DE19849055A1

DE19849055A1 - Process for the continuous monitoring and control of the charge state of a traction battery for use in automobile hybrid drive systems has means for displaying battery charge state with reference to upper and lower charge limits

Info

Publication number: DE19849055A1
Application number: DE19849055A
Authority: DE
Inventors: Wolf Boll
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 1998-10-24
Filing date: 1998-10-24
Publication date: 2000-04-27
Anticipated expiration: 2018-10-25
Also published as: DE19849055C2

Abstract

From continuous measurements of charge state relevant battery parameters the instantaneous deviation of the charge below a lower charge state limit (25) or above an upper charge state limit (26) is determined. The two battery dependent charge state limits (25,26) are constantly displayed and dependent on the battery charge state appropriate battery operation control mechanisms are initiated.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ladezustandssteuerung einer Traktionsbatterie eines Hybridantriebssystems, bei dem aus laufenden Messungen ladezustandsrelevanter Batteriebetriebspara meter ein momentaner Ladezustandswert ermittelt wird.The invention relates to a method for controlling the state of charge a traction battery of a hybrid drive system in which ongoing measurements of battery state-relevant battery charge meter a current state of charge value is determined.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 43 37 020 C1 bekannt. Bei diesem Verfahren wird der Ladezustand einer Traktionsbatte rie erfaßt, indem aus einer Batteriestrombilanz auf die der Bat terie entnommenen und zugeführten Ladungsmengen geschlossen wird. Parallel zum Bestimmen des Ladezustands der Traktionsbat terie wird eine Fehlergröße berechnet, die aus einem Zeitinte gral über den Stromdurchsatz der Batterie hervorgeht und die ein Maß für mögliche Abweichungen des ermittelten Ladezustands vom tatsächlichen Ladezustand darstellt. Überschreitet diese Fehler größe einen Schwellwert, so wird eine Anzeigeeinheit aktiviert, die dem Fahrer die Notwendigkeit für das Durchführen einer Tief entladung oder eines Normalisierungsladevorgangs zwecks Neustart der Ladungsbilanzierung anzeigt. Unter Normalisierungsladevor gang ist dabei ein solcher Ladevorgang zu verstehen, bei dem die Traktionsbatterie in einen definierten Volladezustand überführt wird, indem sie auf maximale Kapazität aufgeladen wird. Dies wird herkömmlicherweise meist durch Anschluß der Traktionsbatte rie an ein öffentliches Stromnetz bewerkstelligt.Such a method is known from DE 43 37 020 C1. With this procedure, the state of charge of a traction battery rie recorded by from a battery current balance on the Bat terie withdrawn and supplied loads closed becomes. Parallel to determining the state of charge of the traction battery an error quantity is calculated, which consists of a time ink Grail about the current throughput of the battery and the one Measure of possible deviations of the determined state of charge from represents the actual state of charge. Exceeds these errors size a threshold value, a display unit is activated, giving the driver the need to make a low discharge or normalization charging to restart of the charge balance. Under normalization loading gang is to be understood as a charging process in which the Traction battery transferred to a defined fully charged state by being charged to maximum capacity. This is usually done by connecting the traction battery rie to a public power grid.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur La dezustandssteuerung einer Traktionsbatterie eines Hybridan triebssystems zu schaffen, bei dem zuverlässige Betriebsgrößen der Traktionsbatterie zur Anzeige oder Steuerung bereitgestellt werden.The object of the invention is to provide an improved method for La State control of a hybrid traction battery drive system to create reliable operating sizes the traction battery for display or control become.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Ladezustandssteuerung gelöst, bei dem ein um einen unteren Streuabstand unter dem er mittelten momentanen Ladezustandswert liegender unterer Ladezu standsstreuwert und ein um einen oberen Streuabstand über dem ermittelten momentanen Ladezustandswert liegender oberer Ladezu standsstreuwert ermittelt werden, wobei der untere und der obere Streuabstand batteriebetriebsabhängig bestimmt werden und die beiden Ladezustandsstreuwerte laufend angezeigt werden und/oder in Abhängigkeit von den beiden Ladezustandsstreuwerten vorgebba re ladezustandsbezogene Batteriebetriebssteuerungsmaßnahmen aus geführt werden. Auf diese Weise ist auch über lange Zeiträume hinweg ein optimales Betriebsmanagement der Traktionsbatterie möglich.This task is accomplished by a state-of-charge control method solved, in which a lower scattering distance under which he the mean current state of charge of the lower charge spreading value and an upper spreading distance above the determined current state of charge value of lying upper charge scattering value can be determined, the lower and the upper Scattering distance can be determined depending on the battery operation and the both charge state scatter values are displayed continuously and / or depending on the two charge state scatter values re charge-state related battery operation control measures be performed. In this way it is also for long periods of time optimal operation management of the traction battery possible.

In Weiterbildung der Erfindung wird die zulässige Leistungsent nahme aus der Batterie reduziert, wenn der untere Ladezustands streuwert einen vorgebbaren Leistungsreduktionsgrenzwert unter schreitet. Auf diese Weise kann ein unbeabsichtigtes Tiefentla den der Traktionsbatterie vermieden werden.In a further development of the invention, the permissible achievement ent Removed from the battery when the lower state of charge scatter value below a predeterminable power reduction limit steps. In this way, an unintentional deep discharge that of the traction battery can be avoided.

In Weiterbildung der Erfindung wird die zulässige Aufladelei stung reduziert, wenn der obere Ladezustandsstreuwert einen vor gebbaren Ladereduktionsgrenzwert überschreitet. Auf diese Weise wird ein besonders schonendes Aufladen der Traktionsbatterie ge währleistet.In a further development of the invention, the permissible charging power is reduced if the upper state of charge scatter value precedes specifiable charge reduction limit. In this way is a particularly gentle charging of the traction battery ensures.

In Weiterbildung der Erfindung wird die zulässige Aufladestrom stärke auf einen Gasentwicklungs-Grenzwert begrenzt, wenn der obere Ladezustandsstreuwert einen Volladungswert erreicht hat. Auf diese Weise wird beim Aufladen der Traktionsbatterie Gasent wicklung vermieden. In a further development of the invention, the permissible charging current strength limited to a gas evolution limit if the upper charge state scatter value has reached a full charge value. In this way, Gasent becomes charged when the traction battery is being charged avoided winding.

In Weiterbildung der Erfindung wird eine Empfehlungsinformation für einen Normalisierungsladevorgang angezeigt, wenn die Diffe renz zwischen dem oberen und dem unteren Ladezustandsstreuwert einen vorgebbaren ersten Streudifferenz-Grenzwert überschreitet. Auf diese Weise erhält der Fahrer eines mit dem Hybridantriebs system ausgerüsteten Kraftfahrzeugs eine in einfacher Form vor liegende wichtige Wartungsinformation.In a development of the invention, a recommendation information for a normalization loading process when the diffe difference between the upper and lower charge state scatter value exceeds a predeterminable first scatter difference limit value. In this way, the driver receives one with the hybrid drive system equipped motor vehicle in a simple form important maintenance information.

In Weiterbildung der Erfindung wird ein Normalisierungsladevor gang selbsttätig eingeleitet, wenn die Differenz zwischen dem oberen und dem unteren Ladezustandsstreuwert einen gegenüber dem ersten größeren zweiten Streudifferenz-Grenzwert überschreitet. Auf diese Weise wird ein Hybridantriebssystem mit hohem Bedien komfort geschaffen.In a development of the invention, a normalization charge is provided initiated automatically when the difference between the upper and lower state of charge scatter value compared to the exceeds the first larger second scatter difference limit value. In this way, a hybrid drive system with high operator control comfort created.

In Weiterbildung der Erfindung werden während eines aktiven Nor malisierungsladevorgangs keine Entladevorgänge mehr in bestimm ten ersten Betriebssituationen zugelassen, wenn der obere Lade zustandsstreuwert unter dem vorgebbaren Ladereduktions-Grenzwert liegt, und darüber hinaus auch keine Entladevorgänge mehr in be stimmten weiteren, zweiten Betriebssituationen, wenn der obere Ladezustandsstreuwert über dem Ladereduktions-Grenzwert liegt. Auf diese Weise wird ein schnelles Durchführen des Normalisie rungsladevorgangs ermöglicht.In a development of the invention during an active Nor malification loading process no longer unloading in certain first operating situations permitted when the upper drawer Scattered condition value below the predefinable charge reduction limit lies, and also no more unloading in be agreed further, second operating situations when the upper State of charge scatter value is above the charge reduction limit. In this way, the normalization is carried out quickly charging process.

In Weiterbildung der Erfindung wird ein aktiver Normalisierungs ladevorgang beendet, wenn der untere Ladezustandsstreuwert einen Volladungswert erreicht hat. Dies ein sicheres Maß dafür, daß die Batterie ihre Maximalkapazität erreicht hat.In a development of the invention, an active normalization charging ends when the lower state of charge scatter value Has reached full charge. This is a sure measure that the battery has reached its maximum capacity.

In Weiterbildung der Erfindung wird ein aktiver Normalisierungs ladevorgang beendet, wenn der untere Ladezustandsstreuwert einen vorgebbaren, unter einem Volladungswert liegenden Ladeende- Grenzwert erreicht hat und der Normalisierungsladevorgang minde stens seit einer vorgebbaren Mindestladedauer aktiv ist. Auf diese Weise wird ein zu langes Andauern des Normalisierungslade vorgangs vermieden. In a development of the invention, an active normalization charging ends when the lower state of charge scatter value predeterminable end-of-charge values below a full charge Has reached the limit value and the normalization charging process is at least has been active for at least a predefined minimum charging time. On this will make the normalization charge last too long process avoided.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in den Figu ren veranschaulicht und wird nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:An advantageous embodiment of the invention is in the Figu ren illustrated and is described below. Here demonstrate:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Hybridantriebssystemes und Fig. 1 is a block diagram of a hybrid drive system and

Fig. 2 eine zum Hybridantriebssystem gehörende Anzeigeeinheit. Fig. 2 shows a part of the hybrid drive system display unit.

Das in der Fig. 1 dargestellte Hybridantriebssystem 1 hat einen seriellen Hybridantriebsteil 2, der einen Verbrennungsmotor 3 und einen Generator 4 umfaßt, der elektrisch an einen Elektromo tor 5 gekoppelt ist. Es sei angemerkt, daß sich das erfindungs gemäße Verfahren auch für einen als parallelhybrid ausgelegten Hybridantriebsteil eignet. Der Elektromotor 5 stellt den Antrieb für ein Getriebe 6 dar. Mit einem Batteriecontroller 7 wird der Ladezustand einer Traktionsbatterie 8 überwacht und der Strom fluß in sie und aus ihr über Leitungsverbindungen zum Generator 4 und zum Elektromotor 5 gesteuert. Das Hybridantriebssystem 1 beinhaltet ein Vorkatalysator-Heizungssystem 9 und eine Anzeige einheit 10 zur Signalisierung des momentanen Ladezustands der Traktionsbatterie 8 und weist eine Sensor- und Stelleinheit 11 auf, die Geschwindigkeitssensoren, Lenkwinkelsensoren, eine Zeit erfassungseinheit etc. umfaßt und im Stellteil Schalter beinhal tet, welche es dem Fahrzeugführer gestatten, Änderungen des Be triebsmodus der Ladezustandssteuerung durch den Batteriecontrol ler zu bewirken. Im Hybridantriebssystem 1 ist ein Netzanschluß 12 vorgesehen, über den die Traktionsbatterie 8 bei abgestelltem Fahrzeug mit Energie aus einem öffentlichen Stromnetz aufgeladen werden kann.The hybrid drive system 1 shown in Fig. 1 has a serial hybrid drive part 2, which includes an internal combustion engine 3 and a generator 4, the electric gate to an Elektromo 5 is coupled. It should be noted that the method according to the invention is also suitable for a hybrid drive part designed as a parallel hybrid. The electric motor 5 represents the drive for a transmission 6. With a battery controller 7 , the state of charge of a traction battery 8 is monitored and the current flow into and out of it is controlled via line connections to the generator 4 and to the electric motor 5 . The hybrid drive system 1 includes a pre-catalyst heating system 9 and a display unit 10 for signaling the current state of charge of the traction battery 8 and has a sensor and control unit 11 , which includes speed sensors, steering angle sensors, a time recording unit etc. and includes switches in the control part, which allow the vehicle driver to effect changes in the operating mode of the state-of-charge control by the battery controller. In the hybrid drive system 1 , a network connection 12 is provided, via which the traction battery 8 can be charged with energy from a public power network when the vehicle is parked.

Im Normalbetrieb des Hybridantriebssystems 1 steuert der Batte riecontroller 7 den Leistungsfluß in und aus der Traktionsbatte rie 8 in herkömmlicher Weise derart, daß deren Ladezustand zwi schen beispielsweise 30% und 80% ihrer Nennkapazität gehalten wird. Bei energetisch günstiger Antriebsleistung des Verbren nungsmotors 3 bzw. bei Bremsvorgängen bewirkt der Batteriecon troller 7, daß die Traktionsbatterie 8 mit elektrischer Energie aus dem Generator 4 aufgeladen wird. Umgekehrt stellt die Trak tionsbatterie 8 gesteuert durch den Batteriecontroller 7 bei Be darf elektrische Leistung für den Elektromotor 5 und für ein An lassen des Verbrennungsmotors 3 mittels des im Anlassermodus be triebenen Generators 4 bereit. Dazu ist es zweckmäßig, mit dem Batteriecontroller 7 den Ladezustand der Traktionsbatterie 8 be zogen auf ihre Nennkapazität zu berechnen. Dies geschieht in ei ner herkömmlichen Weise, z. B. über eine zeitliche Integration des Gesamtstromes in sie und aus ihr gemäß dem in der DE 43 37 020 C1 offenbarten Verfahren, wobei für die Ladezustandsberech nung die Batteriespannung, die Batteriebetriebstemperatur, Tem peraturschwankungen, das Betriebsalter und auch das kalendari sche Alter der Batterie berücksichtigt werden. Gleichzeitig wird laufend ein Streuabstand nach einem hierfür geeigneten Verfahren berechnet, wie es z. B. in der DE 43 37 020 C1 für die Berechnung einer dortigen Fehlergröße beschrieben ist. Der Streuabstand ist ein Maß dafür, wie stark der wahre Ladezustand möglicherweise vom berechneten Ladezustand abweicht, und wächst mit der Zeit an, bis er jeweils bei Durchführen bei einer Normalisierungsla dung wieder auf null zurückgesetzt wird. Dabei kann der Streuab stand insbesondere in Abhängigkeit von Batteriebetriebsparame tern, wie den bisher aufgetretenen Batterieströmen und -spannun gen, den Betriebstemperaturen und Temperaturdifferenzen zwischen verschiedenen Batterietrogbereichen, und/oder in Abhängigkeit vom kalendarischen und vom Betriebsalter der Batterie bestimmt werden. Durch Addition bzw. Subtraktion zum bzw. vom berechneten Ladezustand bildet der Batteriecontroller 7 einen unteren und einen oberen Ladezustandsstreuwert, die ein Schätz- oder Streu intervall für den tatsächlichen Ladezustand der Traktionsbatte rie 8 begrenzen. In diesem Beispiel sind folglich der untere und der obere Streuabstand, d. h. der Abstand des unteren und des oberen Streuwertes vom momentanen Ladezustandswert, gleich groß gewählt. Alternativ können sie unterschiedlich groß gewählt sein, indem der untere und der obere Streuabstand separat be rechnet werden. In normal operation of the hybrid drive system 1 , the battery controller 7 controls the power flow into and out of the traction battery 8 in a conventional manner such that its state of charge is kept between, for example, 30% and 80% of its nominal capacity. At energetically favorable drive power of the combus- tion engine 3 or during braking, the Batteriecon troller 7 causes the traction battery 8 to be charged with electrical energy from the generator 4 . Conversely, the traction battery 8 is controlled by the battery controller 7 when loading electrical power for the electric motor 5 and for an on the internal combustion engine 3 by means of the generator 4 operated in starter mode. For this purpose, it is advisable to use the battery controller 7 to calculate the state of charge of the traction battery 8 based on its nominal capacity. This is done in a conventional manner, e.g. B. over a time integration of the total current in it and from it according to the method disclosed in DE 43 37 020 C1, taking into account the battery voltage, the battery operating temperature, temperature fluctuations, the operating age and also the calendar cal age of the battery for the state of charge calculation become. At the same time, a scattering distance is continuously calculated using a method suitable for this purpose, such as, B. is described in DE 43 37 020 C1 for the calculation of an error quantity there. The scattering distance is a measure of how much the true state of charge may differ from the calculated state of charge and increases over time until it is reset to zero each time it is carried out on a normalization charge. The scatter can stand in particular depending on battery operating parameters, such as the battery currents and voltages that have occurred to date, the operating temperatures and temperature differences between different battery trough areas, and / or depending on the calendar and the operating age of the battery. By adding or subtracting to or from the calculated state of charge, the battery controller 7 forms a lower and an upper state of charge scatter value, which limit an estimation or scatter interval for the actual state of charge of the traction battery 8 . In this example, the lower and the upper scattering distance, ie the distance between the lower and the upper scattering value from the current state of charge value, are chosen to be the same size. Alternatively, they can be selected to be of different sizes by calculating the lower and the upper scattering distance separately.

Die in der Fig. 2 näher dargestellte Ladezustands-Anzeigeeinheit 10 weist ein Anzeigefeld 20 mit Zahlenskala 21 auf, welche durch einen unteren Skalenendwert 22 von 0% Ladung und einen oberen Skalenendwert 23 von 100% Ladung begrenzt ist. Im Anzeigefeld 20 leuchtet ein variables Zeigerfeld 24, dessen Mitte dem rechne risch ermittelten momentanen Ladezustandswert der Traktionsbat terie 8 entspricht und das nach unten durch den unteren Ladezu standsstreuwert 25 und nach oben durch den oberen Ladezustands streuwert 26 begrenzt ist. Das durch den unteren und oberen Ladezustandsstreuwert 25, 26 begrenzte variable Zeigerfeld 24 zeigt dem Fahrer des Hybridfahrzeuges somit das Streuintervall für den momentanen Ladezustand der Traktionsbatterie 8 an. Op tional wird der berechnete momentane Ladezustandswert auch indi viduell angezeigt, z. B. wie gestrichelt gezeigt durch einen Zei ger 27.The state of charge display unit 10 shown in more detail in FIG. 2 has a display field 20 with a number scale 21 , which is limited by a lower full scale value 22 of 0% charge and an upper full scale value 23 of 100% charge. In the display field 20 , a variable pointer field 24 lights up, the center of which corresponds to the mathematically determined instantaneous state of charge value of the traction battery 8 and which is limited at the bottom by the lower state of charge scatter value 25 and at the top by the upper state of charge scatter value 26 . The variable pointer field 24 delimited by the lower and upper state of charge scatter value 25 , 26 thus shows the driver of the hybrid vehicle the scatter interval for the current state of charge of the traction battery 8 . Optionally, the calculated current state of charge value is also displayed individually, e.g. B. as shown in broken lines by a pointer 27 .

Das ermittelte Streuintervall dient außerdem dazu, daß vom Sy stem 1 selbsttätig geeignete Batteriebetriebssteuerungsmaßnahmen durchgeführt werden. Wenn z. B. der untere Ladezustandsstreuwert 25 einen vorgegebenen Leistungsreduktionsgrenzwert von bei spielsweise 15% unterschreitet, reduziert der Batteriecontroller 7 die maximal zulässige Leistungsentnahme aus der Traktionsbat terie 8 und bewirkt, daß dieser kritische Ladezustand durch eine aufleuchtende Kontrollampe angezeigt wird. Damit wird dem Fahrer unter anderem signalisiert, daß eventuell keine volle Beschleu nigungsunterstützung mit Energie aus der Traktionsbatterie mehr möglich ist. Umgekehrt reduziert der Batteriecontroller 7 die maximal zulässige Ladeleistung für die Traktionsbatterie 8, wenn der obere Ladezustandsstreuwert 26 einen vorgegebenen Ladereduk tionsgrenzwert von beispielsweise 90% überschreitet, und löst wiederum das Leuchten einer Kontrollampe aus. Erreicht der obere Ladezustandsstreuwert 26 den Volladungsgrenzwert, d. h. den obe ren Skalenendwert von 100%, dann begrenzt der Batteriecontroller 7 den maximalen Aufladestrom für die Traktionsbatterie 8 auf ei nen Gasentwicklungs-Grenzwert und löst das Aufleuchten einer weiteren Kontrolleuchte aus, die dem Fahrer u. a. signalisiert, daß keine Rekuperationsbremsungen mehr möglich sind. So wird in den bereits voll aufgeladenen Batteriezellen Gasentwicklung ver mieden und gleichzeitig bewirkt, daß der Ladezustand der schwä cher geladenen Batteriezellen sich an denjenigen der schon voll geladenen Batteriezellen angleicht.The determined scatter interval also serves to ensure that suitable battery operating control measures are carried out automatically by the system 1 . If e.g. B. the lower state of charge scatter value 25 falls below a predetermined power reduction limit of 15%, for example, the battery controller 7 reduces the maximum allowable power draw from the Traktionsbat series 8 and causes this critical state of charge to be indicated by an illuminated pilot lamp. Among other things, this signals to the driver that full acceleration support with energy from the traction battery may no longer be possible. Conversely, the battery controller 7 reduces the maximum permissible charging power for the traction battery 8 when the upper state of charge scatter value 26 exceeds a predetermined charging reduction limit value of, for example, 90%, and in turn triggers the lighting of a control lamp. If the upper state of charge scatter value 26 reaches the full charge limit value, ie the upper full scale value of 100%, then the battery controller 7 limits the maximum charge current for the traction battery 8 to a gas development limit value and triggers the lighting up of a further indicator light which signals to the driver, among other things, that no regenerative braking is possible. So gas development is avoided in the already fully charged battery cells and at the same time causes the state of charge of the weakly charged battery cells to adapt to that of the already fully charged battery cells.

Überschreitet die Differenz zwischen oberem Ladezustandsstreu wert 26 und unterem Ladezustandsstreuwert 25 einen vorgegebenen ersten Streudifferenz-Grenzwert von beispielsweise 10%, so wird dem Fahrer des Hybridfahrzeuges über eine Displayanzeige mitge teilt, daß der ermittelte Ladezustand der Traktionsbatterie 8 nunmehr zu ungenau ist, und er wird aufgefordert, einen Schalter der Sensor- und Stelleinheit 11 zu betätigen, um einen Normali sierungsladevorgang auszulösen, in dem der Batteriecontroller 7 in einen Normalisierungslademodus versetzt wird und so ein schnelles und volles Aufladen der Traktionsbatterie 8 auf ihre maximale Kapazität ermöglicht. Der Fahrer des Hybridfahrzeugs kann daraufhin einen Normalisierungsladevorgang z. B. dann auslö sen, wenn er weiß, daß eine längere Fahrstrecke mit relativ kon tinuierlicher Antriebslast vor ihm liegt, z. B. eine Autobahn fahrt, die keine laufenden Energieentnahmen aus der Traktions batterie erfordert. Findet eine solche Schalterbetätigung durch den Fahrer nicht statt, löst für den Fall, daß die Differenz zwischen oberem Ladezustandsstreuwert 26 und unterem Ladezu standsstreuwert 25 einen gegenüber dem ersten größeren zweiten Streudifferenz-Grenzwert von beispielsweise 20% der Nennkapazi tät überschreitet, der Batteriecontroller 7 automatisch einen Normalisierungsladevorgang aus. Das Durchführen eines Normali sierungsladevorgangs wird dem Fahrer mit einer Kontrollampe an gezeigt.If the difference between the upper state of charge scatter value 26 and the lower state of charge scatter value 25 exceeds a predetermined first scatter difference limit value of, for example, 10%, the driver of the hybrid vehicle is informed via a display that the determined state of charge of the traction battery 8 is now too imprecise, and he will prompted to operate a switch of the sensor and actuating unit 11 in order to trigger a normalization charging process in which the battery controller 7 is put into a normalization charging mode and thus enables the traction battery 8 to be quickly and fully charged to its maximum capacity. The driver of the hybrid vehicle can then perform a normalization charging process e.g. B. then trigger when he knows that a longer distance with relatively con tinuous drive load lies in front of him, z. B. drives a highway that does not require ongoing energy withdrawals from the traction battery. If the driver does not operate such a switch, the battery controller 7 automatically triggers the case that the difference between the upper state of charge scatter value 26 and the lower state of charge scatter value 25 exceeds a value that is 20% of the nominal capacity compared to the first larger second scatter difference limit value Normalization loading off. Carrying out a normalization charging process is shown to the driver with a control lamp.

Für den Normalisierungsladevorgang steuert der Batteriecontrol ler 7 den Batteriestrom so, daß eine Leistungsentnahme aus der Traktionsbatterie 8 nur zum Start für den Verbrennungsmotor 2 über den als Anlasser betriebenen Generator 4 und zum Betrieb des Vorkatalysator-Heizungssystems 9 stattfindet. Notfalls wird auch das Vorkatalysator-Heizungssystem 9 abgeschaltet, wenn das Fahrzeug stehen zu bleiben droht. Der Verbrennungsmotor über nimmt dann - bis auf Ausnahmefälle - die gesamte Antriebslei stung im dynamischen Betrieb und nicht mehr nur einen gemittel ten, phlegmatisierten Anteil, d. h. eine Beschleunigungsunter stützung mit Energie aus der Traktionsbatterie 8 findet prinzi piell nicht statt und Generator 4 und Elektromotor 5 fungieren lediglich noch als elektrisches Getriebe. Um das Fahrzeug in be stimmten Fahrsituationen ausnahmsweise auch im Normalisierungs lademodus stark beschleunigen bzw. Beschleunigungslöcher über brücken zu können, sind dem Batteriecontroller 7 mittels der Sensor- und Stelleinheit 11 signalisierte Sonderbetriebssitua tionen vorgesehen, wie beispielsweise ein Kick-down des Gaspe dals, in denen kurzfristig eine gesteigerte Beschleunigungslei stung des Hybridantriebssystems 1 mit zusätzlicher Energie aus der Traktionsbatterie 8 neben der Verbrennungsmotor-Antriebs energie bereitgestellt wird.For the normalization charging process, the battery controller 7 controls the battery current in such a way that power is withdrawn from the traction battery 8 only at the start for the internal combustion engine 2 via the generator 4 operated as a starter and for operation of the pre-catalyst heating system 9 . If necessary, the pre-catalyst heating system 9 is also switched off when the vehicle threatens to stop. The internal combustion engine then takes over - except in exceptional cases - the entire drive power in dynamic operation and no longer just an average, desensitized portion, ie acceleration support with energy from the traction battery 8 does not take place in principle and generator 4 and electric motor 5 function only as an electric transmission. To exceptionally accelerate the vehicle in certain driving situations even in normalization charging mode or to be able to bridge acceleration holes, the battery controller 7 by means of the sensor and control unit 11 signaled special operating situations are provided, such as a kick-down of the gas pedal, in which In the short term, an increased acceleration of the hybrid drive system 1 with additional energy from the traction battery 8 in addition to the internal combustion engine drive energy is provided.

Wenn der obere Ladezustandsstreuwert 26 einen als Laderedukti onsgrenzwert fungierenden schwellwert von beispielsweise 90% überschreitet, verringert der Batteriecontroller 7 die maximal zulässige Aufladeleistung. Wenn der obere Ladezustandsstreuwert 26 einen Volladungswert, beispielsweise 100% der Nennkapazität der Traktionsbatterie 8, erreicht hat, reduziert der Batteriecon troller die zulässige Aufladestromstärke weiter auf einen Gas entwicklungs-Grenzwert, um eine übermäßige Gasentwicklung in der Batterie 8 zu vermeiden. Wie oben erwähnt, hat dieser Batte rieladezustand zur Folge, daß keine Rekuperationsbremsung mehr möglich ist. Der Batteriecontroller 7 beendet den Normalisie rungsladevorgang, wenn auch der untere Ladezustandstreuwert 25 den Volladungswert von z. B. 100% der Nennkapazität der Trakti onsbatterie 8 erreicht hat. In diesem Fall schaltet der Batte riecontroller 7 wieder in seinen Normalbetriebsmodus und be wirkt, daß der Batterie zum Antrieb des Hybridfahrzeugs so lange bevorzugt Energie entnommen wird, bis ihr ermittelter Ladezu stand wieder auf beispielsweise 70% ihrer Nennkapazität abgesun ken ist. If the upper state of charge scatter value 26 exceeds a threshold value, for example 90%, which acts as a charge reduction limit value, the battery controller 7 reduces the maximum permissible charging power. When the upper state of charge scatter value 26 has reached a full charge value, for example 100% of the nominal capacity of the traction battery 8 , the battery controller further reduces the permissible charging current to a gas development limit value in order to avoid excessive gas development in the battery 8 . As mentioned above, this battery charge state means that recuperation braking is no longer possible. The battery controller 7 ends the normalization charging process, even if the lower state-of-charge value 25 has the full charge value of, for. B. has reached 100% of the nominal capacity of the traction battery 8 . In this case, the battery controller 7 switches back to its normal operating mode and acts such that the battery for driving the hybrid vehicle is preferably taken energy until its determined charging state has dropped to, for example, 70% of its nominal capacity.

Wird der Fahrbetrieb des Fahrzeugs vor Abschluß des Normalisie rungsladevorgangs eingestellt, so bewirkt der Batteriecontroller 7 bei Wiederaufnahme des Fahrbetriebs umgehend, daß der Normali sierungsladevorgang fortgesetzt wird.If the driving operation of the vehicle is stopped before the completion of the normalization charging process, the battery controller 7, when driving operation is resumed, immediately causes the normalization charging process to continue.

Eine Modifikation des Verfahrens zur Ladezustandssteuerung einer Traktionsbatterie besteht darin, im Normalisierungsladebetriebs modus eine Leistungsentnahme aus der Traktionsbatterie völlig zu unterbinden bzw. noch strengeren Kriterien als oben beschrieben zu unterziehen, wenn der Aufladestrom bereits auf einen Gasent wicklungs-Grenzwert reduziert ist, um einen schnellen Abschluß des Normalisierungsladevorganges zu gewährleisten. Ferner kann vorgesehen werden, den Normalisierungsladevorgang bereits zu be enden, wenn der untere Ladeszustandsstreuwert 25 einen Ladeende- Grenzwert von 95% der Nennkapazität der Traktionsbatterie 8 überschritten hat oder wenn der Normalisierungsladevorgang schon für eine bestimmte Zeit durchgeführt wurde. Ferner kann vorgese hen werden, den Normalisierungsvorgang abzubrechen, wenn die Be dingungen für einen solchen ungünstig sind. Dies ist beispiels weise der Fall, wenn die Anforderungen an die Antriebsleistung des Hybridantriebssystemes 1 hohen Schwankungen unterworfen sind. Dann ist es vorteilhaft, mittels des Batteriecontrollers 7 unvollständige Normalisierungsladevorgänge abzuzählen und gege benenfalls einen vorzeitigen Abbruch des Normalisierungsladevor ganges nicht mehr zuzulassen, wenn zuvor schon eine vorgebbare Anzahl von z. B. fünf Normalisierungsladevorgängen unvollständig abgebrochen wurden.A modification of the method for controlling the state of charge of a traction battery is to completely prevent a removal of power from the traction battery in the normalization charging mode or to subject it to stricter criteria than described above if the charging current has already been reduced to a gas development limit value in order to complete the process quickly to ensure the normalization loading process. Provision can further be made to end the normalization charging process when the lower state-of-charge scatter value 25 has exceeded an end-of-charge limit value of 95% of the nominal capacity of the traction battery 8 or when the normalization charging process has already been carried out for a certain time. Furthermore, it can be provided that the normalization process is terminated if the conditions for such are unfavorable. This is the case, for example, when the requirements for the drive power of the hybrid drive system 1 are subject to high fluctuations. Then it is advantageous to count incomplete normalization charging processes by means of the battery controller 7 and, if appropriate, not to allow premature termination of the normalization charging process if a predetermined number of z. B. five normalization loading processes were incompletely canceled.

Claims

1. Method for controlling the state of charge of a traction battery ( 8 ) of a hybrid drive system ( 1 ), in which

- A current state of charge value is determined from current measurements of battery state-relevant battery operating parameters, characterized in that
- A lower scattering state scatter value ( 25 ) lying by a lower scattering distance below the determined current state of charge value and an upper scattering state scattering value ( 26 ) lying by an upper scattering distance above the determined instantaneous state of charge value are determined, the lower and the upper scattering distance being determined depending on the battery operation and the two state-of-charge scatter values ( 25 , 26 ) are displayed continuously and / or, depending on the two state-of-charge scatter values ( 25 , 26 ), predeterminable state of charge-related battery drive control measures are carried out.

2. The method according to claim 1, characterized in that the permissible power draw from the traction battery ( 8 ) is reduced when the lower state-of-charge value ( 25 ) falls below a predeterminable power reduction limit.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the permissible charging power is reduced when the upper charge deStausstreuwert ( 26 ) exceeds a predetermined charge reduction limit value.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the permissible charging current is limited to a gas development limit when the upper state of charge scatter value ( 26 ) has reached a full charge value.

5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a recommendation information for a normalization charging process is displayed when the difference between the upper and the lower state of charge scatter value ( 25 , 26 ) exceeds a predeterminable first scatter difference limit value.

6. The method according to claim 5, characterized in that a normalization charging process is initiated automatically when the difference between the upper and the lower charging status scatter value ( 25 , 26 ) exceeds a compared to the first larger second scatter difference limit.

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that during an active normalization charging process, no more discharging processes are permitted in certain first operating situations if the upper state-of-charge scatter value ( 26 ) is below the predeterminable charging reduction limit value, and furthermore no discharging processes are permitted in certain further, second operating situations if the upper charge state scatter value ( 26 ) is above the charge reduction limit value.

8. The method according to claim 5, 6 or 7, characterized in that an active normalization charging process is ended when the lower state of charge scatter value ( 25 ) has reached a full charge value.

9. The method according to claim 5, 6 or 7, characterized in that an active normalization charging process is ended when the lower state-of-charge scatter value ( 25 ) has reached a predeterminable end-of-charge limit value below a full charge value and the normalization charging process has been active at least for a predefinable minimum charging duration .