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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Laden eines Lithium-Ionen-Akkumulators in einem schnellladefähigen Mobilgerät. Außerdem betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt, mit dem ein derartiges Verfahren durchführbar ist.
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Aus der
DE 10 2013 013 195 A1 ist ein System bekannt zum Verlängern der Nutzungsdauer einer Batterie mit: einem Ladungsdetektor, der in der Lage ist, einen in der Batterie enthaltenen Ladepegel zu erfassen; einer Nutzungsmodelleinheit, die mit dem Ladungsdetektor gekoppelt und in der Lage ist, Daten aus dem Ladungsdetektor zu empfangen und ein Modell des zeitlichen Verlaufs des Ladepegels zu entwickeln; und einer Ladeaktiviereinheit, die mit der Nutzungsmodelleinheit gekoppelt und in der Lage ist, eine Gelegenheit zum Laden der Batterie zu umgehen, wenn eine ausreichende Ladung in der Batterie beibehalten wird, bis eine volle Ladung wahrscheinlich vorgenommen werden kann.
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Aus der
DE 10 2014 002 973 A1 ist ein Verfahren bekannt zum Laden einer Batterie, bei welchem ein Minimum einer zum Laden zur Verfügung stehenden Ladezeit und ein erforderliches Minimum des zu erreichenden Ladezustandes, auf welchen die Batterie aufzuladen ist, vor dem Start des Ladevorganges bekannt sind, welches die folgenden Schritte aufweist: Ermitteln einer optimalen Sollwerttrajektorie für den Ladestrom und/oder die Ladespannung oder die Ladeleistung unter Nutzung eines Modells, welches die Leistungsverluste in der Batterie beim Laden im Verlauf des Ladeprozesses beschreibt, wobei das Modell wenigstens vom jeweiligen Ladezustand der Batterie abhängt und weiterhin vom Ladestrom und/oder der Ladespannung oder der Ladeleistung abhängig ist; Ermitteln der optimalen Sollwerttrajektorie für den Ladestrom und/oder die Ladespannung oder die Ladeleistung über den Verlauf der Ladezeit, welche den Leistungsverlust in der Batterie beim Laden minimiert, indem unter Nutzung des Modells der Leistungsverluste eine Optimierung derart erfolgt, dass die Sollwerttrajektorie für Ladestrom und/oder die Ladespannung oder die Ladeleistung ermittelt wird, bei dem für das gegebene Modell ein minimaler Energieverlust innerhalb der minimal zur Verfügung stehenden Ladezeit beim Laden auf das erforderliche Minimum des zu erreichenden Ladezustandes auftritt und; Führen eines Sollwertes für den Ladestrom und/oder die Ladespannung oder die Ladeleistung entlang der optimierten Sollwerttrajektorie zum Laden der Batterie.
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Aus der
US 2016/0254698 A1 ist ein Verfahren bekannt zum Optimieren der Laderate eine tragbaren elektronischen Geräts, umfassend die Verwendung eines Solarladegeräts, wobei das Solarladegerät einen Verbindungsanschluss mit einem Energieausgang aufweist; Verbinden eines Energieeingangs des tragbaren elektronischen Geräts mit dem Energieausgang des Verbindungsanschlusses des Solarladegeräts; Aktivieren einer in dem tragbaren elektronischen Gerät vorhandenen Softwareanwendung, wobei die Softwareanwendung zumindest eine Charakteristik eines Energieflusses von dem tragbaren elektronischen Gerät erfasst; wobei die Softwareanwendung die wenigsten eine Charakteristik eines Energieflusses auf einer Bildschirmanzeige des tragbaren elektronischen Geräts anzeigt; und wobei die Softwareanwendung die wenigsten eine Charakteristik eines Energieflusses mit einem durch die Softwareanwendung erhaltenen Referenzwert vergleicht; wobei die Softwareanwendung Nutzeranweisungen zum Wiederausrichten des Solarladegeräts initiiert, wenn der Referenzwert die wenigsten eine Charakteristik eines Energieflusses überschreitet.
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Aus der
DE 10 2013 002 078 A1 ist ein Verfahren bekannt zum Aufladen eines elektrischen Energiespeichers eines Fahrzeugs, wobei der Energiespeicher mit einer Ladevorrichtung gekoppelt und zumindest ein Ladeprofil in Abhängigkeit von Nutzer-Vorgaben und Randbedingungen ermittelt und eingestellt wird, wobei der Energiespeicher zumindest mit mittels einer Solaranlage der Ladevorrichtung aus solarer Strahlung erzeugter elektrischer Solarenergie geladen wird, wobei bei der Ermittlung und Einstellung des Ladeprofils zumindest eine vom Nutzer vorgegebene Abfahrtszeit und als Randbedingung eine verfügbare Menge der Solarenergie berücksichtigt werden.
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Aus der
US 2010/0289457 A1 ist ein Verfahren bekannt, um einem elektronischen Gerät eine Leistung zur Verfügung zu stellen, umfassend: nach Detektieren eines hohen Ladezustands einer Batterie Eintreten in einen ersten Leistungszustand durch Schalten eines Schaltkreises, um an einem AC-zu-DC-Wandler eine Spannung auszuschalten, um der Batterie zu ermöglichen, dem elektronischen Gerät eine Hauptstromversorgung zur Verfügung zu stellen; nach Detektieren eines niedrigen Ladezustands einer Batterie Eintreten in einen zweiten Leistungszustand durch Schalten des Schaltkreises, um an einem AC-zu-DC-Wandler eine hohe Spannung bereitzustellen, um die Batterie zu laden und dem elektronischen Gerät eine Hauptstromversorgung zur Verfügung zu stellen.
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Aus der
DE 32 20 152 A1 ist eine Batterieladevorrichtung bekannt mit einer Einrichtung zum Ermitteln des Ladezustandes der Batterie und einer Einrichtung zum Steuern des der Batterie zugeführten Ladestroms, bei der die Steuereinrichtung gesteuert ist durch die Einrichtung zum Ermitteln des Ladezustandes und so programmiert ist, dass während mindestens des letzten Teiles des betreffenden Ladezyklus der Ladestrom einem Schema folgt, das entsprechend dem Ladezustand zu Beginn des Ladezyklus gewählt und so eingerichtet ist, dass die Dauer des gesamten Ladezyklus gleich einer vorgegebenen Zeitdauer ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren zu verbessern. Außerdem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Computerprogrammprodukt bereitzustellen.
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Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Der Lithium-Ionen-Akkumulator kann ein Lithium-Polymer-Akkumulator, ein Lithium-Cobaltdioxid-Akkumulator, ein Lithium-Titanat-Akkumulator, ein Lithium-Luft-Akkumulator, ein Lithium-Mangandioxid-Akkumulator, ein Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator oder ein Zinn-Schwefel-Lithium-Ionen-Akkumulator sein. Der Lithium-Ionen-Akkumulator kann in Verbindung mit einem elektronischen Batteriemanagementsystem betreibbar sein. Der Lithium-Ionen-Akkumulator kann ein integriertes elektronisches Batteriemanagementsystem aufweisen. Der Lithium-Ionen-Akkumulator kann in dem Mobilgerät baulich integriert sein. Der Lithium-Ionen-Akkumulator kann in dem Mobilgerät fest verbaut sein. „Fest verbaut“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass ein Austausch durch einen Benutzer nicht vorgesehen ist. Der Lithium-Ionen-Akkumulator kann austauschbar sein.
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Das Mobilgerät kann tragbar und mobil einsetzbar sein. Das Mobilgerät kann zur mobilen, netzunabhängigen Daten-, Sprach- und/oder Bildkommunikation und/oder Navigation dienen. Das Mobilgerät kann ein informationstechnisches und/oder kommunikationstechnisches Gerät sein. Das Mobilgerät kann Computer-Funktionalitäten und/oder Computer-Konnektivitäten aufweisen. Das Mobilgerät kann einen Prozessor aufweisen. Das Mobilgerät kann einen Programm- und/oder Datenspeicher aufweisen. Das Mobilgerät kann zum Ausführen von Computerprogrammen dienen. Auf dem Mobilgerät können ortsunabhängig PIM-Daten verfügbar sein. Mithilfe des Mobilgeräts können Funkdienste, Mobilfunkdienste und/oder andere Telekommunikationsdienste nutzbar sein. Auf dem Mobilgerät können/kann ein Uhr-Programm, ein Wecker-Programm, ein Timer- Programm, ein Terminkalender-Programm, ein Navigations-Programm und/oder ein GPS-Programm ausführbar sein. Ein Programm kann auch als Computerprogramm, Anwendung oder App bezeichnet werden. Das Mobilgerät kann eine Eingabeeinrichtung und eine Ausgabeeinrichtung oder eine kombinierte Ein-/Ausgabeeinrichtung, insbesondere einen Touchscreen, aufweisen. Das Mobilgerät kann ein Mobiltelefon, insbesondere ein Smartphone, ein Tablet-Computer, ein Personal Digital Assistant, ein Notebook oder ein Subnotebook sein.
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Zum Laden des Mobilgeräts kann ein Ladegerät dienen. Das Ladegerät kann eine Ladeelektronik mit einem Laderegler aufweisen. Das Ladegerät kann schnellladefähig sein. Das schnellladefähige Mobilgerät kann ein Laden des Lithium-Ionen-Akkumulators mit einer erhöhten Ladespannung, einem erhöhten Ladestrom und/oder einer erhöhten Ladeleistung ermöglichen. Das Ladegerät und/oder das Mobilgerät können zum schonenden Laden des Lithium-Ionen-Akkumulators fähig sein. Ein schonendes Laden kann ein Laden mit C-Werten von bis zu ca. 0,5 Ah/A sein. Ein Schnellladen kann ein Laden mit C-Werten von bis zu ca. 1,5 Ah/A sein. Der C-Wert gibt dabei das Verhältnis einer Ladungsträgerkapazität des Lithium-Ionen-Akkumulators zu einem Ladestrom an. Die erhöhte Ladespannung kann höher als ca. 5V sein. Die erhöhte Ladespannung kann bis zu ca. 12V betragen. Die erhöhte Ladespannung kann bis zu ca. 20V betragen. Die erhöhte Ladespannung kann höher als ca. 20V sein. Der erhöhte Ladestrom kann höher als ca. 2,4A sein. Der erhöhte Ladestrom kann bis zu ca. 3A betragen. Die erhöhte Ladeleistung kann bis zu ca. 36W betragen. Die erhöhte Ladeleistung kann bis zu ca. 50W betragen. Die erhöhte Ladeleistung kann mehr als ca. 50W betragen. Das Ladegerät kann mithilfe des Mobilgeräts kontrollierbar sein.
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Es können Informationen ausgewertet werden, die in dem Mobilgerät gespeichert sind, auf die das Mobilgerät zugreifen kann und/oder die das Mobilgerät generieren kann. Die Informationen können nutzerbezogene, gerätebezogene und/oder standortbezogene Informationen sein. Es kann ein spezifisches Nutzungsprofil erstellt werden. Die zur Verfügung stehende Ladezeit kann ermittelt oder abgeschätzt werden. Beim Bestimmen der zur Verfügung stehenden Ladezeit können weitere Informationen berücksichtigt werden. Der vorbestimmte Wert kann unter Berücksichtigung eines Ladzustands und/oder einer Kapazität des Lithium-Ionen-Akkumulators vorbestimmt werden.
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Es können/kann eine Uhr, eine Wecker-Funktion und/oder eine Timer-Funktion ausgewertet werden. Eine Nachtzeit kann als zur Verfügung stehende Ladezeit gewertet werden. Die Nachtzeit kann vorbestimmt oder einstellbar sein. Eine Zeit bis zu einer aktivierten Weckzeit kann als zur Verfügung stehende Ladezeit gewertet werden. Eine Zeit bis zum Ablauf eines Timers kann als zur Verfügung stehende Ladezeit gewertet werden. Im Rahmen der Auswertung kann ein Nutzerverhalten ermittelt werden. Es können voraussichtlich benutzungsfreie Zeiten ermittelt werden. Voraussichtlich benutzungsfreie Zeiten können als zur Verfügung stehende Ladezeit gewertet werden. Ein Terminkalender kann ausgewertet werden. Wenn keine Termine anstehen, kann das als zur Verfügung stehende Ladezeit gewertet werden. Navigationsdaten und/oder Positionsdaten können ausgewertet werden. Eine Zeit bis zum Erreichen eines Navigationsziels kann als zur Verfügung stehende Ladezeit gewertet werden. An vorbestimmten Positionen kann eine vorbestimmte zur Verfügung stehende Ladezeit ausgelöst werden.
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Das Verfahren kann selbsttätig ohne gesonderte Nutzeingabe oder auf gesonderte Anforderung nach Nutzeingabe durchgeführt werden. Der vorbestimmte Ladezeit-Wert kann einstellbar sein.
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Außerdem wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit einem Computerprogrammprodukt, wobei das Computerprogrammprodukt Programmcodeabschnitte umfasst, mit denen ein derartiges Verfahren durchführbar ist, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Mobilgerät ausgeführt wird. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem physischen Speichermedium gespeichert sein. Das Speichermedium kann ein Datenträger sein. Das Speichermedium kann computerlesbar sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf ein Mobilgerät ladbar sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem Mobilgerät installierbar sein. Das Computerprogrammprodukt kann auf einem Mobilgerät ausführbar sein.
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Zusammenfassend und mit anderen Worten dargestellt ergibt sich somit durch die Erfindung unter anderem eine zeitgesteuerte Ladegeschwindigkeitsregelung für mobile Geräte. In Situationen, die kein Schnellladen erfordern oder unnötig machen, beispielsweise beim Laden der Akkumulatoren über Nacht, keine aufkommenden Termine im Terminplaner für den laufenden Tag, verbleibende Fahrzeit aus Navigationsgerät im Fahrzeug, oder aus einem vom Gerät gelernten Verhaltensmuster des Benutzers, kann in die Ladeelektronik eingegriffen und der Ladestrom abgesenkt werden, um in der verbleibenden Zeitspanne den Akkumulator schonend aufladen zu können. Hierbei können die oben genannten Punkte als Anhaltspunkt für die voraussichtlich verbleibende Dauer bis zur Verwendung des Gerätes dienen.
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Mit „kann“ sind insbesondere optionale Merkmale der Erfindung bezeichnet. Demzufolge gibt es jeweils ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das das jeweilige Merkmal oder die jeweiligen Merkmale aufweist.
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Mit der Erfindung wird eine Lebensdauer eines Lithium-Ionen-Akkumulators erhöht. Eine Ladezyklenanzahl wird erhöht. Ein Laden erfolgt angepasst entweder schnell mit erhöhter Ladeleistung oder akkuschonend mit reduzierter Ladeleistung. Ein Nutzereingriff ist nicht erforderlich. Ein Komfort wird nicht beeinträchtigt.
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Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Figur näher beschrieben. Aus dieser Beschreibung ergeben sich weitere Merkmale und Vorteile. Konkrete Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen. Mit anderen Merkmalen verbundene Merkmale dieses Ausführungsbeispiels können auch einzelne Merkmale der Erfindung darstellen.
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1 zeigt schematisch und beispielhaft ein Laden eines Lithium-Ionen-Akkumulators in einem schnelladefähigen Mobilgerät.
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Zunächst wird in einem ersten Schritt 100 das Ladegerät mit einem Stromnetz und das Mobilgerät mit dem Lithium-Ionen-Akkumulator mit dem Ladegerät elektrisch verbunden. Nachfolgend wird in einem Schritt 102 geprüft, ob das Ladegerät schnellladefähig ist. Wenn die Prüfung in Schritt 102 ergibt, dass das Ladegerät nicht schnellladefähig ist, wird in einem Schritt 104 der Lithium-Ionen-Akkumulator mit C-Werten von bis zu ca. 0,5 Ah/A geladen. Wenn die Prüfung in Schritt 102 ergibt, dass das Ladegerät schnellladefähig ist, wird in einem Schritt 106 geprüft, ob ein Wecker oder ein Termin aktiviert ist. Wenn die Prüfung in Schritt 106 ergibt, dass kein Wecker oder Termin aktiviert ist, wird in einem Schritt 108 geprüft, ob ein vorgegebenes Verhaltensmuster erfüllt ist. Wenn die Prüfung in Schritt 108 ergibt, dass das vorgegebene Verhaltensmuster nicht erfüllt ist, wird in einem Schritt 110 ein Lademoduswunsch abgefragt und das Abfrageergebnis aus Schritt 110 auch künftig berücksichtigt. Wenn die Prüfung in Schritt 106 ergibt, dass ein Wecker oder ein Termin aktiviert ist, wird in einem Schritt 112 eine verbleibende Ladezeit ermittelt und in einem Schritt 114 geprüft, ob ein Schnellladen erforderlich ist. Wenn die Prüfung in Schritt 108 ergibt, dass ein vorgegebenes Verhaltensmuster erfüllt ist, wird ebenfalls zu Schritt 114 gegangen und geprüft, ob ein Schnellladen erforderlich ist. Wenn die Prüfung in Schritt 114 ergibt, dass ein Schnellladen nicht erforderlich ist, wird in einem Schritt 116 eine Ladesollleistung ermittelt und in einem Schritt 118 der Lithium-Ionen-Akkumulator mit einer angepassten Ladeleistung geladen. Wenn die Prüfung in Schritt 114 ergibt, dass ein Schnellladen erforderlich ist, wird in einem Schritt 120 der Lithium-Ionen-Akkumulator mit C-Werten von bis zu ca. 1,5 Ah/A schnell geladen. Nach dem Laden des Lithium-Ionen-Akkumulators in Schritt 118 oder in Schritt 120 wird das Mobilgerät mit dem Lithium-Ionen-Akkumulator in einem Schritt 122 von dem Ladegerät getrennt und es wird in einem Schritt 124 geprüft, ob der Lithium-Ionen-Akkumulator auf den Sollwert aufgeladen ist. Wenn die Prüfung in Schritt 124 ergibt, dass der Lithium-Ionen-Akkumulator nicht auf den Sollwert aufgeladen ist, wird in einem Schritt 126 das Verhaltensmuster verbessert und das Verfahren in einem Schritt 128 beendet. Wenn die Prüfung in Schritt 124 ergibt, dass der Lithium-Ionen-Akkumulator auf den Sollwert aufgeladen ist, wird unmittelbar zu Schritt 128 gegangen und das Verfahren beendet.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Schritt
- 102
- Schritt
- 104
- Schritt
- 106
- Schritt
- 108
- Schritt
- 110
- Schritt
- 112
- Schritt
- 114
- Schritt
- 116
- Schritt
- 118
- Schritt
- 120
- Schritt
- 122
- Schritt
- 124
- Schritt
- 126
- Schritt
- 128
- Schritt
