DE102020108488A1

DE102020108488A1 - Batteriecharakteristikerfassungsverfahren und-vorrichtung

Info

Publication number: DE102020108488A1
Application number: DE102020108488.9A
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Takeuchi
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-27
Publication date: 2020-10-01
Also published as: JP7207100B2; CN111751754A; JP2020165908A

Abstract

Eine Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung umfasst einen Detektor (31), um Verschlechterungsinformationen zu erzeugen, die einen Verschlechterungszustand (α, β, γ) einer Batterie zu einem ersten Zeitpunkt (t1) darstellen. Die Verschlechterungsinformationen werden basierend auf einem ersten charakteristischen Wert (D1, R1) erzeugt, der einen tatsächlichen Verschlechterungszustand der Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellt, und ersten und zweiten Referenzwerten (Db, Rb), die virtuelle Bedingungen von ersten und zweiten virtuellen Batterien zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellen, die basierend auf einem Grad einer Temperatur (T1) zu dem ersten Zeitpunkt (t1) berechnet werden. Die erste virtuelle Batterie weist eine Verschlechterung auf, wie sie sie an einem zweiten Referenzzeitpunkt (tb) aufweist, der früher als der erste Zeitpunkt (t1) ist. Die zweite virtuelle Batterie weist eine Verschlechterung auf, wie sie sie an einem zweiten Referenzzeitpunkt (te) aufweist, welcher später als der erste Referenzzeitpunkt (tb) und der erste Zeitpunkt (t1) ist. Eine Schätzeinrichtung (32) schätzt einen zweiten charakteristischen Wert (D2, R2) der wiederaufladbaren Batterie, der möglicherweise einen Verschlechterungszustand der wiederaufladbaren Batterie zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) darstellt, basierend auf den Verschlechterungsinformationen und einem Grad der Temperatur (T2) der wiederaufladbaren Batterie zu dem Zeitpunkt (t2).

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Batteriecharakteristikerfassungsverfahren und eine Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung.
Hintergrund
Manche Steuerungseinrichtungen, die eine Batterie steuern, die an einem Fahrzeug angebracht ist, erfassen einen Innenwiderstandswert der Batterie und steuern eine Verwendung der Batterie basierend auf dem erfassten Widerstandswert, wie zum Beispiel in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 2018-148720 ( JP-2018-148720-A ) diskutiert ist.
Um jedoch den Widerstandswert der Batterie genau zu messen, muss die Batterie mit einem bestimmten Betrag an Strom, der in einem Innenwiderstand von dieser fließt, geladen und entladen werden. Folglich, in Abhängigkeit der Art der Batterie, kann der Widerstandswert von dieser manchmal nicht unmittelbar nachdem das Fahrzeug einen Betrieb startet, erfasst werden. Wenn der Widerstandswert nicht bekannt ist, kann die Verwendung der Batterie basierend auf dem Widerstandswert nicht gesteuert werden. Folglich wird eine Batterieverwendungszeit reduziert, was zu einer Verringerung einer Leistungsaufnahmeeffizienz führt.
Es ist allgemein unmöglich, einen Widerstandswert der Batterie, der während einer vorhergehenden Aktivierungsperiode erfasst wird, nach einer momentanen Aktivierung zu sichern und kontinuierlich zu verwenden. Das heißt, wenn eine Temperatur der Batterie zu einer momentanen Aktivierungszeit von der in der vorhergehenden Aktivierungsperiode unterschiedlich ist, wird der momentane Widerstandswert der Batterie verschieden. Das liegt daran, dass der Widerstandswert der Batterie eine Temperaturabhängigkeit aufweist.
Als eine Gegenmaßnahme gegen solch ein Problem kann das nachstehend beschriebene Verfahren veranschaulicht werden. Das heißt, in der vorhergehenden Aktivierungsperiode wird ein Verhältnis zwischen einem Widerstandswert der Batterie zu dieser Zeit und dem einer frischen Batterie berechnet und als ein Koeffizient, der einen Verschlechterungszustand der Batterie angibt (nachstehend einfach als ein Verschlechterungskoeffizient bezeichnet), gespeichert. Dann, nach einem Start des momentanen Betriebs, wird ein momentaner Widerstandswert basierend auf dem gespeicherten Verschlechterungskoeffizienten und einer momentanen Temperatur geschätzt. Damit wird der Widerstandswert unmittelbar erhalten und die Batterie kann direkt nach dem Start der momentanen Aktivierung verwendet werden, ohne auf eine aktuelle Messung des Widerstandswerts zu warten.
Jedoch ist der Verschlechterungskoeffizient nicht vollständig konstant unabhängig von einer Änderung der Temperatur und ändert sich in einer Abhängigkeit einer Spezifikation der Batterie und eines Bereichs der Temperatur, auch wenn sich die Batterie in dem gleichen Verschlechterungszustand befindet. Folglich, wenn eine Abweichung der Temperatur zwischen der vorhergehenden Aktivierungsperiode und der momentanen Aktivierungszeit groß ist, könnte die Schätzung des momentanen Widerstandswerts basierend auf einem vorher berechneten Verschlechterungskoeffizienten ungenau sein.
Ein Auftreten solch eines Problems ist nicht auf die vorstehend beschriebene Situation beschränkt, in der der Widerstandswert der Batterie geschätzt wird. Das heißt, wenn andere verschiedene charakteristische Werte, wie etwa eine Ladekapazität einer Batterie usw., geschätzt werden, kann das gleiche Problem auftreten.
Die vorliegende Erfindung wird vorgenommen, um das vorstehend beschriebene Problem zu behandeln und es ist eine Aufgabe von dieser, ein System bereitzustellen, das dazu in der Lage ist, einen charakteristischen Wert einer momentan verwendeten Batterie genau zu schätzen, auch wenn eine Abweichung einer Temperatur der Batterie zwischen einer Zeit, wenn eine Verschlechterung von dieser vorher erfasst wird, und einer momentanen Verwendungszeit groß ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Dementsprechend stellt ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine neue Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung bereit, die einen Detektor (31) umfasst, um Verschlechterungsinformationen (α, β, γ), die einen Verschlechterungszustand einer wiederaufladbaren Batterie zu einem ersten Zeitpunkt (t1) darstellen, zu erzeugen. Der Detektor erzeugt die Verschlechterungsinformationen basierend auf einem charakteristischen Wert (D, R), der einen tatsächlichen Verschlechterungszustand der wiederaufladbaren Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellt (D1, R1), und einen ersten Referenzwert (Db, Rb), der eine virtuelle Bedingung einer ersten virtuellen Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellt. Die erste virtuelle Batterie weist die gleiche Temperatur (T1) auf, die die wiederaufladbare Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) aufweist. Die erste virtuelle Batterie weist eine Verschlechterung in einer Performance auf, die sie zu einem ersten Referenzzeitpunkt (tb) aufweist, der früher als der erste Zeitpunkt (t1) ist. Der Detektor erzeugt die Verschlechterungsinformationen ebenso basierend auf einem zweiten Referenzwert (De, Re), der eine virtuelle Bedingung einer zweiten virtuellen Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellt. Die zweite virtuelle Batterie weist die gleiche Temperatur (T1) auf, die die wiederaufladbare Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) aufweist. Die zweite virtuelle Batterie weist eine Verschlechterung in einer Performance auf, die sie zu einem zweiten Referenzzeitpunkt (te) aufweist, der später als sowohl der erste Referenzzeitpunkt (tb) als auch der erste Zeitpunkt (t1) ist. Die Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung umfasst weiterhin eine Schätzeinrichtung (32), um einen zweiten charakteristischen Wert (D2, R2) der wiederaufladbaren Batterie zu schätzen, der möglicherweise einen Verschlechterungszustand der Batterie zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) darstellt, basierend auf den Verschlechterungsinformationen, die durch den Detektor erzeugt werden, und einem Grad einer Temperatur (T2) der wiederaufladbaren Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt (t2). Der zweite Zeitpunkt (t2) ist später als der erste Zeitpunkt (t1).
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein neues Verfahren des Erfassens einer Batteriecharakteristik mit den folgenden Schritten bereit: Berechnen eines ersten Widerstandswerts (R1) in der wiederaufladbaren Batterie zu einem ersten Zeitpunkt (t1); Berechnen eines ersten Verschlechterungswiderstandes (Rb1) einer virtuellen neuen Batterie in einer virtuellen neuen Batterie, die die gleiche Temperatur aufweist, die die wiederaufladbare Batterie zu dem ersten Zeitpunkt aufweist; und Berechnen eines ersten Verschlechterungswiderstandes (Re1) einer virtuellen Batterie an deren Lebensende in einer virtuellen Batterie an deren Lebensende mit der gleichen Temperatur, die die wiederaufladbare Temperatur zu dem ersten Zeitpunkt aufweist. Das Verfahren umfasst weiterhin die Schritte: Berechnen eines ersten Verschlechterungskoeffizienten (Db1) einer neuen Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) basierend auf dem ersten Verschlechterungswiderstand (Rb1) einer virtuellen neuen Batterie und dem ersten Verschlechterungswiderstand (Re1) einer virtuellen Batterie an deren Lebensende; Berechnen eines ersten Verschlechterungskoeffizienten (D1) basierend auf einem ersten Widerstandswert (R1) und dem ersten Verschlechterungswiderstand (Re1) der virtuellen Batterie an deren Lebensende; und Berechnen eines Verschlechterungswerts (α) basierend auf dem ersten Verschlechterungskoeffizienten (Db1) der neuen Batterie und dem ersten Verschlechterungskoeffizienten (D1). Das Verfahren umfasst weiterhin die Schritte: Berechnen eines zweiten Verschlechterungswiderstandes (Rb2) einer virtuellen neuen Batterie in einer virtuellen neuen Batterie mit der gleichen Temperatur, die die wiederaufladbare Temperatur zu dem zweiten Zeitpunkt (t2) aufweist; Berechnen eines zweiten Verschlechterungswiderstandes (Re2) einer virtuellen Batterie an deren Lebensende in einer virtuellen Battrie an deren Lebensende mit der gleichen Temperatur, die die wiederaufladbare Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt (t2) aufweist; und Berechnen eines zweiten Verschlechterungskoeffizienten (Db2) einer neuen Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt basierend auf dem zweiten Verschlechterungswiderstand (Rb2) der virtuellen neuen Batterie und dem zweiten Verschlechterungswiderstand (Re2) der virtuellen Batterie an deren Lebensende. Das Verfahren umfasst weiterhin die Schritte: Schätzen eines zweiten Verschlechterungskoeffizienten (D2) basierend auf dem zweiten Verschlechterungskoeffizienten (Db2) der neuen Batterie und dem Verschlechterungswert (α); Berechnen eines Widerstandes (R2) in der wiederaufladbaren Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt basierend auf dem zweiten Verschlechterungskoeffizienten (D2) und dem zweiten Verschlechterungswiderstand (Re2) der virtuellen Batterie an deren Lebensende; und Verwenden des Widerstandes (R2) als Steuerungsinformationen.
Gemäß dem einen Aspekt der vorliegenden Offenbarung erfasst der Detektor Verschlechterungsinformationen, die eine Verschlechterung der Batterie zu einem ersten Zeitpunkt angeben. Die Schätzeinheit schätzt dann einen charakteristischen Wert zu einem zweiten Zeitpunkt basierend auf den Verschlechterungsinformationen und der Temperatur der Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt. Folglich kann der charakteristische Wert zu dem zweiten Zeitpunkt gemäß einer Änderung einer Temperatur geschätzt werden.
Außerdem werden die Verschlechterungsinformationen basierend auf zwei Referenzwerten der vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Referenzwerte bestimmt. Folglich können die Verschlechterungsinformationen genauer einen Verschlechterungszustand der Batterie angeben als der Verschlechterungskoeffizient, der nur basierend auf einem Referenzwert (zum Beispiel ein charakteristischer Wert einer frischen Batterie, ein charakteristischer Wert der Batterie zu einem Zeitpunkt eines Endstadiums) definiert wird. Folglich, auch wenn eine Abweichung der Temperatur der Batterie zwischen dem ersten Zeitpunkt und dem zweiten Zeitpunkt groß ist, werden die Verschlechterungsinformationen durch die Temperatur nicht stark beeinträchtigt und können genauer einen Verschlechterungszustand zu jedem Erfassungszeitpunkt angeben. Als ein Ergebnis kann durch Schätzen des charakteristischen Werts der Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt basierend auf den Verschlechterungsinformationen eine Schätzgenauigkeit des charakteristischen Werts verbessert werden.
Figurenliste
Eine vollständigere Würdigung der vorliegenden Offenbarung und viele der begleitenden Vorteile der vorliegenden Offenbarung werden einfacher erhalten, wenn die vorliegende Offenbarung durch Bezugnahme auf die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden wird, wenn diese in Verbindung mit den anhängigen Zeichnungen betrachtet wird, in denen zeigen:

1 ein Schaltdiagramm, das schematisch eine Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung darstellt;
2 ein Blockdiagramm, das eine Batteriecharakteristikerfassung und -schätzung darstellt, die durch die Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung durchgeführt werden;
3A bis 3E Graphen, die gemeinsam die Batteriecharakteristikerfassung und -schätzung, die durch die Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung durchgeführt wird, darstellen;
4A und 4B Graphen, die jeweils eine Beziehung pro Verschlechterungswert oder Ähnlichem zwischen der Temperatur und einem Verschlechterungskoeffizienten einer Batterie darstellen;
5A bis 5F Graphen, die jeweils einen Übergang eines anwendbaren Werts darstellen;
6A bis 6C Graphen, die jeweils eine Batteriecharakteristikerfassung und -schätzung darstellen, die durch eine Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden;
7A bis 7C Graphen, die jeweils eine Batteriecharakteristikerfassung und -schätzung darstellen, die durch eine Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung durchgeführt werden; und
8A bis 8C Graphen, die jeweils eine Batteriecharakteristikerfassung und -schätzung darstellen, die durch eine Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Bezugnehmend nun auf die Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszeichen identische oder entsprechende Teile in den mehreren Ansichten von diesen bezeichnen, und auf 1 und anwendbare Zeichnungen wird ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
Zuerst sind in 1 eine Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung und deren Peripherie des ersten Ausführungsbeispiels durch ein Schaltdiagramm schematisch dargestellt. Wie dargestellt ist, sind in einem Fahrzeug eine Batterie 10, eine elektrische Drehmaschine 60 und eine Last 70 oder Ähnliches zusätzlich zu einer (nicht gezeigten) Maschine angebracht. Mit der Batterie 10 ist eine Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung 20 verbunden. Mit dem Motor ist ein Anlasserschalter 80 verbunden. Die Batterie 10 weist einen Innenwiderstand 13 auf. Ein Widerstandswert des Innenwiderstands 13 wird hierin als ein Widerstandswert R der Batterie 10 bezeichnet. Die Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung 20 umfasst eine Referenzwertbeschaffungseinheit 25, einen Detektor 31 und eine Schätzeinrichtung 32.
Obwohl die Batterie 10 in diesem Ausführungsbeispiel aus einer Lithium-Batterie besteht, kann irgendeine andere Art der Batterie eingesetzt werden. Die Last 70 umfasst verschiedene elektrische Geräte oder Ähnliches. Die Batterie 10 führt eine Leistung an die elektrische Drehmaschine 60 und die Last 70 zu. Im Gegensatz dazu wird die Batterie 10 durch die elektrische Drehmaschine 60 mit Leistung versorgt und mit Elektrizität geladen.
Nun werden hierin verwendete Ausdrücke zunächst beschrieben. Das heißt, ein Wert, der einen Verschlechterungszustand der Batterie 10 angibt, wird als ein Verschlechterungswert α bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Verschlechterungswert α den Verschlechterungsinformationen in der beanspruchten Erfindung. Ein Zeitpunkt, zu dem eine Batterie 10 brandneu ist, wird als ein Zeitpunkt tb einer neuen Batterie bzw. Neubatteriezeitpunkt tb bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Zeitpunkt tb einer neuen Batterie einem ersten Referenzzeitpunkt in der beanspruchten Erfindung. Weiterhin wird ein Zeitpunkt, zu dem eine vorgegebene Periode, wie etwa 10 Jahre usw., von dem Zeitpunkt tb einer neuen Batterie abgelaufen ist, als ein Endstadiumszeitpunkt te bzw. Zeitpunkt te eines Endstadiums bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Endstadiumszeitpunkt te einem zweiten Referenzzeitpunkt in der beanspruchten Erfindung.
Weiterhin wird ein gegebener Zeitpunkt, der nach dem Zeitpunkt tb einer neuen Batterie kommt, als ein erster Zeitpunkt t1 bezeichnet. Genauer ist in diesem Ausführungsbeispiel der erste Zeitpunkt t1 ein Zeitpunkt, wenn der Detektor 31 zuletzt den Verschlechterungswert α erfasst hat, bevor der Startschalter 80 abgeschaltet wird. Ein Zeitpunkt, der eine gegebene Zeit nach dem ersten Zeitpunkt t1 kommt, wird als ein zweiter Zeitpunkt t2 bezeichnet. Genauer ist in diesem Ausführungsbeispiel der zweite Zeitpunkt t2 ein Zeitpunkt, wenn der Startschalter 80 das erste Mal eingeschaltet wird, nachdem der Startschalter 80 nach dem ersten Zeitpunkt t1 ausgeschaltet wird.
Weiterhin wird eine Temperatur T der Batterie 10 zu dem ersten Zeitpunkt t1 als eine erste Temperatur T1 bezeichnet, eine Temperatur T der Batterie 10 zu dem zweiten Zeitpunkt t2 wird als eine zweite Temperatur T2 bezeichnet. Weiterhin wird ein Widerstandswert R der Batterie 10 zu dem ersten Zeitpunkt t1 als ein erster Widerstandswert R1 bezeichnet. Ein Widerstandswert R der Batterie 10 zu dem zweiten Zeitpunkt t2 wird als ein zweiter Widerstandswert R2 bezeichnet.
Weiterhin wird ein Widerstandswert R der Batterie 10 mit einer Verschlechterung, die äquivalent zu einer Batterie zu dem Zeitpunkt tb einer neuen Batterie ist, der gemäß der Temperatur T variiert, als ein Widerstandswert Rb einer neuen Batterie bezeichnet. Ein Widerstandswert Rb einer neuen Batterie bei der ersten Temperatur T1 wird als ein erster Widerstandswert Rb1 einer neuen Batterie bezeichnet. Ein Widerstandswert Rb einer neuen Batterie bei der zweiten Temperatur T2 wird als ein zweiter Widerstandswert Rb2 einer neuen Batterie bezeichnet.
Weiterhin wird ein Widerstandswert R der Batterie 10 mit einer Verschlechterung, die äquivalent zu einer Batterie zu dem Endstadiumszeitpunkt te ist, der gemäß der Temperatur T variiert, als ein Endstadiumswiderstandswert Re bezeichnet. Weiterhin wird ein Endstadiumswiderstandswert Re bei der ersten Temperatur T1 als ein erster Endstadiumswiderstandswert Re1 bezeichnet. Ein Endstadiumswiderstandswert Re bei der zweiten Temperatur T2 wird als ein zweiter Endstadiumswiderstandswert Re2 bezeichnet.
Weiterhin wird ein Verhältnis (d. h., R/Re) zwischen einem Widerstandswert R der Batterie 10 zu einem gegebenen Sollzeitpunkt und einem Endstadiumswiderstandswert Re der Batterie 10 bei einer Temperatur T zu dem gegebenen Zeitpunkt als ein Verschlechterungskoeffizient D bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Verschlechterungskoeffizient D einem charakteristischen Wert in der beanspruchten Erfindung. Weiterhin wird ein Verschlechterungskoeffizient D zu dem ersten Zeitpunkt t1 als ein erster Verschlechterungskoeffizient D1 bezeichnet. Ein Verschlechterungskoeffizient D zu dem zweiten Zeitpunkt t2 wird als ein zweiter Verschlechterungskoeffizient D2 bezeichnet.
Weiterhin wird ein Verschlechterungskoeffizient (D (d. h., R/Re)), der einer Batterie 10 mit einer Verschlechterung, die äquivalent zu einer Batterie zu dem Zeitpunkt tb einer neuen Batterie ist, die sich gemäß der Temperatur T ändert, zugewiesen ist, als ein Verschlechterungskoeffizient Db einer neuen Batterie bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Verschlechterungskoeffizient Db einer neuen Batterie einem ersten Referenzwert in der beanspruchten Erfindung. Weiterhin wird ein Verschlechterungskoeffizient Db einer neuen Batterie bei der ersten Temperatur T1 als ein erster Verschlechterungskoeffizient Db1 einer neuen Batterie bezeichnet. Ein Verschlechterungskoeffizient Db einer neuen Batterie bei der zweiten Temperatur T2 wird als ein zweiter Verschlechterungskoeffizient Db2 einer neuen Batterie bezeichnet.
Weiterhin wird ein Verschlechterungskoeffizient D, der einer Batterie 10 mit einer Verschlechterung, die äquivalent zu einer Batterie zu einem Endstadiumszeitpunkt te ist, zugewiesen ist, als ein Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De bzw. Verschlechterungskoeffizient De einer Batterie im Endstadium bezeichnet. In diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De einem zweiten Referenzwert in der beanspruchten Erfindung. Da der Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De durch einen Bruchaustruck Re/Re dargestellt wird, nimmt dieser unvermeidlich den Wert 1 an. Weiterhin wird ein Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De bei der ersten Temperatur T1 als ein erster Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De1 bezeichnet. Ein Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De bei der zweiten Temperatur T2 wird als ein zweiter Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De2 bezeichnet. Folglich, wie der erste Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De1, wird ebenso der zweite Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De2 unvermeidbar gleich 1.
Nun wird nachstehend eine beispielhafte Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung 20 detaillierter beschrieben. Das heißt, eine Referenzwertbeschaffungseinheit 25 ist umfasst und weist eine Übersicht auf, die eine Beziehung zwischen der Temperatur T einer Batterie 10 und einem Widerstandswert Rb einer neuen Batterie von dieser darstellt. Die Referenzwertbeschaffungseinheit 25 besitzt ebenso eine andere Übersicht, die eine Beziehung zwischen der Temperatur T der Batterie 10 und einem Endstadiumswiderstandswert Re von dieser darstellt. Jede dieser Übersichten wird im Voraus basierend auf einem Experiment oder einer Spezifikation der Batterie 10 und Ähnlichem beschafft. Von diesen Übersichten kann die Referenzwertbeschaffungseinheit 25 einen Widerstandswert Rb einer neuen Batterie und einen Endstadiumswiderstandswert Re entsprechend der Temperatur T zu einem Sollzeitpunkt (d. h. Erfassungszeitpunkt) nach Bedarf ermitteln. Weiterhin kann die Referenzwertbeschaffungseinheit 25 einen Verschlechterungskoeffizienten Db einer neuen Batterie (d. h. Rb/Re) basierend auf diesem Widerstandswert Rb einer neuen Batterie und dem Endstadiumswiderstandswert Re beschaffen. Dann stellt die Referenzwertbeschaffungseinheit 25 solch einen numerischen Wert, der beschafft wird, an den Detektor 31 bereit.
Nachfolgend berechnet und erfasst der Detektor 31 einen Verschlechterungswert α basierend auf dem ersten Verschlechterungskoeffizienten D1, dem ersten Verschlechterungskoeffizienten Db1 einer neuen Batterie und dem ersten Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De1. Die Schätzeinrichtung 32 schätzt dann einen zweiten Verschlechterungskoeffizienten D2 basierend auf dem Verschlechterungswert α, einem zweiten Verschlechterungskoeffizienten Db2 einer neuen Batterie und einem zweiten Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De2.
Nun wird ein beispielhafter Erfassungs- und Schätzprozess oder Ähnliches, der durch die Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung 20 durchgeführt wird, detaillierter mit Bezug auf ein Blockdiagramm von 2 beschrieben. Zuerst berechnet im Schritt S101 der Detektor 31 einen ersten Widerstandswert R1 der Batterie 10 basierend auf einem Spannungswert und einem Stromwert, die von dieser zu einem ersten Zeitpunkt t1 erhalten werden. Ebenso berechnet die Referenzwertbeschaffungseinheit 25 einen ersten Widerstandswert Rb1 einer neuen Batterie, einen ersten Endstadiumswiderstandswert Re1 und einen ersten Verschlechterungskoeffizienten Db1 einer neuen Batterie (d. h. Rb1/Re1) basierend auf einer ersten Temperatur T1 (in Schritt S102).
Nachfolgend berechnet der Detektor 31 einen ersten Verschlechterungskoeffizienten D1 (d. h. R1/Re1) basierend auf dem ersten Widerstandswert R1 und dem ersten Endstadiumswiderstandswert Re1 (in Schritt S103). Nachfolgend berechnet der Detektor 31 in Schritt S104 einen Verschlechterungswert α basierend auf dem ersten Verschlechterungskoeffizienten D1, dem ersten Verschlechterungskoeffizienten Db1 einer neuen Batterie und einem ersten Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De1 (d. h. dem Wert 1), was nachstehend detaillierter beschrieben wird.
Nachfolgend berechnet die Referenzwertbeschaffungseinheit 25 in Schritt S105 einen zweiten Widerstandswert Rb2 einer neuen Batterie, einen zweiten Endstadiumswiderstandswert Re2 und einen zweiten Verschlechterungskoeffizienten Db2 einer neuen Batterie (d. h. Rb2/Re2) basierend auf der zweiten Temperatur T2. Nachfolgend schätzt die Schätzeinrichtung 32 in Schritt S106 einen zweiten Verschlechterungskoeffizienten D2 basierend auf dem Verschlechterungswert α, einem zweiten Verschlechterungskoeffizienten Db2 einer neuen Batterie und einem zweiten Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De2 (d. h. dem Wert 1), was später detaillierter beschrieben wird. Nachfolgend berechnet die Schätzeinrichtung 32 in Schritt S107 einen zweiten Widerstandswert R2 basierend auf dem zweiten Verschlechterungskoeffizienten D2 (d. h. R2/Re2) und dem zweiten Endstadiumswiderstandswert Re2.
Dann werden in Schritt S108 der zweite Widerstandswert R2, wie berechnet, und der Verschlechterungswert α, der in dem Berechnungsprozess berechnet wird, verwendet. Speziell zum Beispiel werden Informationen, die von der Batterie 10 an die elektrische Drehmaschine 60 ausgegeben werden, basierend auf dem zweiten Widerstandswert R2 erhalten. Weiterhin werden ebenso Informationen, die an jede der anderen Lasten 70 ausgegeben werden, ebenso basierend auf dem zweiten Widerstandswert R2 erhalten, zum Beispiel. Weiterhin werden ebenso Informationen über eine Lebensdauer oder Ähnliches der Batterie 10 basierend auf dem Verschlechterungswert α erhalten.
3A bis 3E sind Graphen, die gemeinsam eine Beziehung zwischen der Temperatur T der Batterie 10 und dem Verschlechterungskoeffizienten D darstellen. Wenn eine Rate einer Änderung des Widerstandswerts Rb der neuen Batterie zu der Temperatur T von der des Endstadiumswiderstandswerts Re zu der Temperatur T verschieden ist, ist der Verschlechterungskoeffizient Db einer neuen Batterie (d. h. Rb/Re) nicht konstant und variiert gemäß der Temperatur T. Folglich ist in diesem Ausführungsbeispiel in einem Bereich, der niedriger als eine gegebene Temperatur Tx ist, die in 3A gezeigt ist, der Verschlechterungskoeffizient Db der neuen Batterie nicht konstant und variiert gemäß der Temperatur T. Im Gegensatz dazu, da der Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De (d. h. Re/Re) immer der Wert 1 ist (d. h. Re/Re), ändert sich der Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De nicht gemäß der Temperatur T.
Folglich sind in dem Bereich, der niedriger als der gegebene Temperaturbereich Tx ist, eine Linie des Verschlechterungskoeffizienten Db der neuen Batterie und die des Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De nicht parallel. In solch einer Situation, auch wenn der Verschlechterungswert α nur basierend auf entweder dem Verschlechterungskoeffizienten Db der neuen Batterie oder dem Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De berechnet wird, kann ein Verschlechterungszustand nicht korrekt geschätzt werden. Dann, angesichts dessen, wird ein Verschlechterungswert α basierend auf sowohl dem Verschlechterungskoeffizienten Db einer neuen Batterie als auch dem Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De gesucht und der zweite Widerstandswert R2 wird basierend auf dem Verschlechterungswert α geschätzt.
Nun wird mit Bezug auf 3A bis 3C zunächst die vorstehend beschriebene Berechnung des Verschlechterungswerts α, die in Schritt S104 ausgeführt wird, detaillierter beschrieben. Zuerst wird, wie in 3A gezeigt ist, auf einem Graph, der eine Beziehung zwischen einem Verschlechterungskoeffizienten D und der Temperatur T darstellt, ein Punkt, der einen Zustand der Batterie 10 zu einem Zeitpunkt t1 angibt, gezeichnet. Das heißt, ein erster Punkt P1 (Koordinatenpunkte: T1, D1), der eine erste Temperatur T1 und einen ersten Verschlechterungskoeffizienten D1 angibt, wird gezeichnet.
Nachfolgend, wie in 3B gezeigt ist, wird ein Punkt, der einen Verschlechterungskoeffizienten Db bei der ersten Temperatur T1 angibt, gezeichnet. Das heißt, ein erster Neubatteriepunkt Pb1 bzw. ein erster Punkt Pb1 einer neuen Batterie (Koordinatenpunkte: T1, Db1), der die erste Temperatur T1 und einen ersten Verschlechterungskoeffizienten Db1 einer neuen Batterie angibt, wird gezeichnet. Nachfolgend wird ein Punkt, der einen Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De bei der ersten Temperatur T1 angibt, gezeichnet. Das heißt, ein erster Endstadiumspunkt Pe1 (Koordinatenpunkte: T1, 1), der die erste Temperatur T1 und einen ersten Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De1 (d. h. den Wert 1) angibt, wird gezeichnet.
Nachfolgend, wie in 3C gezeigt ist, um einen relativen Wert (d. h. D1 - Db1) zu berechnen und einen Verschlechterungswert α zu erhalten, wird die nachstehend beschriebene Formel berechnet, wobei eine Differenz zwischen dem ersten Endstadiumspunkt Pe1 und dem ersten Neubatteriepunkt Pb1 (d. h., 1 - Db1) als eine Einheitsdifferenz vorausgesetzt wird (d. h., der Wert 1, wie durch einen Pfeil in jeder von 3C und 3E dargestellt ist). $α= (D 1 - Db 1) / (1 - Db 1)$
Nun wird eine Schätzung eines zweiten Verschlechterungskoeffizienten D2, die in Schritt S106 ausgeführt wird, mit Bezug auf 3D und 3E beschrieben. Speziell, wie in 3D gezeigt ist, wird ein Punkt, der einen Verschlechterungskoeffizienten Db einer neuen Batterie bei einer zweiten Temperatur T2 angibt, gezeichnet. Das heißt, ein zweiter Neubatteriepunkt Pb2 (Koordinatenpunkte: T2, Db2), der die zweite Temperatur T2 und einen zweiten Verschlechterungskoeffizienten Db2 einer neuen Batterie angibt, wird gezeichnet. Nachfolgend wird ein Punkt, der einen Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De bei der zweiten Temperatur T2 angibt, gezeichnet. Das heißt, ein zweiter Endstadiumspunkt Pe2 (Koordinatenpunkte: T2, 1), der die zweite Temperatur T2 und einen zweiten Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De2 (d. h. den Wert 1) angibt, wird gezeichnet.
Nachfolgend, wie in 3E gezeigt ist, um einen zweiten Punkt P2 (Koordinatenpunkte: T2, D2) zu identifizieren und zu schätzen und dadurch einen zweiten Verschlechterungskoeffizienten D2 bei einer zweiten Temperatur T2 zu schätzen, wird solch ein neuer Punkt berechnet. Das heißt, zunächst wird eine Differenz entlang der D-Achse zwischen dem zweiten Endstadiumspunkt Pe2 und dem zweiten Neubatteriepunkt Pb2 (d. h., (1 - Db2)) mit dem Verschlechterungswert α multipliziert. Dann wird das Ergebnis der Berechnung (d. h., α × (1 - Db2)) zu einer Koordinate des Verschlechterungskoeffizienten Db2 des zweiten Neubatteriepunkts Pb2 (Koordinatenpunkte: T2, Db2) addiert, um den neuen Punkt zu erhalten.
Weiterhin ist 4A ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Verschlechterungskoeffizienten D und einer Temperatur T pro Verschlechterungswert α darstellt. 4B ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Verschlechterungskoeffizienten D und einer Temperatur T pro Verschlechterung, die einem Jahr Y entspricht, darstellt. Die Verschlechterung, die einem Jahr Y entspricht, gibt ein Verschlechterungslevel der Batterie 10 pro Jahr an. Wie gezeigt ist, ist die Beziehung zwischen dem Verschlechterungskoeffizienten D und der Temperatur T, wenn der Verschlechterungswert α konstant ist, ähnlich zu der Beziehung zwischen dem Verschlechterungskoeffizienten D und der Temperatur T, wenn die Verschlechterung, die dem Jahr Y entspricht, konstant ist. Folglich kann die Verschlechterung, die dem Jahr Y entspricht, basierend auf dem Verschlechterungswert α berechnet werden.
5A bis 5F sind Graphen, die gemeinsam einen Übergang von verschiedenen Werten darstellen, wenn der Verschlechterungswert α zu dem ersten Zeitpunkt t1 erfasst wird und der zweite Widerstandswert R2 zu dem zweiten Zeitpunkt t2 geschätzt wird, wie vorstehend beschrieben. Speziell ist 5A ein Graph, der einen Übergang von AN-Zuständen und AUS-Zuständen des Startschalters 80 darstellt. Nachstehend wird ein Einschalten des Startschalters 80 einfach als Start-AN bezeichnet, während ein Abschalten des Startschalters 80 einfach als Start-AUS bezeichnet wird. 5B ist ein Graph, der einen Übergang einer Temperatur T der Batterie 10 darstellt. 5C ist ein Graph, der einen Messzeitpunkt zum Messen eines Widerstandswerts R darstellt. 5D ist ein Graph, der einen Übergang des Widerstandswerts R der Batterie 10 angibt. 5E ist ein Graph, der einen Übergang eines Verschlechterungskoeffizienten D darstellt. 5F ist ein Graph, der einen Übergang eines Verschlechterungswerts α darstellt.
Wie in 5C gezeigt ist, wird der erste Widerstandswert R1 zu dem ersten Zeitpunkt t1 während einer Start-AN-Periode gemessen, die in 5A gezeigt ist. Folglich, wie entsprechend in 5D bis 5F gezeigt ist, werden der erste Widerstandswert R1, der erste Verschlechterungskoeffizient D1 und der Verschlechterungswert α zu dem Zeitpunkt erfasst. Nachfolgend, wie in 5A gezeigt ist, wird ein Start-AUS-Zustand zu einem gegebenen Start-AUS-Zeitpunkt ti, der später als der erste Zeitpunkt t1 ist, hergestellt.
Weiterhin, wenn sich die Temperatur T der Batterie 10 nach dem Start-AUS-Zeitpunkt ti ändert, wie in 5B gezeigt ist, ändert sich ein tatsächlicher Widerstandswert R, wie durch eine gestrichelte Linie in 5D gezeigt ist, und ändert sich ebenso leicht ein tatsächlicher Verschlechterungskoeffizient D. Im Gegensatz dazu, wie durch eine gestrichelte Linie in 5F gezeigt ist, ändert sich der Verschlechterungswert α kaum.
Nachfolgend, wenn der Start-AN-Zustand zu dem zweiten Zeitpunkt t2, der später als der Start-AUS-Zeitpunkt ti ist, wie in 5A gezeigt ist, hergestellt ist, wird ein zweiter Verschlechterungskoeffizient D2 basierend auf dem Verschlechterungswert α, wie gespeichert, geschätzt, und wird ein zweiter Widerstandswert R2 basierend auf dem zweiten Verschlechterungskoeffizienten D2, wie geschätzt, berechnet, wie in 5D bis 5F entsprechend gezeigt ist.
Im Gegensatz dazu wird in einem Vergleichsbeispiel der erste Verschlechterungskoeffizient D1 anstelle des Verschlechterungswerts α gespeichert, und wird ein Widerstandswert R zu dem zweiten Zeitpunkt t2 basierend auf dem ersten Verschlechterungskoeffizienten D1 geschätzt. In solch einer Situation, da der erste Verschlechterungskoeffizient D1 von einem Verschlechterungskoeffizienten D zu dem zweiten Zeitpunkt t2 verschieden ist, wird ein Widerstandswert R, der basierend auf dem ersten Verschlechterungskoeffizienten D1 berechnet wird, von einem tatsächlichen Widerstandswert R verschieden.
Nachfolgend, wie in 5C gezeigt ist, wird ein tatsächlicher Widerstandswert R zu einem Messzeitpunkt tj, der später als der zweite Zeitpunkt t2 ist, gemessen. Demenentsprechend, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wie in 5D und 5E gezeigt ist, können der Verschlechterungskoeffizient D und der Widerstandswert R, die näher zu diesen tatsächlichen Werten sind, zwischen dem zweiten Zeitpunkt t2 und dem tatsächlichen Messzeitpunkt tj geschätzt werden, im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel kann durch Schätzen des zweiten Widerstandswerts R2 der Widerstandswert R unmittelbar zu dem zweiten Zeitpunkt t2 erhalten werden, ohne auf die tatsächliche Messung von diesem zu dem Messzeitpunkt tj zu warten. Folglich kann zu dem zweiten Zeitpunkt t2 und danach die Batterie 10 unmittelbar verwendet werden und dementsprechend kann die Batterie 10 länger verwendet werden. Folglich kann die elektrische Drehmaschine 60 länger angetrieben werden und eine regenerative Leistungserzeugung durch die elektrische Drehmaschine 60 kann länger durchgeführt werden, wodurch eine Verbesserung einer elektrischen Leistungsaufnahme bzw. eines Leistungsverbrauchs ermöglicht wird.
Weiterhin werden gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Verschlechterungswert α und der zweite Widerstandswert R2 basierend auf dem Verschlechterungskoeffizienten D, wie vorstehend beschrieben, berechnet. Folglich, wenn ein Verschlechterungskoeffizient D in einer anderen Verwendung bestimmt wird, können der Verschlechterungswert α und der zweite Widerstandswert R2 basierend auf dem Verschlechterungskoeffizienten D, der in einer anderen Verwendung bestimmt wird, berechnet werden. Weiterhin, da der Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizient De (d. h., Re/Re) immer der Wert 1 ist, wenn der Verschlechterungskoeffizient D (d. h., R/Re) verwendet wird, muss die Referenzwertbeschaffungseinheit 25 den ersten Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De1 und den zweiten Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De2 nicht beschaffen, wodurch eine vereinfachte Berechnung ermöglicht wird. Weiterhin können durch Umwandeln der Verschlechterungsinformationen in den Verschlechterungswert α als ein numerischer Wert die Verschlechterungsinformationen vereinfacht werden. Des Weiteren, da eine Zeit, wenn der Detektor 31 einen Verschlechterungswert α letztendlich erfasst hat, bevor der Startschalter 80 ausgeschaltet wird, betrachtet wird und als der erste Zeitpunkt t1 verwendet wird, kann der Widerstandswert R zu dem zweiten Zeitpunkt t2 basierend auf dem letzten Verschlechterungswert α so spät wie möglich geschätzt werden.
Nun wird nachstehend ein zweites Ausführungsbeispiel hauptsächlich basierend auf einem Unterschied von dem ersten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 6A bis 6C beschrieben. Speziell wird in diesem Ausführungsbeispiel eine konstante Verschlechterungslinie bzw. Konstantverschlechterungslinie β anstelle des Verschlechterungswerts α gesucht. Somit entspricht in diesem Ausführungsbeispiel die Konstantverschlechterungslinie β den Verschlechterungsinformationen in der beanspruchten Erfindung.
Speziell sind 6A bis 6C Graphen, die gemeinsam eine Beziehung zwischen einer Temperatur T einer Batterie 10 und einem Verschlechterungskoeffizienten D darstellen. Eine Erfassung der Konstantverschlechterungslinie β und eine Schätzung eines zweiten Verschlechterungskoeffizienten D2 werden durchgeführt, wie nachstehend beschrieben ist. Zuerst wird, wie in 6A gezeigt ist, ein erster Punkt P1 (Koordinatenpunkte: T1, D1) gezeichnet.
Dann, wie in 6B gezeigt ist, wird eine Konstantverschlechterungslinie β, die durch den ersten Punkt P1 verläuft, berechnet. Die Konstantverschlechterungslinie β ist eine Linie, die eine Beziehung zwischen einem Verschlechterungskoeffizienten D und einer Temperatur T der Batterie 10 in einem gegebenen Verschlechterungszustand der Batterie 10 angibt. Die Konstantverschlechterungslinie β wird basierend auf dem Verschlechterungskoeffizienten Db einer neuen Batterie und dem Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De bestimmt. Folglich wird die Konstantverschlechterungslinie β gezeichnet und erstreckt sich entlang einer Durchschnittslinie, die sich zwischen einer Linie, die den Verschlechterungskoeffizienten Db einer neuen Batterie angibt, und der, die den Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De (d. h. 1) angibt, erstreckt. Speziell kann die Konstantverschlechterungslinie β eine Ansammlung von Punkten mit den gleichen Verschlechterungswerten α sein, auf die in dem ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird, zum Beispiel.
In der Zeichnung gibt ein Vergleichsbeispiel, das durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, eine Konstantverschlechterungslinie β an, auf der der Verschlechterungskoeffizient D (d. h., R/Re) konstant ist. Das heißt, die Konstantverschlechterungslinie β wird basierend auf dem Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De (d. h. Re/Re = 1) und nicht basierend auf dem Verschlechterungskoeffizienten Db der neuen Batterie (d. h. Rb/Re) gezeichnet. Folglich, wie in der Zeichnung gezeigt ist, erstreckt sich in diesem Vergleichsbeispiel die Konstantverschlechterungslinie β entlang der Linie, die den Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De (d. h., 1) angibt. Jedoch erstreckt sich die Konstantverschlechterungslinie β nicht entlang der Durchschnittslinie, die zwischen der Linie, die den Verschlechterungskoeffizienten Db einer neuen Batterie angibt, und der, die den Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De (d. h. 1) angibt, was von diesem Ausführungsbeispiel verschieden ist.
Dann, wie in 6C gezeigt ist, wird ein Schnittpunkt einer zweiten Temperatur T2 und der Konstantverschlechterungslinie β als ein zweiter Punkt P2 berechnet (Koordinatenpunkte: T2, D2).
Folglich kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel der zweite Verschlechterungskoeffizient D2 direkt von der Konstantverschlechterungslinie β und der zweiten Temperatur T2 nur durch Suchen der Konstantverschlechterungslinie β ohne Berechnen des ersten Neubatteriepunkts Pb1, des ersten Endstadiumspunkts Pe1, des zweiten Neubatteriepunkts Pb2 und des zweiten Endstadiumspunkts Pe2 geschätzt werden.
Nun wird ein drittes Ausführungsbeispiel nachstehend hauptsächlich basierend auf einem Unterschied von dem zweiten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 7A bis 7C beschrieben. Speziell wird in diesem Ausführungsbeispiel der zweite Widerstandswert R2 direkt von dem ersten Widerstandswert R1 geschätzt, ohne den ersten Verschlechterungskoeffizienten D1 oder den zweiten Verschlechterungskoeffizienten D2 zu finden. Das heißt, der zweite Widerstandswert R2 wird von dem ersten Widerstandswert R1 unter Verwendung einer Konstantverschlechterungslinie γ, die von der Konstantverschlechterungslinie β verschieden ist, geschätzt.
Folglich entspricht in diesem Ausführungsbeispiel nicht der Verschlechterungskoeffizient D (d. h. R/Re), sondern ein Widerstandswert R selbst einem charakteristischen Wert in der beanspruchten Erfindung. Weiterhin entspricht die Konstantverschlechterungslinie γ den Verschlechterungsinformationen in der beanspruchten Erfindung, wie nachstehend beschrieben.
Das heißt, 7A bis 7C sind Graphen, die eine Beziehung zwischen der Temperatur T der Batterie 10 und einem Widerstandswert R von dieser darstellen. Eine Erfassung der Konstantverschlechterungslinie γ und eine Schätzung des zweiten Widerstandswerts R2 werden wie nachstehend beschrieben durchgeführt. Zuerst, wie 7A gezeigt ist, wird ein erster Punkt P1 (Koordinatenpunkte: T1, R1) gezeichnet.
Nachfolgend, wie in 7B gezeigt ist, wird eine Konstantverschlechterungslinie γ, die durch den ersten Punkt P1 verläuft, berechnet. Die Konstantverschlechterungslinie γ ist hier eine Linie, die eine Beziehung zwischen dem Widerstandswert R und der Temperatur T der Batterie 10 in dem gleichen Verschlechterungszustand angibt. Die Konstantverschlechterungslinie γ wird basierend auf dem Widerstandswert Rb einer neuen Batterie und dem Endstadiumswiderstandswert Re bestimmt. Folglich wird die Konstantverschlechterungslinie γ entlang einer Durchschnittslinie gezeichnet, die sich zwischen einer Linie, die den Widerstandswert Rb einer neuen Batterie angibt, und einer Linie, die den Endstadiumswiderstandswert Re angibt, erstreckt.
Weiterhin ist ein Vergleichsbeispiel, das in der Zeichnung durch eine gestrichelte Linie gezeigt ist, eine Konstantverschlechterungslinie γ, die durch Ansammeln von Punkten gezeichnet wird, an denen der Verschlechterungskoeffizient D (d. h. R/Re) der gleiche ist. Speziell ist die Vergleichsbeispiellinie eine Konstantverschlechterungslinie γ, die nicht basierend auf dem Widerstandswert Rb einer neuen Batterie gezeichnet wird, sondern basierend auf dem Endstadiumswiderstandswert Re. Folglich erstreckt sich in diesem Vergleichsbeispiel die Konstantverschlechterungslinie γ entlang der Linie, die den Endstadiumswiderstandswert Re angibt. Jedoch erstreckt sich die Konstantverschlechterungslinie γ des Vergleichsbeispiels nicht entlang einer Durchschnittslinie, die zwischen der Linie gezeichnet wird, die den Widerstandswert R einer neuen Batterie angibt, und der, die den Endstadiumswiderstandswert Re zu der gleichen Zeit angibt, was von diesem Ausführungsbeispiel verschieden ist.
Nachfolgend, wie in 7C gezeigt ist, wird ein Schnittpunkt der zweiten Temperatur T2 und der Konstantverschlechterungslinie γ als ein zweiter Punkt P2 (Koordinatenpunkte: T2, R2) berechnet.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, auch wenn der erste Verschlechterungskoeffizient D1 (d. h., R1/Re1) und der zweite Verschlechterungskoeffizient D2 (d. h., R2/Re2) berechnet werden, kann der zweite Widerstandswert R2 direkt von dem ersten Widerstandswert R1 geschätzt werden.
Nun wird ein viertes Ausführungsbeispiel nachstehend basierend auf einem Unterschied von dem zweiten Ausführungsbeispiel mit Bezug auf 8A bis 8C beschrieben.
Das heißt, 8A bis 8C sind Graphen, die eine Beziehung zwischen der Temperatur T und einem Widerstandswert R einer Batterie 10 angeben. In diesem Ausführungsbeispiel ändert sich eine Konstantverschlechterungslinie β schrittweise, wie gezeigt ist. Folglich kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Menge an Informationen auf der Konstantverschlechterungslinie β reduziert werden, wodurch ein vereinfachter Prozess ermöglicht wird.
Nachstehend werden Modifikationen der vorstehend beschriebenen verschiedenen Ausführungsbeispiele beschrieben. Die Maschine kann mit verschiedenen Betriebsverwendungsleistungseinrichtungen ersetzt werden, wie etwa ein Motor oder ein Hybrid einer Maschine und eines Motors usw. Weiterhin kann anstelle eines Zeitpunkts tb einer neuen Batterie, ein Verschlechterungszeitpunkt, der einem Jahr entspricht, verwendet werden. Ebenso kann anstelle des Endstadiumszeitpunkts te ein Verschlechterungszeitpunkt entsprechend fünf Jahren verwendet werden.
Weiterhin kann in jedem des ersten, des zweiten und des vierten Ausführungsbeispiels als der Verschlechterungskoeffizient D anstelle des Verhältnisses (R/Re) zwischen dem Endstadiumswiderstandswert Re und dem Widerstandswert R zu dem gegebenen Zeitpunkt ein Verhältnis (d. h. R/Rb) zwischen dem Widerstandswert Rb einer neuen Batterie und dem Widerstandswert R der gegebenen Zeit verwendet werden. In solch einer Situation ist anstelle des Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De der Verschlechterungskoeffizient Db einer neuen Batterie immer der Wert 1.
Weiterhin, ähnlich zu dem dritten Ausführungsbeispiel, das basierend auf dem zweiten Ausführungsbeispiel durch Ersetzen des Verschlechterungskoeffizienten D mit dem Widerstandswert R als der charakteristische Wert verwirklicht wird, kann eine andere Modifikation basierend auf einem des ersten und vierten Ausführungsbeispiels durch Ersetzen des Verschlechterungskoeffizienten D mit dem Widerstandswert R als der charakteristische Wert verwirklicht werden. Folglich, in der neuen Modifikation, die basierend auf einem des ersten und vierten Ausführungsbeispiels verwirklicht wird, kann der zweite Widerstandswert R2 direkt von dem ersten Widerstandswert R1 geschätzt werden, ohne den ersten Verschlechterungskoeffizienten D1 (d. h. R1/Re1) und den zweiten Verschlechterungskoeffizienten D2 (d. h. R2/Re2) zu berechnen, wie in dem dritten Ausführungsbeispiel.
Weiterhin kann anstelle des Berechnungszeitpunkts zur Berechnung des Verschlechterungswerts α und der Konstantverschlechterungslinien β und γ, die vor jedem Start-AUS-Zustand durchgeführt werden, zum Beispiel einmal im Monat oder einmal in einer gegebenen Periode und Ähnliches eingesetzt werden. Das heißt, eine chronologische Änderung des Verschlechterungszustandes ist üblicherweise moderat.
Weiterhin könnte eine Schätzung des zweiten Widerstandswerts R2 basierend auf dem Verschlechterungswert α und den Konstantverschlechterungslinien β und γ nur durchgeführt werden, wenn eine Differenz eines Temperaturgrades zwischen der ersten Temperatur T1 und der zweiten Temperatur T2 ein vorgegebenes Level oder mehr ist. Ansonsten, d. h., wenn die Differenz des Temperaturgrades zwischen diesen kleiner als das vorgegebene Level ist, wird entweder der erste Widerstandswert R1 übertragen und als der zweite Widerstandswert R2 verwendet oder wird der erste Verschlechterungskoeffizient D1 übertragen und als der zweite Verschlechterungskoeffizient D2 verwendet.
Weiterhin können ein Verhältnis einer Änderung in einem Verschlechterungskoeffizienten Db einer neuen Batterie relativ zu der Temperatur T und ein Verhältnis einer Änderung eines Endstadiumsbatterieverschlechterungskoeffizienten De relativ zu der Temperatur T gleich sein. Das heißt, die Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung 20 kann solch eine Situation, zusätzlich zu der Situation, in der diese Verhältnisse voneinander verschieden sind, vorteilhaft handhaben.
Weiterhin, wenn sich ein Widerstandswert R aufgrund einer Differenz in einem Ladezustand (d. h., SOC) der Batterie 10 oder in einer ähnlichen Situation nicht geringfügig ändert, kann ein zweiter Widerstandswert R2 zusätzlich gemäß dem SOC korrigiert werden.
Weiterhin kann eine Batteriekapazität anstelle des Widerstandswerts R verwendet werden. Das heißt, in jedem des ersten, zweiten und vierten Ausführungsbeispiels, kann anstelle des Bezeichnens des Verhältnisses (d. h. R/Re) zwischen dem Endstadiumswiderstandswert Re und dem Widerstandswert R zu dem gegebenen Zeitpunkt, ein Verhältnis zwischen einer Endstadiumsbatteriekapazität und einer Batteriekapazität zu einem gegebenen Zeitpunkt als der Verschlechterungskoeffizient D verwendet werden. Ähnlich kann in dem dritten Ausführungsbeispiel der Widerstandswert R mit der Batteriekapazität ersetzt werden.
Eine Batteriecharakteristikerfassungsvorrichtung umfasst einen Detektor (31), um Verschlechterungsinformationen zu erzeugen, die einen Verschlechterungszustand (α, β, γ) einer Batterie zu einem ersten Zeitpunkt (t1) darstellen. Die Verschlechterungsinformationen werden basierend auf einem ersten charakteristischen Wert (D1, R1) erzeugt, der einen tatsächlichen Verschlechterungszustand der Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellt, und ersten und zweiten Referenzwerten (Db, Rb), die virtuelle Bedingungen von ersten und zweiten virtuellen Batterien zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellen, die basierend auf einem Grad einer Temperatur (T1) zu dem ersten Zeitpunkt (t1) berechnet werden. Die erste virtuelle Batterie weist eine Verschlechterung auf, wie sie zu einem zweiten Referenzzeitpunkt (tb) vorliegt, der früher als der erste Zeitpunkt (t1) ist. Die zweite virtuelle Batterie weist eine Verschlechterung auf, wie sie zu einem zweiten Referenzzeitpunkt (te) vorliegt, welcher später als der erste Referenzzeitpunkt (tb) und der erste Zeitpunkt (t1) ist. Eine Schätzeinrichtung (32) schätzt einen zweiten charakteristischen Wert (D2, R2) der wiederaufladbaren Batterie, der möglicherweise einen Verschlechterungszustand der wiederaufladbaren Batterie zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) darstellt, basierend auf den Verschlechterungsinformationen und einem Grad der Temperatur (T2) der wiederaufladbaren Batterie zu dem Zeitpunkt (t2).
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2018148720 [0002]
JP 2018148720 A [0002]

Claims

Vorrichtung zum Erfassen einer Charakteristik einer wiederaufladbaren Batterie, mit: einem Detektor (31) zum Erzeugen von Verschlechterungsinformationen, die einen Verschlechterungszustand (α, β, γ) einer wiederaufladbaren Batterie zu einem ersten Zeitpunkt (t1) darstellen, wobei der Detektor die Verschlechterungsinformationen erzeugt, basierend auf: einem ersten charakteristischen Wert (D1, R1), der einen tatsächlichen Verschlechterungszustand der wiederaufladbaren Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellt, einem ersten Referenzwert (Db, Rb), der eine virtuelle Bedingung einer ersten virtuellen Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellt, wobei die erste virtuelle Batterie die gleiche Temperatur (T1) aufweist, die die wiederaufladbare Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) aufweist, wobei die erste virtuelle Batterie eine Verschlechterung einer Leistungsfähigkeit aufweist, wie sie zu einem ersten Referenzzeitpunkt (tb) vorliegt, der früher als der erste Zeitpunkt (t1) ist, und einem zweiten Referenzwert (De, Re), der eine virtuelle Bedingung einer zweiten virtuellen Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) darstellt, wobei die zweite virtuelle Batterie die gleiche Temperatur (T1) aufweist, die die wiederaufladbare Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) aufweist, wobei die zweite virtuelle Batterie eine Verschlechterung einer Leistungsfähigkeit aufweist, wie sie zu einem zweiten Referenzzeitpunkt (te) vorliegt, der später als sowohl der erste Referenzzeitpunkt (tb) als auch der erste Zeitpunkt (t1) ist, und einer Schätzeinrichtung (32), um einen charakteristischen Wert (D2, R2) der wiederaufladbaren Batterie zu schätzen, der möglicherweise einen Verschlechterungszustand der Batterie zu einem zweiten Zeitpunkt (t2) darstellt, basierend auf den Verschlechterungsinformationen, die durch den Detektor erzeugt werden, und einem Grad einer Temperatur (T2) der wiederaufladbaren Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt (t2), wobei der zweite Zeitpunkt (t2) später als der erste Zeitpunkt (t1) ist.
Vorrichtung zum Erfassen einer Charakteristik einer wiederaufladbaren Batterie gemäß Anspruch 1, wobei der erste Referenzzeitpunkt (tb) eine Zeit ist, zu der eine neue Batterie das erste Mal verwendet wird, wobei der zweite Referenzzeitpunkt (te) eine Zeit ist, wenn eine vorgegebene Zeitperiode nach dem ersten Referenzzeitpunkt abgelaufen ist und die wiederaufladbare Batterie zu ersetzen ist.
Vorrichtung zum Erfassen einer Charakteristik einer wiederaufladbaren Batterie gemäß Anspruch 1, wobei der charakteristische Wert basierend auf einem Innenwiderstandswert (R) der wiederaufladbaren Batterie bestimmt wird.
Vorrichtung zum Erfassen einer Charakteristik einer wiederaufladbaren Batterie gemäß einem der Ansprüche 1 und 3, wobei der charakteristische Wert ein Verhältnis (D) zwischen einem physikalischen Eigenschaftswert (R) der wiederaufladbaren Batterie, der tatsächlich zu einem des ersten und zweiten Zeitpunkts erfasst wird, und einem physikalischen Eigenschaftswert (Re) von einer der ersten und zweiten virtuellen Batterien, der zu einem entsprechenden des ersten und zweiten Zeitpunkts erfasst wird, ist.
Vorrichtung zum Erfassen einer Charakteristik einer wiederaufladbaren Batterie gemäß einem der Ansprüche 1 und 4, wobei die Verschlechterungsinformationen aus einem Verhältnis α zwischen einer Referenzdifferenz und einer Berechnungsdifferenz bestehen, wobei die Referenzdifferenz eine Differenz zwischen dem ersten Referenzwert (Db, Rb) der ersten virtuellen Batterie, der basierend auf der Temperatur zu dem ersten Zeitpunkt berechnet wird, und dem zweiten Referenzwert (De, Re) der zweiten virtuellen Batterie, der basierend auf der Temperatur zu dem ersten Zeitpunkt berechnet wird, ist, wobei die Berechnungsdifferenz eine Differenz zwischen dem charakteristischen Wert (D, R) der wiederaufladbaren Batterie, der tatsächlich zu dem ersten Zeitpunkt erfasst wird, und entweder dem ersten Referenzwert (Db, Rb) der ersten virtuellen Batterie, der basierend auf der Temperatur zu dem ersten Zeitpunkt berechnet wird, oder dem zweiten Referenzwert (De, Re) der zweiten virtuellen Batterie, der basierend auf der Temperatur zu dem ersten Zeitpunkt berechnet wird, ist.
Vorrichtung zum Erfassen einer Charakteristik einer wiederaufladbaren Batterie gemäß einem der Ansprüche 1 und 4, wobei die Verschlechterungsinformationen aus Informationen (β, γ) bestehen, die eine Beziehung zwischen dem charakteristischen Wert (R, D) und einer Temperatur (T1) der wiederaufladbaren Batterie in einem Verschlechterungszustand zu dem ersten Zeitpunkt angeben.
Vorrichtung zum Erfassen einer Charakteristik einer wiederaufladbaren Batterie gemäß einem der Ansprüche 1 und 6, wobei die wiederaufladbare Batterie eine Batterie ist, die an einem Fahrzeug angebracht ist, wobei der erste Zeitpunkt ein Zeitpunkt ist, wenn der Detektor die Verschlechterungsinformationen zum letzten Mal erfasst, bevor ein Startschalter (80), der in einer Leistungseinrichtung zum Fahren des Fahrzeugs umfasst ist, ausgeschaltet wird.
Vorrichtung zum Erfassen einer Charakteristik einer wiederaufladbaren Batterie gemäß einem der Ansprüche 1 und 7, wobei ein Verhältnis zwischen einer Änderung in einem ersten Referenzwert und einer Änderung in einer Temperatur und ein Verhältnis zwischen einer Änderung in einem zweiten Referenzwert und einer Änderung in einer Temperatur in einem gegebenen Temperaturerfassungsbereich voneinander verschieden sind.
Verfahren des Erfassens einer Charakteristik einer wiederaufladbaren Batterie, mit den Schritten: Berechnen eines ersten Widerstandswerts (R1) in der wiederaufladbaren Batterie zu einem ersten Zeitpunkt (t1); Berechnen eines ersten Verschlechterungswiderstands (Rb1) einer virtuellen neuen Batterie in einer virtuellen neuen Batterie, die die gleiche Temperatur aufweist, die die wiederaufladbare Temperatur zu dem ersten Zeitpunkt aufweist; Berechnen eines ersten Verschlechterungswiderstands (Re1) einer virtuellen Batterie an deren Lebensende in einer virtuellen Batterie an deren Lebensende, die die gleiche Temperatur aufweist, die die wiederaufladbare Batterie zu dem ersten Zeitpunkt aufweist; Berechnen eines ersten Verschlechterungskoeffizienten (Db1) einer neuen Batterie zu dem ersten Zeitpunkt (t1) basierend auf dem ersten Verschlechterungswiderstand (Rb1) der virtuellen neuen Batterie und dem ersten Verschlechterungswiderstand (Re1) der virtuellen Batterie an deren Lebensende; Berechnen eines ersten Verschlechterungskoeffizienten (D1) basierend auf einem ersten Widerstandswert (R1) und dem ersten Verschlechterungswiderstand (Re1) der virtuellen Batterie an deren Lebensende; Berechnen eines Verschlechterungswerts (α) basierend auf dem ersten Verschlechterungskoeffizienten (Db1) einer neuen Batterie und dem ersten Verschlechterungskoeffizienten (D1); Berechnen eines zweiten Verschlechterungswiderstands (Rb2) einer virtuellen neuen Batterie in einer virtuellen neuen Batterie, die die gleiche Temperatur aufweist, die die wiederaufladbare Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt (t2) aufweist; Berechnen eines zweiten Verschlechterungswiderstands (Re2) einer virtuellen Batterie an deren Lebensende in einer virtuellen Batterie an deren Lebensende, die die gleiche Temperatur aufweist, die die wiederaufladbare Temperatur zu dem zweiten Zeitpunkt (t2) aufweist; Berechnen eines zweiten Verschlechterungskoeffizienten (Db2) einer neuen Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt basierend auf dem zweiten Verschlechterungswiderstand (Rb2) der virtuellen neuen Batterie und dem zweiten Verschlechterungswiderstand (Re2) der virtuellen Batterie an deren Lebensende; Schätzen eines zweiten Verschlechterungskoeffizienten (D2) basierend auf dem zweitenVerschlechterungskoeffizienten (Db2) der neuen Batterie und dem Verschlechterungswert (α); Berechnen eines Widerstands (R2) in der wiederaufladbaren Batterie zu dem zweiten Zeitpunkt basierend auf dem zweiten Verschlechterungskoeffizienten (D2) und dem zweiten Verschlechterungswiderstand (Re2) einer virtuellen Batterie an deren Lebensende; und Verwenden des Widerstands (R2) als Steuerungsinformationen.