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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Batterie-Lernsystem, insbesondere ein Batterie-Lernsystem zum Lernen eines tatsächlich bzw. gegenwärtig gemessenen Kennwertes, um dadurch eine Ausgabecharakteristik einer Batterie, welche durch eine elektrochemische Reaktion arbeitet bzw. betrieben wird, sequenziell bzw. schrittweise zu aktualisieren.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Um zum Beispiel einen Betriebspunkt zu bestimmen, der zum Steuern der Brennstoffbatterie verwendet wird, wird ein Strom-Spannungsdiagramm bzw. eine Strom-Spannung-Charakteristik oder ein Strom-Leistungsdiagramm bzw. eine Strom-Leistung-Charakteristik als ein Ausgabediagramm bzw. eine Ausgabecharakteristik einer Brennstoffbatterie verwendet. Ersteres ist ein sogenanntes I-V-Diagramm bzw. eine I-V-Charakteristik, während letzteres ein sogenanntes I-P-Diagramm bzw. eine I-P-Charakteristik ist. Die Ausgabecharakteristik der Brennstoffbatterie, welche abhängig von Arbeitsbedingungen bzw. Arbeitszuständen der Brennstoffbatterie variieren kann, wird aktualisiert, während sie durch tatsächliches bzw. gegenwärtiges Messen von Zeit zu Zeit einen Lernprozess durchführt.
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Zum Beispiel beschreibt
JP 2007-48628 A1 einen Lernprozess, der anhand einer I-V-Charakteristik durchgeführt wird, die in einer Leistungsquellensteuerverarbeitung bzw. einem Leistungsquellensteuerverfahrensablauf einer Brennstoffbatterie verwendet wird, um die I-V-Charakteristik gemäß einem Betriebszustand der Brennstoffbatterie zu kompensieren. In dieser Offenlegungsschrift wird bestimmt, ob sich ein Brennstoffbatteriesystem in einem stationären bzw. stabilen Betrieb befindet oder nicht. Anschließend wird der Leistungsquellensteuerverfahrensablauf basierend auf einer gegenwärtig gespeicherten I-V-Charakteristik durchgeführt, da eine Aktualisierung der I-V-Charakteristik als nicht anwendbar betrachtet wird, während sich das Brennstoffbatteriesystem nicht im stabilen Betrieb befindet. Wenn hingegen festgelegt bzw. bestimmt wird, dass sich das Brennstoffbatteriesystem im stabilen Betrieb zu befinden hat, schreitet der Prozess zum Prozessschritt des Aktualisierens der I-V-Charakteristik voran.
JP 2007-48628 A1 offenbart weiter, dass im Verfahrensablauf zum Aktualisieren der I-V-Charakteristik festgelegt bzw. bestimmt wird, ob eine Stromwertausgabe von der Brennstoffbatterie zum gegenwärtigen Zeitpunkt mit einem Wert übereinstimmt, der für jeden vorbestimmten Schritt definiert ist, der im Voraus eingestellt ist, oder nicht. Wenn keine Übereinstimmung bestimmt wird, wird der Leistungsquellensteuerverfahrensablauf basierend auf der gegenwärtig gespeicherten I-V-Charakteristik durchgeführt, und wenn eine Übereinstimmung bestimmt wird, wird die I-V-Charakteristik basierend auf einem tatsächlichen bzw. gegenwärtigen Spannungswert von einem Spannungssensor aktualisiert.
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Zudem ist eine zweite Ausführungsform beschrieben, in der eine Einrichtung zum Berechnen einer Wechselstromimpedanz der Brennstoffbatterie vorgesehen ist, um eine theoretische I-V-Charakteristik zu erhalten, in welcher ein Spannungsabfall aufgrund eines Innenwiderstandes entsprechend der Wechselstromimpedanz entfernt bzw. behoben wird. Auch bezüglich der theoretischen I-V-Charakteristik wird beschrieben, dass eine Aktualisierung der theoretischen I-V-Charakteristik während des stabilen Betriebs durchgeführt wird, wenn der Stromwert mit dem Wert, der für jeden vorbestimmten Wert definiert ist, übereinstimmt.
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EP 0 987 555 B1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen von Zustandsgrößen einer Batterie. Eine Reihe von theoretischen Daten wird mit einer Reihe von gemessenen Daten verglichen. Basierend auf den Unterschieden zwischen den theoretischen Daten und den gemessenen Daten kann der Alterungszustand der Batterie bestimmt werden.
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DE 199 36 542 C2 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung des Alterungszustands einer Batterie durch Messen der Elektrodenkapazität.
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US 7 202 632 B2 beschreibt ein Batterie-Lernsystem, das die Impedanz lernt, um die Ladekapazität zu bestimmen.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind Gemäß
JP 2007-48628 A1 ist es möglich, eine I-V-Charakteristikkurve bzw. I-V-Kennlinie, welche eine Ausgabekennlinie ist, unter Verwendung des elektrischen Stromwertes und des Spannungswertes als Charakteristikwerte bzw. Kennwerte, zum gegenwärtigen Zeitpunkt der Brennstoffbatterie zu lernen, wobei es auch möglich ist, die theoretische I-V-Charakteristik unter Verwendung der Impedanzmessung zu lernen.
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Allerdings wird nicht immer ein wahrer bzw. korrekter Wert für den Impedanzwert erhalten, obwohl die Messung eines tatsächlichen bzw. gegenwärtigen Stromwertes und eines tatsächlichen bzw. gegenwärtigen Spannungswertes möglich ist. Genauer gesagt, stellt der Impedanzwert, welcher basierend auf einem elektrischen Stromwert und einem Spannungswert berechnet wird, nicht unbedingt eine korrekte Impedanz abhängig von dem elektrischen Stromwert oder dem Spannungswert dar. Zum Beispiel könnte ein Fall eintreten, in dem die Impedanz scheinbar unendlich wird und sich vom gegenwärtigen Impedanzwert unterscheidet, wenn ein elektrischer Stromwert 0 ist.
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Wenn der Ausgabecharakteristikwert bzw. Ausgabekennwert aktualisiert ist, wird trotz der Tatsache, dass die gegenwärtige Impedanz nicht erhalten wird, unter Verwendung der theoretischen I-V-Charakteristik-Kurve bzw. I-V-Kennlinie, die basierend auf dem scheinbaren bzw. ersichtlichen Impedanzwert bestimmt wird, eine ungeeignete bzw. falsche Aktualisierung durchgeführt, welche zu einer Verminderung der Genauigkeit der Ausgabekennlinie führt.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Batterie-Lernsystem vorzusehen, das in der Lage ist, eine genauere Ausgabekennlinie zu erhalten.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Batterie-Lernsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
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Mittel zum Lösen des Problems
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In einem Batterie-Lernsystem gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Ausgabewert eines aktuellen elektrischen Stroms und einer aktuellen elektrischen Spannung an in einem Kennpunkt, der im Voraus eingestellt wird, als ein solches Werteppar umfassender Kennwert für eine Strom-Spannung-Charakteristik einer Batterie verwendet, die durch eine elektrochemische Reaktion arbeitet bzw. betrieben wird, wobei die Strom-Spannung-Charakteristik als eine I-V-Kennlinie durch Verbinden von jedem einzelnen Kennwert geplottet bzw. ausgegeben wird, und der Kennwert, der durch eine aktuelle Messung erfasst wird, wird gelernt, um dadurch die I-V-Kennlinie zu aktualisieren. Das Batterie-Lernsystem weist eine Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung auf, die einen aktuell ausgegebenen elektrischen Stromwert der Batterie erfasst, eine Spannungserfassungseinrichtung, die einen aktuellen Ausgabespannungswert der Batterie erfasst, eine Impedanzwerterfassungseinrichtung, die einen Impedanzwert der Batterie erfasst, eine Speichereinrichtung, die die I-V-Kennlinie der Batterie speichert, und eine Aktualisierungseinrichtung, welche die gespeicherte I-V-Kennlinie basierend auf dem erfassten aktuellen Stromwert und den erfassten aktuellen Ausgabespannungswert unter einer vorbestimmten Bedingung, die im Voraus eingestellt ist, aktualisiert. Ferner weist die Aktualisierungseinrichtung eine Beurteilungseinrichtung auf, die beurteilt, ob ein Erfassungsintervall zwischen Erfassungen des Impedanzwertes, die durch die Impedanzerfassungseinrichtung durchgeführt werden, ein vorbestimmtes Grenzwertintervall, das im Voraus eingestellt wird, überschreitet oder nicht, und eine Verbietungseinrichtung, die eine Aktualisierung der I-V-Kennlinie verbietet, wenn durch die Beurteilungseinrichtung beurteilt wird, dass das Erfassungsintervall das Grenzwertintervall überschreitet.
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Ferner ist es in dem Batterie-Lernsystem gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass eine Berechnungseinrichtung vorgesehen ist, die eine Aktivierungsüberspannung berechnet, welche ein Spannungswert ist, der durch Entfernen eines Spannungsabfalls aufgrund eines Innenwiderstandes der Batterie von einem gegenwärtigen Spannungswert, der basierend auf dem Impedanzwert der Batterie bestimmt wird, bestimmt wird. Vorzugsweise speichert die Speichereinrichtung eine aktuelle I-V-Kennlinie, die als aktuelle Ausgabewerte der Batterie einen aktuellen elektrischen Stromwert auf den aktuellen Spannungswert bezieht, und eine theoretische I-V-Kennlinie, welche die Aktivierungsüberspannung auf den aktuellen elektrischen Stromwert der Batterie bezieht. Es wird bevorzugt, dass wenn das Erfassungsintervall durch die Beurteilungseinrichtung beurteilt wird, das Grenzwertintervall zu überschreiten, die Verbietungseinrichtung das Aktualisieren der theoretischen I-V-Kennlinie und das Aktualisieren der aktuellen I-V-Kennlinie, die basierend auf der theoretischen I-V-Kennlinie gelernt wird, verbietet.
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Ferner wird im Batterie-Lernsystem gemäß der vorliegenden Erfindung zudem bevorzugt, dass die Impedanzwerterfassungseinrichtung die Impedanz nicht erfasst, wenn der gegenwärtige elektrische Stromwert der Batterie Null ist, oder wenn eine variierende Menge bzw. sich verändernder Wert pro Zeiteinheit des gegenwärtigen elektrischen Stromwertes eine vorbestimmte variierende Menge bzw. einen vorbestimmten sich verändernden Wert pro Zeiteinheit, der im Voraus eingestellt wird, überschreitet.
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Darüber hinaus ist die Batterie im Batterie-Lernsystem gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise ein Brennstoffzellenstapel.
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Auswirkung der Erfindung
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Gemäß der obenstehend beschriebenen Struktur bzw. Anordnung erfasst das Batterie-Lernsystem den gegenwärtigen Kennwert der Batterie, und aktualisiert die gespeicherte Ausgabekennlinie basierend auf dem erfassten gegenwärtigen Kennwert unter der spezifischen Vorraussetzung bzw. dem spezifischen Zustand, der im Voraus definiert wird. Anschließend beurteilt das Batterie-Lernsystem , ob der erfasste Bereich bzw. das erfasste Intervall des Impedanzwertes der Batterie das vorbestimmte Grenzwertintervall, das im Voraus eingestellt wird, überschreitet, und verbietet das Aktualisieren der Ausgabekennlinie, wenn beurteilt wird, dass das erfasste Intervall das Grenzwertintervall überschreitet. Wenn der korrekte Impedanzwert nicht erreichbar ist bzw. nicht vorliegt, könnte eine Aktualisierung durch Aktualisieren der Ausgabekennlinie, wie der I-V-Kennlinie, basierend auf dem ersichtlichen Impedanzwert, inkorrekt durchgeführt werden. Gemäß der obenstehend beschriebenen Anordnung kann die inkorrekte Aktualisierung jedoch verhindert werden, da das Aktualisieren der Ausgabekennlinie verboten wird, falls der Impedanzwert nicht für eine bestimmte Zeitdauer erfasst wird, wodurch die Ausgabekennlinie mit höherer Genauigkeit erhalten wird.
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Ferner wird in dem Batterie-Lernsystem, wenn die Ausgabecharakteristik die Strom-Spannungscharakteristik der Batterie ist, ein Spannungswert als der Aktivierungsüberspannungswert berechnet, der durch beheben des Spannungsabfalls aufgrund des Innenwiderstands der Batterie von dem gegenwärtigen Spannungswert, welcher basierend auf dem Impedanzwert der Batterie bestimmt wird, bestimmt wird. Anschließend wird eine Elektrischer-Strom-auf-Aktivierungsüberspannungskennlinie als die theoretische I-V-Kennlinie definiert, und die Aktualisierung der theoretischen I-V-Kennlinie und die Aktualisierung der tatsächlichen bzw. gegenwärtigen I-V-Kennlinie, die basierend auf der theoretischen I-V-Kennlinie gelernt wird, verboten, wenn das Erfassungsintervall des Impedanzwertes der Batterie den vorbestimmten Grenzwert, der im voraus eingestellt wird, überschreitet. Somit werden die Aktualisierung der theoretischen I-V-Kennlinie und die Aktualisierung der tatsächlichen bzw. gegenwärtigen I-V-Kennlinie, die basierend auf der theoretischen I-V-Kennlinie gelernt wird, verboten, wenn der Impedanzwert nicht für die bestimmte Zeitdauer erfasst wird, wodurch die inkorrekte Aktualisierung verhindert wird. Somit wird es möglich, die Ausgabekennlinie mit einer höheren Genauigkeit zu erfassen.
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Da die Batterie die Brennstoffbatterie im Batterie-Lernsystem ist, kann die Ausgabekennlinie der Brennstoffbatterie bezüglich der Genauigkeit zudem weiter verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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1 zeigt ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Brennstoffbatteriesystems darstellt, das mit einem Batterie-Lernsystem gemäß einer Ausführungsform der nachfolgenden Erfindung ausgestattet ist;
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2 zeigt ein Diagramm, das einen Verlauf von Kennpunkten darstellt, die in einem Raster angeordnet sind, in welchem die Ausgabecharakteristik als die Strom-Spannung-Charakteristik in dem Batterie-Lernsystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung definiert ist;
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3 zeigt ein schematisches Diagramm, das Strom-Kennlinien einer Brennstoffbatterie in dem Batterie-Lernsystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
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4 zeigt ein Flussdiagramm, das einen Batterie-Lernprozessablauf bezüglich der Erfassung eines Impedanzwertes darstellt; und
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5 zeigt ein Zeitdiagramm zum Erfassen des Impedanzwertes und verbieten des Lernens in dem Batterie-Lernsystem gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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Bezugszeichenliste
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- Brennstoffsystem
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- Leistungsquellenschaltung
- 12
- Elektrische-Leistung-Speichervorrichtung
- 14, 18
- Glättungskondensator
- 16
- Spannungswandler
- 20
- Inverter
- 22
- Elektrische Rotationsmaschine
- 30
- Brennstoffbatterie
- 32
- Hochfrequenzsignalquelle
- 34
- Elektrischer Strom-Erfassungseinrichtung
- 36
- Spannungserfassungseinrichtung
- 38
- Speichervorrichtung
- 39
- Ausgabekennlinie-Datei
- 40
- Steuereinheit
- 42
- Batterie-Lerneinheit
- 44
- I-V-Kennlinielernmodul
- 46
- Lernen-Verbieten-Beurteilungsmodul
- 48
- Leistungsversorgung-Antrieb-Steuermodul
- 60
- Kennpunkt
- 62
- Kennwert
- 64
- Kennlinie
- 67
- I-V-Kennlinie
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BESTE ART UND WEISE DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
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Hiernach wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der beigefügten Figuren im Detail beschrieben. Obwohl eine Brennstoffbatterie als eine Batterie beschrieben wird, deren Ausgabekennlinie, wie in der untenstehenden Beschreibung aufgezeigt, gelernt wird, können auch andere Batterien als die Brennstoffbatterie verwendet werden, solange die Batterien in der Lage sind, durch eine elektrochemische Reaktion betrieben zu werden. Zum Beispiel kann eine Akkumulatorbatterie wie z. B. eine Lithium-Ionen-Akkumulatorbatterie, eine Nickelhydrid-Akkumulatorbatterie, ein Bleiakkumulator, eine Nickeleisenbatterie, oder eine Magnesiumbatterie verwendet werden.
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Ferner kann das Batterie-Lernsystem als ein individueller Aufbau entfernt von der Antriebssteuerung der Brennstoffbatterie konfiguriert sein, obwohl untenstehend ein Brennstoffbatteriesystem beschrieben wird, das mit einem Batterie-Lernsystem ausgestattet ist, welches eine Antriebssteuerung einer Leistungsquelle, die eine Brennstoffbatterie umfasst, basierend auf einer Ausgabekennlinie der Brennstoffbatterie durchführt, die durch Lernen erfasst wird, das durch das Batterie-Lernsystem durchgeführt wird. In diesem Fall kann das Batterie-Lernsystem aus der Brennstoffbatterie und einem Computer zusammengesetzt sein, der einen Lernprozess separat durch Datenübertragung oder dergleichen durchführt, wobei Ergebnisse des Lernprozesses an die Brennstoffbatterie-Antriebssteuerung übertragen werden können.
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Obwohl untenstehend eine Konfiguration beschrieben wird, die eine Hochspannung-Elektrische-Leistung-Speichervorrichtung, die Brennstoffbatterie, einen Spannungswandler, und einen Inverter eines Hochspannungsbetriebs als eine Leistungsquellenschaltung umfasst, kann die Leistungsquellenschaltung darüber hinaus weitere bzw. andere Komponenten, als die obenstehend aufgelisteten enthalten. Zum Beispiel können ein System-Hauptrelais, eine Niederspannungsbatterie, ein Niederspannungsbetrieb-DC/DC-Wandler und dergleichen enthalten sein. Obwohl der Inverter, der eine elektrische Rotationsmaschine bzw. einen Elektromotor, welcher ein Motor/Generator (M/G) ist, als eine Last verwendet, beschrieben wird, kann auch ein anderer Inverter, der eine Hilfsmaschine für die Brennstoffbatterie als die Last verwendet, vorgesehen werden.
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1 zeigt ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Brennstoffbatteriesystems 10 darstellt, das mit einem Batterie-Lernsystem ausgestattet ist. Das Brennstoffbatteriesystem 10 ist konfiguriert, eine Leistungsquellenschaltung 11, eine elektrische Rotationsmaschine 22, die als die Last funktioniert, eine Speichervorrichtung 38, und eine Steuereinheit 40 zu umfassen. Hierbei entspricht das Batterie-Lernsystem einem Abschnitt, der eine Brennstoffbatterie 30, eine Hochfrequenzsignalquelle 32, eine Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34, und eine Spannungserfassungseinrichtung 36, welche Komponenten der Leistungsquellenschaltung 11 sind, und einen Batterie-Lernteil 42, welcher eine Komponente der Steuereinheit 40 und der Speichervorrichtung 38 ist, umfasst.
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Die Leistungsquellenschaltung 11 ist konfiguriert, eine Elektrische-Leistung-Speichervorrichtung 12, einen Glättungskondensator 14 auf einer Akkumulatorbatterieseite, einen Spannungswandler 16, einen Glättungskondensator 18 auf einer Brennstoffbatterieseite, die Brennstoffbatterie 30 und einen Inverter 20 zu umfassen. Ferner sind in der Leistungsquellenschaltung 11 die Hochfrequenzsignalquelle 32, die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34, und die Spannungserfassungseinrichtung 36 auf der Brennstoffbatterie-30-Seite angebracht.
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Die Elektrische-Leistung-Speichervorrichtung 12, welche eine Hochspannungsakkumulatorbatterie ist, die in der Lage ist, geladen und entladen zu werden, weist eine Funktion zum Tauschen bzw. Wandeln von Leistung über den Spannungswandler 16 mit der Brennstoffbatterie 30 auf, um einer Laständerung der elektrischen Rotationsmaschine 22 und anderer gerecht zu werden. Als die obenstehend beschriebene Elektrische-Leistung-Speichervorrichtung 12 können zum Beispiel ein Lithium-Ionen-Batteriepack oder ein Nickel-Metall-Hydrid-Batteriepack mit einer Anschlussspannung von circa 200 Volt bis circa 300 Volt, ein Kondensator, oder dergleichen verwendet werden. Es sollte beachtet werden, dass das Batterie-Lernsystem, welches für das Lernen der Ausgabekennlinie einer Batterie, die durch eine elektrochemische Reaktion betrieben wird, verwendet werden kann, für den Lithium-Ionen-Batteriepack oder den Nickel-Wasserstoff-Batteriepack verwendet werden kann. Hiernach wird das Batterie-Lernsystem jedoch nur als für das Lernen der Ausgabekennlinie der Brennstoffbatterie 30 vorgesehen beschrieben.
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Der Spannungsinverter 16 ist eine Schaltung, die zwischen der Elektrische-Leistung-Speichervorrichtung 12 und der Brennstoffbatterie 30 angeordnet ist. Zum Beispiel wird der Last die elektrische Leistung von der Elektrische-Leistung-Speichervorrichtung 12 über den Spannungswandler 16 zugeführt, wenn die Brennstoffbatterie nicht genügend elektrische Leistung hat, wobei für das Laden der Elektrische-Leistung-Speichervorrichtung 12 die elektrische Leistung von der Brennstoffbatterie 30 über den Spannungswandler 16 der Elektrische-Leistung-Speichervorrichtung 12 zugeführt wird. Als Spannungswandler 16 des obenstehend beschriebenen Typs kann ein Bidirektional-Wandler, der einen Reaktor bzw. eine Drossel umfasst, verwendet werden.
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Die Glättungskondensatoren werden entsprechend auf beiden Seiten des Spannungswandlers 16 angebracht. Genauer gesagt wird der Glättungskondensator 14 für die Akkumulatorbatterieseite zwischen einem positiven Elektrodenbus und einem negativen Elektrodenbus zum Verbinden des Spannungswandlers 16 mit der Elektrische-Leistung-Speichervoirichtung 12 angeordnet, während der Glättungskondensator 18 für die Brennstoffbatterieseite zwischen einem positiven Elektrodenbus und einem negativen Elektrodebus zum verbinden des Spannungswandler 16 mit der Brennstoffbatterie 30 angeordnet wird.
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Die Brennstoffbatterie 30 ist vom Typ einer zusammengebauten Batterie, die durch Kombinieren bzw. Zusammenfügen einer Mehrzahl von Brennstoffbatteriezellen gebaut wird, um eine erzeugte Ausgabe einer Hochspannung von ca. 200 V bis ca. 300 V zu entnehmen, und wird als Brennstoffzellenstapel bezeichnet. Hierbei weist jede der Brennstoffbatteriezellen eine Funktion zum Entnehmen notwendiger Leistung durch die elektrochemische Reaktion auf, die durch Zuführen von Wasserstoff als Brenngas zu einer Anodenseite und Luft als Oxidationsgas zu einer Kathodenseite über einen Elektrolytfilm erzeugt wird, welcher eine Protonenaustauschmembran ist.
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Der Inverter 20 ist eine Schaltung, die sowohl eine Funktion zum Wandeln einer Hochspannungsgleichstromleistung in eine Dreiphasen-Wechselstromantriebsleistung bzw. Drehstromantriebsleistung durch Steuern der Steuereinheit 40 und Zuführen der Leistung zu der elektrischen Rotationsmaschine 22, als auch eine Funktion zum Rückwandeln der Drehstromleistung, die von der elektrischen Rotationsmaschine 22 erzeugt wird, in eine Ladeleistung eines Hochspannungsgleichstroms, aufweist. Der obenstehend beschriebene Inverter 20 kann aus einer Schaltung bestehen, die Schaltelemente, Dioden und dergleichen umfasst.
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Die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34, welche eine Funktion zum Erfassen eines ausgegeben elektrischen Stromwertes der Brennstoffbatterie 30 aufweist, ist mit dem negativen Elektrodenbus der Brennstoffbatterie 30 in Serie eingebracht bzw. geschaltet. Die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34 kann abhängig von den Zuständen bzw. Bedingungen auf dem positiven Elektrodenbus der Brennstoffbatterie 30 angeordnet sein. Als die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34 des obenstehend beschriebenen Typs kann ein entsprechendes Amperemeter verwendet werden.
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Die Spannungserfassungseinrichtung 36, welche eine Funktion zum Erfassen eines Ausgangsspannungswertes bzw. Ausgabespannungswertes der Brennstoffbatterie 30 aufweist, wird parallel zur Brennstoffbatterie 30 zwischen dem positiven Elektrodenbus und dem negativen Elektrodenbus der Brennstoffbatterie 30 eingebracht bzw. geschaltet. Als die Spannungserfassungseinrichtung 36 des oben beschriebenen Typs kann ein entsprechendes Voltmeter verwendet werden.
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Die Hochfrequenzsignalquelle 32 ist ausgebildet, um an den negativen Elektrodenbus der Brennstoffbatterie 30 ein Hochfrequenzsignal für eine Messung einer Impedanz der Brennstoffbatterie 30 zu leiten. Das weitergeleitete bzw. zugeführte Hochfrequenzsignal wird als eine Wechselstrom-(AC)-Komponente und eine Gleichstrom-(DC)-Komponente durch die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34 und die Spannungserfassungseinrichtung 36 separat erfasst. Ein DC-Stromwert als der ausgegebene elektrische Stromwert der Brennstoffbatterie und ein DC-Spannungswert als der ausgegebene Spannungswert der Brennstoffbatterie 30 werden von der Gleichstrom-(DC)-Komponente entsprechend erhalten. Die Impedanz der Brennstoffbatterie 30 kann hingegen von bzw. durch die Wechselstrom-(AC)-Komponente durch ein bekanntes AC-Impedanzverfahren berechnet werden.
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Demgemäß entsprechen die Hochfrequenzsignalquelle 32, die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34, und die Spannungserfassungseinrichtung 36 einer Impedanzwerterfassungseinrichtung, die für die Erfassung des Impedanzwertes verwendet wird. Insbesondere werden die Wechselstrom-(AC)-Komponente in einem Erfassungswert der Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34 und die Wechselstrom-(AC)-Komponente in einem Erfassungswert der Spannungserfassungseinrichtung 36 an die Steuereinheit 40 übertragen, in der der Impedanzwert berechnet wird.
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Die elektrische Rotationsmaschine 22 ist eine elektrische Drei-Phasen-Synchron-Rotationsmaschine bzw. Drehstrommaschine, wie zum Beispiel ein in einem Fahrzeug zu montierender Motor-Generator, der als Motor funktioniert, wenn Leistung von einer Leistungsquellenschaltungsseite zugeführt wird, und das während des Bremsens als Generator funktioniert. Die elektrische Rotationsmaschine 22 bzw. der Elektromotor 22 wird hierbei im Sinne der Illustration der Last auf die Leistungsquellenschaltung 11 beschrieben.
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Die Speichervorrichtung 38 weist eine Funktion zum Speichern eines Programms oder dergleichen auf, das in der Steuereinheit 40 ausgeführt wird, und insbesondere in diesem Beispiel eine Funktion zum Speichern einer ausgegebenen Kennliniendatei 39 bzw. Ausgabekennliniendatei 39 bzw. Ausgabekennlinie-Datei 39 für die Brennstoffbatterie 30. Nachfolgend wird eine detaillierte Beschreibung für eine Ausgabekennlinie der Brennstoffbatterie 30 bezüglichen den 2 bis 4 dargestellt. Die in 1 dargestellten Bezugszeichen werden in der untenstehenden Beschreibung verwendet.
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Die ausgegebene Kennlinie bzw. Ausgabekennlinie der Brennstoffbatterie 30 ist eine Kennlinie, die bezüglich einer Ausgabecharakteristik der Brennstoffbatterie 30 unter Verwendung, als Kennwerte, einzelner Ausgabewerte als vorbestimmte Charakteristik-Schritt-Punkte bzw. Kennpunkte, die im Voraus eingestellt werden, und Verbinden jeder dieser einzelnen Kennwerte, erhalten wird.
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2 stellt einen Verlauf von Kennpunkten 60 dar, die in einem Raster auf einer I-V-Ebene angeordnet sind, in der die Ausgabecharakteristik als Strom-Spannung-Charakteristik definiert ist, und elektrische Ströme (I) entlang bzw. auf der Horizontalachse ausgegeben bzw. aufgetragen werden, während Spannungen (V) entlang bzw. auf der Vertikalachse ausgegeben bzw. aufgetragen werden. Obwohl bezüglich des elektrischen Stroms (I) der Kennpunkte 60 in einem Beispiel von 2 ein festes Inkrement ΔS bzw. eine feste Zuwachsrate ΔS dargestellt ist, muss das Inkrement ΔS nicht notwendigerweise einen festen Wert aufweisen. Genauer gesagt können die Kennpunkte 60 in einer beliebigen vorbestimmten Anordnung aufgebracht werden, bei der es nicht notwendig ist, dass das Inkrement der feste Wert bezüglich des elektrischen Stroms (I) und/oder der Spannung (V) ist. Stattdessen kann die Anordnung abhängig von den gemessenen Bereichen einen weiten bzw. einen engen Wertebereich haben.
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Unter den elektrischen Stromwerten, die durch die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung erfasst werden, und den Spannungswerten, die durch die Spannungserfassungseinrichtung 36 erfasst werden, beschrieben in 1, werden nur jene entsprechend den Kennpunkten 60 in 2 erfasst. Die Kennpunkte, die in 2 mit schwarzen Ringen dargestellt sind, zeigen gemessene Kennwerte 62 der Brennstoffbatterie 30 an, die durch tatsächliches bzw. gegenwärtiges Messen erhalten werden. Daher werden die Kennwerte durch eine Kombination aus I (gegenwärtiger ausgegebener elektrischer Stromwert) und V (gegenwärtiger ausgegebener Spannungswert) dargestellt. Eine Kurve bzw. Linie, die durch gestrichelte Linien in 2 dargestellt wird, welche eine Kennlinie 64 ist, die durch Verbinden der gemessenen einzelnen Kennwerte 62 erhalten wird, stellt die ausgegebene Kennlinie bzw. Ausgabekennlinie der Brennstoffbatterie 30 dar.
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3 zeigt ein schematisches Diagramm, das die Strom-Spannung-Kennlinien darstellt, die als die Ausgabekennlinien der Brennstoffbatterie 30 bereitgestellt werden. Hiernach werden die Strom-Spannung-Kennlinie und die Strom-Spannung-Charakteristik der Brennstoffbatterie 30 als I-V-Kennlinie bzw. I-V-Charakteristik bezeichnet. Da die Brennstoffbatterie 30 einen Innenwiderstand aufweist, werden die I-V-Kennlinien durch einen Spannungsabfall beeinträchtigt, der vom Innenwiderstand resultiert. Hierbei kann der Wert des Innenwiderstands durch Messen einer Impedanz und Herausnehmen bzw. Abziehen einer Gleichstrom-(DC)-Komponente von der Impedanz erhalten werden.
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In 3 wird ein Zustand dargestellt, in welchem sich die I-V-Kennlinie durch den Wert des Innenwiderstandes der Brennstoffbatterie 30 verändert. Bezüglich des gleichen elektrischen Stromwertes, steigt der Spannungswert an, wenn der Innenwiderstand abnimmt. Genauer gesagt ist eine aufgetragenen I-V-Kennlinie 66, die den Innenwiderstand als Null annimmt, die höchste Kennlinie bezüglich des Spannungswertes, während aufgetragenen I-V-Kennlinien 67, die das Vorliegen des Innenwiderstandes mit einbeziehen, niedrigere Kennlinien bezüglich des Spannungswertes sind, welcher abfällt wenn der Innenwiderstand zunimmt.
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Die aufgetragene bzw. ausgegebene I-V-Kennlinie 66, bei der der Innenwiderstand als Null angenommen wird, wird unter Verwendung eines Spannungswertes erzeugt, der durch Entfernen bzw. Beheben eines Spannungsabfalls aufgrund des Innenwiderstandes der Brennstoffbatterie 30 von dem gegenwärtigen Spannungswert, welcher der Ausgabespannungswert ist, der durch eine gegenwärtige Messung der Brennstoffbatterie 30 erhalten wird, bestimmt wird. Ein Spannungswert, der durch Entfernen bzw. Beheben des Spannungsabfalls aufgrund des Innenwiderstandes von dem gegenwärtigen Spannungswert bestimmt wird, wird als Aktivierungsüberspannung oder theoretische Spannung bezeichnet. Demgemäß wir die I-V-Kennlinie 66 als eine Elektrischer-Strom-auf-Aktivierungsüberspannungskennlinie oder eine theoretische I-V-Kennlinie bezeichnet.
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Demgegenüber sind die ausgegebenen I-V-Kennlinien 67, welche die gegenwärtigen elektrischen Stromwerte, die durch die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34 gemessen werden, und die gegenwärtigen Spannungswerte, die durch die Spannungserfassungseinrichtung 36 gemessen werden, jene, die gegenwärtigen Messenwerten ohne Behebung des Spannungsabfalls aufgrund des Innenwiderstandes entsprechen, wobei die I-V-Kennlinien 67 als gegenwärtige I-V-Kennlinien bezeichnet werden können.
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Da eine Auswirkung des Innenwiderstandes in der Batterie, wie obenstehend beschrieben, von einer Aktivierungsüberspannungscharakteristik der Batterie behoben wird, ist die Aktivierungsüberspannungscharakteristik bezüglich des Betriebs und anderer Umstände bzw. Umstände der Batterie relativ unempfindlich. Daher wird bevorzugt, dass nach dem Lernen der theoretischen I-V-Kennlinie basierend auf den gemessen Impedanzwerten, die gegenwärtige I-V-Kennlinie, welche bereits erfasst worden ist, basierend auf der gelernten theoretischen I-V-Kennlinie gelernt wird. Das heißt, es wird bevorzugt, dass nachdem die theoretische I-V-Kennlinie basierend auf den gemessenen Impedanzwerten aktualisiert ist, die gegenwärtige I-V-Kennlinie basierend auf der aktualisierten theoretischen I-V-Kennlinie aktualisiert wird.
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Obwohl die I-V-Kennlinie bereits als die Ausgabekennlinie der Brennstoffbatterie in der obenstehenden Beschreibung erklärt worden ist, kann die Strom-Leistung-Kennlinie als die Ausgabekennlinie verwendet werde, welche für die Steuerung des Leistungsquellenantriebs in dem Brennstoffbatteriesystem 10 verwendet werden kann. Die Strom-Leistung-Kennlinie wird als I-P-Kennlinie bezeichnet. Die I-P-Kennlinie umfasst zudem, zusätzlich zu einer theoretischen I-P-Kennlinie, die ein Ergebnis verwendet, das unter Verwendung der gegenwärtigen elektrischen Stromwerte und der Aktivierungsüberspannung erhalten wird, eine gegenwärtige I-P-Kennlinie, die durch Erhalten bzw. Aufnehmen eines gegenwärtigen Leistungswertes von einem Ergebnis, das unter Verwendung der gegenwärtigen elektrischen Stromwerte erhalten wird, die durch die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34 gemessen werden und die gegenwärtigen Spannungswerte, die durch die Spannungserfassungseinrichtung 36 gemessen werden, erzeugt wird.
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Nochmals zurückkommend auf 1 werden das Ergebnis des Lernens der obenstehend beschriebenen Ausgabekennlinien und dergleichen als die Ausgabekennlinie-Datei 39 in der Speichervorrichtung 38 gespeichert.
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Die Ausgabekennlinien werden wie untenstehend beschrieben gelernt. Hiernach wird ein Lernprozess für die I-V-Kennlinie beschrieben. Der Lernprozess für die I-V-Kennlinie umfasst einen Initiallernprozess bzw. Anfangslernprozess zum Erzeugen einer ersten Initial-I-V-Kennlinie und einen gewöhnlichen Lernprozess, der bei einer vorher erhaltenen I-V-Kennlinie zum Aktualisieren der I-V-Kennlinie basierend auf dem gemessenen Kennwert angewendet wird.
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Der Initiallernprozess wird durch Verbinden der Kennwerte, die bei jedem der Kennpunkte 60 gemessen werden, wie in 2 beschrieben durchgeführt. Das heißt, eine Linie, die durch Verbinden jeder der Kennpunkte entsprechend den gemessenen Kennwerten 62 erhalten wird, ist die erste I-V-Kennlinie im Initiallernprozess.
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Der gewöhnliche bzw. normale Lernprozess wird auf der I-V-Kennlinie, welche bereits im ersten Lernprozess oder anderen erfasst worden ist, auf solch eine Weise durchgeführt, dass der Spannungswert entsprechend dem gemessenen gegenwärtigen elektrischen Stromwert von dem existierenden bzw. vorhandenen Spannungswert, welcher bereits auf den gemessenen gegenwärtigen Spannungswert gelernt worden ist, entnommen bzw. abgezogen wird.
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Eine Impedanzmessung wird sowohl im Initiallernprozess als auch im gewöhnlichen bzw. normalen Lernprozess durchgeführt. Daher werden die theoretische I-V-Kennlinie und die gegenwärtige bzw. tatsächliche I-V-Kennlinie im Initiallernprozess basierend auf dem gegenwärtigen elektrischen Stromwert, dem gegenwärtigen Spannungswert und dem Impedanzwert, der von den Wechselstrom-(AC)-Komponenten der gegenwärtigen elektrischen Strom- und Spannungswerten erhalten wird, entsprechend gelernt. Anschließend wird die theoretische I-V-Kennlinie, die bereits erfasst worden ist, basierend auf den nachfolgend gemessenen gegenwärtigen elektrischen Strom- und Spannungswerten und Impedanzwerten, die von den Wechselstrom-(AC)-Komponenten der nachfolgend gemessenen gegenwärtigen Strom- und Spannungswerten erhalten werden, gelernt. Das heißt, die theoretische I-V-Kennlinie wird aktualisiert. Ferner wird die gegenwärtige I-V-Kennlinie, die bereits erfasst worden ist, basierend auf dem gegenwärtigen elektrischen Stromwert und dem gegenwärtigen Spannungswert gelernt. Das heißt, die gegenwärtige I-V-Kennlinie wird aktualisiert.
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Es sollte beachtet werden, dass, da der Impedanzwert eine Wechselstrom-(AC)-Komponente des Spannungswertes ist, der durch eine Wechselstrom-(AC)-Komponente des elektrischen Stromwertes geteilt wird, es in der Natur der Sache liegt, dass es nicht unbedingt tatsächlich so ist, dass der Impedanzwert immer berechnet wird. Genauer gesagt, wenn der gegenwärtige elektrische Stromwert der Batterie Null ist, kann der Impedanzwert nicht erhalten werden. Ferner können in einem anormalen Betriebszustand der Batterie oder unter anderen Umständen Fälle auftreten, in denen ein möglicher, durch Berechnung zu bestimmender Impedanzwert keinen Impedanzwert als physikalischen Wert darstellt. Wenn z. B. ein sich verändernder Wert pro Zeiteinheit des gegenwärtigen elektrischen Stromwertes der Batterie übermäßig groß ist oder sich in anderen Umständen bzw. Zuständen befindet, würde ein Wert, der durch Berechnung bestimmt wird, nicht den Impedanzwert als einen physikalischen Impedanzwert darstellen. Somit ist es nicht möglich, den Impedanzwert, welchem eine physikalische Bedeutung zukommt, zu erhalten, wenn der gegenwärtige elektrische Stromwert der Batterie Null ist, oder wenn der sich verändernde Wert pro Zeiteinheit des gegenwärtigen elektrischen Stromwerts einen vorbestimmten sich verändernden Wert pro Zeiteinheit, der im Voraus eingestellt wird, überschreitet.
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Der Lernprozess der Batterie wird mit bzw. in einem bekannten bzw. bestehenden Zeitintervall durchgeführt. Es kann jedoch nach dem Auftreten eines Fehlers beim Erfassen des Impedanzwertes, selbst wenn die gegenwärtige I-V-Kennlinie aktualisiert wird, in manchen Fällen nicht unbedingt gesagt werden, dass die aktualisierte gegenwärtige I-V-Kennlinie korrekt gelernt ist, da es nicht möglich ist, den theoretischen I-V-Kennwert, der als Basis für den gegenwärtigen Kennwert dient, zu lernen und zu aktualisieren. In solch einem Fall wird die Möglichkeit zum genauest möglichen Erfassen einer gegenwärtigen I-V-Kennlinie benötigt.
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Die Steuereinheit 40, die in 1 dargestellt ist, weist eine Steuerfunktion auf, welche die Komponenten, die das Brennstoffbatteriesystem ausbilden, veranlasst, einen einheitlichen Betrieb durchzuführen, und weist zudem in diesem Beispiel eine Funktion zum Lernen der Ausgabekennlinie der Brennstoffbatterie 30 und, wenn bestimmt wird, dass die Erfassung des Impedanzwertes mangelhaft ist, zum Verbieten des Lernen auf, um die gegenwärtige I-V-Kennlinie so genau wie möglich zu erfassen. Genauer gesagt ist die Steuereinheit 40 konfiguriert, um einen Batterie-Lernteil 42 zu umfassen, der die Ausgabekennlinie der Brennstoffbatterie 30 basierend auf einem gegenwärtigen Messwert lernt, und ein Leistungsquelle-Antrieb-Steuermodul 48, dass einen Leistungsquellenantrieb des Brennstoffbatteriesystems 10 basierend auf einem gelernten Ergebnis steuert. Zusätzlich umfasst der Batterie-Lernteil 42 ein I-V-Kennlinienlernmodul 44 zum Lernen der I-V-Kennlinie und ein Lernen-Verbieten-Beurteilungsmodul 46 zum Beurteilen, ob das erfasste Intervall des Impedanzwertes das vorbestimmte Grenzwertintervall, das im Voraus eingestellt wird, überschreitet oder nicht, und das Lernen verbietet, wenn das erfasste Intervall das vorbestimmte Grenzwertintervall überschreitet.
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Die obenstehend beschriebenen Funktionen können über Software realisiert werden, genauer gesagt durch Ausführen eines Brennstoffbatterieprogramms. Teilweise können die Funktionen auch durch Hardware realisiert werden.
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Der Betrieb der obenstehend beschriebenen Konfiguration und insbesondere jeder Funktion des Batterie-Lernteils 42 der Steuereinheit 40 wird bezüglich 4 und 5 im Detail beschrieben. 4 zeigt ein Flussdiagramm, das Schritte bezüglich dem Erfassen des Impedanzwertes im Batterie-Lernprozess darstellt, und 5 ein Zeitdiagramm zum Erfassen des Impedanzwertes und Verbieten des Lernens. Bezugszeichen in 1 werden in der untenstehenden Beschreibung verwendet.
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4 zeigt ein Flussdiagramm, das die Schritte zum Beurteilen darstellt, ob der Lernprozess vorzuführen oder zu verbieten ist oder nicht, basierend auf dem Erfassungsintervall des Impedanzwertes. Jeder der Schritte entspricht einem entsprechenden Schritt von Prozessschritten im Batterie-Lernprogramm.
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Wenn das Batterie-Lernprogramm für die Brennstoffbatterie 30 initiiert bzw. gestartet wird, werden der gegenwärtige elektrische Stromwert und der gegenwärtige Spannungswert entsprechend durch die Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34 und die Spannungserfassungseinrichtung 36 im vorbestimmten Zeitintervall, das im Voraus eingestellt wird, erfasst, und auf den Batterie-Lernteil 42 der Steuereinheit 40 übertragen. Anschließend wird der Impedanzwert basierend auf der Wechselstrom-(AC)-Komponente im Erfassungswert der Elektrischer-Strom-Erfassungseinrichtung 34 und der Wechselstrom-(AC)-Komponente im Erfassungswert der Spannungserfassungseinrichtung 36 berechnet. Die I-V-Kennlinie wird basierend auf dem berechneten Impedanzwert gelernt. Die zu lernenden Details sind die vorstehend diskutierten. Prozessschritte des Lernens werden durch die Funktion des I-V-Kennlinienlernmoduls 44 im Batterie-Lernteil 42 der Steuereinheit 40 eingebracht.
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Während des Lernens wird beurteilt, ob der Impedanzwert erfasst wird oder nicht (S10). Die Beurteilung wird immer dann gemacht, wenn das vorbestimmte Zeitintervall vergangen ist. Obwohl der Impedanzwert im vorbestimmten Zeitintervall automatisch berechnet wird, kann der berechnete Wert keine physikalische Bedeutung haben. In solch einem Fall ist es nicht erwünscht, den berechneten Wert zu verwenden, der beim Batterie-Lernen keine physikalische Bedeutung als Impedanzwert hat bzw. nicht für den Impedanzwert steht. Dieser Prozessschritt beurteilt, ob der berechnete Wert als Impedanzwert, welcher beim Batterie-Lernen verwendet werden kann, erfasst wird oder nicht. Insbesondere wenn der gegenwärtige elektrische Stromwert der Batterie Null ist, wird der Impedanzwert beurteilt, nicht erfasst zu werden. Zusätzlich, wenn der sich verändernde Wert pro Zeiteinheit des gegenwärtigen elektrischen Stromwerts den vorbestimmten sich verändernden Wert pro Zeiteinheit, der im Voraus eingestellt wird, überschreitet, wird auch der Impedanzwert beurteilt, nicht erfasst zu werden.
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Jedes mal, wenn die Beurteilung, ob der Impedanzwert erfasst wird oder nicht, bei dem vorbestimmten Zeitintervall gemacht wird, wird basierend auf dem Ergebnis weiter beurteilt, ob das Erfassungsintervall des Impedanzwertes kleiner oder gleich dem Grenzwertintervall ist oder nicht (S12). Diese Beurteilung wird auch bei dem vorbestimmten Zeitintervall durchgeführt. Ein beliebiges Intervall kann im Voraus als das Grenzwertintervall definiert werden.
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Als nächstes, wenn eine positive Beurteilung in S12 gemacht wird, d. h., wenn der Impedanzwert im Grenzwertintervall angemessen bzw. richtig erfasst wird, werden Lernen und Aktualisierung basierend auf dem erfassten Impedanzwert durchgeführt (S14).
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Wenn in S12 eine negative Beurteilung gemacht wird, d. h., wenn der Impedanzwert nicht für eine lange Zeitdauer erfasst wird, die das Grenzintervall überschreitet, wird das Lernen basierend auf dem Impedanzwert verboten (S16). Genauer gesagt wird verboten, dass die theoretische I-V-Kennlinie und die basierend auf der theoretischen I-V-Kennlinie zu lernende gegenwärtige I-V-Kennlinie aktualisiert werden. Die Schritte in S10, S12, S14 und S16 werden durch die Funktion des Lernen-Verbieten-Beurteilungsmoduls 46 im Batterie-Lernteil 42 durchgeführt.
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5 zeigt das Zeitdiagramm zum Erklären einer Beziehung zwischen dem Erfassungsintervall des Impedanzwertes, dem Grenzwertintervall und dem Verbieten des Lernens. Die Horizontalachse von 5 steht für die Zeit, und die Zahlen 1, 2, 3, ... 16 stehen für die vorbestimmten Zeitintervalle, zu welchen Messungen für die Impedanz durchgeführt werden, d. h. Ist-Zeiten bzw. Stichzeiten, zu welchen Abfragen durchgeführt werden. In einem unteren Abschnitt von 5 wird eine vergangene Zeit auf die gegenwärtige Zeit von da an geplottet bzw. ausgegeben, wenn der Impedanzwert und andere basierend auf der Beurteilung, dass der Impedanzwert erfasst wird, aktualisiert wurden, entlang der Vertikalachse. In einem oberen Abschnitt von 5 werden hingegen Werte eines Lernen-Verbieten-Flags entlang der Vertikalachse geplottet bzw. ausgegeben.
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Wie obenstehend beschrieben stellt die Horizontalachse im unteren Abschnitt von 5 Zeitpunkte dar, in denen eine Messung durchgeführt wird, wobei die Vertikalachse die vergangene Zeit von der Erfassung des Impedanzwertes darstellt. Zu jedem Zeitpunkt, in dem die Messung durchgeführt wird, falls und wenn der Impedanzwert erfasst wird, wird die vergangene Zeit von einer vorherigen Erfassung des Impedanzwertes bei einem Zeitpunkt, in dem die Messung durchgeführt wird, auf Null zurückgesetzt bzw. zurückgestellt, und eine neue vergangene Zeit von diesem Zeitpunkt aus gezählt. Ein Beispiel in 5 stellt dar, dass der Impedanzwert in den Zeitpunkten 1, 2 und 3, in denen die vergangene Zeit zurückgesetzt wird, erfasst wird.
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Wenn der Impedanzwert hingegen nicht in einem bestimmten Messzeitpunkt erfasst wird, wird die obenstehend beschriebene vergangene Zeit weiter akkumuliert bzw. zusammengefasst, ohne bei dem bestimmten Messzeitpunkt auf Null zurück gesetzt zu werden, und so lange erhöht, bis die nächste Erfassung des Impedanzwertes erreicht ist. Das Beispiel von 5 stellt dar, dass der Impedanzwert nicht in den Zeitpunkten 4, 5, 6, 7 und 8 erfasst wird, in denen die vergangene Zeit fortlaufend zusammengefasst wird, und der Impedanzwert im nächsten Zeitpunkt 9, in dem die vergangene Zeit zurück gesetzt wird, erfasst wird.
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Zudem stellt das Beispiel von 5 auch dar, dass der Impedanzwert in den Zeitpunkten 10, 11 und 12 erfasst wird, und dass der Impedanzwert nicht in den Zeitpunkten 13 und 14 erfasst wird, in denen die vergangene Zeit akkumuliert bzw. zusammengefasst wird. Anschließend wird weiter dargestellt, dass der Impedanzwert im nächsten Zeitpunkt 15 erfasst wird, in dem die vergangene Zeit zurück gesetzt wird.
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In diesem Beispiel wird die vergangene Zeit seit der Erfassung des Impedanzwertes mit einem Grenzwert verglichen, und „1” auf das Lernen-Verbieten-Flag übertragen, d. h., das Verbieten wird spezifiziert, wenn die vergangene Zeit den Grenzwert überschreitet, während „0” auf das Lernen-Verbieten-Flag übertragen wird, d. h., das Verbieten gelöscht wird, um dadurch das Lernen zu ermöglichen, wenn die vergangene Zeit auf den Grenzwert oder darunter abgefallen ist. Im Beispiel von 5 wird der Grenzwert auf ein Zeitintervall eingestellt, welches 1,5-mal so lange wie jenes zwischen den Messzeitpunkten ist. Daher, wenn der Impedanzwert nicht über zwei fortlaufende Messzeitpunkte erfasst wird, wird das Lernen-Verbieten-Flag auf „1”, d. h. verbieten, eingestellt. Anschließend, wenn die nächste Erfassung des Impedanzwertes erreicht ist, wird die vergangene Zeit zurückgesetzt, und das Lernen-Verbieten-Flag auf „0”, zum Löschen des Verbots, eingestellt, was dazu führt, dass das Lernen basierend auf dem erfassten Impedanzwert wieder fortgesetzt wird.
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Somit kann jedes inkorrekte Aktualisieren verhindert werden, um dadurch die Ausgabekennlinie mit größerer Genauigkeit zu erhalten, da das Lernen und Aktualisieren der Ausgabekennlinie verboten werden, wenn der Impedanzwert nicht über eine bestimmte Zeitdauer erfasst wird. Es sollte beachtet werden, dass in einer Zeitdauer, während welcher das Lernen verboten wird, der Leistungsquellenantrieb der Brennstoffbatterie basierend auf dem vorherigen Impedanzwert, der vor dieser Zeitdauer gelernt wird, gesteuert wird. Selbst in diesem Fall wird die Steuerung des Leistungsquellenantriebs der Brennstoffbatterie nicht großartig durch kontinuierliche Verwendung der theoretischen I-V-Kennlinie mit dem nicht-aktualisierten Impedanzwert für eine gewisse Zeitdauer beeinflusst, da die theoretische I-V-Kennlinie im Vergleich zum Betrieb der Brennstoffbatterie eine relativ geringfügige Veränderung aufweist. Somit gibt es nur eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass die Steuerung des Leistungsquellenantriebs der Brennstoffbatterie signifikant durch das Verbot des Lernen beeinflusst wird, selbst wenn das Lernen bis zu der Zeit bzw. dem Zeitpunkt verboten wird, in dem der Impedanzwert wieder in einer Situation aktualisiert wird, in der die gegenwärtige I-V-Kennlinie basierend auf der theoretischen I-V-Charakteristik aktualisiert wird.
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INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
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Die vorliegende Erfindung kann in einem System Anwendung finden, wie z. B. einer Leistungsquelle, die eine Batterie verwendet, die durch bzw. über eine elektrochemische Reaktion arbeitet bzw. betrieben wird. Zusätzlich zu der Brennstoffbatterie können auch eine Akkumulatorbatterie, wie z. B. eine Lithium-Ionen-Batterie, eine Nickelhydrid-Akkumulatorbatterie, ein Bleiakkumulator, eine Nickeleisenbatterie oder eine Magnesiumbatterie bzw. -zelle als die Batterie verwendet werden.
