DE102020203109A1 - Umweltfreundliches Fahrzeug und Ladesteuerungsverfahren dafür - Google Patents

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Abstract

Ein umweltfreundliches Fahrzeug, das ein Ladesteuerungsverfahren nutzt, verbessert die Effizienz des drahtlosen Ladens und verwaltet das Laden/Entladen einer Batterie des Fahrzeugs effizient. Das umweltfreundliche Fahrzeug weist auf: einen drahtlosen Leistungsempfänger zum drahtlosen Empfangen einer elektrischen Leistung von einer externen Ladevorrichtung; einen Speicher zum Speichern von Zustandsinformationen jeder von mehreren Batteriezellen; und eine Steuerung zum Steuern einer Ladereihenfolge jeder der mehreren Batteriezellen unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Zustandsinformationen, wenn sich ein Motor des Fahrzeugs in einem ausgeschalteten Zustand befindet.

Description

  • GEBIET
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein Fahrzeug, und insbesondere auf ein umweltfreundliches Fahrzeug, das mit elektrischer Energie betrieben wird, die von einer Batterie bereitgestellt wird.
  • HINTERGRUND
  • Die Angaben in diesem Abschnitt stellen lediglich Hintergrundinformationen bezogen auf die vorliegende Offenbarung bereit und stellen möglicherweise den Stand der Technik nicht dar.
  • Während der Bedarf an umweltfreundlichen Fahrzeugen steigt, haben viele Hersteller von umweltfreundlichen Fahrzeugen verschiedene Batterieladeverfahren für die umweltfreundlichen Fahrzeuge entwickelt.
  • Unter den Batterieladeverfahren von umweltfreundlichen Fahrzeugen hat die Drahtlos-Ladetechnologie viel Aufmerksamkeit erregt. Statt einem herkömmlichen Verfahren zum Laden einer Vorrichtung und eines umweltfreundlichen Fahrzeugs durch ein Kabel, wird die Drahtlos-Ladetechnologie für ein umweltfreundliches Fahrzeug entwickelt. Die drahtlose Ladetechnologie bzw. Drahtlos-Ladetechnologie überträgt Leistung bzw. Energie drahtlos in der Form eines HF-Signals, um eine Batterie des umweltfreundlichen Fahrzeugs aufzuladen.
  • Als eine drahtlose Ladetechnologie wird ein drahtloses Ladesystem unter Verwendung eines Phänomens der magnetischen Induktion verwendet. Es wurde festgestellt, dass das Verfahren der magnetischen Induktion zum Induzieren eines Stroms durch ein Magnetfeld von einer Spule zu einer anderen auf den Abstand und die relative Position zwischen den Spulen empfindlich ist und die Effizienz des Ladens aufgrund von externen Störsignalen schlecht ist.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Die vorliegende Offenbarung verbessert die Effizienz des drahtlosen Ladens eines umweltfreundlichen Fahrzeugs und verwaltet das Laden/Entladen einer Batterie effizient.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein umweltfreundliches Fahrzeug auf: einen drahtlosen Leistungsempfänger, der konfiguriert ist, elektrische Leistung bzw. Strom von einer externen Ladevorrichtung drahtlos zu empfangen; einen Speicher, der konfiguriert ist, Zustandsinformationen jeder der mehreren Batteriezellen zu speichern; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, eine Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Zustandsinformationen zu steuern, wenn sich ein Motor des umweltfreundlichen Fahrzeugs in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  • In einer Ausführungsform ist die Steuerung konfiguriert zum: Festlegen der Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen auf der Grundlage eines Ladezustands (state of charge - SOC) jeder Batteriezelle, und, unter den mehreren Batteriezellen, Festlegen einer höheren Priorität in der Ladereihenfolge für eine Batteriezelle mit einem niedrigeren SOC.
  • In einer weiteren Ausführungsform weist das umweltfreundliche Fahrzeug ferner auf: mehrere Zellausgleichseinheiten, die jeweils für entsprechende Batteriezellen der mehreren Batteriezellen bereitgestellt sind. Insbesondere aktiviert die Steuerung Zellausgleichseinheiten unter den mehreren Zellausgleichseinheiten der Reihe nach, auf der Grundlage der Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen, und steuert jede Batteriezelle der mehreren Batteriezellen, um auf der Grundlage der Ladereihenfolge geladen zu werden.
  • Wenn das Laden einer Batteriezelle der mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist, speichert die Steuerung Spannungsinformationen der geladenen Batteriezelle im Speicher.
  • In einer weiteren Ausführungsform empfängt die Steuerung Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers und lädt eine weitere Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn das Laden einer Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist.
  • In noch einer weiteren Ausführungsform empfängt die Steuerung Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers und initialisiert den drahtlosen Leistungsempfänger in einen Normalzustand durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn ein anormaler Betrieb des drahtlosen Leistungsempfängers unter den Betriebsinformationen erkannt wird.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist ein umweltfreundliches Fahrzeug auf: einen drahtlosen Leistungsempfänger, der konfiguriert ist, elektrische Leistung von einer externen Ladevorrichtung drahtlos zu empfangen, und einen Komparator aufweist, der konfiguriert ist, eine Frequenz der empfangenen elektrischen Leistung bzw. Stroms auszuwählen; einen Speicher, der konfiguriert ist, Zustandsinformationen jeder Batteriezelle von mehreren Batteriezellen zu speichern; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, eine Frequenzauswahl des Komparators zu steuern und eine Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Zustandsinformationen zu steuern, wenn sich ein Motor des umweltfreundlichen Fahrzeugs in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  • In einem weiteren Aspekt, wenn die Steuerung die Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen steuert, ordnet die Steuerung einer Batteriezelle mit einem niedrigeren Ladezustand (SOC) eine höhere Priorität zu.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist der Komparator konfiguriert, nur ein Frequenzband einer Spannung, die größer als eine Schwellenspannung ist, auszuwählen; und die Steuerung ist konfiguriert, eine Größe der Schwellenspannung auf der Grundlage eines Alterungszustands (state of health - SOH) jeder Batteriezelle der mehreren Batteriezellen wechselnd anzulegen.
  • In einer weiteren Ausführungsform, beim Laden einer Batteriezelle mit einem Alterungszustand von 100% unter den mehreren Batteriezellen, werden 100 % einer vorgegebenen Schwellenspannung an den Komparator angelegt; und wenn der Alterungszustand von Batteriezellen unter den mehreren Batteriezellen niedriger als 100 % ist, wird ein Verhältnis von weniger als 100 % proportional zum Alterungszustand der entsprechenden Batteriezellen an den Komparator angelegt.
  • Das umweltfreundliche Fahrzeug kann ferner aufweisen: mehrere Zellausgleichseinheiten, die jeweils für entsprechende Batteriezellen der mehreren Batteriezellen bereitgestellt sind. Insbesondere aktiviert die Steuerung Zellausgleichseinheiten unter den mehreren Zellausgleichseinheiten der Reihe nach, auf der Grundlage der Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen, und steuert jede Batteriezelle der mehreren Batteriezellen, um auf der Grundlage der Ladereihenfolge geladen zu werden.
  • In einer Ausführungsform, wenn das Laden einer Batteriezelle der mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist, speichert die Steuerung Spannungsinformationen der geladenen Batteriezelle im Speicher.
  • Die Steuerung kann konfiguriert sein, Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers zu empfangen und eine weitere Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers zu laden, wenn das Laden einer Batteriezelle der mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist.
  • In einer weiteren Ausführungsform kann die Steuerung konfiguriert sein, Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers zu empfangen und den drahtlosen Leistungsempfänger in einen Normalzustand durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers zu initialisieren, wenn ein anormaler Betrieb des drahtlosen Leistungsempfängers unter den Betriebsinformationen erkannt wird.
  • In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Ladesteuerungsverfahren eines umweltfreundlichen Fahrzeugs bereitgestellt, wobei das Fahrzeug aufweist: einen drahtlosen Leistungsempfänger zum drahtlosen Empfangen von Leistung von einer externen Ladevorrichtung, der einen Komparator zum Auswählen einer Frequenz der empfangenen Leistung aufweist; einen Speicher zum Speichern von Zustandsinformationen jeder Batteriezelle von mehreren Batteriezellen; und eine Steuerung zum Steuern einer Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen. Insbesondere umfasst das Verfahren: Steuern einer Frequenzauswahl des Komparators durch die Steuerung; und Steuern einer Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen durch die Steuerung unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Zustandsinformationen, wenn sich ein Motor des Fahrzeugs in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  • Beim Steuern einer Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen wird eine höhere Priorität einer Batteriezelle mit einem niedrigeren Ladezustand (SOC) zugeordnet.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Ladesteuerungsverfahren ferner: Auswählen nur eines Frequenzbandes einer Spannung, die größer als eine Schwellenspannung ist, durch den Komparator; und wechselndes Anlegen einer Größe der Schwellenspannung durch die Steuerung auf der Grundlage eines Alterungszustands (state of health - SOH) jeder Batteriezelle der mehreren Batteriezellen.
  • Beim Laden einer Batteriezelle mit einem Alterungszustand von 100% unter den mehreren Batteriezellen werden 100 % einer vorgegebenen Schwellenspannung an den Komparator angelegt; und wenn der Alterungszustand einer Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen niedriger als 100% ist, wird ein Verhältnis von weniger als 100 % proportional zum Alterungszustand der Batteriezelle an den Komparator angelegt.
  • Das Ladesteuerungsverfahren umfasst ferner: wenn das Laden einer Batteriezelle der mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist, Speichern von Spannungsinformationen der geladenen Batteriezelle im Speicher durch die Steuerung.
  • Das Ladesteuerungsverfahren kann umfassen: Empfangen von Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers und Laden einer weiteren Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn das Laden einer Batteriezelle der mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist.
  • Das Ladesteuerungsverfahren kann umfassen: Empfangen von Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers und Initialisieren des drahtlosen Leistungsempfängers in einen Normalzustand durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn ein anormaler Betrieb des drahtlosen Leistungsempfängers unter den Betriebsinformationen erkannt wird.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung besteht darin, die Effizienz des drahtlosen Ladens des umweltfreundlichen Fahrzeugs zu verbessern und das Laden/Entladen der Batterie effizient zu verwalten.
  • Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hierin bereitgestellten Beschreibung deutlich. Es wird darauf hingewiesen, dass die Beschreibung und konkrete Beispiele lediglich zu Illustrationszwecken dienen und den Umfang der vorliegenden Offenbarung nicht einschränken sollen.
  • Figurenliste
  • Damit die Offenbarung gut verständlich ist, werden nun verschiedene Ausführungsformen davon beispielshalber beschrieben, wobei auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, hierbei zeigen:
    • 1 eine Ansicht, die ein drahtloses Ladesystem eines umweltfreundlichen Fahrzeugs darstellt;
    • 2 eine Ansicht, die einen drahtlosen Leistungsempfänger und eine Batterie eines umweltfreundlichen Fahrzeugs darstellt;
    • 3A, 3B und 3C Ansichten, die einen Komparator, der einen drahtlosen Ladeempfänger eines umweltfreundlichen Fahrzeugs ausbildet, und Spannungen des Komparators darstellen;
    • 4A, 4B und 4C Ansichten, die die Spannungskennwerte des drahtlosen Leistungsempfängers darstellen;
    • 5 eine Ansicht, die die Bestimmung der Batteriezellenladereihenfolge des umweltfreundlichen Fahrzeugs darstellt; und
    • 6A und 6B Flussdiagramme, die jeweils ein Batterieladeverfahren eines umweltfreundlichen Fahrzeugs darstellen.
  • Die hierin beschriebenen Zeichnungen dienen lediglich zu Illustrationszwecken und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung auf keine Weise einschränken.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder vorliegenden Verwendungen nicht einschränken. Es wird darauf hingewiesen, dass in den gesamten Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen ähnliche oder entsprechende Teile und Merkmale kennzeichnen.
  • 1 ist eine Ansicht, die ein drahtloses Ladesystem eines umweltfreundlichen Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Die drahtlose Ladevorrichtung 120 führt Leistungsumwandlung, Ladesteuerung, Laden und Ähnliches durch. Die drahtlose Ladevorrichtung 120 weist eine Drahtlos- Leistungsübertragungseinrichtung 122 auf, die unter dem Boden eingebettet ist. Die drahtlose Ladevorrichtung 120 kommuniziert drahtlos mit dem umweltfreundlichen Fahrzeug 100 zur Ladesteuerung und zum Laden.
  • Das umweltfreundliche Fahrzeug 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist mit einer Batterie 140 und einem drahtlosen Leistungsempfänger 142 ausgestattet.
  • Die Batterie 140 wird durch die durch den drahtlosen Leistungsempfänger 142 empfangene Leistung aufgeladen.
  • Der drahtlose Leistungsempfänger 142 ermöglicht es der Batterie 140 aufgeladen zu werden, indem die in der Form eines HF-Signals durch die Drahtlos-Leistungsübertragungseinrichtung 122 der drahtlosen Ladevorrichtung 120 übertragene Drahtlos-Energie bzw. -Leistung, die an die Batterie 140 zugeführt werden soll, empfangen wird.
  • 2 ist eine Ansicht, die einen drahtlosen Leistungsempfänger und eine Batterie eines umweltfreundlichen Fahrzeugs gemäß einer Form der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Der drahtlose Leistungsempfänger 142 weist eine Anpassungsschaltung 212, einen Komparator 214, einen Gleichrichter 216 und einen Gleichspannungswandler 218 auf.
  • Die Anpassungsschaltung 212 ist bereitgestellt, um eine Impedanzanpassung und einen Leistungsverlust zwischen der Drahtlos- Leistungsübertragungseinrichtung 122 der externen drahtlosen Ladevorrichtung 120 und dem drahtlosen Leistungsempfänger 142 des umweltfreundlichen Fahrzeugs 100 zu verhindern. In 2 ist ,P1' eine Ausgangsspannung der Anpassungsschaltung 212.
  • Der Komparator 214 ist bereitgestellt, um die Ausgangsspannung P1 der Anpassungsschaltung 212 zu empfangen, um die Spannung zu erhöhen und Störsignale zu entfernen. Die Konfiguration und der Betrieb des Komparators 214 wird mit Bezug auf 3 bis 5 nachfolgend ausführlicher beschrieben. In 2 ist P2' eine Ausgangsspannung des Komparators 214.
  • Der Gleichrichter 216 empfängt die Ausgangsspannung P2 des Komparators 214 und wandelt die Wechselspannung in eine Gleichspannung um. In 2 ist ,P3' eine Ausgangsspannung des Gleichrichters 216.
  • Der Gleichspannungswandler 218 wandelt die Ausgangsspannung P3 des Gleichrichters 216 in eine Gleichspannung um, die zum Laden der Batterie 140 geeignet ist. Die Ausgangsspannung des Gleichspannungswandlers 218 wird der Batterie 140 bereitgestellt und verwendet, um die Batterie 140 zu laden.
  • Die Batterie 140 weist eine Ladesteuerung 202, mehrere Zellausgleichseinheiten 252 und mehrere Batteriezellen 262 auf.
  • Die Ladesteuerung 202 steuert die Gesamtaufladung der Batterie 140. Zu diesem Zweck werden die Zustandsinformationen jeder der mehreren Batteriezellen 262 von den mehreren Zellausgleichseinheiten 252 empfangen und im Speicher 204 gespeichert.
  • Darüber hinaus empfängt die Ladesteuerung 202 die Betriebsinformationen des Komparators 214 vom Komparator 214 des drahtlosen Leistungsempfängers 142, erzeugt, falls gewünscht, ein Rückstellsignal und setzt den Komparator 214 auf Werkseinstellungen zurück. Beispielsweise, wenn das Laden einer Batteriezelle 262 abgeschlossen ist, kann die Ladesteuerung 202 den Komparator 214 zurücksetzen, um die andere Batteriezelle 262 zu laden. Darüber hinaus, wenn der Komparator 214 nicht normal funktioniert, kann die Ladesteuerung 202 ein Rückstellsignal erzeugen, um den Komparator 214 auf Werkseinstellungen zurückzusetzen und dann ein erneutes Laden zu versuchen.
  • Durch das Empfangen von Zustandsinformationen jeder der mehreren Batteriezellen 262 und das Speichern dieser im Speicher 204 kann in Zukunft, selbst wenn sich der Motor des umweltfreundlichen Fahrzeugs 100 im ausgeschalteten Zustand befindet, jede der mehreren Batteriezellen 262 gleichmäßig geladen werden, indem der Zustand jeder der mehreren Batteriezellen 262 überprüft wird (Zellausgleich). Die mehreren Zellausgleichseinheiten 252 erhalten Zustandsinformationen jeder der mehreren Batteriezellen 262 und übertragen die Zustandsinformationen an die Ladesteuerung 202 und führen den Zellausgleich jeder der mehreren Batteriezellen 262 unter der Steuerung der Ladesteuerung 202 durch.
  • Die Bedeutung des Zellausgleichs besteht darin, das Laden und Entladen der mehreren Batteriezellen 206 gleichmäßig zu verwalten, wobei das Laden/Entladen aller der mehreren Batteriezellen 262 gegebenenfalls ohne Vorspannen einer Batteriezelle erfolgt.
  • Jede der mehreren Batteriezellen 262 wird durch jede der mehreren Zellausgleichseinheiten 252 geladen und verwaltet. Jedes Laden der mehreren Batteriezellen 262 wird durchgeführt, bis die Spannung jeder der mehreren Batteriezellen 262 eine zweite Bezugsspannung erreicht. Die zweite Bezugsspannung kann für jede der mehreren Batteriezellen 262 unterschiedlich festgelegt sein. Beispielsweise, da sich ladbare Spannungen gemäß einem Alterungszustand (SOH) und einem Ladezustand (SOC) jeder der mehreren Batteriezellen 262 voneinander unterscheiden können, wird das Laden durchgeführt, indem die zweite Bezugsspannung jeder der mehreren Batteriezellen variiert wird.
  • 3A, 3B und 3C sind Ansichten, die einen Komparator, der einen drahtlosen Ladeempfänger eines umweltfreundlichen Fahrzeugs ausbildet, und Spannungen des Komparators gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
  • Wie in 3A dargestellt, empfängt der Komparator 214 P1, bei dem es sich um eine Ausgangsspannung der Anpassungsschaltung 212 handelt, und vergleicht diese mit der ersten Bezugsspannung Vref und verstärkt dann den Widerstand Rfb und den Kondensator Cfb, wenn die Eingangsspannung P1 kleiner als die erste Bezugsspannung Vref ist.
  • Im Vergleich zur Schwellenspannung Vth wird die durch den Widerstand Rfb und den Kondensator Cfb verstärkte Spannung 302 nur im Vergleich zur Schwellenspannung als die Ausgangsspannung P2 ausgegeben und keine Spannung, die kleiner als die Schwellenspannung Vth ist, wird ausgegeben.
  • 3B stellt eine Spannung 302 dar, die durch den Widerstand Rfb und den Kondensator Cfb verstärkt wird. Wie in 3C ersichtlich ist, wird die Spannung 304, die kleiner als die Schwellenspannung Vth ist, nicht ausgegeben. Aufgrund dieser Maßnahme können Störsignalkomponenten (Teile kleiner als Vth), die in der Eingangsleistung des Komparators 214 eingebunden sind, eliminiert werden.
  • 4A, 4B und 4C sind Ansichten, die die Spannungskennwerte des drahtlosen Leistungsempfängers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
  • 4A ist ein Diagramm, das eine Ausgangsspannung P1 der Anpassungsschaltung 212 veranschaulicht. Wie in 4A dargestellt, kann die Spannung P1, die von der Anpassungsschaltung 212 ausgegeben und in die Vergleichseinheit 214 eingegeben wird, Spannungskennwerte aufweisen, die sich von Größen gemäß Frequenzbändern unterscheiden. In 4A ist ersichtlich, dass die Spannung P1 Störsignalkomponenten mit einer kleinen Spannung aufweist.
  • 4B ist eine Ansicht, die die Ausgangsspannung P2 des Komparators 214 veranschaulicht. Wie in 4B dargestellt, werden kleine Störsignalkomponenten durch die Maßnahme der Schwellenspannung Vth entfernt.
  • 4C ist eine Ansicht, die die Ausgangsspannung P3 des Gleichrichters 216 veranschaulicht. Wie in 4C dargestellt, kann durch das Gleichrichten nach dem Entfernen der Störsignalkomponente eine gute gleichgerichtete Spannung erzielt werden.
  • 5 ist eine Ansicht, die das Bestimmen der Batteriezellenladereihenfolge des umweltfreundlichen Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellt.
  • Wie in 5 veranschaulicht, wird der Alterungszustand (SOH) jeder der mehreren Batteriezellen 262 aus der Impedanzänderung gemäß der Temperatur und der Stromdichte jeder der mehreren Batteriezellen 262 durch Anlegen des Stromwerts und des Spannungswerts, der bei der Entladung jeder der mehreren Batteriezellen erhalten wird, vorausberechnet.
  • Dementsprechend kann der SOH für jede der mehreren Batteriezellen 262 vorausberechnet werden und die erste Bezugsspannung Vth des Komparators 214 wird variabel an jeder der mehreren Batteriezellen 262 angelegt, indem der vorausberechnete SOH verwendet wird. Der Grund für das variable Anlegen der ersten Bezugsspannung Vth des Komparators 214 besteht darin, dass es schwierig ist, die Batteriezelle 262 mit einem kurzen Alterungszustand der zweiten Bezugsspannung vollständig zu laden und das Laden kann lange dauern. Um diese Aufgabe zu lösen, wird die erste Bezugsspannung Vth durch Vorausberechnen der SOH-Werte jeder der mehreren Batteriezellen 262 variabel angelegt.
  • Beispielsweise, wie in 5 dargestellt, falls der SOH einer bestimmten Batteriezelle 262 80 bis 100 % beträgt, ist die erste Bezugsspannung Vth des Komparators 214 beim Laden der entsprechenden Batteriezelle 262 1,0. * Vth wird angelegt wie sie ist. Falls der SOH der bestimmten Batteriezelle 262 60 bis 80 % beträgt, wird die erste Bezugsspannung Vth des Komparators 214 beim Laden der Batteriezelle nur zu 80 % von 0,8 * Vth angelegt. Falls der SOH der bestimmten Batteriezelle 262 40 bis 60% beträgt, wird die erste Bezugsspannung Vth des Komparators 214 beim Laden der Batteriezelle nur zu 60% von 0,6 * Vth angelegt. Falls der SOH der bestimmten Batteriezelle 262 20 bis 40% beträgt, wird die erste Bezugsspannung Vth des Komparators 214 beim Laden der Batteriezelle nur zu 40% von 0,4 * Vth angelegt.
  • In diesem Fall, wie in 5 dargestellt, gibt die Ladepriorität jeder der mehreren Batteriezellen 262 einer Batteriezelle 262 mit einem kleinen SOH oder einer Batteriezelle mit einem größeren Verhältnis (%) der ersten Bezugsspannung Vth, die tatsächlich an den Komparator 214 angelegt wird, höhere Priorität.
  • 6A und 6B sind Flussdiagramme, die ein Batterieladeverfahren eines umweltfreundlichen Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung darstellen.
  • Es wird ermittelt, ob das drahtlose Laden aktiviert ist, während der Motor des umweltfreundlichen Fahrzeugs 100 ausgeschaltet ist (604). Hierin weist die Aktivierung des drahtlosen Ladens eine Aktivierung der externen drahtlosen Ladevorrichtung 120 und des drahtlosen Ladeempfängers 142 und der Batterie 140 des umweltfreundlichen Fahrzeugs 100 auf.
  • Wenn das drahtlose Laden aktiviert ist, während der Motor des umweltfreundlichen Fahrzeugs 100 ausgeschaltet ist, empfängt die Ladesteuerung 202 drahtlose Leistung durch den drahtlosen Leistungsempfänger 142 (606). Wenn die empfangene Leistung höher ist als die erste Bezugsspannung Vref (JA in 608), richtet die Ladesteuerung 202 die empfangene Leistung gleich und führt dann eine Gleichstrom-Gleichstrom-Wandlung durch (610). Als nächstes ermittelt die Ladesteuerung 202 die aktuelle Ladespannung jeder der mehreren Batteriezellen 262 (612).
  • In diesem Fall, wenn sich das umweltfreundliche Fahrzeug 100 im ausgeschalteten Zustand befindet und es schwierig ist, die Ladespannung jeder der mehreren Batteriezellen 262 direkt zu messen, kann die Ladesteuerung 202 die Ladespannung jeder der mehreren Batteriezellen 262 aus den im Speicher 204 gespeicherten Zustandsinformationen jeder der mehreren Batteriezellen 262 ermitteln. Das bedeutet, dass das umweltfreundliche Fahrzeug 100 die Ladereihenfolge durch Überprüfen des Zustands der Ladung jeder der mehreren Batteriezellen 262 bestimmen kann, selbst im ausgeschalteten Zustand der Inbetriebnahme durch Bezugnahme auf die im Speicher 204 gespeicherten Zustandsinformationen.
  • Falls die Ladespannung jeder der mehreren Batteriezellen 262 geringer als die zweite Bezugsspannung ist (JA in 614), berechnet die Ladesteuerung 202 eine Spannungsdifferenz zwischen den mehreren Batteriezellen 262 und bestimmt die Ladepriorität jeder der mehreren Batteriezellen 262 auf der Grundlage der berechneten Spannungsdifferenz (616). Falls die Ladespannung jeder der mehreren Batteriezellen 262 höher als die zweite Bezugsspannung ist oder dieser entspricht (Nein in 614), fährt die Ladesteuerung 202 mit Schritt 626 fort, um die Zellausgleichseinheit 252 und den drahtlosen Leistungsempfänger 142 zu deaktivieren.
  • Wenn die Ladepriorität jeder der mehreren Batteriezellen 262 bestimmt wird, aktiviert die Ladesteuerung 202 die mehreren Zellausgleichseinheiten 252 der Reihe nach, um zur Priorität zu passen (618). Das Laden jeder der mehreren Batteriezellen 262 ist durch Aktivieren der entsprechenden Zellausgleichseinheit 252 möglich.
  • Die Ladesteuerung 202 führt ein Ausgleichen (Laden) jeder der mehreren Batteriezellen 262 auf der Grundlage der oben bestimmten Ladepriorität durch (620). Hierin wird das Laden jeder der mehreren Batteriezellen 262 als „Ausgleichen‟ bezeichnet, da das Laden und Entladen der mehreren Batteriezellen 206 derart verwaltet wird, dass alle der mehreren Batteriezellen 262 gleichmäßig geladen/entladen werden, gegebenenfalls ohne Vorspannen einer Batteriezelle.
  • Falls die Spannung jeder der mehreren Batteriezellen 262 die gewünschte zweite Bezugsspannung erreicht (JA in 622), speichert die Ladesteuerung 202 die Spannungsinformationen der Batteriezelle 262, bei der das Laden abgeschlossen ist, im Speicher 204 (624).
  • Durch diesen Vorgang, wenn das Ausgleichen (Laden) jeder der mehreren Batteriezellen 262 in der Reihenfolge der höchsten Priorität abgeschlossen wird, deaktiviert die Ladesteuerung 202 die mehreren Zellausgleichseinheiten 252 und den drahtlosen Leistungsempfänger 142, um das Laden der Batterie 140 abzuschließen (626).
  • Die offenbarten Ausführungsformen sind lediglich beispielhaft für die technische Idee, und der Fachmann erkennt, dass verschiedene Modifikationen, Veränderungen und Ergänzungen durchgeführt werden können, ohne von der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher sollen die oben offenbarten beispielhaften Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen die technische Idee nicht einschränken, sondern den technischen Geist beschreiben, und der Schutzumfang der technischen Idee wird durch die Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen nicht eingeschränkt.

Claims (21)

  1. Umweltfreundliches Fahrzeug, welches aufweist: einen drahtlosen Leistungsempfänger, der konfiguriert ist, elektrische Leistung von einer externen Ladevorrichtung drahtlos zu empfangen; einen Speicher, der konfiguriert ist, Zustandsinformationen jeder Batteriezelle von mehreren Batteriezellen zu speichern; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, eine Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Zustandsinformationen zu steuern, wenn sich ein Motor des umweltfreundlichen Fahrzeugs in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  2. Umweltfreundliches Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Festlegen der Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen auf der Grundlage eines Ladezustands (state of charge - SOC) jeder Batteriezelle, und, Festlegen, unter den mehreren Batteriezellen, einer höheren Priorität in der Ladereihenfolge für eine Batteriezelle mit einem niedrigeren SOC.
  3. Umweltfreundliches Fahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, das ferner aufweist: mehrere Zellausgleichseinheiten, die jeweils für entsprechende Batteriezellen der mehreren Batteriezellen bereitgestellt sind, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Aktivieren von Zellausgleichseinheiten unter den mehreren Zellausgleichseinheiten der Reihe nach auf der Grundlage der Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen, und Steuern jeder Batteriezelle der mehreren Batteriezellen, um auf der Grundlage der Ladereihenfolge geladen zu werden.
  4. Umweltfreundliches Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei wenn das Laden einer Batteriezelle der mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist, die Steuerung konfiguriert ist, Spannungsinformationen der geladenen Batteriezelle im Speicher zu speichern.
  5. Umweltfreundliches Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Empfangen von Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers, und Laden einer weiteren Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn das Laden einer Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist.
  6. Umweltfreundliches Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Empfangen von Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers, und Initialisieren des drahtlosen Leistungsempfängers in einen Normalzustand durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn ein anormaler Betrieb des drahtlosen Leistungsempfängers unter den Betriebsinformationen erkannt wird.
  7. Umweltfreundliches Fahrzeug, das aufweist: einen drahtlosen Leistungsempfänger, der konfiguriert ist, elektrische Leistung von einer externen Ladevorrichtung drahtlos zu empfangen, und der einen Komparator aufweist, der konfiguriert ist, eine Frequenz der empfangenen elektrischen Leistung auszuwählen; einen Speicher, der konfiguriert ist, Zustandsinformationen jeder Batteriezelle von mehreren Batteriezellen zu speichern; und eine Steuerung, die konfiguriert ist, eine Frequenzauswahl des Komparators zu steuern und eine Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Zustandsinformationen zu steuern, wenn sich ein Motor des umweltfreundlichen Fahrzeugs in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  8. Umweltfreundliches Fahrzeug nach Anspruch 7, wobei, wenn die Steuerung die Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen steuert, die Steuerung konfiguriert ist, einer Batteriezelle mit einem niedrigeren Ladezustand (SOC) eine höhere Priorität zuzuordnen.
  9. Umweltfreundliches Fahrzeug nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Komparator konfiguriert ist, nur ein Frequenzband einer Spannung, die größer als eine Schwellenspannung ist, auszuwählen; und die Steuerung konfiguriert ist, eine Größe der Schwellenspannung auf der Grundlage eines Alterungszustands (state of health - SOH) jeder Batteriezelle der mehreren Batteriezellen wechselnd anzulegen.
  10. Umweltfreundliches Fahrzeug nach Anspruch 9, wobei beim Laden einer Batteriezelle mit einem Alterungszustand von 100 % unter den mehreren Batteriezellen 100 % einer vorgegebenen Schwellenspannung an den Komparator angelegt werden; und wenn der Alterungszustand von Batteriezellen unter den mehreren Batteriezellen niedriger als 100% ist, ein Verhältnis von weniger als 100 % proportional zum Alterungszustand der entsprechenden Batteriezellen an den Komparator angelegt wird.
  11. Umweltfreundliches Fahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10, das ferner aufweist: mehrere Zellausgleichseinheiten, die jeweils für entsprechende Batteriezellen der mehreren Batteriezellen bereitgestellt sind, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Aktivieren von Zellausgleichseinheiten unter den mehreren Zellausgleichseinheiten der Reihe nach auf der Grundlage der Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen, und Steuern jeder Batteriezelle der mehreren Batteriezellen, um auf der Grundlage der Ladereihenfolge geladen zu werden.
  12. Umweltfreundliches Fahrzeug nach Anspruch 11, wobei, wenn das Laden einer Batteriezelle der mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist, die Steuerung konfiguriert ist, Informationen des Speichers mit Spannungsinformationen der geladenen Batteriezelle zu aktualisieren.
  13. Umweltfreundliches Fahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 12, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Empfangen von Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers, und Laden einer weiteren Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn das Laden einer Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist.
  14. Umweltfreundliches Fahrzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 13, wobei die Steuerung konfiguriert ist zum: Empfangen von Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers, und Initialisieren des drahtlosen Leistungsempfängers in einen Normalzustand durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn ein anormaler Betrieb des drahtlosen Leistungsempfängers unter den Betriebsinformationen erkannt wird.
  15. Ladesteuerungsverfahren eines umweltfreundlichen Fahrzeugs, wobei das umweltfreundliche Fahrzeug aufweist: einen drahtlosen Leistungsempfänger zum drahtlosen Empfangen von Leistung von einer externen Ladevorrichtung, der einen Komparator zum Auswählen einer Frequenz der empfangenen Leistung aufweist; einen Speicher zum Speichern von Zustandsinformationen jeder Batteriezelle von mehreren Batteriezellen; und eine Steuerung zum Steuern einer Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen, wobei das Verfahren umfasst: Steuern der Frequenzauswahl des Komparators durch die Steuerung; und Steuern einer Ladereihenfolge jeder Batteriezelle der mehreren Batteriezellen unter Verwendung der im Speicher gespeicherten Zustandsinformationen durch die Steuerung, wenn sich ein Motor des umweltfreundlichen Fahrzeugs in einem ausgeschalteten Zustand befindet.
  16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei beim Steuern einer Ladereihenfolge der Batteriezellen der mehreren Batteriezellen eine höhere Priorität einer Batteriezelle mit einem niedrigeren Ladezustand (SOC) zugeordnet wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 16, ferner umfassend: Auswählen nur eines Frequenzbandes einer Spannung, die größer als eine Schwellenspannung ist, durch den Komparator; und wechselndes Anlegen einer Größe der Schwellenspannung auf der Grundlage eines Alterungszustands (SOH) jeder Batteriezelle der mehreren Batteriezellen durch die Steuerung.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei beim Laden einer Batteriezelle mit einem Alterungszustand von 100 % unter den mehreren Batteriezellen 100 % einer vorgegebenen Schwellenspannung an den Komparator angelegt werden; und wenn der Alterungszustand einer Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen niedriger als 100% ist, ein Verhältnis von weniger als 100 % proportional zum Alterungszustand der Batteriezelle an den Komparator angelegt wird.
  19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, ferner umfassend: Aktualisieren der Zustandsinformationen des Speichers mit Spannungsinformationen einer Batteriezelle der mehreren Batteriezellen durch die Steuerung, wenn die Batteriezelle vollständig geladen ist.
  20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, das umfasst: Empfangen von Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers durch die Steuerung; und Laden einer weiteren Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen durch die Steuerung durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn das Laden einer Batteriezelle unter den mehreren Batteriezellen abgeschlossen ist.
  21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, das umfasst: Empfangen von Betriebsinformationen des drahtlosen Leistungsempfängers durch die Steuerung; und Initialisieren des drahtlosen Leistungsempfängers in einen Normalzustand durch die Steuerung durch Zurücksetzen des drahtlosen Leistungsempfängers, wenn ein anormaler Betrieb des drahtlosen Leistungsempfängers unter den Betriebsinformationen erkannt wird.
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