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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen von Daten
zur Überwachung
und Regelung des Lade- und Entladezustands einer Sekundärbatterie,
und insbesondere ein Verfahren zum Erzeugen von Daten, die von einem
Mikrocomputer erzeugt werden, der in einem Sekundärbatteriepack installiert
ist, und die zu einem externen Bauelement übertragen werden.
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Das
Aufkommen von tragbaren elektronischen Geräten wie Notebookcomputern,
Camcordern und Mobiltelefonen hat die Entwicklung von Sekundärbatterien
ermöglicht.
Zum erneuten Aufladen einer Sekundärbatterie sind Daten zur Verwendung beim
genauen Überwachen
und Regeln des Lade- und Entladezustands der Sekundärbatterie
erforderlich. Ebenso ist es notwendig, weil eine Referenzvollladekapazität, die zum
Berechnen der Daten wesentlich ist, sich mit der Zeit stark verändert, regelmäßig die
Referenzvollladekapazität
zu überwachen
und fortzuschreiben (Update), um solche Daten zu erzeugen.
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Aus
diesem Grund wird in Sekundärbatteriepacks
ein Mikrocomputer und eine periphere Schaltung zum Erzeugen von
Daten eingesetzt, die zum Überwachen
und Regeln des Lade- und Entladezustands verwendet werden. In einem
herkömmlichen Algorithmus,
der im Mikrocomputer einprogrammiert ist, der in der Sekundärbatterie
installiert ist, wird die Referenzvollladekapazität der Sekundärbatterie
regelmäßig durch
einen Lernprozess fortgeschrieben, der während eines Lademodus der Sekundärbatterie durchgeführt wird.
Das heißt,
der herkömmliche
Algorithmus berechnet eine reale Vollladekapazität, die zur Laderate der Sekundärbatterie
proportional ist und bezeichnet die berechnete reale Vollladekapazität als Referenzvollladekapazität.
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Da
jedoch die Ladeeigenschaften der Sekundärbatterie sich mit der Zeit
nicht abrupt verändern,
kann der von einem im herkömmlichen
Sekundärbatteriepack
installierten Mikrocomputer durchgeführte Algorithmus nicht als
guter Algorithmus betrachtet werden, der die Betriebseigenschaften
der Sekundärbatterien
reflektiert. Daher ist der Grad an Genauigkeit bei den Daten in
Zusammenhang mit der Referenzvollladekapazität vermindert. Außerdem bestimmt
der herkömmliche
Algorithmus den Ladespannungswert unter Verwendung nur eines momentanen
Ablesespannungswerts, wodurch die Datengenauigkeit weiter vermindert
wird.
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EP 0711016 offenbart ein
Lade-/Entladeregelverfahren für
eine Sekundärbatterie,
bei dem Parameter überwacht
werden, um Überladung
und Überentladung
zu verhindern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Verfahren zum Erzeugen von Daten zur Verwendung beim Überwachen
und Regeln der Lade- und
Entladezustände
einer Sekundärbatterie,
das von einem Mikrocomputer durchgeführt wird, der in einem Sekundärbatteriepack
installiert ist, zur Verfügung
gestellt wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (S1) periodisches
Berechnen und Fortschreiben (Updateen) des mittleren Spannungswerts
der Sekundärbatterie;
(S2) Durchführen
eines Lademodus, eines Entlademodus, eines Selbstentlademodus gemäß Amplitude
und Vorzeichen eines momentanen Stromwerts, der durch die Sekundärbatterie
fließt; (S3)
bei Start des Entlademodus, periodisches Kumulieren einer Entladekapazität und Fortschreiben einer
erforderlichen Vollladekapazität
für die
vorliegende Zeitperiode mit dem Kumulationsergebnis; und (S4) wenn
im Schritt (S3) der mittlere Spannungswert für die vorliegende Zeitperiode
unter die Untergrenze des Vollentladespannungswerts fällt, Fortschreiben
der Referenzvollladekapazität
mit der erforderlichen Vollladekapazität für die vorliegende Zeitperiode.
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Beim
Verfahren zum Erzeugen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung
wird die Referenzvollladekapazität
mit der erforderlichen Vollladekapazität fortgeschrieben, die in einem
Entladungsmodus ermittelt ist. Das heißt, die Entladungseigenschaften
der Sekundärbatterie,
die sich im Gegensatz zu den Ladeeigenschaften mit der Zeit scharf verändern, sind
in der Referenzvollladekapazität
reflektiert, so dass die Lade- und Entladezustände der Sekundärbatterie überwacht
und mit genauen Daten gesteuert werden können. Ebenso wird der Ladezustand
der Sekundärbatterie
unter Verwendung des mittleren Spannungswerts der Sekundärzelle bestimmt
und damit können
genauere Daten erzeugt werden.
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Ein
Beispiel der Erfindung wird nun ausführlich mit Bezug zu den begleitenden
Zeichnungen beschrieben, in denen:
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1 eine
Schnittansicht ist, die ein Blockdiagramm darstellt, das die innere
Struktur eines Sekundärbatteriepacks
zeigt, bei dem ein Algorithmus gemäß der vorliegenden Erfindung
eingesetzt wird;
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2 ein
Fließbild
ist, das den primären
Algorithmus eines Mikrocomputers darstellt, der im Sekundärbatteriepack
von 1 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
installiert ist;
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3 ein
Fließbild
ist, das ein ausführbares Programm
für einen
Entladungsmodus des primären Algorithmus
von 2 darstellt;
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4 ein
Schaubild ist, das Spannungswerte zeigt, die im Schritt zur Durchführung eines
Kapazitätslernprogramms
von 3 verwendet werden, zur Erläuterung der Entladungseigenschaften
einer Sekundärbatterie;
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5 ein
Fließbild
ist, das den Schritt zur Durchführung
des Kapazitätslernprogramms
von 3 darstellt;
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6 ein
Fließbild
der Vorkompensationsroutine des in 5 gezeigten
Programms ist; und
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7 ein
Fließbild
der Endkompensationsroutine des in 5 gezeigten
Programms ist.
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In 1,
die die innere Struktur eines Sekundärbatteriepacks zeigt, das einen
Algorithmus gemäß der vorliegenden
Erfindung einsetzt, weist der Sekundärbatteriepack 1 eine
Sekundärbatterie 11, Feldeffekttransistoren
(FETs) 12, eine Peripherieschaltung 13, einen
Widerstand 14, ein Schutzelement 15, einen Mikrocomputer 16,
einen elektrisch löschbaren
und programmierbaren Nurlesespeicher (EEPROM) 17 und einen
Thermistor 18 auf. Die FETs 12 werden in Abhängigkeit
von einem Steuersignal von der Peripherieschaltung 13 an
und aus geschaltet und steuern den Lade- und Entladezustand der Sekundärbatterie 11.
Die Peripherieschaltung 13 misst eine momentane Spannung
der Sekundärbatterie 11 und
einen momentanen Strom der Sekundärbatterie 11 durch
Messen des durch den Widerstand 14 fließenden Stroms. Ebenso schaltet
die Peripherieschaltung 13 die FETs 12 gemäß einem
Steuersignal vom Mikrocomputer 16 an und aus. Das Schutzelement 15 dient
der Vermeidung einer Überladung und Überentladung,
was auftreten kann, wenn die FETs 12 nicht normal funktionieren.
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Der
Mikrocomputer 16, der den Algorithmus gemäß der vorliegenden
Erfindung ausführt,
empfängt
die momentane Spannung und den momentanen Strom von der Peripherieschaltung 13 und
eine Umgebungstemperatur vom Thermistor 18 und erzeugt
Daten zur Verwendung beim Überwachen
und Regeln der Lade- und Entladezustände der Sekundärbatterie 11.
Hier werden die Zustandsregeldaten zur Peripherieschaltung 13 übertragen
und die Zustandsüberwachungsdaten
werden zu einem Notebookcomputer durch serielle Kommunikationsleitungen übertragen.
In 1 stellt das Bezugszeichen SMCLK ein Taktsignal
dar und Bezugszeichen SMDT stellt ein Datensignal dar.
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2 zeigt
den primären
Algorithmus des in 1 gezeigten Mikrocomputers 16 gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dem unten beschriebenen Algorithmus wird
angenom men, dass ein Schritt zum kontinuierlichen Berechnen und
Fortschreiben eines mittleren Spannungswerts "avadvol" der Sekundärbatterie 11 (siehe 1) über eine
bestimmte Zeitperiode vorgesehen ist. Da der Ladezustand unter Verwendung des
mittleren Spannungswerts "avadvol" bestimmt wird, können genauere
Daten ermittelt werden.
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Mit
Bezug zu 2 werden in Schritt 201 Zustandsregister
und Zustandsbits im Mikrocomputer 16 initialisiert. Dann
werden entsprechend der Amplitude und dem Vorzeichen eines momentanen
Stromwerts "adcur", der durch die Sekundärzelle 11 fließt, ein
Ladungsmodus, ein Entladungsmodus oder ein Selbstentladungsmodus
durchgeführt
(Schritte 202 bis 210). Dann werden die Schritte 202 und 210 wiederholt.
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Insbesondere
wird der momentane Stromwert "adcur" empfangen (Schritt 202).
Wenn der momentane Stromwert "adcur" größer oder
gleich 0 ist, wird ein Lade-/Entladeinformationsbit "f_ampn" auf 1 gesetzt. Ansonsten
wird das Lade-/Entladeinformationsbit "f_ampn" auf 0 gesetzt (Schritte 203 bis 205). Dann
wird bestimmt, ob der momentane Stromwert "adcur" kleiner oder gleich 10 ist (Schritt 206).
Wenn der momentane Stromwert "adcur" kleiner oder gleich
10 ist, wird der Selbstentladungsmodus ausgeführt (Schritt 207).
Ansonsten wird eine Bestimmung vorgenommen, ob das Lade-/Entladeinformationsbit "f_ampn" gleich 1 ist (Schritt 208).
Wenn das Lade-/Entladeinformationsbit "f_ampn" gleich 1 ist, wird der Lademodus ausgeführt (Schritt 209).
Wenn jedoch das Lade-/Entladeinformationsbit "f_ampn" nicht gleich 1 ist, wird der Entlademodus
ausgeführt (Schritt 210).
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3 stellt
das Ausführungsprogramm
für den
Entlademodus dar, entsprechend dem Schritt 210 von 2 gemäß der vorliegenden
Erfindung. Das Ausführungsprogramm
für den
Entlademodus beinhaltet Berechnen einer Entladungseffizienz "dis_eff" (Schritte 304 und 305),
Berechnen einer Entladekapazität "DCR" (ein Unterschritt
von Schritt 307), Fortschreiben einer erforderlichen Vollladekapazität "s_dcr" (Schritt 307)
und Fortschreiben einer Referenzvollladekapazität "f_c_capac" (Schritt 322).
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In
den Schritten 304 und 305 wird die Entladeeffizienz "dis_eff" bei der vorliegenden
Temperatur "adtemp" der Sekundärbatterie 11 berechnet.
In Schritt 307 wird die Entladekapazität "DCR" als
Produkt des momentanen Stromwerts "adcur", einer Zeitperiode "Δt" von einem Entladepunkt
zum vorliegenden Zeitpunkt und der Entladeeffizienz "dis_eff" berechnet. Dann
wird in Schritt 307 die Entladekapazität "DCR" zur
erforderlichen Vollladekapazität "s_dcr" addiert, die in
der vorhergehenden Zeitperiode bestimmt ist. Die erforderliche Vollladekapazität "s_dcr" für die vorliegende
Zeitperiode wird mit dem Summenergebnis fortgeschrieben. In Schritt 322 zum
Fortschreiben der Referenzvollladekapazität "f_c_capac" wird, wenn die mittlere Spannung "avadvol" der Sekundärbatterie 11 für die vorliegende
Zeitperiode geringer ist als eine Untergrenze des Vollentladespannungswerts "s_edv0", die Referenzvollladekapazität "f_c_capac" für die vorliegende
Zeitperiode so fortgeschrieben, dass sie gleich der erforderlichen Vollladekapazität "s_dcr" für die vorliegende
Zeitperiode ist, wobei ein Kapazitätslernprogramm verwendet wird.
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Beim
Verfahren zum Erzeugen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung
wird die Referenzvollladekapazität "f_c_capac" so fortgeschrieben,
dass sie gleich der erforderlichen Vollladekapazität "s_dcr" ist, die im Entlademodus
berechnet wird. Das heißt,
die Entladeeigenschaften, die sich mit der Zeit schnell verändern, werden
beim Festlegen der Referenzvollladekapazität "f_c_capac" berücksichtigt,
so dass die Lade- und
Entladezustände
der Sekundärbatterie 11 genau überwacht
und mit den Daten geregelt werden können.
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Nachfolgend
wird das Ausführungsprogramm
für den
Entlademodus (Schritt 210) von 3 ausführlicher
beschrieben. Insbesondere setzt Schritt 301 das Entladungsinformationsbit "f_dischg" auf 1, um den Entlademodus
anzuzeigen. Dann wird ein mittlerer Stromwert "avr_cur", der durch die Sekundärbatterie 11 fließt, für eine gegebene
Zeitperiode berechnet (Schritt 302). Dann wird der vorliegende
Stromwert "adcur" durch eine gewünschte Nennladekapazität "design_capac" geteilt, was zu
einer Entladerate "d_crate" führt (Schritt 303).
Die vorliegende Temperatur "adtemp" wird abgelesen (Schritt 304)
und die Entladeeffizienz "dis_eff" bei der abgelesenen
vorliegenden Temperatur "adtemp" berechnet (Schritt 305).
Wenn der mittlere Spannungswert "avadvol" kleiner oder gleich
der Untergrenze des Vollentladespannungswerts "s_edv0" ist (Schritt 306), geht der
Prozess weiter zu Schritt 310.
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Ansonsten
wird in Schritt 307 die berechnete Entladekapazität DCT zur
erforderlichen Vollladekapazität "s_dcr" hinzuaddiert, die
in der vorhergehenden Periode bestimmt ist, und die erforderliche
Vollladekapazität "s_dcr" für die vorliegende
Zeitperiode wird mit dem Summenergebnis fortgeschrieben.
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In
Schritt 308 wird die Entladekapazität "DCR" von
der realen Ladekapazität "RRC" für die vorhergehende
Zeitperiode subtrahiert, und die reale Ladekapazität "RRC" für die vorliegende
Zeitperiode mit dem Subtraktionsergebnis fortgeschrieben. In Schritt 309 wird
die reale Ladekapazität "RRC" für die vorliegende
Zeitperiode zu einer gewünschten
Nichtnutzungskapazität "s_bla_c" hinzuaddiert und
eine geschätzte
Ladekapazität "rc_capaa" für die vorliegende
Zeitperiode mit dem Summenergebnis fortgeschrieben.
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In
Schritt 310 wird die geschätzte Ladekapazität "rc_capaa" durch die Vollladekapazität "f_c_capac" geteilt und dann
eine relative Laderate "re_st_ch" mit dem Ergebnis
fortgeschrieben. Dann wird die geschätzte Ladekapazität "rc_capaa" durch die gewünschte Ladekapazität "design_capac" geteilt, und eine
absolute Laderate "ad_st_ch" wird mit dem Ergebnis
fortgeschrieben (Schritt 311). Die geschätzte Ladekapazität "rc_capaa" wird durch den abgelesenen
momentanen Stromwert "adcur" geteilt und die
erforderliche Zeit zur vollen Entladung (nachfolgend einfach als
erforderliche Vollentladezeit bezeichnet) "r_t_empc" wird mit dem Ergebnis fortgeschrieben
(Schritt 312). Ebenso wird die geschätzte Ladekapazität "rc_capaa" durch den mittleren
Stromwert "avr_cur" geteilt und eine
Gesamtladezeit "avr_t_ea" wird mit dem Ergebnis
fortgeschrieben (Schritt 313).
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Wenn
die geschätzte
Ladekapazität "rc_capaa" kleiner oder gleich
einer Alarmladekapazität "r_c_ac" ist, wird ein Benutzer
darauf aufmerksam gemacht, dass die Ladekapazität sehr gering ist (Schritte 314 und 315).
Ebenso wird, wenn eine geschätzte
Vollentladezeit kleiner oder gleich einer Untergrenze der Vollentladezeit "r_t_a" ist, der Benutzer darauf
aufmerksam gemacht, dass sie nahezu abgelaufen ist (Schritte 317 bis 319).
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Dann
wird bestimmt, ob das Kapazitätslernprogramm
unter Verwendung eines maximalen Vollladebits "f_fullchg0" durchgeführt werden soll (Schritt 320).
Hier wird das maximale Vollladebit "f_fullchg0" auf 1 gesetzt, wenn das Spannungsniveau
einmal eine maximale Vollladespannung erreicht hat, und das maximale
Vollladebit "f_fullchg0" wird nach Schritt 322 zum
Ablauf des Kapazitätslernprogramms
mit 0 fortgeschrieben. Wenn daher ein logischer Wert des maximalen
Vollladebits "f_fullchg0" 0 beträgt, was
angibt, dass das Kapazitätslernprogramm
durchgeführt
wurde, besteht keine Notwendigkeit, das Kapazitätslernprogramm laufen zu lassen,
so lange das System reinitialisiert wird, zum Beispiel die Energiezufuhr
abgeschaltet wird.
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Wenn
das maximale Vollladebit "f_fullchg0" gleich 1 ist, wird
bestimmt, ob der mittlere Spannungswert "avadvol" größer oder
gleich einem zweiten Vollentladespannungswert "s_edv2" ist (Schritt 321). Der zweite
Vollentladespannungswert "s_edv2" ist so gesetzt,
dass bestimmt wird, ob das Kapazitätslernprogramm durchgeführt werden
soll (Schritt 322). Mit Bezug zu 4 werden
in Schritt 322 zum Ablauf des Kapazitätslernprogramms drei Vollentladespannungswerte
verwendet, darunter der untere Grenzwert des Vollentladespannungswerts "s_edv0", der erste Vollentladespannungswert "s_edv1", der höher ist
als der untere Grenzwert des Vollentladespannungswerts "s_edv0", und der zweite
Vollentladespannungswert "s_edv2", der höher ist
als der erste Vollentladespannungswert "s_edv1". Der Grund für die Verwendung von drei Vollentladespannungswerten
ist die Überwachung
des mittleren Spannungswerts der Sekundärbatterie 11 (siehe 1)
unter Verwendung des zweiten und ersten Vollentladespannungswerts "s_edv2" und "s_edv1", wodurch die Wahrscheinlichkeit
minimiert wird, dass die momentane Spannung der Sekundärbatterie 11 im
Schritt 322 beim Ablauf des Kapazitätslernprogramms unter die Schwellenspannung
des Systems abfällt.
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5 stellt
das Kapazitätslernprogramm (Schritt 322)
von 3 dar. Mit Bezug zu 5 wird die
erste Kapazitätslernstufe
von Schritt 501 bis Schritt 508 durchgeführt, wenn
der mittlere Spannungswert "avadvol" der Sekundärbatterie 11 (siehe 1)
unter dem zweiten Vollentladespannungswert "s_edv2" liegt und größer oder gleich dem ersten Vollentladespannungswert "s_edv1" ist. Eine zweite Kapazitätslernstufe
von Schritt 511 bis Schritt 521 wird durchgeführt, wenn
der mittlere Spannungswert "avadvol" der Sekundärbatterie
unter dem ersten Vollentladespannungswert "s_edv1" liegt und größer oder gleich dem unteren
Grenzwert des Vollentladespannungswerts "s_edv0" ist. Ebenso wird eine letzte Kapazitätslernstufe
von Schritt 531 bis Schritt 540 durchgeführt, wenn
der mittlere Spannungswert "avadvol" der Sekun därbatterie 11 unter
dem unteren Grenzwert des Vollentladespannungswerts "s_edv0" liegt.
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Insbesondere
wird in der ersten Kapazitätslernstufe
der mittlere Spannungswert "avadvol" mit dem ersten Vollentladespannungswert "s_edv1" verglichen (Schritt 501).
Wenn der mittlere Spannungswert "avadvol" unter dem ersten
Vollentladespannungswert "s_edv1" liegt, geht der
Prozess weiter zu Schritt 511. Wenn der mittlere Spannungswert "avadvol" größer oder
gleich dem ersten Vollentladespannungswert "s_edv1" ist, wird der logische Zustand eines
zweiten Vollladebits "f_fullchg2" geprüft (Schritt 502).
Wenn der logische Wert des zweiten Vollladebits "f_fullchg2" 1 beträgt, wird Schritt 503 durchgeführt. Ansonsten
kehrt der Prozess zurück
zu Schritt 202.
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In
dem Fall, wo der mittlere Spannungswert "avadvol" die maximale Vollladespannung erreicht hat,
wird das zweite Vollladebit "f_fullchg2" auf "1" gesetzt. Wenn die erste Kapazitätslernstufe
(von Schritt 501 bis 508) durchgeführt wurde,
nachdem das System initialisiert ist, wird das zweite Vollladebit "f_fullchg2" auf "0" fortgeschrieben. Wenn daher der logische
Wert des zweiten Vollladebits "f_fullchg2" 0 beträgt, besteht
keine Notwendigkeit, die erste Kapazitätslernstufe durchzuführen, so
lange das System reinitialisiert wird, zum Beispiel wenn die Energiezufuhr
abgeschaltet wird.
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In
Schritt 503 wird der logische Zustand des zweiten Vollentladebits "f_edv2" geprüft. Wenn
der logische Zustand des zweiten Vollentladebits "f_edv2" gleich "1" ist, wird Schritt 504 durchgeführt. Ansonsten
kehrt der Prozess zu Schritt 202 zurück. Das zweite Vollentladebit "f_edv2" wird mit "0" fortgeschrieben, wenn die erste Kapazitätslernstufe
durchgeführt
wurde, nachdem das System initialisiert ist (Schritt 504).
Ein ungefährer
Lebensdauerwert "ccount" wird mit 0,2 inkrementiert
(Schritt 505). Mit anderen Worten, da der mittlere Spannungswert "avadvol" der Sekundärbatterie 11 (siehe 1)
in den Bereich zwischen dem zweiten Vollentladespannungswert "s_edv2" und dem ersten Vollentladespannungswert "s_edv1" eintritt, wird die
verbleibende Lebensdauer fortgeschrieben, wobei das Niveau der verminderten
Kapazität
berücksichtigt
wird, die dem mittleren Spannungswert "avadvol" entspricht.
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Danach
wird das erste Vollentladebit "f_edv1" mit 1 fortgeschrieben
(Schritt 506) und eine Vorkompensationsroutine (Schritt 507)
durchgeführt. Die
Vorkompensationsroutine (Schritt 507) ist gleich wie die
andere Vorkompensationsroutine (Schritt 520) der zweiten
Kapazitätslernstufen
(Schritte 511 bis 521), unterscheidet sich aber
von einer Endkompensationsroutine (Schritt 539) der ersten
Kapazitätslernstufen
(Schritte 530 bis 540). Nach Abschluss der Vorkompensationsroutine
(Schritt 507) wird der logische Wert eines zweiten Kompensationsbits "f_count2" mit "1" fortgeschrieben und der logische Wert
des zweiten Vollladebits "f_fullchg1" wird mit "0" fortgeschrieben (Schritt 508),
und dann kehrt der Prozess zu Schritt 202 von 2 zurück.
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In
der zweiten Kapazitätslernstufe
wird zunächst
der mittlere Spannungswert "avadvol" mit der Untergrenze
des Vollentladespannungswerts "s_edv0" verglichen (Schritt 511).
Wenn der mittlere Spannungswert "avadvol" unter dem unteren
Grenzwert des Vollentladespannungswerts "s_edv0" liegt, geht der Prozess weiter zu Schritt 531.
Wenn der mittlere Spannungswert "avadvol" größer oder
gleich dem unteren Grenzwert des Vollentladespannungswerts "s_edv0" ist, wird der logische
Zustand des ersten Vollladebits "f_fullchg1" geprüft (Schritt 512). Wenn
der logische Wert des ersten Vollladebits "f_fullchg1" 1 beträgt, wird Schritt 514 durchgeführt. Ansonsten
geht der Prozess weiter zu Schritt 202. In dem Fall, wo
der mittlere Spannungswert "avadvol" die maximale Vollladespannung
erreicht hat, wird das erste Vollladebit "f_fullchg1" auf "1" gesetzt.
Wenn die zweite Kapazitätslernstufe
(von den Schritten 511 bis 521) durchgeführt wurde,
nachdem das System initialisiert ist, wird das erste Vollladebit "f_fullchg1" mit "0" fortgeschrieben. Wenn daher der logische Wert
des ersten Vollladebits "f_fullchg1" 0 beträgt, besteht
keine Notwendigkeit, die zweite Kapazitätslernstufe durchzuführen, so
lange das System reinitialisiert wird, zum Beispiel die Energiezufuhr
abgeschaltet wird.
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In
Schritt 513 wird der logische Zustand des ersten Vollentladebits "f_edv1" geprüft. Wenn
der logische Wert des ersten Vollentladebits "f_edv1" gleich 1 ist, wird Schritt 514 durchgeführt. Ansonsten geht
der Prozess weiter zu Schritt 202. Das erste Vollentladebit "f_edv1" wird mit "0" fortgeschrieben, wenn die zweite Kapazitätslernstufe
durchgeführt wurde,
nachdem das System initialisiert ist (Schritt 514). Dann
wird der logische Wert des zweiten Kompensationsbits "f_count2" geprüft (Schritt 515).
Wenn der logische Wert des zweiten Kompensationsbits "f_count2" gleich "1" ist, wird der ungefähre Lebensdauerwert "ccount" mit 0,3 inkrementiert
(Schritt 516). Wenn jedoch der logische Wert des zweiten Kompensationsbits "f_count2" ungleich "1" ist, wird der ungefähre Lebensdauerwert "ccount" mit 0,5 inkrementiert
(Schritt 517).
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Danach
wird der logische Wert des zweiten Kompensationsbits "f_count2" mit "0" reinitialisiert (Schritt 518)
und das letzte Vollentladebit "f_edv0" mit "1" fortgeschrieben (Schritt 519).
Dann wird die Vorkompensationsroutine (Schritt 520) durchgeführt. Nach
Abschluss der Vorkompensationsroutine (Schritt 520), wird
der logische Wert eines ersten Kompensationsbits "f_count1" mit "1" fortgeschrieben und der logische Wert
des ersten Vollladebits "f_fullchg1" mit "0" fortgeschrieben (Schritt 521),
und dann kehrt der Prozess zu Schritt 202 von 2 zurück.
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In
der letzten Kapazitätslernstufe
wird zunächst
der mittlere Spannungswert "avadvol" mit der Untergrenze
des Vollentladespannungswerts "s_edv0" verglichen (Schritt 531).
Wenn der mittlere Spannungswert "avadvol" unter dem unteren
Grenzwert des Vollentladespan nungswerts "s_edv0" liegt, wird der logische Zustand eines
maximalen Vollladebits "f_fullchg0" mit "0" fortgeschrieben (Schritt 532). Dann
wird der logische Zustand des letzten Vollentladebits "f_edv0" geprüft (Schritt 533).
Wenn der logische Wert des maximalen Vollentladebits "f_edv0" "1" beträgt, wird
Schritt 534 durchgeführt.
Ansonsten geht der Prozess weiter zu Schritt 202. In dem
Fall, wo die letzte Kapazitätslernstufe
(in den Schritten 531 bis 540) durchgeführt wurde,
nachdem das System initialisiert ist, wird das letzte Vollentladebit "f_edv0" mit "0" fortgeschrieben (Schritt 534).
Dann wird der logische Wert des ersten Kompensationsbits "f count1" geprüft (Schritt 535).
Wenn der logische Wert des ersten Kompensationsbits "f_count1" gleich "1" ist, wird der ungefähre Lebensdauerwert "ccount" mit 0,5 inkementiert
(Schritt 536). Wenn jedoch der logische Wert des ersten
Kompensationsbits "f_count1" ungleich "1" ist, wird der ungefähre Lebensdauerwert "ccount" mit 1/5 inkrementiert
(Schritt 537).
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Danach
wird der logische Wert des ersten Kompensationsbits "f_count1" mit "0" reinitialisiert (Schritt 538),
und dann die Endkompensationsroutine (Schritt 539) ausgeführt. Nach
Abschluss der Endkompensationsroutine (Schritt 539) wird
der logische Wert eines maximalen Vollentladebits "f_fulldis" mit "0" fortgeschrieben (Schritt 540),
und dann kehrt der Prozess zu Schritt 202 von 2 zurück.
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6 stellt
die Vorkompensationsroutine (Schritt 507 oder 520)
des Programms von 5 dar. Mit Bezug zu 6 wird
zunächst
eine Differenz "CRC" zwischen der geschätzten Ladekapazität "rc_capaa" und der Nennladekapazität "TRC" der Sekundärbatterie 11 (siehe 1)
berechnet (Schritt 601). Dann wird die absolute Differenz "abs(CRC)" mit einem oberen
Grenzwert von 50 verglichen (Schritt 602). Wenn die absolute
Differenz "abs(CRC)" größer ist
als 50, kehrt der Prozess zu Schritt 508 oder 521 von 5 zurück. Wenn
jedoch die absolute Differenz "abs(CRC)" kleiner oder gleich 50
ist, wird eine Differenz "CFCC" zwischen der Referenzvollladekapazität "f_c_capac" für die vorhergehende
Zeitperiode und der Nennladekapazität "TFCC" berechnet
(Schritt 603). Dann wird die absolute Differenz "abs(CFCC)" mit einem bestimmten Wert
von 50 verglichen (Schritt 604). Wenn die absolute Differenz "abs(CFCC)" größer ist
als 50, kehrt der Prozess zu Schritt 508 oder 521 von 5 zurück. Wenn
indessen die absolute Differenz "abs(CFCC)" kleiner oder gleich
50 ist, wird die Referenzvollladekapazität "f_c_capac" für
die vorliegende Zeitperiode mit der Nennvollladekapazität "TFCC" fortgeschrieben
(Schritt 605).
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7 stellt
die Endkompensationsroutinen (Schritt 539) von 5 dar.
Mit Bezug zu 7 wird die Differenz "CFCC" zwischen der Referenzvollladekapazität "f_c_capac" für die vorhergehende
Zeitperiode und der Nennvollladekapazität "TFCC" berechnet
(Schritt 606). Dann wird die absolute Differenz "CFCC" mit einem bestimmten
Wert von 50 verglichen (Schritt 607). Wenn die absolute
Differenz "CFCC" kleiner oder gleich
50 ist, wird die Referenzvollladekapazität "f_c_capac" für
die vorliegende Zeitperiode mit der erforderlichen Vollladekapazität "s_dcr" für die vorliegende
Zeitperiode fortgeschrieben, und dann geht der Prozess weiter zu
Schritt 540 von 5 (Schritt 608). Wenn
indessen die absolute Differenz "CFCC" größer als
50 ist, wird die Referenzvollladekapazität "f_c_capac" für
die vorliegende Zeitperiode mit der Nennvollladekapazität "TFCC" fortgeschrieben
(Schritt 609).
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Wie
oben beschrieben wird im Verfahren zum Erzeugen von Daten gemäß der vorliegenden Erfindung
die Referenzvollladekapazität "f_c_capac" mit der erforderlichen
Vollladekapazität "s_dcr" fortgeschrieben,
die beim Entlademodus ermittelt wird. Auf diese Weise wird die Referenzvollladekapazität "f_c_capac" auf Grundlage der
Entladecharakteristiken fortgeschrieben, die mit der Zeit veränderlich sind,
so dass die Lade- und Entladezustände der Sekundärbatterie überwacht
und mit genauen Daten geregelt werden können. Ebenso wird der Lade zustand
der Sekundärbatterie
unter Verwendung des mittleren Spannungswerts der Sekundärzelle bestimmt,
und auf diese Weise können
genauere Daten erzeugt werden.
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Liste der
Abkürzungen
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- 1. SMCLK ... Taktsignal.
- 2. SMDT ... Datensignal.
- 3. avadvol ... mittlerer Spannungswert der Sekundärbatterie 11.
- 4. adcur ... momentaner Wert des Stroms durch die Sekundärbatterie 11.5
- 5. f_ampn ... Lade/Entladeinformationsbit.
- 6. dis_eff ... Entladeeffizienz.
- 7. DCR ... Entladekapazität.
- 8. s_dcr ... erforderliche Vollladekapazität.
- 9. f_c_capac ... Referenzvollladekapazität.
- 10. TFCC ... Nennvollladekapazität.
- 11. CFCC ... Differenz zwischen " f_c_capac" und "TFCC".
- 12. abs(CFCC) ... Absolutwert von "CFCC".
- 13. adtemp ... vorliegende Temperatur.
- 14. Δt
... Zeitperiode vom Entladezeitpunkt zum aktuellen Zeitpunkt.
- 15. s_edv0 ... Untergrenze des Vollentladespannungswerts.
- 16. s_edv1 ... erster Voilentladespannungswert.
- 17. s_edv2 ... zweiter Vollentladespannungswert.
- 18. f_dischg .. Entladeinformationsbit zur Angabe eines Entiademodus.
- 19. avr_cur ... Mittelwert des Stroms durch die Sekundärbatterie 11.
- 20. design_capac ... gewünschte
Nennladekapazität.
- 21. d_crate ... Entladerate.
- 22. DCT ... berechnete Entladekapazität.
- 23. RRC ... reale Ladekapazität für die vorliegende Periode.
- 24. s_bla_c .. gewünschte
Nichtnutzungskapazität.
- 25. rc_capaa ... geschätzte
Ladekapazität.
- 26. TRC ... Nennladekapazität.
- 27. CRC ... Differenz zwischen " rc_capaa" und "TRC".
- 28. abs(CRC) ... Absolutwert von "CRC".
- 29. re_st_ch ... relative Laderate.
- 30. ad_st_ch ... absolute Laderate.
- 31. r_t_cmpc ... erforderliche Zeit zur vollen Entladung.
- 32. avr_t_ca ... Gesamtladezeit.
- 33. r_c_ac ... Alarmladekapazität.
- 34. r_t_a ... Untergrenze der Vollentladezeit.
- 35. f_fullchg0 ... maximales Vollladebit.
- 36. f fullchg1 ... erstes Vollladebit.
- 37. f_fullchg2 ... zweites Vollladebit.
- 38. f_fulldis ... maximales Vollentladebit.
- 39. f_edv0 ... letztes Vollentladebit.
- 40. f_edv1 ... erstes Vollentladebit.
- 41. f_edv2 ... zweites Vollentladebit.
- 42. ccount ... ungefährer
Lebensdauerwert.
- 43. f_count1 ... erstes Kompensationsbit.
- 44. f_count1 ... zweites Kompensationsbit.