-
RÜCKVERWEISUNG AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
-
Diese Anmeldung beansprucht Priorität gemäß 35 U.S.C. §119 gegenüber der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2014-0048134 , eingereicht am 22. April 2014 im koreanischen Patentamt, deren Beschreibung hierin in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme eingefügt ist.
-
TECHNISCHES GEBIET
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batterieladegerät und ein Verfahren dafür und insbesondere ein Gerät für das Aufladen einer Batterie eines Fahrzeugs und ein Verfahren dafür.
-
STAND DER TECHNIK
-
Ein intelligenter Batteriesensor (IBSI) misst eine Stromstärke, eine elektrische Spannung und eine Temperatur einer Batterie, um Information über den Zustand der Batterie zu generieren. Die Information über den Zustand der Batterie umfasst Information betreffend eine Ladekapazität der Batterie und eine Lebensdauer der Batterie. Die Information über den Zustand der Batterie wird an ein Steuergerät in dem Fahrzeug weitergeleitet, und das Steuergerät in dem Fahrzeug kalkuliert eine maximale Energie, welche von der Batterie bereitgestellt werden kann, wenn das Fahrzeug gefahren wird, auf der Grundlage der übermittelten Information über den Zustand der Batterie, und limitiert eine Energie, welche unnötiger Weise verbraucht wird, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert wird. Wie oben beschrieben, obliegt es dem intelligenten Batteriesensor, die Batterie vor Überladung zu schützen und eine Nutzungsspanne der Batterie zu optimieren.
-
1 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration eines Energieerzeugungskontrollsystems veranschaulicht, einschließlich eines allgemeinen intelligenten Batteriesensors.
-
Unter Bezugnahme auf 1, umfasst ein allgemeines Energieerzeugungskontrollsystem, einen intelligenten Batteriesensor (IBS) 110, ein Steuergerät (ECU) 120 und eine Energieerzeugungsvorrichtung 130. Der intelligente Batteriesensor 110 des allgemeinen Energieerzeugungskontrollsystems detektiert einen Zustand der Batterie, einschließlich einer Temperatur, einer Stromstärke, und einer Ladungsmenge der in dem Fahrzeug angebrachten Batterie und übermittelt den detektierten Zustand der Batterie an das Steuergerät 120 als Information I1 über den Zustand der Batterie.
-
Das Steuergerät 120 generiert einen Energieerzeugungsbefehl I2 auf der Grundlage der übermittelten Information I1 über den Zustand der Batterie und übermittelt den generierten Energieerzeugungsbefehl I2 an die Energieerzeugungsvorrichtung 130.
-
Die Energieerzeugungsvorrichtung 130 lädt die im Fahrzeug angebrachte Batterie in Übereinstimmung mit dem übermittelten Energieerzeugungsbefehl I2 auf.
-
2 ist eine Ansicht, welche eine Änderung einer Batteriespannung in Übereinstimmung mit einer Änderung einer Fahrzeuggeschwindigkeit zeigt.
-
Bezugnehmend auf 2 beginnt sich die Batteriespannung zu einem Zeitpunkt t1, zu dem das Fahrzeugt anfängt, beschleunigt zu werden, zu sinken. Wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird (t1 auf t2), wird die Batteriespannung auf einer abgesenkten Spannung V1 aufrechterhalten. Danach, zu einem Zeitpunkt t3, wenn sich die Fahrzeuggeschwindigkeit verlangsamt, beginnt sich die Batteriespannung zu erhöhen. Während der Reduzierung der Fahrzeuggeschwindigkeit (t3 auf t4) wird die Batteriespannung auf einer erhöhten Spannung V2 aufrechterhalten.
-
3A und 3B sind jeweils ein Kreislaufdiagramm, welches eine Kreislaufkonfiguration veranschaulicht für die Kontrolle einer Batteriespannung, die in 2 veranschaulicht ist, in welcher 3A ein Kreislaufdiagramm ist, welches eine Kreislaufoperation erklärt, während sich die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht, und 3B ein Kreislaufdiagramm ist, welches eine Kreislaufoperation erklärt, während die Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert wird.
-
Bezugnehmend auf 3A, lädt ein Generator 21 eine Batterie 23 nicht auf, während die Fahrzeuggeschwindigkeit erhöht wird (t1 auf t2). Deshalb wird die Spannung der Batterie 23 auf einer niedrigeren Batteriespannung V1 aufrechterhalten. Im Gegensatz dazu lädt der Generator 22 die Batterie 24 auf während die Fahrzeuggeschwindigkeit reduziert wird (t3 auf t4). Die Batteriespannung wird auf einem erhöhten Stand aufrechterhalten, indem die Batterie mittels des Generators 22 aufgeladen wird.
-
Gegenwärtig besteht das Konzept, dass elektronische Vorrichtungen im Fahrzeug wie beispielsweise eine Blackbox mit Energie versorgt werden müssen, auch wenn das Fahrzeug geparkt ist. Das bedeutet, dass die Energie der Batterie möglicherweise andauernd verbraucht wird, auch wenn das Fahrzeug geparkt wird. Deshalb kann es vorkommen, dass die Batterie während einer langen Parkdauer des Fahrzeugs leicht entleert werden kann. Eine dermaßen entleerte Batterie verhindert den stabilen Start eines Fahrzeugs, was den Fahrzeuglenkern Unannehmlichkeiten bereitet. Um dieses Problem einer Lösung zuzuführen, wird eine Methode vorgeschlagen, mittels derer eine Subbatterie zusätzlich zu einer Hauptbatterie in einem Fahrzeug vorgesehen wird.
-
In vielen Fällen passiert es jedoch, sogar wenn die Hauptbatterie vollständig aufgeladen ist, dass die Subbatterie nicht völlig geladen ist. So, zum Beispiel, wenn zwei Batterien miteinander verbunden sind, ihre Spannungen jedoch ungleich sind, fließt ein Strom von einer Batterie mit einer höheren Spannung zu einer Batterie mit niedrigerer Spannung, so dass die Spannungen der beiden Batterien einander entsprechen.
-
Im Allgemeinen ist die Hauptbatterie eines Fahrzeugs in einem Motorraum installiert, der sich in der Nähe des Generators befindet, und die Subbatterie befindet sich an einer Stelle des Kofferraums. In diesem Fall ist die Spannung der Hauptbatterie, welche sich in der Nähe des Generators befindet, hoch, während die Subbatterie aufgrund ihrer Installationslage eine niedrigere Spannung als die Hauptbatterie aufweist. Darüber hinaus lädt sich die Subbatterie langsamer auf als die Hauptbatterie.
-
Der intelligente Batteriesensor des relevanten Stands der Technik überwacht lediglich die Ladungsmenge der Hauptbatterie und sendet einen Energieerzeugungsstoppauftrag an das Steuergerät, wenn die Hauptbatterie vollständig aufgeladen ist. Aus diesem Grund stoppt der Generator das Aufladen der Batterie, auch wenn die Subbatterie nicht vollständig aufgeladen ist. Beispielsweise, wenn die Generatorkontrolle nur unter Anwendung des aufgeladenen Zustands der Hauptbatterie durchgeführt wird, und der intelligente Batteriesensor überwacht, ob die Hauptbatterie vollständig aufgeladen ist und das Überwachungsresultat an das Steuergerät überträgt, sendet das Steuergerät einen Energieerzeugungsstoppbefehl an den Generator.
-
In einigen Fällen ist die Subbatterie jedoch nicht vollständig aufgeladen. Wenn die Subbatterie nicht vollständig aufgeladen ist, dient die Hauptbatterie als ein Generator zum Aufladen der Subbatterie, was die Performance der Fahrzeugbatterie beeinträchtigen könnte.
-
ZUSAMMENFASSUNG
-
Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um ein Batterieladegerät, welches kollektiv eine Subbatterie und eine Hauptbatterie bedient, um die Subbatterie und die Hauptbatterie vollständig aufzuladen, und ein Verfahren dafür, bereitzustellen.
-
Ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein in einem Fahrzeug angebrachtes Batterieladegerät inklusive der folgenden Elemente bereit: einen Subbatteriesensor, welcher einen aufgeladenen Zustand (Ladezustand) einer Subbatterie detektiert; einen Hauptbatteriesensor, welcher einen Ladezustand der Hauptbatterie detektiert, welcher parallel dazu mit der Subbatterie verbunden ist und einen Wert eines kollektiven Ladezustands der Batterie kalkuliert, indem er den Ladezustand der Subbatterie, welcher von dem Subbatteriesensor übertragen wird und den Ladezustand der Hauptbatterie verwendet; und ein Steuergerät (ECU), welches das Aufladen einer Batterie, einschließlich der Subbatterie und der Hauptbatterie auf der Grundlage des kollektiven Ladezustands steuert.
-
Der Hauptbatteriesensor kalkuliert einen Wert des kollektiven Ladezustands unter Anwendung der folgenden Gleichung.
-
[Gleichung]
-
-
Der kollektive Ladezustand = (die verbleibende Menge der Hauptbatterie + die verbleibende Menge der Subbatterie)/(Gesamtkapazität der Hauptbatterie + Gesamtkapazität der Subbatterie)
-
Das Steuergerät vergleicht beispielsweise den Wert des kollektiven Ladezustands mit einem vorab festgelegten Ladebeendungsreferenzwert und steuert das Aufladen der Batterie nach Maßgabe des Vergleichsresultats. Wenn ein Wert eines kollektiven Ladezustands geringer ist als der Ladebeendungsreferenzwert, steuert das Steuergerät die Batterie aufzuladen.
-
Als ein weiteres Beispiel steuert das Steuergerät das Aufladen der Batterie unter Berücksichtigung eines Wert des kollektiven Ladezustands und eines Fahrzustands des Fahrzeugs, wobei, wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs ein geschwindigkeitsreduzierender Fahrzustand ist, steuert es das Aufladen der Batterie, um den Wert des kollektiven Ladezustands zu erhöhen, und wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs ein Beschleunigungszustand ist, steuert es, das Aufladen der Batterie zu stoppen.
-
Der Subbatteriesensor addiert den aufgeladenen Strom und einen entladenen Strom der Subbatterie im Lauf der Zeit, um den Ladezustand der Subbatterie zu detektieren, und ist mit dem Hauptbatteriesensor durch lokale Interconnect-Netzwerk-(LIN-)Kommunikation verbunden.
-
Eine weiteres beispielhaftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren für das Aufladen einer Batterie, einschließlich einer Subbatterie und einer Hauptbatterie, die in dem Fahrzeug angebracht sind, bereit, wobei das Verfahren folgendes umfasst: die Überwachung eines aufgeladenen Zustands (Ladezustands) der Subbatterie und eines Ladezustands der Hauptbatterie, die parallel zu der Subbatterie angeschlossen ist; die Berechnung eines Werts eines kollektiven Ladezustands, der durch die Kombination des Ladezustands der Subbatterie und des Ladezustands der Hauptbatterie ermittelt wird; und das Steuern des Aufladens der Batterie auf der Grundlage des Werts des kollektiven Batterieladezustands.
-
Bei der Berechnung wird ein Werts des kollektiven Ladezustands unter Anwendung der folgenden Gleichung errechnet.
-
[Gleichung]
-
- Der kollektive Ladezustand = (die verbleibende Menge der Hauptbatterie + die verbleibende Menge der Subbatterie)/(Gesamtkapazität der Hauptbatterie + Gesamtkapazität der Subbatterie)
-
Als ein Beispiel wird beim Steuern der Wert des kollektiven Ladezustands mit einem vorab festgelegten Ladebeendungsreferenzwert verglichen, und die Ladung der Batterie wird in Übereinstimmung mit dem Vergleichsresultat gesteuert; das Steuern umfasst den Vergleich des Werts des kollektiven Ladezustands mit dem vorab festgelegten Ladebeendungsreferenzwert, und wenn im Vergleichsresultat der Wert des kollektiven Ladezustands geringer ist als der Ladebeendungsreferenzwert, das Steuern die Batterie aufzuladen; und wenn im Vergleichsresultat der Wert des kollektiven Ladezustands dem Ladebeendungsreferenzwert gleichkommt, bzw. größer ist als derselbe, wird die Batterie reguliert, steuern die Batterie zu laden.
-
Als ein weiteres Beispiels umfasst das Steuern auch das Steuern des Aufladens der Batterie unter Berücksichtigung eines Werts des kollektiven Ladezustands und eines Fahrzustands des Fahrzeugs, wobei wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs ein geschwindigkeitsreduzierender Fahrzustand ist, ein Steuern des Aufladens der Batterie, um den Wert des kollektiven Ladezustands zu erhöhen, erfolgt, und wenn der Fahrzustand des Fahrzeugs ein Beschleunigungszustand ist, ein Steuern das Aufladen der Batterie zu stoppen.
-
Der Ladezustand der Subbatterie wird erreicht, indem der aufgeladene Strom und der entladene Strom der Subbatterie im Laufe der Zeit addiert werden.
-
Nach Maßgabe der vorliegenden Erfindung wird die Energieerzeugung unter Berücksichtigung des Ladezustands der Subbatterie gesteuert, was verhindern kann, dass die Leistungsfähigkeit der Hauptbatterie beeinträchtigt wird.
-
Der Ladezustand der Subbatterie und der Hauptbatterie, die parallel angeschlossen sind, wird kollektiv mittels eines intelligenten Batteriesensors bedient, so dass die Subbatterie und die Hauptbatterie vollständig aufgeladen werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist eine Ansicht, welche eine Konfiguration eines Energieerzeugungskontrollsystems einschließlich eines generellen intelligenten Batteriesensors veranschaulicht.
-
2 ist eine Ansicht, welche die Veränderung einer Batteriespannung in Übereinstimmung mit einer allgemeinen Veränderung einer Fahrzeuggeschwindigkeit veranschaulicht.
-
3A und 3B ist jeweils ein Diagramm, welches einen einfachen Energieerzeugungskontrollkreislauf für die Kontrolle einer in 2 dargestellten Batteriespannungsveränderung veranschaulicht.
-
4 ist ein Blockdiagramm eines intelligenten Batteriesensors gemäß eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
-
5 ist ein Blockdiagramm eines Batterieladesystems gemäß eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
-
6 ist ein Blockdiagramm, welches jede Konfiguration des Subbatteriesensors und einen in 5 im Detail veranschaulichten Hauptbatteriesensor veranschaulicht.
-
7 ist ein Flussdiagramm eines Signals eines Batterieladeverfahrens gemäß eines beispielhaften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
-
8 ist ein Blockdiagramm, welches ein Computersystem für die vorliegende Erfindung veranschaulicht.
-
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
-
Die Vorteile und Charakteristiken der vorliegenden Erfindung und ein Verfahren, um die besagten Vorteile und Charakteristiken zu erzielen, werden unter Bezugnahme auf nachstehend im Detail beschriebene beispielhafte Ausführungsbeispiele und die beigefügten Zeichnungen verständlich. Die vorliegende Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf die nachstehend offengelegten beispielhaften Ausführungsbeispiele, sondern kann in unterschiedlichen Formen ausgeführt werden. Die hierin vorgestellten beispielhaften Ausführungsbeispiele werden bereitgestellt, um die offengelegten Inhalte gründlich und vollständig darzustellen und um die Wesensart der vorliegenden Erfindung auf angebrachte Weise an mit dem Stand der Technik vertraute Fachleute weiterzugeben. Deshalb wird die vorliegende Erfindung ausschließlich durch den Umfang der anliegenden Ansprüche definiert. Indes dienen die in der vorliegenden Spezifikation verwendeten Terminologien dazu, um beispielhafte Ausführungsbeispiele zu erläutern und nicht um die vorliegende Erfindung einzugrenzen. Außer wenn ausdrücklich anders angegeben umfasst die Singularform auch die Pluralform.
-
Vor der Beschreibung wird ein intelligenter Batteriesensor, der für die vorliegende Erfindung anwendbar ist, kurz beschrieben. Die Kurzbeschreibung des intelligenten Batteriesensors hilft beim Verständnis der vorliegenden Spezifikation, so dass darauf hingewiesen wird, dass, wenn die Beschreibung keine klaren Grenzen vorgibt, die Beschreibung nicht dazu verwendet wird, die Wesensart der vorliegenden Erfindung zu beschränken.
-
4 ist ein Blockdiagramm eines intelligenten Batteriesensors, welcher für die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
-
Bezugnehmend auf 4, ist der intelligente Batteriesensor 310 mit einer negativen Anschlussklemme der Batterie 320 verbunden, um in regelmäßigen Abständen eine Stromzufuhr, eine Spannung und eine Temperatur der Batterie zu überwachen. Als nächstes detektiert der intelligente Batteriesensor 310 einen Zustand der Batterie 320 auf der Grundlage der Überwachungsdaten betreffend Stromzufuhr, Spannung und Temperatur der Batterie.
-
Der intelligente Batteriesensor 310 überträgt die detektierte Information über den Zustand der Batterie an das Steuergerät (ECU) 340. Hier umfasst die Zustandsinformation der Batterie einen aufgeladenen Zustand der Batterie (Ladezustand: SoC), einen Abnutzungszustand der Batterie (Gesundheitszustand: SoH), eine Batteriestartfunktion (Funktionszustand: SoF) und eine interne Temperatur der Batterie.
-
Die Batterie 320 versorgt das Fahrzeug mit Energie.
-
Ein Nebenschluss-Widerstand 330 ist ein elektrischer Widerstand, der einen Strominput in den Batteriesensor 310 bemisst und den intelligenten Batteriesensor 310 und die negative Anschlussklemme der Batterie 320 verbindet.
-
Der intelligente Batteriesensor 310 misst einen Strom, welcher zu dem Nebenschluss-Widerstand 330 fließt und eine Spannungsdifferenz zwischen beiden Enden des Nebenschluss-Widerstands 330, um den Zustand der Batterie zu überwachen und sendet ein Überwachungsresultat an das Steuergerät durch die im Fahrzeug vorhandene Netzwerkkommunikation. Hier kann es sich bei der Netzwerkkommunikation im Fahrzeug um jedwede der Folgenden handeln: eine Kommunikation über ein lokales Interconnect-Netzwerk (LIN), über einen CAN-Bus (CAN) und einen MOST-Bus (MOST). Obwohl nicht spezifisch eingeschränkt, wird in der nachstehenden Ausführung angenommen, dass es sich bei der Netzwerkkommunikation im Fahrzeug um das lokale Interconnect-Netzwerk (LIN) handelt.
-
Das Steuergerät 340 generiert einen Ladebefehl der Batterie 320 auf der Grundlage des übermittelten Batteriestatus und sendet den Ladebefehl an die Energieerzeugungsvorrichtung.
-
Indes ist in der vorliegenden Erfindung zur vollständigen Aufladung der in dem Fahrzeug befindlichen Subbatterie ein Subbatteriesensor konzipiert, welcher einen Ladezustand der Subbatterie überwacht, und der Subbatteriesensor und der Hauptbatteriesensor sind durch die Netzwerkkommunikation in dem Fahrzeug miteinander verbunden.
-
Der Hauptbatteriesensor kann die Zustandsinformation der Subbatterie von dem Subbatteriesensor durch die Netzwerkkommunikation im Fahrzeug aufnehmen, so dass der Hauptbatteriesensor kollektiv nicht nur die Hauptbatterie, sondern auch die Subbatterie bedient. Deshalb kann nicht nur die Hauptbatterie, sondern auch die Subbatterie vollständig aufgeladen werden.
-
Das Batterieladesystem gemäß des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung kann wie in 5 veranschaulicht für die oben beschriebene Operation konfiguriert sein. 5 ist ein Blockdiagramm eines Batterieladesystems gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
-
Das Batterieladesystem 400 gemäß des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung umfasst einen Subbatteriesensor, 410, einen Hauptbatteriesensor 420, ein Steuergerät 430, eine Energieerzeugungsvorrichtung 440, eine Subbatterie 450 und eine Hauptbatterie 460.
-
Der Subbatteriesensor 410 detektiert den Ladezustand der Subbatterie. Der Subbatteriesensor 410 überwacht beispielsweise den Zustand der Subbatterie und detektiert den Ladezustand der Subbatterie durch die überwachte Statusinformation. Die detektierte Ladezustandsinformation I41 der Subbatterie wird an den Hauptbatteriesensor 420 durch die LIN-Kommunikation übermittelt.
-
Der Hauptbatteriesensor 430 empfängt die Ladezustandsinformation für die Subbatterie I41 durch die LIN-Kommunikation und generiert die kollektive Batterieladezustandsinformation I45, welche durch Kombinieren und Überwachen der empfangenen Subbatterieladezustandsinformation und einem Hauptbatterieladezustands erhalten wird. Hier ist der überwachte kollektive Ladezustand ein Ladezustand, welcher dadurch erhalten wird, dass man sowohl den Ladezustand der Subbatterie als auch den Ladezustand der Hauptbatterie in Betracht zieht.
-
Der Hauptbatteriesensor 420 überträgt die generierte kollektive Ladezustandsinformation I45 an das Steuergerät 430.
-
Das Steuergerät 430 generiert einen Batterieladebefehl in Übereinstimmung mit der übermittelten kollektiven Ladezustandsinformation I43. Das Steuergerät 430 sendet den generierten Batterieladebefehl I45 an die Energieerzeugungsvorrichtung 440.
-
Die Energieerzeugungsvorrichtung 440 reguliert sowohl die Subbatterie 450 als auch die Hauptbatterie 460, um dieselben in Übereinstimmung mit dem übermittelten Batterieladebefehl I45 aufzuladen.
-
In dem Ausführungsbeispiel erkennt das Steuergerät 430, dass der kollektive Ladezustand niedrig ist, obwohl die Hauptbatterie vollständig aufgeladen ist, wenn die Subbatterie nicht aufgeladen ist. In der Beschreibung wird der kollektive Ladezustand als eine kollektive aufgeladene Menge interpretiert und als eine aufgeladene Menge definiert, welche dadurch erhalten wird, dass man sowohl die aufgeladene Menge der Subbatterie als auch die aufgeladene Menge der Hauptbatterie in Betracht zieht. Eine derartige kollektive Ladungsmenge wird im Detail durch die nachstehende Gleichung 1 beschrieben.
-
Wenn die erkannte kollektive Ladungsmenge geringer ist als ein vorab festgelegter vollständiger Ladereferenzwert, generiert das Steuergerät 430 den Batterieladebefehl I45.
-
Die Energieerzeugungsvorrichtung 440 legt den Ladestrom an die Batterie nach Maßgabe des übermittelten Batterieladebefehls an. Wenn die Hauptbatterie 460 vollständig aufgeladen ist, ist eine Differenz zwischen der Spannung der Hauptbatterie 460 und der Spannung der Energieerzeugungsvorrichtung 440 gering. Deshalb fließt eine kleine Menge an Ladestrom, die von der Energieerzeugungsvorrichtung 440 übertragen wird, in die Hauptbatterie 460.
-
Im Gegensatz dazu, und weil die Differenz zwischen der Spannung der Subbatterie 450 und der Spannung der Energieerzeugungsvorrichtung 440 groß ist, wird der Großteil des Ladestroms, der von der Energieerzeugungsvorrichtung 440 bereitgestellt wird, an die Subbatterie 450 angelegt, so dass die Subbatterie aufgeladen wird.
-
Wie oben beschrieben reguliert das Batterieladesystem gemäß des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung das Aufladen der Batterie unter Anwendung des kollektiven Ladezustands, einschließlich des Ladezustands der Subbatterie, so dass die Subbatterie vollständig ohne Verminderung der Leistungsfähigkeit der Hauptbatterie aufgeladen werden kann.
-
6 ist ein Blockdiagramm, welches jede Konfiguration des Subbatteriesensors und des Hauptbatteriesensors, wie in 5 im Detail dargestellt, veranschaulicht.
-
Bezugnehmend auf 6, detektiert der Subbatteriesensor 520 des Batterieladesystems, welches kollektiv die Ladungsmenge der Subbatterie bedient, den Ladezustand der Subbatterie 510. Zu diesem Zweck umfasst der Subbatteriesensor 520 eine Überwachungseinheit 521 und eine Detektionseinheit 523.
-
Die Überwachungseinheit 521 überwacht den Zustand der Subbatterie 520. So überwacht die Überwachungseinheit 521 zum Beispiel eine Spannung, eine Temperatur und einen Strom, welche den Zustand der Subbatterie anzeigen. Zu diesem Zweck umfasst die Überwachungseinheit 521 eine Spannungsüberwachungseinheit 21, eine Temperaturüberwachungseinheit 23 und eine Stromüberwachungseinheit 25. Die Überwachungseinheit 521 überwacht den Zustand der Subbatterie und sendet die überwachte Information über den Ladezustand der Subbatterie 510 an die Detektionseinheit 523.
-
Die Detektionseinheit 523 detektiert den Zustand der Subbatterie 510 unter Anwendung der übermittelten Zustandsinformation der Subbatterie 510. Zu diesem Zweck umfasst die Detektionseinheit 523 eine Detektionseinheit 22 zur Detektion des Ladezustands der Subbatterie, eine Temperaturdetektionseinheit 24, eine Einheit 26 zur Detektion von SoH und eine Einheit 28 zur Detektion von SoF.
-
Die Detektionseinheit 24 für die Temperatur der Subbatterie erhält Temperaturinformation von der Subbatterie 510, um die Temperatur der Subbatterie 510 zu detektieren. Die Einheit 26 zur Detektion von SoH erhält Zustandsinformation der Subbatterie 510, um den Abnutzungszustand der Subbatterie 510 zu digitalisieren. In diesem Zusammenhang bedeutet der Abnutzungszustand der Batterie die Lebensdauer der Batterie. Die Einheit 28 zur Detektion von SoF erhält die Zustandsinformation der Subbatterie 510, um eine Startfähigkeit der Subbatterie zu digitalisieren. Die Startfähigkeit der Subbatterie ist eine Fähigkeit der Subbatterie 510, den Strom, der notwendig ist, um das Fahrzeug zu starten, zu liefern.
-
In dem Ausführungsbeispiel erhält die Einheit 22 zur Detektion des Ladezustands der Subbatterie, die überwachte Zustandsinformation der Subbatterie, um den Ladezustand (SoC) der Subbatterie zu detektieren. Der Ladezustand (SoC) kann repräsentiert werden durch die Errechnung einer verbleibenden Strommenge relativ zu der Gesamtbatteriekapazität als ein Prozentsatz. Eine repräsentierte Spanne des Ladezustands (SoC) beträgt 0% bis 100%, und 100% zeigt einen voll aufgeladenen Zustand an.
-
Die Einheit 22 zur Detektion des Ladezustands der Subbatterie detektiert den Ladezustand (SoC) der Subbatterie, indem sie Information betreffend Ladestrom und Entladestrom von der Subbatterie 510 anwendet. So zum Beispiel addiert die Einheit 28 zur Detektion des Ladezustands der Subbatterie den Ladestrom und den Entladestrom der Subbatterie im Laufe der Zeit, um den Ladezustand (SoC) der Subbatterie zu erhalten. Die Einheit 22 zur Detektion des Ladezustands der Subbatterie überträgt die addierte Ladezustandsinformation der Subbatterie 510 an den Hauptbatteriesensor 540.
-
Der Hauptbatteriesensor 540 erhält die Ladezustandsinformation der Subbatterie 510, um einen kollektiven Ladezustand zu berechnen, in welchem der Ladezustand der Subbatterie 510 und der Ladezustand der Hauptbatterie 530 kombiniert werden. Zu diesem Zweck umfasst der Hauptbatteriesensor 540 eine Überwachungseinheit 541 und eine Detektionseinheit 543.
-
Die Überwachungseinheit 541 überwacht den Zustand der Hauptbatterie 530. So zum Beispiel überwacht die Überwachungseinheit 541 der Hauptbatterie 530 eine Temperatur, einen Strom und eine Spannung der Hauptbatterie. Zu diesem Zweck umfasst die Überwachungseinheit 541 eine Spannungsüberwachungseinheit 41, eine Temperaturüberwachungseinheit 43 und eine Stromüberwachungseinheit 45.
-
Die Detektionseinheit 543 der Hauptbatterie detektiert einen kollektiven Ladezustand, welcher den Ladezustand der Hauptbatterie 530 und den Ladezustand der Subbatterie 510 anzeigt. Zu diesem Zweck umfasst die Detektionseinheit 543 der Hauptbatterie eine Einheit 42 zur Detektion des kollektiven Ladezustands, eine Temperaturdetektionseinheit 44, eine Einheit 46 zur Detektion von SoH und eine Einheit 48 zur Detektion von SoF. Die Konfiguration, welche in der Detektionseinheit 543 der Hauptbatterie mit einbezogen ist, übt die gleiche Funktion aus wie die der Konfiguration, die sich in der Detektionseinheit 523 des Subbatteriesensors 520 befindet. Aus diesem Grund wird die detaillierte Beschreibung davon durch die Beschreibung der Detektionseinheit 523 des Subbatteriesensors 520 ersetzt.
-
In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung detektiert die Einheit 42 zur Detektion des kollektiven Ladezustands, einen kollektiven Ladezustand (SoC), der dadurch erhalten wird, dass man den Ladezustand der Subbatterie 510 und den Ladezustand der Hauptbatterie 530 in Betracht zieht.
-
Der kollektive Ladezustand umfasst sowohl den Ladezustand der Subbatterie 510 als auch den Ladezustand der Hauptbatterie 530. So zum Beispiel detektiert der Hauptbatteriesensor 540 den kollektiven Ladezustand SoC durch ein Verhältnis eines Resultats des Addierens der aufgeladenen Menge der Subbatterie 510 und der Ladungsmenge des Hauptkörpers, in Bezug auf ein Resultat des Addierens einer Gesamtkapazität der Subbatterie und einer Gesamtkapazität der Hauptbatterie. In dem Ausführungsbeispiel kann der kollektive Ladezustand SoC durch die Gleichung 1 repräsentiert werden.
-
[Gleichung 1]
-
- Der kollektive Ladezustand = (die verbleibende Menge der Hauptbatterie + die verbleibende Menge der Subbatterie)/(Gesamtkapazität der Hauptbatterie + Gesamtkapazität der Subbatterie)
-
Die Einheit 42 zur Detektion des kollektiven Ladezustands überträgt den kollektiven Ladezustand, welcher mittels Gleichung 1 erzielt wurde, an das Steuergerät 550.
-
Das Steuergerät 550 generiert einen Ladebefehl in Übereinstimmung mit dem übermittelten kollektiven Ladezustands. So zum Beispiel vergleicht das Steuergerät 550 den übermittelten kollektiven Ladezustands mit einem vollständig aufgeladenen Referenzwert. Das Steuergerät 550 generiert einen Batterieladebefehl, um zumindest entweder die Subbatterie 510 oder die Hauptbatterie 530 nach Maßgabe des Vergleichsresultats aufzuladen. Wenn der kollektive Ladezustand (SoC) beispielsweise 30% beträgt, was geringer ist als der vollständig aufgeladene Referenzwert (80%), generiert das Steuergerät 550 einen Batterieladebefehl.
-
In einem anderen Ausführungsbeispiel generiert das Steuergerät 550 den Batterieladebefehl auf der Grundlage des Gesamtladezustands, der von dem Hauptbatteriesensor und der Information über die Fahrsituation übertragen wird. Das Steuergerät 550 wendet beispielsweise ein Gewicht auf den Gesamtladezustands und die Fahrinformation an, um den Ladebefehl zu generieren.
-
In Anbetracht der Information betreffend die Fahrsituation des Fahrzeugs, wenn sich das Fahrzeug mit reduzierter Geschwindigkeit bewegt, generiert das Steuergerät 550 den Ladebefehl, obwohl der kollektive Ladezustand größer ist als der vollständig aufgeladene Referenzwert. Auch wenn beispielsweise der kollektive Ladezustand 85% beträgt und der vollständig aufgeladene Referenzwert 80% beträgt, generiert das Steuergerät 550 einen Ladebefehl, um den kollektiven Ladezustand zu erhöhen, wenn das Fahrzeug mit reduzierter Geschwindigkeit unterwegs ist.
-
Im Gegensatz dazu generiert das Steuergerät 550 keinen Ladebefehl, wenn das Fahrzeug beschleunigt, obwohl der kollektive Ladezustand (SoC) geringer ist als der vollständig aufgeladene Referenzwert. Beispielsweise generiert das Steuergerät keinen Ladebefehl, um den kollektiven Ladezustand zu erhöhen, während das Fahrzeug beschleunigt, obwohl der kollektive aufgeladene Zustand 50% beträgt, und der vollständig aufgeladene Referenzwert 80% ausmacht.
-
Das Beispiel, in dem das Steuergerät 550 den Ladebefehl generiert, erwähnt nur ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei jedoch auf verschiedene Ausführungen aus dem Gewicht bei einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit und dem Gewicht bei dem kollektiven Ladezustand geschlossen werden kann.
-
Das Steuergerät 550 überträgt den generierten Ladebefehl an die Energieerzeugungsvorrichtung 560. Eine Motorsteuerung oder ein Bordnetzsteuergerät (BCM) generieren ebenfalls den Ladebefehl.
-
Die Energieerzeugungsvorrichtung 560 lädt die Subbatterie 510 und die Hauptbatterie 530 in Übereinstimmung mit dem Ladebefehl auf. Die Energieerzeugungsvorrichtung 560 umfasst einen Wechselstromgenerator, einen Startmotor und einen Motor.
-
Der Verbraucher elektrischer Energie 570 besteht aus den verschiedenen elektronischen Steuerungsvorrichtungen des Fahrzeugs.
-
Wie vorstehend beschrieben, bedient das Batterieladesystem gemäß des Ausführungsbeispiels kollektiv den Ladezustand der Subbatterie 510, um die Subbatterie 510 vollständig aufzuladen, ohne die Performance der Hauptbatterie 530 zu beeinträchtigen.
-
7 ist ein Flussdiagramm eines Signals einer Batterielademethode gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
-
Der Subbatteriesensor 520 überwacht den Zustand der Batterie in Schritt S611. Hier umfasst der Subbatteriezustand, welcher durch den Subbatteriesensor 520 überwacht wird, eine Temperatur, eine Spannung und einen Strom der Subbatterie 510.
-
Der Subbatteriesensor 510 berechnet einen Ladezustand der Subbatterie 510, indem er das Überwachungsresultat von Schritt S611 in Schritt S613 verwendet. So addiert der Subbatteriesensor 520 zum Beispiel den Ladestrom und den Entladestrom im Laufe der Zeit, um den Ladezustand der Subbatterie 510 zu erhalten. Hier sind der aufgeladene Zustand (Ladezustand SoC) Daten, welche durch die Digitalisierung des Ladezustands der Batterie erhalten wurden. Beispielsweise kann der Ladezustand (SoC) ein Wert sein, der durch die Kalkulation einer verbleibenden Strommenge als Prozentsatz der gesamten Batteriekapazität erhalten wird.
-
Der Wert des Ladezustands der Subbatterie, der im Subbatteriesensor 520 berechnet wird, wird in Schritt S615 an den Hauptbatteriesensor 540 übermittelt. Hier können der Subbatteriesensor 520 und der Hauptbatteriesensor 540 die Information betreffend den BatterieLadezustand durch die LIN-Kommunikation gemeinsam benutzen.
-
Der Hauptbatteriesensor 540 überwacht den Ladezustand der Hauptbatterie 530, um den kollektiven Ladezustand in Schritt S617 zu kalkulieren. In diesem Fall kann der Ladezustand der Hauptbatterie 530 mittels derselben Methode erhalten werden wie die Methode zur Überwachung des Ladezustands der Subbatterie 510 in Schritt S611.
-
Der Ladezustand der Hauptbatterie wird unter Anwendung des Ladezustands der Hauptbatterie 530 berechnet, der in dem Hauptbatteriesensor 540 in Schritt S619 überwacht wird. In diesem Fall kann das Verfahren für die Berechnung des Ladezustands der Hauptbatterie 530 die gleiche sein wie das Verfahren für die Berechnung des Ladezustands der Subbatterie 510 in Schritt S613.
-
Der Hauptbatteriesensor 540 berechnet einen kollektiven Ladezustand, einschließlich des berechneten Ladezustands der Hauptbatterie und des Ladezustands der Subbatterie 510, welche in Schritt S615 und Schritt S621 ermittelt wurden. Beispielsweise kann der Hauptbatteriesensor 540 den kollektiven Ladezustand (SoC) der Batterie unter Anwendung der Gleichung 1 kalkulieren.
-
Der Hauptbatteriesensor 540 überträgt den Wert des berechneten kollektiven Ladezustands an das Steuergerät 550 in Schritt S623.
-
Das Steuergerät 550 überwacht den Fahrzustand des Fahrzeugs in Schritt S625. So zum Beispiel überwacht das Steuergerät 550 die Geschwindigkeit, eine Geschwindigkeitsvariation und einen Zustand des Motors des Fahrzeugs.
-
Das Steuergerät 550 überwacht den in Schritt S623 ermittelten kollektiven Ladezustands.
-
Das Steuergerät 550 steuert die Energieerzeugungsvorrichtung 560 zum Aufladen der Batterie des Fahrzeugs unter Anwendung des Fahrstatus und des kollektiven Ladezustands, welche in Schritt S625 und Schritt S627 und Schritt 629 überwacht werden. In diesem Fall steuert das Steuergerät 550 die Energieerzeugungsvorrichtung 560, um die Batterie auf der Grundlage des Fahrstandes des Fahrzeugs und des kollektiven Ladezustands der Batterie aufzuladen.
-
In einigen Ausführungsbeispielen, in denen die Ladezustände der Subbatterie 510 und der Hauptbatterie 530 kombiniert werden, um die Energieerzeugung zu regulieren, und falls die Subbatterie 510 nicht aufgeladen ist, ungeachtet des Ladezustands der Hauptbatterie 530, wird der kollektive Ladezustand als niedrig berechnet. Deshalb sendet das Steuergerät 550 einen Energieerzeugungsbefehl zu der Energieerzeugungsvorrichtung 560, um den kollektiven Ladezustand der Energieerzeugungsvorrichtung 560 zu erhöhen.
-
Die Energieerzeugungsvorrichtung 560 legt den Ladestrom an der Batterie an in Übereinstimmung mit dem übermittelten Batterieladebefehl. Wenn die Hauptbatterie 540 vollständig aufgeladen ist, ist der Unterschied zwischen der Spannung der Hauptbatterie 540 und einer Spannung der Energieerzeugungsvorrichtung 560 gering. Deshalb fließt eine kleine Menge an Ladestrom von der Energieerzeugungsvorrichtung 560 in the Hauptbatterie 540.
-
Im Gegensatz dazu, und da der Unterschied zwischen der Spannung der Subbatterie 510 und der Spannung der Energieerzeugungsvorrichtung 560 groß ist, liegt der Großteil des von der Energieerzeugungsvorrichtung 560 bereitgestellten aufgeladenen Stroms auf der Subbatterie 510 an, so dass die Subbatterie 510 aufgeladen wird.
-
Wenn die Subbatterie 510 vollständig aufgeladen ist, ist der kollektive Ladezustand größer als der vollständig aufgeladene Referenzwert. Dadurch übermittelt der Hauptbatteriesensor 540 ein Ladebeendungssignal an das Steuergerät 550. Das Steuergerät 550 generiert den Stoppbefehl für die Energieerzeugung nach Maßgabe des übermittelten Ladebeendigungsignals. Danach sendet das Steuergerät 550 den generierten Befehl zum Stoppen der Energieerzeugung an die Energieerzeugungsvorrichtung 560. Der Batterieladebeendungs-Referenzwert, welcher die Regulierung der Energieerzeugung bestimmt, kann je nach Fahrzeug oder Batterie variieren.
-
Wie bereits oben beschrieben, reguliert das Batterieladesystem gemäß dem beispielhaften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung das Aufladen der Batterie unter Anwendung des kollektiven Ladezustands, einschließlich des geladenen Subbatteriezustands, so dass die Subbatterie vollständig aufgeladen werden kann, ohne die Leistungsfähigkeit der Hauptbatterie zu beeinträchtigen.
-
Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung kann in einem Computersystem implementiert werden, beispielsweise als ein computerlesbares Medium. Wie in 8 dargestellt, kann ein Computersystem 800 einen oder mehrere eines Prozessors 801, einen Arbeitsspeicher 803, eine Benutzereingabevorrichtung 806, eine Benutzerausgabevorrichtung 807 und einen Speicher 808 umfassen, von denen alle durch einen Datenbus 802 kommunizieren. Das Computersystem 800 kann ebenfalls ein Netzwerk-Interface 809 umfassen, das an ein Netzwerk 810 angeschlossen ist. Der Prozessor kann eine Zentralprozessoreinheit (CPU) oder eine Halbleitervorrichtung sein, welche Verarbeitungsanweisungen, die in dem Arbeitsspeicher 803 und/oder in dem Speicher 808 gespeichert sind, ausführt. Der Arbeitsspeicher 803 und der Speicher 808 können verschiedene Arten volatiler oder nicht-volatiler Speichermedien umfassen. Der Speicher kann beispielsweise einen Nur-Lesespeicher (ROM) 804 und einen Direktzugriffspeicher (RAM) 805 umfassen.
-
Dementsprechend kann eine Ausführung der Erfindung als eine mittels Computer implementierte Methode implementiert werden, oder als ein nichttransitorisches computerlesbares Medium mit darauf gespeicherten, vom Computer ausführbaren Anweisungen. In einer Ausführung, wenn vom Prozessor ausgeführt, können die computerlesbaren Anweisungen eine Methode nach Maßgabe von mindestens einer Ausgestaltung der Erfindung ausführen.
-
Kundige Fachleute, an welche sich die vorliegende Erfindung wie obenstehend ausgeführt, wendet, werden sich darüber im Klaren sein, dass die vorliegende Erfindung auch in anderen spezifischen Formen ausgeführt werden kann, ohne dabei von der technischen Wesensart oder den wesentlichen Charakteristiken der besagten Erfindung abzuweichen. Man sollte sich deshalb vor Augen halten, dass die obenstehend beschriebenen Ausführungen in jedem Sinn illustrative Zwecke und nicht restriktive Zwecke beabsichtigen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist in den nachstehend zu beschreibenden Ansprüchen repräsentiert anstelle einer detaillierten Beschreibung, und ist dahingehend auszulegen, dass die Ansprüche und sämtliche Änderungen bzw. modifizierten Formen, welche von deren Äquivalenten abgeleitet sind, innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung fallen.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- KR 10-2014-0048134 [0001]
