DE102021103288A1

DE102021103288A1 - Verfahren, Vorrichtung, Speichermedium und Endgerät zur Abschätzung der Batteriekapazität

Info

Publication number: DE102021103288A1
Application number: DE102021103288.1A
Authority: DE
Inventors: Yiu Wa LEUNG; Kai Ming WONG; Kwun Yu LAM
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2021-02-11
Publication date: 2021-10-07
Also published as: GB2595551B; US20210286011A1; GB2595551A; GB202103297D0

Abstract

Die vorliegende Erfindung beziehet sich auf ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein Endgerät und ein Speichermedium zur Abschätzung einer Batteriekapazität, wobei das Verfahren umfasst: Bestimmen der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens und der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen; Erhalten der Korrelationsdaten zwischen der Spannung und der elektrischen Ladung der Batterie; Aktualisieren der Korrelationsdaten gemäß der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, der elektrische Ladungsänderung und der Korrelationsdaten; und Bestimmen der Batteriekapazität gemäß den aktualisierten Korrelationsdaten. Die Erfindung können die Korrelationsdaten zwischen der Spannung und Ladung der Batterie aktualisieren und die Batteriekapazität wiederum bestimmen, so dass die Batteriekapazität auch bei fortschreitender Alterung der Batterie im Lauf ihres Lebenszyklus genau bestimmt werden kann.

Description

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf das technische Gebiet des Batteriemanagements und insbesondere auf ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein Speichermedium und ein Endgerät zur Abschätzung der Batteriekapazität.
Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen auf dem Markt werden die Anforderungen an die Batterieleistung von Elektrofahrzeugen immer höher. Mit zunehmender Nutzungsdauer von Elektrofahrzeugen werden die Leistung versorgenden Batterien immer alter, sodass die Anforderungen von Elektrofahrzeugen nicht mehr von der Batterieleistung erfüllt werden. In diesem Fall ist es zu betrachten, wie man mit der alternden Batterie handeln kann.
Tatsächlich besitzen die von Elektrofahrzeugen ausgemusterten Leistungsbatterien noch genügende Leistung für weitere Anwendungen, z.B. als große mobile Stromquellen. Im Gegensatz zu neuen Batterien haben jedoch die ausgemusterten Leistungsbatterien als mobile Stromquellen noch die folgenden Mängel:

1. Die Leistungsunterschiede zwischen ausgemusterten Leistungsbatterien sind groß, weil die Leistungsbatterien bei verschiedenen Einsatzbedingungen unterschiedliche Alterungsrate aufweisen. Andererseits werden die Batterien bei der Anwendung üblicherweise zusammengesetzt, um die Spannung und Kapazität zu erhöhen. Die Gesamtkapazität eines Batteriepakets, das aus Batterien mit großen Leistungsunterschieden besteht, wird durch einige der Batterien mit geringerer Kapazität reduziert und somit erhöht die Gefahr einer Überladung oder Überentladung bei der Stromerzeugung.
2. Eine gealterte Batterie weist normalerweise eine höhere Alterungsrate als eine neue Batterie auf. Da die Beurteilung der Batterieladung von historischen Daten abhängig ist, ist es unmöglich, die Batteriekapazität einer zu schnell alternden Batterie effektiv zu beurteilen.

Die vorliegende Anmeldung stellt ein Verfahren, eine Vorrichtung, ein Speichermedium und ein Endgerät zur Abschätzung der Batteriekapazität bereit, um ein oder mehrere technische Probleme des Standes der Technik zu lösen oder zu lindern.
Als ein Aspekt der Ausführungsformen der vorliegenden Anmeldung stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung ein Verfahren zur Abschätzung einer Batteriekapazität bereit, umfassend,
Bestimmen der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens und der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen,
Erhalten der Korrelationsdaten zwischen der Spannung und elektrischen Ladung der Batterie,
Aktualisieren der Korrelationsdaten gemäß der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, der elektrische Ladungsänderung und der Korrelationsdaten, und
Bestimmen der Batteriekapazität gemäß den aktualisierten Korrelationsdaten,
In einer Ausführungsform umfasst das Aktualisieren der Korrelationsdaten gemäß der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, der elektrische Ladungsänderung und der Korrelationsdaten die folgenden Schritte,
Erhalten einer elektrischen Ladung, der einer Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als eine geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen,
Summieren der geschätzten elektrischen Ladung vor dem Laden oder Entladen und der Ladungsänderung, um die geschätzte elektrische Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen zu erhalten,
Erhalten einer Spannung, die einer geschätzten elektrischen Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als eine Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen,
Bestimmen einer Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen gemäß der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und der Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen,
Erhalten einer geschätzten elektrischen Ladung, der der Korrekturspannung entspricht, aus den Korrelationsdaten, und
Aktualisieren der elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten gemäß der geschätzten elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten, der der Korrekturspannung entspricht, der Ladungsänderung und der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner den folgenden Schritt,
Aktualisieren der Spannung in den Korrelationsdaten, die der geschätzten elektrischen Ladung nach dem Laden oder Entladen entspricht, gemäß der Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen.
In einer Ausführungsform, das Bestimmen einer Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen gemäß einer geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, einer geschätzten elektrischen Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, einer Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und einer Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, umfasst $V_{m} = \frac{V_{2} Q_{0} + V_{1} C_{n}}{Q_{0} + C_{n}}$
wobei V_m die Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen angibt, V₁ die Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, V₂ die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen angibt, Q₀ die geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen angibt und C_n die elektrische Ladungsänderung angibt.
In einer Ausführungsform umfasst das Aktualisieren der elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten gemäß der der Korrekturspannung entsprechenden geschätzten elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten, der Ladungsänderung und der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen den folgenden Schritt,
Für beliebige elektrische Ladung, die sich aufgrund des Ladens oder Entladens verändert, in den Korrelationsdaten ausgehend von der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen wird die Ladung gemäß der folgenden Formel aktualisiert, $Q_{k}^{'} = Q_{0} + (Q_{k} - Q_{0}) \frac{C_{n}}{Q_{m} - Q_{0}}$
wobei $Q_{k}^{'}$
die Ladung nach der Aktualisierung angibt, Q_k die Ladung vor der Aktualisierung angibt, Q₀ die geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen angibt, Q_m die der Korrekturspannung entsprechende geschätzte elektrische Ladung in den Korrelationsdaten angibt und C_n die elektrische Ladungsänderung angibt.
In einer Ausführungsform umfasst das Bestimmen der Batteriekapazität gemäß der aktualisierten Korrelationsdaten die folgenden Schritte,
Erhalten der oberen Grenzspannung und der unteren Grenzspannung,
Erhalten einer der oberen Grenzspannung entsprechenden Ladung und einer der unteren Grenzspannung entsprechenden Ladung aus den aktualisierten Korrelationsdaten, und
Ermitteln des absoluten Werts der elektrischen Ladungsdifferenz zwischen der der oberen Grenzspannung zugeordneten elektrischen Ladung und der der unteren Grenzspannung zugeordneten elektrischen Ladung als Batteriekapazität.
In einer Ausführungsform umfasst das Bestimmen einer elektrischen Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens die folgenden Schritte,
Erfassen des Eingangsstroms oder Ausgangsstroms der Batterie gemäß einer eingestellten Frequenz,
Multiplizieren jedes der erfassten Eingangsströme oder Ausgangsströme mit dem Kehrwert der Frequenz und dann Summieren, um die elektrische Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens zu erhalten.
Als ein Aspekt der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung stellt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung eine Vorrichtung zur Abschätzung der Batteriekapazität bereit, die umfasst,
Bestimmungsmodul zur Bestimmung der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens und der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen;
Erhaltensmodul zum Erhalten der Korrelationsdaten zwischen der Spannung und elektrischen Ladung der Batterie;
Aktualisierungsmodul zum Aktualisieren der Korrelationsdaten gemäß der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, der elektrische Ladungsänderung und der Korrelationsdaten; und
Batteriekapazitätsbestimmungsmodul zur Bestimmung der Batteriekapazität gemäß der aktualisierten Korrelationsdaten.
In einer Ausführungsform umfasst das Aktualisierungsmodul,
Erste Erhaltenseinheit zum Erhalten der elektrischen Ladung, die der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als einen geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen;
Summiereinheit zum Summieren der geschätzten elektrischen Ladung vor dem Laden oder Entladen und der Ladungsänderung, um die geschätzte elektrische Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen zu erhalten;
Zweite Erhaltenseinheit zum Erhalten der Spannung, die der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen;
Korrekturspannungsbestimmungseinheit zur Bestimmung einer Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen gemäß der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und der Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen;
Dritte Erhaltenseinheit zum Erhalten der geschätzten elektrischen Ladung, die der Korrekturspannung entspricht, aus den Korrelationsdaten; und
Ladungsaktualisierungseinheit zum Aktualisieren der elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten gemäß der der Korrekturspannung entsprechenden geschätzten elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten, der Ladungsänderung und der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen.
Als ein Aspekt der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung stellt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung die folgende Ausgestaltung bereit, dass der Aufbau zur Abschätzung einer Batteriekapazität einen Prozessor und einen Speicher umfasst, wobei der Speicher für die Bestimmungsvorrichtung der Batteriekapazität eingesetzt wird, um das Programm, das dem obigen Abschätzungsverfahren der Batteriekapazität entspricht, und den Korrelationsdaten zwischen der Spannung und der Ladung der Batterie auszuführen, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um das in dem Speicher hinterlegte Programm auszuführen. Die Bestimmungsvorrichtung für die Batteriekapazität umfasst außerdem eine Kommunikationsschnittstelle, über die die Schätzvorrichtung für die Batteriekapazität mit anderen Geräten oder Kommunikationsnetzwerken kommunizieren kann.
Als ein Aspekt der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung stellt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung ein computerlesbares Speichermedium für Computersoftwareanweisungen bereit. Die Computersoftwareanweisungen werden von der Schätzvorrichtung für die Batteriekapazität verwendet und umfasst ein Programm zur Durchführung des Schätzverfahrens für die Batteriekapazität.
Unter der Verwendung der obigen technischen Lösung ist die Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung in der Lage, die historischen Daten von Spannung und elektrischer Ladung genau zu aktualisieren, und die elektrische Ladung der Batterie effektiv zu bewerten, selbst wenn die Batterie zu schnell altert.
Die obige Beschreibung dient nur zur Erklärung und meint keine Einschränkungen. Zusätzlich zu den oben beschriebenen schematischen Aspekten, Ausführungsformen und Merkmalen werden weitere Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale der vorliegenden Anmeldung durch die Bezugnahme auf die Figuren und die folgende detaillierte Beschreibung leicht verständlich.
Sofern nicht anders angegeben, geben die dieselben Bezugszeichen in unterschiedlichen Figuren dieselben oder ähnliche Teile oder Elemente an. Es wird darauf hingewiesen, dass diese Figur nur einige erfindungsgemäße Ausführungsformen darstellen und nicht als Einschränkung des Schutzumfangs der vorliegenden Anmeldung betrachtet werden sollten. Es zeigen

1 ein schematisches Flussdiagramm eines Verfahrens zur Abschätzung der Batteriekapazität, das gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird.
2 ein schematisches Flussdiagramm eines Aktualisierungsprozesses für Korrelationsdaten, der gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird.
3 ein Kurvendiagramm der Variation der Spannung mit der Ladung, die gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird.
4 ein schematisches Diagramm des Aufbaus der Bestimmungsvorrichtung der Batteriekapazität, die gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird.
5 ein schematisches Diagramm des Aufbaus des Aktualisierungsmoduls, das gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird.
6 ein schematisches Diagramm der Aufbau des Endgeräts, das gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird.

Im Folgenden werden nur bestimmte beispielhafte Ausführungsbeispiele kurz beschrieben. Wie von Fachmann erkannt werden kann, können die beschriebenen Ausführungsbeispiele in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich oder Sinn der Anmeldung zu verlassen. Dementsprechend sind die beiliegenden Figuren und die Beschreibung eher als beispielhaft denn als einschränkend zu betrachten.
Bezugnehmend auf 1 zeigt 1 ein Flussdiagramm eines Verfahrens zur Abschätzung einer Batteriekapazität, welches gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Anmeldung bereitgestellt wird. Als ein Aspekt des Ausführungsbeispiels der vorliegenden Anmeldung stellt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung ein Verfahren zur Abschätzung einer Batteriekapazität bereit, das von einem Prozessor durchgeführt werden kann und die Schritte S100 bis S400 wie folgt umfasst,
S100, Bestimmen einer Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, einer elektrische Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens und einer Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen.
Die Batterie kann in einer mobilen Stromversorgung oder einer anderen Art der Stromversorgung angeordnet werden, und die Batterie kann entweder eine neue oder eine gealterte Batterie sein. Beim Starten einer Energieversorgung in einer mobilen Stromversorgung oder beim Laden einer Stromversorgung wird die Batteriespannung vorgemessen, d.h. die Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen.
In einigen Ausführungsbeispielen wird der Strom beim Laden oder Entladen der Batterie in einem kurzen Intervall t erfasst wird, z.B. wird der Strom mit einer bestimmten Frequenz $\frac{1}{t}$
beim Laden oder Entladen erfasst. Dabei kann die in oder aus der Batterie fließende elektrische Ladung innerhalb einer Zeitspanne des Ladens oder Entladens, z.B. n ∗ t_i, i = 1,2,3, ..., n durch $\sum_{i = 1}^{n} I_{i} t_{i}$
berechnet werden, wobei I_i den im i-ten Zeitspanne erfassten Strom angibt, der ein Momentanwert oder ein durchschnittlicher Stromwert sein kann, t_i die Dauer der i-ten Zeitspanne angibt. Die einzelne Zeitspanne kann gleich oder unterschiedlich sein.
S200, Erhalten der Korrelationsdaten zwischen der Spannung und elektrischen Ladung der Batterie.
Mobile Stromversorgung kann eine Vielzahl von Batterien umfassen. Bei der Montage wird jede einzelne Batterie getestet, so dass eine Spannung-Ladung Kennlinie erhalten wird. Diese Kennlinie gibt an, dass die elektrische Ladung mit der Spannung variiert oder die Spannung mit der Ladung variiert. Daher werden die derartige Kennlinie als Korrelationsdaten für die Batterien im diesem Ausführungsbeispiel verwendet. In weiteren Ausführungsbeispielen wird statt der Kennlinie ein Punktesatz als Korrelationsdaten verwendet werden, z.B. (V_x, Q_x), wobei V_x die Spannung des x-ten Punktes im Punktesatz angibt und Q_x die elektrische Ladung des x-ten Punktes angibt. In weiteren Ausführungsformen kann die Variation der Batteriespannung mit der elektrischen Ladung oder die Variation der elektrischen Ladung mit der Batteriespannung mittels einer Eins-zu-Eins-Abbildungsfunktion dargestellt werden. Die Korrelationsdaten können im Speicher der mobilen Stromversorgung gespeichert und vom Prozessor ausgelesen werden.
S300, Aktualisieren der Korrelationsdaten gemäß der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, der elektrische Ladungsänderung und der Korrelationsdaten.
In einigen Ausführungsbeispielen kann die Spannung in den Korrelationsdaten oder die elektrische Ladung in den Korrelationsdaten, sogar sowohl die Spannung als auch die elektrische Ladung in den Korrelationsdaten aktualisiert werden.
S400 Bestimmen der Batteriekapazität gemäß der aktualisierten Korrelationsdaten.
In diesem Ausführungsbeispiel wird die Batteriekapazität durch die elektrische Ladungsdifferenz zwischen den Grenzspannungen bestimmt. Daher wird die elektrische Ladung an den Grenzspannungen aus den aktualisierten Korrelationsdaten erhalten. Die tatsächliche Batteriekapazität wird gemäß der Differenz zwischen der elektrischen Ladung an den Grenzspannungen bestimmt.
In diesem Ausführungsbeispiel werden die Korrelationsdaten abhängig der gemessenen Spannungsänderung und der elektrische Ladungsänderung der Batterie vor und nach dem Laden oder Entladen der sowie der historisch aufgezeichneten Korrelationsdaten aktualisiert. Anschließend wird die tatsächliche Batteriekapazität gemäß der aktualisierten Korrelationsdaten ermittelt.
In einigen Ausführungsbeispielen, wie in 2 gezeigt, kann der vorher genannte Schritt S300 die Schritte S310 bis S360 wie folgt umfassen,
S310, Erhalten der elektrischen Ladung, die der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen. Zum Beispiel beträgt die Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen 10 V. Anschließend wird ein Datenpunkt mit der Spannung von 10 V aus den Korrelationsdaten erhalten. Daher wird dieser Datenpunkt als (10 V, 100 Q) angenommen. Dabei dient 100 Q als die elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen. Da diese elektrische Ladung aus den historischen Korrelationsdaten abgeleitet wird, kann sie als geschätzte elektrische Ladung bezeichnet werden.
S320, Summieren der geschätzten elektrischen Ladung vor dem Laden oder Entladen und die Ladungsänderung, um die geschätzte elektrische Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen zu erhalten. Unter der Annahme, dass die geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen 100Q und die Ladungsänderung 200Q ist, beträgt die geschätzte elektrische Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen 300Q.
S330, Erhalten der Spannung, die der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen. Im weiteren Verlauf des vorherigen Beispiels wird es angenommen, dass die geschätzte elektrische Ladung nach dem Laden oder Entladen 300Q beträgt. Anschließend wird ein Datenpunkt mit einer geschätzten elektrischen Ladung von 300Q aus den Korrelationsdaten erhalten. Unter der Annahme, dass dieser Datenpunkt (33V, 300Q) ist, dient 33V dabei als die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen. Da diese Spannung aus den historischen Korrelationsdaten abgeleitet wird, kann sie als geschätzte Spannung bezeichnet werden.
S340, Bestimmung der Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen gemäß der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der elektrischen Ladungsänderung, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und der Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen. Da wie vorher erläutert nur die oben genannte Schätzspannung der Batterie und die Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen erhalten werden kann und sie Fehler aufweisen, ist es in der vorliegenden Anmeldung notwendig, eine Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen zu berechnen. Einerseits kann dies zur aktualisierten Korrektur der entsprechenden Spannung in den Korrelationsdaten eingesetzt werden. Andererseits kann dies zur Aktualisierung der elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten eingesetzt werden. Der spezifische Aktualisierungsprozess bezieht sich auf die beiden folgenden Schritte.
In einigen Ausführungsbeispielen werden die Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen mittels der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen und der Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens gewichtet, um eine Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen zu erhalten.
S350, Erhalten der geschätzten elektrischen Ladung, die der Korrekturspannung entspricht, aus den Korrelationsdaten.
S360 Aktualisieren der elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten gemäß der der Korrekturspannung entsprechenden geschätzten elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten, der Ladungsänderung und der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen.
In einigen Ausführungsbeispielen wird jede einzelne Ladung in den Korrelationsdaten seit dem Laden und Entladen aktualisiert, indem das Verhältnis zwischen der Ladungsänderung von der geschätzten elektrischen Ladung, der der Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen entspricht, zur geschätzten elektrischen Ladung vor dem Laden oder Entladen und der tatsächlichen Ladungsänderung verwendet wird.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren basierend auf der Schritts S340 ferner den folgenden Schritt,
Aktualisieren der Spannung in den Korrelationsdaten, die der geschätzten elektrischen Ladung nach dem Laden oder Entladen entspricht, gemäß der Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen.
Es wird beispielhaft angenommen, dass die Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen 30 V beträgt und die geschätzte elektrische Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen 300 Q beträgt. Anschließend wird ein entsprechender Datenpunkt, z.B. (33 V, 300 Q), gemäß der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie 300Q nach dem Laden oder Entladen in den Korrelationsdaten lokalisiert, und dann werden die 33 V in diesem Datenpunkt auf 30 V aktualisiert.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Bestimmen einer Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen gemäß einer geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, einer geschätzten elektrischen Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, einer Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und einer Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen noch Folgendes, $V_{m} = \frac{V_{2} Q_{0} + V_{1} C_{n}}{Q_{0} + C_{n}}$
wobei V_m die Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen angibt, V₁ die Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, V₂ die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen angibt, Q₀ die geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen angibt und C_n die elektrische Ladungsänderung angibt.
Beträgt beispielsweise Q₀ 100Q, C_n 200Q, V₁ 30V und V₂ 33V, beträgt dann die Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen $V_{m} = \frac{33 V * 100 Q + 30 V * 200 Q}{100 Q + 200 Q} = 31 V .$
In diesem Ausführungsbeispiel weist die Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen ein größeres Gewicht auf, wenn die Ladungsänderung während des Ladens oder Entladens zu groß ist. Dagegen weist die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen ein größeres Gewicht auf, wenn die ursprüngliche elektrische Ladung während des Ladens oder Entladens groß ist, d.h. die geschätzte elektrische Ladung vor dem Laden oder Entladen einen größeren Wert aufweist. Daher werden die geschätzten und Messspannung der Batterien nach dem Laden oder Entladen gemäß der elektrischen Ladung vor dem Laden oder Entladen und der Ladungsänderung während des Ladens oder Entladens gewichtet gemittelt, sodass eine korrigierte Spannung nach dem Laden oder Entladen erhaltet wird.
In einigen Ausführungsbeispielen kann im oberen Schritt S360 für beliebige elektrische Ladung, die sich aufgrund des Ladens oder Entladens verändert, in den Korrelationsdaten ausgehend von der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen die Ladung gemäß der folgenden Formel aktualisiert werden. $Q_{k}^{'} = Q_{0} + (Q_{k} - Q_{0}) \frac{C_{n}}{Q_{m} - Q_{0}}$
wobei $Q_{k}^{'}$
die Ladung nach der Aktualisierung angibt, Q_k die Ladung vor der Aktualisierung angibt, Q₀ die geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen angibt, Q_m die der Korrekturspannung entsprechende geschätzte elektrische Ladung in den Korrelationsdaten angibt und C_n die elektrische Ladungsänderung angibt.
Bei der Ladungsänderung C_n und Spannungsabstieg auf V_m wird die im Speicher hinterlegte Ladung in diesem Ausführungsbeispiel geändert, d.h. die mit der Spannung variierte Ladungsänderung zu Q_m ― Q₀ wird in den Korrelationsdaten aufgezeichnet. Dann ergibt sich das Verhältnis der tatsächlichen Ladungsänderung zu der im Speicher hinterlegten Ladungsänderung $\frac{C_{n}}{Q_{m} - Q_{0}} .$
Gleichzeitig ist die tatsächliche Ladungsänderung des Q_k entsprechenden Datenpunkts in den Korrelationsdaten bezüglich des Datenpunkts von Q₀ ebenfalls proportional zu (Q_k ― Q₀).
In einigen Ausführungsbeispielen kann der obere Schritt S400 die folgenden Schritte umfassen.
Zunächst werden eine obere Grenzspannung und eine untere Grenzspannung erhalten. Sie können die obere Grenzspannung und die untere Grenzspannung aus den historischen Korrelationsdaten übernehmen oder bei Bedarf wiederum einstellen.
Anschließend werden die elektrische Ladung, die der oberen Grenzspannung entspricht, und die elektrische Ladung, die der unteren Grenzspannung entspricht, aus den aktualisierten Korrelationsdaten erhalten.
Schließlich wird der absolute Wert der elektrischen Ladungsdifferenz zwischen der der oberen Grenzspannung zugeordneten elektrischen Ladung und der der unteren Grenzspannung zugeordneten elektrischen Ladung als Batteriekapazität ermittelt.
Im Batteriemanagementsystem der mobilen Stromversorgung werden üblicherweise eine obere und eine untere Grenzspannung eingestellt, die jeweils die maximale und minimale Batteriespannung darstellt. Daher liegt die Batteriekapazität zwischen der der höchsten Spannung entsprechenden Ladung, und der der niedrigsten Spannung entsprechenden Ladung. Nachdem die Lade-/Entladekennlinie korrigiert wurde, wird die Batteriekapazität wiederum berechnet.
In einigen Ausführungsbeispielen kann das Verfahren zur Bestimmung der Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens im obigen Schritt S 100 die folgenden Schritte umfassen: Erfassen eines Eingangsstroms oder eines Ausgangsstroms der Batterie gemäß einer eingestellten Frequenz; Multiplizieren jedes erfassten Eingangsstroms oder Ausgangsstroms mit dem Kehrwert der Frequenz und dann Summieren, um die Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens zu erhalten. Dabei kann die der Abtastung oder Erfassung zugrundliegende Frequenz fest oder bei Bedarf einstellbar sein. Diese Frequenz wird z.B. gemäß der Variation des abgetasteten Stroms in der Vergangenheit angepasst.
Als eine beispielhafte Ausführungsform, siehe 3, stellt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Batteriemanagementsystem bereit, das die elektrische Ladung der Batterie in Echtzeit auswerten kann. Das Batteriemanagementsystem umfasst einen Prozessor, ein Voltmeter, ein Amperemeter und einen Speicher. Bei jeder Batteriemontage wird die Batterie getestet, um eine Spannung-Ladung Kennlinie zu erhalten. Anhand der erhaltenen Kennlinie werden die obere und untere Grenzspannung bestimmt und die Batteriekapazität berechnet. Die Spannung-Ladung Kennlinie, die obere Grenzspannung, die untere Grenzspannung und die Batteriekapazität werden im Speicher des Batteriemanagementsystems gespeichert.
Beim Einschalten der Stromversorgung wird die Betriebsspannung der Batterie V₀ gemessen und aus der Spannung-Ladung-Kennlinie die dieser Betriebsspannung V₀ entsprechende Betriebsladung Q₀ gefunden.
Beim Laden oder Entladen wird der Eingangs- bzw. Ausgangsstrom der Batterie für eine sehr kurze Zeitspanne t gemessen, und daraus kann die Ladungsänderung für eine bestimmte Zeitspanne (n*ti) berechnet werden, d.h. $C_{n} = \sum_{i = 1}^{n} I_{i} t_{i}$
Nach dem Laden oder Entladen wird die Spannung der Batterie V₁ wiederum gemessen.
Aus den im Speicher hinterlegten Korrelationsdaten der Spannungsänderung mit der Ladung wird die Spannung V₂ erhalten, die der Batterieladung (Q₀+C_n) nach dem Laden oder Entladen entspricht. Dies kann durch Auslesen der im Speicher hinterlegten Daten ermittelt werden. Jeder Datensatz in den Korrelationsdaten kann als (V_x, Q_x) dargestellt wird. Durch das Auslesen des Speichers ergibt sich, dass die V₂ grade die entsprechende Spannung in den Korrelationsdaten bei der elektrischen Ladung Q₀+C_n ist.
Bei der Ladung von Q₀+C_n wird die im Speicher hinterlegte Spannung wie folgt korrigiert als, $V_{m} = \frac{V_{2} Q_{0} + V_{1} C_{n}}{Q_{0} + C_{n}}$
Dabei korrigiert diese Formel die Spannung gemäß sowohl der tatsächlich erkannten Spannungsdaten als auch der im Speicher hinterlegten historischen Spannungsdaten.
Ist die Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens groß (C_n groß), ist das Gewicht der gemessenen Spannung der Batterie V₁ nach dem Laden oder Entladen relativ groß. Ist die ursprüngliche elektrische Ladung der Batterie groß, d.h. die elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen groß, ist das Gewicht der in den historischen Korrelationsdaten aufgezeichneten Spannung der Batterie V₂ nach dem Laden oder Entladen größer. Somit steht die oben genannte Formel für Korrektur der Spannung zur Verfügung.
Im Speicher entspricht die Ladung Q_k der Spannung V_k. Dabei befindet sich (V_k, Q_k) in der Kennlinie hinter dem Punkt (V₂, Q₀) . Gemäß der korrigierten Spannung V_m wird eine entsprechende Ladung Q_m in den im Originalspeicher hinterlegten Daten ermittelt. Anhand der Q_m wird die im Speicher hinterlegte elektrische Ladung Q_k, die der Spannung V_k entspricht, wie folgt korrigiert, $Q_{k}^{'} = Q_{0} + (Q_{k} - Q_{0}) \frac{C_{n}}{Q_{m} - Q_{0}}$
Die korrigierte elektrische Ladung $Q_{k}^{'}$
wird im Speicher des Systems gespeichert.
Bei der Ladungsänderung C_n und Spannungsabstieg auf V_m wird die ursprüngliche im Speicher hinterlegte Ladungsänderung Q_m ― Q₀. Dann ergibt sich das Verhältnis der tatsächlichen Ladungsänderung zu der im Speicher hinterlegten Ladungsänderung $\frac{C_{n}}{Q_{m} - Q_{0}} .$
Für beliebige Q_k ist die Differenz zwischen der Q_k entsprechenden Ladung und Ladung Q₀ proportional zu der Differenz zwischen der im Speicher aufgezeichneten Ladung Q_k und Ladung Q₀ und deren Verhältnis ist $\frac{C_{n}}{Q_{m} - Q_{0}} .$
Anhand der aktualisierten Spannungs-Ladedaten und der eingestellten Grenzspannung wird die Batteriekapazität Q wiederum berechnet und die im Speicher hinterlegte Kapazität aktualisiert.
Innerhalb des Batteriemanagementsystems werden üblicherweise eine obere und eine untere Grenzspannung vorgesehen, die jeweils die maximale und minimale Batteriespannung darstellt. Daher wird die Batteriekapazität als eine Änderung von der der höchsten Spannung entsprechenden Ladung zu der niedrigsten Spannung entsprechenden Ladung definiert. Nachdem die Entladekennlinie korrigiert wurde, wird die Batteriekapazität wiederum berechnet.
Als ein Aspekt der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung, siehe 4, stellt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung eine Bestimmungsvorrichtung einer Batteriekapazität bereit, umfassend,
Bestimmungsmodul 100 zur Bestimmung der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens und der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen;
Erhaltensmodul 200 zum Erhalten der Korrelationsdaten zwischen der Spannung und elektrischen Ladung der Batterie;
Aktualisierungsmodul 300 zum Aktualisieren der Korrelationsdaten gemäß der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, der elektrische Ladungsänderung und der Korrelationsdaten; und
Batteriekapazitätsbestimmungsmodul 400 zur Bestimmung der Batteriekapazität gemäß der aktualisierten Korrelationsdaten.
In einer Ausführungsform, siehe 5, umfasst das Aktualisierungsmodul 300,
Erste Erhaltenseinheit 310 zum Erhalten der elektrischen Ladung, die der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als eine geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen;
Summiereinheit 320 zum Summieren der geschätzten elektrischen Ladung vor dem Laden oder Entladen und der Ladungsänderung, um die geschätzte elektrische Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen zu erhalten;
Zweite Erhaltenseinheit 330 zum Erhalten der Spannung, die der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen;
Korrekturspannungsbestimmungseinheit 340 zur Bestimmung einer Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen gemäß der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und der Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen;
Dritte Erhaltenseinheit 350 zum Erhalten der geschätzten elektrischen Ladung, die der Korrekturspannung entspricht, aus den Korrelationsdaten; und
Ladungsaktualisierungseinheit 360 zum Aktualisieren der elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten gemäß der der Korrekturspannung entsprechenden geschätzten elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten, der Ladungsänderung und der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Aktualisierungsmodul 300 noch,
Spannungsaktualisierungseinheit zum Aktualisieren der Spannung in den Korrelationsdaten, die der geschätzten elektrischen Ladung nach dem Laden oder Entladen entspricht, gemäß der Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst die Korrekturspannungsbestimmungseinheit 340 die folgende Formel. $V_{m} = \frac{V_{2} Q_{0} + V_{1} C_{n}}{Q_{0} + C_{n}}$
wobei V_m die Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen angibt, V₁ die Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, V₂ die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen angibt, Q₀ die geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen angibt und C_n die elektrische Ladungsänderung angibt.
In einigen Ausführungsbeispielen wird die Ladungsaktualisierungseinheit 360 dafür eingesetzt, dass
Für beliebige elektrische Ladung, die sich aufgrund des Ladens oder Entladens verändert, in den Korrelationsdaten ausgehend von der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen die Ladung gemäß der folgenden Formel aktualisiert werden. $Q_{k}^{'} = Q_{0} + (Q_{k} - Q_{0}) \frac{C_{n}}{Q_{m} - Q_{0}}$
wobei $Q_{k}^{'}$
die Ladung nach der Aktualisierung angibt, Q_k die Ladung vor der Aktualisierung angibt, Q₀ die geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen angibt, Q_m die der Korrekturspannung entsprechende geschätzte elektrische Ladung in den Korrelationsdaten angibt und C_n die elektrische Ladungsänderung angibt.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Batteriekapazitätsbestimmungsmodul 400,
Eine Grenzspannungserhaltenseinheit zum Erhalten einer oberen Grenzspannung und einer unteren Grenzspannung;
Eine elektrische Ladungserhaltenseinheit zum Erhalten einer der oberen Grenzspannung entsprechenden Ladung und einer der unteren Grenzspannung entsprechenden Ladung aus den aktualisierten Korrelationsdaten; und
Eine Kapazitätsberechnungseinheit zur Ermittlung des absoluten Werts der elektrischen Ladungsdifferenz zwischen der der oberen Grenzspannung zugeordneten elektrischen Ladung und der der unteren Grenzspannung zugeordneten elektrischen Ladung als Batteriekapazität.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Bestimmungsmodul 100,
Eine Erfassungseinheit zur Erfassung des Eingangsstroms oder des Ausgangsstroms der Batterie gemäß einer eingestellten Frequenz;
Eine Ladungsänderungsbestimmungseinheit zum Multiplizieren jedes erfassten Eingangsstroms oder Ausgangsstroms mit dem Kehrwert der Frequenz und dann Summieren, um die Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens zu erhalten
Die Funktionen der Vorrichtung können durch Hardware oder durch von Hardware ausgeführte entsprechende Software implementiert werden. Die Hardware oder Software umfasst ein oder mehrere den oben genannten Funktionen entsprechende Module.
Als ein Beispiel für die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung stellt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung die folgende Ausgestaltung bereit, dass der Aufbau zur Abschätzung einer Batteriekapazität einen Prozessor und einen Speicher umfasst, wobei der Speicher für die Schätzvorrichtung der Batteriekapazität eingesetzt wird, um das Programm, das dem obigen Abschätzungsverfahren der Batteriekapazität entspricht, und den Korrelationsdaten zwischen der Spannung und der Ladung der Batterie auszuführen, wobei der Prozessor konfiguriert ist, um das in dem Speicher hinterlegte Programm auszuführen. Die Schätzvorrichtung für die Batteriekapazität umfasst außerdem eine Kommunikationsschnittstelle, über die die Schätzvorrichtung für die Batteriekapazität mit anderen Geräten oder Kommunikationsnetzwerken kommunizieren kann.
Die Vorrichtung umfasst ferner,
Kommunikationsschnittstelle 23 zur Kommunikation zwischen Prozessor 22 und externen Geräten;
Der Speicher 21, der einen Hochgeschwindigkeits-RAM-Speicher und auch einen nichtflüchtigen Speicher (non-volatile memory), wie z.B. mindestens einen Plattenspeicher, umfassen kann.
Wenn der Speicher 21, der Prozessor 22 und die Kommunikationsschnittstelle 23 unabhängig voneinander implementiert sind, können der Speicher 21, der Prozessor 22 und die Kommunikationsschnittstelle 23 über einen Bus miteinander verbunden werden und somit erfolgt die Kommunikation miteinander. Der Bus kann ein ISA-Bus (Industry Standard Architecture), ein PCI-Bus (External Device Interconnect) oder ein EISA-Bus (Extended Industry Standard Architecture) usw. sein. Die Busse können als Adressbus, Datenbus, Steuerbus usw. klassifiziert werden. Zur Vereinfachung der Darstellung wird in 6 nur eine dicke Linie dargestellt, was jedoch nicht bedeutet, dass es nur einen Bus oder einen Bustyp gibt.
Optional können der Speicher 21, der Prozessor 22 und die Kommunikationsschnittstelle 23 bei konkreter Ausführung auf einem einzigen Chip integriert sein. Daraufhin können der Speicher 21, der Prozessor 22 und die Kommunikationsschnittstelle 23 über eine interne Schnittstelle miteinander kommunizieren.
In der Beschreibung dieser Erfindung bedeutet die Begriffe „ein Ausführungsbeispiel“, „einige Ausführungsbeispiele“, „Beispiel“, „spezifische Beispiele“ oder „einige Beispiele“, dass die spezifischen Merkmale, Strukturen, Materialien oder Eigenschaften, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel oder den Beispielen beschrieben werden, in mindestens einem Ausführungsbeispiel oder einem Beispiel der Anmeldung enthalten sind. Darüber hinaus können die beschriebenen spezifischen Merkmale, Strukturen, Materialien oder Eigenschaften in einer geeigneten Weise in einem oder mehreren Ausführungsbeispielen oder Beispielen kombiniert werden. Darüber hinaus kann der Fachmann die verschiedenen dahin beschriebenen Ausführungsbeispiele oder Beispiele sowie die Merkmale der verschiedenen Ausführungsbeispiele oder Beispiele miteinander kombinieren, ohne sich gegenseitig zu widersprechen.
Darüber hinaus werden die Begriffe „erste“ und „zweite“ nur zu beschreibenden Zwecken verwendet und sind nicht so zu verstehen, dass sie eine relative Relevanz explizieren oder implizieren bzw. die Anzahl der angegebenen technischen Merkmale implizieren. So kann ein mit „erste“ und „zweite“ begrenztes Merkmal ausdrücklich oder implizit mindestens ein solches Merkmal umfassen. In der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung bedeutet „Mehrzahl“ zwei oder mehr, sofern nicht ausdrücklich und spezifisch anders eingeschränkt.
Jede die in Flussdiagramm oder hier auf andere Weise beschriebene Prozess- oder Verfahrensbeschreibung kann so verstanden werden, dass sie ein Modul, Ausschnitt oder einen Teil des Codes darstellt, der eine oder mehrere ausführbare Anweisungen zur Implementierung der Schritten einer bestimmten logischen Funktion oder eines Prozesses umfasst, und die bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung umfasst zusätzliche Implementierungen, in denen die Funktionen nicht in der gezeigten oder gesprochenen Reihenfolge ausgeführt werden können, einschließlich auf der grundsätzlich gleichen Art und Weise oder in umgekehrter Reihenfolge abhängig von der Funktionen, dies für den Fachmann der technischen Gebiet, zu dem die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung gehören, verständlich sein sollte.
Die im Flussdiagramm dargestellte oder anderweitig hier beschriebene Logik und/oder Schritte können z.B. als eine endgültige Liste von ausführbaren Anweisungen zur Implementierung einer logischen Funktion betrachtet werden, die speziell in einem beliebigen computerlesbaren Medium zur Verwendung durch ein Befehlsausführungssystem, eine Vorrichtung oder ein Gerät implementiert werden kann (z.B. ein computerbasiertes System, ein System mit einem Prozessor oder ein anderes System, das die Anweisungen von einem Befehlsausführungssystem, einer Vorrichtung oder einem Gerät übernehmen und ausführen kann) oder in Kombination mit solchen Befehlsausführungssystem, -gerät oder -vorrichtung. Für die Beschreibung der Anmeldung kann ein „computerlesbares Medium“ jedes Gerät sein, das ein Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem, -gerät oder -vorrichtung enthalten, speichern, kommunizieren, verbreiten oder übertragen kann.
Das computerlesbare Medium der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung kann ein computerlesbares Signalmedium oder ein computerlesbares Speichermedium oder eine beliebige Kombination der beiden sein. Zu den spezifischeren Beispielen für computerlesbare Speichermedien gehören mindestens (nicht erschöpfende Liste) die folgenden Geräte: elektrischer Anschluss (elektronisches Gerät) mit einer oder mehreren Verdrahtungen, tragbare Computerplattenkassette (magnetisches Gerät), Arbeitsspeicher (RAM), Festwertspeicher (ROM), löschbarer, editierbarer Festwertspeicher (EPROM oder Flash-Speicher), Lichtwellenleitergerät und ein tragbarer Festwertspeicher (CDROM). Alternativ kann das computerlesbare Speichermedium auch Papier oder ein anderes geeignetes Medium sein, auf das ein Programm gedruckt werden kann, da das Programm elektronisch gewonnen werden kann, z.B. durch optisches Scannen des Papiers oder eines anderen Mediums, gefolgt von einer Bearbeitung, Dekodierung oder ggf. anderen geeigneten Verarbeitung, und dann im Computerspeicher gespeichert wird.
In den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Anmeldung kann das computerlesbare Signalmedium ein Datensignal umfassen, welches im Basisband oder als Teil einer Trägerwelle verbreitet wird und computerlesbaren Programmcode trägt. Solche verbreitete Datensignale können eine Vielzahl von Formen annehmen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, elektromagnetische Signale, optische Signale oder jede geeignete Kombination der vorgenannten. Das computerlesbare Signalisierungsmedium kann auch ein beliebiges anderes computerlesbares Medium als ein computerlesbares Speichermedium sein. Das computerlesbare Medium sendet, propagiert oder überträgt ein Programm zur Verwendung von oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem, einer Eingabemethode oder einem Apparat. Der auf dem computerlesbaren Medium enthaltene Programmcode kann über ein beliebiges geeignetes Medium übertragen werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: drahtlos, Kabel, Glasfaserkabel, Hochfrequenz (RF) o.ä. oder eine geeignete Kombination der vorgenannten Möglichkeiten.
Es versteht sich, dass die verschiedenen Teile der vorliegenden Anmeldung mit Hardware, Software, Firmware oder ihrer Kombination implementiert werden können. In den obigen Ausführungsformen können mehrere Schritte oder Methoden mit Software oder Firmware implementiert werden, die im Speicher hinterlegt und von einem geeigneten Befehlsausführungssystem ausgeführt wird. Für eine Implementierung mit Hardware, wie in anderer Implementierung, kann z.B. eine beliebige der folgenden Techniken aus Stand der Technik oder ihre Kombination eingesetzt werden: diskrete Logikschaltungen mit Logikgatterschaltungen zur Implementierung von Logikfunktionen auf Datensignalen, dedizierte integrierte Schaltungen mit geeigneten Kombinationen von Logikgatterschaltungen, programmierbare Gatterarrays (PGAs), feldprogrammierbare Gatterarrays (FPGAs) o.ä.
Ein Fachmann kann verstehen, dass alle oder einige der Schritte, mit der das Verfahren der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele implementiert wird, durch Programms zum Anweisen der zugehörigen Hardware durchgeführt werden können, und dass das Programm in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden kann, bei der Durchführung des Programms wird eine der Schritte des Ausführungsbeispiels des Verfahrens oder ihre Kombination enthält.
Darüber hinaus können einzelne Funktionseinheiten in verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung in einem Verarbeitungsmodul integriert werden, oder physisch getrennt vorhanden sein, oder zwei oder mehr Einheiten können in ein einziges Modul integriert werden. Die oben genannten integrierten Module können entweder in Hardware oder in Software-Funktionsmodulen realisiert werden. Das integrierte Modul kann auch in einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, wenn es als Software-Funktionsmodul implementiert und als eigenständiges Produkt verkauft oder verwendet wird. Das Speichermedium kann ein Festwertspeicher, eine Diskette oder eine CD-ROM usw. sein.
Das obige beschreibt nur die spezifische Ausführungsform dieser Anmeldung, ist der Schutzumfang der Anmeldung nicht durch diese eingeschränkt, und Andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Der Schutzumfang dieser Anmeldung richtet sich daher nach dem Schutzumfang der Ansprüche.

Claims

Verfahren zur Abschätzung der Batteriekapazität, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst, - Bestimmen der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens und der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, - Erhalten von Korrelationsdaten zwischen der Spannung und elektrischen Ladung der Batterie, - Aktualisieren der Korrelationsdaten gemäß der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, der elektrische Ladungsänderung und der Korrelationsdaten, und - Bestimmen der Batteriekapazität gemäß den aktualisierten Korrelationsdaten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktualisieren der Korrelationsdaten gemäß der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, der elektrische Ladungsänderung und der Korrelationsdaten umfasst, - Erhalten einer elektrischen Ladung, der einer Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als eine geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, - Summieren der geschätzten elektrischen Ladung vor dem Laden oder Entladen und der Ladungsänderung, um die geschätzte elektrische Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen zu erhalten, - Erhalten einer Spannung, die einer geschätzten elektrischen Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als eine Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, - Bestimmen einer Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen gemäß der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und der Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, - Erhalten einer geschätzten elektrischen Ladung, der der Korrekturspannung entspricht, aus den Korrelationsdaten, und - Aktualisieren der elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten gemäß der geschätzten elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten, der der Korrekturspannung entspricht, der Ladungsänderung und der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner umfasst, - Aktualisieren der Spannung in den Korrelationsdaten, die der geschätzten elektrischen Ladung nach dem Laden oder Entladen entspricht, gemäß der Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das Bestimmen einer Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen gemäß einer geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, einer geschätzten elektrischen Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, einer Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und einer Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, umfasst $V_{m} = \frac{V_{2} Q_{0} + V_{1} C_{n}}{Q_{0} + C_{n}}$
wobei V_m die Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen angibt, V₁ die Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, V₂ die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen angibt, Q₀ die geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen angibt und C_n die elektrische Ladungsänderung angibt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktualisieren der elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten gemäß der der Korrekturspannung entsprechenden geschätzten elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten, der Ladungsänderung und der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen umfasst, - für beliebige elektrische Ladung, die sich aufgrund des Ladens oder Entladens verändert, in den Korrelationsdaten ausgehend von der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen wird die Ladung gemäß der folgenden Formel aktualisiert, $Q_{k}^{'} = Q_{0} + (Q_{k} - Q_{0}) \frac{C_{n}}{Q_{m} - Q_{0}}$
wobei $Q_{k}^{'}$
die Ladung nach der Aktualisierung angibt, Q_k die Ladung vor der Aktualisierung angibt, Q₀ die geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen angibt, Q_m die der Korrekturspannung entsprechende geschätzte elektrische Ladung in den Korrelationsdaten angibt und C_n die elektrische Ladungsänderung angibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bestimmen der Batteriekapazität gemäß der aktualisierten Korrelationsdaten umfasst, - Erhalten der oberen Grenzspannung und der unteren Grenzspannung, - Erhalten einer der oberen Grenzspannung entsprechenden Ladung und einer der unteren Grenzspannung entsprechenden Ladung aus den aktualisierten Korrelationsdaten, und - Ermitteln des absoluten Werts der elektrischen Ladungsdifferenz zwischen der der oberen Grenzspannung zugeordneten elektrischen Ladung und der der unteren Grenzspannung zugeordneten elektrischen Ladung als Batteriekapazität.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Bestimmen einer elektrischen Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens umfasst, - Erfassen des Eingangsstroms oder Ausgangsstroms der Batterie gemäß einer eingestellten Frequenz, - Multiplizieren jedes der erfassten Eingangsströme oder Ausgangsströme mit dem Kehrwert der Frequenz und dann Summieren, um die elektrische Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens zu erhalten.
Vorrichtung zur Abschätzung der Batteriekapazität, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst, - ein Bestimmungsmodul (100) zur Bestimmung der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung der Batterie während des Ladens oder Entladens und der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, - ein Erhaltensmodul (200) zum Erhalten der Korrelationsdaten zwischen der Spannung und elektrischen Ladung der Batterie, - ein Aktualisierungsmodul (300) zum Aktualisieren der Korrelationsdaten gemäß der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen, der elektrische Ladungsänderung und der Korrelationsdaten, und - ein Batteriekapazitätsbestimmungsmodul (400) zur Bestimmung der Batteriekapazität gemäß der aktualisierten Korrelationsdaten.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Aktualisierungsmodul umfasst, - eine erste Erhaltenseinheit (310) zum Erhalten der elektrischen Ladung, die der Messspannung der Batterie vor dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als eine geschätzte elektrische Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen; - eine Summiereinheit (320) zum Summieren der geschätzten elektrischen Ladung vor dem Laden oder Entladen und der Ladungsänderung, um die geschätzte elektrische Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen zu erhalten; - eine zweite Erhaltenseinheit (330) zum Erhalten der Spannung, die der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie nach dem Laden oder Entladen entspricht, aus den Korrelationsdaten als die Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen; - eine Korrekturspannungsbestimmungseinheit (340) zur Bestimmung einer Korrekturspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen gemäß der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen, der Ladungsänderung, der Messspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen und der Schätzspannung der Batterie nach dem Laden oder Entladen; - eine dritte Erhaltenseinheit (350) zum Erhalten der geschätzten elektrischen Ladung, die der Korrekturspannung entspricht, aus den Korrelationsdaten; und - eine Ladungsaktualisierungseinheit (360) zum Aktualisieren der elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten gemäß der der Korrekturspannung entsprechenden geschätzten elektrischen Ladung in den Korrelationsdaten, der Ladungsänderung und der geschätzten elektrischen Ladung der Batterie vor dem Laden oder Entladen.
Computerlesbares Speichermedium mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm, dadurch gekennzeichnet, dass das Programm bei der Ausführung durch einen Prozessor ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7 durchführt.
Endgerät, dadurch gekennzeichnet, dass das Endgerät umfasst, - ein oder mehrere Prozessoren, - ein Speichergerät zum Speichern einer oder mehrerer Programme, wenn die eine oder mehrere Programme von dem oder den Prozessoren ausgeführt werden, durchführt das oder die Prozessoren ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7.