DE102019127987A1

DE102019127987A1 - Rücksetzung eines batterieladezustands

Info

Publication number: DE102019127987A1
Application number: DE102019127987.9A
Authority: DE
Inventors: Yuan Zhang; Rui Wang; Xu Wang
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2018-10-18
Filing date: 2019-10-16
Publication date: 2020-04-23
Also published as: US10737584B2; US20200122584A1; CN111071100A

Abstract

Diese Offenbarung stelle eine Rücksetzung eines Batterieladezustands bereit. Ein System für ein Fahrzeug, das eine Traktionsbatterie, elektrische Lasten und eine Steuerung beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs die Lasten zu aktivieren, sodass der von einem Ladegerät ausgegebene Ladestrom von den Lasten verbraucht wird und der in die Batterie eingegebene Ladestrom sich Null nähert, um einen Ladezustand (State of Charge, SOC) der Batterie zu aktualisieren, und die Lasten beim Abschluss der Aktualisierung zu deaktivieren, sodass ein Ladestrom, der in die Batterie eingegeben wird, sich erhöht.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Zurücksetzen eines Batterieladezustands (SOC).
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ein Hybrid- oder ein Elektrofahrzeug kann mit wenigstens einer Traktionsbatterie ausgestattet sein, die dazu konfiguriert ist, Energie für den Antrieb bereitzustellen. Die Traktionsbatterie kann zudem Energie für andere elektrische Fahrzeugkomponenten bereitstellen. Zum Beispiel kann die Traktionsbatterie Energie auf Hochspannungslasten, wie etwa Verdichter und elektrische Heizelemente, übertragen. In einem anderen Beispiel kann die Traktionsbatterie Niederspannungslasten Energie bereitstellen.
KURZDARSTELLUNG
Ein System für ein Fahrzeug, das eine Traktionsbatterie, elektrische Lasten und eine Steuerung beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs die Lasten zu aktivieren, sodass der von einem Ladegerät ausgegebene Ladestrom von den Lasten verbraucht wird und der in die Batterie eingegebene Ladestrom sich Null nähert, um einen Ladezustand (State of Charge, SOC) der Batterie zu aktualisieren, und die Lasten beim Abschluss der Aktualisierung zu deaktivieren, sodass ein Ladestrom, der in die Batterie eingegeben wird, sich erhöht.
Ein Ladesystem für ein Fahrzeug, das eine Steuerung beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs einen von einem Ladegerät ausgegebenen Ladestrom auf einen Wert ungleich null zu verringern, sodass ein in eine Traktionsbatterie eingegebener Ladestrom sich Null nähert, um einen Ladezustandswert der Batterie zu aktualisieren, und beim Abschluss der Aktualisierung den von dem Ladegerät ausgegebenen Ladestrom zu erhöhen, sodass der in die Batterie eingegebene Ladestrom sich erhöht.
Ein System für ein Fahrzeug, das eine Traktionsbatterie und einen Klimaanlagenverdichter und eine Steuerung beinhaltet, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs eine Batterieladegerätausgabe zu verringern, sodass die Ausgabe von dem Verdichter verbraucht wird und nicht die Batterie auflädt, um einen Wert eines Ladezustands (SOC) der Batterie zu aktualisieren, und beim Abschluss der Aktualisierung die Ausgabe zu erhöhen, um die Batterie aufzuladen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm eines Plugin-Hybrid-Elektrofahrzeugs (plug-in hybrid electric vehicle - PHEV), das einen üblichen Antriebsstrang und Energiespeicherkomponenten veranschaulicht;
Die 2A-2B sind Blockdiagramme, die beispielhafte Fahrzeugsystemleistungsverteilungssysteme veranschaulichen;
3 ist ein Ablaufdiagramm, das einen Algorithmus für eine durch ein Ereignis ausgelöste Initiierung einer OCV-SOC-Rücksetzung veranschaulicht, und
Die 4 und 5 sind Ablaufdiagramme, die Algorithmen zum Durchführen einer OCV-SOC-Rücksetzung während eines aktiven Batterieladens veranschaulichen.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden im vorliegenden Zusammenhang 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 unbedingt maßstabsgetreu; einige Merkmale könnten vergrößert oder verkleinert dargestellt sein, um Details bestimmter Komponenten zu zeigen. Demnach sind hierin offenbarte konkrete strukturelle und funktionelle Details nicht als einschränkend auszulegen, sondern lediglich als repräsentative Grundlage, um den Fachmann die vielfältige Verwendung der vorliegenden Erfindung zu lehren. Der Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass verschiedene Merkmale, die in Bezug auf eine beliebige der Figuren veranschaulicht und beschrieben werden, mit Merkmalen kombiniert werden können, die in einer oder mehreren anderen Figuren veranschaulicht sind, um Ausführungsformen zu erzeugen, die nicht explizit veranschaulicht oder beschrieben sind. Die Kombinationen dargestellter Merkmale stellen repräsentative Ausführungsformen für übliche Anwendungen bereit. Verschiedene Kombinationen und Modifikationen der Merkmale, die mit den Lehren dieser Offenbarung vereinbar sind, könnten jedoch für bestimmte Anwendungen oder Umsetzungen wünschenswert sein.
Ein Plug-In- oder Hybridfahrzeug kann dazu konfiguriert sein, einen Ladezustand (SOC) einer Traktionsbatterie unter Verwendung einer Kombination aus einer Leerlaufspannung (Open Circuit Voltage, OCV), einer Ah-Integration (oder eines Coulomb-Zählens) und Verfahren zur Leerlauf(OCV)-Ladezustand(SOC)-Rücksetzung zu bestimmen. Die OCV-SOC-Rücksetzung der Traktionsbatterie kann durchgeführt werden, wenn die Traktionsbatterie keine elektrische Last versorgt und als elektrisch „entlastet“ bezeichnet wird.
In einem Beispiel kann eine OCV-SOC-Rücksetzung der Traktionsbatterie während der Einschaltsequenz des Fahrzeugs durchgeführt werden, wie etwa, bevor ein positiver Hauptschütz geschlossen wird, und die Traktionsbatterie keine elektrische Last beliefert. Als ein anderes Beispiel kann eine OCV-SOC-Rücksetzung während des AC-Ladens durchgeführt werden, wenn der Traktionsbatterie-SOC innerhalb eines Schwellenwertbereichs von 100 % liegt. In einem Beispielszenario kann eine Batteriesteuerung als Reaktion darauf, dass sich ein Traktionsbatterie-SOC, der auf einer Ah-Integration basiert, 100 % nähert, ein Signal, das anfordert, dass der Ladestromfluss auf einen Nullstrompegel verringert wird, an ein bordeigenes Ladegerät senden und kann einen DC-DC-Wandler ausschalten. Wenn der tatsächliche Batterie-SOC, der gemäß der OCV-SOC-Rücksetzung ermittelt wird, weniger als 100 % beträgt, kann die Batteriesteuerung dazu konfiguriert sein, den Ladestromfluss zur Batterie erneut zu aktivieren, sodass der Batterie-SOC am Ende einer Ladesitzung 100 % erreichen kann.
Es können verschiedene Einschränkungen gelten, wenn eine OCV-SOC-Rücksetzung während des aktiven Ladensdurchgeführt wird. In einem Beispiel kann ein gegebenes externes Ladegerät (im Folgenden: Elektrofahrzeug-Versorgungseinrichtung (EVSE)) dazu konfiguriert sein, eine Verringerung des Ladestroms auf einen Nullstrompegel zu verhindern, wie es etwa gemäß einigen Richtlinien für Ladesysteme für eine erforderliche Ladestromausgabe erforderlich sein kann, auf einer Mindestausgabekapazität ungleich Null der EVSE zu basieren, wenn entweder die angeforderte Spannung oder der angeforderte Strom Null beträgt. Als ein weiteres Beispiel kann unter einigen Ladesystemspezifikationen in eine einmal beendete Ladesequenz nicht erneut eingetreten werden, z. B. wird ein erneutes Eintreten in eine Handshake-Ladesequenz nicht unterstützt, und die Sequenz muss stattdessen nach einer vollständigen manuellen Trennung möglicherweise von vorne gestartet werden. d. h. von Stromnetz trennen und eine anschließende erneute Verbindung mit dem Fahrzeug. In einigen Fällen können während des aktiven Ladens alle Schütze im Fahrzeughochspannungssystem geschlossen bleiben. Dementsprechend ist das vollständige Entfernen elektrischer Lasten sowohl auf dem elektrischen Hilfs- als auch Hauptbus zur Durchführung einer OCV-SOC-Rücksetzung unter Systembetriebsvoraussetzungen möglicherweise nicht möglich.
Wenn eine OCV-SOC-Rücksetzung während des Ladens der Batterie nicht verfügbar ist, kann dies zu Fehlern und Unzufriedenheit des Kunden führen, z. B. wenn die Batterieladung vom System unterbrochen wird, bevor der Ladezustand der Traktionsbatterie 100 % erreicht. Dies könnte sich aus einer vorzeitigen Feststellung der Batteriesteuerung, die beispielsweise auf unter Verwendung des Ah-Integrationsverfahrens abgeschlossen Berechnungen basiert, dass eine vollständige Batterieladung erreicht wurde, und einem Unterbrechen des Ladestromflusses zur Batterie ergeben. In einigen Fällen kann der Fahrzeugbenutzer dadurch eine verringerte rein elektrische Reichweite erleben und/oder ein Batterieladungsmesser kann beim Start des Fahrzeugs einen Wert von weniger als 100 % anzeigen, obwohl es für einen ausreichenden Zeitraum in die EVSE eingesteckt war, um eine vollständige Aufladung zu empfangen.
Die modellbasierte SOC-Anpassung während des Ladens kann durchgeführt werden, während das Fahrzeug geladen wird (z. B. während der aktiven Ladestromübertragung). Um dies zu tun, kann eine Batteriesteuerung dazu konfiguriert sein, einen ersten geschätzten SOC, der durch Ah-Integration berechnet wurde, mit einem zweiten geschätzten SOC zu vergleichen, der unter Verwendung eines oder mehrerer modellbasierter Schätzverfahren berechnet wurde. Wenn ein Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten geschätzten SOC größer als ein Schwellenwert ist, kann die Batteriesteuerung den ersten geschätzten SOC gemäß Gleichung (1) anpassen: $S O C_{1} [i + 1] = \frac{(S O C_{1} [i] \times W + S O C_{2} [i])}{W + 1}$
wobei SOC₁ den ersten geschätzten Ladezustand der Batterie angibt, der unter Verwendung der Ah-Integration berechnet wurde, SOC₂ den zweiten geschätzten SOC der Batterie angibt, der unter Verwendung eines oder mehrerer modellbasierter SOC-Schätzverfahren berechnet wurde, und W einen Gewichtungsfaktor angibt. In einigen Fällen kann ein großer Gewichtungsfaktor W den mit der Ah-Integration berechneten SOC beeinflussen. Da die modellbasierte SOC-Schätzung den SOC der Batterie als Funktion von Batteriespannung, - strom, -temperatur und Batteriealter berechnet, kann die Berechnung daher für Messfehler oder andere Ungenauigkeiten des Modells anfällig sein. Daher kann das Anpassen des auf Ah-Integration basierenden SOC in Richtung einer modellbasierten SOC-Berechnung eine geringe oder keine Verbesserung der Genauigkeit der SOC-Schätzung bereitstellen.
Die OCV-basierte SOC-Anpassung kann durchgeführt werden, wenn das Laden der Traktionsbatterie abgeschlossen ist, sodass, wenn sich der SOC der Traktionsbatterie dem Abschluss des Ladevorgangs, d. h. 100% SOC, nähert. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung einen Ladestromzustand von Null oder nahezu Null für die Batterie durch ein Manipulieren der Ladestromanforderung, die an das Batterieladegerät gesendet wird, erzeugen. Die Batteriesteuerung kann dann den Batterie-SOC basierend auf der Batteriespannung nach einer bestimmten Entspannungszeit beurteilen und anpassen und bei Bedarf erneut in die Ladesequenz eintreten.
Die Batteriesteuerung kann dazu konfiguriert sein, eine OCV-basierte SOC-Anpassung während des Einschaltens des Batterieverwaltungssystems durchzuführen. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung die Traktionsbatteriespannung messen und kann den SOC der Batterie auf Grundlage der OCV-SOC-Zuordnung anpassen. Obwohl sie die einzige während einer aktiven Ladesitzung verfügbare Anpassungsmethode ist, kann die modellbasierte SOC-Schätzung ungenau sein. Die OCV-basierte SOC-Schätzung wird als ein genaueres SOC-Schätzverfahren angesehen, jedoch ist das Verfahren möglicherweise nur von begrenztem Nutzen, da es nur, wenn sich der SOC der Traktionsbatterie 100 % nähert, oder während des Einschaltens des Fahrzeugs durchgeführt wird. Das Durchführen der OCV-basierten SOC-Anpassung nur, wenn sich das Laden der Traktionsbatterie einem vordefinierten SOC-Stand nähert, oder beim Einschalten kann zu einem akkumulierten SOC-Schätzfehler führen, der während des Ladens möglicherweise unkorrigiert bleibt.
Daher kann bei einigen Rücksetzstrategien eine Diskrepanz auftreten, falls ein Fahrzeugbenutzer die Ladesitzung unterbricht, bevor eine Schwellenwertladung erreicht ist. Wenn zum Beispiel ein Benutzer das Fahrzeug vor der Anpassung auf der Grundlage der OCV-basierten SOC-Schätzung vom Stromnetz trennt, z. B. bevor der SOC 85 % erreicht, und das Fahrzeug dann sofort einschaltet, kann der Benutzer einen SOC-Stand beobachten, der sich aus einer OCV-basierten SOC-Anpassung ergibt, die beim Einschalten durchgeführt wird, und der niedriger sein kann, z. B. ein SOC von 80 %, oder sich anderweitig von dem SOC-Stand unterscheidet, der unmittelbar vor dem Trennen vom Ladegerät gemeldet wird.
In einigen Fällen kann ein durch ein Ereignis ausgelöstes Verfahren zum Anpassen des Batterie-SOC eines Elektrofahrzeugs mit einer externen Stromversorgung durchgeführt werden. Auf diese Weise kann die Batteriesteuerung die OCV-basierte SOC-Anpassung durchführen, wenn die Anpassung erforderlich ist, anstatt nur, wenn der Ladevorgang kurz vor dem Abschluss steht, oder beim Einschalten.
In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung die Batterie-SOC-Plausibilitätsüberwachung verwenden, indem sie den Unterschied zwischen dem geschätzten SOC, der durch Ah-Integration berechnet wird (SOC₁), und dem, der durch modellbasierte Schätzmethoden berechnet ist (SOC₂), bewertet. Liegt der berechnete SOC-Unterschied zwischen diesen beiden Methoden über einem kalibrierbaren Schwellenwert, erfolgt keine Korrektur von SOC₁ in Richtung von SOC₂, z. B. kann die Batteriesteuerung gemäß der modellbasierten SOC-Einstellung den Ladestromfluss zur Batterie vorübergehend pausieren oder verlangsamen, um eine OCV-SOC-Rücksetzung durchzuführen, um den akkumulierten SOC-Schätzfehler zu korrigieren.
Die Ah-Integration des Batterieladezustands kann unter Verwendung von Gleichung 2 berechnet werden: $S O C_{1} [k] = S O C_{1} [k - 1] + \frac{i [k - 1] + i [k]}{2 C} \times T_{s},$
wobei k der k^te Schritt der SOC-Bewertung ist, SOC₁[k] den beurteilten Ladezustand der Batterie darstellt, der unter Verwendung der Ah-Integration berechnet wurde, i[k] die aktuelle Messung beim Zeitschritt k darstellt, C die Batteriekapazität in Ah darstellt, es sich bei T_s um die Abtastzeit des Algorithmus handelt. SOC₁[0] kann durch die OCV-basierte SOC-Anpassung beim Einschalten initialisiert werden.
Das modellbasierte SOC-Schätzverfahren kann derartig durchgeführt werden, dass: $S O C_{2} [k] = f (i [k], u [k], T [k], A [k]),$
wobei k den k^te Schritt der SOC-Beurteilung repräsentiert, SOC₂ [k] den beurteilten SOC der Batterie repräsentiert, der unter Verwendung des modellbasierten Verfahrens berechnet wird, i[k], u[k], T[k], A[k] bei Zeitschritt k jeweils den Strom, die Spannung, die Temperatur und das Alter der Batterie repräsentieren. In einigen Fällen kann das Batteriealter A[k] unter Verwendung eines batterieäquivalenten Innenwiderstands geschätzt werden. Obwohl die modellbasierte SOC-Schätzung als auf Batteriestrom, -spannung, -temperatur und Batteriealter basierend beschrieben wird, wird auch das SOC-Schätzmodell in Betracht gezogen, das durch Batterietests oder andere SOC-Schätzalgorithmen für Batterien entwickelt wurde.
Während einer gegebenen Ladesitzung kann die Batteriesteuerung dazu konfiguriert sein, sowohl den ersten als auch den zweiten geschätzten SOC₁[k] und SOC₂ [k] zu bestimmen und die OCV-basierte SOC-Anpassung kann bei Zeitschritt k ausgelöst werden, falls |SOC₁[k]-SOC₂[k]| ≥ ε, wobei es sich bei ε um einen kalibrierbaren Schwellenwertbereich von 0 bis 1 handelt. Schließlich kann die Batteriesteuerung, um die OCV-basierte SOC-Anpassung durchzuführen, durch ein Manipulieren der Ladestromanforderung, die an das Batterieladegerät gesendet wird, für die Batterie einen Ladestromzustand von Null oder nahezu Null veranlassen. Die Batteriesteuerung kann dann den Batterie-SOC basierend auf der Batteriespannung nach einer bestimmten Entspannungszeit beurteilen und anpassen und bei Bedarf erneut in die Ladesequenz eintreten.
In einigen Fällen kann die Batteriesteuerung als Reaktion auf eine Anforderung, eine OCV-SOC-Rücksetzung während eines aktiven Ladevorgangs abzuschließen, dazu konfiguriert sein, einen gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} zu beurteilen, der von den elektrischen Lasten sowohl auf Hilfs- als auch auf Hauptbussen verwendet wird. In einem Beispiel kann der gesamte Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} auf einem Unterschied zwischen dem an der Traktionsbatterie empfangenen Ladestrom und dem von dem fahrzeugexternen Ladegerät an das Fahrzeug abgegebenen Ladestrom basieren.
In einigen anderen Fällen kann die Batteriesteuerung dazu konfiguriert sein, einen angeforderten Batterieladestrom I_{Batt_Lad_Af} derart anzupassen, dass ein Batterieeingabeladestrom I_{Batt_Ein_Lad} sich einem Nullstromwert nähert. Als einige nicht einschränkende Beispiele kann die Batteriesteuerung den angeforderten Batterieladestrom I_{Batt_Lad_Af} unter Verwendung einer statischen Berechnung und einer Berechnung des laufenden Mittelwerts anpassen.
Die Batteriesteuerung kann dazu konfiguriert sein, einen gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} zu bestimmen, der aktiv von den an die Traktionsbatterie angeschlossenen elektrischen Lasten gemäß Gleichung (4) verwendet wird: $I_{N i c h t b a t t_L a s t} = I_{L a d e g_A u s g a b e} - I_{B a t t_E i n_L a d},$
wobei I_{Ladeg_Ausgabe} einen Strom anzeigt, der von einem der AC-Ladegerät während eines AC-Ladens, d. h. I_{Ladeg_Ausgabe}= I_{AC_Ladegerät}, und dem DC-Ladegerät während des DC-Ladens, d.h. I_{Ladeg_Ausgabe} = I_{DC_Ladegerät}, ausgegeben wird, und I_{BATT_Ein_Lad} den an der Traktionsbatterie empfangenen Batterieeingabeladestrom anzeigt.
Als Reaktion auf eine Anforderung nach einer OCV-SOC-Rücksetzung kann die Batteriesteuerung durch ein derartiges Anpassen von einem oder mehreren Parametern, dass der Eingabeladestrom der Batterie I_{Batt_Ein_Lad} ungefähr gleich Null (0) ist, einen Ladestromfluss von nahezu Null durch die Traktionsbatterie verursachen. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung den angeforderten Batterieladestrom I_{Batt_Lad_Af} dazu anpassen, ungefähr gleich dem gesamten Ladestrom I_{Nichtbatt_Last} der Nichtbatterielasten zu sein, so dass: $I_{B a t t_L a d_A f} = I_{N i c h t_L a s t},$
Zusätzlich oder alternativ kann die Batteriesteuerung ferner dazu konfiguriert sein, einen laufenden Mittelwert des angeforderten Batterieladestroms I_{Batt_Lad_Af} unter Verwendung von Gleichung (6) zu berechnen: $\begin{array}{l} I_{B a t t_L a d_A f} (k + 1) = \\ = a \times I_{B a t t_L a d_A f} (k) + (1 - a) \times \\ \times I_{N i c h t b t t_{L a s t}} (k + 1), \end{array}$
wobei I_{Batt_Lad_Af}(k) den angeforderten Batterieladestrom während einer vorherigen (k^te) Übertragung angibt und a einen „Vergessens“-Faktor oder eine Rate, mit der die Batteriesteuerung einen vorherigen Laststromwert löscht oder überschreibt, angibt, sodass 0 < a ≤ 1. Während die in Gleichung (5) veranschaulichte statische Berechnung zu dem angeforderten Batterieladestrom-I_{Batt_Lad_Af}-Profil führen kann, das zu grob ist, sodass das bordeigene Ladegerät des Fahrzeugs möglicherweise nicht fähig ist, unter Verwendung eines „Vergessens“-Faktors rechtzeitig oder korrekt auf die Anforderung zu reagieren, kann a ein schrittweises Verändern des angeforderten Batterieladestroms I_{Batt_Lad_Af} unterstützen.
Die Batteriesteuerung kann dann den von dem Ladegerät ausgegebenen Ladestrom I_{Ladeg_Ausgabe} wie von einem der bordeigenen Batterieladegeräte des Fahrzeugs und dem eigenständigen fahrzeugexternen Ladegerät gemeldet überwachen. Als Reaktion darauf, dass der von dem Ladegerät ausgegebene Ladestrom I_{Ladeg_Ausgabe} innerhalb eines Schwellenwertbereichs des angepassten angeforderten Batterieladestroms I_{Batt_Lad_Af} liegt, wobei z. B.ein Unterschied zwischen I_{Ladeg_Ausgabe} und dem gesamten Ladestrom I_{Nichtbatt_Last} der Nichtbatterielasten kleiner als ein Schwellenwert ist, kann die Batteriesteuerung die OCV-SOC-Rücksetzung durchführen. Nach Abschluss der OCV-SOC-Rücksetzung kann die Batteriesteuerung eine normale Ladesequenz fortsetzen oder kann das Laden beenden.
Zusätzlich oder alternativ kann die Batteriesteuerung als Reaktion darauf, dass der von dem Ladegerät ausgegebene Ladestrom I_{Ladeg_Ausgabe} nicht innerhalb eines Schwellenwertbereichs des angepassten angeforderten Batterieladestroms I_{Batt_Lad_Af} liegt, wobei z. B. ein Unterschied zwischen I_{Ladeg_Ausgabe} und dem gesamten Ladestrom I_{Nichtbatt_Last} der Nichtbatterielasten größer ist als ein Schwellenwert, die OCV-SOC-Rücksetzung verhindern und kann mit der normalen Ladesequenz fortfahren und/oder das Laden beenden.
Dementsprechend kann die vorgeschlagene OCV-SOC-Rücksetzstrategie sowohl für das Laden mit Wechselstrom als auch mit Gleichstrom anwendbar sein, während eine externe Stromversorgung mit dem Fahrzeug verbunden bleibt. Ferner kann die vorgeschlagene OCV-SOC-Rücksetzstrategie Fahrzeugen gemeinsam sein, die unterschiedliche Lademethoden akzeptieren. Die vorgeschlagene OCV-SOC-Rücksetzstrategie stimmt mit den globalen Ladestandards überein und ermöglicht die OCV-SOC-Rücksetzung, während der Ladeverbinder mit dem Fahrzeug verbunden ist.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes System 100 für ein Hybridelektrofahrzeug (im Folgenden Fahrzeug) 102. Das Fahrzeug 102 beinhaltet eine oder mehrere elektrische Maschinen 104, die zum Betrieb als eines oder beides von einem Elektromotor und einem Generator in der Lage sind, eine Traktionsbatterie 106, einen Motor 108 und ein Mehrfachübersetzungs-Automatikgetriebe 112. Das Fahrzeug 102 beinhaltet außerdem eine Hybridantriebsstrangsteuerung 110, die zum Überwachen und Steuern 116 des Betriebs einer oder mehrerer Komponenten des Fahrzeugs 102 konfiguriert ist.
Der Motor 108 und die elektrische Maschine 104 sind Antriebsquellen für das Fahrzeug 102. Wenngleich dies in dieser Schrift nicht gesondert veranschaulicht ist, kann der Verbrennungsmotor 108 in einigen Fällen durch eine Trennkupplung mit der elektrischen Maschine 104 verbindbar sein, und zwar derart, dass eine Verbrennungsmotorausgangswelle mit einer Elektromotoreingangswelle verbindbar ist, wodurch der Verbrennungsmotor 108 und die elektrische Maschine 104 in Reihe verbunden werden können. Die elektrische Maschine 104 kann beispielsweise über einen Drehmomentwandler selektiv mit dem Verbrennungsmotor 108 verbindbar sein.
Das Getriebe 112 ist über eine entsprechende Ausgangswelle mit einem Differential 126 verbunden, und Antriebsräder 114 sind über entsprechende Achsen 128 mit dem Differential 126 verbunden. Die von dem Verbrennungsmotor 108 und/oder der elektrischen Maschine 104 aufgebrachte Antriebskraft wird (z. B. über den Drehmomentwandler und/oder das Getriebe 112) auf die Antriebsräder 114 übertragen, wodurch das Fahrzeug 102 angetrieben wird. Das Getriebe 112 kann Planetenradsätze beinhalten, die eine Vielzahl von Reibungselementen aufweisen, die selektiv in Eingriff gebracht werden können, um mehrere Übersetzungsverhältnisse zu erzielen. Die Reibungselemente können über einen Schaltzeitplan steuerbar sein, der bestimmte Elemente der Planetenradsätze verbindet und trennt, um ein Übersetzungsverhältnis zwischen dem Getriebeausgangsdrehmoment und dem Getriebeeingangsdrehmoment zu steuern. In einem Beispiel kann das Getriebe 112 auf Grundlage des Bedarfs des Fahrzeugs 102 automatisch aus einem Übersetzungsverhältnis in ein anderes geschaltet werden.
In einer beispielhaften Anordnung kann es sich bei dem Verbrennungsmotor 108 um eine Hauptleistungsquelle für das Fahrzeug 102 handeln. Bei dem Verbrennungsmotor 108 kann es sich um eine Brennkraftmaschine handeln, wie etwa einen mit Benzin, Diesel oder Erdgas betriebenen Verbrennungsmotor. Der Verbrennungsmotor 108 erzeugt Motordrehmoment, das der elektrischen Maschine 104 zugeführt wird, wenn der Verbrennungsmotor 108 und die elektrische Maschine 104 miteinander verbunden sind. Um das Fahrzeug 102 mithilfe des Verbrennungsmotors 108 anzutreiben, gelangt zumindest ein Teil des Motordrehmoments vom Verbrennungsmotor 108 zur elektrischen Maschine 104 und anschließend von der elektrischen Maschine 104 zum Getriebe 112.
Die Traktionsbatterie 106 kann in einigen Anordnungen eine weitere Antriebsleistungsquelle für das Fahrzeug 102 sein. Wie zum Beispiel in Bezug auf 2B beschrieben, kann die Traktionsbatterie 106 eine Vielzahl von Batteriezellen, z. B. elektrochemische Zellen, umfassen, die elektrisch mit einer Vielzahl von Verbindern und Schaltern verbunden sind, welche die Zuführung und Entnahme elektrischer Energie zu bzw. aus den Batteriezellen aktivieren und abschalten. Bei der Vielzahl von Verbindern und Schaltern kann es sich um elektrisch betätigte Schalter, Relais oder andere elektrische, elektronische oder elektromagnetische Komponenten handeln, die dazu konfiguriert sind, selektiv einen Stromfluss zwischen einem oder mehreren Teilen der Traktionsbatterie 106 und anderen Fahrzeugkomponenten herzustellen, zu unterbrechen oder umzuleiten. Ein Beispiel für einen elektrisch gesteuerten Schalter, der zum Betrieb in einem HEV konfiguriert ist, ist ein Hochspannungsschütz.
Eine Batteriesteuerung 118 kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb der Traktionsbatterie 106 zu überwachen und zu steuern. In einem Beispiel ist die Batteriesteuerung 118 dazu konfiguriert, die Vielzahl von Verbindern und Schaltern, z. B. Schützen, der Traktionsbatterie 106 zu steuern. In einem derartigen Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 ein Öffnen oder Schließen eines oder mehrerer Schütze anweisen, um die Traktionsbatterie 106 mit anderen Komponenten des Fahrzeugs 102 zu verbinden oder von diesen zu trennen.
Die Batteriesteuerung 118 kann elektrisch mit einer oder mehreren anderen Fahrzeugsteuerungen, wie etwa unter anderem einer Karosseriesteuerung, einer Klimaanlagensteuerung, einer Bremssteuerung und so weiter, verbunden sein und in Kommunikation stehen und kann als Reaktion auf den Empfang eines Signals von den anderen Fahrzeugsteuerungen ein Öffnen oder Schließen eines oder mehrerer Schütze anweisen. Zusätzlich oder alternativ kann die Batteriesteuerung 118 mit der Hybridantriebsstrangsteuerung 110 in Kommunikation stehen und ein Laden und Entladen der Traktionsbatterie 106 als Reaktion auf ein oder mehrere Signale von der Hybridantriebsstrangsteuerung 110 anweisen. Wie zumindest bezogen auf 2A ausführlicher beschrieben, können die Antriebsstrangsteuerung 110, die Batteriesteuerung 118 und andere Fahrzeugsteuerungen des Weiteren miteinander und mit anderen Komponenten des Fahrzeugs 102 über ein oder mehrere fahrzeuginterne Netzwerke kommunizieren, wie u. a. beispielsweise einem oder mehreren von einem Fahrzeug-Controller-Area-Network (CAN), einem Ethernet-Netzwerk und einer medienorientierten Systemübertragung (Media Oriented System Transfer - MOST), um einige Beispiele zu nennen.
Die Batteriesteuerung 118 kann außerdem dazu ausgelegt sein, Signale von einer Vielzahl von Sensoren (nicht dargestellt) des Fahrzeugs 102 zu empfangen, wie u. a. zum Beispiel einem Batteriespannungssensor, einem Batteriestromsensor, einem Batterietemperatursensor, einem Umgebungstemperatursensor und so weiter. Die Batteriesteuerung 118 kann ein Übertragen von Energie zu und von der Traktionsbatterie 106 als Reaktion auf das Empfangen eines Signals von dem einen oder den mehreren Fahrzeugsensoren anweisen. Während die Traktionsbatterie 106 der Beschreibung nach elektrochemische Zellen beinhaltet, werden andere Arten von Umsetzungen von Energiespeichervorrichtungen, wie etwa Kondensatoren, ebenfalls in Betracht gezogen.
Das Fahrzeug 102 kann dazu konfiguriert sein, die Traktionsbatterie 106 über eine Verbindung zu einem Stromnetz wiederaufzuladen. Das Fahrzeug 102 kann beispielsweise mit einer Elektrofahrzeug-Versorgungseinrichtung (electric vehicle supply equipment - EVSE) 134 einer Ladestation zusammenwirken, um die Ladungsübertragung vom Stromnetz zu der Traktionsbatterie 106 zu koordinieren. In einem Beispiel kann die EVSE 134 einen Ladestecker zum Einstecken in eine Ladebuchse 136 des Fahrzeugs 102 aufweisen, wie etwa über Steckerstifte, die mit entsprechenden Aussparungen der Ladebuchse 136 zusammenpassen. Die Ladebuchse 136 kann elektrisch mit einer fahrzeugeigenen Ladevorrichtung (im Folgenden Ladevorrichtung) 138 verbunden sein. Die Ladevorrichtung 138 kann die Leistung konditionieren, die von der EVSE 134 zugeführt wird, um der Traktionsbatterie 106 die richtigen Spannungs- und Strompegel bereitzustellen. Die Ladevorrichtung 138 kann elektrisch mit der EVSE 134 verbunden sein und mit diesem in Kommunikation stehen, um die Abgabe von Leistung an das Fahrzeug 102 zu koordinieren.
Das Fahrzeug 102 kann dazu konfiguriert sein, eine oder mehrere Leistungsarten zu empfangen, wie u. a. zum Beispiel einphasige oder dreiphasige AC-Leistung und DC-Leistung. Das Fahrzeug 102 kann dazu konfiguriert sein, unterschiedliche Pegel von AC- und DC-Spannung zu empfangen, einschließlich unter anderem Pegel 1 120 Volt(V) AC-Ladung, Pegel 2 240 V AC-Ladung, Pegel 1 200-450 V und 80 Ampere (A) DC-Ladung, Pegel 2 200-450 V und bis zu 200 A DC-Ladung, Pegel 3 200-450 V und bis zu 400 A DC-Ladung und so weiter. Die Zeit, die erforderlich ist, um einen bestimmten Betrag an elektrischer Ladung zu empfangen, kann für die verschiedenen Ladeverfahren variieren. In einigen Fällen kann es, wenn eine Einzelphasen-AC-Ladung verwendet wird, mehrere Stunden dauern, bis die Ladung der Traktionsbatterie 106 wiederaufgefüllt ist. Als ein anderes Beispiel kann die gleiche Ladungsmenge unter ähnlichen Bedingungen unter Verwendung anderer Ladeverfahren innerhalb von Minuten übertragen werden.
In einem Beispiel können sowohl die Ladebuchse 136 als auch die EVSE 134 dazu konfiguriert sein, dass sie die Industriestandards einhalten, die das Laden elektrifizierter Fahrzeuge betreffen, wie unter anderem J1772, J1773, J2954 der Society of Automotive Engineers (SAE), 15118-1, 15118-2, 15118-3 der International Organization for Standardization (ISO), die deutschen DIN-Spezifikation 70121, den chinesischen GB/T 27930, GB/T 18487.1, GB/T 20234.1, GB/T 20234.2, GB/T 20234.3 und so weiter. In einem Beispiel können die Aussparungen der Ladebuchse 136 eine Vielzahl von Anschlussklemmen beinhalten, und zwar derart, dass die erste und die zweite Anschlussklemme dazu ausgelegt sein können, Leistung unter Verwendung von AC-Ladung des Pegels 1 bzw. 2 zu übertragen, und die dritte und die vierte Anschlussklemme DC-Ladungs-Anschlussklemmen und dazu ausgelegt sein können, Leistung unter Verwendung von DC-Ladung des Pegels 1, 2 oder 3 zu übertragen.
Anders angeordnete Ladebuchsen, die mehr oder weniger Anschlussklemmen aufweisen, werden ebenfalls in Betracht gezogen. In einem Beispiel kann die Ladebuchse 136 Anschlussklemmen aufweisen, die dazu konfiguriert sind, eine Masseverbindung herzustellen, Steuersignale an die EVSE 134 zu senden und von diesem zu empfangen, Näherungsdetektionssignale zu senden oder zu empfangen und so weiter. Ein Näherungssignal kann ein Signal sein, das einen Eingriffszustand zwischen der Ladebuchse 136 des Fahrzeugs 102 und dem entsprechenden Stecker der EVSE 134 angibt. Bei einem Steuersignal kann es sich um ein impulsbreitenmoduliertes (pulse-width modulation - PWM) Niederspannungssignal handeln, das zum Überwachen und Steuern des Ladeprozesses verwendet wird. Die Ladevorrichtung 138 kann dazu ausgelegt sein, das Übertragen von Energie an das Fahrzeug 102 als Reaktion darauf einzuleiten, dass sie ein entsprechendes Signal von der EVSE 134 empfängt. In einem Beispiel kann die Ladevorrichtung 138 dazu ausgelegt sein, das Laden als Reaktion darauf einzuleiten, dass ein Tastverhältnis des Anforderungssignals über einem vordefinierten Schwellenwert liegt.
Die Traktionsbatterie 106 ist elektrisch mit der elektrischen Maschine 104 verbunden 124, sodass die in der Traktionsbatterie 106 gespeicherte Energie durch die elektrische Maschine 104 verwendet und/oder aufgefüllt werden kann. Bei der Verbindung 124 (allgemein als gepunktete Linie veranschaulicht) zwischen der Traktionsbatterie 106 und der elektrischen Maschine 104 kann es sich um eine Hochspannungsverbindung handeln, die zum Übertragen von Spannungen von mehr als 50 Volt (V) konfiguriert ist. In einem Beispiel kann die elektrische Maschine 104 elektrisch mit einem (nicht veranschaulichten) Wechselrichter verbunden sein, der eine bidirektionale Energieübertragung zwischen der elektrischen Maschine 104 und der Traktionsbatterie 106 bereitstellt. Wenn die elektrische Maschine 104 in einem Elektromotormodus betrieben wird, kann der Wechselrichter eine durch die Traktionsbatterie 106 bereitgestellte Ausgabe von Hochspannungs-Gleichstrom (DC) in einen Dreiphasen-Wechselstrom (AC) umwandeln, wie er für eine ordnungsgemäße Funktionsfähigkeit der elektrischen Maschine 104 erforderlich sein kann. Wenn die elektrische Maschine 104 in einem Regenerationsmodus betrieben wird, kann der Wechselrichter die Dreiphasen-AC-Abgabe von der als Generator fungierenden elektrischen Maschine 104 in die von der Traktionsbatterie 106 benötigte DC-Eingabe umwandeln. Zusätzlich zum Bereitstellen von Energie für den Antrieb kann die Traktionsbatterie 106 Energie für andere elektrische Fahrzeugkomponenten bereitstellen, wie etwa ein(en) oder mehrere Verdichter und elektrische Heizelemente, die unter Verwendung von Spannungen von über 50 V betrieben werden.
Die Traktionsbatterie 106 kann dazu ausgelegt sein, einer Niederspannungs-DC-Zufuhr, die mit anderen elektrischen Lasten des Fahrzeugs 102 kompatibel ist, Energie bereitzustellen. Ein DC/DC-Wandler 120 kann zwischen einer durch ein/e oder mehrere Niederspannungsteilsysteme oder -komponenten verwendeten Niederspannungsverbindung 122 und der beispielsweise durch die elektrische Maschine 104 und die Traktionsbatterie 106 verwendeten Hochspannungsverbindung 124 verbunden sein. Die Hoch- und die Niederspannungsverbindung 124, 122 können elektrische Schaltungsverbindungen sein, die dazu dienen, entsprechende Mengen an elektrischem Strom zu übertragen, entsprechenden Beträgen an Spannungsunterschieden standzuhalten und so weiter, die sich voneinander unterscheiden. Als ein Beispiel kann die Hochspannungsverbindung 124 dazu ausgelegt sein, elektrischen Strom zu übertragen, der stärker ist als der elektrische Strom, der durch die Niederspannungsverbindung 122 übertragen wird. Als ein anderes Beispiel kann die Hochspannungsverbindung 124 mit Komponenten verbunden sein, die eine Betriebsspannung erfordern, welche höher als die Betriebsspannung ist, die mit Komponenten, die mit der Niederspannungsverbindung 122 verbunden sind, assoziiert ist.
In einigen Fällen kann der DC/DC-Wandler 120 ein bidirektionaler Inverswandler sein, der dazu ausgelegt ist, zu und von der Hochspannungsverbindung 124 und der Niederspannungsverbindung 122 fließende Leistung umzuwandeln. Beispielsweise kann der DC/DC-Wandler 120 im Abwärtsmodus die Hochspannungs-DC-Ausgabe der Traktionsbatterie 106 auf die von den Komponenten der Niederspannungsverbindung 122 benötigte Niederspannungs-DC-Eingabe reduzieren („abwärtswandeln“). In einem anderen Beispiel kann der DC/DC-Wandler 120 beim Betrieb in einem Aufwärtsmodus die Niederspannungs-DC-Ausgabe der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122 auf eine mit der Traktionsbatterie 106 kompatible Hochspannungs-DC-Eingabe erhöhen („aufwärtswandeln“) .
Die Batteriesteuerung 118 kann den Betrieb des DC/DC-Wandlers 120 und der Niederspannungsteilsysteme oder -komponenten überwachen und steuern, wie etwa das Aktivieren des Wandlers 120 zum Laden oder Entladen der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122, das Aktivieren der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122 zum Übertragen von Leistung zur Unterstützung des Antriebs, das Ein- oder Ausschalten der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122, wenn der Motor 108 abgeschaltet ist, das Zulassen oder Verhindern der Aktivierung des Wandlers 120 und so weiter. Zusätzlich oder alternativ können der DC/DC-Wandler 120 und einige oder alle der Komponenten der Niederspannungsverbindung 122 dazu konfiguriert sein, Befehlssignale von der Hybridantriebsstrangsteuerung 110 zu empfangen. In einigen Fällen können die Niederspannungsteilsysteme oder -komponenten, die über die Niederspannungsverbindung 122 elektrisch miteinander und mit anderen Teilen des elektrischen Verteilnetzwerks des Fahrzeugs 102 verbunden sind, allgemein als Niederspannungsbus bezeichnet werden.
Der Niederspannungsbus kann ein elektrischer Bus sein, der eine oder mehrere Niederspannungsverbindungs-122-Komponenten miteinander verbindet, wie u. a. beispielsweise eine Zusatzlastleistungsquelle 130 und Zusatzlast 132. Die mit der Niederspannungsverbindung 122 verbundene Zusatzlastleistungsquelle 130 kann dazu ausgelegt sein, die Zusatzlast 132, wie unter anderem einer Klimaanlagensteuerung für den Innenraum und das Antriebssystem, einer Innenraumbeleuchtung, einem Audiosystem des Fahrzeugs und so weiter, Energie bereitzustellen. Bei anderen Beispielen für das Versorgen der Zusatzlasten 132 mit Leistung kann es sich um das Versorgen eines oder mehrere elektrischer Lasten des Fahrzeugs 102 während eines Zündungsabschalt- und/oder Motorabschaltzustands handeln.
2A stellt ein beispielhaftes Ladesystem 200-A des Fahrzeugs 102 dar. Die Ladevorrichtung 138 kann einen oder mehrere Prozessoren 202 beinhalten, die sowohl mit einem Speicher 204 als auch einem computerlesbaren Speichermedium 206 verbunden und dazu ausgelegt sind, Anweisungen, Befehle und andere Routinen durchführen, welche die in dieser Schrift beschriebenen Abläufe unterstützen. Beispielsweise kann die Ladevorrichtung 138 derart ausgelegt sein, dass sie Anweisungen 208 von Batterieladeanwendungen ausführt, um Merkmale wie beispielsweise eine einmalige oder wiederkehrende Ladeplanung, die verbleibende Zeit bis zum vollständigen Laden, Meldungen bezüglich der Vollladung und Präferenzen für die Klimatisierung des Innenraums während des Ladens und/oder unmittelbar nach der Vollladung bereitzustellen. Derartige Anweisungen 208 und andere Daten können unter Verwendung vielfältiger Arten computerlesbarer Speichermedien 206 nicht flüchtig aufbewahrt werden. Das computerlesbare Speichermedium 206 (auch als prozessorlesbares Medium oder prozessorlesbarer Datenspeicher bezeichnet) umfasst ein jedes nicht transitorisches (z. B. greifbares) Medium, das an der Bereitstellung von Anweisungen oder anderen Daten beteiligt ist, die durch den Prozessor 202 der Ladevorrichtung 138 ausgelesen werden können. Die computerausführbaren Anweisungen 208 können von Computerprogrammen kompiliert oder interpretiert werden, die unter Verwendung vielfältiger Programmiersprachen und/oder -techniken, einschließlich unter anderem und entweder allein oder in Kombination Java, C, C++, C#, Objective C, Fortran, Pascal, Java Script, Python, Perl und PL/SQL, erstellt wurden.
Die Ladevorrichtung 138 kann bspw. über ein fahrzeuginternes Netzwerk 142 mit der Batteriesteuerung 118 in Kommunikation stehen. Das fahrzeuginterne Netzwerk 142 kann ein Controller Area Network (CAN) für Fahrzeuge, ein Ethernet-Netzwerk und eine mediengebundene Systemübertragung (MOST) einschließen, um einige Beispiele zu nennen. Beispielsweise kann die Ladevorrichtung 138 als Reaktion darauf, dass erfasst wird, dass die EVSE 134 über die Ladebuchse 136 mit dem Fahrzeug 102 verbunden worden ist, ein Signal an die Batteriesteuerung 118 senden, das eine Anforderung angibt, den Energietransfer zum Fahrzeug 102 einzuleiten. Die Ladevorrichtung 138 und/oder Batteriesteuerung 118 können dann Operationen einleiten, wie z. B.das Öffnen oder Schließen einer Vielzahl von Schaltern usw., um die Übertragung von elektrischer Energie von der EVSE 134 zum Fahrzeug 102 zuzulassen.
In einem Beispiel kann das Einleiten des Energieflusses von der EVSE 134 zum Fahrzeug 102 ein Einleiten des Energieflusses von der EVSE 134 zu allen elektrischen Lasten des Fahrzeugs 102 beinhalten. Die elektrischen Lasten des Fahrzeugs 102, die während einer jeweiligen Ladesitzung Energie beziehen, können Ladelasten, z. B. die Traktionsbatterie 106, und Nichtlade- oder Nichtbatterielasten, d. h. alle elektrischen Lasten außer der Traktionsbatterie 106, die aufgeladen werden, beinhalten. Als einige Beispiele können die Nichtladelasten, die während einer gegebenen Batterieladesitzung Energie empfangen, die elektrischen Hochspannungslasten, wie unter anderem Verdichter und elektrische Heizelemente, und die elektrischen Niederspannungslasten, wie unter anderem Zusatzlasten, beinhalten. In einigen Fällen kann das Initiieren des Ladeflusses zum Fahrzeug 102 den Energiefluss zum DC/DC-Wandler 120 initiieren, der mit einer oder mehreren Zusatzlastenergiequellen 130 verbunden ist 122, die wiederum die Zusatzlasten 132 mit Leistung versorgen.
2B veranschaulicht eine beispielhafte Leistungssystemanordnung 200-B für das Fahrzeug 102. Die Traktionsbatterie 106 kann eine Vielzahl von Batteriezellen 234, z.B. elektrochemischen Zellen, beinhalten, die dazu konfiguriert sind, elektrische Energie zur Verwendung beim Betrieb des Fahrzeugs 102 aufzunehmen und zu speichern. Jede Zelle 234 kann den gleichen oder einen anderen nominalen Spannungspegel bereitstellen. In einigen Fällen können mehrere Batteriezellen 234 elektrisch in Zellreihenverbänden, Teilabschnitten oder Modulen miteinander verbunden sein, die elektrisch miteinander in Reihe oder parallelgeschaltet sind. Während die Traktionsbatterie 106 der vorliegenden Beschreibung nach elektrochemische Batteriezellen beinhaltet, werden auch andere Umsetzungsarten von Energiespeichervorrichtungen, wie etwa Kondensatoren, in Betracht gezogen.
Ein elektrisches Leitungszentrum (BEC) 236 der Traktionsbatterie 106 kann elektrisch mit den Batteriezellen 234 verbunden sein und kann eine Vielzahl von Steckern und Schaltern beinhalten, die ein selektives Zuführen und Entnehmen elektrischer Energie zu und aus der Traktionsbatterie 106 ermöglichen. Die Batteriesteuerung 118 kann dazu konfiguriert sein, den Betrieb des BEC 236 zu überwachen und zu steuern, wie etwa unter anderem, indem das BEC 236 angewiesen wird, selektiv einen oder mehrere Schalter zu öffnen und zu schließen. Das BEC 236 kann eine Vielzahl von Verbindern und Schaltern beinhalten, die über eine Verbindung zu entsprechenden Plus- und Minuspolen das Zuführen und die Entnahme elektrischer Energie zu und aus den Batteriezellen 234 der Traktionsbatterie 106 ermöglichen.
Das Ladegerät 138 kann dazu konfiguriert sein, das Laden der Traktionsbatterie 106 als Reaktion auf das Empfangen eines entsprechenden Anforderungssignals von der EVSE 232 zu initiieren. In einem Beispiel kann das Ladegerät 138 dazu konfiguriert sein, das Laden als Reaktion darauf, dass ein Tastverhältnis des Anforderungssignals, das von der EVSE 232 empfangen wird, größer ist als ein Schwellenwerttastverhältnis, zu initiieren.
Die Batteriesteuerung 118 ist mit dem BEC 236 verbunden und steuert den Energiefluss zwischen dem BEC 236 und den Batteriezellen 234. Beispielsweise kann die Batteriesteuerung 118 dazu konfiguriert sein, die Temperatur und den Ladezustand jeder der Batteriezellen 234 zu überwachen und zu verwalten. In einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 das BEC 236 anweisen, eine Vielzahl von Schaltern als Reaktion darauf zu öffnen oder zu schließen, dass die Temperatur oder der Ladezustand in einer jeweiligen Batteriezelle einen vorher festgelegten Schwellenwert erreicht. Die Batteriesteuerung 118 kann außerdem mit anderen Fahrzeugsteuerungen (nicht gezeigt), wie etwa einer Motorsteuerung und einer Getriebesteuerung, in Kommunikation stehen und kann das BEC 236 als Reaktion auf ein vorher festgelegtes Signal von den anderen Fahrzeugsteuerungen anweisen, eine Vielzahl von Schaltern zu öffnen oder zu schließen.
Die Batteriesteuerung 118 kann zudem mit dem Ladegerät 138 in Kommunikation stehen. Beispielsweise kann das Ladegerät 138 ein Signal an die Batteriesteuerung 118 senden, das eine Ladeanforderung angibt. Die Batteriesteuerung 118 kann dann das BEC 236 anweisen, eine Vielzahl von Schaltern zu öffnen oder zu schließen, wodurch die Übertragung von elektrischer Energie zwischen der EVSE 232 und der Traktionsbatterie 106 ermöglicht wird. In einem Beispiel kann das BEC 236 ein positives Hauptschütz 214, das elektrisch mit dem positiven Anschluss der Batteriezellen 234 verbunden ist, und ein negatives Hauptschütz 216, das elektrisch mit dem negativen Anschluss der Batteriezellen 234 verbunden ist, umfassen.
In manchen Fällen ermöglicht das Schließen des positiven und des negativen Hauptschützes 214, 216 den Fluss von elektrischer Energie zu und von den Batteriezellen 234. In einem derartigen Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 das BEC 236 anweisen, die Hauptschütze 214, 216 zu öffnen oder zu schließen, als Reaktion auf ein vordefiniertes Signal, das z. B. auf ein Signal von dem Ladegerät 138, das eine Anforderung zum Initiieren oder Beenden des Ladens der Batterie 106 angibt, reagiert, das auf ein Signal, Energie zwischen der Traktionsbatterie 106 und dem elektrischen Hauptbuslast 212 (nachfolgend, Hauptbuslast) zu übertragen, reagiert.
In einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 das BEC 236 anweisen, die Hauptschütze 214, 216 zu öffnen oder zu schließen, als Reaktion auf den Empfang eines Signals von einer anderen Steuerung des Fahrzeugs 102, z. B. dem ECM, TCM usw., das eine Anforderung zum Einleiten oder Beenden der Übertragung elektrischer Energie zu und von der Traktionsbatterie 106 angibt. In noch einem anderen Beispiel, kann die Batteriesteuerung 118 eine Spannungsanpassung durchführen, bevor sie das BEC 236 anweist, eine Vielzahl von Schaltern zu öffnen oder zu schließen, wodurch die Übertragung elektrischer Energie ermöglicht wird. Die Hauptbuslasten 212 können eine oder mehrere Nichtantriebs-Hochspannungslasten, wie etwa unter anderem die unter Bezugnahme auf mindestens 2A beschriebenen Hochspannungslasten 210, umfassen. Zusätzlich oder alternativ können die Hauptbuslasten 212 die elektrische Maschine und den DC/DC-Wandler beinhalten, wie etwa unter anderem die elektrische Maschine 104 und den DC/DC-Wandler 120, die jeweils unter Bezugnahme auf mindestens 1 beschrieben sind.
Das BEC 236 kann außerdem eine Vorladeschaltung 238 umfassen, die dazu konfiguriert ist, einen Bestromungsprozess des positiven Batterieanschlusses zu steuern. In einem Beispiel kann die Vorladeschaltung 238 einen Vorladewiderstand 220 beinhalten, der mit einem Vorladeschütz 218 in Reihe geschaltet ist. Die Vorladeschaltung 238 kann mit dem positiven Hauptschütz 214 elektrisch parallelgeschaltet sein. Wenn das Vorladeschütz 218 geschlossen ist, kann das positive Hauptschütz 214 geöffnet sein und kann das negative Hauptschütz 216 geschlossen sein, wodurch der elektrischen Energie ermöglicht wird, durch die Vorladeschaltung 238 zu fließen und einen Bestromungsprozess des positiven Batterieanschlusses zu steuern.
In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 dem BEC 236 befehlen, das positive Hauptschütz 214 zu schließen und das Vorladeschütz 218 als Reaktion darauf zu öffnen, dass der Spannungspegel an dem positiven und negativen Anschluss größer als ein vorbestimmter Spannungsschwellenwert ist. Die Übertragung von elektrischer Energie zu und von der Traktionsbatterie 106 kann dann über das positive und das negative Hauptschütz 214, 216 erfolgen. Beispielsweise kann die Batteriesteuerung 118 und/oder die EVSE 134 als Reaktion darauf, dass das positive und das negative Hauptschütz 214, 216 geschlossen sind, die Übertragung von elektrischer Energie zwischen der Traktionsbatterie 106 und dem Wechselrichter entweder während eines Motor- oder eines Generatormodus über eine direkte Verbindung mit Leitern des positiven und des negativen Hauptschützes 214, 216 unterstützen.
In einem anderen Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 eine Energieübertragung zu den Hochspannungslasten, wie etwa Verdichtern und elektrischen Heizelementen, über eine direkte Verbindung mit dem positiven und dem negativen Hauptschütz 214, 216 ermöglichen. Wenngleich dies hier nicht gesondert veranschaulicht ist, kann die Batteriesteuerung 118 eine Energieübertragung zu den Niederspannungslasten, wie etwa einer 12-V-Hilfsbatterie, über einen mit dem positiven und dem negativen Hauptschütz 214, 216 verbundenen DC/DC-Wandler anweisen.
Zur Einfachheit und Klarheit wurden AC-Ladeverbindungen zwischen der EVSE 232 und der Traktionsbatterie 106 weggelassen. In einem Beispiel können die Hauptschütze 214, 216 in Kombination mit der Vorladeschaltung 238 verwendet werden, um AC-Energie zwischen der EVSE 232 und der Traktionsbatterie 106 zu übertragen. Beispielsweise kann die Batteriesteuerung 118 dazu konfiguriert sein, das Öffnen und Schließen der Hauptschütze 214, 216 als Reaktion auf ein Signal anzuweisen, das eine Anforderung zum Einleiten einer AC- oder DC-Ladung angibt.
In einem Beispiel kann ein positives Ladeschütz 228 elektrisch in Reihe mit dem positiven Hauptschütz 214 geschaltet sein und jeweilige positive Anschlüsse der Traktionsbatterie 106 und der EVSE 232 verbinden. Ein positives Ladeschütz 230 kann elektrisch in Reihe mit dem negativen Hauptschütz 216 geschaltet sein und jeweilige negative Anschlüsse der Traktionsbatterie 106 und der EVSE 232 verbinden. Zusätzlich oder alternativ können das positive und negative Ladeschütz 228, 230 innerhalb des BEC 236 angeordnet sein und/oder können elektrisch mit einer oder mehreren Komponenten des BEC 236 verbunden sein.
In einigen Fällen können das positive und negative Ladeschütz 228, 230 von einer oder beiden von der Batteriesteuerung 118 und dem Ladegerät 138 gesteuert werden, sodass das Schließen des positiven und negativen Ladeschützes 228, 230 die Energieübertragung von der EVSE 232 zum Fahrzeug 102 initiiert. Beispielsweise kann das Ladegerät 138 einen oder mehrere Befehle zum Schließen sowohl des positiven als auch des negativen Ladeschützes 228, 230 als Reaktion auf eine Bestätigung von der Batteriesteuerung 118 herausgeben, die angibt, dass das Laden der Traktionsbatterie 106 initiiert werden kann. Das Ladegerät 138 kann als Reaktion auf eine Ladeabschlussbenachrichtigung oder als Reaktion auf eine andere Benachrichtigung oder einen anderen Befehl befehlen, das positive und negative Ladeschütz 228, 230 zu öffnen.
Ein Paar elektrischer Hilfsbuslasten (nachfolgend Hilfsbuslasten) 224, 226 kann eine oder mehrere elektrische Hoch- und Niederspannungskomponenten repräsentieren, die der Traktionsbatterie 106 Energie zuführen und/oder von dieser ableiten. In einem Beispiel können die Hilfsbuslasten 224, 226 miteinander elektrisch parallelgeschaltet sein. In einem anderen Beispiel können die Hilfsbuslasten 224, 226 mit der Traktionsbatterie 106 elektrisch parallelgeschaltet sein. Insbesondere kann ein negatives Ladeschütz 222 der Hilfslasten jeweilige negative Anschlüsse der Traktionsbatterie 106 und von jeder der Hilfsbuslasten 224, 226 verbinden.
3 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 300 zum Initiieren einer OCV-SOC-Rücksetzung des SOC der Traktionsbatterie 106. Der Prozess 300 kann durch eine oder mehrere Steuerungen, Prozessoren oder andere Komponenten, wie etwa unter anderem die Batteriesteuerung 118 und das Ladegerät 138, die in Bezug auf mindestens die 1, 2A und 2B beschrieben sind, durchgeführt werden. Der Prozess 300 kann bei Block 302 beginnen, bei dem die Batteriesteuerung 118 eine Ladestromübertragung von der EVSE 232 an die Traktionsbatterie 106 initiiert. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 die Energieübertragung zwischen dem Fahrzeug 102 und der EVSE 232 als Reaktion auf das Schließen des positiven und negativen Ladeschützes 228, 230, des positiven und negativen Hauptschützes 214, 216 und/oder des negativen Ladeschützes 222 der Hilfslasten unterstützen.
Während einer aktiven Energieübertragung an die Traktionsbatterie 106 kann die Batteriesteuerung 118 bei Block 304 einen ersten geschätzten SOC S0C_{ges_1}, der z. B. durch eine Ah-Integration berechnet ist, und einen zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_2}, der z. B. unter Verwendung von einem oder mehreren modellbasierten Verfahren berechnet ist, bestimmen. In einigen Fällen kann die Batteriesteuerung 118 den ersten geschätzten SOC SOC_{ges_1} gemäß Gleichung (2) bestimmen und/oder den zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_2} gemäß Gleichung (3) bestimmen. Bei Block 306 kann die Batteriesteuerung 118 bestimmen, ob ein Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_1}, SOC_{ges_2} größer ist als ein U nterschiedsschwellenwert.
Wenn ein Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_1}, SOC_{ges_2} größer ist als ein Unterschiedsschwellenwert, kann die Batteriesteuerung 118 bei Block 308 den ersten geschätzten SOC SOC_{ges_1} gemäß einem OCV-basierten SOC-Anpassungsverfahren anpassen. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 den ersten geschätzten SOC wie in Bezug auf mindestens Gleichung (1) beschrieben anpassen. Die Batteriesteuerung 118 kann dann zu Block 310 übergehen.
Als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen dem ersten und dem zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_1} , SOC_{ges_2} kleiner ist als ein Unterschiedsschwellenwert, kann die Batteriesteuerung 118 bei Block 310 bestimmen, ob der SOC der Traktionsbatterie 106 größer als ein vordefinierter Ziel-SOC ist. Falls der SOC der Traktionsbatterie 106 kleiner ist als ein vordefinierter Ziel-SOC, kann die Batteriesteuerung 118 zu Block 304 zurückkehren, wo sie den ersten und den zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_1}, SOC_{ges_2} bestimmen kann. Die Batteriesteuerung 118 kann die Ladesitzung beenden und/oder als Reaktion darauf, dass der SOC der Traktionsbatterie 106 größer ist als ein vordefinierter Ziel-SOC, den Prozess 300 verlassen. Der Prozess 300 kann dann enden. In einigen Fällen kann der Prozess 300 als Reaktion auf ein Initiieren eines Ladestromflusses zwischen der Traktionsbatterie 106 und der EVSE 232 oder als Reaktion auf ein anderes Signal oder einen anderen Befehl wiederholt werden.
4 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 400 zum Durchführen einer OCV-SOC-Rücksetzung der Traktionsbatterie 106. Der Prozess 400 kann durch eine oder mehrere Steuerungen, Prozessoren oder andere Komponenten, wie etwa unter anderem die Batteriesteuerung 118 und das Ladegerät 138, die in Bezug auf mindestens die 1, 2A und 2B beschrieben sind, durchgeführt werden. Ferner können ein oder mehrere Blöcke des Prozesses 400 in Kombination mit einem oder mehreren Blöcken des Prozesses 300, der in Bezug auf mindestens 3 beschrieben ist, abgeschlossen werden.
Der Prozess 400 kann bei Block 402 beginnen, bei dem die Batteriesteuerung 118 eine Ladestromübertragung von der EVSE 232 an die Traktionsbatterie 106 initiiert. Bei Block 404 kann die Batteriesteuerung 118 bestimmen, ob eine OCV-SOC-Rücksetzung notwendig ist. In einem Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 bestimmen, dass eine OCV-SOC-Rücksetzung notwendig ist, wenn eine oder mehrere Betriebsbedingungen des Fahrzeugs 102 und/oder der EVSE 232 erfüllt sind. In einem weiteren Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen einem ersten und einem zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_1}, SOC_{ges_2} größer ist als ein Unterschiedsschwellenwert, bestimmen, dass eine OCV-SOC-Rücksetzung notwendig ist.
Als einige nichteinschränkende Beispiele kann die Batteriesteuerung 118 den ersten geschätzten SOC SOC_{ges_1}, derz. B. unter Verwendung einer Ah-Integration gemäß Gleichung (2) berechnet ist, und den zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_2}, der z. B. unter Verwendung von einem oder mehreren modellbasierten Schätzverfahren gemäß Gleichung (3) berechnet ist, bestimmen. Die Batteriesteuerung 118 dann einen Unterschied zwischen dem ersten geschätzten SOC SOC_{ges_1} und dem zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_2} bestimmen.
Wenn die Bedingungen für die OCV-SOC-Rücksetzung nicht erfüllt sind, kann die Batteriesteuerung 118 zu Block 406 übergehen, wo sie einen angeforderten Batterieladestrom I_{Batt_Lad_Af} bei einem vordefinierten Wert halten kann. In einigen Fällen kann die Batteriesteuerung 118 den angeforderten Batterieladestrom I_{Batt_Lad_Af} dazu erhalten, größer als den gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} zu sein.
Als Reaktion auf das Erfüllen der Bedingungen für den OCV-SOC, kann die Batteriesteuerung 118 bei Block 408 eine Berechnung eines laufenden Mittelwerts ausführen, um einen gewünschten Wert eines angeforderten Batterieladestroms I_{Batt_Lad_Af} zu bestimmen. Bei Block 410 kann die Batteriesteuerung 118 den angeforderten Batterieladestrom I_{Batt_Lad_Af} dazu steuern, ungefähr gleich dem gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} zu sein, sodass sich der vom Ladegerät ausgegebene Ladestrom dem gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} nähert und der an der Traktionsbatterie 106 empfangene Batterieladestrom sich Null nähert.
In einigen Fällen, kann der von der EVSE 232 ausgegebene Ladestrom I_{Ladeg_Ausgabe} sich vermindern, um dem gesamten Nichtbatterieladestrom zu entsprechen I_{Nichtbatt_Last}, während der Betrieb der Nichtbatterielasten unverändert erhalten wird. Zusätzlich oder alternativ kann das Steuern des angeforderten Batterieladestrom I_{Batt_Lad_Af} dazu, ungefähr gleich dem gesamten Ladestrom I_{Nichtbatt_Last} der Nichtbatterielasten zu sein, ein Aktivieren derjenigen Nichtbatterielasten beinhalten, die bislang inaktiv waren, sodass der gesamte Ladestrom, der von den Nichtbatterielasten verbraucht wird I_{Nichtbatt_Last} einem Minimumschwellenwertstrom, um eine aktive Ladesitzung zwischen der EVSE 232 und dem Fahrzeug 102 aufrechtzuerhalten, entspricht.
Die Batteriesteuerung 118 kann bei Block 412 bestimmen, ob ein von dem Ladegerät ausgegebener Ladestrom sich dem gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} nähert und/oder, ob der in der Traktionsbatterie 106 empfangene Batterieladestrom sich Null nähert. Falls die entsprechenden gewünschten Ladestromwerte des Ladegeräts und der Traktionsbatterie nicht erreicht werden, kann die Batteriesteuerung 118 dann zu Block 410 zurückkehren.
Als Reaktion darauf, dass ein von dem Ladegerät ausgegebener Ladestrom sich dem gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} nähert und/oder der in der Traktionsbatterie 106 empfangene Batterieladestrom sich Null nähert, kann die Batteriesteuerung 118 bei Block 414 die OCV-SOC-Rücksetzung der Traktionsbatterie 106 durchführen. Der Prozess 400 kann dann enden. In einigen Fällen kann der Prozess 400 als Reaktion auf ein Initiieren eines Ladestromflusses zwischen der Traktionsbatterie 106 und der EVSE 232 oder als Reaktion auf ein anderes Signal oder einen anderen Befehl wiederholt werden.
5 veranschaulicht einen beispielhaften Prozess 500 zum Durchführen einer OCV-SOC-Rücksetzung während einer aktiven Energieübertragung zwischen dem Fahrzeug 102 und der EVSE 232. Der Prozess 500 kann bei Block 502 beginnen, bei dem die Batteriesteuerung 118 bestimmen kann, ob eine OCV-SOC-Rücksetzung eines tatsächlichen SOC der Traktionsbatterie 106 benötigt wird. In einem weiteren Beispiel kann die Batteriesteuerung 118 als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen einem ersten und einem zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_1} , SOC_{ges_2} größer ist als ein Unterschiedsschwellenwert, bestimmen, dass eine OCV-SOC-Rücksetzung notwendig ist. Als einige nichteinschränkende Beispiele kann die Batteriesteuerung 118 den ersten geschätzten SOC SOC_{ges_1}, unter Verwendung einer Ah-Integration und den zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_2} unter Verwendung von einem oder mehreren modellbasierten Schätzverfahren bestimmen. Die Batteriesteuerung 118 kann dann einen Unterschied zwischen dem ersten geschätzten SOC SOC_{ges_1} und dem zweiten geschätzten SOC SOC_{ges_2} bestimmen und den Unterschied mit einem Unterschiedsschwellenwert vergleichen. Andere Ereignisse und Betriebsbedingungen, die die Initiierung eines OCV-SOC-Rücksetzprozesses bewirken, werden ebenfalls in Betracht gezogen.
Als Reaktion darauf, dass eine OCV-SOC-Rücksetzung notwendig ist, kann die Batteriesteuerung 118 bei Block 504 einen angeforderten Batterieladestrom I_{Batt_Lad_Af} dazu steuern, ungefähr gleich dem gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} zu sein, sodass ein von der EVSE 232 ausgegebener Ladestrom I_{Ladeg_Ausgabe} sich dem gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} nähert und der in der Traktionsbatterie 106 empfangene Ladestrom sich Null nähert. In einigen Fällen, kann das Steuern des angeforderten Batterieladestroms I_{Batt_Lad_Af} dazu, ungefähr gleich dem Ladestrom I_{Nichtbatt_}Last der gesamten Nichtbatterielasten zu sein, ein Durchführen eines Berechnens eines laufenden Mittelwerts der Ladeströme I_{Nichtbatt_Last} der gesamten Nichtbatterielasten über einen vordefinierten Zeitraum und ein Einstellen des angeforderten Batterieladestroms I_{Batt_Lad_Af} darauf, ungefähr gleich dem laufenden Mittelwertstrom zu sein, beinhalten. In einem solchen Beispiel kann der durch die EVSE 232 I_{Ladeg_Ausgabe} ausgegebene Ladestrom sich vermindern, um dem gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} zu entsprechen, während der Betrieb der Nichtbatterielasten unverändert bleibt.
Zusätzlich oder alternativ kann das Steuern des angeforderten Batterieladestrom I_{Batt_Lad_Af} dazu, ungefähr gleich dem gesamten Ladestrom I_{Nichtbatt_}Last der Nichtbatterielasten zu sein, ein Aktivieren derjenigen Nichtbatterielasten beinhalten, die bislang inaktiv waren, sodass der gesamte Ladestrom, der von den Nichtbatterielasten verbraucht wird I_{Nichtbatt_Last} einem Minimumschwellenwertstrom, um eine aktive Ladesitzung zwischen der EVSE 232 und dem Fahrzeug 102 aufrechtzuerhalten, entspricht.
Bei Block 506 kann die Batteriesteuerung 118 bestimmen, ob ein von der EVSE 232 ausgegebener Ladestrom sich dem gesamten Ladestrom I_{Nichtbatt_Last} der Nichtbatterielasten nähert und/oder, ob der in der Traktionsbatterie 106 empfangene Batterieladestrom sich Null nähert. Falls die entsprechenden gewünschten Ladestromwerte der EVSE 232 und der Traktionsbatterie 106 nicht erreicht werden, kann die Batteriesteuerung 118 dann zu Block 510 zurückkehren.
Als Reaktion darauf, dass ein von der EVSE 232 ausgegebener Ladestrom sich dem gesamten Nichtbatterieladestrom I_{Nichtbatt_Last} nähert und/oder der in der Traktionsbatterie 106 empfangene Batterieladestrom sich Null nähert, kann die Batteriesteuerung 118 bei Block 508 die OCV-SOC-Rücksetzung der Traktionsbatterie 106 durchführen. Der Prozess 400 kann dann enden. In einigen Fällen kann der Prozess 400 als Reaktion auf ein Initiieren eines Ladestromflusses zwischen der Traktionsbatterie 106 und der EVSE 232 oder als Reaktion auf ein anderes Signal oder einen anderen Befehl wiederholt werden.
Die im vorliegenden Zusammenhang offenbarten Prozesse, Verfahren oder Algorithmen können einer Verarbeitungsvorrichtung, einer Steuerung oder einem Computer zuführbar sein oder davon umgesetzt werden, die/der eine beliebige bestehende programmierbare elektronische Steuereinheit oder eine dedizierte elektronische Steuereinheit beinhalten kann. Gleichermaßen können die Prozesse, Verfahren oder Algorithmen als Daten und Anweisungen gespeichert sein, die durch eine Steuerung oder einen Computer in vielen Formen ausgeführt werden können, einschließlich 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 anderen magnetischen und optischen Medien, gespeichert sind. Die Prozesse, Verfahren und Algorithmen können zudem in einem durch 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 - ASIC), feldprogrammierbarer Gate-Arrays (Field-Programmable Gate Arrays - FPGA), Zustandsmaschinen, Steuerungen oder anderer Hardwarekomponenten oder Vorrichtungen oder einer Kombination aus Hardware-, Software- und Firmwarekomponenten, ausgeführt sein.
Bei den in der Beschreibung verwendeten Ausdrücken handelt es sich um beschreibende und nicht um einschränkende Ausdrücke, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Wie zuvor beschrieben, können die Merkmale verschiedener Ausführungsformen miteinander kombiniert werden, um weitere Ausführungsformen der Erfindung zu bilden, die unter Umständen nicht ausdrücklich beschrieben oder veranschaulicht 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 ein Durchschnittsfachmann, dass ein oder mehrere Merkmale oder eine oder mehrere Eigenschaften in Frage gestellt werden können, um die gewünschten Gesamtattribute des Systems zu erreichen, die von der konkreten Anwendung und Umsetzung abhängig sind. Zu diesen Attributen können unter anderem folgende gehören: Kosten, Festigkeit, Lebensdauer, Lebenszykluskosten, Marktfähigkeit, Erscheinungsbild, Verpackung, Größe, Betriebsfähigkeit, Gewicht, Herstellbarkeit, Einfachheit der Montage usw. Von 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 wird ein System für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Traktionsbatterie, elektrische Lasten und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs die Lasten zu aktivieren, sodass der von einem Ladegerät ausgegebene Ladestrom von den Lasten verbraucht wird und der in die Batterie eingegebene Ladestrom sich Null nähert, um einen Ladezustand (State of Charge, SOC) der Batterie zu aktualisieren, und die Lasten beim Abschluss der Aktualisierung zu deaktivieren, sodass ein Ladestrom, der in die Batterie eingegeben wird, sich erhöht.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Aktivierung als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen einem modellgeschätzten SOC-Wert und einem integrationsgeschätzten SOC-Wert größer als ein Unterschiedsschwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt die Aktivierung ferner als Reaktion darauf, dass jeder der geschätzten SOC-Werte kleiner als ein SOC-Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform basiert der Ladestrom, der von den Lasten verbraucht wird, auf einem laufenden Mittelwert der Ströme, die über einen vordefinierten Zeitraum verbraucht werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, einen von dem Ladegerät ausgegebenen Ladestrom dazu zu verringern, einem Ladestrom zu entsprechen, der zum Betreiben der Lasten benötigt wird.
Gemäß einer Ausführungsform entspricht der durch das Ladegerät ausgegebene verringerte Ladestrom einem Schwellenwert eines aktiven Ladens.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ladesystem für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs einen von einem Ladegerät ausgegebenen Ladestrom auf einen Wert ungleich null zu verringern, sodass ein in eine Traktionsbatterie eingegebener Ladestrom sich Null nähert, um einen Ladezustandswert der Batterie zu aktualisieren, und beim Abschluss der Aktualisierung den von dem Ladegerät ausgegebenen Ladestrom zu erhöhen, sodass der in die Batterie eingegebene Ladestrom sich erhöht.
Gemäß einer Ausführungsform entspricht der verringerte Ladestrom einem Schwellenwert eines aktiven Ladens.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Verringern als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen einem modellgeschätzten SOC-Wert und einem integrationsgeschätzten SOC-Wert größer als ein Unterschiedsschwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, elektrische Lasten des Fahrzeugs derartig zu aktivieren, dass der verringerte Ladestrom von den Lasten verbraucht wird.
Gemäß einer Ausführungsform basiert das Verringern auf einem laufenden Mittelwert der Ströme, die über einen vordefinierten Zeitraum verbraucht werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, die Lasten beim Abschluss der Aktualisierung zu deaktivieren.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein System für ein Fahrzeug bereitgestellt, das Folgendes aufweist: eine Traktionsbatterie und einen Klimaanlagenverdichter und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs eine Batterieladegerätausgabe zu verringern, sodass die Ausgabe von dem Verdichter verbraucht wird und nicht die Batterie auflädt, um einen Wert eines Ladezustands (SOC) der Batterie zu aktualisieren, und beim Abschluss der Aktualisierung die Ausgabe zu erhöhen, um die Batterie aufzuladen.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Verringern als Reaktion darauf, dass ein Unterschied zwischen einem modellgeschätzten SOC-Wert und einem integrationsgeschätzten SOC-Wert größer als ein Unterschiedsschwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Verringern ferner als Reaktion darauf, dass jeder der geschätzten SOC-Werte kleiner als ein SOC-Schwellenwert ist.
Gemäß einer Ausführungsform basiert der Ladestrom, der von dem Verdichter verbraucht wird, auf einem laufenden Mittelwert des Ladestroms, die über einen vordefinierten Zeitraum verbraucht werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, vor dem Verringern einen DC/DC-Wandler des Fahrzeugs derartig zu aktivieren, dass die Ausgabe von dem Verdichter verbraucht wird und der Ladestrom an die Batterie sich Null nähert.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuerung ferner dazu konfiguriert, den Verdichter beim Abschluss der Aktualisierung zu deaktivieren.

Claims

System für ein Fahrzeug, umfassend: eine Traktionsbatterie; elektrische Lasten; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs: die Lasten zu aktivieren, sodass der von einer Ladegerät ausgegebene Ladestrom von den Lasten verbraucht wird und der in die Batterie eingegebene Ladestrom sich Null nähert, um einen Ladezustand (State of Charge, SOC) der Batterie zu aktualisieren, und die Lasten beim Abschluss der Aktualisierung zu deaktivieren, sodass ein Ladestrom, der in die Batterie eingegeben wird, sich erhöht.
System nach Anspruch 1, wobei die Aktivierung als Reaktion darauf erfolgt, dass ein Unterschied zwischen einem modellgeschätzten SOC-Wert und einem integrationsgeschätzten SOC-Wert größer als ein Unterschiedsschwellenwert ist.
System nach Anspruch 2, wobei die Aktivierung ferner als Reaktion darauf erfolgt, dass jeder der geschätzten SOC-Werte kleiner als ein SOC-Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 1, wobei der Ladestrom, der von den Lasten verbraucht wird, auf einem laufenden Mittelwert der Ströme basiert, die über einen vordefinierten Zeitraum verbraucht werden.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, einen von dem Ladegerät ausgegebenen Ladestrom dazu zu verringern, einem Ladestrom zu entsprechen, der zum Betreiben der Lasten benötigt wird.
System nach Anspruch 5, wobei der durch das Ladegerät ausgegebene verringerte Ladestrom einem Schwellenwert eines aktiven Ladens entspricht.
Ladesystem für ein Fahrzeug, das Folgendes umfasst: eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs: Reduzieren des von einem Ladegerät ausgegebenen Ladestroms auf einen Wert ungleich Null, sodass der in eine Traktionsbatterie eingegebene Ladestrom sich Null nähert, um einen Ladezustandswert der Batterie zu aktualisieren, und Erhöhen des von dem Ladegerät ausgegebenen Ladestroms beim Abschluss der Aktualisierung, sodass der in die Batterie eingegebene Ladestrom sich erhöht.
System nach Anspruch 7, wobei der verringerte Ladestrom einem Schwellenwert eines aktiven Ladens entspricht.
System nach Anspruch 7, wobei das Verringern als Reaktion darauf erfolgt, dass ein Unterschied zwischen einem modellgeschätzten SOC-Wert und einem integrationsgeschätzten SOC-Wert größer als ein Unterschiedsschwellenwert ist.
System nach Anspruch 7, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, elektrische Lasten des Fahrzeugs derartig zu aktivieren, dass der verringerte Ladestrom von den Lasten verbraucht wird.
System nach Anspruch 10, wobei das Verringern auf einem laufenden Mittelwert der Ströme basiert, die über einen vordefinierten Zeitraum verbraucht werden.
System nach Anspruch 10, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, die Lasten beim Abschluss der Aktualisierung zu deaktivieren.
System für ein Fahrzeug, umfassend: eine Traktionsbatterie und einen Klimaanlagenverdichter; und eine Steuerung, die dazu konfiguriert ist, während eines Ladevorgangs: eine Batterieladegerätausgabe zu verringern, sodass die Ausgabe von dem Verdichter verbraucht wird und nicht die Batterie auflädt, um einen Wert eines Ladezustands (SOC) der Batterie zu aktualisieren, und beim Abschluss der Aktualisierung die Ausgabe zu erhöhen, um die Batterie aufzuladen.
System nach Anspruch 13, wobei das Verringern als Reaktion darauf erfolgt, dass ein Unterschied zwischen einem modellgeschätzten SOC-Wert und einem integrationsgeschätzten SOC-Wert größer als ein Unterschiedsschwellenwert ist und jeder der geschätzten SOC-Werte kleiner als ein SOC-Schwellenwert ist.
System nach Anspruch 13, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert, vor dem Verringern einen DC/DC-Wandler des Fahrzeugs derartig zu aktivieren, dass die Ausgabe von dem Verdichter verbraucht wird und der Ladestrom an die Batterie gegen Null geht und beim Abschluss der Aktualisierung den Verdichter zu deaktivieren.