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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Batteriemanagementsysteme und Batteriemanagementverfahren.
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Beschreibung der Standes der Technik
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Es wurden Vorrichtungen vorgeschlagen, die die Kapazität einer in einem Elektrofahrzeug eingebauten Batterie verwalten, indem sie die Kapazität der Batterie virtuell in einen ersten Bereich, der für die Übertragung/Empfang von elektrischer Energie zu/von einem an ein Stromnetz angeschlossenen elektrischen Gerät verwendet wird, und einen zweiten Bereich, der vom Fahrzeugnutzer verwendet wird, aufteilen und die verbleibende Menge der zweiten Region auf einem Zähler des Fahrzeugs anzeigen (siehe z. B. die internationale Veröffentlichung Nr.
WO 2020/148850 ).
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In dem Fall, in dem die Kapazität einer Batterie, die an einem mobilen Objekt wie einem Fahrzeug angebracht ist, virtuell in eine Vielzahl von Bereichen aufgeteilt und zwischen dem Benutzer des mobilen Objekts und einem anderen Benutzer, der sich von dem Benutzer des mobilen Objekts unterscheidet, geteilt wird, wie in der obigen konventionellen Technik, nimmt die aufladbare Kapazität des Bereichs, der dem Benutzer des mobilen Objekts zugewiesen ist, ab, wenn sich die Batterie aufgrund der Verwendung der Batterie durch den anderen Benutzer verschlechtert, und die Reichweite des mobilen Objekts verringert sich, was eine unangenehme Situation ist. Es besteht daher die Möglichkeit, dass die Nutzer von mobilen Objekten zögern, die Batterie mit einem anderen Nutzer zu teilen, und dass dies die effektive Nutzung von Batterien durch gemeinsame Nutzung verhindert.
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Die vorliegende Erfindung wurde vor diesem Hintergrund gemacht, und ein Ziel davon ist es, ein Batteriemanagementsystem und ein Batteriemanagementverfahren zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen, die Verringerung der Reichweite eines mobilen Objekts, die durch eine Verschlechterung der Batterie verursacht wird, zu verhindern oder abzuschwächen für den Fall, dass die Batterie, die auf dem mobilen Objekt montiert ist, zwischen dem Benutzer des mobilen Objekts und einem anderen Benutzer geteilt wird.
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Ein erster Aspekt zum Erreichen des obigen Ziels ist ein Batteriemanagementsystem, das Folgendes umfasst: eine Batteriekapazitäts-Teilungseinheit, die eine aufladbare Kapazität einer Batterie, die an einem mobilen Objekt angebracht ist, virtuell in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich teilt, den ersten Bereich einem ersten Benutzer zuweist, der ein Benutzer des mobilen Objekts ist, und den zweiten Bereich einem zweiten Benutzer zuweist, der sich von dem ersten Benutzer unterscheidet, um es dem ersten Benutzer zu ermöglichen, den ersten Bereich in der Batterie zu verwenden, und dem zweiten Benutzer, den zweiten Bereich in der Batterie zu verwenden; eine Schätzeinheit für den Betrag der Verschlechterungsabnahme, die den Betrag der Verschlechterungsabnahme schätzt, der der Betrag der Abnahme der aufladbaren Kapazität der Batterie aufgrund von Verschlechterung ist; und eine Zuweisungskapazitäts-Einstelleinheit, die in einem Fall, in dem der Betrag der Verschlechterungsabnahme kleiner oder gleich einem ersten spezifizierten Betrag ist, eine aufladbare Kapazität der zweiten Region um den Betrag der Verschlechterungsabnahme reduziert.
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Das obige Batteriemanagementsystem kann ferner eine Anzeigesteuerungseinheit umfassen, die eine aufladbare Kapazität der ersten Region auf einer im mobilen Objekt vorgesehenen Anzeigeeinheit anzeigt.
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Im obigen Batteriemanagementsystem kann die Zuweisungskapazitätsanpassungseinheit in einem Fall, in dem der Betrag der Verschlechterungsabnahme den ersten spezifizierten Betrag überschritten hat, eine aufladbare Kapazität der ersten Region um einen Teil oder den gesamten Überschuss des Betrags der Verschlechterungsabnahme über den ersten spezifizierten Betrag reduzieren.
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Das obige Batteriemanagementsystem kann außerdem eine Einheit zur Benachrichtigung über eine Verschlechterungsabnahme enthalten, die in einem Fall, in dem der Betrag der Verschlechterungsabnahme einen zweiten spezifizierten Betrag überschritten hat, mindestens einen der beiden Benutzer benachrichtigt.
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Ein zweiter Aspekt zum Erreichen des obigen Ziels ist ein Batteriemanagementverfahren, das von einem Computer ausgeführt wird, umfassend: einen Batteriekapazitäts-Unterteilungsschritt des virtuellen Unterteilens einer aufladbaren Kapazität einer Batterie, die an einem mobilen Objekt angebracht ist, in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, des Zuordnens der ersten Region zu einem ersten Benutzer, der ein Benutzer des mobilen Objekts ist, und des Zuordnens der zweiten Region zu einem zweiten Benutzer, der sich von dem ersten Benutzer unterscheidet, um es dem ersten Benutzer zu ermöglichen, den ersten Bereich in der Batterie zu verwenden, und dem zweiten Benutzer, den zweiten Bereich in der Batterie zu verwenden; einen Verschlechterungsabnahmeabschätzungsschritt des Abschätzens des Betrags der Verschlechterungsabnahme, der der Betrag der Abnahme der aufladbaren Kapazität der Batterie aufgrund der Verschlechterung ist; und einen Zuweisungskapazitätsanpassungsschritt des Verringerns einer aufladbaren Kapazität der zweiten Region um den Betrag der Verschlechterungsabnahme in einem Fall, in dem der Betrag der Verschlechterungsabnahme niedriger als oder gleich einem ersten spezifizierten Betrag ist.
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Das obige Batteriemanagementsystem führt einen Prozess der Reduzierung der aufladbaren Kapazität durch, die einem anderen Benutzer als dem Benutzer des mobilen Objekts zugewiesen ist, und zwar um den Betrag der Verschlechterungsabnahme, wenn die aufladbare Kapazität der Batterie aufgrund der Batterieverschlechterung abgenommen hat. Diese Konfiguration ermöglicht es, die Verringerung der Reichweite des mobilen Objekts zu verhindern oder abzuschwächen, die durch die Verschlechterung der Batterie in dem Fall verursacht wird, in dem die auf dem mobilen Objekt montierte Batterie zwischen dem Benutzer des mobilen Objekts und einem anderen Benutzer geteilt wird.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist ein erklärendes Diagramm einer Konfiguration des Managements einer Fahrzeugbatterie, die von einem Batteriemanagementsystem durchgeführt wird;
- 2 ist ein Konfigurationsdiagramm des Batteriemanagementsystems;
- 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung, wie die aufladbaren Kapazitäten von Bereichen in der Batterie geändert werden;
- 4 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Anzeige des Ladezustands eines ersten, dem Fahrzeugbenutzer zugewiesenen Bereichs; und
- 5 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses bzw. Verfahrens zur Anpassung der aufladbaren Kapazität jeder Region, basierend auf der Abnahme der aufladbaren Kapazität der Batterie.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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(1) Konfiguration des Fahrzeugbatteriemanagements durch das Batteriemanagementsystem)
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Die Konfiguration des Managements einer Batterie 61 eines Fahrzeugs 60 durch ein Batteriemanagementsystem 1 der vorliegenden Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Batteriemanagementsystem 1 ist an dem Fahrzeug 60 angebracht. Das Batteriemanagementsystem 1 kann als eigenes Gerät am Fahrzeug 60 montiert werden oder Teil der Funktionen eines am Fahrzeug 60 montierten Steuergeräts sein.
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Wie das schwimmende bzw. schwebende Kästchen 65 andeutet, teilt das Batteriemanagementsystem 1 die aufladbare Kapazität Ca der am Fahrzeug 60 montierten Batterie 61 virtuell in einen ersten Bereich C1 und einen zweiten Bereich C2 auf, ordnet den ersten Bereich C1 einem Fahrzeugnutzer U1 und den zweiten Bereich C2 einem Stromversorger U2 zu. Mit dieser Konfiguration ermöglicht das Batteriemanagementsystem 1 dem Fahrzeugnutzer U1 die Nutzung der Batterie 61 im Bereich der ersten Region C1 und dem Stromversorger bzw. Elektroenergieunternehmen U2 die Nutzung der Batterie 61 im Bereich der zweiten Region C2 und unterstützt damit eine effektive Nutzung der Batterie 61.
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Hier sind die erste Region C1 und die zweite Region C2 zwei Kapazitäten, in die die aufladbare Kapazität Ca der Batterie 61 virtuell aufgeteilt wird, damit sich der Fahrzeugnutzer U1 und der Stromversorger U2 die Batterie 61 teilen können, was nicht bedeutet, dass die Vielzahl der in der Batterie 61 enthaltenen physikalischen Zellen aufgeteilt und der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 fest zugeordnet sind.
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Das Fahrzeug 60 entspricht dem mobilen Objekt der vorliegenden Offenbarung, der Fahrzeugnutzer U1 entspricht dem ersten Nutzer der vorliegenden Offenbarung, und der Stromversorger U2 entspricht dem zweiten Nutzer der vorliegenden Offenbarung. Es ist zu beachten, dass die Kapazität der Batterie 61 in drei oder mehr Bereiche aufgeteilt und dem Fahrzeugnutzer U1 und einer Vielzahl von Stromversorgern U2 zugewiesen werden kann.
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Das Fahrzeug 60 ist ein Elektrofahrzeug (z. B. ein Elektroauto oder ein Plug-in-Hybridfahrzeug) mit der Batterie 61 als Antriebsquelle und ist über ein Lade-/Entladekabel 52 mit einer Lade-/Entladeeinrichtung 51 verbunden, die z. B. in einem Wohnhaus 50 installiert ist, in dem der Fahrzeugnutzer U1 wohnt. Die Batterie 61 wird über das Lade-/Entladekabel 52 mit der von der Lade-/Entladeeinrichtung 51 gelieferten elektrischen Energie aufgeladen, und die Batterie 61 liefert auch elektrische Energie bzw. Strom an die Lade-/Entladeeinrichtung 51.
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Die Lade-/Entladeeinrichtung 51 ist über ein Stromnetz 100 mit einer Vielzahl von Stromerzeugungsanlagen 200 verbunden, die von dem Stromversorger U2 betrieben werden, und die Stromerzeugungsanlagen 200 liefern erzeugten Strom an das Stromnetz 100. Überschüssiger erzeugter Strom wird zum Laden der Batterie 61 über die Lade-/Entladeeinrichtung 51 verwendet, und wenn die Versorgung des Stromnetzes 100 mit erzeugtem Strom knapp wird, wird aus der Batterie 61 entladener Strom in das Stromnetz 100 eingespeist. Die Stromerzeugungsanlage 200 verwendet Sonnenkollektoren 201 zur Stromerzeugung.
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Das Batteriemanagementsystem 1 kommuniziert über ein Kommunikationsnetz 300 mit einem Fahrzeugmanagementsystem 250, einem Managementsystem 210 des Stromversorgers U2 und dergleichen. Das Fahrzeugmanagementsystem 250 und das Managementsystem 210 sind Computersysteme mit Prozessoren, Speichern und Kommunikationsschnittstellen. Das Batteriemanagementsystem 1 kommuniziert mit einem Kommunikationsendgerät 70 des Fahrzeugnutzers U1 und der Lade-/Entladeeinrichtung 51 direkt oder über das Kommunikationsnetz 300. Bei dem Kommunikationsendgerät 70 handelt es sich um ein Smartphone, ein Mobiltelefon, ein Tablet-Endgerät, einen Laptop, einen Desktop-Personalcomputer oder dergleichen.
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Das Fahrzeugmanagementsystem 250 empfängt vom Fahrzeug 60 übermittelte Fahrzeugzustandsinformationen Cca und erkennt den Nutzungszustand des Fahrzeugs 60 (z. B. die aktuelle Position, die Fahrtstrecke, die Fahrtrouten, die Anzahl der Ladevorgänge der Batterie 61 und den Grad der Verschlechterung der Batterie 61). Das Fahrzeugmanagementsystem 250 empfängt die vom Managementsystem 210 des Stromversorgers U2 übermittelten Informationen Bur zur Beantragung der Nutzung der Batterie 61, um einen Antrag auf Nutzung der Batterie 61 vom Stromversorger bzw. Stromversorgungsunternehmen U2 zu erhalten.
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Wenn der Fahrzeugnutzer U1 beginnt, das Fahrzeug 60 zu benutzen (z.B. wenn der Fahrzeugnutzer U1 das Fahrzeug 60 kauft oder wenn der Fahrzeugnutzer U1 das Fahrzeug 60 mietet und beginnt, es zu benutzen), stellt das Fahrzeugmanagementsystem 250 das Verhältnis zwischen der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 in der Batterie 61 gemäß einem vom Fahrzeugnutzer U1 gestellten Antrag oder dergleichen ein. Das Fahrzeugmanagementsystem 250 überträgt Verhältnisanweisungsinformationen Dvr zur Erteilung einer Anweisung zur Einstellung des Verhältnisses zwischen der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 an das Batteriemanagementsystem 1 des Fahrzeugs 60.
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Das Batteriemanagementsystem 1 unterteilt die Kapazität der Batterie 61 virtuell in den ersten Bereich C1 und den zweiten Bereich C2 auf der Grundlage der Verhältnisanweisungsinformation Dvr und verwaltet die Kapazität der Batterie 61. Das Batteriemanagementsystem 1 steuert die Ladung/Entladung der Batterie 61 so, dass die erste Region C1 für die Nutzung durch den Fahrzeugnutzer U1 (Entladung zusammen mit dem Stromverbrauch des Fahrzeugs 60 und regenerativer Ladung und Ladung von der Lade-/Entladeeinrichtung 51 basierend auf der Bedienung durch den Fahrzeugnutzer U1) und die zweite Region C2 für die Nutzung durch den Stromversorger U2 (Ladung als Puffer für den von den Stromerzeugungsanlagen 200 erzeugten Strom und Entladung zur Einspeisung von Strom in das Stromnetz 100) vorgesehen ist.
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Das Batteriemanagementsystem 1 schätzt den Betrag der Verschlechterungsabnahme, d.h. den Betrag, um den die aufladbare Kapazität aufgrund der Verschlechterung der Batterie 61 abgenommen hat. Dann reduziert das Batteriemanagementsystem 1 die aufladbare Kapazität der zweiten Region C2 um mindestens einen Teil des Betrags der Verschlechterungsabnahme, um die aufladbaren Kapazitäten der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 anzupassen. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, die Abnahme der Reichweite des Fahrzeugs 60 aufgrund der Abnahme der aufladbaren Kapazität der ersten Region C1 zu verhindern oder abzumildern. Das Batteriemanagementsystem 1 zeigt den Ladezustand der ersten Region C1 in einer im Fahrzeug 60 vorgesehenen Anzeigeeinheit 66 an.
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Obwohl in 1 der Einfachheit halber ein Stromanbieter bzw. Stromversorger U2 dargestellt ist, kann die Konfiguration so sein, dass ein Stromanbieter U2, dem die zweite Region C2 der Batterie 61 zugewiesen ist, aus einer Vielzahl von Stromanbietern U2 ausgewählt wird. In diesem Fall wählt das Fahrzeugmanagementsystem 250 einen Stromversorger U2 aus, dem die zweite Region C2 zugewiesen wird, basierend auf der Nutzungsbedingung der zweiten Region C2 (Mietgebühr, Nutzungsdauer oder ähnliches), die von jedem Stromversorger U2 vorgelegt wird.
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[2. Konfiguration des Batteriemanagementsystems]
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Die Konfiguration des Batteriemanagementsystems 1 wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 4 beschrieben. Unter Bezugnahme auf 2 umfasst das Fahrzeug 60 das Batteriemanagementsystem 1, die Batterie 61 und die in 1 dargestellte Anzeigeeinheit 66 sowie eine Lade-/Entladeschaltung 62, einen Lade-/Entladeanschluss 63, einen Batteriesensor 64, eine Kommunikationseinheit 65 und eine Betriebseinheit 67.
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Die Kommunikationseinheit 65 führt die Kommunikation mit dem Fahrzeugmanagementsystem 250 und dergleichen über das Kommunikationsnetzwerk 300 und die direkte Kommunikation mit dem Kommunikationsendgerät 70 und dergleichen durch. Bei der Bedieneinheit 67 handelt es sich um ein Touchpanel, Tastenschalter oder ähnliches, das entsprechend der Bedienung durch den Fahrzeugbenutzer U1 Betriebssignale in das Batteriemanagementsystem 1 eingibt.
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Die Lade-/Entladeschaltung 62 führt das Laden/Entladen der Batterie 61 durch die Lade-/Entladeeinrichtung 51 (siehe 1), die mit dem Lade-/Entladeanschluss 63 verbunden ist, auf der Grundlage von Steuersignalen durch, die vom Batteriemanagementsystem 1 eingegeben werden. Der Batteriesensor 64 erfasst die Spannung, den Strom, die Ausgangsimpedanz, die Temperatur usw. zum Zeitpunkt des Ladens oder Entladens der Batterie 61 und gibt Erfassungssignale an das Batteriemanagementsystem 1 weiter.
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In dem Batteriemanagementsystem 1 speichert ein Speicher 20 ein Steuerprogramm 21 für das Batteriemanagementsystem 1 und Batteriemanagementdaten 22, in denen Informationen über die aufladbaren Kapazitäten der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 der Batterie 61 und dergleichen aufgezeichnet sind. Ein Prozessor 10 liest das Steuerprogramm 21 und führt es aus, um als Batteriekapazitäts-Teilungseinheit 11, als Einheit zur Schätzung des Ausmaßes der Verschlechterungsabnahme 12, als Einheit zur Anpassung der Zuweisungskapazität 13, als Anzeigesteuereinheit 14, als Einheit zur Benachrichtigung über die Verschlechterungsabnahme 15 und als Steuereinheit zum Laden/Entladen 16 zu fungieren.
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Der von der Batteriekapazitäts-Teilungseinheit 11 ausgeführte Prozess entspricht dem Batteriekapazitäts-Teilungsschritt in dem Batteriemanagementverfahren der vorliegenden Offenbarung, und der von der Verschlechterungsabnahmegrad-Abschätzungseinheit 12 ausgeführte Prozess entspricht dem Verschlechterungsgrad-Abschätzungsschritt in dem Batteriemanagementverfahren der vorliegenden Offenbarung. Der Prozess, der von der Zuweisungskapazitätsanpassungseinheit 13 ausgeführt wird, entspricht dem Zuweisungskapazitätsanpassungsschritt in dem Batteriemanagementverfahren der vorliegenden Offenbarung.
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Wie oben beschrieben, teilt die Batteriekapazitäts-Teilungseinheit 11 die aufladbare Kapazität Ca der Batterie 61 virtuell in den ersten Bereich C1, der dem Fahrzeugnutzer U1 zuzuordnen ist, und den zweiten Bereich C2, der dem Betreiber des Stromversorgungsunternehmens bzw. dem Stromversorger U2 zuzuordnen ist, auf der Grundlage der Verhältnisanweisungsinformationen Dvr auf und zeichnet Informationen auf, die das Teilungsverhältnis in den Batteriemanagementdaten 22 angeben.
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Die Einheit 12 zur Schätzung des Ausmaßes der Verschlechterungsabnahme berechnet Leistungsindizes, die sich auf den Grad der Verschlechterung beziehen, der der Grad der Abnutzung im Vergleich zur anfänglichen Leistung unmittelbar nach der Herstellung der Batterie 61 ist, basierend auf der Spannung, dem Strom, der Ausgangsimpedanz, der Temperatur und dergleichen der Batterie 61 zum Zeitpunkt des Ladens oder Entladens, die die Einheit 12 zur Schätzung des Ausmaßes der Verschlechterung aus den Erfassungssignalen des Batteriesensors 64 ermittelt. Dann schätzt die Schätzeinheit 12 den Betrag der Verschlechterungsabnahme, der der Betrag ist, um den die aufladbare Kapazität der Batterie 61 seit der Startzeit des Fahrzeugs 60 abgenommen hat, der mit den Leistungsindizes übereinstimmt, die sich auf den Grad der Verschlechterung beziehen, basierend auf den Leistungsindizes, die sich auf den Grad der Verschlechterung beziehen. Die Korrespondenzbeziehung zwischen den Leistungsindizes und dem Ausmaß der Verschlechterungsabnahme wird auf der Grundlage von Leistungsdaten, Experimenten, Computersimulationen und dergleichen für die Batterie 61 festgelegt, und die Einheit 12 zur Schätzung des Ausmaßes der Verschlechterungsabnahme schätzt das Ausmaß der Verschlechterungsabnahme in der Batterie 61 auf der Grundlage dieser Korrespondenzbeziehung.
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Wie in 3 dargestellt, führt die Zuweisungskapazitätsanpassungseinheit 13 einen Prozess der Verringerung der aufladbaren Kapazität der zweiten Region C2, der dem Betreiber des Stromversorgungsunternehmens U2 zugewiesen ist, oder der aufladbaren Kapazität der ersten Region C1, der dem Fahrzeugnutzer U1 zugewiesen ist, um den Betrag der Verschlechterungsabnahme durch, der von der Verschlechterungsabnahmeabschätzungseinheit 12 geschätzt wird. Das Diagramm A1 in 3 zeigt den Ausgangszustand zu dem Zeitpunkt, zu dem das Fahrzeug 60 in Betrieb genommen wurde, und die gesamte aufladbare Kapazität Ca der Batterie 61 ist virtuell in den ersten Bereich C1 und den zweiten Bereich C2 unterteilt.
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Das Diagramm A2 zeigt die Batterie 61, die sich seit der Inbetriebnahme des Fahrzeugs 60 verschlechtert hat und deren aufladbare Gesamtkapazität Ca sich um den Betrag der Verschlechterungsabnahme D1 verringert hat, der kleiner als oder gleich einem ersten festgelegten Betrag ist. In diesem Fall reduziert die Zuweisungskapazitäts-Anpassungseinheit 13 die aufladbare Kapazität der zweiten Region C2 um den Betrag der Verschlechterungsabnahme D1. Da sich die aufladbare Kapazität der ersten Region C1 nicht ändert, verringert sich der Fahrbereich des Fahrzeugs 60 nicht.
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Das Diagramm A3 zeigt die Batterie 61, die sich weiter verschlechtert hat und deren aufladbare Gesamtkapazität Ca sich um den Betrag der Verschlechterungsabnahme D2 verringert hat, der größer als der erste vorgegebene Betrag ist. In diesem Fall reduziert die Zuweisungs-Kapazitäts-Anpassungseinheit 13 die aufladbare Kapazität der ersten Region C1 um einen Teil oder die Gesamtheit des Überschusses des Betrags der Verschlechterungsabnahme D2 über den ersten vorgegebenen Betrag und reduziert die aufladbare Kapazität der zweiten Region C2 um den Rest des Betrags der Verschlechterungsabnahme D2. Mit dieser Konfiguration ist es möglich, eine extreme Abnahme der aufladbaren Kapazität zu verhindern oder abzuschwächen, die dem Betreiber des Elektroenergieunternehmens bzw. Stromversorgers U2 zugewiesen ist, während die Abnahme der Reichweite des Fahrzeugs 60 abgeschwächt wird.
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Wie in 4 dargestellt, zeigt die Anzeigesteuereinheit 14 eine Ladezustandsanzeige 66a für die erste Region C1 auf der Anzeigeeinheit 66 des Fahrzeugs 60 an. Das Diagramm A4 in 4 zeigt einen Fall, in dem sowohl die Ladezustände der ersten Region C1 als auch der zweiten Region C2 100 % betragen. In diesem Fall zeigt die Anzeigesteuereinheit 14 in der Ladezustandsanzeige 66a 100 % (komplett geladen) an.
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Das Diagramm A5 in 4 zeigt einen Fall, in dem der Ladezustand der ersten Region C1 90 % und der Ladezustand der zweiten Region C2 100 % beträgt. In diesem Fall zeigt die Anzeigesteuereinheit 14 90% in der Ladezustandsanzeige 66a an. Das Diagramm A6 in 4 zeigt einen Fall, in dem die gesamte aufladbare Kapazität Ca der Batterie 61 in einer Region bzw. einem Bereich abgenommen hat, der kleiner oder gleich dem ersten festgelegten Betrag ist, und die aufladbare Kapazität der zweiten Region C2 abgenommen hat. Der Ladezustand der ersten Region C1 beträgt 90%, und der Ladezustand der zweiten Region C2 beträgt 100%. In diesem Fall zeigt die Display-Steuereinheit 14 in der Ladezustandsanzeige 66a 90% an.
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Wie in 4 dargestellt, zeigt die Anzeigesteuereinheit 14 die Ladezustandsanzeige 66a, die den Ladezustand der ersten Region C1 anzeigt, auf der Anzeigeeinheit 66 an, ohne den Ladezustand und die aufladbare Kapazität der zweiten Region C2 anzuzeigen. Diese Konfiguration ermöglicht es dem Fahrzeugbenutzer U1, den Zeitpunkt des Aufladens des Fahrzeugs 60 durch Überprüfen der Ladezustandsanzeige 66a zu bestimmen, ohne zu denken, dass die zweite Region C2 von dem Betreiber des Stromversorgungsunternehmens bzw -versorgers U2 verwendet wird.
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Wenn der von der Verschlechterungsabnahmeabschätzungseinheit 12 geschätzte Betrag der Verschlechterungsabnahme einen zweiten vorgegebenen Betrag (> den ersten vorgegebenen Betrag) überschritten hat, zeigt die Verschlechterungsabnahme-Meldeeinheit 15 auf der Anzeigeeinheit 66 des Fahrzeugs 60 eine Meldung an, dass die aufladbare Kapazität der Batterie 61 abgenommen hat. Auf diese Weise kann der Fahrzeugnutzer U1 z. B. zu einer Wartung, wie dem Austausch der Batterie 61, oder zu einem Austausch des Fahrzeugs 60 aufgefordert werden. Die Verschlechterungsabnahme-Meldeeinheit 15 kann Informationen, die anzeigen, dass der Betrag der Abnahme der aufladbaren Menge der Batterie 61 groß geworden ist, an das Kommunikationsendgerät 70, das von dem Fahrzeugnutzer U1 verwendet wird, und das Managementsystem 210 des Stromversorgungsunternehmens U2 übertragen, um den Fahrzeugnutzer U1 und das Stromversorgungsunternehmen U2 zu benachrichtigen, dass die aufladbare Kapazität der Batterie 61 abgenommen hat.
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Die Lade-/Entladesteuereinheit 16 steuert die Lade-/Entladeschaltung 62, die die Batterie 61 lädt und entlädt, die von der Batteriekapazitäts-Teilungseinheit 11 virtuell in den ersten Bereich C1 und den zweiten Bereich C2 unterteilt wird, deren aufladbare Kapazitäten von der Zuweisungskapazitäts-Anpassungseinheit 13 reduziert werden.
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(3) Verfahren bzw. Prozess zur Anpassung der aufladbaren Kapazität der einzelnen Regionen)
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Ein Verfahren zum Einstellen der aufladbaren Kapazitäten der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 der Batterie 61, das vom Batteriemanagementsystem 1 in der in 1 dargestellten Situation ausgeführt wird, wird anhand des in 5 dargestellten Flussdiagramms beschrieben. Das Batteriemanagementsystem 1 führt wiederholt den Prozess gemäß dem in 5 dargestellten Flussdiagramm aus.
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In Schritt S1 in 5 schätzt die Einheit 12 zur Schätzung des Ausmaßes der Verschlechterungsabnahme in der Batterie 61 auf der Grundlage von Erfassungsinformationen des Batteriesensors 64 das Ausmaß der Verschlechterungsabnahme. Im folgenden Schritt S2 bestimmt die Zuweisungs-Kapazitäts-Anpassungseinheit 13, ob der Betrag der Verschlechterungsabnahme eine untere Grenze des Abnahmewertes überschritten hat. Die untere Grenze des Abnahmebetrags ist der Betrag der Verschlechterungsabnahme, bei dem eine Anpassung der aufladbaren Kapazitäten der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 als notwendig erachtet wird, und beispielsweise wird die untere Grenze des Abnahmebetrags auf etwa 5 % der anfänglichen gesamten aufladbaren Kapazität Ca (zu dem Zeitpunkt, als das Fahrzeug 60 in Betrieb genommen wurde) der Batterie 61 festgelegt.
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Wenn der Betrag der Verschlechterungsabnahme die untere Grenze des Abnahmewertes überschritten hat, schreitet die Zuweisungskapazitätsanpassungseinheit 13 mit dem Prozess zu Schritt S10 fort, und wenn der Betrag der Verschlechterungsabnahme kleiner oder gleich der unteren Grenze des Abnahmewertes ist, schreitet die Zuweisungskapazitätsanpassungseinheit 13 mit dem Prozess zu Schritt S3 fort. In Schritt S10 bestimmt die Zuweisungskapazitätsanpassungseinheit 13, ob der Betrag der Verschlechterungsabnahme niedriger als oder gleich dem ersten spezifizierten Betrag ist. Wenn der Betrag der Verschlechterungsabnahme kleiner oder gleich dem ersten spezifizierten Betrag ist, schreitet die Zuweisungskapazitäts-Anpassungseinheit 13 zu Schritt S11, und wenn der Betrag der Verschlechterungsabnahme den ersten spezifizierten Betrag überschritten hat, schreitet die Zuweisungskapazitäts-Anpassungseinheit 13 zu Schritt S20.
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In Schritt S11, wie oben unter Bezugnahme auf das Diagramm A2 in 3 beschrieben, reduziert die Zuweisungskapazitäts-Anpassungseinheit 13 die aufladbare Kapazität der zweiten Region C2 der Batterie 61 um den Betrag der Verschlechterungsabnahme D1 und bringt das Verfahren zu Schritt S12 weiter. In den Schritten S20 und S21, wie oben unter Bezugnahme auf das Diagramm A3 in 3 beschrieben, reduziert die Zuweisungskapazitäts-Anpassungs- bzw. Einstelleinheit 13 die aufladbare Kapazität der ersten Region C1 um einen Teil oder die Gesamtheit des Überschusses des Betrags der Verschlechterungsabnahme D2 über den ersten spezifizierten Betrag, reduziert die aufladbare Kapazität der zweiten Region C2 um den Rest des Betrags der Verschlechterungsabnahme D2 und schreitet mit dem Prozess zu Schritt S12 fort.
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In Schritt S12 stellt die Verschlechterungsabnahme-Meldeeinheit 15 fest, ob der Betrag der Verschlechterungsabnahme den zweiten vorgegebenen Betrag (> den ersten vorgegebenen Betrag) überschritten hat. Wenn der Betrag der Verschlechterungsabnahme den zweiten spezifizierten Betrag überschritten hat, schreitet die Verschlechterungsabnahme-Meldeeinheit 15 zu Schritt S30, und wenn der Betrag der Verschlechterungsabnahme kleiner oder gleich dem zweiten spezifizierten Betrag ist, schreitet die Verschlechterungsabnahme-Meldeeinheit 15 zu Schritt S3. In Schritt S30 zeigt die Verschlechterungsabnahme-Meldeeinheit 15 auf der Anzeigeeinheit 66 des Fahrzeugs 60 eine Meldung an, dass die aufladbare Kapazität der Batterie 61 abgenommen hat.
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[4. andere Ausführungsformen]
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Obwohl das mobile Objekt der vorliegenden Offenbarung das Fahrzeug 60 in der obigen Ausführungsform ist, muss das mobile Objekt der vorliegenden Offenbarung nur eines sein, das eine Batterie enthält, die durch eine Lade-/Entladeeinrichtung geladen und entladen wird, und kann daher ein Flugzeug, ein Schiff oder ähnliches sein.
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Obwohl die obige Ausführungsform die Verschlechterungsabnahme-Melde- bzw. Benachrichtigungseinheit 15 enthält und die Verschlechterungsabnahme-Benachrichtigungseinheit 15 den Fahrzeugbenutzer U1 oder den Betreiber des Stromversorgungsunternehmens U2 benachrichtigt, wenn der Betrag der Verschlechterungsabnahme in der Batterie 61 den zweiten spezifizierten Betrag überschritten hat, ist die Konfiguration ohne eine Verschlechterungsabnahme-Benachrichtigungseinheit 15 möglich.
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In der obigen Ausführungsform wurde eine Konfiguration beschrieben, bei der das Fahrzeug 60 mit dem Batteriemanagementsystem 1 der vorliegenden Offenbarung ausgestattet ist. In einer anderen Ausführungsform kann jedoch ein Teil oder das gesamte Batteriemanagementsystem 1 in das Fahrzeugmanagementsystem 250 integriert sein. Beispielsweise schätzt in dem Fall, in dem die Einheit 12 zur Schätzung des Ausmaßes der Verschlechterungsabnahme und die Einheit 13 zur Anpassung der Zuweisungskapazität in dem Fahrzeugmanagementsystem 250 enthalten sind, die Einheit 12 zur Schätzung des Ausmaßes der Verschlechterungsabnahme den Betrag der Verschlechterungsabnahme in der Batterie 61 auf der Grundlage der Fahrzeugzustandsinformationen Cca (siehe 1), die von dem Fahrzeug 60 an das Fahrzeugmanagementsystem 250 übertragen werden. Dann bestimmt die Zuweisungskapazitätsanpassungseinheit 13 den Betrag, der von den aufladbaren Kapazitäten der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 der Batterie 61 zu reduzieren ist, und das Fahrzeugmanagementsystem 250 überträgt Informationen an das Fahrzeug 60, um eine Anweisung zu geben, die aufladbaren Kapazitäten der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 zu reduzieren, so dass eine Steuervorrichtung des Fahrzeugs 60 Managementinformationen über die aufladbaren Kapazitäten der ersten Region C1 und der zweiten Region C2 aktualisiert.
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Beachten Sie, dass 2 ein schematisches Diagramm ist, das die funktionale Konfiguration des Batteriemanagementsystems 1 zeigt, die in Bezug auf die Hauptprozesse unterteilt ist, um die Erfindung der vorliegenden Anwendung leicht verständlich zu machen, und daher kann die Konfiguration des Batteriemanagementsystems 1 in einer anderen Weise unterteilt werden. Der Prozess jeder Komponente kann von einer Hardwareeinheit oder von einer Vielzahl von Hardwareeinheiten ausgeführt werden. Der in 5 dargestellte Prozess, der von den Komponenten ausgeführt wird, kann von einem Programm oder einer Vielzahl von Programmen ausgeführt werden.
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(5) Von der obigen Ausführungsform unterstützte Konfigurationen)
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Die obige Ausführungsform ist ein spezifisches Beispiel für die folgenden Konfigurationen.
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(Konfiguration 1) Ein Batteriemanagementsystem mit: eine Batteriekapazitäts-Teilungseinheit, die eine aufladbare Kapazität einer Batterie, die an einem mobilen Objekt angebracht ist, virtuell in einen ersten Bereich bzw. eine erste Region und einen zweiten Bereich bzw. eine zweite Region teilt, den ersten Bereich einem ersten Benutzer zuweist, der ein Benutzer des mobilen Objekts ist, und den zweiten Bereich einem zweiten Benutzer zuweist, der sich von dem ersten Benutzer unterscheidet, um es dem ersten Benutzer zu ermöglichen, den ersten Bereich in der Batterie zu verwenden, und dem zweiten Benutzer zu ermöglichen, den zweiten Bereich in der Batterie zu verwenden; eine Schätzeinheit für den Betrag der Verschlechterungsabnahme, die den Betrag der Verschlechterungsabnahme schätzt, der der Betrag der Abnahme der aufladbaren Kapazität der Batterie aufgrund von Verschlechterung ist; und eine Zuweisungskapazitäts-Einstelleinheit, die in einem Fall, in dem der Betrag der Verschlechterungsabnahme kleiner oder gleich einem ersten spezifizierten Betrag ist, eine aufladbare Kapazität der zweiten Region um den Betrag der Verschlechterungsabnahme reduziert.
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Das Batteriemanagementsystem der Konfiguration 1 führt einen Prozess der Reduzierung der aufladbaren Kapazität durch, die einem anderen Benutzer als dem Benutzer des mobilen Objekts zugewiesen ist, und zwar um den Betrag der Verschlechterungsabnahme, wenn die aufladbare Kapazität der Batterie aufgrund der Batterieverschlechterung abgenommen hat. Diese Konfiguration ermöglicht es, die Verringerung der Reichweite des mobilen Objekts zu verhindern oder abzuschwächen, die durch die Verschlechterung der Batterie in dem Fall verursacht wird, in dem die Batterie, die auf dem mobilen Objekt montiert ist, zwischen dem Benutzer des mobilen Objekts und einem anderen Benutzer geteilt wird.
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(Konfiguration 2) Das Batteriemanagementsystem gemäß Konfiguration 1 umfasst ferner eine Anzeigesteuereinheit, die eine aufladbare Kapazität der ersten Region auf einer in dem mobilen Objekt vorgesehenen Anzeigeeinheit anzeigt.
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Das Batteriemanagementsystem gemäß Konfiguration 2 ermöglicht es dem ersten Benutzer, der das mobile Objekt benutzt, den Nutzungszustand des ersten, dem ersten Benutzer zugewiesenen Bereichs zu realisieren, ohne an den Nutzungszustand des zweiten, dem zweiten Benutzer zugewiesenen Bereichs zu denken.
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(Konfiguration 3) Das Batteriemanagementsystem gemäß Konfiguration 1 oder 2, in dem in einem Fall, in dem der Betrag der Verschlechterungsabnahme den ersten spezifizierten Betrag überschritten hat, die Zuweisungskapazitätsanpassungseinheit eine aufladbare Kapazität der ersten Region um einen Teil oder die Gesamtheit eines Überschusses des Betrags der Verschlechterungsabnahme über den ersten spezifizierten Betrag reduziert.
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Da das Batteriemanagementsystem der Konfiguration 3 in dem Fall, in dem die Verschlechterung der Batterie fortschreitet und der Betrag der Verschlechterungsabnahme den ersten festgelegten Betrag überschritten hat, die aufladbare Kapazität der ersten Region um einen Teil oder die Gesamtheit des Überschusses des Betrags der Verschlechterungsabnahme über den ersten festgelegten Betrag reduziert, ist es möglich, eine extreme Abnahme der dem zweiten Benutzer zugewiesenen aufladbaren Kapazität zu verhindern oder abzuschwächen und gleichzeitig die Abnahme der Reichweite des mobilen Objekts abzuschwächen.
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(Konfiguration 4) Das Batteriemanagementsystem gemäß einer der Konfigurationen 1 bis 3, das außerdem eine Einheit zur Benachrichtigung über eine Verschlechterungsabnahme enthält, die in einem Fall, in dem der Betrag der Verschlechterungsabnahme einen zweiten spezifizierten Betrag überschritten hat, mindestens einen der beiden Benutzer, den ersten oder den zweiten, benachrichtigt.
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Da das Batteriemanagementsystem der Konfiguration 4 eine Meldung über die Abnahme der aufladbaren Kapazität der Batterie ausgibt, kann der erste Benutzer z. B. aufgefordert werden, Wartungsarbeiten wie den Austausch der Batterie vorzunehmen oder das mobile Objekt zu ersetzen. Es ist auch möglich, den zweiten Benutzer aufzufordern, z. B. das mobile Objekt zu wechseln, dessen Batterie der zweite Benutzer verwendet.
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(Konfiguration 5) Batteriemanagementverfahren, das von einem Computer ausgeführt wird, mit: einen Batteriekapazitäts-Unterteilungsschritt des virtuellen Teilens bzw. Unterteilens einer aufladbaren Kapazität einer Batterie, die an einem mobilen Objekt angebracht ist, in einen ersten Bereich und einen zweiten Bereich, des Zuordnens der ersten Region zu einem ersten Benutzer, der ein Benutzer des mobilen Objekts ist, und des Zuordnens der zweiten Region zu einem zweiten Benutzer, der sich von dem ersten Benutzer unterscheidet, um es dem ersten Benutzer zu ermöglichen, die erste Region in der Batterie zu verwenden, und dem zweiten Benutzer, die zweite Region in der Batterie zu verwenden; einen Verschlechterungsabschätzungsschritt des Abschätzens des Betrags der Verschlechterungsabnahme, der der Betrag der Abnahme der aufladbaren Kapazität der Batterie aufgrund der Verschlechterung ist; und einen Zuweisungskapazitätsanpassungsschritt des Verringerns einer aufladbaren Kapazität der zweiten Region um den Betrag der Verschlechterungsabnahme in einem Fall, in dem der Betrag der Verschlechterungsabnahme niedriger als oder gleich einem ersten spezifizierten Betrag ist.
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Ein Computer, der die Batteriemanagementmethode von Konfiguration 5 ausführt, bietet die gleichen oder ähnliche Betriebsvorteile wie das Batteriemanagementsystem von Konfiguration 1.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Batteriemanagementsystem
- 10
- Prozessor
- 11
- Batterie-Kapazitäts-Teilungseinheit
- 12
- Schätzungseinheit für den Betrag der Verschlechterungsabnahme
- 13
- Zuweisungskapazitätsanpassungseinheit
- 14
- Display-Steuereinheit
- 15
- Verschlechterungsabnahmemeldeeinheit bzw.-mitteilungseinheit
- 16
- Lade-/Entladesteuereinheit
- 20
- Speicher
- 21
- Steuerprogramm
- 22
- Batteriemanagementdaten
- 50
- Haus Gebäude
- 51
- Lade-/Entladeausrüstung
- 52
- Lade-/Entladekabel
- 60
- Fahrzeug
- 61
- Batterie
- 62
- Lade-/Entladekreis
- 63
- Lade-/Entladeanschluss
- 64
- Batteriesensor
- 65
- Kommunikationseinheit
- 66
- Anzeigeeinheit
- 67
- Betriebseinheit
- 100
- elektrisches Stromnetz
- 200
- Stromerzeugungsanlage
- 201
- Solarmodul bzw. -paneel
- 210
- Managementsystem des Betreibers eines Elektrizitätsversorgers bzw. Versorgers
- 250
- Fahrzeugmanagementsystem
- 300
- Kommunikationsnetzwerk
- U1
- Fahrzeugbenutzer (erster Benutzer)
- U2
- Elektrizitätsversorgerunternehmen bzw. Versorger (zweiter Nutzer)
- C1
- erste Region bzw. erster Bereich
- C2
- zweite Region bzw. zweiter Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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