DE102016109337B4 - Verfahren und system zum steuern des ladens einer niedrigspannungbatterie - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160), das Verfahren aufweisend:Ermitteln (S110), mittels eines Controllers (110), eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) eines Fahrzeugs basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie (160);Ermitteln (S120-S150), mittels des Controllers (110), eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einer Menge verbrauchter Leistung eines Niedrigspannung-Gleichstrom(DC)-Wandlers (150), der eingerichtet ist zum Bereitstellen einer Ladeleistung für die Niedrigspannungbatterie (160) während eines Zeitraums, in dem ein Hochfahren des Fahrzeugs durchgeführt wird; undEinstellen (S160), mittels des Controllers (110), einer Ladespannung der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einem ermittelten Ergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160).

Description

  • HINTERGRUND
  • 1. Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie eines Brennstoffzellen-Fahrzeugs, und insbesondere ein Verfahren und ein System zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie, welches in der Lage ist, einen Zustand der Niedrigspannungbatterie präziser zu ermitteln und die Niedrigspannungbatterie effizienter zu laden, indem ein Ladezustand (engl.: state of charge; SOC) der Niedrigspannungbatterie ermittelt wird basierend auf einer Ausgangsleistung eines Niedrigspannung-Gleichstrom(DC)-Wandlers, welcher der Niedrigspannungbatterie während des Startens des Fahrzeugs Ladeleistung bereitstellt sowie basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie.
  • 2. Beschreibung der bezogenen Technik
  • In der bezogenen Technik wird eine Ladespannung einer Niedrigspannungbatterie eingestellt basierend auf einem Betriebsmodus eines Brennstoffzellen-Fahrzeugs und einem Ladezustand (SOC) einer Hochspannungbatterie zum Verbessern der Brennstoffeffizienz des Fahrzeugs und der Stabilität eines Systems. In einem Zustand jedoch, in dem eine Lampe innerhalb des Fahrzeugs angeschaltet ist und unbeabsichtigt für eine längere Zeitdauer angelassen wird, tritt ein Entladen einer Niedrigspannungbatterie (12 V) auf. Wenn eine Spannungssteuerung gemäß der bezogenen Technik in diesem Zustand durchgeführt wird, dann kann das Entladen der Niedrigspannungbatterie beschleunigt werden, und die Niedrigspannungbatterie (12 V) kann möglicherweise nicht in ausreichender Weise geladen werden, und somit kann die Niedrigspannungbatterie möglicherweise in einem Entladen-Zustand verbleiben. Ein Ergebnis davon kann sein, dass das Fahrzeug nicht gestartet werden kann.
  • Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie des Standes der Technik sind aus der DE 10 2006 056 374 B4 und der DE 10 2014 208 431 B4 bekannt. Aus der nachveröffentlichten DE 10 2015 205 897 A1 ist ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie bekannt, wobei das Verfahren aufweist: Ermitteln, mittels eines Controllers, eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie eines Fahrzeugs basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie; und Einstellen, mittels des Controllers, einer Ladespannung der Niedrigspannungbatterie basierend auf einem ermittelten Ergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie. Aus der nachveröffentlichten DE 10 2015 210 187 A1 ist ein weiteres Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie bekannt.
  • ÜBERBLICK
  • Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und ein System bereitzustellen zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie, welches in der Lage ist, präziser einen Zustand der Niedrigspannungbatterie zu ermitteln und effizient die Niedrigspannungbatterie zu laden, indem ein Ladezustand der Niedrigspannungbatterie ermittelt wird basierend auf der Ausgangsleistung eines Niedrigspannung-Gleichstrom(DC)-Wandlers, welcher der Niedrigspannungbatterie eine Ladeleistung bereitstellt während des Startens des Fahrzeugs sowie basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem der Ansprüche 1, 9 und 14 sowie durch ein System zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß Anspruch 13. Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie aufweisen: Ermitteln eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie eines Fahrzeugs basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie; Ermitteln eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie basierend auf einer Menge an verbrauchter Leistung eines Niedrigspannung-Gleichstrom(DC)-Wandlers (engl.: low-voltage direct current (DC) converter, LDC), der eingerichtet ist zum Bereitstellen von Ladeleistung an die Niedrigspannungbatterie während einer Periode, in welcher ein Starten des Fahrzeugs durchgeführt wird; und Einstellen einer Ladespannung der Niedrigspannungbatterie basierend auf einem Ermittlungsergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie.
  • Insbesondere kann der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie ermittelt werden basierend auf einem Teilbereich, zu dem die Spannung der Niedrigspannungbatterie gehört aus einer Mehrzahl von Teilbereichen, die sequenziell aufgeteilt sind basierend auf einer Sequenz von Spannungsgrößen. Anschaulich kann der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie ermittelt werden basierend auf einer Einteilung eines Spannungsintervalls in mehrere Spannung-Teilbereiche, wobei die Spannung-Teilbereiche jeweils unmittelbar aneinander angrenzen können und somit unmittelbar ineinander übergehen können und die Summe aller Spannung-Teilbereiche das gesamte Spannungsintervall bilden können. Ein jeweiliger ermittelter Spannungswert ist jeweils eindeutig einem zugehörigen Spannung-Teilbereich zuordenbar. Anschaulich wird beispielsweise einem ersten Spannung-Teilbereich (anders ausgedrückt einem ersten Spannungsintervall) ein erster Ladezustand der Niedrigspannungbatterie zugeordnet, beispielsweise ein Ladezustand „Entladen“, beispielsweise einem zweiten Spannung-Teilbereich (anders ausgedrückt einem zweiten Spannungsintervall) ein zweiter Ladezustand der Niedrigspannungbatterie, beispielsweise ein Ladezustand „Normal“, und beispielsweise einem dritten Spannung-Teilbereich (anders ausgedrückt einem dritten Spannungsintervall) ein dritter Ladezustand der Niedrigspannungbatterie, beispielsweise ein Ladezustand „Vollständig Aufgeladen“. Ob der zweite Ermittlungsprozess durchgeführt wird kann ermittelt werden basierend auf dem Ladezustand der Niedrigspannungbatterie. In dem zweiten Ermittlungsprozess kann die Menge der verbrauchten Leistung des Niedrigspannung-DC-Wandlers erfasst werden zu einem Zeitpunkt, in dem ein Betrieb des Niedrigspannung-DC-Wandlers, welcher der Niedrigspannungbatterie Leistung zuführt, gestartet wird oder ist, nach dem Initiieren des Startens des Fahrzeugs bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Starten des Fahrzeugs vollendet ist. Zusätzlich kann der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie ermittelt werden basierend auf einer akkumulierten Zeit in einem Teilbereich, zu dem die Menge der verbrauchten Leistung des Niedrigspannung-DC-Wandlers gehört (anders ausgedrückt basierend auf einer Summen-Zeitdauer, während der sich die Menge der verbrauchten Leistung des Niedrigspannung-DC-Wandler in dem jeweiligen Teilbereich befindet), aus einer Mehrzahl von Teilbereichen, die sequenziell aufgeteilt wurden oder sind basierend auf einer Folge von Leistungsmengen.
  • Grenzwerte zwischen der Mehrzahl von Teilbereichen, die sequenziell aufgeteilt sind oder wurden basierend auf der Folge von Leistungsmengen, können eingestellt oder gesetzt werden basierend darauf, ob eine Hohe-Last-Elektrische Komponente (anders ausgedrückt eine elektrische Komponente, welche eine hohe elektrische Last darstellt), eingerichtet zum Empfangen der Leistung von dem Niedrigspannung-DC-Wandler während des Startens des Fahrzeugs, betrieben wird.
  • Ferner kann der Einstellprozess aufweisen: Einstellen einer Basis-Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie basierend auf einem Ermittlungsergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie; und Einstellen der Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie basierend auf der Basis-Ladespannung und einem Betriebsmodus des Fahrzeugs. Der Betriebsmodus kann aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi ausgewählt sein oder werden, wobei zumindest in einem Betriebsmodus der Mehrzahl von Betriebsmodi die Ladespannung eingestellt werden kann, indem ein Offset-Wert, der voreingestellt wird oder ist basierend auf einem Ladezustand einer Hochspannungbatterie, zu der Basis-Ladespannung hinzugefügt wird.
  • Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie aufweisen: Ermitteln eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie eines Fahrzeugs basierend auf einem Teilbereich, zu dem eine Spannung der Niedrigspannungbatterie gehört, unter einer Mehrzahl von Teilbereichen, die sequenziell aufgeteilt sind basierend auf einer Sequenz von Größen von Spannungen in einem Zustand ohne Last zu einem frühen Zustand des Startens des Fahrzeugs; Ermitteln eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie basierend auf einer akkumulierten Zeit in einem Teilbereich, zu dem eine Menge an verbrauchter Leistung eines Niedrigspannung-DC-Wandlers, der eingerichtet ist zum Bereitstellen einer Ladeleistung für die Niedrigspannungbatterie, gehört unter einer Mehrzahl von Teilbereichen, welche sequenziell aufgeteilt sind basierend auf einer Sequenz von Leistungsmengen während einer Periode, wenn das Starten des Fahrzeugs durchgeführt wird; Einstellen einer Basis-Ladespannung der Niedrigspannungbatterie basierend auf einem Ermittlungsergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie; und Einstellen einer Lade Spannung für die Niedrigspannungbatterie basierend auf der Basis-Ladespannung und einem Betriebsmodus des Fahrzeugs.
  • Der zweite Ermittlungsprozess kann durchgeführt werden, wenn der ermittelte Ladezustand der Niedrigspannungbatterie ein Zustand ist zwischen einem Vollständig-Aufgeladen-Zustand und einem Entladen-Zustand. Grenzwerte zwischen der Mehrzahl von Teilbereichen, die sequenziell aufgeteilt sind basierend auf einer Folge von Leistungsmengen, können eingestellt sein oder werden basierend darauf, ob eine Hohe-Last-Elektrische Komponente, welche Leistung von dem Niedrigspannung-DC-Wandler während des Startens des Fahrzeugs empfängt, betrieben wird. Der Betriebsmodus kann eine Mehrzahl von Betriebsmodi aufweisen, anders ausgedrückt aus einer Mehrzahl von Betriebsmodi gewählt sein. In zumindest einem Betriebsmodus der Mehrzahl von Betriebsmodi kann die Ladespannung eingestellt sein oder werden, indem ein Offset-Wert, der voreingestellt ist oder wird basierend auf einem Ladezustand einer Hochspannungbatterie, zu der Basis-Ladespannung hinzuaddiert wird.
  • Gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann ein System zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie aufweisen: einen Brennstoffzellen-Stapel; einen Hochspannung-Gleichstrom(DC)-Wandler, eingerichtet zum Empfangen von Leistung von dem Brennstoffzellen-Stapel; eine Hochspannungbatterie, eingerichtet zum Empfangen einer Spannung, die von dem Hochspannung-Gleichstrom(DC)-Wandler herunterkonvertiert wurde; einen Niedrigspannung-DC-Wandler, der an einen Hochspannung-Busanschluss angeschlossen ist zwischen dem Brennstoffzellen-Stapel und dem Hochspannung-DC-Wandler, und der eingerichtet ist zum herunter-Konvertieren einer Spannung; eine Niedrigspannungbatterie, eingerichtet derart, dass sie mittels der Spannung, die von dem Niedrigspannung-DC-Wandler konvertiert worden ist, geladen wird; und einen Controller eingerichtet zum Ermitteln eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie, zum Ermitteln eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie basierend auf einer Menge an verbrauchter Leistung des Niedrigspannung-DC-Wandlers während einer Periode, in der das Starten des Fahrzeugs durchgeführt wird, und zum Einstellen einer Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie basierend auf einem Ermittlungsergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie.
  • Figurenliste
  • Die obigen und anderen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich durch die folgende detaillierte Beschreibung, gemeinsam mit den beigefügten Figuren, in denen:
    • 1 ein Blockdiagramm eines Systems zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
    • 2 ein Ablaufdiagramm ist, das ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert;
    • 3 eine Darstellung ist, die ein Beispiel eines Spannungbereichs mit einer Mehrzahl von Spannung-Teilbereichen zum Ermitteln eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert;
    • 4 eine Darstellung ist, die ein Beispiel eines Leistungsbereichs mit einer Mehrzahl von Leistung-Teilbereichen erläutert, zu denen eine jeweils verbrauchte Leistung eines Niedrigspannung-Gleichstrom(DC)-Wandler gehört, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 5 eine Darstellung ist, die ein Beispiel eines Änderns des Leistungsbereichs bzw. der Leistung-Teilbereiche erläutert, zu denen jeweils die verbrauchte Leistung des Niedrigspannungbatterie-DC-Wandlers gehört, gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
    • 6 eine Tabelle ist, die ein Beispiel einer Basis-Ladespannung für jeden Ladezustand der Niedrigspannungbatterie erläutert, die in dem Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird; und
    • 7 eine Tabelle ist, die ein Beispiel eines Verfahrens zum Einstellen einer Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie in einem jeweiligen Betriebsmodus erläutert, verwendet in einem Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Es ist anzumerken, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder andere ähnliche Begriffe, die hierin verwendet werden Motor-Fahrzeuge im allgemeinen einschließen wie beispielsweise Passagier-Automobile enthaltend Sports Utility Vehicles (Geländelimousinen (SUV)), Busse, Lastwagen, verschiedene kommerzielle Fahrzeuge, Wasserfahrzeuge enthaltend eine Vielfalt an Booten und Schiffen, Flugzeuge, und dergleichen und enthaltend hybride Fahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Verbrennungsmotor-Fahrzeuge, plug-in Hybrid-Elektrofahrzeuge, Wasserstoff-betriebene Fahrzeuge und andere Alternative-Brennstoff-Fahrzeuge (beispielsweise Brennstoffe, die von anderen Ressourcen abgeleitet worden sind als von Petroleum).
  • Obwohl Ausführungsbeispiele beschrieben sind, in denen eine Mehrzahl von Einheiten zum Durchführen der beispielhaften Prozesse verwendet werden, ist anzumerken, dass die beispielhaften Prozesse auch von einem oder einer Mehrzahl von Modulen durchgeführt werden können. Zusätzlich ist anzumerken, dass der Begriff Controller/Steuereinheit sich auf eine Hardwareeinrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor aufweist. Der Speicher ist eingerichtet zum Speichern der Module und der Prozessor ist speziell eingerichtet zum Ausführen der Module zum Durchführen eines oder mehrerer Prozesse, welche im Folgenden näher beschrieben sind.
  • Ferner kann Steuerungslogik der vorliegenden Erfindung realisiert sein als nichttransitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Medium, aufweisend ausführbare Programmanweisungen, die von einem Prozessor, Controller/Steuereinheit oder dergleichen, ausgeführt werden. Beispiele des computerlesbaren Mediums enthalten, sind jedoch nicht beschränkt auf, ROM, RAM, Compact Disc (CD)-ROMs, magnetische Bänder, Floppy Disks, Flash-Laufwerke, Smart Cards und optische Datenspeichereinrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in Netzwerk-gekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass die computerlesbaren Medien in verteilter Weise gespeichert und ausgeführt werden, beispielsweise mittels eines telematischen Servers oder eines Controller Area Networks (CAN).
  • Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich zum Beschreiben spezifischer Ausführungsformen und soll für die Erfindung nicht einschränkend wirken. Wie hierin verwendet soll die Einzahl-Form „ein“, „eine“, „einer“, „eines“ und „das“, „der“, „die“ auch die Mehrzahl-Formen einschließen, wenn nicht der Kontext klar etwas anderes anzeigt. Es ist ferner anzumerken, dass der Begriff „aufweisen“ und/oder „aufweisend“, wenn er in dieser Beschreibung verwendet wird, die Präsenz von spezifizierten Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, und/oder Komponenten spezifiziert, aber nicht die Präsenz oder Hinzufügung von einem oder mehr anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Komponenten, und/oder Gruppen derselben ausschließt. Wie hierin verwendet schließt der Begriff „und/oder“ jede und alle Kombinationen von einem oder mehr der zugehörig gelisteten Gegenständen oder Elementen ein.
  • Wenn nicht spezifisch angegeben oder aus dem Kontext ersichtlich ist der Begriff „ungefähr“, wie hierin verwendet, zu verstehen als innerhalb eines Bereichs von normalen Toleranzen in der Technik, beispielsweise innerhalb zwei Standardabweichungen von dem Mittelwert. „Ungefähr“ kann verstanden werden als innerhalb 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 %, oder 0,01 % des genannten Wertes. Wenn nicht an anderer Stelle aus dem Kontext ersichtlich, sind alle hierin genannten oder bereitgestellten numerischen Werte mittels des Begriffs „ungefähr“ modifiziert.
  • Im Folgenden werden Verfahren und Systeme zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben.
  • 1 ist ein Blockdiagramm eines Systems zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Bezugnehmend auf 1, kann das System 100 zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen Brennstoffzellen-Stapel 120 aufweisen, einen Hochspannung-Gleichstrom(DC)-Wandler 130, eingerichtet zum Empfangen von (elektrischer) Leistung von dem Brennstoffzellen-Stapel 120, eine Hochspannungbatterie 140, eingerichtet zum Empfangen einer Spannung, die mittels des Hochspannung-DC-Wandlers 130 herunter-konvertiert worden ist, einen Niedrigspannungbatterie-DC-Wandler (LDC) 150, der mit einem Hochspannung-Busanschluss zwischen den Brennstoffzellen-Stapel 120 und den Hochspannung-DC-Wandler 130 gekoppelt ist, und eingerichtet ist zum herunter-Konvertieren einer Spannung, eine Niedrigspannungbatterie 160, geladen mittels der von dem Niedrigspannungbatterie-DC-Wandler 150 gewandelten (anders ausgedrückt konvertierten) Spannung, und einen Controller 110, eingerichtet zum Ermitteln eines Ladezustands (SOC) der Niedrigspannungbatterie basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie 160, zum Ermitteln eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie 160 basierend auf einer Menge verbrauchter Leistung des Niedrigspannung-DC-Wandlers 150 während einer Periode, in der ein Starten des Fahrzeugs durchgeführt wird, und zum Einstellen einer Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie 160 basierend auf einem Entscheidungsergebnis hinsichtlich des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie 160.
  • Ein detaillierter Betrieb und eine Wirkungsweise des Systems 100 zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung könnte klarer verstanden werden durch die folgende Beschreibung für ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • 2 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert. Bezugnehmend auf 2 wird in dem Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wenn das Fahrzeug gestartet wird (beispielsweise wenn ein Fahrzeugschlüssel das Fahrzeug startet oder wenn eine Fahrzeug-Starttaste angeschaltet ist) (S100) von einem Controller 110 ein Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 ermittelt basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie 160 in einem Zustand ohne (elektrische) Last (anders ausgedrückt in einem Zustand frei von einer elektrischen Last), bevor der LDC betrieben wird (S 110). Insbesondere kann der Controller 110 eingerichtet sein zum Ermitteln des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie 160 basierend auf einem Teilbereich, zu welchem die Spannung der Niedrigspannungbatterie 160 gehört (welchem die Spannung der Niedrigspannungbatterie 160 entspricht) unter einer Mehrzahl von Teilbereichen, die sequenziell aufgeteilt sind oder wurden basierend auf einer Folge von Größen von Spannungen (anders ausgedrückt basierend auf einer Folge von Spannungswerten).
  • 3 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Spannungsbereichs zum Ermitteln eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie erläutert, der in dem Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Wie in 3 dargestellt ist, kann der Controller 110 eingerichtet sein zum Ermitteln des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie 160 basierend auf dem Teilbereich, zu dem die Spannung der Niedrigspannungbatterie 160 korrespondiert, aus beispielsweise drei Teilbereichen, in welche der Spannungsbereich basierend auf den Größen der Spannungen aufgeteilt worden ist, wobei 11,5 V und 12,5 V als Spannung-Grenzwerte verwendet worden sind.
  • Der Controller 110 kann derart eingerichtet sein, dass wenn beispielsweise die (beispielsweise ohne Last gemessene) Spannung der Niedrigspannungbatterie 160 kleiner ist als ungefähr 11,5 V, der Controller 110 ermittelt, dass sich die Niedrigspannungbatterie 160 in einem „Entladen-Zustand“ befindet, dass wenn beispielsweise die (beispielsweise ohne Last gemessene) Spannung der Niedrigspannungbatterie 160 innerhalb eines Bereichs von ungefähr 11,5 V bis ungefähr 12,5 V liegt, der Controller 110 ermittelt, dass sich die Niedrigspannungbatterie 160 in einem „Normal-Zustand“ befindet, und dass wenn beispielsweise die Spannung der Niedrigspannungbatterie 160 ungefähr 12,5 V beträgt oder größer ist, der Controller 110 ermittelt, dass sich die Niedrigspannungbatterie 160 in einem „Vollständig-Aufgeladen-Zustand“ befindet. Die Grenzwerte zwischen den jeweiligen Teilbereichen, wie sie in 3 dargestellt sind, und die lediglich beispielhaft zum Zwecke der Erläuterung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt sind, können geeignet angepasst werden, wenn erforderlich. Ein in 3 dargestellter dritter Grenzwert Wert3 kann grundsätzlich beliebig entsprechend der gewünschten Anwendung gewählt werden. Allgemein ist es somit anschaulich vorgesehen, einen vorgegebenen Spannungsbereich in mehrere (einander nicht überlappende) Teilbereiche zu unterteilen und jedem dieser Teilbereiche einen Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 zuzuordnen. Eine gemessene Spannung (beispielsweise gemessen ohne elektrische Last) der Niedrigspannungbatterie 160 wird anschaulich gemäß ihrem gemessenen Spannungswert dem jeweiligen Teilbereich zugeordnet und somit wird der diesem Teilbereich zugeordnete Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 ermittelt.
  • In Antwort auf das Ermitteln, dass die Niedrigspannungbatterie 160 sich in dem „Vollständig-Aufgeladen-Zustand“ oder in dem „Entladen-Zustand“ befindet, kann es vorgesehen sein, dass ein Zustand, anders ausgedrückt ein Ladezustand der Niedrigspannungbatterie in ausreichender Weise schon basierend auf einem Spannungswert der Niedrigspannungbatterie in einem Zustand ohne angeschlossene elektrische Last ermittelt worden ist. Deshalb kann die Niedrigspannungbatterie 160 geladen werden mit einer Ladespannung, die voreingestellt ist mit Bezug auf den Zustand der Niedrigspannungbatterie, wie er oben ermittelt wurde, ohne dass ein zweiter Ermittlungsprozess durchgeführt wird, wie er im Folgenden noch näher beschrieben wird. Indes kann in Antwort auf ein Ermitteln, dass die Spannung der Niedrigspannungbatterie 160 in einem Bereich liegt, dass ermittelt wird, dass sich die Niedrigspannungbatterie 160 in dem „Normal-Zustand“ befindet, ein zweiter Ermittlungsprozess durchgeführt werden, in dem noch präziser ein Zustand der Niedrigspannungbatterie ermittelt wird.
  • Insbesondere kann der zweite Ermittlungsprozess durchgeführt werden, nachdem ermittelt worden ist, dass der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 der „Normal-Zustand“ ist und ein Betrieb des LDC 150 gestartet worden ist zum Ausgeben einer Spannung mit einer voreingestellten Größe (beispielsweise ungefähr 14 V) (S120). In anderen Worten, der zweite Ermittlungsprozess kann durchgeführt werden, nachdem der Betrieb des Niedrigspannung-DC-Wandler (L DC) 150, der eingerichtet ist zum Zuführen von Leistung zu der Niedrigspannungbatterie 160, nach dem Fahrzeug-Starten gestartet worden ist.
  • Insbesondere kann eine Ausgangsspannung des LDC 150 angepasst werden, so dass die Spannung mit der voreingestellten Größe ausgegeben wird (S120), und von dem LDC 150 verbrauchte Leistungsausgabe kann erfasst werden beginnend zu einem Startzeitpunkt des Betriebs des LDC 150 bis zu einem Bereich, in dem das Starten (anders ausgedrückt Hochfahren) des Fahrzeugs vollendet ist (S130) und es kann eine akkumulierte Zeit (beispielsweise akkumulierte Zeitdauer) berechnet werden, während der sich der Wert der erfassten verbrauchten Leistungsausgabe, ausgegeben von dem LDC 150, in einem Teilbereich befindet von einer Mehrzahl von Teilbereichen, die aus einem Gesamtbereich von Leistungsmengen sequenziell aufgeteilt worden sind (S140) zum Ermitteln des Zustands der Niedrigspannungbatterie 160 (S150).
  • 4 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Leistungsbereichs mit mehreren Leistung-Teilbereichen erläutert, denen eine jeweils verbrauchte Leistung eines Niedrigspannung-Gleichstrom(DC)-Wandlers entspricht, in dem Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 dargestellt ist, kann der Controller 110 derart eingerichtet sein, dass er in dem zweiten Ermittlungsprozess des Verfahrens zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kontinuierlich Werte verbrauchter Leistung des LDC 150 über die Zeit erfasst, beginnend zu einem Zeitpunkt, in dem der LDC 150 betrieben wird (beispielsweise beginnend zu einem Zeitpunkt, in dem der Betrieb des LDC 150 initiiert wird) bis zu dem Zeitpunkt, zu dem das Starten (anders ausgedrückt der Startvorgang) des Fahrzeugs vollendet ist.
  • Insbesondere kann ein gesamter Bereich, dem die Werte der verbrauchten Leistung entsprechen (können), eine Mehrzahl von Teilbereichen aufweisen, die sequenziell aufgeteilt sind oder werden basierend auf den Mengen verbrauchter Leistung, gemäß voreingestellten Grenzwerten. In einem Beispiel von 4 kann ein Leistungsbereich aufgeteilt werden in drei Teilbereiche unter Verwendung von Grenzwerten wie beispielsweise einem ersten Grenzwert von 400 W und einem zweiten Grenzwert von 600 W. Beispielsweise kann in einem Teilbereich, in dem die Leistung des LDC 150 kleiner ist als ungefähr 400 W, was einer Situation entspricht, in der die Leistung, die von dem LDC 150 verbraucht wird zum Laden der Niedrigspannungbatterie gering ist, einen Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 als der „Vollständig-Aufgeladen-Zustand“ ermittelt werden. Weiterhin kann in dem Fall, in dem die von dem LDC 150 verbrauchte Leistung innerhalb eines Bereichs von ungefähr 400 W bis ungefähr 600 W liegt, ein Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 als der „Normal-Zustand“ ermittelt werden. Ferner kann in dem Fall, in dem die von dem LDC 150 verbrauchte Leistung ungefähr 600 W beträgt oder größer ist, was einem erheblichen Leistungsverbrauch zum Aufladen der Batterie entspricht, ein Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 als der „Entladen-Zustand“ ermittelt werden.
  • In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann ein Einstellen der Grenzwerte zwischen der Mehrzahl von Teilbereichen, die basierend auf einer Folge von Mengen der verbrauchten Leistung aufgeteilt sind, verändert werden basierend darauf, ob eine Hohe-Last-Elektrische Komponente, welche elektrische Leistung von dem Niedrigspannung-DC-Wandler 150 während der Zeit des Startens (anders ausgedrückt des Hochfahrens oder des Startvorgangs) des Fahrzeugs empfängt, betrieben wird (oder ob nicht).
  • 5 ist eine Darstellung, die ein Beispiel eines Änderns des Leistungsbereichs mit veränderten Leistung-Teilbereichen, denen die verbrauchte Leistung des Niedrigspannung-DC-Wandlers entspricht, erläutert, welches in dem zweiten Ermittlungsprozess ausgeführt wird in dem Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Beispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 5 dargestellt ist, kann in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung der Controller 110 derart eingerichtet sein, dass er, wenn der Controller 110 ermittelt, dass die Hohe-Last-Elektrische Komponente, eingerichtet zum Empfangen der Leistung von dem Niedrigspannungbatterie-DC-Wandler 150, während des Fahrzeug-Startens betrieben wird, die Grenzwerte zwischen den Leistungs-Teilbereichen, die in dem zweiten Ermittlungsprozess verwendet werden, zurücksetzt. In anderen Worten, der Controller 110 kann eingerichtet sein derart, dass er, wenn der Controller 110 ermittelt, dass die Hohe-Last-Elektrische Komponente, eingerichtet zum Empfangen der Leistung von dem Niedrigspannung-DC-Wandler 150, während des Fahrzeug-Startens betrieben wird, einen Offset-Wert anwendet, der einer für den Betrieb der elektrischen Komponente benötigten Leistung entspricht, so dass die Größen der Grenzwerte zum Aufteilen der Leistungs-Teilbereiche erhöht werden.
  • Beispielsweise kann der Controller 110 derart eingerichtet sein, dass er, wenn das Fahrzeug in einem Zustand gestartet wird, in dem ein Abblendlicht-Scheinwerfer des Fahrzeugs, der ein Beispiel der Hohe-Last-Elektrische Komponente ist, angeschaltet ist, eine Ladeleistung, die für den Abblendlicht-Scheinwerfer benötigt wird, auf einen Offset setzt und den Offset auf die Grenzwerte zwischen den Leistung-Teilbereichen in dem wie in 4 dargestellten Zustand ohne Last, anwendet, so dass eine Ermittlungsreferenz des Zustands der Batterie erhöht wird. Ein Beispiel der Hohe-Last-Elektrische Komponente kann den Abblendlicht-Scheinwerfer aufweisen, einen Klimaanlagen-Lüfter, einen Scheibenwischer, eine Heizleitung, und dergleichen, und der Controller 110 kann eingerichtet sein zum Empfangen von Information darüber, ob eine Hohe-Last-Elektrische Komponente betrieben wird, mittels eines Controller Area Network (CAN)-Kommunikationsschemas oder mittels eines anderen Schemas.
  • Der Controller 110 kann eingerichtet sein derart, dass er, nachdem der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 in dem ersten Ermittlungsprozess (S110) oder in dem zweiten Ermittlungsprozess (S120 bis S150) wie oben beschrieben wurde ermittelt worden ist, eine Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie 160 einstellt (in anderen Worten setzt) (S160). Insbesondere kann eine Basis-Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie gesetzt werden basierend auf einem Ermittlungsergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie 160. Ferner kann die Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie 160 dann von dem Controller 110 ermittelt werden basierend auf der Basis-Ladespannung und einem Betriebsmodus des Fahrzeugs. Der Einstellprozess (S160) der Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie 160, wie er oben beschrieben wurde, kann mittels der 6 und der 7 klarer verstanden werden.
  • 6 ist eine Tabelle, welche ein Beispiel einer Basis-Ladespannung eines jeweiligen Ladezustands der Niedrigspannungbatterie erläutert, welche verwendet wird in dem Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, und 7 ist eine Tabelle, welche ein Beispiel eines Verfahrens zum Einstellen bzw. Setzen einer Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie in einem jeweiligen Betriebsmodus (beispielsweise Fahrmodus) erläutert, welche verwendet wird in dem Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Wie in 6 dargestellt ist kann der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie ermittelt werden als ein Zustand aus den möglichen vordefinierten Zuständen wie beispielsweise den Zuständen „Vollständig-Aufgeladen-Zustand“, „Normal-Zustand“, und „Entladen-Zustand“ während des ersten Ermittlungsprozess und während des zweiten Ermittlungsprozess es, wie oben beschrieben.
  • Die Basis-Ladespannung kann gesetzt werden auf eine erste Ladespannung (beispielsweise ungefähr 12,5 V) in Antwort auf das Ermitteln, dass der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 der „Vollständig-Aufgeladen-Zustand“ ist, sie kann gesetzt werden auf eine zweite Ladespannung (beispielsweise ungefähr 13 V) in Antwort auf das Ermitteln, dass der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 der „Normal-Zustand“ ist, und sie kann gesetzt werden auf eine dritte Ladespannung (beispielsweise ungefähr 14 V) in Antwort auf das Ermitteln, dass der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie 160 der „Entladen-Zustand“ ist. Insbesondere kann die erste Ladespannung kleiner sein als die zweite Ladespannung und kleiner als die dritte Ladespannung. Ferner kann die zweite Ladespannung größer sein als die erste Ladespannung und kleiner als die dritte Ladespannung, und die dritte Ladespannung kann größer sein als die erste Ladespannung und größer als die zweite Ladespannung.
  • Ferner kann durch das Einstellen der Basis-Ladespannung, wie oben beschrieben wurde, für den Fall, dass ein Entladen der Niedrigspannungbatterie 160 auftritt, die Basis-Ladespannung auf einen hohen Wert eingestellt werden, so dass die Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie 160 hoch ist, wodurch es ermöglicht wird zu vermeiden, dass die Niedrigspannungbatterie 160 entladen wird. Wenn die Niedrigspannungbatterie vollständig aufgeladen ist, kann die Basis-Ladespannung auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden, so dass die Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie erniedrigt wird, so dass es ermöglicht wird zu vermeiden, dass die Niedrigspannungbatterie 160 exzessiv aufgeladen und damit beispielsweise überladen wird.
  • Wie in 7 dargestellt ist kann in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Ladespannung der Niedrigspannungbatterie eingestellt werden basierend auf verschiedenen Betriebsmodi (beispielsweise Fahrmodi) des Fahrzeugs gemäß der Basis-Ladespannung, wie oben beschrieben. Beispielsweise kann der Betriebsmodus (beispielsweise der Fahrmodus) einen Modus enthalten aus einer Mehrzahl von Modi aufweisend einen Regenerationsmodus, einen Ruhemodus, einen Leistung-Assistenz-Modus, einen Brennstoffzellen(FC)-Stopp-Modus, einen Notfall-Elektrisches -Fahrzeug (EV)-Modus, und dergleichen.
  • Der Regenerationsmodus ist ein Modus, in dem regenerative Bremsenergie von einem Antriebsmotor des Fahrzeugs zurückgewonnen wird. Insbesondere ist der Regenerationsmodus ein Modus, in dem kinetische Energie des Fahrzeugs in elektrische Energie mittels Energieerzeugung eines Motors während einer Geschwindigkeitsabnahme oder eines Bremsens umgewandelt wird zum Aufladen einer Hochspannungbatterie. Wenn ein Bremspedal betätigt wird (beispielsweise wenn Druck auf ein Bremspedal ausgeübt wird), dann kann der Betriebsmodus (beispielsweise der Fahrmodus) des Fahrzeugs umgeschaltet werden von dem Ruhemodus in den Regenerationsmodus zum Rückgewinnen der regenerativen Bremsenergie von dem Motor. Zusätzlich kann, wenn ein Gaspedal (in anderen Worten ein Beschleunigungspedal) betätigt wird (beispielsweise wenn Druck auf ein Gaspedal ausgeübt wird) um das Fahrzeug in dem Regenerationsmodus normal anzutreiben, der Betriebsmodus (beispielsweise der Fahrmodus) des Fahrzeugs wieder umgeschaltet werden in den Ruhemodus. In dem Regenerationsmodus kann die Ladespannung auf eine vorbestimmte Spannung gesetzt werden (beispielsweise ungefähr 14,5 V) ungeachtet der Basis-Ladespannung.
  • Zusätzlich stellt der Ruhemodus einen allgemeinen Betriebsmodus (beispielsweise einen allgemeinen Fahrmodus oder Antriebsmodus) dar, und er ist ein Modus, der anzeigt, dass das Fahrzeug angetrieben wird, und er stellt einen Antriebsmodus dar mit Ausnahme des Regenerationsmodus, wie er oben beschrieben wurde, und eines Leistung-Assistenz-Modus, wie er im Folgenden beschrieben wird. Der Ruhemodus kann aufgeteilt werden in eine Mehrzahl von Stufen basierend auf einem Ladezustand (SOC) der Hochspannungbatterie 140. Beispielsweise kann die Mehrzahl von Stufen vier Stufen aufweisen, aufgeteilt basierend auf dem Ladezustand (SOC) der Hochspannungbatterie 140. Insbesondere können die vier Stufen aufweisen eine Normal-Stufe, wenn der SOC der Hochspannungbatterie in einem Bereich von ungefähr 55 % bis ungefähr 65 % ist, eine Kritisch-Hoch-Stufe, wenn der SOC der Hochspannungbatterie in einem Bereich von größer als ungefähr 65 % ist, eine Kritisch-Niedrig-Stufe, wenn der SOC der Hochspannungbatterie in einem Bereich von weniger als ungefähr 50 % ist, und eine Niedrig-Stufe, wenn der SOC der Hochspannungbatterie in einem Bereich von ungefähr 50 % bis ungefähr 55 % ist. In jeder Stufe kann die Ladespannung der Niedrigspannungbatterie 160 gesetzt werden mittels Addierens einer Offset-Spannung, voreingestellt in jeder Stufe, zu der Basis-Ladespannung, wie sie oben beschrieben worden ist.
  • Der Leistung-Assistenz-Modus verwendet gleichzeitig Leistung von einer Brennstoffzelle und Leistung von der Hochspannungbatterie, und er ist ein Antriebsmodus, in dem das Gaspedal auf eine vorgegebene Tiefe oder tiefer betätigt wird oder die Leistung der Brennstoffzelle eine voreingestellte Leistung erreicht. Wenn das Gaspedal zu der voreingestellten Tiefe oder tiefer betätigt wird, während das Fahrzeug in dem Ruhemodus angetrieben wird oder die Leistung der Brennstoffzelle die voreingestellte Leistung erreicht, kann der Antriebsmodus des Fahrzeugs umgeschaltet werden in den Leistung-Assistenz-Modus, und kann auch zurück geschaltet werden. In dem Leistung-Assistenz-Modus kann die Ladespannung auf eine vorbestimmte Spannung gesetzt werden (beispielsweise ungefähr 13 V) ungeachtet der Basis-Ladespannung.
  • Der Brennstoffzellen-Stopp-Modus zeigt einen Modus an, in dem das Fahrzeug angetrieben wird unter Verwendung der Hochspannungbatterie, in dem die Brennstoffzelle angehalten wird in einem Niedrigleistungsbereich oder in einem Bereich, in dem die Geschwindigkeit gering ist. Wenn das Fahrzeug in dem Niedrigleistungsbereich angetrieben wird, steigt eine Spannung der Brennstoffzelle an, was einen negativen Effekt auf die Lebensdauer der Brennstoffzelle hat. Deshalb kann die Brennstoffzelle in dem Niedrigleistungsbereich angehalten werden. Allgemein kann der Antriebsmodus des Fahrzeugs aus dem Ruhemodus in den Regenerationsmodus umgeschaltet werden, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs reduziert wird, um das Fahrzeug abzubremsen, er kann in den Brennstoffzellen-Stopp-Modus geschaltet werden, wenn das Fahrzeug vollständig angehalten wird, und er kann in den Ruhemodus geschaltet werden durch erneutes Antreiben (beispielsweise Starten) der Brennstoffzelle, wenn eine Geschwindigkeit des Fahrzeugs größer ist als eine vorbestimmte Geschwindigkeit oder wenn die Leistung der Brennstoffzelle eine vorbestimmte Leistung überschreitet. In dem Brennstoffzellen-Stopp-Modus kann die Basis-Ladespannung als die Ladespannung der Niedrigspannungbatterie angewendet werden wie sie ist. Der Notfall-EV-Modus zeigt einen Notfallmodus an, in dem das Fahrzeug mittels der Hochspannungbatterie angetrieben wird, in dem ein Fehler in einem Brennstoffzellensystem auftritt. In dem Notfall-EV-Modus kann die Ladespannung auf eine vorbestimmte Spannung eingestellt werden (beispielsweise ungefähr 13 V) unabhängig von der Basis-Ladespannung.
  • Wie oben beschrieben worden ist kann in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung die Ladespannung zum Laden der Niedrigspannungbatterie auf unterschiedliche Werte eingestellt werden basierend auf der Basis-Ladespannung, dem Antriebsmodus des Fahrzeugs, und dem Ladezustand der Hochspannungbatterie, womit es ermöglicht wird, die Brennstoffeffizienz der Brennstoffzelle und von Hybridfahrzeugen zu verbessern. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, dass die numerischen Werte der eingestellten Ladespannung, wie sie oben beschrieben worden sind, und die numerischen Werte, welche den Ladezustand der Hochspannungbatterie anzeigen und die Stufen aufteilen, lediglich Beispiele darstellen und nicht auf diese beschränkt sind, und in verschiedenen Weisen modifiziert werden können.
  • Wie oben beschrieben worden ist kann in dem Verfahren und in dem System zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie gemäß verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung die Ladespannung der Niedrigspannungbatterie eingestellt werden basierend auf dem Ladezustand der Niedrigspannungbatterie zum Vermeiden des Entladens der Niedrigspannungbatterie, womit es ermöglicht wird, eine Startphasen-Charakteristik zu verbessern. Insbesondere kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie ermittelt werden basierend auf einer Veränderung in der Leistung, die von der Niedrigspannungbatterie nach dem Starten des Betriebs des Niedrigspannung-DC-Wandler, bereitgestellt wird, sowie der Spannung der Niedrigspannungbatterie, womit es ermöglicht wird, den Ladezustand der Niedrigspannungbatterie zu ermitteln gemäß einem Zustand einer Verschlechterung der Niedrigspannungbatterie, einer Umgebungstemperatur, oder dergleichen. Deshalb kann der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie genauer ermittelt werden, und das Entladen der Niedrigspannungbatterie kann vermieden werden, womit es ermöglicht wird, die Startphasen-Charakteristik und die Brennstoffeffizienz zu verbessern.
  • Zusätzlich kann in verschiedenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung, wenn die Hohe-Last-Elektrische Komponente betrieben wird, wenn der Betrieb des Niedrigspannung-DC-Wandlers gestartet worden ist, eine Referenz zum Ermitteln des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie verändert werden basierend auf der Verwendung der Leistung unter Berücksichtigung von Lastleistungen basierend auf der betriebenen Hohe-Last-Elektrische Komponente, womit es ermöglicht wird, den Ladezustand der Niedrigspannungbatterie genauer zu ermitteln.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160), das Verfahren aufweisend: Ermitteln (S110), mittels eines Controllers (110), eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) eines Fahrzeugs basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie (160); Ermitteln (S120-S150), mittels des Controllers (110), eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einer Menge verbrauchter Leistung eines Niedrigspannung-Gleichstrom(DC)-Wandlers (150), der eingerichtet ist zum Bereitstellen einer Ladeleistung für die Niedrigspannungbatterie (160) während eines Zeitraums, in dem ein Hochfahren des Fahrzeugs durchgeführt wird; und Einstellen (S160), mittels des Controllers (110), einer Ladespannung der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einem ermittelten Ergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160).
  2. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß Anspruch 1, wobei der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie (160) ermittelt wird basierend auf einem Bereich, dem die Spannung der Niedrigspannungbatterie (160) entspricht, aus einer Mehrzahl von Bereichen, die sequenziell aufgeteilt sind basierend auf einer Folge von Größen von Spannungen.
  3. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Ermitteln (S120-S150) des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf der Menge verbrauchter Leistung durchgeführt wird basierend auf dem Ladezustand der Niedrigspannungbatterie (160), der ermittelt wird basierend auf der Spannung der Niedrigspannungbatterie (160).
  4. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei bei dem Ermitteln (S120-S150) des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf der Menge verbrauchter Leistung die Menge der verbrauchten Leistung des Niedrigspannung-DC-Wandlers (150) ermittelt wird von einem Zeitpunkt an, zu dem ein Betrieb des Niedrigspannung-DC-Wandlers (150), der eingerichtet ist zum Bereitstellen der Leistung für die Niedrigspannungbatterie (160), gestartet wird nach dem Initiieren des Hochfahrens des Fahrzeugs, bis zu einem Zeitpunkt, zu dem das Hochfahren des Fahrzeugs vervollständigt ist.
  5. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei dem Ermitteln (S120-S150) des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf der Menge verbrauchter Leistung der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie (160) ermittelt wird basierend auf einer akkumulierten Zeitdauer, während der sich der Ladezustand in einem Bereich befindet, der der Menge der verbrauchten Leistung des Niedrigspannungbatterie-DC-Wandlers (150) entspricht, aus einer Mehrzahl von Bereichen, die sequenziell aufgeteilt sind basierend auf einer Folge von Mengen an Leistung.
  6. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß Anspruch 5, wobei Grenzwerte zwischen der Mehrzahl von Bereichen, die sequenziell aufgeteilt sind basierend auf der Folge von Mengen an Leistung, eingestellt werden basierend darauf, ob eine Hohe-Last-Elektrische Komponente, eingerichtet zum Empfangen der Leistung von dem Niedrigspannung-DC-Wandler (150), während des Hochfahrens des Fahrzeugs betrieben wird.
  7. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Einstellen (S160) der Ladespannung aufweist: Einstellen, mittels des Controllers (110), einer Basis-Ladespannung der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf dem Ermittlungsergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160); und Einstellen, mittels des Controllers (110), der Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf der Basis-Ladespannung und einem Antriebsmodus des Fahrzeugs.
  8. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß Anspruch 7, wobei der Antriebsmodus eine Mehrzahl von Modi aufweist, und wobei bei mindestens einem der Modi die die Ladespannung eingestellt wird, indem ein Offsetwert, der voreingestellt wird basierend auf einem Ladezustand einer Hochspannungbatterie (140), zu der Basis-Ladespannung hinzugefügt wird.
  9. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160), das Verfahren aufweisend: Ermitteln (S110), mittels eines Controllers (110), eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) eines Fahrzeugs basierend auf einem Bereich, dem eine Spannung der Niedrigspannungbatterie (160) entspricht, aus einer Mehrzahl von Bereichen, die sequenziell aufgeteilt sind basierend auf einer Folge von Größen von Spannungen, in einem Zustand ohne Last zu Beginn des Hochfahrens eines Fahrzeugs; Ermitteln (S120-S150), mittels des Controllers (110), eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einer akkumulierten Zeitdauer, während der sich der Ladezustand in einem Bereich befindet, der eine Menge verbrauchter Leistung eines Niedrigspannungbatterie-DC-Wandlers (150) entspricht, aus einer Mehrzahl von Bereichen, die sequenziell aufgeteilt sind basierend auf einer Folge von Mengen an Leistung, während einer Zeitdauer, in der das Hochfahren des Fahrzeugs durchgeführt wird; Einstellen (S160), mittels des Controllers (110), einer Basis-Ladespannung der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einem Ermittlungsergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160); und Einstellen (S160), mittels des Controllers (110), einer Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf der Basis-Ladespannung und einem Antriebsmodus des Fahrzeugs.
  10. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß Anspruch 9, wobei das Ermitteln (S120-S150) des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf der akkumulierten Zeitdauer durchgeführt wird, wenn der Ladezustand der Niedrigspannungbatterie (160) ermittelt wird basierend auf dem Spannungsbereich, ein Zustand ist zwischen einem Vollständig-Aufgeladen-Zustand und einem Entladen-Zustand.
  11. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß Anspruch 9 oder 10, wobei Grenzwerte zwischen der Mehrzahl von Bereichen, die sequenziell aufgeteilt sind basierend auf der Folge von Mengen an Leistung, eingestellt werden basierend darauf, ob eine Hohe-Last-Elektrische Komponente, eingerichtet zum Empfangen der Leistung von dem Niedrigspannung-DC-Wandler (150), während des Hochfahrens des Fahrzeugs betrieben wird.
  12. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160) gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Antriebsmodus eine Mehrzahl von Modi aufweist, und wobei bei mindestens einem der Modi die die Ladespannung eingestellt wird, indem ein Offsetwert, der voreingestellt wird basierend auf einem Ladezustand einer Hochspannungbatterie (140), zu der Basis-Ladespannung hinzugefügt wird.
  13. System (100) zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160), das System (100) aufweisend: einen Brennstoffzellen-Stapel (120); einen Hochspannung-Gleichstrom(DC)-Wandler (130), eingerichtet zum Empfangen von Leistung von dem Brennstoffzellen-Stapel (120); eine Hochspannungbatterie (140), eingerichtet zum Empfangen einer mittels des Hochspannung-Gleichstrom(DC)-Wandlers (130) herunter-konvertierten Spannung; einen Niedrigspannung-DC-Wandler (150), der an einen Hochspannung-BusAnschluss angeschlossen ist zwischen den Brennstoffzellen-Stapel (120) und den Hochspannung-Gleichstrom(DC)-Wandler (130), und der eingerichtet ist zum Herunter-konvertieren einer Spannung; eine Niedrigspannungbatterie (160), eingerichtet derart, dass sie geladen wird von der Spannung, die mittels des Niedrigspannung-DC-Wandlers (150) konvertiert worden ist; und einen Controller (110), eingerichtet zum Ermitteln (S110) eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie (160), zum Ermitteln (S120-S150) eines Ladezustand der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einer Menge verbrauchter Leistung des Niedrigspannung-DC-Wandlers (150) während einer Zeitdauer, in welcher ein Hochfahren eines Fahrzeugs durchgeführt wird, und zum Einstellen (S160) einer Ladespannung für die Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einem Ermittlungsergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160).
  14. Verfahren zum Steuern des Ladens einer Niedrigspannungbatterie (160), das Verfahren aufweisend: in einem ersten Ermittlungsprozess, Ermitteln (S110), mittels eines Controllers (110), eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) eines Fahrzeugs basierend auf einer Spannung der Niedrigspannungbatterie (160); wenn der in dem ersten Ermittlungsprozess ermittelte Ladezustand der Niedrigspannungbatterie ein Zustand ist zwischen einem Vollständig-Aufgeladen-Zustand und einem Entladen-Zustand, in einem zweiten Ermittlungsprozess, Ermitteln (S120-S150), mittels des Controllers (110), eines Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einer Menge verbrauchter Leistung eines Niedrigspannung-Gleichstrom(DC)-Wandlers (150), der eingerichtet ist zum Bereitstellen einer Ladeleistung für die Niedrigspannungbatterie (160) während eines Zeitraums, in dem ein Hochfahren des Fahrzeugs durchgeführt wird; und Einstellen (S160), mittels des Controllers (110), einer Ladespannung der Niedrigspannungbatterie (160) basierend auf einem ermittelten Ergebnis des Ladezustands der Niedrigspannungbatterie (160) gemäß dem ersten Ermittlungsprozess bzw. gemäß dem zweiten Ermittlungsprozess.
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