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HINTERGRUND
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batterie-Management-Technologie und insbesondere eine Vorrichtung und eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades durch Messen einer Änderungsrate der Spannung einer Batterie.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Im Allgemeinen wird eine Fahrleistung/Reichweite eines Fahrzeugs durch eine Kapazität und/oder einen Zustand einer Batterie beeinflusst. Jedoch, wenn die Batterie kontinuierlich verwendet wird, verschlechtert sich die Kapazität der Batterie. Wenn die Verschlechterung der Batterie auftritt, auch wenn der gleiche Ladezustand (state of charge – SOC) angezeigt wird, treten eine Verringerung der Fahrleistung/Reichweite und eine Leistungsreduzierung beim Beschleunigen auf.
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Die Bestimmung in Bezug auf das Ausmaß der Verschlechterung der Batterie basiert auf einem Verfahren zum Messen eines Innenwiderstandes. Zum Beispiel wird eine Batterie verbunden mit einer Vorrichtung zum Messen eines Innenwiderstandes oder ein Verfahren zum Messen eines Innenwiderstandes unter Verwendung einer Vorrichtung zum Messen eines Innenwiderstandes. In umgekehrter Weise basiert die Bestimmung in Bezug auf das Ausmaß der Verschlechterung der Batterie auf einem Verfahren zum Bestimmen eines Verschlechterungszustandes einer Batterie in Erwiderung auf einen erhöhten Grad eines Innenwiderstandes durch Schätzen/Bewerten des Innenwiderstandes auf der Grundlage einer modellbildenden Analyse an einem Spannungsausgang einer Batterie gegenüber einem Eingangsstrom derselben.
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Es ist jedoch schwierig, die Batterie beim Messen des Innenwiderstandes der Batterie zu trennen, wenn die Batterie innerhalb des Fahrzeugs montiert ist. Ferner tritt die Erhöhung des Innenwiderstandes aufgrund der Verschlechterung der Kapazität und der Leistungsverschlechterung auf, und demzufolge kann die Bestimmung des Innenwiderstandes der Batterie ungeeignet sein, um eine Verschlechterung der Kapazität in umweltfreundlichen Fahrzeugen zu bestimmen. Ein Beispiel des umweltfreundlichen Fahrzeugs kann ein Elektrofahrzeug (electric vehicle – EV), ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (plug-in hybrid electric vehicle – PHEV) usw. umfassen.
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Ferner wird die Verschlechterung einer Batterie gemessen unter der Bedingung, bei der die Batterie für umweltfreundliche Fahrzeuge spezialisiert/ausgelegt ist, wenn die Batterie mit einem konstanten Strom geladen wird, und eine Funktion umfasst, die die Ladekapazität eines bestimmten Spannungsbereichs reduziert. Die Berechnung ist jedoch beschränkt, da die Berechnung in einem bestimmten Temperaturbereich vorgenommen wird. Mit anderen Worten sind eine Berechnungsbedingung mit einem Langsamladebereich, der ein Laden mit konstantem niedrigen Strom darstellt, und ein Spannungserfassungsbereich weit und die Berechnungsbedingung spiegelt nicht die Spannungseigenschaften auf der Grundlage einer Temperaturänderung wider. Ferner vergleicht das Verfahren Stromintegrationswerte in dem bestimmten Spannungsbereich und demzufolge kann die Rechengenauigkeit empfindlich auf einen Fehler eines Sensors, der während der Stromintegration auftritt, reagieren.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades einer Batterie durch Widerspiegeln/Reflektieren eines Änderungswerts von Spannung gegenüber einem Strom und/oder Spannungseigenschaften auf der Grundlage einer Temperatur bereit. Zusätzlich stellt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades einer Batterie bereit, der einen Spannungsänderungswert gegenüber einem Strom und/oder Spannungseigenschaften auf der Grundlage einer Temperatur bereit.
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In einem Ausführungsbeispiel kann die Vorrichtung zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades umfassen eine Batterie; eine Messvorrichtung/Messeinheit, die eingerichtet ist, um die Batterie zu erfassen/abzutasten, um Verhaltensinformationen zu erzeugen; und eine Berechnungsvorrichtung/Berechnungseinheit, die eingerichtet ist, um die Verhaltensinformationen in eine Mehrzahl von Abschnitten zu unterteilen, und einen Verhaltensänderungswert in jedem Abschnitt und/oder eine Ladekapazität in jedem Abschnitt der Verhaltensinformationen berechnet. Der Verhaltensänderungswert in jedem Abschnitt und die Ladekapazität in jedem Abschnitt können verwendet werden, um die Verschlechterungsgrade der Batterie in jedem Abschnitt zu berechnen. Die Verschlechterungsgrade der Batterie in jedem Abschnitt können verwendet werden, um den endgültigen Verschlechterungsgrad der Batterie zu berechnen.
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In einigen Ausführungsbeispielen können die Verhaltensinformationen eine Spannung, einen Strom und eine Temperatur der Batterie umfassen. Die Berechnungsvorrichtung kann umfassen eine Verhaltensänderungs-Berechnungsvorrichtung, die eingerichtet ist, um einen Anfangsspannungs-Referenzabschnitt unter der Mehrzahl von Abschnitten auf der Grundlage einer Bestätigung einer voreingestellten Temperaturbedingung zu bestimmen. Der Anfangsspannungs-Referenzabschnitt kann verwendet werden, um einen Spannungsänderungswert gegenüber dem Strom in jedem Abschnitt zu berechnen. Weiterhin kann eine Batterieverschlechterungs-Berechnungsvorrichtung eingerichtet sein, um die Ladekapazität in jedem Abschnitt, der einem Spannungsänderungswert in jedem Abschnitt entspricht, zu berechnen, um den Verschlechterungsgrad der Batterie in jedem Abschnitt zu berechnen.
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Die Ladekapazität in jedem Abschnitt kann unter Verwendung einer anfangs gemessenen Ladekapazität bestimmt werden. Die Anfangsladekapazität kann auf der Grundlage einer Fahrleistung/Reichweite eines Fahrzeugs eingestellt werden. Der Verschlechterungsgrad der Batterie in jedem Abschnitt kann durch Dividieren der Ladekapazität in dem entsprechenden Abschnitt durch die Anfangsladekapazität bestimmt werden. Der Verschlechterungsgrad der Batterie in jedem Abschnitt kann unter Verwendung eines Abschnitts, in dem die Berechnung unter der Mehrzahl von Abschnitten vorgenommen wird, bestimmt werden. Der endgültige Verschlechterungsgrad kann auf der Grundlage eines Durchschnittswerts/Mittelwerts der Verschlechterungsgrade der Batterie in jedem Abschnitt bestimmt werden.
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In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Vorrichtung ferner eine Ausgabeeinheit, die eingerichtet ist, um den endgültigen Verschlechterungsgrad als eine Kombination von Zeichen, Stimmen/Lauten und Grafiken zu erzeugen, umfassen. Die Mehrzahl von Abschnitte kann durch Unterteilen der Verhaltensinformationen auf der Grundlage eines Punktes, an dem nichtlineare Eigenschaften erzeugt werden, gebildet werden. Der Verhaltensänderungswert in jedem Abschnitt kann ein Wert sein, der durch Konvertieren/Umwandeln einer Spannung in jedem Abschnitt in einen Wert für Strom erhalten wird.
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Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel kann ein Verfahren zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades umfassen ein Erfassen/Abtasten, durch einen Sensor, einer Batterie, um Verhaltensinformationen zu erzeugen; Berechnen, durch eine Berechnungsvorrichtung/Berechnungseinheit, von Verschlechterungsgraden der Batterie in jedem Abschnitt durch Unterteilen der Verhaltensinformationen in eine Mehrzahl von Abschnitten, Berechnen eines Verhaltensänderungswerts in jedem Abschnitt und/oder einer Ladekapazität in jedem Abschnitt der Verhaltensinformationen. Der Verhaltensänderungswert in jedem Abschnitt und die Ladekapazität in jedem Abschnitt kann verwendet werden und Berechnen, durch die Berechnungsvorrichtung/Berechnungseinheit, eines endgültigen Verschlechterungsgrades der Batterie unter Verwendung der Verschlechterungsgrade der Batterie in der Mehrzahl von Abschnitten.
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In einigen Ausführungsbeispielen kann die Berechnung der Verschlechterungsgrade in jedem Abschnitt umfassen ein Berechnen eines Spannungsänderungswertes gegenüber dem Strom in jedem Abschnitt durch Bestimmen eines Anfangsspannungs-Referenzabschnitts unter der Mehrzahl von Abschnitten auf der Grundlage einer Bestätigung einer voreingestellten Temperaturbedingung und unter Verwendung des Anfangsspannungs-Referenzabschnitts. Der Verschlechterungsgrad der Batterie in jedem Abschnitt kann durch Berechnen der Ladekapazität in jedem Abschnitt entsprechend einer Spannungsänderungsrate in jedem Abschnitt bestimmt werden. Das Verfahren kann ferner ein Ausgeben des endgültigen Verschlechterungsgrades als eine Kombination von Zeichen, Stimmen/Lauten und Grafiken umfassen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die obigen und weiteren Merkmale der vorliegenden Offenbarung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher. In den Figuren zeigen:
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1 ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Vorrichtung zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ein beispielhaftes Blockdiagramm einer in 1 dargestellten Verhaltensänderungs-Berechnungsvorrichtung;
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3 ein beispielhaftes Blockdiagramm einer in 1 dargestellten Batterieverschlechterungs-Berechnungsvorrichtung;
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4 ein beispielhaftes Flussdiagramm, das einen Prozess zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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5 einen beispielhaften Graphen, der ein allgemeines Batteriespannungsverhalten zu dem Zeitpunkt eines Ladens gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
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6 einen beispielhaften Graphen, der ein Verhalten eines Spannungsänderungswertes gegenüber einem Strom auf der Grundlage einer Verschlechterung der Batterie in einem bestimmten Abschnitt gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und
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7 ein beispielhaftes Diagramm, das eine Kapazitätsänderung basierend auf dem Spannungsänderungswert gegenüber einem konstanten Strom auf der Grundlage der Verschlechterung der Batterie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Vorteile und Merkmale der Erfindung und Verfahren zum Ausführen derselben können unter Bezugnahme auf die folgenden ausführlichen Beschreibungen von Ausführungsbeispielen und den beigefügten Zeichnungen leichter nachvollzogen werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit Ausführungsbeispielen beschrieben wird, versteht es sich, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu vorgesehen ist, um die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele zu beschränken. Es versteht sich jedoch, dass die Erfindung dazu vorgesehen ist, nicht nur die Ausführungsbeispiele, sondern ebenfalls verschiedene Modifikationen, Äquivalente und Ersetzungen abzudecken, die in der Lehre und dem Umfang der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche bestimmt wird, umfasst sind.
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Überall in den beigefügten Zeichnungen werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Komponenten zu beschreiben. Die in der Beschreibung verwendeten Begriffe/Ausdrücke ”erste”, ”zweite”, etc. können verwendet werden, um verschiedene Komponenten zu beschreiben, aber die Komponenten sind nicht derart auszulegen, dass sie auf diese Begriffe/Ausdrücke beschränkt sind. Die Begriffe/Ausdrücke werden verwendet, um eine Komponente von einer weiteren Komponente zu unterscheiden. Zum Beispiel kann die erste Komponente als die zweite Komponente bezeichnet werden und umgekehrt, ohne von dem Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Der Ausdruck ”und/oder” umfasst eine Kombination einer Mehrzahl von Elementen oder einen/eine/eines aus einer Mehrzahl von Elementen.
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Wenn nichts anderes angegeben ist, versteht es sich, dass alle in der Beschreibung verwendeten Begriffe/Ausdrücke einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe/Ausdrücke dieselbe Bedeutung wie jene aufweisen, die üblicherweise von einem Durchschnittsfachmann verstanden werden. Es ist zu verstehen, dass die durch das Wörterbuch definierten Ausdrücke/Begriffe mit der Bedeutung im Rahmen des Standes der Technik identisch sind, und sie sollten nicht in einem idealisierten oder übermäßig formalen Sinne ausgelegt werden, sofern dies nicht ausdrücklich aus dem Kontext hervorgeht.
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Die hierin verwendete Terminologie ist zum Zwecke der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen vorgesehen und ist nicht dazu bestimmt, die Erfindung einzuschränken. Wie hierin verwendet, sind die Singularformen ”ein”, ”eine/einer” und ”der/die/das” dazu vorgesehen, dass sie ebenso die Pluralformen umfassen, wenn aus dem Zusammenhang nicht eindeutig etwas anderes hervorgeht. Es versteht sich ferner, dass die Ausdrücke ”aufweisen” und/oder ”aufweisend”, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit der angegebenen Merkmale, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten beschreiben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung von einen oder mehreren Merkmalen, Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, umfasst der Ausdruck ”und/oder” jede und sämtliche Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten aufgeführten Elemente. Zum Beispiel, um die Beschreibung der vorliegenden Erfindung deutlich zu machen, sind Teile ohne Bezug nicht gezeigt und die Dicken/Stärken von schichten und Bereichen sind der Klarheit halber übertrieben dargestellt. Ferner, wenn es angegeben ist, dass sich eine Schicht ”auf” einer weiteren Schicht oder einem Substrat befindet, kann sich die Schicht direkt auf einer weiteren Schicht oder einem Substrat befinden oder eine dritte Schicht kann dort dazwischen angeordnet sein.
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Sofern nicht ausdrücklich angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich, wird der Begriff ”ungefähr/in etwa”, wie er hierin verwendet wird, derart verstanden, dass er innerhalb eines Bereichs mit normgemäßer Toleranz im Stand der Technik liegt, zum Beispiel innerhalb 2 Standardabweichungen der Mittelwerte. ”Ungefähr/in etwa” kann derart verstanden werden, dass es innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des angegebenen Werts liegt. Soweit es sich nicht anderweitig aus dem Kontext ergibt, werden alle hierin bereitgestellten numerischen Werte durch den Begriff ”ungefähr/in etwa” verändert.
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Es versteht sich, dass der Ausdruck ”Fahrzeug” oder ”Fahrzeug-” oder andere gleichlautende Ausdrücke wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen wie z. B. Personenkraftwagen einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwägen, verschiedene Nutzungsfahrzeuge, Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielfalt von Booten und Schiffen, Luftfahrzeugen und dergleichen einschließen, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffgetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativen Kraftstoff umfassen (beispielsweise Kraftstoff, der von anderen Quellen als Erdöl gewonnen wird). Wie hierin Bezug genommen wird, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Antriebsquellen aufweist, wie zum Beispiel sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Obwohl das Ausführungsbeispiel derart beschrieben wird, dass es eine Mehrzahl von Einheiten verwendet, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass die beispielhaften Prozesse ebenfalls durch ein oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist eingerichtet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist insbesondere eingerichtet, um die besagten Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse durchzuführen, die weiter unten beschrieben werden.
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Darüber hinaus kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nichtflüchtige computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt werden, das ablauffähige Programmbefehle umfasst, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele von computerlesbaren Speichermedien umfassen in nicht einschränkender Weise ROM, RAM, Compact-Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppydisks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann ebenfalls in netzgekoppelten Computersystemen dezentral angeordnet sein, so dass das computerlesbare Medium in einer verteilten Art und Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
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1 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm einer Vorrichtung 100 zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Unter Bezugnahme auf 1 kann die Vorrichtung 100 zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades umfassen eine Messvorrichtung 120, die eingerichtet ist, um eine Batterie 110 zu messen, um Verhaltensinformationen zu erzeugen, und eine Berechnungsvorrichtung 130, die die Verhaltensinformationen verwendet, um Verschlechterungsgrade in der Mehrzahl von Abschnitten zu bestimmen. Die Verschlechterungsgrade können verwendet werden, um einen endgültigen Verschlechterungsgrad der Batterie 110 zu bestimmen, und eine Ausgabeeinheit 140 kann eingerichtet sein, um den endgültigen Verschlechterungsgrad usw. auszugeben.
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Die Batterie 110 kann eine Mehrzahl von Batteriezellen (nicht dargestellt), die in Reihe und/oder parallel geschaltet/verbunden sind. Ferner kann die Batteriezelle eine Hochspannungsbatterie für ein umweltfreundliches Fahrzeug sein, wie beispielsweise eine Nickel-Metallhydrid-Batterie und eine Lithium-Ionen-Batterie. Im Allgemeinen kann die Hochspannungsbatterie (z. B. ungefähr 100 V oder mehr) als eine Energiequelle verwendet werden, um eine Bewegung des umweltfreundlichen Fahrzeugs einzuleiten. Jedoch ist das Ausführungsbeispiel nicht darauf beschränkt und demzufolge kann eine Niederspannungsbatterie verwendet werden. Hierin kann ein Beispiel des umweltfreundlichen Fahrzeugs ein Elektrofahrzeug (electric vehicle – EV), ein Hybrid-Elektrofahrzeug (hybrid electric vehicle – HEV), ein Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeug (plug-in hybrid electric vehicle – PHEV), ein brennstoffzellenfahrzeug und dergleichen umfassen.
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Die Messvorrichtung 120 (z. B. ein Sensor) kann eingerichtet sein, um das Verhalten der Batterie 110 zu erfassen, um die Verhaltensinformationen zu erzeugen. Ein Beispiel der Verhaltensinformationen kann eine Spannung, einen Strom, eine Temperatur, usw. umfassen. Demzufolge kann die Messvorrichtung 120 einen Spannungssensor, einen Stromsensor, einen Temperatursensor, usw. umfassen, um die Spannung, den Strom, die Temperatur usw. zu erfassen. Die Berechnungsvorrichtung 130 kann eingerichtet sein, um die Verhaltensinformationen in eine Mehrzahl von Abschnitten zu unterteilen, und kann einen Verhaltensänderungswert in jedem Abschnitt und/oder eine Ladekapazität in jedem Abschnitt der Verhaltensinformationen in jedem Abschnitt bestimmen. Ferner kann die Berechnungsvorrichtung den Verhaltensänderungswert in jedem Abschnitt und die Ladekapazität in jedem Abschnitt verwenden, um die Verschlechterungsgrade der Batterie in jedem Abschnitt zu bestimmen.
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Weiterhin kann die Berechnungsvorrichtung 130 die Verhaltensänderungs-Berechnungsvorrichtung 131, die eingerichtet ist, um den Verhaltensänderungswert und die Ladekapazität in jedem Abschnitt zu berechnen, umfassen. Die Batterieverschlechterungs-Berechnungsvorrichtung 132 kann die Verschlechterungsgrade der Batterie in jedem Abschnitt usw. bestimmen. Die Verhaltensänderungs-Berechnungsvorrichtung 131 kann eingerichtet sein, um einen Anfangsspannungs-Referenzabschnitt unter der Mehrzahl von Abschnitten auf der Grundlage einer Bestätigung einer voreingestellten Temperaturbedingung zu bestimmen. Zusätzlich kann der Anfangsspannungs-Referenzabschnitt verwendet werden, um den Spannungsänderungswert gegenüber dem Strom in jedem Abschnitt zu bestimmen. Ferner kann der Batterieverschlechterungs-Berechnungsvorrichtung 132 eingerichtet sein, um die Ladekapazität in jedem Abschnitt, der der Spannungsänderungsrate in jedem Abschnitt entspricht, zu bestimmen, um die Verschlechterungsgrade der Batterie in jedem Abschnitt zu berechnen. Die Ausgabeeinheit 140 kann eingerichtet sein, um die endgültige Verschlechterung als eine Kombination von Zeichen, Stimmen/Lauten und Grafiken auszugeben (z. B. produzieren oder erzeugen). Mit anderen Worten kann ein Anzeigesystem usw. ausgebildet sein.
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2 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm der in 1 dargestellten Verhaltensänderungs-Berechnungsvorrichtung 131. Unter Bezugnahme auf 2 kann die Verhaltensänderungs-Berechnungsvorrichtung 131 umfassen eine Temperaturbedingungs-Bestätigungsvorrichtung 210 und eine Änderungsgrößen-Berechnungsvorrichtung 220, die eingerichtet ist, um die Verhaltensänderungswerte in der Mehrzahl von Abschnitten der Verhaltensinformationen einzustellen. Die Verhaltensänderungs-Berechnungsvorrichtung 131 kann umfassen eine Kapazitätsberechnungsvorrichtung 230, die eingerichtet ist, um die Ladekapazität in der Mehrzahl von Abschnitten auf der Grundlage des Verhaltensänderungswertes in der Mehrzahl von Abschnitten usw. zu bestimmen.
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Insbesondere kann die Temperaturbedingungs-Bestätigungsvorrichtung 210 eine gemessene Temperatur der Batterie 110 (1) verwenden, um zu bestätigen, ob die gemessene Temperatur der voreingestellten Temperaturbedingung entspricht. Mit anderen Worten, wenn die gemessene Temperatur der Batterie 110 einer voreingestellten Temperaturbedingung (z. B. ungefähr 20°C bis 30°C) entspricht, können die Verhaltensinformationen, wie beispielsweise Spannung und Strom, ausgewählt werden und die Information, die der Temperatur entspricht, kann verworfen werden. Die Änderungsgrößen-Berechnungsvorrichtung 220 kann eingerichtet sein, um einen Spannungsänderungswert nach einem Strom (ΔV/I) unter den Verhaltensinformationen zu berechnen. Mit anderen Worten kann beim Berechnen des Verschlechterungsgrades der Batterie 110 der Spannungsänderungswert gegenüber dem Strom aus dem Spannungsverhalten beim Laden der Batterie bestimmt werden. Die Kapazitätsberechnungsvorrichtung 230 kann die Ladekapazität Ahn der Batterie 110 innerhalb des Abschnitts des konstanten Spannungsänderungswertes (ΔV/I) bestimmen. Mit anderen Worten, wenn jeder Abschnitt die Spannung in einen Wert (z. B. Widerstandseigenschaften) umwandelt, kann der Strom die Korrelation mit der Ladekapazität innerhalb der Berechnung für jeden Abschnitt bestimmen.
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3 zeigt ein beispielhaftes Blockdiagramm einer in 1 dargestellten Batterieverschlechterungs-Berechnungsvorrichtung 132. Unter Bezugnahme auf 3 kann die Batterieverschlechterungs-Berechnungsvorrichtung 132 eine Verschlechterungsgrad-Berechnungsvorrichtung in jedem Abschnitt 310 und eine Berechnungsvorrichtung 320 des endgültigen Verschlechterungsgrades usw. umfassen. Die Verschlechterungsgrad-Berechnungsvorrichtung in jedem Abschnitt 310 kann eingerichtet sein, um die derzeitige Ladekapazität auf der Grundlage des im Wesentlichen konstanten Spannungsänderungswertes (ΔV/I) durch eine Anfangsladekapazität zu dividieren, um die Verschlechterung der Batterie in dem entsprechenden Abschnitt zu bestimmen. Dies wird durch die folgende Gleichung 1 dargestellt.
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Gleichung 1
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Verschlechterungsgrade (n) in jedem Abschnitt = Ahn/Ahnini
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Wobei Ahn die derzeitige Ladekapazität in jedem Abschnitt darstellt und Ahnini die Anfangsladekapazität darstellt.
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In Gleichung 1 kann die Ladekapazität in jedem Abschnitt unter Verwendung der anfangs gemessenen Ladekapazität bestimmt werden. 5 bis 7 zeigen beispielhafte grafische Darstellungen, die ein Konzept zum Berechnen von Verschlechterungsgraden in der Mehrzahl von Abschnitten darstellen, das nachfolgend beschrieben wird.
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Unter Bezugnahme auf 3, wenn die Berechnungsvorrichtung 320 des endgültigen Verschlechterungsgrades die Verschlechterungsgrade der Batterie in jedem der Abschnitte, die unterteilt (beispielsweise getrennt) werden, bestimmt, kann der endgültige Verschlechterungsgrad der Batterie 110 durch Mitteln des Wertes von allen Abschnitten erhalten werden. Dies wird durch die folgende Gleichung 2 dargestellt.
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Gleichung 2
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Endgültiger Verschlechterungsgrad = (ΣVerschlechterungsgrade in jedem der Abschnitte (n))/n
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Wenn der endgültige Verschlechterungsgrad bestimmt ist, kann der Anfangsladezustand auf der Grundlage der Fahrleistung/Reichweite des Fahrzeugs eingestellt werden und dementsprechend ist die Berechnung von jedem der Abschnitte nicht zu allen Zeitpunkten erforderlich. Demzufolge kann der Batterieabschnitts-Verschlechterungsgrad in dem Abschnitt, in dem die Berechnung durchgeführt werden kann und der Durchschnittswert der berechneten Abschnitte erhalten wird, bestimmt werden. Zusätzlich kann die Eintrittsfrequenz für die Berechnung des Verschlechterungsgrades verbessert werden.
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Ferner kann beim Bestimmen des Durchschnittswertes von allen Abschnitten der Berechnungsfehler der Verschlechterungsgrade in jedem Abschnitt variieren und demzufolge kann der Berechnungsfehler von jedem Abschnitt auf der Grundlage des Verschlechterungsgrades erhalten werden. Wenn der endgültige Verschlechterungsgrad der Batterie auf dem Berechnungsfehler basiert, kann der Durchschnittswert der Abschnitte verwendet werden, um den Berechnungsfehler zu minimieren. Alternativ kann die Berechnung des einfachen Durchschnittswertes, der eine bestimmte Rate aufweist, die basierend auf der Fehlergenauigkeit festgesetzt wird, verwendet werden, um den Berechnungsfehler zu minimieren.
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4 zeigt ein beispielhaftes Flussdiagramm, das einen Prozess zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 4 kann die Messvorrichtung 120 (1) eingerichtet sein, um die Batterie 110 (1) zu erfassen und um die Verhaltensinformationen (Strom, Spannung, Temperatur usw.) zu erzeugen S410. Wenn die Verhaltensinformation/Verhaltensinformationen erzeugt wird/werden, kann die Messvorrichtung 120 eingerichtet sein, um zu bestimmen, ob die gemessene Temperatur unter den Verhaltensinformationen eine voreingestellte Temperaturbedingung erfüllt S420. Mit anderen Worten, wenn die voreingestellte Temperaturbedingung auf ungefähr 20°C bis 30°C festgesetzt wird, bestimmt die Messvorrichtung, ob die gemessene Temperatur die Bedingung erfüllt.
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Wenn die gemessene Temperatur die voreingestellte Temperaturbedingung nicht erfüllt, kann der Verschlechterungsgrad nicht bestimmt werden. Mit anderen Worten, wenn die gemessene Temperatur ungefähr 35°C beträgt, überschreitet die gemessene Temperatur die Temperaturbedingung und die Berechnung des Verschlechterungsgrades ist nicht erforderlich. In umgekehrter Weise, wenn die gemessene Temperatur S420 die voreingestellte Temperaturbedingung erfüllt, kann ein Anfangsspannungs-Referenzabschnitt unter einer Mehrzahl von Abschnitten bestimmt werden S431. Als nächstes kann der Spannungsänderungswert gegenüber einem Strom in jedem Abschnitt unter Verwendung des Anfangsspannungs-Referenzabschnitts bestimmt werden S432.
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Wenn der Spannungsänderungswert gegenüber einem Strom in jedem Abschnitt bestimmt ist, kann die Ladekapazität in jedem Abschnitt entsprechend der Spannungsänderungsrate in jedem Abschnitt bestimmt werden und der Verschlechterungsgrad der Batterie in jedem Abschnitt kann bestimmt werden S441 und S442. Wenn die Verschlechterungsgrade in jedem Abschnitt berechnet sind, kann ein durchschnittlicher/mittlerer Verschlechterungsgrad in allen Abschnitten berechnet werden, um den endgültigen Verschlechterungsgrad zu bestimmen S450.
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5 zeigt einen beispielhaften Graphen, der ein Batteriespannungsverhalten zu dem Zeitpunkt eines Ladens darstellt. Unter Bezugnahme auf 5 kann das umweltfreundliche Fahrzeug die mit einem im Wesentlichen konstanten Strom (z. B. Leistung/Energie) geladene Batterie verwenden und demzufolge kann der Verschlechterungsgrad der Batterie unter Verwendung der Spannungsänderungseigenschaften der Batterie bestimmt werden. Wie in dem oberen Abschnitt des Graphen von 5 dargestellt, kann ein Spannungsverhalten 510 auf der Grundlage der Ladekapazität beim Laden der Batterie eingestellt werden.
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Zum Beispiel kann sich die Spannung (V) der Batterie auf der Grundlage der Ladekapazität Ah in einer nichtlinearen Form innerhalb jedes Ladeabschnitts und nicht in einer linearen Kennlinie mit konstanter Rate bewegen. Insbesondere kann die Korrelation zwischen der Kapazitätsänderung und der Spannungsänderung (nach dem Strom) in der Mehrzahl von Abschnitten 520 dargestellt werden, indem der Abschnitt, in dem die Spannungsänderungsrate eingestellt wird, wie dies innerhalb des unteren Abschnitts des Graphen von 5 dargestellt ist. Unter Bezugnahme auf 5, da die Verschlechterung der Batterie fortschreitet, kann die Spannungsänderung (z. B. Widerstand) gegenüber dem Strom erhöht werden. Die Spannungsänderung gegenüber nach dem Strom kann in jedem Abschnitt 520 von 5 auftreten. Zum Beispiel kann die Erhöhung der Spannung auf der gleichen Kapazität basieren, aber die Ladekapazität kann verringert werden. Demzufolge kann der Abschnitt des Spannungsverhaltens während dem Laden der Batterie auf der Grundlage eines Punktes (z. B. Wendepunkt), an dem die Spannungsänderung auftritt, unterteilt werden.
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6 zeigt einen beispielhaften Graphen, der ein Verhalten eines Spannungsänderungswertes nach einem Strom auf der Grundlage einer Verschlechterung der Batterie in einem bestimmten Abschnitt gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Unter Bezugnahme auf 6 kann die Spannung in jedem Abschnitt in einen Wert (z. B. Widerstandseigenschaften) für einen Strom umgewandelt werden, um die Korrelation zwischen dem Spannungsänderungswert gegenüber nach dem Strom ΔV/I in jedem Abschnitt und die Ladekapazität ΔAh zu erhalten. Zum Beispiel kann die Korrelation zwischen der Kapazität des Abschnitts und dem Spannungsänderungswert gegenüber dem Strom durch einen Test der Eigenschaften des Zustandes der Verschlechterung der Batterie erhalten werden. Insbesondere können die erlangten Verschlechterungseigenschaften der Batterie durch einen in 6 gezeigten Abschnitt dargestellt werden.
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7 zeigt ein beispielhaftes Diagramm, das die Kapazitätsänderung basierend auf dem Spannungsänderungswert gegenüber einem konstanten Strom auf der Grundlage der Verschlechterung der Batterie gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Insbesondere stellt 7 die Beziehung zwischen der anfangs gemessenen Ladekapazität ΔAhini und dem Spannungsänderungswert gegenüber dem Strom (ΔV/I) dar. Unter Bezugnahme auf 7, wenn die Verschlechterung fortschreitet, kann die Ladekapazität verringert werden, durch Berechnen der Ladekapazität in dem Verschlechterungszustand auf der Grundlage des Spannungsänderungswertes gegenüber dem konstanten Strom (ΔV/In).
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Demzufolge kann der Verschlechterungsgrad der Batterie in dem entsprechenden Abschnitt berechnet werden, indem die Ladekapazität des Spannungsänderungswertes gegenüber dem konstanten Strom (ΔV/In) durch die Anfangsladekapazität dividiert wird. Wie oben beschrieben, wenn die Verschlechterungsgrade der Batterie in jedem Abschnitt unterteilt sind, kann der Verschlechterungsgrad der Batterie erhalten werden, indem der Durchschnittswert von allen Abschnitten genommen wird.
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Gemäß den Ausführungsbeispielen kann die Eintrittsfrequenz der Berechnung des Verschlechterungsgrades erhöht werden, indem der Spannungsabschnitt in mehrere Abschnitte unterteilt wird. Ferner kann die Zuverlässigkeit und/oder Genauigkeit der Berechnung des Verschlechterungsgrades sichergestellt werden, indem die Berechnungsfrequenz erhöht wird. Zusätzlich kann das Verfahren zum Berechnen eines Verschlechterungsgrades unter Verwendung des Änderungswertes der Spannung gegenüber dem Strom unabhängig von der Form eines Ladens (Laden mit kleinem Strom oder großem Strom/langsames Laden oder schnelles Laden) angewendet werden.
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Diese Erfindung wurde in Verbindung mit dem beschrieben wurde, was gegenwärtig als Ausführungsbeispiele derselben erachtet werden. Demzufolge ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele und die beigefügten Zeichnungen beschränkt und dementsprechend ist ein Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Es ist jedoch für einen Durchschnittsfachmann ersichtlich, dass die Ausführungsbeispiele Ersetzungen, Modifikationen und Variationen auf verschiedene Weisen umfassen können, die vorgenommen werden können, ohne von der Lehre und dem Umfang der Erfindung, wie sie durch die beigefügten Ansprüche bestimmt wird, abzuweichen, und die auch zu dem Umfang der vorliegenden Erfindung gehören können.
