zum Beispiel das Fahrzeug und verbindet das Ladekabel mit dem elektrischen Leistungssystem des Fahrzeugs, die Steuerung kann den Batterie-SOC-Pegel (z. B. SOC_1) prüfen und die Batterieladezeit von SOC_1 bis SOC_voll als H Stunden bestimmen. Die Steuerung kann weiterhin den besten Verschlechterungspunkt bestimmen, in dem die Batterie im Bereich von SOC_1 bis SOC_voll auf dem aktuellen SOC-Pegel (SOC_1) gelagert werden kann. Die Steuerung wird keinen Befehl zum Starten des Ladens ausgeben und die Batterie bei einem aktuellen SOC_1-Pegel ruhen lassen, bis die Ruhezeit verstrichen ist und die Ladezeit beginnen muss, um ausreichend Ladung für die Batterie bereitzustellen. Zu der Zeit, z. B. H Stunden vor der geplanten Fahrzeit des Kunden, kann die Steuerung das Starten des Batterieladens anweisen, so dass die Batterie in einem Maße geladen wird, dass der Nutzerbedarf für die Fahrzeugverwendung zur geplanten Fahrzeit des Nutzers erfüllt wird.
Im Fall, in dem es wenige lokale Maxima oder Minima der Verschlechterungsrate(n) gibt, wie in 12 gezeigt wird, wenn zum Beispiel der Nutzer das Fahrzeug parkt und das Ladekabel mit dem Fahrzeug verbindet, prüft die Steuerung nicht nur den Batterie-SOC-Pegel (SOC_1), sondern bestimmt auch, dass der SOC-Pegel mit der geringsten Verschlechterungsrate zwischen dem aktuellen SOC_1 und SOC_voll bei SOC_2 liegt. Weil sich der geringste Verschlechterungspegel nicht beim aktuellen SOC der Batterie befindet, gibt die Steuerung einen Befehl aus, die Batterie zu laden. Die Batterie wird geladen, bis ihr SOC-Pegel SOC_2 erreicht. Nachdem der Batterie-SOC-Pegel SOC_2 erreicht hat, wird die Steuerung anweisen, das Laden der Batterie zu stoppen, und die Batterie auf dem SOC_2-Pegel halten, um die Batterieverschlechterung zu reduzieren. Die Steuerung kann die Zeit berechnen, die zum Laden der Batterie von SOC_2 auf SOC_voll erforderlich ist, die die Zeit H2 beträgt. Zur Zeit H2 Stunden vor der geplanten Fahrzeit des Kunden, wird die Steuerung einen anderen Befehl zum Starten des Batterieladens ausgeben; die Batterie wird bis zu einem Maße vollständig geladen werden, so dass der Nutzerbedarf für die Fahrzeugverwendung zur geplanten Fahrzeit des Nutzers erfüllt wird.
Über die angegebene Steuerstrategie der Steuerung hinaus, den SOC-Pegel während der Batterieruhezeit (Parken oder Nichtverwendung) einzustellen, kann die Steuerung zusätzliche Batterieladesteuerung durchführen. Bei dem Fahrzeug, das verwendet wird, um zwischen dem Arbeitsplatz und dem Wohnort zu pendeln, ist zum Beispiel die Fahrstreckenlänge von der Wohnung zum Büro, die Parkzeit bei Tage und die Fahrstreckenlänge vom Büro zur Wohnung ungefähr bekannt. In diesem Fall kann die Steuerung weiterhin den Batterieladeprozess planen, wie zum Beispiel den SOC-Pegel, der als „Batterie vollständig geladen” definiert wird, passend einzustellen, die Batterie bei einem SOC-Pegel mit relativ geringer Verschlechterungsrate sogar während der Parkzeitspanne bei Tage ruhen zu lassen oder die Fahrreichweite des Fahrzeugs je nach Nutzerbedarf korrekt zu erweitern. Zum erweiterteren Steuern wird die Steuerung einen Nutzer um das Eingeben von mehr Informationen bitten, z. B. die längste Parkdauer bei Tage, die Fahrstreckenlänge, bevor das Fahrzeug an der Arbeitsstelle während einer Arbeitsschicht oder zu Hause über Nacht geparkt wird, und die Gesamtfahrstreckenlänge vor dem nächsten Ladetermin, wenn der Kunde die Fahrzeugbatterie mit einem Batterieladegerät oder dem Stromnetz verbindet. Anhand der Gesamtfahrstreckenlänge kann die Steuerung unterschiedliche Batterieladesteuerstrategien umsetzen.
Falls die Gesamtfahrstreckenlänge kurz und kleiner als die Fahrzeugreichweite ist, kann die Steuerung das Basis-Ladesteuerschema durchführen, wie es hier beschrieben wird.
Falls die Gesamtfahrstreckenlänge 5–15% größer als die Fahrzeugreichweite, jedoch kleiner als die Maximalreichweite ist, kann die Steuerung, anstatt SOC_voll als den Pegel für die Ladezeit und als den Punkt für das Batterieladestoppen zu verwenden, den SOC_max (siehe 11 und 12) als den Referenzpegel für „Batterie ist vollständig geladen” verwenden. Die Steuerung kann unter Verwendung von SOC_max eine Ladezeit berechnen und kann die Schritte so durchführen, wie es beim Basissteuern beschrieben wird. Typische Traktionsbatteriesteuerungen laden nicht bis zum SOC_max auf, sondern nur bis zum SOC_voll. Dieses Schema wird gestatten, dass die Batterie bis SOC_max geladen wird, um SOC_voll zu umgehen.
Falls die Gesamtfahrstreckenlänge wesentlich geringer als die Fahrzeugreichweite ist (70% oder weniger) und die Batterie wenige lokale Maxima und Minima der Verschlechterungsrate über dem SOC-Pegel aufweist, wie in 13 gezeigt wird, kann die Steuerung erweiterte Steuerschemata unter Verwendung der gespeicherten Daten mit dem bzw. den lokalen Minima und Maxima durchführen.
Auf Basis der Nutzereingabe der Fahrstreckenlänge vor dem längsten Parken bei Tage (z. B. Parken am Arbeitsplatz) kann die Steuerung den SOC-Pegel der Batterie während des längstens Parkens bei Tage schätzen. Falls der SOC-Pegel nicht auf oder nicht in der Nähe des lokalen Maximums der Verschlechterungsrate liegt, wie zum Beispiel bei SOC_2 oder SOC_2', wie in 13 gezeigt wird, wird die Steuerung die Batterie unter Verwendung des Basis-Steuerschemas laden.
Auf Basis der Nutzereingabe der Fahrstreckenlänge vor dem längsten Parken bei Tage (z. B. Parken am Arbeitsplatz) wird der SOC-Pegel der Batterie während des längstens Parkens bei Tage geschätzt. Falls der SOC-Pegel sich auf oder in der Nähe des Pegels mit dem lokalen Maximum der Batterieverschlechterungsrate befindet, wie zum Beispiel bei dem in 13 gezeigten SOC_2h, wird die Steuerung den SOC-Pegel, der das lokale Minimum der Verschlechterungsrate in dem SOC-Bereich aufweist, der kleiner als SOC_2h ist, oder den SOC-Pegel, bei dem die Batterieverschlechterungsrate nicht höher als bei irgendeinem SOC-Pegel ist, der größer als SOC_2h ist, bestimmen. Zum Beispiel den Punkt SOC_2_ref, der in 13 gezeigt wird. Nachdem SOC_2_ref bestimmt worden ist, wird die Steuerung den SOC-Pegel schätzen, bei dem, wenn der Batterie-SOC von diesem Pegel auf SOC_2_ref sinkt, die Fahrstreckenlänge des Fahrzeugs gleich der vom Kunden vor der längsten Tagesparkzeit geplanten Fahrstreckenlänge ist. Dieser SOC-Pegel wird als SOC_voll_ref in 13 gezeigt. Die Steuerung kann auch schätzen, ob das Fahrzeug die Gesamtstrecke fahren kann, die der Kunde geplant hat, wenn der Batterie-SOC von SOC_voll_ref auf SOC_niedrig fällt. Falls die Antwort Ja lautet, wird die Steuerung über die im Basissteuern spezifizierte Steuerstrategie die Batterie auf SOC_voll_ref laden, anstatt SOC_voll zu verwenden. Im Steuerprozess wird die Ladezeit auf Basis von SOC_voll_ref berechnet. Falls die Antwort Nein lautet, kann die Steuerung lediglich das Basissteuerschema ausführen und die Batterie auf SOC voll laden.
Alle Batterien, die in einem batterieelektrischen Fahrzeug (BEV) oder einem Plug-in Hybridfahrzeug (PHEV) als Antriebsleistungsquellen verwendet werden, erleiden Leistungsverschlechterung, die abhängig von der chemischen Zusammensetzung der Bestandteile der Batterie, den Verwendungsbedingungen und den Ruhebedingungen ist. Bei einem batterieelektrischen Fahrzeug (BEV) und einem Plug-in Hybridfahrzeug (PHEV) steuert die Kapazität der Batterie (in Coulomb) die rein elektrische Fahrreichweite und bei einem PHEV die Kraftstoffwirtschaftlichkeit. Es kann keine Batterie hergestellt werden, die über die Batterielebensdauer keine Kapazitätsverschlechterung erleidet. Trotzdem kann die Batterielebensdauer aufrechterhalten werden, falls die Bedingungen bei Verwendung und im Ruhezustand verbessert werden. Falls der Nutzer über den Betrieb des Fahrzeugs mit Blick auf die Batterielebensdauer und -kapazität unterrichtet wird, dann kann die Batterielebensdauer länger sein, die Kundenzufriedenheit kann wachsen, und die Batteriegewährleistungskosten können geringer werden.
Das Batteriemanagement kann über Testen charakterisiert werden und beinhaltet sowohl die Lade-/Entladezyklen als auch das Abstellen. Die Zyklusverschlechterung hängt von der Fahrzeugverwendung ab, und die Abstellverschlechterung hängt vom Batterieladezustand (SOC) und der Temperatur während des Parkens und der Länge der Zeit ab. Die meisten Fahrzeuge von Nutzern sind über 90% der Zeit geparkt, im Gegensatz zu der Zeit, in der sie gefahren werden. Die längste Zeit, in der das Fahrzeug geparkt ist, ist über Nacht, das heißt, wenn geplant ist, die Batterie des Fahrzeugs aufzuladen. Abhängig von der chemischen Zusammensetzung der Bestandteile der Batterie hängt die Abstellverschlechterungsrate der Batterie vom SOC ab. Falls ein Kunde in der Lage ist, die Zeit während einer nächtlichen Parkzeitspanne (d. h. ohne Laden) zu maximieren, in der die Batterie auf dem niedrigsten SOC-Pegel bleibt (mit der geringsten Kapazitätsverschlechterungsrate), dann ist es möglich, die Batterieverschlechterung um bis zu 30% zu reduzieren, verglichen mit einer Batterie, die während der nächtlichen Parkzeitspanne auf einem hohen SOC-Pegel bleibt, bei gleichen Verwendungs- und Ladebedingungen. Falls der Kunde, zusätzlich zum Auswählen eines Park-SOC-Pegels, auch in der Lage ist, die Fahrzeugtemperatur zu senken, ist es möglich, die Batterieverschlechterung um bis zu 50% zu reduzieren.
Die Zufriedenheit des Fahrzeugnutzers kann durch korrekte Aufklärungsmaßnahmen erhöht werden, die den Kunden das Batteriemanagementverhalten bewusst machen und ihnen Informationen bereitstellen, um sie beim Reduzieren der Fahrzeugverwendung zum Managen der Batterielebensdauer und -kapazität ihres Fahrzeugs anzuleiten. Das bzw. die vorliegend beschriebenen Verfahren und System(e) können den Nutzer über die Auswirkungen des SOC und der Temperatur auf die Batteriekapazität unterrichten und ihn dazu anleiten, die Batterie in einer günstigen Weise, die die Verschlechterung der Batteriekapazität managt, zu behandeln. Das heißt: Der Nutzer wird dahingehend unterrichtet, sein Verhalten zu ändern, um zum niedrigsten Pegel des Graphen 801 zu kommen, in Richtung des Ursprungs des Graphen 701, in Richtung des oberen linken Felds des Graphen 601 oder zur untersten Kurve, die im Graphen 501 gezeigt wird. Solche Unterrichtung und Anzeige von Daten kann dazu dienen, die Batteriekapazität und somit die rein elektrische Fahrreichweite von BEV und PHEV des Kunden und die Kraftstoffwirtschaftlichkeit des PHEVs des Kunden zu erhalten.
Nachstehend werden Beispiele dafür aufgeführt, wie das bzw. die vorliegenden System(e) und Verfahren verwendet werden können, um verschiedene Nutzer zu unterstützen. Es wird angenommen, dass jeder der vier Nutzer sein HEV auf die gleiche Weise fährt und lädt. Zum Beispiel werden ihre Fahrzeuge für zwei Stunden gefahren. Das Fahrzeug ist am Tag zwischen den Fahrzeiten für insgesamt acht Stunden geparkt. Die Nutzer kommen mit einer fast vollständig entladenen Batterie, mit einem niedrigen SOC-Pegel, nach Hause. Das Fahrzeug ist dann durchgängig (über Nacht) für 14 Stunden geparkt, in diese Zeit fällt sowohl eine Ladezeit als auch eine Zeit ohne Laden (d. h. Ruhe). Die Batterieladezeit während dieser nächtlichen Parkzeitspanne beträgt vier Stunden. Jeder der vier Nutzer hat innerhalb des oben genannten Szenarios andere Gewohnheiten.
Ein erster Nutzer schließt das Fahrzeug sofort an und lädt die Batterie sofort nach seiner Ankunft zu Hause. Nach vier Stunden ist die Batterie vollständig auf einen hohen SOC-Pegel geladen. Danach bleibt die Batterie für zehn Stunden während der nächtlichen Parkzeitspanne auf dem hohen SOC-Pegel, bis er/sie das Fahrzeug am nächsten Tag verwendet. Am nächsten Tag, während des Tages, ist das Fahrzeug während der Parkzeitspanne tagsüber voller Sonnenbelastung ausgesetzt, wobei die durchschnittliche Fahrzeuginnenraumtemperatur auf hohem Niveau liegt. Es ist anzunehmen, dass bei diesem Kunden 70% der Gesamtverschlechterung auf das Parken zurückzuführen sind und 30% auf das Laden und Fahren. Dieser Nutzen könnte von der durch das bzw. die vorliegende(n) System(e) und Verfahren bereitgestellten Unterrichtung zum Reduzieren der Batterieverschlechterung profitieren.
Ein zweiter Nutzer verzögert das Laden des Fahrzeugs bis vier Stunden, bevor er/sie am nächsten Tag die Fahrt tagsüber unternimmt. Die Batterie ist für 10 Stunden während der nächtlichen Parkzeitspanne auf dem relativ niedrigen SOC-Pegel geblieben, bevor die Batterie geladen wurde. Während des Tages behandelt dieser Kunde das Fahrzeug hinsichtlich des Fahrens und Parkens genauso wie der erste Kunde. Weil dieser Nutzer das nächtliche Laden verzögert hat, beträgt die während der nächtlichen Parkzeitspanne stattfindende Batterieverschlechterung lediglich 54% von der beim ersten Nutzer, und die Gesamtbatterieverschlechterung beträgt 67,5% der Gesamtbatterieverschlechterung beim ersten Nutzer.
Ein dritter Nutzer lädt die Batterie sofort nach seiner Ankunft zu Hause (d. h. wie der erste Nutzer), jedoch wird das Fahrzeug während der Parkzeitspanne tagsüber nicht voller Sonnenbelastung ausgesetzt, und die Fahrzeuginnenraumtemperatur ist relativ niedrig, z. B. wenigstens 20 Grad Celsius geringer als beim Fahrzeug des ersten Nutzers. Die Verschlechterung beim dritten Nutzer während des Fahrens ist die gleiche wie beim ersten und zweiten Nutzer, jedoch beträgt die während der Parkzeitspanne tagsüber stattfindende Batterieverschlechterung lediglich 80% von der beim ersten und zweiten Nutzer, und die Gesamtverschlechterung beträgt 86% der Gesamtbatterieverschlechterung beim ersten Nutzer.
Der vierte Kunde ist sich der Auswirkungen des SOC auf die Batterielebensdauer bewusst. Dieser Nutzer kann unter Verwendung des bzw. der vorliegend beschriebenen System(e) und Verfahren unterrichtet worden sein. Der vierte Nutzer entscheidet sich, das Laden des Fahrzeugs bis vier Stunden zu verzögern, bevor der vierte Nutzer am nächsten Tag die Fahrt tagsüber unternimmt (d. h. wie der zweite Nutzer). Weil der vierte Nutzer sich der Auswirkungen der Temperatur auf die Batterielebensdauer und die Batterieverschlechterung bewusst ist, wählt der vierte Nutzer für die Parkzeitspanne tagsüber Parkbedingungen aus, die gestatten, dass das Fahrzeug nicht voller Sonnenbelastung ausgesetzt ist, und die Fahrzeuginnenraumtemperatur ist relativ gering (d. h. wie beim dritten Nutzer). Die Verschlechterung beim vierten Nutzer während des Fahrens ist die gleiche wie bei den anderen Nutzern (sie fahren alle den gleichen Umfang, hier zwei Stunden), jedoch beträgt die während der Parkzeitspannen tagsüber und in der Nacht erzeugte Batterieverschlechterung lediglich 34% von der beim ersten Nutzer, und die Gesamtverschlechterung beträgt lediglich 54% der Gesamtbatterieverschlechterung beim ersten Nutzer.
Diese Beispiele für Nutzer veranschaulichen, dass ein unterrichteter Kunde (d. h. der vierte Nutzer) die Lebensdauer seiner Batterie erheblich gegenüber einem Nutzer erweitern kann, der sich nicht der Auswirkungen von Temperatur und SOC auf die Batterielebensdauer bewusst ist (d. h. der erste Nutzer).
Wie hier beschrieben wird, verschlechtert sich die in einem Fahrzeug verwendete Batterie, wenn das Fahrzeug geparkt wird und wenn das Fahrzeug gefahren wird. Während des Fahrens hängt die Verschlechterung der Batterie von der Temperatur und der Eingangs-(oder Ausgangs-)Leistung ab, die durch die Fahrzeuganwendung und die Fahrzeugsteuereinstellungen bestimmt wird. Während des Parkens hängt die Verschlechterung vom SOC, von der Temperatur und der zeitlichen Dauer ab. Die Verschlechterung während des Parkens erhöht sich mit steigender Temperatur. Die SOC-Auswirkungen auf die Verschlechterung sind von der chemischen Zusammensetzung der Batteriebestandteile abhängig. In einem Beispiel erhöht sich die Verschlechterungsrate monoton mit dem SOC und kann sich bei sich ändernden SOC-Pegeln erheblich ändern. Falls die Batterie bei einem SOC-Pegel mit einer niedrigeren Verschlechterungsrate ruhen kann, wenn das Fahrzeug nicht verwendet wird, wird dies die Batterieverschlechterung verringern und die Batterielebensdauer erhöhen. Der Nutzer kann hinsichtlich der Verschlechterungsursachen unterrichtet werden. Der Nutzer kann manuell, auf Basis seiner individuellen Verwendungsbedingungen des Fahrzeugs, steuern, wann er das Fahrzeug lädt. Diese Steuerung kann mit Steuereinrichtungen erfolgen, wie zum Beispiel mit Zeitgebern und Stromflusseinrichtungen.
Es sei angemerkt, dass Batteriekapazitätsverschlechterung ein natürlicher Vorgang bei Batterien ist, weil alle Batterien aufgrund der besonderen Strukturen der Batterien ihre Fähigkeit zum Speichern von elektrischer Ladung mit der Zeit verlieren.
Die vorliegende Offenbarung beschreibt Strukturen und Verfahren, mit denen versucht wird, den natürlichen Vorgang bei Batterien zu reduzieren.
Andere Beispiele für Systeme und Verfahren zum Reduzieren von Fahrzeugbatterieverschlechterung werden in der US-Patentanmeldung Nr. 14/278,011 mit dem Titel „ELECTRIC VEHICLE BATTERY CAPACITY LOSS ALLEVIATION”, Anwaltsreferenz FMC 4732 PUS, beschrieben, die hiermit durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Obwohl oben Ausführungsbeispiele beschrieben werden, ist nicht beabsichtigt, dass diese Ausführungsformen alle möglichen Formen der Erfindung beschreiben. Stattdessen sind die in der Spezifikation verwendeten Begriffe eher beschreibende als einschränkende Begriffe, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und vom Schutzbereich der Erfindung abzuweichen. Zusätzlich können die Merkmale verschiedener Umsetzungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden.

Claims

Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Batterie mit einer Batteriekapazität; einen Elektromotor zum Aufnehmen von Elektrizität aus der Batterie und zum Bereitstellen von Antriebskraft; eine Steuerung zum Bereitstellen des Ladezustands der Batterie, der Temperatur und der Fahrzeugausschaltzeit; eine Anzeige zum Bereitstellen von Daten, die wenigstens ein Anzeigebild darstellen, das Informationen in Bezug auf einen Zustand zeigt, der zum Batteriekapazitätsabbau beiträgt; und einen Anzeigegenerator zum Erzeugen visueller Daten zur Anzeige auf dem wenigstens einen Anzeigebild, um für den Nutzer visuelle Stimulation, die den Zustand darstellt, der auf dem Ladezustand (SOC), der Temperatur und der Fahrzeugausschaltzeit basiert, und vom Nutzer ausgewählte Optionen bereitzustellen, damit der Batteriekapazitätsabbau reduziert wird.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Batterie einen Batterietyp aufweist und die visuellen Daten auf Verwendungsdaten des Fahrzeugs und dem Batterietyp basieren.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Anzeigegenerator aus den visuellen Daten unter Verwendung der Fahrzeugausschaltzeit, die erweiterte Fahrzeugparkzeit beinhaltet, und der Steuerung, die eine Ladezeit der Batterie auf Basis der erweiterten Fahrzeugparkzeit einstellt, eines aktuellen SOC, einer Batterieverschlechterungsangabe als eine Funktion des aktuellen SOC und der Temperatur und eines gewünschten SOC für die nächste Fahrzeugverwendung eine visuelle Anzeige erzeugt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Anzeigegenerator zum Erzeugen von visuellen Batteriekapazitätsabbaudaten dient, die auf vorherigem Fahrzeugabstellen und Ladung für einen gleichen Tag eine Woche vor dem aktuellen Tag basieren.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Anzeigegenerator zum Senden der visuellen Daten an die fahrzeugexterne Anzeige dient.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Anzeigegenerator zum Erzeugen einer Tabelle von Ladezustand und Temperatur gegenüber dem SOC dient.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Anzeigegenerator zum Erzeugen einer Tabelle von Temperatur gegenüber Ladezustand dient, um eine batteriebezogene Abbaurate zu zeigen.
Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei der Anzeigegenerator zum Erzeugen der Temperaturentabelle auf Basis wenigstens eines der Folgenden dient: einem aktuellen Umgebungstemperaturbereich, einer extern vorhergesagten Temperatur oder vom Fahrzeug abgetasteten früheren Temperaturdaten oder Kombinationen aus diesen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Anzeigegenerator zum Erzeugen eines farbcodierten Graphen der Batterieabbaurate von gering bis hoch mit einer Angabe eines aktuellen Ladezustands dient.
Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei der Graph entweder ein vertikales Stapelbalkendiagramm oder ein Stapelflächengraph ist.
Verfahren, das Folgendes umfasst: Anzeigen unter Verwendung einer Anzeige von visuellen Daten, die eine Beziehung von Ladezustand und Temperatur gegenüber der Nichtverwendungszeit zeigen; und Auffordern eines Fahrzeugnutzers unter Verwendung eines Prozessors, die Fahrzeugbedingungen zu ändern, um Batteriekapazität und Batterielebensdauer unter Verwendung einer visuellen Anzeige zu managen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anzeigen das Verwenden von Daten der spezifischen Batterie und von aktuellen Verwendungsdaten des Fahrzeugs beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anzeigen das Erzeugen der visuellen Anzeige unter Verwendung der Fahrzeugausschaltzeit beinhaltet, zu der erweiterte Fahrzeugparkzeit zählt.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anzeigen das Erzeugen der visuellen Anzeige unter Verwendung von visuellen Batteriekapazitätsdaten auf Basis des vorherigen Fahrzeugabstellens und der Ladung für einen gleichen Tag eine Woche vor dem aktuellen Tag beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anzeigen das elektronische Senden der visuellen Daten an die fahrzeugexterne Anzeige beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anzeigen das Erzeugen einer Tabelle von Ladezustand und Temperatur gegenüber dem SOC beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anzeigen das Erzeugen einer Tabelle für die Temperatur gegenüber dem Ladezustand, um eine batteriebezogene Abbaurate zu zeigen, oder einer Temperaturentabelle auf Basis wenigstens eines der Folgenden beinhaltet: einem aktuellen Umgebungstemperaturbereich, einer extern vorhergesagten Temperatur oder vom Fahrzeug abgetasteten früheren Temperaturdaten oder Kombinationen aus diesen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Anzeigen das Erzeugen eines farbcodierten Graphen der Batterieabbaurate von gering bis hoch mit einer Angabe eines aktuellen Ladezustands beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei der Graph entweder ein vertikales Stapelbalkendiagramm oder ein Stapelflächengraph ist.
Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Batterie mit einem Batterietyp und einer Batteriekapazität; einen Elektromotor zum Aufnehmen von Elektrizität aus der Batterie und zum Bereitstellen von Antriebskraft; eine Steuerung zum Bereitstellen des Ladezustands der Batterie, der Temperatur und der Fahrzeugausschaltzeit; eine Anzeige zum Bereitstellen von Daten, die wenigstens ein Anzeigebild darstellen, das Informationen in Bezug auf einen Zustand zeigt, der zum Batteriekapazitätsabbau beiträgt; einen Anzeigegenerator zum Erzeugen visueller Daten zur Anzeige auf dem wenigstens einen Anzeigebild, um für den Nutzer visuelle Stimulation, die den Zustand darstellt, der auf dem Ladezustand (SOC), der Temperatur und der Fahrzeugausschaltzeit basiert, und vom Nutzer ausgewählte Optionen bereitzustellen, damit der Batteriekapazitätsabbau reduziert wird, wobei die visuellen Daten wenigstens zum Teil auf Verwendungsdaten des Fahrzeugs und dem Batterietyp basieren; und wobei der Anzeigegenerator zum Erzeugen einer visuellen Anzeige auf Basis der Verwendung der Fahrzeugausschaltzeit, zu der erweiterte Fahrzeugparkzeit zählt, und von visuellen Batteriekapazitätsabbaudaten, die auf vorherigem Fahrzeugabstellen und Ladung für einen gleichen Tag eine Woche vor dem aktuellen Tag basieren, oder einer Kombination daraus dient.