DE102017105308A1

DE102017105308A1 - Adaptives system und verfahren zur optimierung der batterielebensdauer in einem plug-in-fahrzeug

Info

Publication number: DE102017105308A1
Application number: DE102017105308.5A
Authority: DE
Inventors: Todd P. Lindemann; Rory B. Fraga; Patricia M. Laskowsky; Patrick E. Frost
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2016-03-16
Filing date: 2017-03-13
Publication date: 2017-09-21
Also published as: CN107200011B; CN107200011A; US10160340B2; US20170267116A1

Abstract

Ein System zur Optimierung der Lebensdauer eines Batterie-Packs in einem Plug-in-Fahrzeug umfasst Sensoren zum Messen von Leistungsdaten der Batterie, einschließlich einer Leerlaufspannung, einem Ladestrom und/oder einer Temperatur des Batterie-Packs, eines GPS-Empfängers, einer Benutzeroberfläche und einer Steuerung. Die Steuerung führt ein Verfahren zur Überwachung der Entladung des Batterie-Packs unter Verwendung der Leistungsdaten aus und bestimmt und die Fahrt- und Ladungshistorie für einen Bediener des Fahrzeugs unter Verwendung der gemessenen Leistungsdaten der Batterie und eines Positionssignals vom GPS-Empfänger. Die Historien identifizieren die Tage, Stunden und Standorte, an welche der Bediener das Fahrzeug gefahren und das Batterie-Pack geladen hat. Die Steuerung identifiziert eine Ladezustand-Datenklasse mit fehlenden oder alten Leistungsdaten. Die Steuerung steuert dann einen Ladevorgang des Batterie-Packs über ein Ladesteuersignal und nimmt die gemessenen Leistungsdaten der Batterie für die identifizierte SOC-Datenklasse auf.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein adaptives System und Verfahren zur Optimierung der Batterielebensdauer in einem Plug-in-Fahrzeug.
HINTERGRUND
Hochvoltbatterien können verwendet werden, um Elektromaschinen in einer Vielzahl von unterschiedlichen Systemen zu starten. So kann beispielsweise Ausgabedrehmoment von einer Elektromaschine verwendet werden, um ein Antriebselement eines Getriebes in einem Fahrzeug mit Energie zu versorgen, das heißt, ein Fahrzeug mit einem Batterie-Pack, das über einen Ladeanschluss oder eine andere Offboard-Stromversorgung wiederaufgeladen werden kann. Die einzelnen Zellen eines Batterie-Packs altern allmählich und entladen sich über die Zeit. Dadurch können sich Batterieleistungsparameter, wie etwa Leerlaufspannung, Zellwiderstand und Ladezustand gegenüber kalibrierten/neuen Werten, ändern. Die Batterieentladung wird deshalb üblicherweise durch eine bestimmte Steuerung überwacht, um die Menge der elektrischen Energie, die im Batterie-Pack verbleibt, abzuschätzen. Die Elektrofahrzeug-Reichweitenschätzungen können von der geschätzten elektrischen Energie erzeugt und danach zur effektiven Routenplanung verwendet werden und/oder zum Ausführen von automatischen Antriebssteuermaßnahmen.
Mehrere Faktoren können zur Batterieentladung beitragen und die Batterielebensdauer verkürzen. So neigen beispielsweise Batterie-Packs, die bei einem hohen Ladezustandpegel gehalten werden, dazu, sich viel schneller zu entladen als Batterie-Packs, die innerhalb einer niedrigeren, optimierteren Reichweite des Ladezustands aufrechterhalten werden. Höhere Batterieladeströme und Temperaturen können auch die Batterielebensdauer verkürzen. Batterie-Packs der Arten, die normalerweise für Plug-in-Fahrzeuge verwendet werden, tendieren zu größeren Größen, die für längere voll-elektrische Fahrstrecken geeignet sind, in einigen Fällen über 200 Meilen bei voller Ladung. Jedoch können Reichweitenängste und andere Faktoren, wie etwa Uhrzeitbedingungen, persönliche Fahrgewohnheiten und ein begrenztes Wissen für Batteriephysik zu bevorzugten Batterieladungsgewohnheiten führen, die die Batterielebensdauer verkürzen können. Wenn beispielsweise die tägliche elektrische Fahrreichweite eines gegebenen Bedieners in einem Fahrzeug mit einer voll aufgeladenen elektrischen Betriebsreichweite von 200 Meilen bei 30–50 Meilen liegt, wird das vollständige Laden des Batterie-Packs bei jedem Ladevorgang in der Wartung eines hohen Ladezustands während der gesamten Dauer des Besitzes des Fahrzeugs resultieren. Dies kann wiederum die Batterielebensdauer reduzieren und die Genauigkeit der elektrischen Reichweitenschätzungen im Laufe der Zeit beeinträchtigen.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein System und ein adaptives Verfahren werden hierin offenbart, die zusammen einem Bediener eines Plug-in-Fahrzeugs ermöglichen, die Lebensdauer eines Fahrzeug-Batterie-Packs zu verlängern und die Gesamtgenauigkeit von jeder an Bord integrierten elektrischen Reichweiteschätzung zu verbessern. Im Laufe der Zeit überwacht und lernt eine Steuerung die persönlichen Fahrgewohnheiten, den Energieverbrauch und das Verhalten der Batterieladung des Bedieners. Das Aufladen des Batterie-Packs wird als Reaktion auf verschiedene Sensorsignale automatisch gesteuert. Die Lebensdauer des Batterie-Packs wird dadurch verlängert und für einen gegebenen Bediener des Fahrzeugs durch selektives Laden des Batterie-Packs auf einen Ladezustand(SOC)-Pegel optimiert, der eher einem optimalen SOC-Pegel entspricht, der für die Optimierung der Batterielebensdauer nötig ist und durch das selektive Steuern des Ladevorgangs, um die bestimmten Datenklassen entsprechend der SOC-Reichweite, wie hierin offenbart, zu füllen.
Insbesondere ist hierin ein exemplarisches System zur Verwendung in einem Plug-in-Fahrzeug offenbart. Das System beinhaltet Sensoren, einen globalen Positionierungssystem(GPS)-Empfänger, eine Benutzeroberfläche und eine Steuerung. Die Sensoren sind zusammen zum Messen der Leistungsdaten der Batterie eines Batterie-Packs des Fahrzeugs betreibbar, wobei die Leistungsdaten der Batterie eine Leerlaufspannung, einen SOC-Pegel, einen Ladestrom und/oder eine Temperatur des Batterie-Packs beinhalten. Der GPS-Empfänger ist zur Bestimmung einer Position des Fahrzeugs betreibbar, die dann im Laufe der Zeit aufgezeichnet wird, um der Steuerung das Aufbauen und Aufnehmen einer Fahrthistorie für einen gegebenen Fahrzeugführer zu ermöglichen. Die Steuerung, die in Verbindung mit der Benutzeroberfläche und dem GPS-Empfänger steht, ist so programmiert, um die Entladung des Batterie-Packs im Laufe der Zeit unter Verwendung der gemessenen Leistungsdaten der Batterie zu überwachen.
Die Steuerung ist ferner so programmiert, um die Fahrthistorie und eine Batterieladungshistorie für den Bediener unter Verwendung der gemessenen Leistungsdaten der Batterie sowie ein Positionssignal vom GPS-Empfänger zu bestimmen, wobei die Fahrthistorie und Batterieladungshistorie jeweils die Tage, Stunden und Standorte während denen/bei denen der Bediener das Fahrzeug fährt identifiziert und das Batterie-Pack lädt. Die Steuerung identifiziert auch aus einer Vielzahl von SOC-Datenklassen, die jeweils so konfiguriert sind, um die gemessenen Leistungsdaten der Batterie für eine vorbestimmte SOC-Reichweite zu speichern, einer Datenklasse, der Leistungsdaten der Batterie fehlen oder die alte Leistungsdaten der Batterie im Verhältnis zu einem kalibrierten Alterungsschwellenwert enthält. Die Steuerung steuert automatisch einen Ladevorgang des Batterie-Packs über ein Ladesteuersignal und nimmt auch die gemessenen Leistungsdaten der Batterie für die identifizierte Datenklasse auf.
Hierin wird auch ein Verfahren zur Optimierung der Lebensdauer eines Batterie-Packs in einem Plug-in-Fahrzeug offenbart. In einer jeweiligen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren das Messen von Leistungsdaten der Batterie des Batterie-Packs über eine Vielzahl von Sensoren, einschließlich dem Messen einer Leerlaufspannung des Batterie-Packs und auch der Bestimmung einer Position des Fahrzeugs unter Verwendung eines GPS-Empfängers. Das Verfahren beinhaltet auch die Überwachung der Entladung des Batterie-Packs im Laufe der Zeit über eine Steuerung unter Verwendung der gemessenen Leistungsdaten der Batterie, sowie der Bestimmung einer Fahrthistorie und einer Batterieladungshistorie für einen Bediener des Fahrzeugs unter Verwendung der gemessenen Leistungsdaten der Batterie und eines Positionssignals vom GPS-Empfänger.
Zusätzlich beinhaltet das Verfahren das Identifizieren über die Steuerung aus einer Vielzahl von SOC-Datenklassen, die jeweils so konfiguriert sind, um die gemessenen Leistungsdaten der Batterie für eine vorbestimmte SOC-Reichweite zu speichern, einer Datenklasse, der Leistungsdaten der Batterie fehlen oder die alte Leistungsdaten der Batterie im Verhältnis zu einem kalibrierten Alterungsschwellenwert enthält und dann automatisch einen Ladevorgang des Batterie-Packs über die Steuerung unter Verwendung eines Ladesteuersignals steuert. Das Verfahren beinhaltet die Aufzeichnung der gemessenen Leistungsdaten der Batterie für die identifizierte Datenklasse. Auf diese Weise kann die Lebensdauer des Batterie-Packs gegenüber Systemen mit herkömmlichen Ansätzen optimiert werden.
Die oben genannten sowie andere Funktionen und Vorteile der vorliegenden Offenbarung sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung der besten Arten zur Ausführung der Offenbarung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen leicht erkennbar.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines exemplarischen Plug-in-Fahrzeugs mit einem wiederaufladbaren Batterie-Pack und ein System zur Optimierung der Lebensdauer des Batterie-Packs.
2 ist ein schematisches Logikflussdiagramm für eine Steuerung, die als Bestandteil des Systems, gezeigt in 1, verwendbar ist.
3 ist ein Flussdiagramm, das ein exemplarisches adaptives Verfahren zur Optimierung der Lebensdauer eines Batterie-Packs in einem Plug-in-Fahrzeug beschreibt, wie etwa das exemplarische Fahrzeug, gezeigt in 1.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend auf die Zeichnung, worin Referenznummern zur Identifizierung von ähnlichen oder identischen Komponenten in den verschiedenen Ansichten verwendet werden, veranschaulicht 1 schematisch ein exemplarisches Plug-in-Fahrzeug 10 mit einer Karosserie 11, einem wiederaufladbaren Batterie-Pack 12 und einer Steuerung (C) 50, die mit einer Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 programmiert ist. Das Fahrzeug 10 beinhaltet auch einen globalen Positionierungssystem(GPS)-Empfänger 16R, der zum Empfangen von Positionsdaten aus einem Satz von GPS-Satelliten (nicht dargestellt) betreibbar ist und zum Liefern eines entsprechenden Positionssignals (Pfeil 16) an die Steuerung 50, die die geographischen Koordinaten des Fahrzeugs 10 auf einer geocodierten Karte beschreiben, wie in der Technik bekannt ist.
Die Steuerung 50 ist so programmiert, um die Fahrt- und Ladungshistorie eines gegebenen Bedieners des Fahrzeugs 10 im Laufe der Zeit aufzuzeichnen und um die erfassten Fahrt- und Ladungshistorien zum Verbessern der Genauigkeit der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 zu verwenden. Zusätzlich ist die Steuerung 50 so programmiert, um einen Ladevorgang des Batterie-Packs 12 automatisch zu steuern, wie im Folgenden mit Bezug auf die 2 und 3 beschrieben ist, so, dass sich die bestimmten SOC-Datenklassen während den vorhergesehenen Lücken im Zeitplan des Bedieners füllen und dabei helfen, die Lebensdauer des Batterie-Packs 12 zu erhöhen.
Das Fahrzeug 10 aus 1 kann einen elektrischen Antriebsstrang (nicht dargestellt) beinhalten, aus dem eine oder mehrere Elektromaschinen elektrische Energie aus dem Batterie-Pack 12 beziehen und Motordrehmoment an die Antriebsräder 14 über eine oder mehrere Vorder- und/oder Hinterantriebsachsen 15F und/oder 15R liefert. Die Steuerung 50 führt automatisch Anweisungen gemäß einem Verfahren 100 aus, um dadurch die Lebensdauer des Batterie-Packs 12 zu erhöhen und optimieren, teilweise informiert unter Verwendung von im GPS-Positionssignal (Pfeil 16) enthaltenen Informationen des GPS-Empfängers 16R sowie Informationen von der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30.
Das Fahrzeug 10 kann als eine mobile Plattform verkörpert sein, dessen Batterie-Pack 12 gezielt durch die Verbindung mit einer Offboard-Stromversorgung 21 wiederaufgeladen werden kann, wie etwa einer 120 VAC- oder 240 VAC-Wandsteckdose oder eine elektrische Ladestation. Das Fahrzeug 10 kann ein Bordlademodul (OBCM) 18 der Art, die auf dem Gebiet bekannt ist, beinhalten. Das OBCM 18 kann gezielt mit der Stromversorgung 21 über eine elektrische Steckverbindung 22 und geeignete elektrische Leitungen 23, wie durch Pfeil A angezeigt, verbinden. Das OBCM 18 wandelt Wechselstromleistung aus der Stromversorgung 21 in Gleichstromleistung um, die zum Erhöhen eines SOC-Pegels des Batterie-Packs 12 geeignet ist. In verschiedenen Ausführungsformen kann das Fahrzeug 10 ein Elektrofahrzeug für oder ein batteriebetriebenes Elektrofahrzeug sein, wobei letzteres normalerweise eine Elektrofahrzeug-Betriebsreichweite von 40–200 Meilen oder mehr bei einem vollständig geladenen Batterie-Pack 12 aufweist, wenn ein derartiges Batterie-Pack 12 neu ist.
Das Fahrzeug 10 aus 1 kann auch eine thermische Konditionierungsvorrichtung 17 beinhalten, die für die Erwärmung oder Abkühlung des Batterie-Packs 12 je nach Bedarf betreibbar ist, was durch die Übertragung eines thermischen Steuersignals (Pfeil 13) von der Steuerung 50 als Teil des Verfahrens 100 erreicht werden kann. Das Fahrzeug 10 ist auch als Teil des Verfahrens 100 mit einer Vielzahl von Batteriesensoren (S_X) zur Messung und/oder anderweitigen Bestimmung eines entsprechenden Stromparameters des Batterie-Packs 12 betreibbar. So können beispielsweise die verschiedenen Batteriesensoren S_X verwendet werden, einen Ladezustand (Pfeil SOC) direkt zu messen oder zu helfen diesen zu bestimmen und einen Temperatursensor beinhalten, der zum Messen einer Batterietemperatur (Pfeil T) betreibbar ist, einen Spannungssensor, der zum Messen der Batteriespannung (Pfeil V) betreibbar ist und/oder einem Stromsensor zur Bestimmung eines Batteriestroms (Pfeil i) einzelner Batteriezellen oder Gruppen von Batteriezellen (nicht gezeigt) des Batterie-Packs 12, wobei diese Werte übertragen oder anderweitig an die Steuerung 50 gemeldet werden.
Wie im Stand der Technik bekannt ist, kann der SOC einer Batterie, wie etwa das Batterie-Pack 12, durch verschiedene Verfahren bestimmt werden kann, wie etwa ein Ersatzschaltbild zur Modellierung des Batterie-Packs 12 und die Oberflächenladung an den verschiedenen leitenden Platten (nicht dargestellt) des Batterie-Packs 12 nachzuweisen. Die Steuerung 50 verwendet die gesammelten Batterieleistungsparameter der Ausführung der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30, um dadurch die Menge der elektrischen Energie im Batterie-Pack 12 zu ermitteln oder abzuschätzen und auch um eine restliche Elektrofahrzeugreichweite zu schätzen, wie Fachleuten gut bekannt ist.
Die Steuerung 50 kann automatisch die Spannung (Pfeil V) als Leerlaufspannung bestimmen, nachdem das Fahrzeug 10 für eine kalibrierte Zeitdauer stillstand, d. h., wenn das Fahrzeug 10 ausgeschaltet ist oder nicht läuft. Die Verwendung der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 kann gegebenenfalls das Vergleichen einer Form einer gemessenen Leerlaufspannungskurve mit einer kalibrierten/ neuen Leerlaufspannungskurve zur Folge haben und die Menge an Energie, die im Batterie-Pack 12 verbleibt, basierend auf den Unterschieden der OCV-Kurven schätzen. Die geschätzte Energie kann dann durch die Steuerung 50 verwendet werden, um eine restliche elektrische Betriebsreichweite des Fahrzeugs 10 zu schätzen.
Die Verwendung des Verfahrens 100 soll eine optimale Reichweite und Lebensdauer des Batterie-Packs 12 durch automatische Anpassung Ladevorgänge an eindeutige Fahrt- und Ladeverhalten eines gegebenen Bedieners des Fahrzeugs 10 sicherstellen. Als solche kann die Steuerung 50 eine entsprechende Fahrthistorie und Ladungshistorie für mehrere Bediener des Fahrzeugs 10 aufzeichnen, etwa auf die Weise, in der verschiedene Sitzpositionen oder Lenkradhöheneinstellungen für verschiedene Bediener gespeichert sind. Insbesondere berücksichtigt das Verfahren 100 die Notwendigkeit zum Sammeln von Batterieinformation bei niedrigem oder höherem SOC-Pegel des Batterie-Packs 12, um die wahre elektrische Kapazität und die übrige elektrische Reichweite des Batterie-Packs 12 besser abschätzen zu können.
Die Verwendung des Verfahrens 100 resultiert in einer automatischen Einstellung einer normalerweise verwendeten SOC-Reichweite über die Ladesteuersignale (Pfeil 25) des OBCMs 18, wenn das Batterie-Pack 12 eingesteckt und aktiv geladen wird. Diese Steuermaßnahme soll den Bedürfnissen der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 besser entsprechen durch die Bereitstellung von möglichst genauen Schätzungen und elektrischen Reichweitevorhersagen und dabei dem Batterie-Pack 12 trotzdem das Laden des Fahrzeugs 10 durch die Fahrt- und Ladungsgewohnheiten eines gegebenen Bedieners zu ermöglichen.
Einem Bediener des Fahrzeugs 10 kann eine Möglichkeit zur Deaktivierung der Ausführung des Verfahrens 100 bereitgestellt werden und damit den Ladevorgang auf bestimmte Art und Weise über den Empfang eines Übersteuerungssignals (Pfeil 42) von einer Benutzeroberfläche 40, beispielsweise einem Mobiltelefon, einem Tablet oder einem Touchscreen, steuern. Ein Bediener kann beispielsweise vorübergehend das Verhindern der aktiven Ladungssteuerung für die Optimierung der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 entscheiden, in Situationen, in denen der Bediener eine Abweichung vom normalen Bedienerfahrverhalten erwartet, wie etwa zu einem unvorhergesehenen Treffen zu fahren anstatt geparkt bei einer Ladestation zu bleiben. Die Steuerung 50 kann dann automatisch den Ladevorgang durch das Laden des Batterie-Packs 12 auf einen Standard-SOC als Reaktion auf den Empfang des Übersteuerungssignals (Pfeil 42) steuern, wie etwa durch das Ermöglichen des Ladens des Batterie-Packs 12 bis zu einem vollständigen SOC, sodass dem Bediener das Batterie-Pack 12 mit voller Energiekapazität bereitgestellt ist.
Die Steuerung 50 aus 1 kann als eine oder mehrere unterschiedliche Vorrichtungen verkörpert sein, wobei jede gegebenenfalls eine oder mehrere Mikrosteuerungen oder Zentraleinheiten (P) und einen Speicher (M) aufweisen, beispielsweise Nur-Lese-Speicher, RAM und einen elektrisch löschbaren, programmierbaren Nur-Lesen-Speicher. Die Steuerung 50 und die interaktive Benutzeroberfläche 40 können einen Kalender 52, aufgezeichnete Ladesteuerziele 36, wie im Folgenden erklärt, beinhalten, sowie einen Hochgeschwindigkeitstakt, Eingabe-/Ausgabeschaltkreise und/oder jede andere Schaltungen, die nötig sind, um die hierin beschriebenen Funktionen durchzuführen. In verschiedenen Ausführungsformen können die Benutzeroberfläche 40 und Steuerung 50 dieselbe Vorrichtung oder separate Vorrichtungen sein. Die Steuerung 50 kann so konfiguriert werden, um verschiedene Software zu öffnen/ auszuführen, einschließlich der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30.
Die Benutzeroberfläche 40 und Steuerung 50 können digital mit dem Speicher (M) verbunden und so konfiguriert sein, um diese Softwareanwendungen abzurufen und so auszuführen, wie in der Technik bekannt ist. Ebenso kann die Benutzeroberfläche 40 eine Flüssigkristallanzeige, eine Leuchtdiodenanzeige, eine organische Leuchtdiodenanzeige und/oder ähnliche Arten eines Displays/ Monitors beinhalten, die entweder bereits bestehen oder hiernach entwickelt werden können. In verschiedenen Ausführungsformen kann die Benutzeroberfläche 40 ein berührungsempfindlicher Bildschirm eines Navigations- oder Infotainment-Systems sein, das in einer Mittelkonsole (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 10 und/oder einem Mobiltelefon oder einer anderen tragbaren elektronischen Vorrichtung angeordnet ist. Ein kapazitiver oder sensomotorischer Digitalisierer können innerhalb der Benutzeroberfläche 40 integriert und betreibbar sein, um den Kontakt von einem Fahrzeugführer als Übersteuerungssignal (Pfeil 42) zu erfassen und automatisch den digitalisierten Kontakt in ein geeignetes Eingabesignal umzuwandeln, das durch die Steuerung 50 genutzt wird.
Hinsichtlich der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30, soll das Verfahren 100 ermöglichen, dass Leistungsdaten der Batterie für alle erforderlichen SOC-Reichweiten oder Bereiche gesammelt werden können, einschließlich solcher, die nicht anderweitig mit der Frequenz für eine genaue Überwachung oder Aufzeichnung der Batterieentladung gesammelt werden könnten. Die Berechnung und Anzeige von einer geschätzten elektrischen Reichweite an einen Fahrzeugführer mit einem elektrischen Antriebsstrang, wie etwa dem exemplarischen Fahrzeug 10 von 1, ist ein wichtiger Bestandteil zum Minimieren von Reichweitenängsten. Solche Reichweitenängste sind eine unterschwellige Ursache der Lücken in der Reichweite der Leistungsdaten der Batterie, die normalerweise gesammelt und der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 bereitgestellt werden. Die Bediener tendieren dazu sich innerhalb einer jeweiligen Reichweite ihres Büros, Zuhauses oder einer anderen bevorzugten Ladestation wohl zu fühlen oder sie tendieren dazu, das Laden des Batterie-Packs 12 zu initiieren, wenn das Batterie-Pack 12 einen relativ hohen Ladepegel enthält, um so die Möglichkeit der Entladung des Batterie-Packs 12 zu vermeiden. Ein derartiges Szenario ist analog mit dem eines Bedieners eines konventionellen Fahrzeugs und der Wiederbefüllung eines Kraftstofftanks, wenn der Kraftstofftank zur Hälfte gefüllt bleibt oder das stetige Laden eines Laptop-Computers, wenn der Ladezustand weit über 50 % bestehen bleibt. Jedoch kann das Aufrechterhalten des SOCs auf einem hohen Pegel das Batterie-Pack 12 im Laufe der Zeit, wie oben erwähnt, entladen. Das Verfahren 100 soll einer solchen Entladung vorbeugen, während es des Weiteren die Leistungsfähigkeit der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 optimiert.
Unter Bezugnahme auf 2, die Logikstrom durch die Steuerung 50 aus 1 aufzeigt, kann die Steuerung 50, mit einem adaptiven Lernmodul (ALM) 38 programmiert werden, dass die Ladung des Batterie-Packs 12 optimiert. Wie oben erwähnt, kann die Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 in einigen Ausführungsformen eine gemessene Leerlaufspannung (OCV) verwenden, nachdem das Fahrzeug 10 für eine kalibrierte Zeitdauer stillsteht/ ausgeschaltet ist, wobei die Steuerung 50 eine Form einer gemessenen OCV-Kurve, dargestellt als OCV, mit der Zeit gegen eine kalibrierte/neue OCV-Kurve für ein kalibriertes/neues Batterie-Pack 12 vergleicht, wodurch die Menge der Energie im Batteriesatz 12 geschätzt wird, beispielsweise in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den tatsächlichen und neuen OCV-Kurven. Die Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 kann so programmiert werden, um den SOC des Batterie-Packs 12 in Daten-SOC-Bereiche oder Datenklassen zu teilen, beispielsweise 5 % oder 10 % SOC-Inkremente. Die geschätzte Energie im Batterie-Pack 12 kann dann zur Einschätzung einer restlichen Elektrofahrzeug-Betriebsreichweite des Fahrzeugs 10 verwendet werden, wobei die Genauigkeit der Schätzung vom Vorhandensein und Aktualität solcher OCV oder anderen Leistungsdaten der Batterie in jeder der Datenklassen abhängt.
In einem Logik-Block 32 kann die Steuerung 50 beispielsweise die jeweilige Reichweite des Ladezustands bestimmen, die zur Optimierung der Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 nötig ist. Beispielhaft kann die volle Reichweite des Ladezustands des Batterie-Packs 12 in eine Vielzahl von SOC-Datenbereichen oder -klassen eingeteilt werden, z. B. zehn Datenklassen unter Verwendung des Beispiels der oben erwähnten 10 % SOC-Inkremente. Die Steuerung 50 kann auch mit einem kalibrierten Alterungsschwellenwert programmiert werden, sodass die gesammelten Leistungsdaten der Batterie in jeder der Datenklassen nach „Veralterung“ ausgewertet werden können, d. h. als zu alt oder nicht aktuell genug, um nützlich zu sein. Die Steuerung 50 kann daher jede der Datenklassen prüfen und solche bestimmen, die minimale, fehlenden oder veraltete gesammelte Leistungsdaten der Batterie enthalten. Die Steuerung 50 kann dann ein SOC-Anforderungssignal (Pfeil SOC_R) erzeugen, das die Sammlung einer OCV-Messung oder anderen Leistungsdaten der Batterie für die identifizierte(n) Datenklasse(n) anfordert.
Die Steuerung 50 kann ebenfalls die Steuerziele 36 für den SOC oder den Energiezustand (SOE) bestimmen, sowie die erforderliche Zeit (t_R) und die verfügbare Zeit (t_A) zum Erzielen solcher Ziele. Die verfügbare Zeit (t_A) kann durch die Steuerung 50 unter Verwendung der alten Fahrthistorie des Bedieners bestimmt werden, wie etwa durch die Kenntnis, wie lange genau der Bediener an einem typischen Wochentag auf Arbeit ist oder wie lange das Batterie-Pack 12 in der Offboard-Ladestation 21 aus 1 für einen gegebenen Ladevorgang angeschlossen bleibt. Das adaptive Lernmodul 38 ist auch mit einem kalibrierten optimalen Ladezustand (SOC_OPT) für das Batterie-Pack 12 programmiert, beispielsweise mit 50–60 % SOC, den die Steuerung 50 zu anderen Zeitpunkten zu halten versucht, als wenn sie aktiv die Ladevorgänge zum Füllen jeweiliger Datenklassen steuert.
Die Steuerung 50 bestimmt dann die jeweilige Ladestrategie, die implementiert wird. Insbesondere bestimmt die Steuerung 50, wann eine Ladung des Batterie-Packs 12 eingeleitet werden soll, wann diese Ladung unterbrochen oder abgebrochen werden soll, die Höhe des zu verwendenden Ladestroms, wann die Ladung abgeschlossen sein soll und der Ladezustandpegel als Schwellenwert zur Bestimmung verwendet werden soll, wenn das Laden abgeschlossen ist. Die verschiedenen Maßnahmen, die durch das adaptive Lernmodul 38 vorgenommen werden, werden im Folgenden detaillierter unter Bezugnahme auf das Verfahren 100, dargestellt in 3, beschrieben.
Das adaptive Lernmodul 38 gibt dann Zustandssignale 37 aus, einschließlich einem Ladestatussignal (Pfeil STAT), das anzeigt, ob die Ladevorgänge ausstehend, aktiv oder vollständig sind sowie einen Ladestrompegel (Pfeil i_C). Optional kann ein thermisches Steuermodul 39 der Steuerung 50 oder eine separate Steuervorrichtung verwendet werden, um den Betrieb der thermischen Konditionierungsvorrichtung 17, gezeigt in 1, zu steuern. Das thermische Steuermodul 39 kann die Messtemperatur (Pfeil T) empfangen und dann basierend auf der Messtemperatur (Pfeil T) bestimmen, ob/wann die Erwärmung oder Abkühlung des Batterie-Packs 12 aus 1 vor oder gleichzeitig mit den Ladevorgängen angewiesen werden soll. Die thermische Konditionierungsvorrichtung 17 kann dann ein thermisches Konditionierungssteuersignal (Pfeil T_CC) an die thermische Konditionierungsvorrichtung 17 senden, um die erforderliche Erwärmungs- oder Kühlwirkung und ein Statussignal (Pfeil 139) an das adaptive Lernmodul 38 anzuweisen.
Die thermische Konditionierung des Batterie-Packs 12 kann automatisch durch die Steuerung 50 auf diese Art und Weise eingestellt werden, um die Batteriekonditionierung zu maximieren, während das Fahrzeug 10 angeschlossen bleibt. Die Verwendung einer besseren optimalen Temperaturrandbedingung kann in der Verwendung von mehr Energie von der Offboard-Stromversorgung 21 resultieren. Jedoch kann dieses die Langlebigkeit des Batterie-Packs 12 verbessern. Die Steuerung 50 kann in manchen Ausführungsformen so programmiert sein, um einen Ladestrompegel auf das Batterie-Pack 12 herabzusetzen, um den SOC des Batterie-Packs 12 bei einem jeweiligen Pegel aufrechtzuerhalten, bis solch eine thermische Konditionierung des Batterie-Packs 12 abgeschlossen ist.
Unter Verwendung des adaptiven Lernmoduls 38 kann die Steuerung 50 gegebenenfalls verfügbare Energierückgewinnung durch die Höhe des Fahrzeugs 10 im Laufe einer normalen Bedienerfahrtroute berücksichtigen. Ob der Bediener nun bei einer höheren Höhe arbeitet, existiert, fährt oder lädt, kann die Höhenhistorie durch die Steuerung 50 verwendet werden, um regenerative Ladevorgänge zu planen, die, wie in der Technik bekannt ist, die Verwendung einer der mehrerer Elektromaschinen involviert, d. h., Motor-/Generatoreinheiten, die mit dem Batterie-Pack 12 verbunden und als Generator gesteuert sind. Das adaptive Lernmodul 38 erfasst somit die Energie, die in das Batterie-Pack 12 gründliche Rückgewinnung geleitet werden kann und die Höhenkenntnis verwenden kann, um die Erfassung der gesamten möglichen Energie zu ermöglichen und zur Optimierung der Batterielebensdauer verwendet zu werden, wenn es automatisch einen jeweiligen SOC für eine der gegebenen SOC-Datenklassen plant oder steuert.
Die Überwachung des normalen Ladeverhaltens durch die Steuerung 50 zeichnet Standorte und die Anzahl der Ladevorgänge auf, die normalerweise jeden Wochentag über den Kalender 52 vervollständigt wird, um die Lebensdauer des Batteriepacks 12 weiter zu optimieren. Der Bediener kann gegebenenfalls das Lernen anpassen, um einen zusätzlichen „Reichweitezwischenspeicher“ in Bezug auf eine bevorzugte minimale Entfernung einzubeziehen, um die Reichweitenängste zu minimieren. So kann sich beispielsweise der Bediener komfortabler mit einem zusätzlichen Reichweitenzwischenspeicher fühlen, beispielsweise 20–30 Meilen, sodass das Batterie-Pack 12 immer mindestens genügend Energie zum Fahren dieser Entfernung behält. Ein Standard-Reichweitenzwischenspeicher kann in die Standardeinstellungen der Steuerung 50 eingebaut sein, wobei der Bediener den Reichweitenzwischenspeicher wie gewünscht über die Benutzeroberfläche 40 erhöhen oder senken kann. Alternativ kann die Steuerung 50 einen bestimmten Reichweitenzwischenspeicher über die Benutzeroberfläche 40 empfangen und den Ladevorgang mit dem bestimmten Reichweitenzwischenspeicher automatisch steuern, sodass das Batterie-Pack 12 nach dem Beenden eines gegebenen Ladevorgangs eine geschätzte Reichweite aufweist, die gleich oder größer einer Reichweite des bestimmten Reichweitezwischenspeichers ist.
Unter Bezugnahme auf 3, ist eine Ausführungsform des Verfahrens 100 dargestellt für ein exemplarisches Ladeszenario des Batterie-Packs 12, gezeigt in 1. Das Verfahren 100 stützt sich auf die Steuerung 50 mit einer zuvor bestimmten Fahrthistorie und einer Batterieladungshistorie für einen Bediener des Fahrzeugs 10 mit Hilfe der gemessenen Leistungsdaten der Batterie und dem Positionssignal (Pfeil 16) des GPS-Empfängers 16R aus 1. Die vergangene Fahrthistorie und Batterieladungshistorie identifizieren die Tage, Stunden und Standorte, an welche der Bediener jeweils das Fahrzeug 10 gefahren oder das Batterie-Pack 12 geladen hat. Da die meisten Bediener werden dazu tendieren an einem gegebenen Tag auf bestimmte Art und Weise zu fahren/laden, wie etwa das Fahren zur/von der Arbeit an Wochentagen und das Fahren auf andere Weise am Wochenende und dazu neigen diese Verhaltensmuster von Woche zu Woche zu wiederholen, kann der Kalender 52 verwendet werden, um tatsächliches Verhalten im Laufe der Zeit aufzuzeichnen und die Ladevorgänge basierend auf diesen Historien, gemäß 3, zu steuern.
Als unterschwelliger Teil des Verfahrens 100 muss die Steuerung 50 aus einer Vielzahl von SOC-Datenklassen die identifizieren, die jeweils konfiguriert sind, um die gemessenen Leistungsdaten der Batterie für eine vorbestimmte SOC-Reichweite zu speichern, einer SOC-Datenklasse, der Leistungsdaten der Batterie fehlen oder die alte Leistungsdaten der Batterie im Verhältnis zu einem kalibrierten Alterungsschwellenwert enthält. Die Steuerung 50 steuert dann automatisch einen Ladevorgang des Batterie-Packs 12 über das Ladesteuersignal (Pfeil 25) aus 1, bis ein tatsächlicher SOC des Batterie-Packs 12 sich innerhalb einer SOC-Reichweite befindet, der die SOC-Datenklassen identifiziert und die gemessenen Leistungsdaten der Batterie für die identifizierten SOC-Datenklassen identifiziert.
In einer jeweiligen Ausführungsform beinhaltet das Verfahren 100 Schritt S102, worin für ein gegebener Ladevorgang der Steuerung 50 die Höhe der Ladezeit für das Batterie-Pack 12 auf eine Voll-/100 %-Ladekapazität bestimmt. Als Teil von Schritt S102 sammelt die Steuerung 50 Informationen über die aktuellen Leistungsfähigkeit des Batterie-Packs 12, beispielsweise seines vorliegenden SOC, seiner Temperatur, Spannung, Stromstärke, usw., sowie der Kenntnis der Spannung/ des Ladestroms, die/ der über die Stromversorgung 21 verfügbar ist. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S104 fort, nachdem die benötigte Zeitdauer bis zur Ladung des Batterie-Packs 12 bestimmt wurde.
In Schritt S104 bestimmt die Steuerung 50 als nächstes, ob ausreichend Zeit für einen vollständigen Ladevorgang des Batterie-Packs 12 über die Stromversorgung 21 aus 1 ohne Unterbrechungen zur Verfügung steht. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S106 fort, wenn nicht ausreichend Zeit verfügbar ist, d.h., wenn der vorliegende Zeitplan des Bedieners, der über den Kalender 52 aus 1 und den vergangenen Lade-/Fahrverhalten des Bedieners bestimmt wurde, anzeigt, dass die gesamte verfügbare Zeit für die Ladung aktiv für das Laden aufgebracht werden muss. Mit anderen Worten, aufgrund Zeiteinschränkungen im Zeitplan des Bedieners, kann das Laden nicht verzögert oder unterbrochen werden, um die bestimmten SOC-Datenklassen zu füllen. Jedoch, wenn ausreichend Zeit für geplante Ladeunterbrechungen besteht, fährt das Verfahren 100 stattdessen mit Schritt S108 fort.
In Schritt S106 beginnt die Steuerung 50 das Laden des Batterie-Packs 12 ohne das Anweisen von Ladeverzögerungen oder Unterbrechungen. Die Ausführung von Schritt S106 ist daher die gewöhnliche oder normale Verwendung der Offboard-Stromversorgung 21, wobei der Bediener das Batterie-Pack 12 mit der Stromversorgung 21 verbindet und der Ladevorgang für die gesamte Dauer weitergeht bis entweder die verfügbare Zeit zum Laden verstreicht oder eine volle Ladung erreicht wird.
In Schritt S108 bestimmt die Steuerung 50 eine Anzahl von SOC-„Grenzwerten” zwischen dem vorliegenden SOC, der bei Schritt S102 erfasst wurde, und dem Soll-SOC, gezeigt in 2 und fährt dann mit Schritt S110 fort. Solche SOC-Grenzwerte können als oben erwähnte SOC-Datenklassen verkörpert sein, d. h., die kalibrierten Bänder oder der SOC befindet sich von 0 bis 100 % SOC. Wie ein veranschaulichendes Beispiel, wenn die gesamte SOC-Reichweite von 0–100 % SOC in zehn gleiche SOC-Grenzwerte oder Datenklassen von 0–10 %, 11–20 %, 21–30 %, usw. aufgeteilt ist und der vorliegende SOC 50 % beträgt, so ergibt Schritt S108 eine Bestimmung, dass fünf verbleibenden SOC-Grenzwerte oder Datenklassen, d. h., 51–60 %, 61–70 %, 71–80 %, 81–90 % und 91–100 % verbleiben.
Schritt S110 beinhaltet die Bestimmung der Anzahl solcher SOC-Grenzwerte, die in der Zeit für das Laden in Schritt S102 aus den identifizierten Grenzwerten aus Schritt S108 erfasst werden kann. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S112 fort.
Schritt S112 beinhaltet das Auswählen des SOC-Grenzwertes von höchster Priorität aus Schritt S110 und fährt dann mit Schritt S114 für eine Datensammlung innerhalb dieses Grenzwertes fort. Schritt S112 kann eine Auswertung jedes SOC-Grenzwertes aus Schritt S110 mit einem vorgegebenen Kriterium beinhalten, wie etwa Alter/„Veralterung“ oder fehlende Daten in einer gegebenen SOC-Datenklasse. Wenn beispielsweise von den identifizierten Datenklassen vier Datenklassen veraltete Daten und eine Datenklasse keine Daten aufweist, kann die Steuerung 50 die Sammlung von Daten in der SOC-Datenklasse mit keinen Daten bevorzugen. Von den verbleibenden SOC Datenklasse kann die Steuerung 50 das Alter verwenden, um festzustellen, welche Datenklassen sie zuerst sammeln soll, beginnend mit den ältesten oder veraltetsten zuvor gesammelten Daten.
In Schritt S114 beginnt die Steuerung 50 das Laden des Batterie-Packs für den Grenzwert von höchster Priorität, der bei Schritt S112 identifiziert ist. Die Ladevorgänge einer Batterie, wie etwa das Batterie-Pack 12 aus 1, sind in der Technik bekannt und beinhalten das Anweisen des Schließens der Schützen oder Relais (nicht dargestellt) in einer Schaltung zwischen dem Batterie-Pack 12 und dem OBCM 18. Das Schließen der Schützen verbindet das Batterie-Pack 12 mit der Offboard-Stromversorgung 21, um das Laden des Batterie-Packs 12 zu starten. Optional kann die Steuerung 50 so programmiert sein, um den Ladevorgang durch das Verzögern der Ladung des Batterie-Packs 12 für eine vorbestimmte Dauer automatisch zu steuern, nachdem das Batterie-Pack 12 an die Offboard-Stromversorgung 21 aus 1 angeschlossen wurde. Das Verfahren 100 fährt mit Schritt S116 fort, während die Ladung fortfährt.
Schritt S116 beinhaltet die Bestimmung, ob der Ladevorgang bei Schritt S114 abgeschlossen ist, z. B. durch das Vergleichen des tatsächlichen SOCs des Batterie-Packs 12 mit einem Soll-SOC, der durch die Steuerung 50 bei Beginn des Ladevorgangs bestimmt ist. Das Verfahren fährt mit Schritt S117 fort, wenn der Ladevorgang abgeschlossen ist. Andernfalls fährt das Verfahren 100 mit Schritt S118 fort.
Schritt S117 hat das Beenden des Ladevorgangs zu Folge, der bei Schritt S116 begann, z. B. durch das Anweisen des Unterbrechens einer Schaltung zwischen dem Batterie-Pack 12 und der Offboard-Stromversorgung 21.
In Schritt S118 bestimmt das Verfahren 100, ob der vorliegende SOC des Batterie-Packs 12 gleich ist oder die Grenze des SOC-Grenzwertes überschreitet. Wenn zum Beispiel die SOC-Datenklassen aktuell bei 51–60 % gefüllt sind, bestimmt die Steuerung 50, dass der vorliegenden SOC die Grenze des SOC-Grenzwertes überschreitet, wenn der vorliegende Ladezustand 60 % oder mehr erreicht. Das Verfahren fährt dann mit Schritt 120 fort. Schritt S118 wird wiederholt, bis der vorliegende SOC des Batterie-Packs 12 gleich oder größer ist als der SOC-Grenzwert und fährt danach mit Schritt S120 fort.
In Schritt S120 bestimmt die Steuerung 50 als nächstes, ob eine thermische Bedingung vorliegt, wie etwa, ob das thermische Steuermodul 39 das Batterie-Pack 12 über die thermische Konditionierungsvorrichtung 17 erwärmt oder abkühlt, gezeigt in 1. Wenn ja, dann fährt das Verfahren 100 mit Schritt S122 fort. Wenn nicht, fährt die Steuerung 50 stattdessen mit Schritt S124 fort.
Schritt S122 kann den Ladestrompegel (Pfeil i_C) herabsetzen und zum Batterie-Pack 12 fließen, um den SOC des Batterie-Packs 12 aufrechtzuerhalten, bis die thermische Konditionierung abgeschlossen ist. Schritt S120 wird dann wiederholt.
Schritt S124 beinhaltet das Unterbrechen des Ladevorgangs, wie etwa durch das Anweisung einer Öffnung eines der Relais oder Schützen zwischen der Stromversorgung 21 und dem Batterie-Pack 12 oder anderweitig das Unterbrechen eines Ladestroms zum Batterie-Pack 12. Das Verfahren 100 fährt dann mit Schritt S126 fort.
Schritt S126 beinhaltet die Bestimmung, ob die Ladeunterbrechung abgeschlossen ist. Das Verfahren 100 fährt dann mit Schritt S128 fort.
In Schritt S128 bestimmt die Steuerung 50 als nächstes, ob Daten für alle SOC-Datenklassen gesammelt wurden. Wenn ja, dann fährt das Verfahren 100 mit Schritt S130 fort. Das Verfahren 100 fährt stattdessen mit Schritt S132 fort, wenn nicht für alle SOC-Datenklassen Daten gesammelt wurden.
In Schritt S130 setzt die Steuerung 50 das Laden des Batterie-Packs 12 fort, bis das Laden abgeschlossen ist. So kann beispielsweise Schritt S130 das Anweisen eines der Schützen oder Relais zwischen der Stromversorgung 21 und dem Batterie-Pack 12 beinhalten, um auszuschließen, dass Ladestrom zum Batterie-Pack 12 fließen kann. Danach kann das Laden ohne Unterbrechung weitergeführt werden, bis diese abgeschlossen ist.
In Schritt S132 kann die Steuerung 50 einen anderen SOC-Grenzwert unter Verwendung der Alterung oder den oben erwähnten fehlenden Datenkriterien auswählen und mit Schritt S134 fortfahren.
Schritt S134 beinhaltet das Fortsetzen des Ladevorgangs des Batterie-Packs 12, z. B. durch das Schließen der Relais oder Schützen zwischen der Stromversorgung 21 und dem Batterie-Pack 12. Die Methode 100 kehrt danach zu Schritt S116 zurück.
Durch die adaptive Steuerung der Ladevorgänge, die durch die Art und Weise über die demonstrierten vergangenen Fahrtstile, den Energieverbrauch, Fahrtabstände und Batteriekonditionierungsaufgaben, wie oben erläutert, informiert werden, kann das Verfahren 100 dabei helfen die SOC-Datenklassen innerhalb der Zeit zu füllen, die über den Plan des Bedieners erlaubt ist, wie durch die eindeutigen Ladungs- und Fahrthistorien des Bedieners demonstriert ist und zum Helfen die Lebensdauer des Batterie-Packs 12 zu verbessern. Gleichzeitig stellt die Benutzeroberfläche 40 einem Bediener die Möglichkeit bereit, diese automatischen Ladesteuermaßnahmen schnell zu überschreiben, ob innerhalb des Fahrzeugs 10 oder über ein Mobilfunktelefon. Gleichzeitig kann der Bediener weiter von einem messbaren Gesundheitszustand des Batterie-Packs 12 durch das Sicherstellen, dass die Überwachungslogik für die Batterieentladung 30 stetig mit zeitnahen SOC-Daten über die volle SOC-Reichweite versorgt ist, profitieren, z. B. durch das Erhöhen des Wiederverkaufswerts des Fahrzeugs 10. Das heißt, dass ein potentieller Käufer eines Fahrzeuge 10, der mit zwei ansonsten identischen Fahrzeugen 10 konfrontiert ist, sich für das Fahrzeug 10 mit dem Batterie-Pack 12 mit der längsten verbleibenden Lebensdauer oder dem höchsten Gesundheitszustandes entscheidet.
Während die besten Arten zur Ausführung der Offenbarung ausführlich beschrieben wurden, werden Fachleute auf dem Gebiet, auf das sich diese Offenbarung bezieht, verschiedene alternative Konstruktionen und Ausführungsformen erkennen, die sich innerhalb des Schutzumfangs der hinzugefügten Ansprüche befinden. Es ist beabsichtigt, dass alle in der obigen Beschreibung enthaltenen und/oder in den beigefügten Zeichnungen gezeigten Gegenstände als veranschaulichend und nicht als einschränkend zu interpretieren sind.

Claims

System zur Optimierung der Lebensdauer eines Batterie-Packs in einem Plug-in-Fahrzeug, worin das System umfasst: eine Vielzahl von Sensoren, die betreibbar sind, um die Leistungsdaten der Batterie des Batterie-Packs zu messen, worin die Leistungsdaten der Batterie mindestens eine Leerlaufspannung, einen Ladestrom und eine Temperatur des Batterie-Packs umfassen; einen globalen Positionierungssystem(GPS)-Empfänger, der zur Bestimmung einer Position des Fahrzeugs betreibbar ist; eine Benutzeroberfläche; und eine Steuerung, die in Verbindung mit der Benutzeroberfläche und dem GPS-Empfänger steht, die programmiert ist, um die Entladung des Batterie-Packs im Laufe der Zeit unter Verwendung der Leistungsdaten der Batterie zu überwachen, worin die Steuerung außerdem programmiert ist zum: Bestimmen einer Fahrhistorie und einer Batterieladungshistorie für einen Bediener des Fahrzeugs unter Verwendung der gemessenen Leistungsdaten der Batterie und einem Positionssignal vom GPS-Empfänger, worin die Fahrthistorie und Batterieladungshistorie jeweils die Tage, Stunden und Standorte identifizieren, an welche der Bediener das Fahrzeug gefahren und das Batterie-Pack geladen hat; Identifizieren aus einer Vielzahl von Ladezustand(SOC)-Datenklassen, die jeweils konfiguriert sind, um die gemessenen Leistungsdaten der Batterie für eine vorbestimmte SOC-Reichweite zu speichern, einer SOC-Datenklasse, der Leistungsdaten der Batterie fehlen oder die alte Leistungsdaten der Batterie im Verhältnis zu einem kalibrierten Alterungsschwellenwert enthält; automatischen Steuern eines Ladevorgangs des Batterie-Packs über ein Ladesteuersignal bis sich ein tatsächlicher SOC des Batterie-Packs innerhalb einer SOC-Reichweite befindet, der die identifizierte SOC-Datenklasse definiert; und Aufzeichnen der gemessenen Leistungsdaten der Batterie für die identifizierte SOC-Datenklasse, wodurch die Lebensdauer des Batterie-Packs optimiert wird.
System nach Anspruch 1, worin die Steuerung so programmiert ist, um den Ladevorgang durch das Verzögern der Ladung des Batterie-Packs für eine vorbestimmte Dauer automatisch zu steuern, nachdem das Batterie-Pack an eine Offboard-Stromversorgung angeschlossen wurde.
System nach Anspruch 1, worin die Vielzahl von Sensoren einen Spannungssensor umfasst, der betreibbar ist, um die Leerlaufspannung zu erfassen und worin die gemessenen Leistungsdaten der Batterie die Leerlaufspannung umfassen.
System nach Anspruch 3, worin die Vielzahl von Sensoren auch einen Stromsensor umfasst, der betreibbar ist, um den Ladestrom und einen Temperatursensor zu erfassen, die betreibbar sind, um eine Temperatur des Batterie-Packs zu messen und worin die gemessenen Leistungsdaten der Batterie den Ladestrom und die Temperatur umfassen.
System nach Anspruch 4, ob das Fahrzeug eine thermische Konditionierungsvorrichtung umfasst, die für thermische Konditionierung des Batterie-Packs betreibbar ist, worin die Steuerung programmiert ist, um den Ladevorgang durch das Steuern eines Betriebs der thermischen Konditionierungsvorrichtung als Reaktion auf die Temperatur des Batterie-Packs automatisch zu steuern.
System nach Anspruch 5, worin die Steuerung so programmiert ist, um einen Ladestrompegel auf das Batterie-Pack herabzusetzen, um den SOC des Batterie-Packs aufrechtzuerhalten, bis die thermische Konditionierung des Batterie-Packs abgeschlossen ist.
System nach Anspruch 1, worin die Steuerung so programmiert ist, um ein Übersteuerungssignal von der Benutzeroberfläche zu empfangen und den Ladevorgang durch das Laden des Batterie-Packs auf einen Standard-SOC als Reaktion auf den Empfang des Übersteuerungssignals automatisch zu steuern.
System nach Anspruch 1, worin die Steuerung das Positionssignal vom GPS-Empfänger nutzt, um eine Höhe des Fahrzeugs zu bestimmen und programmiert ist, um den Ladevorgang so zu planen, das er mit einem regenerativen Ereignis des Fahrzeugs unter Verwendung der Höhendaten übereinstimmt.
System nach Anspruch 1, worin die Steuerung so programmiert ist, um einen bestimmten Reichweitenzwischenspeicher über die Benutzeroberfläche zu empfangen und den Ladevorgang mit dem bestimmten Reichweitenzwischenspeicher automatisch zu steuern, sodass das Batterie-Pack nach einem vollendeten Ladevorgang eine geschätzte Reichweite aufweist, der gleich oder größer einer Reichweite des bestimmten Reichweitezwischenspeichers ist.