DE102019114715A1

DE102019114715A1 - Messfehler von elektrifizierten fahrzeugen ausgleichende ladungsspannungsanforderung

Info

Publication number: DE102019114715A1
Application number: DE102019114715.8A
Authority: DE
Inventors: Yuan Zhang; Jeffery R. Grimes; Navid RAHBARI asr; Lila Ghannam; Changjian HU; Kevin Vander Laan; Matthew Roger DeDona
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-06-04
Filing date: 2019-05-31
Publication date: 2019-12-05
Also published as: US10933768B2; US20190366852A1; CN110556889A

Abstract

Die Offenbarung stellt eine Messfehler von elektrifizierten Fahrzeugen ausgleichende Ladungsspannungsanforderung bereit.Ein Fahrzeugladesystem beinhaltet ein Ladegerät, das konfiguriert ist, um eine Ausgangsspannung einzustellen, um eine Spannungsanforderung zu erzielen, und um eine gemessene Ausgangsspannung auszugeben. Das Fahrzeugladesystem beinhaltet ferner eine Steuerung, die programmiert ist, um eine Klemmspannung einer Traktionsbatterie zu messen, die geladen wird, und die gemessene Ausgangsspannung von dem Ladegerät zu empfangen. Die Steuerung ist ferner programmiert, um die Spannungsanforderung als Summe aus einer Vollladespannung und einem geschätzten Spannungsmessfehler zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmenspannung auszugeben.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Anmeldung betrifft im Allgemeinen ein Ladesystem für ein elektrifiziertes Fahrzeug.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Hybrid- und Elektrofahrzeuge verwenden gespeicherte elektrische Energie, um einen Antrieb bereitzustellen. Die Fahrzeuge können in ein externes Ladegerät eingesteckt werden, um Energie zur Speicherung und späteren Verwendung zu empfangen. Die zum vollständigen Laden des Fahrzeugs erforderliche Zeit ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Beispielsweise Ladezustand der Batterie, Leistungsfähigkeit der Ladestation und Ladestrategie. Unter bestimmten Bedingungen kann die Zeitdauer von Messfehlern in dem System beeinflusst werden. Dies kann zu längeren Ladezeiten und erhöhtem Energieverbrauch führen.
KURZDARSTELLUNG
Ein Fahrzeug beinhaltet ein Ladegerät, das konfiguriert ist, um eine Ausgangsspannung einzustellen, um eine Spannungsanforderung zu erfüllen, und eine gemessene Ausgangsspannung auszugeben. Das Fahrzeug beinhaltet ferner eine Traktionsbatterie und eine Steuerung, die programmiert ist, um eine Klemmspannung der Traktionsbatterie zu messen und die gemessene Ausgangsspannung zu empfangen sowie um die Spannungsanforderung als eine Summe aus einer Vollladespannung und einem geschätzten Spannungsmessfehler zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmenspannung auszugeben.
Die Steuerung kann ferner programmiert sein, um den geschätzten Spannungsmessfehler als eine Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmspannung zu schätzen. Die Steuerung kann ferner programmiert sein, um den geschätzten Spannungsmessfehler als eine Summe aus einem ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend geschätzten Spannungsmessfehlers und einem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmspannung zu schätzten. Die Steuerung kann ferner programmiert sein, um die Differenz auf nicht weniger als null zu begrenzen. Eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz kann einhundert Prozent betragen.
Ein Batterieverwaltungssystem beinhaltet eine Steuerung, die programmiert ist, um einen Spannungswert eines Ladegeräts von einem Ladegerät zu empfangen, eine Traktionsbatteriespannung während eines Ladens zu messen und eine Spannungsanforderung an dem Ladegerät auszugeben, die eine Summe aus einer vorbestimmten Spannung und einem geschätzten Messfehler ist, der einen ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend geschätzten Messfehlers und einen zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen dem Spannungswert des Ladegeräts und der Traktionsbatteriespannung beinhaltet.
Der erste vorbestimmte Prozentsatz kann null betragen und der zweite vorbestimmte Prozentsatz kann einhundert Prozent betragen. Eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz kann einhundert Prozent betragen. Die Steuerung kann ferner programmiert sein, um den geschätzten Messfehler als eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz des vorangehend geschätzten Messfehlers und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz der Differenz zwischen dem Spannungswert des Ladegeräts und der Traktionsbatteriespannung zu erzeugen, wobei die Summe auf nicht weniger als null begrenzt ist. Die vorbestimmte Spannung kann ein Spannungspegel sein, bei dem eine durch die Traktionsbatteriespannung dargestellte Traktionsbatterie vollständig geladen ist. Die vorbestimmte Spannung kann ein Produkt aus einer Vollladespannung einer Batteriezelle und einer Anzahl von Zellen in einer Traktionsbatterie sein, die von der Steuerung gesteuert werden.
Ein Verfahren beinhaltet Betreiben eines Ladegeräts, um eine Ausgangsspannung des Ladegeräts anzusteuern, um eine von einer Steuerung empfangene Spannungsanforderung zu erfüllen. Das Verfahren beinhaltet ferner Empfangen einer gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts von dem Ladegerät durch die Steuerung und Ausgeben der Spannungsanforderung an dem Ladegerät als eine Summe aus einem Vollladewert der Batterie und einem Spannungsmessfehler zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und einer gemessenen Batteriespannung.
Das Verfahren kann ferner Schätzen des Spannungsmessfehlers durch die Steuerung als eine Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung beinhalten. Das Verfahren kann ferner Begrenzen des Spannungsmessfehlers durch die Steuerung auf nicht weniger als null beinhalten. Das Verfahren kann ferner Schätzen des Spannungsmessfehlers durch die Steuerung als eine Summe aus einem ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend ausgegebenen Spannungsmessfehlers und einem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung beinhalten. Das Verfahren kann ferner Begrenzen der Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung durch die Steuerung auf nicht weniger als null beinhalten. Eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz kann einhundert Prozent betragen. Der Vollladewert der Batterie kann eine Spannung sein, bei der eine entsprechende Batterie vollständig geladen ist. Das Verfahren kann ferner Schätzen des Spannungsmessfehlers als eine Summe aus einem ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend ausgegebenen Spannungsmessfehlers und einem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung durch die Steuerung und als Reaktion darauf beinhalten, dass eine Änderungsrate der Differenz eine vorbestimmte Rate überschreitet.
Figurenliste

1 ist eine Abbildung eines elektrifizierten Fahrzeugs, die Antriebsstrang- und Energiespeicherkomponenten, einschließlich einer elektrischen Maschine, veranschaulicht.
2 ist eine Abbildung eines Fahrzeugladesystems.
3 ist ein Ablaufdiagramm für eine mögliche Abfolge von Operationen für ein Batterieverwaltungssystem.
4 ist ein Ablaufdiagramm für eine mögliche Abfolge von Operationen für eine Ladegerätesteuerung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich Beispiele sind und andere Ausführungsformen verschiedene und alternative Formen annehmen können. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können vergrößert oder verkleinert sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Daher sollen hierin offenbarte konkrete strukturelle und funktionale Details nicht als einschränkend ausgelegt werden, sondern lediglich als repräsentative Grundlage dienen, um den Fachmann zu lehren, die vorliegende Erfindung auf unterschiedliche Weise einzusetzen. Wie der Durchschnittsfachmann nachvollziehen kann, können verschiedene mit Bezug auf eine beliebige der Figuren veranschaulichte und beschriebene Merkmale mit Merkmalen kombiniert werden, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen aus veranschaulichten Merkmalen stellen repräsentative Ausführungsformen für typische Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, können jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
1 bildet ein elektrifiziertes Fahrzeug 112 ab, das als Plug-in-Hybridelektrofahrzeug (plug-in hybrid-electric vehicle - PHEV) bezeichnet werden kann. Ein Plug-in-Hybridelektrofahrzeug 112 kann eine oder mehrere elektrische Maschinen 114 umfassen, die mechanisch an ein Hybridgetriebe 116 gekoppelt sind. Die elektrischen Maschinen 114 können dazu in der Lage sein, als Motor oder Generator betrieben zu werden. Des Weiteren ist das Hybridgetriebe 116 mechanisch an einen Motor 118 gekoppelt. Das Hybridgetriebe 116 ist außerdem mechanisch an eine Antriebswelle 120 gekoppelt, die mechanisch an die Räder 122 gekoppelt ist. Die elektrischen Maschinen 114 können eine Antriebs- und Abbremsfunktion bereitstellen, wenn der Motor 118 ein- oder ausgeschaltet wird. Die elektrischen Maschinen 114 können außerdem als Generatoren wirken und können Kraftstoffeffizienzvorteile bereitstellen, indem sie Energie zurückgewinnen, die normalerweise in einem Reibungsbremssystem als Wärme verloren gehen würde. Die elektrischen Maschinen 114 können außerdem Fahrzeugemissionen verringern, indem sie ermöglichen, dass der Motor 118 bei effizienteren Drehzahlen betrieben wird, und ermöglichen, dass das Hybridelektrofahrzeug 112 in einem Elektromodus betrieben wird, in dem der Motor 118 bei bestimmten Bedingungen ausgeschaltet ist. Bei einem elektrifizierten Fahrzeug 112 kann es sich außerdem um ein Batterieelektrofahrzeug (battery electric vehicle - BEV) handeln. In einer BEV-Konfiguration ist der Motor 118 unter Umständen nicht vorhanden.
Eine Traktionsbatterie oder ein Batteriepack 124 speichert Energie, die von den elektrischen Maschinen 114 verwendet werden kann. Der Fahrzeugbatteriepack 124 kann einen Hochspannungsgleichstromausgang (high voltage direct current output - Hochspannungs-DC-Ausgang) bereitstellen. Die Traktionsbatterie 124 kann elektrisch an ein oder mehrere Leistungselektronikmodule 126 gekoppelt sein (kann auch als Traktionswechselrichter bezeichnet werden). Ein oder mehrere Schütze 142 können die Traktionsbatterie 124 von anderen Komponenten isolieren, wenn sie geöffnet sind, und die Traktionsbatterie 124 mit anderen Komponenten verbinden, wenn sie geschlossen sind. Das Leistungselektronikmodul 126 ist außerdem elektrisch an die elektrischen Maschinen 114 gekoppelt und stellt die Fähigkeit bereit, Energie bidirektional zwischen der Traktionsbatterie 124 und den elektrischen Maschinen 114 zu übertragen. Beispielsweise kann eine Traktionsbatterie 124 eine DC-Spannung bereitstellen, während die elektrischen Maschinen 114 mit einem Dreiphasenwechselstrom (three-phase alternating current - Dreiphasen-AC) betrieben werden können, um zu funktionieren. Das Leistungselektronikmodul 126 kann die DC-Spannung in einen Dreiphasen-AC-Strom umwandeln, um die elektrischen Maschinen 114 zu betreiben. In einem Regenerationsmodus kann das Leistungselektronikmodul 126 den Dreiphasen-AC-Strom von den elektrischen Maschinen 114, die als Generatoren wirken, in die DC-Spannung umwandeln, die mit der Traktionsbatterie 124 kompatibel ist.
Das Fahrzeug 112 kann einen Wandler für variable Spannungen (variable-voltage Converter - WC) (nicht gezeigt) beinhalten, der elektrisch zwischen der Traktionsbatterie 124 und dem Leistungselektronikmodul 126 gekoppelt ist. Der VVC kann ein DC/DC-Aufwärtswandler sein, der konfiguriert ist, um die durch die Traktionsbatterie 124 bereitgestellte Spannung zu erhöhen oder hochzusetzen. Durch Erhöhen der Spannung können Stromanforderungen gesenkt werden, was zu einer Verringerung des Verdrahtungsumfangs für das Leistungselektronikmodul 126 und die elektrischen Maschinen 114 führt. Ferner können die elektrischen Maschinen 114 mit besserer Effizienz und geringeren Verlusten betrieben werden.
Zusätzlich zu dem Bereitstellen von Antriebsenergie kann die Traktionsbatterie 124 an anderen elektrischen Fahrzeugsystemen Energie bereitstellen. Das Fahrzeug 112 kann ein DC/DC-Wandlermodul 128 beinhalten, das die Hochspannungs-DC-Ausgabe der Traktionsbatterie 124 in eine Niederspannungs-DC-Versorgung umwandelt, die mit Niederspannungsverbrauchern 152 des Fahrzeugs kompatibel ist. Ein Ausgang des DC/DC-Wandlermoduls 128 kann elektrisch an einen Niederspannungsbus 156 und an eine Hilfsbatterie 130 (z. B. eine 12-V-Batterie) gekoppelt sein, um die Hilfsbatterie 130 zu laden. Die Niederspannungssysteme 152 können elektrisch an den Niederspannungsbus 156 gekoppelt sein. Ein oder mehrere elektrische Verbraucher 146 können an den Hochspannungsbus gekoppelt sein. Die elektrischen Verbraucher 146 können eine zugeordnete Steuerung aufweisen, welche die elektrischen Verbraucher 146 gegebenenfalls betreibt und steuert. Zu Beispielen für elektrische Verbraucher 146 können ein Gebläse, ein elektrisches Heizelement und/oder ein Klimaanlagenkompressor gehören.
Das elektrifizierte Fahrzeug 112 kann konfiguriert sein, um die Traktionsbatterie 124 von einer externen Leistungsquelle 136 aufzuladen. Bei der externen Leistungsquelle 136 kann es sich um eine Verbindung zu einer Netzsteckdose handeln. Die externe Stromquelle 136 kann elektrisch an ein Ladegerät oder ein Versorgungsgerät für Elektrofahrzeuge (electric vehicle supply equipment - EVSE) 138 gekoppelt sein. Die externe Leistungsquelle 136 kann ein elektrisches Leistungsverteilungsnetz oder -netzwerk sein, wie es von einem Elektrizitätsversorgungsunternehmen bereitgestellt wird. Das EVSE 138 kann eine Schaltung und Steuerungen bereitstellen, um die Übertragung von Energie zwischen der Leistungsquelle 136 und dem Fahrzeug 112 zu regeln und zu verwalten. Die externe Leistungsquelle 136 kann elektrischen Strom als DC oder AC an dem EVSE 138 bereitstellen. Das EVSE 138 kann einen Ladestecker 140 zum Einstecken in einen Ladeanschluss 134 des Fahrzeugs 112 aufweisen. Bei dem Ladeanschluss 134 kann es sich um eine beliebige Art von Anschluss handeln, die konfiguriert ist, um Leistung von dem EVSE 138 zu dem Fahrzeug 112 zu übertragen. Der Ladeanschluss 134 kann elektrisch an ein Ladegerät oder ein bordeigenes Leistungswandlermodul 132 gekoppelt sein.
Die Schnittstelle des Ladeanschlusses 134 und des Ladeansteckers 140 kann Leiter zum Übertragen von Hochspannungsleistung zwischen dem EVSE 138 und einem Hochspannungs-DC-Bus des Fahrzeugs beinhalten. Die Schnittstelle kann ferner Signalleiter zum Übertragen von Niederspannungssignalen zwischen dem EVSE 138 und dem Fahrzeug beinhalten.
Das Leistungswandlermodul 132 kann die von dem EVSE 138 zugeführte Leistung konditionieren, um die richtigen Spannungs- und Strompegel an der Traktionsbatterie 124 bereitzustellen. Das Leistungswandlermodul 132 kann eine Schnittstelle mit dem EVSE 138 bilden, um die Zufuhr von Leistung an dem Fahrzeug 112 zu koordinieren. Der EVSE-Stecker 140 kann Stifte aufweisen, die mit entsprechenden Aussparungen des Ladeanschlusses 134 zusammenpassen. Alternativ können verschiedene Komponenten, die als elektrisch gekoppelt oder verbunden beschrieben sind, unter Verwendung einer drahtlosen induktiven Kopplung Leistung übertragen.
In einigen Konfigurationen kann das elektrifizierte Fahrzeug 112 konfiguriert sein, um Leistung an einem externen Verbraucher bereitzustellen. Beispielsweise kann das elektrifizierte Fahrzeug konfiguriert sein, um als ein Notstromaggregat oder eine Steckdose betrieben zu werden. Bei solchen Anwendungen kann ein Verbraucher mit dem EVSE-Stecker 140 oder einem anderen Ausgang verbunden sein. Das elektrifizierte Fahrzeug 112 kann konfiguriert sein, um Leistung zu der Leistungsquelle 136 zurückzuführen. Beispielsweise kann das elektrifizierte Fahrzeug 112 konfiguriert sein, um Wechselstrom-(alternating current - AC-)Leistung an dem Stromnetz bereitzustellen. Die Spannung, die von dem elektrifizierten Fahrzeug zugeführt wird, kann mit der Stromleitung synchronisiert sein.
Eine oder mehrere Radbremsen 144 können bereitgestellt sein, um das Fahrzeug 112 abzubremsen und eine Bewegung des Fahrzeugs 112 zu verhindern. Die Radbremsen 144 können hydraulisch betätigt, elektrisch betätigt oder eine Kombination davon sein. Die Radbremsen 144 können Teil eines Bremssystems 150 sein. Das Bremssystem 150 kann weitere Komponenten beinhalten, um die Radbremsen 144 zu betätigen. Der Einfachheit halber bildet die Figur eine einzelne Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und einer der Radbremsen 144 ab. Eine Verbindung zwischen dem Bremssystem 150 und den weiteren Radbremsen 144 wird impliziert. Das Bremssystem 150 kann eine Steuerung beinhalten, um das Bremssystem 150 zu überwachen und zu koordinieren. Das Bremssystem 150 kann die Bremskomponenten überwachen und die Radbremsen 144 zum Abbremsen des Fahrzeugs steuern. Das Bremssystem 150 kann auf Fahrerbefehle reagieren und kann außerdem autonom betrieben werden, um Funktionen, wie etwa eine Stabilitätskontrolle, umzusetzen. Die Steuerung des Bremssystems 150 kann ein Verfahren zum Aufbringen einer angeforderten Bremskraft umsetzen, wenn dies von einer weiteren Steuerung oder Unterfunktion angefordert wird.
Elektronische Module in dem Fahrzeug 112 können über ein oder mehrere Fahrzeugnetzwerke kommunizieren. Das Fahrzeugnetzwerk kann eine Vielzahl von Kommunikationskanälen beinhalten. Ein Kanal des Fahrzeugnetzwerks kann ein serieller Bus sein, wie etwa ein Controller Area Network (CAN). Einer der Kanäle des Fahrzeugnetzwerks kann ein Ethernet-Netzwerk laut der Definition durch die Normengruppe 802 des Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) beinhalten. Zusätzliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks können diskrete Verbindungen zwischen Modulen beinhalten und können Leistungssignale von der Hilfsbatterie 130 beinhalten. Unterschiedliche Signale können über unterschiedliche Kanäle des Fahrzeugnetzwerks übertragen werden. Beispielsweise können Videosignale über einen Hochgeschwindigkeitskanal (z. B. Ethernet) übertragen werden, während Steuersignale über ein CAN oder diskrete Signale übertragen werden können. Das Fahrzeugnetzwerk kann beliebige Hardware- und Softwarekomponenten beinhalten, die eine Übertragung von Signalen und Daten zwischen Modulen unterstützen. Das Fahrzeugnetzwerk ist in 1 nicht gezeigt; jedoch kann davon ausgegangen werden, dass das Fahrzeugnetzwerk mit jedem beliebigen Elektronikmodul verbunden werden kann, das in dem Fahrzeug 112 vorhanden ist. Eine Fahrzeugsystemsteuerung (vehicle system controller - VSC) 148 kann vorhanden sein, um den Betrieb der verschiedenen Komponenten zu koordinieren.
Für die beste Reichweite oder Kraftstoffeffizienz kann das elektrifizierte Fahrzeug 112 die Traktionsbatterie 124 von einer externen Quelle aufladen, wenn es nicht gefahren wird. Es kann wünschenswert sein, die Traktionsbatterie 124 in so kurzer Zeit wie möglich zu laden. Das Ladesystem kann konfiguriert sein, um das Laden der Traktionsbatterie 124 zu verwalten, um eine volle Ladung in kürzester Zeit sicherzustellen.
Der Ladezyklus kann eine Interaktion zwischen bordeigenen und nicht bordeigenen Komponenten erforderlich machen, um Operationen zum Laden der Traktionsbatterie 124 zu synchronisieren. 2 bildet ein Blockdiagramm einer möglichen Konfiguration für ein Fahrzeugladesystem ab. Das Ladesystem kann ein Batterieverwaltungssystem 202 beinhalten. Das Batterieverwaltungssystem 202 kann Komponenten und Schaltungen zum Verwalten des Betriebs der Traktionsbatterie 124 beinhalten. Das Batterieverwaltungssystem 202 kann ein Batterieenergiesteuermodul (Battery Energy Control Module - BECM) 210 beinhalten. Das BECM kann eine Steuerung sein, die konfiguriert ist, um einen Betrieb der Traktionsbatterie 124 zu steuern. Der Betrieb der Traktionsbatterie 124 beinhaltet Laden und Entladen. Das Batterieverwaltungssystem 202 kann einen Batteriespannungssensor 212 beinhalten, der konfiguriert ist, um eine Spannung über Anschlüsse der Traktionsbatterie 124 zu messen.
Der Batteriespannungssensor 212 kann ein Widerstandsnetzwerk sein, das ein Signal bereitstellt, das die Spannung über die Anschlüsse der Traktionsbatterie 124 anzeigt. Das BECM 210 kann Komponenten und Schaltungen beinhalten, um das BECM 210 von Hochspannungsleistung zu isolieren. Das BECM 210 kann ferner Komponenten zum Skalieren und Filtern des Batteriespannungssignals zur Umwandlung in eine digitale Form beinhalten. Das BECM 210 kann Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) zum Umwandeln des Analogsignals in einen Digitalwert beinhalten. Die Auflösung des Digitalwerts kann eine Funktion aus der Auflösung des A/D-Wandlers und dem Spannungsbereich des Analogsignals sein. Das Batteriespannungssignal kann zum Verwalten des Betriebs der Traktionsbatterie 124 verwendet werden.
Das Batterieverwaltungssystem 202 kann ferner Sensormodule beinhalten, die konfiguriert sind, um Batteriezelleneigenschaften für einzelne oder Gruppen von Batteriezellen zu messen, aus denen die Traktionsbatterie 124 besteht. Die Sensormodule können Spannungs-, Strom- und Temperatursensoren beinhalten, um Betriebsdaten für die Batteriezellen bereitzustellen. Beispielsweise kann die Traktionsbatterie 124 aus N in Reihe geschalteten Batteriezellen bestehen. Die Sensormodule können Strom, Spannung und Temperatur messen, die jeder der N Batteriezellen zugeordnet sind. In weiteren Konfigurationen kann eine Teilmenge der Batteriezellen überwacht werden. Die Sensormodule können mit dem BECM 210 in Kommunikation stehen.
Das Ladesystem kann ein Ladegerät 204 beinhalten. Das Ladegerät 204 kann Komponenten beinhalten, die sich an Bord des Fahrzeugs und/oder außerhalb des Fahrzeugs befinden. Das Ladegerät 204 kann einen Leistungswandler 206 beinhalten, der konfiguriert ist, um Hochspannungsleistung an der Traktionsbatterie 124 bereitzustellen. Beispielsweise kann der Leistungswandler 206 konfiguriert sein, um eine AC-Leistungseingabe in eine DC-Leistungsausgabe für die Traktionsbatterie 124 umwandelt. Der Leistungswandler 206 kann elektrisch an eine externe Quelle gekoppelt sein. Das Ladegerät 204 kann eine Ladesteuerung 208 beinhalten, die konfiguriert ist, um einen Betrieb des Leistungswandlers 206 zu steuern. Das Ladegerät 204 kann einen Ladegerät-Spannungssensor 214 beinhalten. Das Ladegerät 204 kann so beschrieben werden, dass es Merkmale des EVSE 138, des Ladesteckers 140, des Ladeanschlusses 134 und des Leistungswandlermoduls 132 beinhaltet, wie in 1 abgebildet. Der Leistungswandler 206 kann Merkmale des EVSE 138 und des Leistungswandlermoduls 132 aus 1 einschließen. Verschiedene Merkmale des Leistungswandlers 206 können bordeigenen oder nicht bordeigenen Komponenten zugewiesen sein, die über den Ladestecker 140 und den Ladeanschluss 138 angeschlossen sind. Bei drahtlosen Leistungsübertragungssystemen können die bordeigenen und nicht bordeigenen Komponenten durch eine Ladegerät-Sendespule und eine Fahrzeug-Empfangsspule verbunden sein.
Der Ladegerät-Spannungssensor 214 kann ein Widerstandsnetzwerk sein, das ein Signal bereitstellt, das die Spannung über die Anschlüsse an dem Ausgang des Leistuneswandlers 206 anzeigt. Die Ladesteuerung 208 kann Komponenten und Schaltungen beinhalten, um die Ladesteuerung 208 von Hochspannung zu isolieren. Die Ladesteuerung 208 kann ferner Komponenten zum Skalieren und Filtern des Ausgangsspannungssignals des Ladegeräts zur Umwandlung in eine digitale Form beinhalten. Die Ladesteuerung 208 kann Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler) zum Umwandeln des Analogsignals in einen Digitalwert beinhalten. Die Auflösung des Digitalwerts kann eine Funktion aus der Auflösung des A/D-Wandlers und dem Spannungsbereich des Analogsignals sein. Das Ausgangsspannungssignal des Ladegeräts kann zum Verwalten des Betriebs des Leistungswandlers 206 verwendet werden. Es ist zu beachten, dass sich die Auflösung der digitalen Signale zwischen dem BECM 210 und der Ladesteuerung 208 unterscheiden kann.
Das BECM 210 und die Ladesteuerung 208 können über eine Kommunikationsverbindung 216 kommunizieren. In Fällen, in denen das Ladegerät 204 ein bordeigenes Ladegerät ist, kann die Kommunikationsverbindung 216 über das Fahrzeugnetzwerk erfolgen. In Fällen, in denen das Ladegerät 204 ein nicht bordeigenes Ladegerät ist, kann die Kommunikationsverbindung 216 Teil einer elektrischen Verbindung sein, die durch die Schnittstelle zwischen dem EVSE-Stecker 140 und dem Ladeanschluss 134 definiert ist. In nicht bordeigenen Konfigurationen kann die Kommunikationsverbindung 216 ein drahtloser Kommunikationskanal sein. Der drahtlose Kommunikationskanal kann drahtloses Ethernet und Bluetooth beinhalten.
Während des Ladens kann das BECM 210 die Traktionsbatteriespannung durch Abtasten des Batteriespannungssensors 212 überwachen. Das BECM 210 kann programmiert sein, um einen Ladezustand der Traktionsbatterie 124 zu überwachen. Das BECM 210 kann Batterieströme und -temperaturen überwachen und diese Variablen bei der Spannungspegelbestimmung verwenden. Das BECM 210 kann den Spannungspegel bestimmen, bei dem die Traktionsbatterie 124 geladen werden soll. Das BECM 210 kann eine Spannungsanforderung an der Ladesteuerung 208 ausgeben. Die Spannungsanforderung kann über den Kommunikationskanal 216 gesendet werden. Die Ladesteuerung 208 kann die Spannungsanforderung empfangen und die Ausgangsspannung des Ladegeräts steuern, um die Spannungsanforderung zu erzielen. Die Spannungsanforderung kann ein Spannungspegel sein, bei dem die Traktionsbatterie 124 vollständig geladen ist. Der Vollladespannungspegel der Batterie kann ein Spannungspegel sein, bei dem die Traktionsbatterie 124 einen Ladezustand von einhundert Prozent erreicht hat. Der Vollladespannungspegel der Batterie kann ein konstanter Wert sein, der aus den Parametern der Traktionsbatterie 124 abgeleitet wird.
Beispielsweise kann die Traktionsbatterie 124 durch eine Spannungs-/Ladezustandskurve gekennzeichnet sein, die aus Testdaten abgeleitet werden kann. Der Vollladepegel der Batterie kann auch aus einer Vollladespannung der Batterie multipliziert mit der Anzahl der in Reihe geschalteten Batteriezellen in der Traktionsbatterie 124 abgeleitet werden.
Die Ladesteuerung 208 kann programmiert sein, um die Spannungsanforderung zu empfangen. Die Ladesteuerung 208 kann die Ausgangsspannung des Ladegeräts steuern, um die Spannungsanforderung zu erzielen. Die Ladesteuerung 208 kann einen Betrieb des Leistungswandlers 206 steuern, um die Ausgangsspannung des Ladegeräts einzustellen, um die angeforderte Spannung zu erreichen. Die Ladesteuerung 208 kann ferner den Leistungswandler 206 innerhalb vorbestimmter Stromgrenzen betreiben. Die Ladesteuerung 208 kann die Ausgangsspannung des Ladegeräts steuern, um zu verhindern, dass der Ladestrom eine maximale Stromgrenze überschreitet. Die maximale Stromgrenze kann eine Funktion aus der Leistungsfähigkeit der Traktionsbatterie 124 und/oder der Leistungsfähigkeit anderer Komponenten in dem Ladesystem sein. Während Zeiträumen, in denen der Ladestrom begrenzt ist, kann die Ausgangsspannung des Ladegeräts auf einem Spannungspegel liegen, der geringer ist als die Spannungsanforderung. Beispielsweise kann die Traktionsbatteriespannung bei niedrigeren Ladezuständen deutlich unter der Spannungsanforderung liegen. Das Anlegen der Spannungsanforderung, bei der es sich um den Vollladespannungspegel der Batterie handelt, kann dazu führen, dass ein großer Strom durch das System fließt. Die Ladesteuerung 208 kann den Leistungswandler 206 so betreiben, dass die Ausgangsspannung des Ladegeräts nicht mehr als die maximale Stromgrenze liefert. Mit zunehmendem Ladezustand der Batterie kann die Batteriespannung ansteigen und kann die Ausgangsspannung des Ladegeräts erhöht werden, um die Spannungsanforderung im Laufe der Zeit zu erzielen, wobei die Strombegrenzungen beibehalten werden.
Die Ladesteuerung 208 kann programmiert sein, um die Ausgangsspannung des Ladegeräts durch Abtasten des Ladegerät-Spannungssensors 214 in vorbestimmten Intervallen zu messen. Die Ladesteuerung 208 kann programmiert sein, um den gemessenen Ausgangsspannungswert des Ladegeräts über den Kommunikationskanal 216 an dem BECM 210 auszugeben. Das BECM 210 kann programmiert sein, um den Ausgangsspannungswert des Ladegeräts zu empfangen.
Das BECM 210 kann die Spannungsanforderung über den Kommunikationskanal 216 ausgeben. Wie beschrieben, kann die Ausgangsspannung des Ladegeräts gesteuert werden, um die Spannungsanforderung zu erzielen. Probleme können auftreten, wenn die Spannungsmessungen durch Messfehler beeinflusst werden. Das heißt, wenn der Batteriespannungssensor 212 und der Ladegerät-Ausgangsspannungssensor 214 unterschiedliche Spannungen aufgrund von Rauschen, Messfehlern, Auflösung und/oder Offset-Problemen messen. Diese Probleme sind bei höheren Batterieladezuständen zu beobachten. Wenn die Spannungsanforderung auf den Vollladespannungspegel der Batterie eingestellt ist, wird erwartet, dass sich die Batteriespannung dem Vollladespannungspegel der Batterie nähert. Wenn sich die Batteriespannung dem Vollladespannungspegel der Batterie nähert, kann der Strom abnehmen. Im Fall, dass keine Messfehler vorliegen, verursacht dies keine Probleme.
Aufgrund von Messfehlern entspricht die Ausgangsspannung des Ladegeräts jedoch möglicherweise nicht der tatsächlichen Vollladespannung der Batterie. In einigen Fällen kann die Ausgangsspannung des Ladegeräts unter der Vollladespannung der Batterie liegen. In diesem Fall kann der Strom vorzeitig abnehmen und kann die Vollladespannung der Batterie unter Umständen nicht so schnell erreicht werden. Dies führt dazu, dass ein geringer Strom fließt, um die Traktionsbatterie 124 zu laden. Infolgedessen kann sich die Ladezeit verlängern.
Beispielsweise kann die Batteriespannungsmessung einige Volt unter der Ausgangsspannungsmessung des Ladegeräts liegen. Bei höheren Ladezuständen liegt die Spannungsanforderung jedoch unter Umständen nur einige Volt über der Batteriespannungsmessung. Dies kann dazu führen, dass der Ladestrom niedriger ist als gewünscht. In diesem Fall ist der Ladestrom unter Umständen zu niedrig, was zu einem übermäßig langen Ladezyklus führen kann. Daher können durch ein Ausgleichen des Ladesystems gegenüber Auswirkungen von Messfehlern die Ladezeiten verbessert werden.
Ladegerät-Messfehler können im Bereich von zwei Prozent liegen. Der Fehler kann von der Konstruktion des Ladegeräts und von Toleranzen der Komponenten abhängig sein. Ferner können eine Vielzahl von Faktoren den Messfehler beeinflussen. Umgebungsfaktoren können den Messfehler beeinflussen. Ein fester Messfehler kann daher nicht angenommen werden. Ein System, das den Spannungsmessfehler lernt, kann einen Ausgleich ermöglichen und die Ladezeiten verbessern.
Verfahren zum Ausgleichen des Ladesystems gegenüber Messfehlern sind hierin offenbart. Ein erstes Verfahren kann als statische Auswertung bezeichnet werden. Das BECM 210 kann die statische Auswertung immer dann ausführen, wenn die Spannungsanforderung berechnet wird. Die statische Auswertung berechnet einen Messfehler als Differenz zwischen einer von dem Ladegerät gemeldeten Ausgangsspannung und einer von der Batterie gemessenen Klemmenspannung. Der Messfehler kann auf nicht weniger als null begrenzt werden. Das heißt, der Messfehler darf unter Umständen nicht unter null fallen.
Ein zweites Verfahren kann als Auswertung eines laufenden Mittelwerts bezeichnet werden. Das BECM 210 kann die Auswertung des laufenden Mittelwerts immer dann ausführen, wenn die Spannungsanforderung berechnet wird. Die Auswertung des laufenden Mittelwerts kann den Spannungsmessfehler als gefilterte Version der Differenz zwischen der von dem Ladegerät gemeldeten Ausgangsspannung und der von der Batterie gemessenen Klemmspannung berechnen. Die Differenz kann auf nicht weniger als null begrenzt werden. Die Formel kann wie folgt ausgedrückt werden: $E (k + 1) = α * E (k) + (1 - α) * m a x (V_{c} - V_{b},0)$
wobei E(k) der Spannungsmessfehler ist, der während des vorangehenden Zeitzyklus ausgewertet wurde, V_c die Spannungsmessung des Ladegeräts ist, V_b die Batteriespannungsmessung ist und α ein Vergessensfaktor ist, bei dem der Messfehler vorangehende Fehler vergisst. Der Vergessensfaktor kann ein Wert zwischen 0 und 1 (oder 0 und 100 %) sein. Die Formel filtert den geschätzten Fehler und unterstützt ein Verhindern von häufigen Änderungen, auf die das Ladegerät unter Umständen nicht reagieren kann. Der geschätzte Spannungsmessfehler kann eine Summe aus einem ersten vorbestimmten Prozentsatz (& agr;) des vorangehend geschätzten Spannungsmessfehlers und einem zweiten vorbestimmten Prozentsatz (1 & agr;) einer Differenz zwischen dem Ausgangsspannungswert des Ladegeräts und der gemessenen Traktionsbatteriespannung sein. In dieser Formulierung beträgt die Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einhundert Prozent. Der Term max (V_c - V_b, 0) begrenzt die Differenz auf nicht weniger als null. In einigen Konfigurationen kann der Term max(V_c - V_b, 0) durch die folgende Differenz ersetzt werden: V_c - V_b.
Die Spannungsanforderung kann auf Grundlage eines Spannungsmessfehlers eingestellt werden, wie durch die statische Auswertung oder die Auswertung eines laufenden Mittelwerts bestimmt. Die Spannungsanforderung kann eine Summe aus einer Vollladespannung der Batterie und dem Spannungsmessfehler sein. Die Vollladespannung der Batterie kann ein Spannungswert sein, der angibt, wann die Batterie vollständig geladen ist. Die Vollladespannung der Batterie kann ein konstanter Wert sein, der von der Konfiguration der Traktionsbatterie abhängig ist. In einigen Konfigurationen kann die Vollladespannung der Batterie ein Produkt aus einer Vollladespannung einer Batteriezelle und einer Anzahl von Batteriezellen in der Traktionsbatterie sein.
Die Auswahl der statischen Bewertung oder der Auswertung eines laufenden Mittelwerts kann von verschiedenen Faktoren abhängig sein. Wenn die Messrauscheigenschaften einen sich langsam ändernden Messfehler oder geringe Änderungen des Messfehlers anzeigen, kann die statische Auswertung ausgewählt werden. Wenn die Messrauscheigenschaften einen sich schnell ändernden Messfehler oder große Schwankungen des Messfehlers anzeigen, kann die Auswertung eines laufenden Mittelwerts ausgewählt werden. Die Reaktionszeit des Ladegeräts kann ebenfalls in die Auswahl einbezogen werden. Wenn beispielsweise die erwartete Änderungsrate des Messfehlers eine vorbestimmte Rate überschreitet, bei der es sich um eine maximale Ladungsreaktionsrate handelt, kann die Auswertung eines laufenden Mittelwerts ausgewählt werden. Dies verhindert, dass das System versucht, das Ladegerät zu betreiben, um auf eine Änderung zu reagieren, die es nicht erfüllen kann.
Die Auswahl zwischen der statischen Auswertung und der Auswertung eines laufenden Mittelwerts kann in Echtzeit erfolgen. Beispielsweise kann die Standardstrategie die statische Auswertung sein. Die Änderungsrate oder Ableitung des geschätzten Spannungsmessfehlers kann berechnet und überwacht werden. Wenn die Ableitung eine vorbestimmte Rate überschreitet, kann das System unter Verwendung der Auswertung eines laufenden Mittelwerts umgeschaltet werden.
Durch Hinzufügen des Spannungsmessfehlers zu der Spannungsanforderung wird die Spannungsanforderung erhöht, wodurch die Ausgangsspannung des Ladegeräts erhöht wird. Dies ermöglicht, dass die Traktionsbatterie 124 auf einem höheren Pegel geladen wird, sodass eine vollständige Ladung in einer kürzeren Zeit erzielt wird.
3 bildet ein Ablaufdiagramm einer ersten Sequenz 300 von Operationen ab, die in dem BECM 210 umgesetzt sein können. Bei Operation 302 kann das BECM 210 die Ausgangsspannung des Ladegeräts von der Ladesteuerung 208 empfangen. Bei Operation 304 kann das BECM 210 die Traktionsbatteriespannung durch Abtasten des Batteriespannungssensors 212 messen. Bei Operation 306 kann das BECM 210 den Spannungsmessfehler wie vorangehend beschrieben auswerten. Beispielweise kann die Auswertung unter Verwendung eines statischen Auswertungsverfahrens oder eines Verfahrens zur Auswertung eines laufenden Mittelwerts, wie beschrieben, durchgeführt werden. Bei Operation 308 kann das BECM 201 die Spannungsanforderung an der Ladesteuerung 208 ausgeben.
4 bildet ein Ablaufdiagramm für eine zweite Sequenz 400 von Operationen ab, die in der Ladesteuerung 208 umgesetzt werden können. Bei Operation 402 kann die Ladesteuerung 208 die Spannungsanforderung von dem BECM 210 empfangen. Bei Operation 404 kann die Ladesteuerung 208 die Ausgangsspannung des Ladegeräts durch Abtasten des Ladegerät-Spannungssensors 214 messen. Bei Operation 406 kann die Ladesteuerung 208 den Ausgangsspannungswert des Ladegeräts an dem Kommunikationskanal 216 ausgeben. Bei Operation 408 kann die Ladesteuerung 208 den Leistungswandler 206 betreiben, um die Spannungsanforderung zu erzielen.
Das beschriebene System und die beschriebenen Verfahren verbessern die Ladezeit der Traktionsbatterie bei Vorhandensein von Spannungsmessfehlern. Das System verringert die Wahrscheinlichkeit, dass die Ladespannung zu einem niedrigen Ladestrom führt.
Die hierin offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein/davon umgesetzt werden, die/der eine beliebige bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. In ähnlicher Weise können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die von einer Steuerung oder einem Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, darunter unter anderem Informationen, die permanent auf nicht beschreibbaren Speichermedien, wie etwa ROM-Vorrichtungen, gespeichert sind, und Informationen, die veränderbar auf beschreibbaren Speichermedien, wie etwa Disketten, Magnetbändern, CDs, RAM-Vorrichtungen und weiteren magnetischen und optischen Medien, gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren und Algorithmen können außerdem in einem von Software ausführbaren Objekt umgesetzt sein. Alternativ können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen ganz oder teilweise unter Verwendung geeigneter Hardwarekomponenten, wie etwa anwendungsspezifischer integrierter Schaltungen (Application Specific Integrated Circuits - ASICs), feldprogrammierbarer Gate-Anordnungen (Field-Programmable Gate Arrays - FPGAs), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, ausgeführt sein.
Wenngleich vorstehend beispielhafte Ausführungsformen beschrieben sind, sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen beschreiben, welche durch die Ansprüche eingeschlossen sind. Stattdessen sind die in der Beschreibung verwendeten Worte eher Worte der Beschreibung als der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne von Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie vorangehend beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht explizit beschrieben oder dargestellt sind. Wenngleich verschiedene Ausführungsformen gegenüber anderen Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik hinsichtlich einer oder mehrerer gewünschter Eigenschaften als vorteilhaft oder bevorzugt beschrieben sein können, erkennt der Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erzielen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Diese Attribute können unter anderem Folgendes einschließen: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Wartbarkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, einfache Montage usw. Daher liegen Ausführungsformen, welche in Bezug auf eine oder mehrere Eigenschaften als weniger wünschenswert als andere Ausführungsformen oder Umsetzungen nach dem Stand der Technik beschrieben werden, nicht außerhalb des Umfangs der Offenbarung und können für bestimmte Anwendungen wünschenswert sein.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: ein Ladegerät, das konfiguriert ist, um eine Ausgangsspannung einzustellen, um eine Spannungsanforderung zu erfüllen, und eine gemessene Ausgangsspannung auszugeben, eine Traktionsbatterie und eine Steuerung, die programmiert ist, um eine Klemmspannung der Traktionsbatterie zu messen und die gemessene Ausgangsspannung zu empfangen sowie um die Spannungsanforderung als eine Summe aus einer Vollladespannung und einem geschätzten Spannungsmessfehler zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmenspannung auszugeben.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert, um den geschätzten Spannungsmessfehler als eine Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmspannung zu schätzen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert, um die Differenz auf nicht weniger als null zu begrenzen.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert, um den geschätzten Spannungsmessfehler als eine Summe aus einem ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend geschätzten Spannungsmessfehlers und einem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmspannung zu schätzten.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert, um die Differenz auf nicht weniger als null zu begrenzen.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einhundert Prozent.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Batterieverwaltungssystem bereitgestellt, das eine Steuerung aufweist, die programmiert ist, um einen Spannungswert eines Ladegeräts von einem Ladegerät zu empfangen, eine Traktionsbatteriespannung während eines Ladens zu messen und eine Spannungsanforderung an dem Ladegerät auszugeben, die eine Summe aus einer vorbestimmten Spannung und einem geschätzten Messfehler ist, der einen ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend geschätzten Messfehlers und einen zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen dem Spannungswert des Ladegeräts und der Traktionsbatteriespannung beinhaltet.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt der erste vorbestimmte Prozentsatz null und beträgt der zweite vorbestimmte Prozentsatz einhundert Prozent.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einhundert Prozent.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner programmiert, um den geschätzten Messfehler als eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz des vorangehend geschätzten Messfehlers und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz der Differenz zwischen dem Spannungswert des Ladegeräts und der Traktionsbatteriespannung zu erzeugen, wobei die Summe auf nicht weniger als null begrenzt ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorbestimmte Spannung ein Spannungspegel, bei dem eine durch die Traktionsbatteriespannung dargestellte Traktionsbatterie vollständig geladen ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die vorbestimmte Spannung ein Produkt aus einer Vollladespannung einer Batteriezelle und einer Anzahl von Zellen in einer Traktionsbatterie, die von der Steuerung gesteuert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Verfahren Betreiben eines Ladegeräts zum Ansteuern einer Ausgangsspannung des Ladegeräts, um eine von einer Steuerung empfangene Spannungsanforderung zu erfüllen, und Empfangen einer gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts von dem Ladegerät durch die Steuerung und Ausgeben der Spannungsanforderung an dem Ladegerät als eine Summe aus einem Vollladewert der Batterie und einem Spannungsmessfehler zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und einer gemessenen Batteriespannung.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Schätzen des Spannungsmessfehlers durch die Steuerung als eine Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Begrenzen des Spannungsmessfehlers durch die Steuerung auf nicht weniger als null gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Schätzen des Spannungsmessfehlers durch die Steuerung als eine Summe aus einem ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend ausgegebenen Spannungsmessfehlers und einem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Begrenzen der Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung durch die Steuerung auf nicht weniger als null gekennzeichnet.
Gemäß einer Ausführungsform beträgt eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einhundert Prozent.
Gemäß einer Ausführungsform ist der Vollladewert der Batterie eine Spannung, bei der eine entsprechende Batterie vollständig geladen ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Erfindung ferner durch Schätzen des Spannungsmessfehlers als eine Summe aus einem ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend ausgegebenen Spannungsmessfehlers und einem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung durch die Steuerung und als Reaktion darauf gekennzeichnet, dass eine Änderungsrate der Differenz eine vorbestimmte Rate überschreitet.

Claims

Fahrzeug, umfassend: ein Ladegerät, das konfiguriert ist, um eine Ausgangsspannung einzustellen, um eine Spannungsanforderung zu erfüllen, und eine gemessene Ausgangsspannung auszugeben; eine Traktionsbatterie; und eine Steuerung, die programmiert ist, um eine Klemmenspannung der Traktionsbatterie zu messen und die gemessene Ausgangsspannung zu empfangen sowie um die Spannungsanforderung als eine Summe aus einer Vollladespannung und einem geschätzten Spannungsmessfehler zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmenspannung auszugeben.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um den geschätzten Spannungsmessfehler als eine Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmspannung zu schätzen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um die Differenz auf nicht weniger als null zu begrenzen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um den geschätzten Spannungsmessfehler als eine Summe aus einem ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend geschätzten Spannungsmessfehlers und einem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung und der Klemmspannung zu schätzten .
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um die Differenz auf nicht weniger als null zu begrenzen.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einhundert Prozent beträgt.
Batterieverwaltungssystem, umfassend: eine Steuerung, die programmiert ist, um einen Spannungswert eines Ladegeräts von einem Ladegerät zu empfangen, eine Traktionsbatteriespannung während eines Ladens zu messen und eine Spannungsanforderung an dem Ladegerät auszugeben, die eine Summe aus einer vorbestimmten Spannung und einem geschätzten Messfehler ist, der einen ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend geschätzten Messfehlers und einen zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen dem Spannungswert des Ladegeräts und der Traktionsbatteriespannung beinhaltet.
Batterieverwaltungssystem nach Anspruch 7, wobei der erste vorbestimmte Prozentsatz null beträgt und der zweite vorbestimmte Prozentsatz einhundert Prozent beträgt.
Batterieverwaltungssystem nach Anspruch 7, wobei eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einhundert Prozent beträgt.
Batterieverwaltungssystem nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner programmiert ist, um den geschätzten Messfehler als eine Summe aus dem ersten vorbestimmten Prozentsatz des vorangehend geschätzten Messfehlers und dem zweiten vorbestimmten Prozentsatz der Differenz zwischen dem Spannungswert des Ladegeräts und der Traktionsbatteriespannung zu erzeugen, wobei die Summe auf nicht weniger als null begrenzt ist.
Batterieverwaltungssystem nach Anspruch 7, wobei die vorbestimmte Spannung ein Spannungspegel ist, bei dem eine durch die Traktionsbatteriespannung dargestellte Traktionsbatterie vollständig geladen ist.
Batterieverwaltungssystem nach Anspruch 7, wobei die vorbestimmte Spannung ein Produkt aus einer Vollladespannung einer Batteriezelle und einer Anzahl von Zellen in einer Traktionsbatterie ist, die von der Steuerung gesteuert werden.
Verfahren, umfassend: Betreiben eines Ladegeräts, um eine Ausgangsspannung des Ladegeräts anzusteuern, um eine von einer Steuerung empfangene Spannungsanforderung zu erfüllen; und Empfangen einer gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts von dem Ladegerät durch die Steuerung und Ausgeben der Spannungsanforderung an dem Ladegerät als eine Summe aus einem Vollladewert der Batterie und einem Spannungsmessfehler zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und einer gemessenen Batteriespannung.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend Schätzen des Spannungsmessfehlers durch die Steuerung als eine Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend Schätzen des Spannungsmessfehlers durch die Steuerung als eine Summe aus einem ersten vorbestimmten Prozentsatz eines vorangehend ausgegebenen Spannungsmessfehlers und einem zweiten vorbestimmten Prozentsatz einer Differenz zwischen der gemessenen Ausgangsspannung des Ladegeräts und der gemessenen Batteriespannung.