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HINTERGRUND
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ladesteuerverfahren und System für ein Elektrofahrzeug, welches unterschiedliche Ladesteuerverfahren einstellt, basierend auf einem Ladungszustand (SOC, state of charge), der Hilfsbatterie des Elektrofahrzeugs, wodurch die Ladeeffizienz des Elektrofahrzeugs verbessert wird.
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2. Stand der Technik
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Jüngst ist aufgrund der Unzulänglichkeit von umweltfreundlichen Produkten und Energie, die Umweltverschmutzung zuschreibbar ist, die Schonung von Energieressourcen betont worden. Entsprechend sind selbst in der Automobilindustrie Elektrofahrzeuge, die umweltfreundlich sind und hohe Energieeffizienz aufweisen, entwickelt worden, um die Konkurrenzfähigkeit zu verbessern. In letzter Zeit ist aufgrund einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Batterien (Akkus) oder dergleichen und der Reduktion bei den Kosten der Batterien die Verwendung von Elektrofahrzeugen als Universalfahrzeugen realisiert worden. Elektrofahrzeuge sind dadurch gekennzeichnet, dass während des Fahrens kein Kohlenstoff-Dioxid emittiert wird und sich eine ausgezeichnete Umweltleistungsfähigkeit zeigt, und bei denen die Attraktivität von Fahrzeugen, wie etwa verbesserte Beschleunigungs-Reagibilität oder das Gefühl von Stille und reibungslosem Fahren verbessert worden ist.
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Typischer Weise erfordert ein Elektrofahrzeug einen Betriebsstrom für elektronische Einheiten, die darin montiert sind, und einen Antriebsstrom zum Antreiben des Motors, der das Elektrofahrzeug bewegt. Der Betriebsstrom und der Antriebsstrom werden aus einer Batterie zugeführt. Allgemein wird eine Hauptbatterie, bei der mehrere Batteriezellen in Reihe geschaltet sind, verwendet, um den Antriebsstrom bereitzustellen. Da jedoch die elektronischen Einheiten eines Elektrofahrzeugs bei einer niedrigeren Spannung als derjenige des Betriebsstroms und des Antriebsstroms betrieben werden, sind sie konfiguriert, durch Aufnahme von Strom angetrieben zu werden, der durch ein Herunterwandeln von aus der Hauptbatterie zugeführtem Strom erhalten wird, oder durch Aufnehmen von Strom aus einer zusätzlichen Hilfsbatterie, welche für elektronische Einheiten geeigneten Strom liefert. Insbesondere beinhalten die elektronischen Einheiten auch eine Elektronikeinheit zum Starten des Elektrofahrzeugs.
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Daher ist für Elektrofahrzeuge eine Technologie zum Verhindern der Entladung einer Hilfsbatterie kontinuierlich entwickelt worden, um das Auftreten einer Situation zu verhindern, in der das Starten oder die Verwendung von Elektronikeinheiten unmöglich wird. Der Stand der Technik lehrt ein Steuerverfahren, das es ermöglicht, das eine Hilfsbatterie nach Bedarf geladen wird, selbst wenn ein Elektrofahrzeug in einem Zündung(IG)-Ein-Zustand ist, wodurch die Zuverlässigkeit und Vermarktbarkeit von Elektrofahrzeugen verbessert wird.
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Jedoch stellt eine solche konventionelle Technologie lediglich ein Steuerverfahren zum Laden bereit, wenn die Spannung einer Hilfsbatterie niedrig ist und stellt kein Steuerverfahren in Relation auf die Ladesteuerstrategie für die Hilfsbatterie bereit, wenn die Spannung der Hilfsbatterie ausreichend hoch ist, oder auf einem geeigneten Spannungspegel aufrechterhalten wird. Entsprechend kann die Hilfsbatterie fortgesetzt geladen werden, selbst wenn die Spannung der Hilfsbatterie ausreichend hoch ist, und somit kann sich die Kraftstoffeffizienz des Elektrofahrzeugs verschlechtern.
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Das Vorstehende zielt lediglich darauf ab, das bessere Verständnis des Hintergrunds der vorliegenden Erfindung zu unterstützen und es ist nicht beabsichtigt, dass es bedeutet, dass die vorliegende Erfindung innerhalb des Umfangs des Stands der Technik fällt, der bereits Fachleuten auf dem Gebiet bekannt ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Ladesteuerverfahren und System für ein Elektrofahrzeug bereit, welches die Ladeeffizienz einer Hilfsbatterie und die Kraftstoffeffizienz des Elektrofahrzeugs verbessert, indem unterschiedliche Ladestrategien für die Hilfsbatterie etabliert werden, basierend darauf, ob der Ladezustand (SOC) der Hilfsbatterie hoch oder niedrig ist.
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Entsprechend stellt die vorliegende Erfindung ein Ladesteuerverfahren für ein Elektrofahrzeug bereit, das enthalten kann Überwachen, durch eine Steuerung, eines Zustands einer Hilfsbatterie, der einen Ladezustand (SOC), eine Temperatur und einen Ladestrom der Hilfsbatterie beinhaltet; Bestimmen, durch die Steuerung, eines Ladungsmodus des Elektrofahrzeugs, basierend auf dem überwachten Zustand der Hilfsbatterie; Einstellen, durch die Steuerung, einer Ladungsspannung der Hilfsbatterie bei der Bestimmung des Ladungsmodus, basierend auf dem überwachten SOC und der Temperatur der Hilfsbatterie; und Laden, durch die Steuerung, der Hilfsbatterie mit der eingestellten Ladespannung.
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Der Ladungsmodus kann einen ladungsorientierten Modus zum Laden der Hilfsbatterie und einen Niederspannungs-Ladungsmodus zum Aufrechterhalten einer Spannung der Hilfsbatterie beinhalten. Die Bestimmung des Ladungsmodus kann beinhalten, wenn der überwachte SOC der Hilfsbatterie eine voreingestellte erste Minimalhaltezeit lang größer als ein vorbestimmtes erstes SOC-Kriterium ist, Bestimmen, durch die Steuerung, des Niederspannungsladungsmodus des Fahrzeugs als den Ladungsmodus. Die erste Minimalhaltezeit kann basierend auf einem Wert des überwachten SOC der Hilfsbatterie geändert werden. Zusätzlich kann die Bestimmung des Ladungsmodus, wenn der überwachte SOC der Hilfsbatterie kleiner oder gleich einem voreingestellten ersten SOC-Kriterium ist, das Bestimmen, durch die Steuerung, des ladungsorientierten Modus des Elektrofahrzeugs als den Ladungsmodus beinhalten.
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Das Ladungssteuerverfahren kann weiter, nach Laden der Hilfsbatterie, das Ändern, durch die Steuerung, des Ladungsmodus des Elektrofahrzeugs beinhalten, basierend auf dem überwachten Zustand der Hilfsbatterie. Zusätzlich kann das Ändern des Ladungsmodus, wenn eine Haltezeit des ladungsorientierten Modus größer als eine Maximalzeit ist, Ändern, durch die Steuerung, des Ladungsmodus des Elektrofahrzeugs bezogen Niederspannungsladungsmodus beinhalten. Die Maximalzeit kann basierend auf einem Wert des überwachten SOC der Hilfsbatterie geändert werden.
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Weiter kann das Ändern des Ladungsmodus beinhalten, wenn der überwachte SOC der Hilfsbatterie eine voreingestellte zweite minimale Haltezeit lang kleiner oder gleich dem ersten SOC-Kriterium ist und größer als ein zweites SOC-Kriterium ist, das auf einen Wert kleiner als demjenigen des ersten SOC-Kriteriums eingestellt ist, und wenn ein Durchschnittsladestrom der Hilfsbatterie beim Laden größer als ein Ladestromkriterium ist, Wechseln, durch die Steuerung, des Ladungsmodus des Elektrofahrzeugs zum Niederspannungsladungsmodus. Die zweite minimale Haltezeit kann basierend auf dem Wert des überwachten SOC der Hilfsbatterie geändert werden. Die Einstellung der Ladespannung kann das Einstellen der Ladespannung unter Verwendung von Kennfelddaten beinhalten, in welchen die Temperatur und der SOC der Hilfsbatterie, der auf dem bestimmten Ladungsmodus basiert, als Eingaben verwendet werden und die Ladungsspannung eine Ausgabe ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
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Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung ersichtlicher werden, bei Zusammenschau mit der beigefügten Zeichnung, wobei:
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1 ein Flussdiagramm ist, das ein Ladungssteuerverfahren für ein Elektrofahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-„ oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Motorfahrzeuge im Allgemeinen wie etwa Passagier-Automobile einschließlich Sports Utility Vehicles (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Gewerbefahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich einer Vielzahl von Booten und Schiffen, Luftfahrzeuge und dergleichen enthält, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybrid-Elektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Alternativ-Kraftstofffahrzeuge (z. B. Kraftstoffe, die von anderen Ressourcen als Mineralöl herrühren) enthalten. Wie hierin Bezug genommen, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen hat, beispielsweise Fahrzeuge, die sowohl Benzinbetrieben als auch elektrisch betrieben werden.
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Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben ist, eine Mehrzahl von Einheiten zu verwenden, um den beispielhaften Prozess durchzuführen, versteht es sich, dass der beispielhafte Prozess auch durch ein Modul oder eine Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden kann. Auch versteht es sich, dass sich der Ausdruck Steuerung/Steuereinheit auf eine Hardware-Vorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist konfiguriert, die Module zu speichern und der Prozessor ist spezifisch konfiguriert, die Module auszuführen, um ein oder mehrere Prozesse, die weiter unten beschrieben sind, durchzuführen.
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Weiterhin kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung auch als nicht-transitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium ausgeführt sein, das ausführbare Programmanweisungen enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung/Steuereinheit oder dergleichen ausgeführt werden. Beispiele des computerlesebaren Mediums beinhalten, sind aber nicht beschränkt auf ROM, RAM, Compact Disc(CD)-ROMs, Magnetbänder, Floppy Disks, Flash-Laufwerke, Smart-Cards und optische Datenspeichervorrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in Netzwerk-gekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass die computerlesbaren Medien in einer verteilten Weise gespeichert und ausgeführt werden, z. B. durch einen Telematik-Server oder ein Controller Area Network (CAN).
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Die hierin verwendete Terminologie dient nur dem Zweck, bestimmte Ausführungsformen zu beschreiben und soll nicht die Erfindung beschränken. Wie hierin verwendet, ist es beabsichtigt, dass die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen enthalten, wenn der Kontext nicht klar anderes angibt. Es versteht sich weiter, dass die Ausdrücke „umfassen“ und/oder „umfassend“ bei Verwendung in dieser Spezifikation die Anwesenheit von genannten Merkmalen, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, nicht aber die Anwesenheit oder Hinzufügung eines oder mehreren anderen Merkmale, Ganzzahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, beinhaltet der Ausdruck „und/oder“ jegliche und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
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Wenn nicht spezifisch genannt oder aus dem Kontext offensichtlich, versteht sich, wie hierin verwendet, der Ausdruck „etwa“ als innerhalb eines Bereichs normaler Toleranz im Stand der Technik, beispielsweise innerhalb von zwei Standardabweichungen des Mittels. „Etwa“ kann als innerhalb 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des genannten Werts verstanden werden. Wenn aus dem Kontext nicht anders klar, sind alle hierin bereitgestellten nummerischen Werte durch den Ausdruck „etwa“ modifiziert.
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Nachfolgend werden beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die anhängende Zeichnung beschrieben.
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Wie in 1 gezeigt, kann ein Ladesteuerverfahren für ein Elektrofahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung das Überwachen (S100) durch eine Steuerung, des Zustands einer Hilfsbatterie enthalten, einschließlich dem Ladezustand (SOC), der Temperatur und dem Ladestrom der Hilfsbatterie; Bestimmen (S200), durch die Steuerung, des Ladungsmodus des Elektrofahrzeugs, basierend auf dem überwachten Zustand der Hilfsbatterie; Einstellen (S300), durch die Steuerung, der Ladungsspannung der Hilfsbatterie im bestimmten Ladungsmodus, basierend auf dem SOC und der Temperatur der Hilfsbatterie; und Laden (S400), durch die Steuerung, der Hilfsbatterie mit der eingestellten Spannung.
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Die Überwachung kann das Überwachen des Zustands der Hilfsbatterie enthalten, einschließlich dem SOC, der Temperatur und dem Ladestrom der Hilfsbatterie. Insbesondere können der SOC und der Ladungsstrom als Bestimmungskriterien zum Bestimmen des Ladungsmodus der Hilfsbatterie verwendet werden, was später beschrieben wird, und können der SOC und die Temperatur als Bestimmungskriterien zum Einstellen der Ladungsspannung verwendet werden. Die überwachte Information kann den Zustand der Hilfsbatterie repräsentieren, welcher den SOC, die Temperatur und den Ladungsstrom der Hilfsbatterie beinhaltet. Zusätzlich kann sich auf die Hilfsbatterie beziehende Information, beispielsweise die Spannung und der Verschleiß der Hilfsbatterie, auch im Zustand der Hilfsbatterie enthalten sein.
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Nach Überwachen des Zustands der Hilfsbatterie kann der Ladungsmodus des Fahrzeugs, basierend auf dem überwachten Zustand der Hilfsbatterie durchgeführt werden. Das Verfahren zum Bestimmen des Ladungsmodus des Fahrzeugs kann in verschiedener Weise implementiert werden. Es kann möglich sein, die Zustandsinformation der Hilfsbatterie in Echtzeit zu überwachen und dann den Ladungsmodus zu bestimmen. Alternativ kann es möglich sein, den Zeitraum in gleichförmige Einheitszeitintervalle zu unterteilen und den Ladungsmodus in entsprechenden Zeitintervallen getrennt zu bestimmen. Weiter, können selbst als Ladungsmodustypen Ladungsmodi in verschiedenen Formen implementiert sein, wie etwa ein Schnell-Ladungsmodus oder ein Langsam-Ladungsmodus. Als Beispiel von verschiedenen Formen kann die vorliegende Erfindung die Konfiguration des Unterteilens der Ladungsmodi der Hilfsbatterie in einen ladungsorientierten Modus zum Laden der Hilfsbatterie und einen Niederspannungsladungsmodus zum Aufrechterhalten der Spannung der Hilfsbatterie beinhalten.
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Der ladungsorientierte Modus kann als ein Modus zum Laden der Hilfsbatterie bezeichnet werden. Dieser Modus kann ein Ladungsmodus sein, von dem beabsichtigt ist, dass er zu verwenden ist, wenn die Hilfsbatterie Laden erfordert und die Hilfsbatterie in Gefahr steht, komplett entladen zu werden. Daher kann die Ladungsspannung auf den höchstmöglichen Spannungswert innerhalb des zusätzlichen Ladungsspannungsbereichs eingestellt werden. Derweil kann der Niederspannungs-Ladungsmodus ein Modus sein, in welchem die Spannung der Hilfsbatterie bereits ausreichend hoch ist, um die Ladungsspannung der Hilfsbatterie lediglich aufrechtzuerhalten, um den Spannungszustand der Hilfsbatterie aufrechtzuerhalten. Daher kann die Ladungsspannung auf einen Wert kleiner als die Ladungsspannung eingestellt werden, die eingestellt wird, wenn der Ladungsmodus der ladungsorientierte Modus ist.
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Insbesondere ist ein zu adressierender Punkt das Konzept der Ladungsspannung. Der in der vorliegenden Anmeldung beschriebene Ausdruck „Ladungsspannung“ bezieht sich auf die Ladungsspannung, welche zum Laden der Hilfsbatterie notwendig ist. In einem typischen Elektrofahrzeug wird die Hilfsbatterie mit einer niedrigen Spannung geladen, welche durch Umwandeln einer Hochspannung aus einer Hochspannungsbatterie in eine niedrige Spannung über einen Niederspannungswandler erhalten wird, das heißt einen Niedergleichstrom (DC)/DC-Wandler (LDC). Daher kann die Spannung der Hilfsbatterie die gleiche wie die Ausgangsspannung des LDCs sein. Dieses Konzept wird auf die vorliegende Erfindung in der gleichen Weise angewendet, und die Ladungsspannung, die oben beschrieben worden ist oder später beschrieben wird, weist die gleiche Bedeutung wie die Ausgangsspannung des LDC auf.
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Wie oben beschrieben, können unter der Annahme, dass die Modi, die bestimmt werden können, ein ladungsorientierter Modus und ein Niederspannungs-Ladungsmodus sind, die Kriterien zum Klassifizieren des Ladungsmodus, basierend auf dem Überwachungszustand der Hilfsbatterie, zu einem Problem werden. Daher sind in der vorliegenden Erfindung Kriterien zum Klassifizieren von Ladungsmodi, die auf dem Zustand der Hilfsbatterie basieren, präsentiert. Insbesondere werden Klassifikationsverfahren, welche den SOC und den Durchschnittsladungsstrom der Hilfsbatterie verwenden, getrennt beschrieben.
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Als ein erstes Klassifikationskriterium ist das in der vorliegenden Erfindung präsentierte Verfahren so konfiguriert, dass, wenn der überwachte SOC der Hilfsbatterie ein erstes SOC-Kriterium eine voreingestellte erste minimale Haltezeit lang übersteigt, die Steuerung konfiguriert sein kann, einen Niederspannungs-Ladungsmodus als den Ladungsmodus des Fahrzeugs zu bestimmen. Mit steigendem SOC gelangt die Batterie näher an einen vollgeladenen Zustand. Daher muss das erste SOC-Kriterium einen ausreichend hohen SOC-Wert aufweisen, dass der oben beschriebene Niederspannungs-Ladungsmodus als der Ladungsmodus bestimmt werden kann. Das erste SOC-Kriterium kann verschiedene Werte aufweisen, basierend auf der Auswahl eines Designers. Jedoch, wenn das erste SOC-Kriterium auf einen übermäßig niederen Wert eingestellt wird, kann die Hilfsbatterie in Gefahr stehen, entladen zu werden, und somit kann das erste SOC-Kriterium vorzugsweise auf etwa 90% eingestellt werden.
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Selbst wenn jedoch der überwachte SOC der Hilfsbatterie größer als das erste SOC-Kriterium ist, kann es sein, dass der Niederspannungs-Ladungsmodus nicht als der Ladungsmodus bestimmt wird. In der vorliegenden Erfindung schreibt das Kriterium zum Bestimmen des Niederspannungs-Ladungsmodus als dem Ladungsmodus vor, dass der SOC das erste SOC-Kriterium eine minimale Haltezeit lang übersteigen muss. Entsprechend kann ein Fehler, der aufgrund von Rauschen während des Überwachungsprozesses oder Spannungsspitzen in der Hilfsbatterie auftreten kann, verhindert werden, und kann das Phänomen, bei welchem der SOC mit Verstreichen der Zeit reduziert wird, kompensiert werden. Mit anderen Worten kann die erste minimale Haltezeit basierend auf Designer-Auswahl frei eingestellt werden. Jedoch kann, um den durch Rauschen oder Spannungsspitzen verursachten Fehler zu minimieren, die erste minimale Haltezeit auf einen großen Wert eingestellt werden, beispielsweise etwa 3600 s. Wenn jedoch die erste minimale Haltezeit auf einen übermäßig großen Wert eingestellt wird, steigt die zum Bestimmen des Ladungsmodus erforderliche Zeit an und somit kann die Effizienz der Fahrzeugladung beeinträchtigt werden, was die Kraftstoffeffizienz des Fahrzeugs beeinflusst. Als Ergebnis kann die erste minimale Haltezeit eingestellt werden, ein geeigneter Wert unter Berücksichtigung sowohl der Vorteile als auch Nachteile desselben zu sein.
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Weiter, obwohl die erste minimale Haltezeit frei eingestellt werden kann, kann der eingestellte Wert basierend auf dem überwachten SOC der Hilfsbatterie geändert werden, da, wenn das erste SOC-Kriterium als beispielsweise etwa 90% angenommen wird, die Effizienz des Systems beeinträchtigt werden kann, wenn der SOC der Hilfsbatterie 91% und 99% ist, und werden auf dieselbe Weise gesteuert. Da der Fall, bei dem der SOC 99% ist, sich vom ersten SOC-Kriterium mehr unterscheidet als der Fall, bei dem der SOC 91% ist, gibt es keine Notwendigkeit, die erste minimale Haltezeit auf einen wesentlichen Zeitraum einzustellen. Daher kann die erste minimale Haltezeit basierend auf dem Wert des überwachten SOC der Hilfsbatterie geändert werden, wobei die erste minimale Haltezeit auf eine kürzere Zeit eingestellt werden kann, wenn die Differenz gegenüber dem ersten SOC-Kriterium zunimmt.
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Im Gegensatz dazu, wenn der überwachte SOC der Hilfsbatterie kleiner als oder gleich dem voreingestellten ersten SOC-Kriterium ist, kann die Steuerung konfiguriert sein, den ladungsorientierten Modus als den Ladungsmodus des Fahrzeugs zu bestimmen. Wenn der überwachte SOC kleiner gleich dem ersten SOC-Kriterium ist, zeigt dies den Zustand der Batterie an, in welchem die Hilfsbatterie in einem gewissen Grade geladen werden muss, wie oben beschrieben. Daher kann in diesem Fall eher der Niederspannungs-Ladungsmodus, als der ladungsorientierte Modus, als der Ladungsmodus bestimmt werden.
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Unabhängig davon, ob der ladungsorientierte Modus oder der Niedrigspannungs-Ladungsmodus als der Ladungsmodus festgelegt wird, kann die Steuerung konfiguriert sein, die Ladungsspannung der Hilfsbatterie einzustellen, basierend auf dem überwachten SOC und der Temperatur der Hilfsbatterie nach Festlegen des Ladungsmodus. Daher kann die vorliegende Erfindung sekundär die Ladungseffizienz verbessern, indem die Ladungsspannung unterschiedlich eingestellt wird, unter Berücksichtigung sowohl des SOC als auch der Temperatur der Hilfsbatterie, selbst im entsprechenden Ladungsmodus, während primär die Ladungseffizienz unter Verwendung des Schritts der Klassifizierung des Hilfsbatterie-Ladungsmodus unter Berücksichtigung des SOC der Hilfsbatterie verbessert wird.
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Insbesondere können der SOC und die Temperatur als Variablen berücksichtigt werden, die erforderlich sind, um die Ladungsspannung einzustellen, da der SOC und die Temperatur der Hilfsbatterie Indikatoren entsprechen, die es ermöglichen, dass der Ladungszustand der Hilfsbatterie leichter detektiert wird. Der SOC der Hilfsbatterie gibt den Ladungszustand an, der als der direkteste Faktor beim Einstellen der Ladungsspannung angesehen werden kann. Daher, je niedriger der SOC der Hilfsbatterie, desto höher die Wahrscheinlichkeit, dass die Batterie entladen wird, und somit kann die Ladungsspannung ein höherer Wert sein.
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Jedoch weist die Temperatur der Hilfsbatterie eine etwas andere Charakteristik als diejenige des SOC auf. Allgemein kann die Temperatur der elektrischen Vorrichtung basierend auf der Strommenge, welche die Vorrichtung durchfließt, bestimmt werden. Weiter hat jede elektrische Vorrichtung ihren eigenen spezifischen Lastwiderstand. Die Temperatur kann proportional zu einem Wert ansteigen, der durch Multiplizieren des Quadrats des Stroms, der durch einen Lastwiderstand fließt, mit dem Lastwiderstand ermittelt werden. Insbesondere, da der Lastwiderstand ein eindeutiger Wert ist, der für jede elektrische Vorrichtung definiert ist, kann angenommen werden, dass als ein Ergebnis die Temperatur proportional zum Quadrat des Stroms ist. „Strom“ bedeutet in der wörtlichen Bedeutung des Wortes den Fluss von Elektroden. Entsprechend kann abgeleitet werden, dass, wenn der Elektrodenfluss maßgeblich ist, das heißt, wenn das Laden der Hilfsbatterie rasch durchgeführt wird, die Temperatur signifikant ansteigen kann.
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Daher kann, solche Temperatur-Charakteristika berücksichtigend, der Fall, bei dem die Temperatur der Hilfsbatterie hoch ist, anzeigen, dass die Hilfsbatterie bereits bei hoher Geschwindigkeit geladen wird. Entsprechend kann das Fortsetzen der Ladung der Hilfsbatterie in diesem Fall die Degradierung der Batterie beschleunigen, wodurch die Haltbarkeit der Batterie negativ beeinflusst wird. Im Gegensatz dazu gibt es in dem Fall, bei dem die Temperatur der Hilfsbatterie niedrig ist, eine niedrige Wahrscheinlichkeit, dass die Batterie verschleißt. Entsprechend kann in diesem Fall die Ladungsspannung auf einen hohen Wert eingestellt werden, was die Wahrscheinlichkeit minimiert, dass die Hilfsbatterie entladen wird.
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Mit anderen Worten kann im Spannungseinstellprozess (S300) die Ladungsspannung unter Berücksichtigung des SOC in der Temperatur des Hilfsbatterie eingestellt werden, kann aber die Ladungsspannung auf einen größeren Wert eingestellt werden, wenn der SOC der Hilfsbatterie sinkt oder wenn die Temperatur der Hilfsbatterie abnimmt. Eine solche Ladungsspannung kann auf verschiedene Werte eingestellt werden, basierend auf dem Typ und Zustand des Fahrzeugs. Als ein Beispiel dafür präsentiert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Einstellen der Ladungsspannung durch Einsetzen von Kennfelddaten, in welchen die Temperatur und der SOC der Hilfsbatterie, basierend auf dem Ladungsmodus, als Eingaben verwendet werden und die Ladungsspannung eine Ausgabe ist.
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Nachdem die Spannung eingestellt worden ist, kann die Steuerung konfiguriert werden, die Hilfsbatterie zu laden, wobei die eingestellte Ladungsspannung durchgeführt wird, wie in 1 gezeigt. Wie oben beschrieben, kann als Verfahren zum Laden der Hilfsbatterie das Verfahren des Umwandelns einer Hochspannung aus einer Hochspannungsbatterie in eine niedrige Spannung unter Verwendung des LDC und Laden der Hilfsbatterie mit der niedrigen Spannung das üblichst verwendete Verfahren sein.
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Nach dem Ladungsprozess (S400), wenn die Hilfsbatterie im Niederspannungs-Ladungsmodus geladen wird, kann der Niederspannungs-Ladungsmodus kontinuierlich aufrechterhalten werden, bis der SOC der Hilfsbatterie abnimmt, um kleiner oder gleich dem ersten SOC-Kriterium zu sein. Wenn jedoch der Ladungsmodus der Hilfsbatterie der ladungsorientierte Modus ist, kann sich die Situation etwas vom obigen Fall unterscheiden. Da der ladungsorientierte Modus ein Modus ist, bei welchem die Hilfsbatterie kontinuierlich geladen wird, kann der SOC der Hilfsbatterie mit dem Verstreichen der Zeit ansteigen. Daher kann es sein, dass die Hilfsbatterie nicht ein weiteres Laden nach dem Verstreichen der Zeit erfordert. Daher, um auf diese Situation zu reagieren, führt die vorliegende Erfindung den Moduswechselprozess (S500) durch die Steuerung durch, die konfiguriert sein kann, den Ladungsmodus des Fahrzeugs basierend auf dem überwachten Zustand der Hilfsbatterie, nachdem der Ladungsprozess durchgeführt worden ist, wie in 1 gezeigt, zu ändern.
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Der Überwachungsprozess (S100) kann der erste Schritt der vorliegenden Erfindung sein. Selbst wenn die Modusbestimmung (S200), die Spannungseinstellung (S300) und das Laden (S400) durchgeführt worden sind, kann die Steuerung konfiguriert sein, den Zustand der Hilfsbatterie kontinuierlich zu überwachen. Daher kann es bei der Modusbestimmung (S200), selbst wenn der ladungsorientierte Modus als der Ladungsmodus bestimmt wurde und das Laden der Hilfsbatterie erforderlich ist, möglich sein, den Ladungsmodus zu wechseln, wenn als Ergebnis des kontinuierlichen Überwachens des Zustands der Hilfsbatterie, der Zustand der Hilfsbatterie dem Zustand entspricht, in welchem ein Laden nicht mehr länger erforderlich ist.
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Der Zustand der Hilfsbatterie, welcher das Kriterium zum Wechseln des Ladungsmodus wird, kann unter Verwendung verschiedener Variablen festgestellt werden, wie etwa Strom und Temperatur der Hilfsbatterie. Daher werden mehrere Verfahren, die auf Variablen basieren, die als die vernünftigsten festgestellt sind, aus verschiedenen Variablen, die berücksichtigt werden können, in der vorliegenden Erfindung präsentiert. Das erste Verfahren ist so konfiguriert, dass, wenn die Haltezeit des ladungsorientierten Modus die Maximalzeit übersteigt, die Steuerung konfiguriert sein kann, den Ladungsmodus des Fahrzeugs zu einem Niederspannungs-Ladungsmodus zu wechseln.
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Das Wechseln des Ladungsmodus basierend auf der Haltezeit des ladungsorientierten Modus ermöglicht, dass der Ladezustand leichter bestimmt wird, während die Genauigkeit der Bestimmung sichergestellt ist. Wie oben beschrieben, kann im ladungsorientierten Modus das Laden kontinuierlich durchgeführt werden, und somit kann der SOC der Hilfsbatterie graduell mit dem Verstreichen der Zeit ansteigen. Entsprechend, nachdem ein Zeitbetrag, der zum Übersteigen eines vorbestimmten SOC ausreicht, das heißt, das erste SOC-Kriterium verstrichen ist, kann die Ladungseffizienz durch Wechseln des Ladungsmodus, um der Niederspannungs-Ladungsmodus zu sein, verbessert werden, was zu einer verbesserten Fahrzeugkraftstoffeffizienz führt. Selbst die maximale Zeit kann in diesem Fall verändert werden, basierend auf dem Wert des überwachten SOC der Hilfsbatterie in derselben Weise wie die oben beschriebene erste minimale Haltezeit, und die maximale Zeit kann abnehmen, wenn der SOC der Hilfsbatterie ansteigt.
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Das zweite Verfahren ist so konfiguriert, dass, wenn der überwachte SOC der Hilfsbatterie kleiner gleich dem ersten SOC-Kriterium ist und größer als ein zweites SOC-Kriterium ist, das auf einen Wert kleiner dem ersten SOC-Kriterium voreingestellt ist, eine voreingestellte zweite minimale Haltezeit lang, und wenn der Durchschnittsladestrom der Hilfsbatterie während des Ladens größer als ein Ladungsstrom-Kriterium ist, die Steuerung konfiguriert sein kann, den Ladungsmodus des Fahrzeugs zum Niederspannungs-Ladungsmodus zu wechseln.
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Das zweite oben beschriebene Verfahren, das ein spezifischeres Verfahren ist als das oben beschriebene erste Verfahren, erfordert mehr Informationen zum Wechseln des Modus, kann aber eine höhere Zuverlässigkeit vom Standpunkt der Genauigkeit aus sicherstellen. Dieses Verfahren berücksichtigt alle von SOC, Haltezeit und Durchschnittsladestrom der Hilfsbatterie. Da der Durchschnittsladestrom eng mit der Temperatur verwandt ist, kann ähnlich wie das Spannungseinstellen (S300) das vorliegende Verfahren auch den SOC und die Temperatur als Bestimmungskriterien verwenden.
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Bei diesem Verfahren ist der Wert des zweiten SOC-Kriteriums kleiner als derjenige des ersten SOC-Kriteriums. Entsprechend, wenn das erste SOC-Kriterium etwa 90% ist, wie oben in der obigen beispielhaften Ausführungsform beschrieben, kann das zweite SOC-Kriterium auf etwa 85% eingestellt werden. Jedoch kann dieser Wert frei verändert werden, wie vom Entwerfer als notwendig erachtet. Das Kriterium für den Ladungsstrom kann auch verschiedene Werte aufweisen, wie durch den Entwerfer notwendig erachtet, oder anhand des Fahrzeugtyps. Jedoch kann, eine typische Batteriespannung annehmend, das Ladungsstrom-Kriterium vorzugsweise auf etwa 20 A eingestellt sein. Zusätzlich kann der Durchschnittsladestrom der Hilfsbatterie den Ladungsstrom bedeuten, der zum Laden der Hilfsbatterie während einer zweiten Minimalhaltezeit verwendet wird.
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Die zweite minimale Haltezeit kann frei eingestellt werden, basierend auf einer Auswahl durch den Entwerfer, ähnlich der ersten minimalen Haltezeit, und kann basierend auf dem Wert des überwachten SOC der Hilfsbatterie geändert werden. Jedoch kann die zweite minimale Haltezeit so eingestellt werden, dass, wenn der SOC der Hilfsbatterie ansteigt, die zweite minimale Haltezeit abnehmen kann, ähnlich zur Maximalzeit.
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Wie oben beschrieben, wenn die vorliegende Erfindung verwendet wird, können die folgenden Vorteile erhalten werden.
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Zuerst, wenn der SOC der Hilfsbatterie im Wesentlichen hoch ist, wird eine Ladungssteuerung einen langen Zeitraum lang nicht durchgeführt, wodurch die Ladungseffizienz der Hilfsbatterie vergrößert wird und die Kraftstoffeffizienz des Elektrofahrzeugs verbessert wird.
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Zweitens kann die Ladungseffizienz durch anderes Einstellen der Ladungsspannung verbessert werden, basierend auf SOC und Temperatur der Hilfsbatterie.
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Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung aus illustrativen Zwecken offenbart worden sind, werden Fachleute verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Substitutionen als möglich erkennen, ohne vom Schutzumfang und Geist der Erfindung wie in den beigefügten Ansprüchen offenbart, abzuweichen.
