-
TECHNISCHES
GEBIET
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Zustandsverwaltungssystem zum
Verwalten des Zustands eines Batteriebündels, das gebildet ist durch Kombinieren
einer Anzahl von Speicherbatterien, wie etwa Nickel/Wasserstoffspeicherbatterien,
die als Antriebsstromquelle für
einen beweglichen Körper, wie
etwa ein Elektrofahrzeug, verwendet werden.
-
STAND DER
TECHNIK
-
Eine
abgedichtete Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie besitzt hervorragende
Grundeigenschaften, wie etwa Energiedichte, Leistungsabgabekennlinie
und Zykluslebensdauereigenschaft, und sie befindet sich in Entwicklung
für den
praktischen Einsatz, etwa als Stromquelle für einen Antriebsmotor oder
dergleichen für
einen beweglichen Körper,
wie etwa ein Elektrofahrzeug. Im Fall der Verwendung für ein Elektrofahrzeug
muss die Batterie eine Batteriekapazität von etwa 50 bis 150 Ah und
eine Gesamtspannung von etwa 100 bis 350 V aufweisen, um eine vorbestimmte
Antriebsleistungsabgabe bereitzustellen.
-
Da
eine Ausgangsspannung einer Zelle, d. h., der Minimaleinheit einer
abgedichteten Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie, etwa 1,2 V beträgt, muss
eine Anzahl von Zellen in Reihe geschaltet werden, um eine vorbestimmte
Gesamtspannung zu erzielen.
-
Wenn
zehn derartige Zellen zur Bildung einer Modulbatterie in Reihe geschaltet
werden, und wenn 24 derartige Modulbatterien in Reihe geschaltet
werden, wird ein Batteriebündel,
das aus 240 Zellen besteht, zur Erzeugung einer Gesamtspannung von 288
V gebildet.
-
In
einem beweglichen Körper,
wie etwa einem Elektrofahrzeug, muss der Zustand der Batterie verwaltet
werden, damit Strom zu einem Motor oder dergleichen aus einem Batteriebündel zugunsten
eines stabilen Laufs des Fahrzeugs zugeführt wird.
-
Eine
Bleibatterie wird in herkömmlicher
Weise in den meisten Fällen
als Stromquelle für
einen Antriebsmotor oder dergleichen für einen beweglichen Körper, wie
etwa ein Elektrofahrzeug, verwendet. Die Zustandsüberwachung
der Leistungsfähigkeit
eines Batteriebündels,
das durch Bleibatterien gebildet ist, wird prinzipiell durch Überwachen
einer Endspannung bzw. einer Anschlussspannung der Batterie verwirklicht.
Beispielsweise wird eine Spannung zwischen einem Plusanschluss und
einem Minusanschluss des Batteriebündels insgesamt gemessen; d.
h., die Gesamtspannung wird gemessen; und eine Spannung wird gesteuert
und eine Entladespannung und eine Stoppspannung werden überwacht
durch ein konstantes Spannungsladeverfahren.
-
Für eine sichere
Steuerung der Batterie ist außerdem
ein Verfahren zum Überwachen
einer Absoluttemperatur der Batterie vorgeschlagen worden.
-
Eine
abgedichtete Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie, die als Stromquelle
für einen
Antriebsmotor oder dergleichen für
einen beweglichen Körper,
wie etwa ein Elektrofahrzeug, verwendet wird, weist jedoch eine
Batteriekennlinie bzw. -eigenschaft auf, die sich stark unterscheidet
von derjenigen einer herkömmlichen
Batterie, wie etwa einer Bleibatterie; deshalb ist es bei einer
konstanten Spannungssteuerung, die für Bleibatterien vorgeschlagen
wurde, schwierig, die Eigenschaften der Batterie vollständig auszunutzen,
weshalb die Batterieeigenschaften nicht vollständig genutzt werden können.
-
OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Zustandsverwaltungssystem
für eine
abgedichtete Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie zu schaffen, das
es erlaubt, die Eigenschaften der abgedichteten Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie vollständig zu
nutzen, die hervorragende Grundeigenschaften besitzt, wie etwa Energiedichte,
Leistungsabgabekennlinie und Zykluslebensdauereigenschaft.
-
In
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Zustandsverwaltungssystem
für eine
Speicherbatterie, die als Antriebsstromquelle für einen beweglichen Körper genutzt
wird:
-
Ein
Batteriebündel,
das durch Kombinieren einer Anzahl von Speicherbatterien gebildet
ist;
einen Belüftungsteil
zum Zuführen
von Kühlluft
zu dem Batteriebündel;
eine
Ermittlungseinheit, die im Bereich des Batteriebündels angeordnet ist, um Zustandsinformation
bezüglich
Spannung, Temperatur und Druck der Speicherbatterie und die Umgebungstemperatur
zu ermitteln, wobei die Ermittlungseinheit eine Analog/Digitalwandlungsfunktion
zum Wandeln eines gewonnenen Ermittlungswerts aus einem analogen Wert
in einen digitalen Wert und eine Signalsendefunktion zum Senden
des Digitalwerts daraufhin in serieller Weise aufweist;
ein
Batteriesteuerteil zum Steuern eines Entladestroms für die Batterie,
eines Ladestroms der Batterie und eines regenerativen Stroms zu
der Batterie, der während
eines Bremsvorgangs des beweglichen Körpers erzeugt wird;
eine
Batteriezustandsbeurteilungseinheit, einschließlich einem Berechnungsteil
zum Ausführen
einer Berechnung auf Grundlage von Information von der Ermittlungseinheit
und dem Steuerteil, einem Ladesteuersignalteil zum Zuführen eines
Ladesteuersignals zu einem Batterieladegerät, dessen Eingangsquelle eine
Wechselstromquelle ist, einem Restkapazitätsbeurteilungssignalteil zum
Zuführen
eines Kapazitätsbeurteilungssignals
zu einem Anzeigeteil, einem Lebensdauerbeurteilungssignalteil zum
Zuführen
eines Lebensdauerbeurteilungssignals zu dem Anzeigeteil, und einem
Batteriesteuersignalerzeugungsteil zum Erzeugen und Zuführen eines
wirklichen Körpersteuersignals
zu dem beweglichen Körpersignalsteuerteil;
wobei
das Batterieladegerät
zum Auflasen des Batteriebündels
unter Steuerung des Ladesteuersignals ausgehend von der Batteriezustandsbeurteilungseinheit
dient;
und wobei der Anzeigeteil zum Anzeigen einer Restkapazität der Batterie
und eines Ergebnisses der Lebensdauerbeurteilung unter Steuerung
des Kapazitätsbeurteilungssignals
und des Lebensdauerbeurteilungssignals von der Batteriezustandsbeurteilungseinheit
dient.
-
In
diesem System kühlt
eine Belüftungseinheit
Zellen gleichmäßig, die
das Batteriebündel
bilden,
eine Ermittlungseinheit ist in der Nähe des Batteriebündels vorgesehen,
um Batteriezustandsinformation, wie etwa Batteriespannung, Batterietemperatur, Batteriedruck
und Umgebungstemperatur, zu ermitteln und die Information einer
Batteriezustandsbeurteilungseinheit zuzuführen,
ein bewegliches
Körpersignalsteuerteil
stellt der Batteriezustandsbeurteilungseinheit einen Entladestrom
und einen Ladestrom einer Batterie bereit, einen regenerativen Strom
für die
Batterie, der während
eines Bremsbetriebs des gesamten Körpers erzeugt wird, und unterschiedliche
Information in Bezug auf den beweglichen Körper,
lädt ein Batterieladegerät das Batteriebündel unter Steuerung
eines Ladesteuersignals, das der Batteriezustandsbeurteilungseinheit
bereitgestellt wird,
und zeigt ein Anzeigeteil eine Restkapazität der Batterie
und ein Ergebnis einer Lebensdauerbeurteilung an, weshalb dann,
wenn der Anzeigeteil auf einem Abschnitt des beweglichen Körpers, beispielsweise einem
Armaturenbrett angeordnet ist, das vor einem Fahrersitz zu liegen
kommt, vermag ein Fahrer die Wartung des Batteriebündels problemlos
durchzuführen,
wie etwa den Ladevorgang, während
er den Zustand des Systems insgesamt visuell bestätigt bekommt.
-
Während die
neuartigen Merkmale der Erfindung insbesondere in den anliegenden
Ansprüchen ausgeführt sind,
lässt sich
die Erfindung sowohl hinsichtlich ihres Aufbaus wie ihres Inhalts
besser verstehen und würdigen
zusammen mit weiteren Aufgaben und Merkmalen der Erfindung, aus
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den
Zeichnungen.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
-
1 zeigt
ein Blockdiagramm eines Zustandsverwaltungssystems für eine Speicherbatterie in Übereinstimmung
mit einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 zeigt
ein Blockdiagramm eines Aufbaus einer Batteriezustandsbeurteilungseinheit
und der Verbindung zwischen der Batteriezustandsbeurteilungseinheit
und zugeordneten Vorrichtungen in der bevorzugten Ausführungsform;
-
3 zeigt
eine Ansicht eines Aufbaus eines Batteriebündels;
-
4 zeigt
eine Ansicht eines Aufbaus einer Modulbatterie;
-
5 zeigt
einen Aufbau einer abgedichteten Nickel/Wasserstoffspeicherbatteriezelle;
-
Die
Kurve (A) in 6 zeigt eine Beziehung zwischen
einer Batteriespannung, einer Batterietemperatur, einem Batterieinnendruck
und einer Geschwindigkeit, mit der eine Batterietemperatur während des
Ladevorgangs einer abgedichteten Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie
bei konstantem Ladestrom von 10 A bei Umgebungstemperatur von 25°C steigt;
die Kurve (B) in 6 zeigt eine Beziehung während des
Aufladens dieser Zelle unter denselben Bedingungen, jedoch bei einer
Umgebungstemperatur von 45°C
steigt; die Kurve (C) in 6 zeigt eine Beziehung während des
Aufladens dieser Zelle unter denselben Bedingungen, jedoch bei einer Umgebungstemperatur
von 0°C;
-
7 zeigt
eine Ansicht der Anbringung einer Spannungsermittlungsleitung an
einer Polsäule;
-
8 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Batteriebehälterdeckels einer Zelle, an
dem ein Temperatursensor angebracht ist;
-
9 zeigt
eine Querschnittsteilansicht des Temperatursensors, der an dem Batteriebehälterdeckel
angebracht ist;
-
10 zeigt
eine Querschnittsteilansicht einer Spannungs-/Stromwandlungsvorrichtung, die an dem
Batteriebehälterdeckel
angebracht ist;
-
11 zeigt
eine Ansicht einer Beziehung zwischen Montagepositionen eines Batteriebündels, dem
Temperatursensor und dem Drucksender bzw. -übermittler;
-
12 zeigt
ein schematisches Diagramm einer Beziehung zwischen dem Kühlen einer
Batterie durch ein Belüftungsteil
und einer Montagebedingung des Temperatursensors an der Batterie,
der Umgebungstemperatur ermittelt;
-
13 zeigt
ein Schaltungsblockdiagramm einer Beziehung zwischen einer inneren
Schaltung der Ermittlungseinheit und dem Batteriebündel 1,
die in 1 gezeigt sind;
-
14 zeigt
ein schematisches Diagramm einer Anordnung des Batteriebündels und
der Ermittlungseinheit, die in 1 gezeigt
sind;
-
15 zeigt
eine Ansicht einer Eigenschaft bzw. einer Kennlinie einer Zelle
während
des Ladevorgangs;
-
16 zeigt
ein Flussdiagramm einer Bedingung bzw. eines Zustands beim Ladevorgang;
-
17:
Die Kurve (A) zeigt eine Batteriespannungseigenschaft während des
Entladens einer Batterie mit konstantem Strom; die Kurve (B) in 17 zeigt
eine Beurteilungseigenschaft, die ermittelt wird durch eine erste
Restkapazitätsbeurteilung; die
Kurve (C) in 17 zeigt eine Beurteilungseigenschaft,
die ermittelt wird durch eine zweite Restkapazi tätsbeurteilung; die Kurve (D)
in 17 zeigt eine Restkapazitätsbeurteilungseigenschaft gemäß der vorliegenden
Ausführungsform;
-
18 zeigt
ein Flussdiagramm einer Restkapazitätsbeurteilungsfunktion gemäß der vorliegenden
Ausführungsform;
und
-
19 zeigt
ein Flussdiagramm einer Batterielebensdauerbeurteilungsfunktion
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform.
-
Es
wird bemerkt, dass einige bzw. sämtliche der
Figuren schematische Darstellungen zu Illustrationszwecken sind
und nicht notwendigerweise die tatsächlichen relativen Größen und
Positionen der gezeigten Elemente darstellen.
-
BESTE ART UND WEISE, DIE
ERFINDUNG AUSZUFÜHREN
-
Im
Folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Bezug auf die anliegenden Zeichnungen erläutert.
-
1 zeigt
ein Blockdiagramm eines Systems in Übereinstimmung mit einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Sämtliche in 1 gezeigten
Vorrichtungen sind in einem beweglichen Körper, wie etwa einem Elektrofahrzeug, angebracht
bzw. vorgesehen. In 1 ist eine Ermittlungseinheit 2 mit
einem Batteriebündel 1 derart
verbunden, dass Batteriezustandsinformation ermittelt wird, wie
etwa eine Batteriespannung V, eine Batterietemperatur TB, eine Umgebungstemperatur
TE und ein Batteriedruck P.
-
Die
Ermittlungseinheit 2, ein bewegliches Körpersignalsteuerteil 4,
ein Batterieladegerät 5 und ein
Anzeigeteil 6 sind mit einer Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 verbunden.
Das bewegliche Körpersignalsteuerteil 4 steuert
einen Entladestrom einer Batterie, einen Ladestrom der Batterie,
einen regenerativen Strom für
die Batterie, der während
eines Bremsvorgangs des beweglichen Körpers erzeugt wird, und verschiedene
Arten von Information unter Bezug auf den beweglichen Körper. Ein
Batterieladegerät 5 unter
Verwendung einer Wechselstromquelle als Eingang bzw. Eingabe führt einen
Ladestrom dem Batteriebündel 1 unter
Steuerung eines Ladesteuersignals zu, das durch die Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 empfangen
wird. Das Anzeigeteil 6 zeigt einen Zustand der Batterie
in Übereinstimmung mit
einem Signal an, das von der Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 empfangen
wird.
-
Das
Batterieladegerät 5 ist
mit dem Batteriebündel 1 verbunden
und führt
dem Batteriebündel 1 unter
Steuerung des Ladesteuersignals Ladestrom zu, das von der Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 empfangen
wird. Um eine gleichmäßige Temperatur
im gesamten Batteriebündel 1 zu
verwirklichen, wird das Batteriebündel 1 durch Kühlluft gekühlt, die von
einem Belüftungsteil 7 zugeführt wird.
Das Batteriebündel 1 ist
mit einer Last 8, wie etwa einem Motor, verbunden, um der
Last Strom zuzuführen.
-
2 zeigt
eine Ansicht eines Aufbaus der Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Ausführungsform.
-
Die
Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 umfasst eine zentrale
Prozessoreinheit (CPU) 101, die Ermittlungseinheit 2 umfasst
eine CPU 102, das bewegliche Körpersignalsteuerteil 4 umfasst
eine CPU 103 und das Batterieladegerät 5 umfasst eine CPU 104.
-
Die
Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 umfasst ein Berechnungsteil 110 zum
Ausführen
einer Berechnung auf Grundlage von Information, die von der Ermittlungseinheit
und dem beweglichen Körpersignalsteuerteil 4 zugeführt wird,
ein Ladesteuersignalteil 111 zum Zuführen des Ladesteuersignals
zu dem Batterieladegerät 5,
ein Restkapazitätsbeurteilungssignalteil 112 zum
Zuführen
eines Kapazitätsbeurteilungssignals
zu dem Anzeigeteil 6, ein Lebensdauerbeurteilungssignalteil 113 zum
Zuführen
eines Lebensdauerbeurteilungssignals zu der Anzeigeeinheit 6,
und ein bewegliches Körpersteuersignalteil 114 zum
Zuführen
eines beweglichen Körpersteuersignals
zu dem beweglichen Körpersignalsteuerteil 4.
-
Die
Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3, die Ermittlungseinheit 2,
das bewegliche Körpersignalsteuerteil 4,
das Batterieladegerät 5 und
das Anzeigeteil 6 sind miteinander durch eine Gruppe von Signalleitungen
verbunden, auf denen ein serielles Signal, ein digitales Signal,
ein analoges Signal und dergleichen zugeführt werden, um Information
miteinander zu tauschen und Information zu steuern.
-
3 zeigt
eine Ansicht eines Aufbaus der Speicherbatterie 1. Die
Speicherbatterie 1 ist gebildet durch in Reihe schalten
von 24 Modulbatterien 201 bis 224, die jeweils
aus zehn Zellen 401 bis 410 bestehen, wie unter
Bezug auf 4 nachfolgend erläutert. Diese
Modulbatterien sind sämtliche
in einem Batterieträger 105 enthalten
und fixiert.
-
Die
Speicherbatterie 1 wird gebildet durch in Reihe schalten
von 240 Zellen, die in 5 gezeigt sind, und die Gesamtbatteriespannung
der Speicherbatterie beträgt
288 V. Die Speicherbatterie 1 ist an einer Unterseite des
beweglichen Körpers
oder im Lehnenteil eines Sitzes angebracht, um als Stromquelle für eine Last,
wie etwa einen Motor, genutzt zu werden.
-
4 zeigt
eine Ansicht eines Aufbaus einer Modulbatterie. Die Modulbatterie
ist gebildet durch in Reihe schalten von zehn Einheitszellen und
durch festes Anbringen in einem Modulrahmen 400, der aus
Metall hergestellt ist; das heißt,
die zehn Zellen sind mechanisch in eine einzige integriert, so dass die
Modulbatterie problemlos als eine bzw. einheitliche Batterie behandelt
werden kann.
-
Da
in der vorliegenden Ausführungsform zehn
Zellen in Reihe geschaltet sind, um eine Modulbatterie zu bilden,
beträgt
die Gesamtspannung der Modulbatterie 12 V.
-
Die
Speicherbatterie 1 kann stattdessen gebildet sein durch
Kombinieren von Modulbatterien, die durch eine unterschiedliche
Anzahl von Zellen gebildet sind, wie etwa neun Zellen, zehn Zellen
und elf Zellen, je nach zum Montieren der Batterie verfügbarem Montageraum.
-
5 zeigte
eine perspektivische Ansicht eines Aufbaus einer abgedichteten Nickel/Wasserstoffspeicherbatteriezelle
in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Ausführungsform.
Eine Gruppe aus Elektroden 22, die aus Positivpolplatte,
einer Negativpolplatte und einem Separator besteht, ist in einem Batteriegehäuse 21 untergebracht,
und die Positivpolplatte ist mit einem Positivpolanschluss 23 verbunden
und die Negativpolplatte ist mit einem Negativpolanschluss 24 verbunden.
-
An
den Anschlüssen 23 und 24 ist
außerdem ein
Sicherheitsventil 25, das öffnet, um Gas auszutragen,
wenn eine Spannung anliegt, die eine bestimmte Spannung übersteigt,
in einem Deckel 26 des Batteriegehäuses 21 gebildet.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
wurden Zellen jeweils mit einer Spannung von 1,2 V und einer Nennkapazität von 100
Ah hergestellt und getestet.
-
Die
Kurve (A) in 6 zeigt eine Beziehung zwischen
einer Batteriespannung (V/Zelle), einer Batterietemperatur (°C), einem
Batterieinnendruck (kgf/cm2) und einer Geschwindigkeit
pro Minute (dT/dt), mit der eine Batterietemperatur während des Aufladens
einer abgedichteten Nickel/Wasserstoffspeicherbatteriezelle mit
konstantem Ladestrom von 10 A und bei einer Umgebungstemperatur
von 25°C steigt.
-
Die
Kurve (B) zeigt eine ähnliche
Beziehung während
des Aufladens einer abgedichteten Nickel/Wasserstoffspeicherbatteriezelle
mit konstantem Ladestrom von 10 A und bei Umgebungstemperatur von
45°C.
-
Die
Kurve (C) zeigt eine ähnliche
Beziehung während
des Aufladens der abgedichteten Nickel/Wasserstoffspeicherbatteriezelle
mit einem konstantem Ladestrom von 10 A und bei einer Umgebungstemperatur
von 0°C.
-
Die
Eigenschaften der Batterie werden nunmehr unter Bezug auf 6 erläutert.
-
Eine
in der Kurve (A) gezeigte Spannungskennlinie bei 25°C wird rasch
größer zu Beginn
des Ladevorgangs und wird daraufhin langsam größer. Nach Beendigung des Aufladens
bzw. des Ladevorgangs zeigt die Eigenschaft bzw. Kennlinie, dass
die Spannung kleiner als der Spitzenwert wird. Die Kennlinie bzw.
-
Eigenschaft
bei 45°C,
die in der Kurve (B) gezeigt ist, erreicht einen Spannungsspitzenwert
jedoch nicht so ohne weiteres. Außerdem neigt eine Überladequantität dazu,
größer zu werden.
-
Eine
Temperaturkennlinie bzw. -eigenschaft bei 0°C, die in der Kurve (C) gezeigt
ist, nimmt beim Starten des Ladevorgangs allmählich zu, nimmt jedoch rasch
zu, wenn der Ladevorgang sein Ende erreicht.
-
Andererseits
nimmt bei 45°C
die Temperatur ausgehend von einer anfänglichen Stufe des Ladevorgangs
zu und zeigt eine unterschiedliche Neigung des Anwachsens mit der
Temperatur im Vergleich zu dem, was bei 25°C und 0°C beobachtet wird.
-
Der
Batterieinnendruck nimmt allmählich
sowohl bei 25°C
wie bei 0°C
zu, nimmt jedoch rasch zu, wenn sich der Ladevorgang dem Ende nähert. Bei 45°C beginnt
der Batterieinnendruck jedoch ausgehend von einer anfänglichen
Ladestufe anzuwachsen und zeigt eine größere Anwachsrate als diejenige,
die bei 25°C
und 0°C
beobachtet wird.
-
Die
Temperaturerhöhungseigenschaft
bzw. -kennlinie nimmt sowohl bei 25°C wie bei 0°C allmählich zu, sie nimmt jedoch
rasch zu, wenn sich der Ladevorgang einem Ende nähert. Bei 45°C beginnt
die Eigenschaft bzw. Kennlinie jedoch anzusteigen ausgehend von
einer anfänglichen
Ladestufe und zeigt eine höhere
Anwachsrate als diejenige, die bei 25°C und 0°C beobachtet wird.
-
Da
die Eigenschaft bzw. Kennlinie während des
Ladevorgangs abhängig
von der Temperatur der Batterie unterschiedlich ist, muss der Ladevorgang gesteuert
werden im Hinblick auf die Ladeeigenschaften.
-
Als
Verfahren zum Steuern des Ladevorgangs ist ein spannungsgesteuertes
Verfahren vorgeschlagen worden, das die Batteriespannung überwacht.
Da sich die Batteriespannung jedoch mit fortschreitenden Batterienutzungszyklen
in diesem spannungsgesteuerten Verfahren ändert, ist dieses Verfahren
nicht geeignet als Ladeverfahren für eine abgedichtete Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie.
-
Außerdem ist
ein temperaturgesteuertes Verfahren vorgeschlagen worden, das die
Absoluttemperatur einer Batterie überwacht. In diesem Verfahren
folgt die Temperatur der Batterie nicht ausreichend rasch einer
Umgebungstemperatur und die Batterie wird überladen, wenn sie erneut geladen wird,
weshalb dieses Verfahren nicht geeignet ist als Ladeverfahren für eine abgedichtete
Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie.
-
Während ein
temperaturgesteuertes Verfahren vorgeschlagen worden ist, das eine
Batteriespannungsabfalleigenschaft bzw. -kennlinie überwacht, die
am Ende des Ladevorgangs erzeugt wird, ist dieses Verfahren nicht
geeignet als Ladeverfahren für eine
abgedichtete Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie auf Grund einer
zu großen Überladequantität.
-
Obwohl
ein spannungsgesteuertes Verfahren vorgeschlagen wurde, das den
Innendruck einer Batterie überwacht,
erfordert dieses Verfahren eine teure Spannungsermittlungsvorrichtung,
weshalb es nicht wirtschaftlich ist als Ladeverfahren für eine abgedichtete
Nickel/Wasserstoffspeicherbatterie, die eine Anzahl von Batterien
nutzt, die für
einen beweglichen Körper
genutzt werden.
-
Ein
hoher Strom von etwa 100 bis 300 A fließt ausgehend von der Batterie,
wenn ein Antriebsmotor oder dergleichen angetrieben wird. Um die Spannung
der Batterie genau zu messen, ist es wichtig, einen Einfluss dieses
Stroms zu reduzieren. Zu diesem Zweck ist in herkömmlicher
Weise eine Unterlegscheibe, die mit einer Stromleitung und einer Spannungsleitung
verbunden ist, in eine Polsäule
für den
Positivpolanschluss und den Negativpolanschluss eingefügt, die
auf einem oberen Abschnitt der ausgewählten Zelle angeordnet sind,
und er wird von oben durch eine Mutter festgesetzt.
-
Da
bei einem derartigen Aufbau die Spannungsleitung eine Batteriespannung
ermittelt, einschließlich
einer Potentialdifferenz auf Grund eines Kontaktwiderstands zwischen
der Polsäure
und der Unterlegscheiben, kann die Batteriespannung nicht genau
gemessen werden.
-
7 zeigt
eine Ansicht eines Festlegungsteils für die Stromleitung und die
Spannungsleitung in der vorliegenden Ausführungsform.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
ist ein Schraubenteil 66 zum Festlegen der Spannungsleitung
in einem oberen Abschnitt einer Polsäule 61 für den Positivpolanschluss 23 (siehe 5)
und den Negativpolanschluss 24 (siehe 5)
gebildet, die auf dem oberen Abschnitt einer Zelle 60 angeordnet sind;
die Spannungsleitung 65 ist an der Polsäule 61 durch Schrauben
einer Schraube 67 am Schraubenteil 66 festgelegt,
wobei sich die Unterlegscheibe 68, die an einem Ende der
Spannungsleitung 65 gebildet ist, in Zwischenlage dort
befindet.
-
Die
Stromleitung 64 ist in herkömmlicher Weise mit der Polsäule 61 verbunden
durch Festlegen einer Unterlegscheibe 62, die an einem
Ende der Stromleitung 64 gebildet ist, um die Polsäule 61 unter Verwendung
einer Mutter 63.
-
Da
bei einem derartigen Aufbau die Spannungsleitung 65 auf
dem oberen Abschnitt der Polsäule 61 zu
liegen kommt und ohne Ermitteln einer Potentialdifferenz auf Grund
eines Kontaktwiderstands zwischen der Polsäule 61 und der Unterlegscheibe 62 einen
Ermittlungsvorgang durchführt, kann
die Batteriespannung genau gemessen werden. Da außerdem auf
Grund von Rost der Unterlegscheibe 62 kein Einfluss besteht,
kann die Batteriespannung über
einen langen Zeitraum genau ermittelt werden.
-
8 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Zelle, in der ein Temperatursensoreinsetzloch 71 und
ein Spannungs-/Stromwandlungsvorrichtungsmontageloch 72 in
einem Deckel gebildet sind.
-
9 zeigt
eine Querschnittsansicht eines Zustands, demnach ein Temperatursensor
in das Temperatursensoreinsetzloch eingesetzt ist.
-
Ein
Temperatursensor ist in herkömmlicher Weise
an einem Außenabschnitt
einer Batterie durch einen Klebstoff festgelegt. Der Temperatursensor
ist deshalb einem Einfluss einer Umgebungstemperatur im Bereich
der Batterie, Wind und dergleichen ausgesetzt, weshalb es schwierig
ist, die Temperatur der Batterie genau zu messen.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
ist das Temperatursensoreinsetzloch 71, das so tief ist,
dass es etwa die Oberseite der Gruppe von Elektroden 22 erreicht,
in dem Deckel 26 des Batteriegehäuses 21 gebildet und
ein Temperatursensor 301 ist in das Temperatursensoreinsetzloch 71 eingesetzt
und durch einen Klebstoff 25 festgelegt (siehe 9).
-
Bei
einem derartigen Aufbau gelangt Luft im Bereich der Zelle nicht
in das Temperatursensoreinsetzloch 71, weshalb der Temperatursensor
keinem Einfluss der Umgebungstemperatur, des Windes und dergleichen
unterliegt. Da ein Bodenabschnitt des Temperatursensoreinsetzlochs 71 nahe
an der Oberseite der Gruppe von Elektroden 22 zu liegen
kommt, kann eine Temperatur gemessen werden, die im Wesentlichen
der Innentemperatur der Batterie entspricht, weshalb eine korrekte
Information im Hinblick auf die Batterietemperatur gewinnbar ist.
-
Hierbei
kann verhindert werden, dass der Temperatursensor von dem Zellenbehälter freikommt bzw.
abgelöst
wird.
-
10 zeigt
eine Ansicht eines Spannungs-/Stromwandlungsvorrichtungsmontagelochs und
eines Zustands, demnach eine Spannungs-/Stromwandlungsvorrichtung
in der vorliegenden Erfindung vorgesehen bzw. angebracht ist.
-
Die
in diesem Beispiel verwendete Spannungs-/Stromwandlungsvorrichtung
ist gebildet unter Verwendung eines Drucksensors und des "Drucksenders" (nachfolgend als "Drucksensor" bezeichnet), der
hergestellt und gehandelt wird durch Nagano Seisakusho. Dieses Spannungs-/Stromwandlungsvorrichtung
besitzt geringe Baugröße und nutzt eine Änderung
des Spannungswert auf Grund einer durch Druck hervorgerufenen Verzerrung
bzw. Verformung eines Halbleiters.
-
Wie
in 8 und 10 gezeigt, ist in der vorliegenden
Ausführungsform
ein Drucksendermontageeinsetzloch 72 in dem Deckel 26 des
Batteriebehälters 21 einer
Zelle gebildet und der Drucksender ist an einer Innenseite des Batteriebehälters 21 durch eine
Mutter 73 festgelegt.
-
Der
Drucksender 304 ist so aufgebaut, dass er eine Schraube 75 in
einem Einsetzabschnitt des Drucksenders 304 ausweist, so
dass der Drucksender 304 an dem Deckel 26 des
Batteriebehälters 21 durch
die Mutter 73 festlegbar ist, wobei ein Gummiring 74 unter
dem Drucksender 304 angeordnet ist.
-
Mit
einem derartigen Aufbau wird die Batterie luftdicht gehalten und
der Druck in der Batterie kann genau ermittelt werden, weshalb eine
korrekte Information in Bezug auf den Druck in der Batterie gewinnbar
ist.
-
11 zeigt
eine Ansicht eines Zustands, demnach der Temperatursensor und der
Drucksender an dem Batteriebündel
gemäß der vorliegenden Ausführungsform
angebracht sind.
-
Ein
Temperatursensor 301 ist an einer der Zellen angebracht,
die in einer Modulbatterie 210 angeordnet sind, während ein
Temperatursensor 302 an einer der Zellen angebracht ist,
die in einer Modulbatterie 201 angeordnet sind.
-
Die
Modulbatterie 210 ist in der Nähe des Zentrums des Batteriebündels 1 angeordnet
und vier Seiten der Modulbatterie 210 sind durch andere
Modulbatterien umgeben; die Modulbatterie 210 unterliegt
deshalb einem Einfluss von Wärme,
die durch den umgebenden Batterieblock während des Ladevorgangs und
Entladevorgangs erzeugt wird, und es besteht die Gefahr, dass Wärme in der
Modulbatterie 210 rückgehalten
wird. Anderer seits ist die Modulbatterie 201 an einem Randabschnitt
des Batteriebündels 1 angeordnet
und lediglich zwei Seiten der Modulbatterie 201 sind durch
andere Modulbatterien umgeben, weshalb die Modulbatterie 201 nicht
dem Einfluss von Wärme
unterliegt, die durch die umgebenden Batterieblöcke erzeugt wird während des
Lade- und Entladevorgangs, und es besteht keine Gefahr, dass Wärme in der
Modulbatterie 201 rückgehalten
wird.
-
Der
Drucksender 304 ist an einer der Zellen angebracht, die
in einer Modulbatterie 211 angeordnet sind, während ein
Drucksender 305 an einer der Zellen angebracht ist, die
in einer Modulbatterie 215 angeordnet sind. Die Modulbatterien 211 und 215 sind
jeweils in der Nähe
des Zentrums des Batteriebündels 1 angeordnet
und vier Seiten jeder Modulbatterie sind durch die anderen Modulbatterien
umgeben, weshalb die Modulbatterien 211 und 215 jeweils
einem Einfluss von Wärme
unterliegen, die durch die umgebenden Batterieblöcke hervorgerufen wird, und
es besteht die Gefahr, dass die Spannung jeder Modulbatterie zunimmt.
-
Mit
dem vorstehend erläuterten
Aufbau ermittelt der Temperatursensor 301 problemlos eine Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit
bei hoher Temperatur, wie vorstehend unter Bezug auf 5 erläutert. Wie
ferner unter Bezug auf 5 erläutert, ermittelt der Temperatursensor 302 problemlos
eine Temperaturerhöhungsgeschwindigkeit
bei niedriger Temperatur.
-
Wenn
die Temperatursensoren in den beiden vorstehend genannten Positionen
angeordnet sind, kann deshalb eine Batterietemperaturerhöhungsgeschwindigkeit
am Ende des Ladevorgangs ermittelt werden, wobei diese Geschwindigkeit
das gesamte Batteriebündel 1 betrifft,
wodurch Batterietemperaturinforma tion gewinnbar ist, die zum genauen
Steuern des Ladevorgangs erforderlich ist.
-
Da
in den Drucksendern 304 und 305 ein Batteriedruck
bei hoher Temperatur problemlos ermittelt werden kann und eine Änderung
des Batteriedrucks am Ende des Ladevorgangs ermittelt werden kann,
der das gesamte Batteriebündel 1 betrifft,
ist Batterietemperaturinformation gewinnbar, die erforderlich ist,
um den Ladevorgang genau zu steuern.
-
12 zeigt
ein schematisches Diagramm eines Kühlvorgangs, der verwirklicht
wird durch Kühlluft,
die von einem Belüftungsgebläse 7a und
einem Sauggebläse 7b eines
Belüftungsteils 7 für das Batteriebündel 1 (siehe 1)
zugeführt
wird sowie die Anbringung eines Temperatursensors 13 zum
Ermitteln einer Umgebungstemperatur im Bereich der Batterien.
-
Durch
einen Lufteinlass zugeführte
Luftströmung,
der in einem Bodenabschnitt der Batterie 1 gebildet ist,
strömt
in der Nähe
der Batterie hindurch und wird durch einen Luftauslass ausgetragen,
der in einem oberen Abschnitt der Batterie 1 gebildet ist.
-
Der
für die
Lüftung
verwendete Luftstrom vergleichmäßigt die
Temperaturen sämtlicher
Batterien. Der Temperatursensor 13, der die Umgebungstemperatur
im Bereich der Batterien ermittelt, ist ferner in der Nähe des Lufteinlasses
angebracht. Im Gegensatz zu der vorliegenden Ausführungsform
kann Kühlluft
durch einen Lufteinlass zugeführt
werden, der in einem oberen Abschnitt der Batterie gebildet ist,
und die Batterie durchströmen,
um die Batterie abzukühlen,
und er kann ausgetragen werden durch einen Luftauslass, der in einem
Bodenabschnitt der Batterie gebildet ist. In einem derartigen Fall
muss selbstverständlich
der Temperatursensor, der die Umgebungstemperatur ermittelt, in
einer anderen Position in der Nähe
des Lufteinlasses angeordnet werden, der im oberen Abschnitt der
Batterie gebildet ist.
-
Mit
einem derartigen Aufbau kann sichergestellt werden, dass die Temperaturen
der Zellen, die das Batteriebündel 1 bilden,
nahezu gleichmäßig sind.
Da der Temperatursensor, der die Umgebungstemperatur ermittelt,
in der Nähe
des Lufteinlasses angebracht ist, ermittelt der Temperatursensor
die Umgebungstemperatur ohne Einfluss durch die Temperatur der Batterie,
und es kann eine Batterieumgebungstemperaturinformation gewonnen
werden, die zum genauen Steuern des Ladevorgangs erforderlich ist.
-
13 zeigt
ein Schaltkreisblockdiagramm einer internen Schaltung der Ermittlungseinheit 2,
die in 1 gezeigt ist.
-
In 13 umfasst
die Ermittlungseinheit 2 die CPU 102. Spannungsermittlungsoperationsverstärker 501, 502,
..., 524 sind zwischen Endabschnitten der Modulbatterien 201, 202,
..., 224 des Batteriebündels 1 geschaltet.
-
Die
Temperatursensoren 301, 302 und 303 zum
Ausgeben einer Spannung in Übereinstimmung mit
einer Temperatur sind mit Spannungsermittlungsoperationsverstärkern 525, 526 und 527 verbunden.
-
Die
Drucksender 304 und 305 zum Ausgeben einer Spannung
in Übereinstimmung
mit einem Innendruck der Batterie sind mit Spannungsermittlungsoperationsverstärkern 528 und 529 verbunden. Die
Spannungsermittlungsoperationsverstärker 501 bis 529 sind
mit Analog-/Digitalwandlerteilen AD1, AD2, ..., AD29 zum Wandeln
eines analogen Werts in einen digitalen Wert verbunden und die Wandlungsergebnisse
werden nacheinander der Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 (1)
als serielles Signal durch eine Gruppe von Signalanschlüssen 601 zugeführt, die
Signalanschlüsse
enthalten.
-
14 zeigt
ein schematisches Diagramm des Batteriebündels 1 und der Ermittlungseinheit 2 von 1 im
aneinander montierten Zustand.
-
Signalleitungen
für Batterieinformation,
wie etwa die Batteriespannung, die Batterietemperatur, den Batteriedruck
und die Umgebungstemperatur im Bereich einer Batterie sind in herkömmlicher
Weise mit einem Batterieladegerät
oder dergleichen direkt verbunden.
-
In
der vorliegenden Ausführungsform
kommt die Ermittlungseinheit 2 jedoch in der Nähe des Batterieträgers 105 des
Batteriebündels 1 zu
liegen. Obwohl 13 der Einfachheit halber diese
nicht darstellt, sind die Ermittlungseinheit 2 und das
Batteriebündel 1 miteinander
durch die Signalleitungen zum Ermitteln der Spannung V, der Temperatur
T und des Drucks P verbunden, wie in 1 gezeigt.
-
Bei
einem derartigen Aufbau sind 58 Signalleitungen erforderlich, wenn
Plussignalleitungen und Minussignalleitungen unabhängig voneinander
sind, um die Batteriespannung in den 24 Modulbatterien, die Batterietemperatur
in zwei Positionen, die Temperatur im Bereich der Batterie in einer
Position und den Batteriedruck in zwei Positionen zu messen; während die
Ermittlungseinheit 2 in der Nähe des Batterieträgers 105 des
Batteriebündels 1 zu
liegen kommt, können
die Drähte
kurz ausgeführt
werden, was der Verdrahtungseffizienz zugute kommt.
-
15 zeigt
eine Ansicht des Ladevorgangs, der durch die Einheitszelle in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Ausführungsform
durchgeführt
wird, und 16 zeigt ein Flussdiagramm eines
Flusses zum Aufladen in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Ausführungsform.
-
Nunmehr
wird der Ladevorgang in dem in 1 und 2 gezeigten
Aufbau erläutert,
während
auf 15 und 16 Bezug
genommen ist.
-
Ein
Experiment hat bestätigt,
dass sich der durch das Batteriebündel 1 durchgeführte Ladevorgang
nicht unterscheidet von dem Ladevorgang durch die Einheitszelle;
ein Unterschied besteht lediglich darin, dass die Spannung das Mehrfache
der entsprechenden Anzahl von Einheitszellen wird, die das Batteriebündel 1 bilden.
Der durch die Einheitszelle durchgeführte Ladevorgang wird deshalb
vorliegend ausschließlich
erläutert.
-
Der
Ladevorgang erfolgt zweistufig, d. h., in einer ersten Ladeperiode
und einer zweiten Ladeperiode.
-
Die
erste Ladeperiode startet beim Starten des Ladevorgangs. Während der
ersten Ladeperiode wird der Ladevorgang mit einem hohen Ladestrom von
etwa 0,1 C bis 0,2 C (in der vorliegenden Ausführungsform etwa 13 A) ausgeführt.
-
Die
Batteriespannung steigt bei fortschreitendem Ladevorgang. In dieser
Stufe wird das Batterieladegerät 4 (5)
durch das Ladesignal von der Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 derart
gesteuert, dass ein Produkt aus Ladestrom und Ladespan nung, d. h.,
die Ladeleistung, konstant bleibt (bei 4,5 kW in der vorliegenden
Ausführungsform)
(Schritt 1601).
-
Die
erste Ladeperiode dauert an, während ein
Ergebnis einer ersten Restkapazitätsbeurteilung unter einem vorbestimmten
Wert zu liegen kommt (unterhalb von 90% der Anfangskapazität in der
vorliegenden Ausführungsform),
oder während
das Beurteilungsergebnis der Batterietemperaturzunahme- bzw. -erhöhungsgeschwindigkeit
unter einem vorbestimmten Wert liegt (unter 0,2°C/Minute in der vorliegenden
Ausführungsform),
und die Ladeperiode ändert,
wenn ein Ergebnis der ersten Restkapazitätsbeurteilung den vorbestimmten
Wert erreicht, oder wenn ein Beurteilungsergebnis für die Batterietemperaturerhöhungsgeschwindigkeit
den vorbestimmten Wert erreicht (Schritt 1602, Schritt 1603).
-
Da
der vorbestimmte Wert der Batterietemperaturerhöhungsgeschwindigkeit auf Grundlage
des Ladestroms und der Batterietemperatur korrigiert wird, die im
voraus in einem Speicherteil der CPU der Batteriezustandsbeurteilungseinheit 3 eingestellt bzw.
gewählt
sind, kann die Beurteilung korrekt erfolgen.
-
Während der
zweiten Ladeperiode wird der Ladevorgang mit einem kleinen Ladestrom
von etwa 0,2 C (3 A in der vorliegenden Ausführungsform) ausgeführt (Schritt 1604).
Die zweite Ladeperiode dauert an, während ein Ergebnis der zweiten
Restkapazitätsbeurteilung
unter einem vorbestimmten Wert liegt (unter 110% der Anfangskapazität in der
vorliegenden Ausführungsform),
oder während
eine Zeitdauer der zweiten Ladeperiode kürzer als ein vorbestimmter
Wert ist (kürzer
als drei Stunden in der vorliegenden Ausführungsform); und die Ladeperiode
endet, wenn ein Ergebnis der zweiten Restkapazitätsbeurtei lung den vorbestimmten
Wert erreicht oder die Zeitdauer der zweiten Ladeperiode den vorbestimmten
Wert erreicht (Schritt 1605, Schritt 1606).
-
Das
Aufladen erfolgt während
der ersten Ladeperiode in der vorliegenden Ausführungsform mit konstantem Strom,
so dass mit maximalem Strom aufgeladen werden kann, also mit einem
Strom, der nahe am Maximalwert des Nennstroms liegt, wodurch die
Ladezeit um etwa eine Stunde verringert werden kann, wenn der Ladevorgang
mit einem konstanten Strom von 13 A während der ersten Ladeperiode
ausgeführt
wird.
-
Da
der Ladevorgang gestoppt wird, wenn die vorbestimmte Restmenge bzw.
die vorbestimmte Zeit während
der zweiten Ladeperiode erreicht wird, kann wirksam aufgeladen werden
ohne Ladestrom zu verschwenden.
-
17 zeigt
ein Flussdiagramm der Beurteilung der Restkapazität in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Ausführungsform.
-
Die
Kurve (A) in 17 zeigt eine Batteriespannungskennlinie
bzw. -eigenschaft während
des Entladenvorgangs mit konstantem Strom. Die Kurve (B) zeigt eine Änderung
der Restkapazität,
die durch die erste Restkapazitätsbeurteilung
erreicht wird, demnach eine Restkapazität einer Batterie beurteilt wird
durch Addieren und Subtrahieren einer aus der Batterie entladenen
elektrischen Menge, einer in die Batterie geladenen elektrischen
Menge und einer aus der Batterie selbst entladenen elektrischen
Menge.
-
Die
Kurve (C) zeigt eine Änderung
der Restkapazität,
die durch die erste Restkapazitätsbeurteilung
erhalten wird, dem nach eine Restkapazität einer Batterie beurteilt
wird durch Korrigieren der Batteriespannung während des Entladevorgangs mit
einem Entladestrom und unter der Annahme, dass die Batteriespannung
während
der Anwendung mit konstanter Last erfolgt. Die Kurve (D) zeigt eine Änderung der
Restkapazität
der Batterie, die durch die Restkapazitätsbeurteilungsfunktion in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Ausführungsform
erhalten wird.
-
Da
eine Restkapazität
einer Batterie in herkömmlicher
Weise aus einem Ergebnis der ersten Restkapazitätsbeurteilung bzw. einem Ergebnis
der zweiten Restkapazitätsbeurteilung
beurteilt wird, kann die Restkapazität der Batterie über die
gesamte Periode nicht genau beurteilt werden.
-
Da
außerdem
eine Restkapazität
einer Batterie in der ersten Restkapazitätsbeurteilung beurteilt wird
durch Addieren und Subtrahieren der aus der Batterie entladenen
Elektrizitätsmenge,
der in die Batterie geladenen Elektrizitätsmenge und der aus der Batterie
selbst entladenen Elektrizitätsmenge
ist es schwierig, eine Änderung
der Restkapazität
der Batterie zu erfassen, die mit einem Speichereffekt verbunden
ist.
-
Es
ist besonders schwierig, eine genaue Restmenge anzuzeigen, wenn
die Restkapazität
im Bereich von etwa 20% bis etwa 0% liegt.
-
Da
andererseits die Restkapazität
beurteilt wird durch Korrigieren der Batteriespannung während des
Entladevorgangs mit dem Entladestrom und unter der Annahme, dass
die Batteriespannung während
der Anwendung mit konstanter Last erfolgt, ist eine Änderung
der Batteriespannung besonders klein, wenn die Restkapazität bei etwa
100% bis etwa 20% verbleibt, wes halb es schwierig ist, eine Änderung
der Restkapazität
der Batterie zu erfassen und eine genaue Restkapazität anzuzeigen.
-
In
der in 18 gezeigten vorliegenden Ausführungsform
wird die Restkapazität
jedoch durch die beiden Verfahren gemäß der ersten Restkapazitätsbeurteilung
(Schritt 1801) und der zweiten Restkapazitätsbeurteilung
(Schritt 1802) beurteilt; die Restkapazität, die durch
die erste Restkapazitätsbeurteilung gewonnen
wird, wird adoptiert, während
die Restkapazität
auf einem Wert von etwa 100% bis etwa 20% der anfänglichen
Kapazität
verbleibt (Schritt 1803, Schritt 1804); die Restkapazität, die durch
die zweite Restkapazitätsbeurteilung
gewonnen wird, wird hingegen angezeigt, wenn die Restkapazität in Übereinstimmung
mit der ersten Restkapazitätsbeurteilung variiert
zwischen etwa 20% und etwa 0%, nachdem sie auf etwa 20% der anfänglichen
Kapazität
gesunken ist (Schritt 1803, Schritt 1805).
-
In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Ausführungsform
kann deshalb durch Kombinieren der ersten Restkapazitätsbeurteilung,
die auf der entladenen Elektrizitätsmenge beruht, mit der zweiten Restkapazitätsbeurteilung,
die auf der Entladespannung beruht, eine Restkapazität hochgenau
beurteilt werden.
-
19 zeigt
ein Flussdiagramm einer Lebensdauerbeurteilung in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Ausführungsform.
-
Die
Batteriezustandsinformation, die erhalten wird im Hinblick auf jede
Modulbatterie des Batteriebündels,
d. h., die Batteriespannung und die Restkapazität, werden aufaddiert (Schritt 1901),
und ein Mittelwert der gesamten Daten wird daraufhin berechnet (Schritt 1902).
-
Der
berechnete Mittelwert wird mit der Batteriezustandsinformation im
Hinblick auf jede Modulbatterie verglichen (Schritt 1903),
und es wird beurteilt, dass keine Beeinträchtigung vorliegt, wenn eine Differenz
zwischen den beiden gleich oder größer als ein vorbestimmter Wert
ist.
-
Für den Fall,
dass die Spannung der Modulbatterie, die mit dem Mittelwert verglichen
werden soll, sich von dem mittleren Spannungswert um etwa 1 V unterscheidet,
wird angenommen, dass eine beeinträchtige Batterie innerhalb dieser
Modulbatterie vorliegt, weshalb bestimmt wird, dass die Lebensdauer
abgelaufen ist. In dem Fall, dass die Restkapazität der Modulbatterie,
die verglichen werden soll, sich von der mittleren Restkapazität um etwa
20% unterscheidet, wird angenommen, dass eine Batterie mit beeinträchtigter
Restkapazität
in der Modulbatterie vorliegt, weshalb bestimmt wird, dass die Lebensdauer
abgelaufen ist.
-
In Übereinstimmung
mit einem Signal von der Batteriezustandsbeurteilungseinheit und
auf Grundlage eines derartigen Beurteilungsergebnisses zeigt das
Anzeigeteil 6 die Lebensdauer (Schritt 1904) an.
Wenn als Ergebnis eines Vergleichs beurteilt wird, dass die Lebensdauer
noch nicht abgelaufen ist, wird die Lebensdauer nicht angezeigt.
-
Da
der Zustand auf Grundlage der Batteriezustandsinformation im Hinblick
auf jede Modulbatterie in dieser Weise beurteilt wird, kann ein
Defekt genau identifiziert werden, wie etwa eine kurzgeschlossene
Batterie oder eine Batterie mit beein trächtigter Kapazität, und die
Batterie kann identifiziert werden, deren Lebensdauer abgelaufen
ist.
-
Obwohl
die vorliegende Erfindung vorliegend im Hinblick auf die aktuell
bevorzugten Ausführungsformen
erläutert
ist, wird bemerkt, dass diese Offenbarung nicht als beschränkend anzusehen
ist. Verschiedene Abwandlungen und Modifikationen erschließen sich
dem Fachmann auf diesem Gebiet der Technik, an den sich die vorliegende
Erfindung wendet, nach einem Studium der vorstehend angeführten Offenbarung.
Die anliegenden Ansprüche
sind deshalb als sämtliche
Abwandlungen und Modifikationen abdeckend zu interpretieren.
-
INDUSTRIELLE
ANWENDBARKEIT
-
Ein
Zustandsverwaltungssystem für
eine Speicherbatterie, die als Stromquelle für einen Antriebsmotor oder
dergleichen für
einen beweglichen Körper,
wie etwa ein Elektrofahrzeug, in Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, umfasst ein Batteriebündel, das durch mehrere Modulbatterien
gebildet ist, und einen Belüftungsteil zum
Zuführen
von Kühlluft
zu dem Batteriebündel;
in dem System ermittelt eine Ermittlungseinheit, die im Bereich
des Batteriebündels
angeordnet ist, Information im Hinblick auf die Speicherbatterie
und das Aufladen eines Batterieladegeräts wird in geeigneter Weise
gesteuert, während
ein Anzeigeteil eine Restkapazität
und eine Lebensdauer einer Batterie genau anzeigt unter Verwendung
einer Berechnungsfunktion einer Batteriezustandsbeurteilungseinheit
auf Grundlage von Information, die von der Ermittlungseinheit und
einem beweglichen Körpersignalsteuerteil
zugeführt
wird.
-
Dadurch
kann der Zustand der Speicherbatterie einfach und problemlos erfasst
und aufrechterhalten werden.