DE19539695C2 - Batteriehandhabungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug - Google Patents

Batteriehandhabungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Batteriehandhabungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug und insbesondere eine Vorrichtung zur Handhabung und Betriebssteuerung einer Batterie, wobei diese Vorrichtung den Zustand wie z. B. die verbleibende Batteriekapazität einer Hochspannungsbatterie, die im Elektrofahrzeug installiert ist, durch Detektieren verschiedener Batteriezustandsgrößen wie beispielsweise der Klemmenspannung, Temperatur u.s.w. überwacht.
In letzter Zeit werden immer mehr Elektrofahrzeuge entwickelt. In einem Elektrofahrzeug (bzw. Elektroauto) ist es wichtig, den Zustand der darin installierten Batterie stets zu überwachen, so daß bereits verschiedene Batteriehandhabungssysteme vorgeschlagen wurden.
Aus der EP-A-0 502 437 ist eine Vorrichtung zum Bestimmen des Ladezustands der Batterien eines Motorfahrzeugs bekannt, bei der die Spannung der Batterien in unbelastetem Zustand, gesteu­ ert durch einen Taktgenerator, periodisch gemessen wird. Ein Schalter zwischen Batterie und Last wird offen gehalten, wenn die unbelastete Batteriespannung unter eine bestimmte Schwelle absinkt. Mit dieser Vorrichtung wird die Aufgabe gelöst, den Ladungszustand der Batterien zu bestimmen, um einem Abfall unter einen vorherbestimmten Grenzwert vorzubeugen.
Aus der DE-A-38 32 840 ist eine Vorrichtung zum Steuern der Batterieladung mit Hilfe von Rechnern bekannt, bei der ein Mikrocomputer mit einem Speicher verbunden ist, in dem Daten über den Lade- und den Erhaltungszustand der Batterie abgelegt sind. Aufgabe dieser Erfindung war es, ein Transportsystem mit batteriebetriebenen Fahrzeugen anzugeben, bei welchem eine hohe Einsatzbereitschaft der Fahrzeuge sichergestellt ist und trotz­ dem die Fahrzeuge selbst möglichst klein und leicht sein kön­ nen.
Weiterhin offenbart die japanische offengelegte Anmeldung (Kokai) Nr. 5-227603 (1993) eine Batteriehandhabungsvorrichtung, in der verschiedene Antriebsdaten, die sich auf ein Elektrofahrzeug beziehen (beispielsweise die Fahrzeugstart- und Fahrbedingungen) , die von verschiedenen Fahrzeugsensoren detektiert sind, und verschiedene Daten, die sich auf den Batterieladezustand wie die Ladezeit, Ladekapazität oder die Anzahl von Aufladungszeiten beziehen, welche wiederum durch verschiedene Batteriesensoren detektiert werden, in einer IC (integrierten Schaltungs-) Karte aufgezeichnet werden. Die verbliebene Batteriekapazität wird im Bedarfsfall ausgelesen und dem Fahrer dargestellt, so daß die Auto- bzw. Fahrzeugbatterie rechtzeitig und effektiv geladen werden kann.
Ferner offenbart die japanische offengelegte Patentanmeldung (Kokai) Nr. 6-54402 (1994) eine Batteriehandhabungsvorrichtung, in der die verbliebene Kapazität der Batterie exakt unter Verwendung eines Zweirichtungs-Leistungskapazitätmessers gewonnen wird, der eine Leistungskapazität der im Elektrofahrzeug installierten Batterie detektiert; wobei eine Leseeinrichtung zum Lesen von auf die Batterie bezogenen Daten wie der spezifischen Batteriedaten und auf Gesetzmäßigkeiten bezogenen Daten von einem Aufzeichnungsmedium als Batterieleistungs-Korrekturdaten vorgesehen ist, um die Batterieleistungskapazität zu korrigieren; und eine Berechnungseinrichtung vorgesehen ist, die eine korrigierte Batterieleistungskapazität auf der Grundlage der Leistungskapazität berechnet bzw. Stromkapazität berechnet, die vorn Zweirichtungs-Leistungskapazitätsmesser detektiert ist, und auf der Grundlage der Korrekturdaten, die von der Leseeinrichtung geliefert werden.
In der obigen Batteriehandhabungsvorrichtung aus dem Stand der Technik ist es jedoch erforderlich, den Korrekturwert für die verbleibende Kapazität der Fahrzeugantriebsbatterie stets zu ermitteln, indem die Batterieklemmenspannung, die Batterietemperatur und die nach der Freischaltung der Batterie aus dem Entladungszustand in den unbelasteten Zustand verstrichene Zeit nicht nur während der Fahrt detektiert werden, sondern auch, wenn der Einschalter für das Fahrzeug (beispielsweise ein schlüsselbetätigter Schalter oder auch andere Schalter) abgeschaltet gehalten wird (d. h. wenn das Fahrzeug im Stoppzustand gehalten wird oder beispielsweise während der Nacht oder auch am Tag mehrere Stunden lang geparkt wird).
Da in diesem Verfahren der für die Batteriehandhabungsvor­ richtung verbrauchte Strom relativ groß ist, wenn die Batterie­ handhabungsvorrichtung aktiviert gehalten wird, auch nachdem der Einschalter abgeschaltet worden ist, wie beispielsweise beim Parken, besteht die Möglichkeit, daß die Fahrzeugbatterie aufgebraucht wird.
Der Grund, warum die Batterie auch nach der Freigabe oder Öffnung der Batterie aus dem Entladungszustand in den unbelasteten Zustand überwacht werden muß, wird nun unter Bezugsnahme auf die Fig. 1(a) bis 1(e) erläutert.
Gemäß Fig. 1(a) wird, wenn das Elektrofahrzeug angehalten wird und ferner der Einschalter zu einem Zeitpunkt t0 abgeschaltet wird, die Batterieklemmenspannung mit einer relativ steilen Rate bis zu einem Maximum- oder Spitzenwert nach etwa 30 Minuten zu einem Zeitpunkt t1 wiederhergestellt, wenn die Batterie nach der Entladung im offenen Schaltzustand gelassen wird und ihr Klemmenspannungswert sich wieder erholt. Anschließend beginnt die Klemmenspannung allmählich abzufallen. Die Zeit zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 wird als spezifische Zeit TP bezeichnet. Die Fig. 1(b) zeigt diesen Wiederherstellungs- oder Erholzustand in vergrößertem Maßstab, wodurch klar wird, daß es möglich ist, den Verschlechterungszustand der Antriebsbatterie durch Messen der Wiederherstellungsrate (ΔV/Δt) der Klemmenspannung oder Anschlußspannung in Abhängigkeit von der Zeit zu ermitteln. Mit anderen Worten kann auf diese Weise ein Kriterium zum Austausch der Batterie durch eine neue ermittelt werden.
Jedoch differiert diese Wiederherstellungsrate der Batterie, die sich unmittelbar nach Freigabe der Batterie einstellt, entsprechend dem zurückliegenden Entladungszustand bzw. den zurückliegenden Entladungsbedingungen der Batterie. Die Fig. 1(c) zeigt ein Beispiel, bei dem für eine lange Zeit die Batterie bei der Entladung eine kleine Leistung abgegeben hat; Fig. 1(d) zeigt ein weiteres Beispiel, bei dem für eine kurze Zeit eine hohe Leistungsabgabe während der Entladung erfolgte; und Fig. 1(e) zeigt ein anderes Beispiel, bei dem während einer mittleren Zeit eine geringe Leistung entladen wurde.
Wird daher die Batterie stets und häufig selbst nach Abschalten des Einschalters auf dieselbe Weise wie im Fall, bei dem der Einschalter eingeschaltet ist, überwacht, so besteht das Problem, daß der Stromverbrauch, der für die Batteriehandhabungsvorrichtung erforderlich ist, ansteigt, mit dem Ergebnis, daß die Batterie für die Batteriehandhabung oder -überwachung verbraucht wird.
Vor dem Hintergrund dieser Probleme liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Batteriehandhabungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug anzugeben, die den Batteriezustand (z. B. die verbleibende Kapazität) auch nachdem der Einschalter abgeschaltet gehalten wird (z. B. auch dann, wenn das Elektrofahrzeug geparkt bleibt), ohne einen hohen Stromverbrauch zur Handhabung oder Überwachung der Batterie überwachen kann. Außerdem soll ein Verfahren zum Handhaben einer Batterie angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 und auch den unabhängigen Verfahrensanspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen definiert.
Die Erfindung sieht entsprechend ein System oder eine Vorrichtung zur Handhabung einer Fahrzeugbatterie (insbesondere Autobatterie) vor, wobei die Vorrichtung umfaßt: eine Detektoreinrichtung zur Detektion verschiedener Betriebsbedingungen, d. h. Zustandsgrößen einer Fahrzeugbatterie, die in einem Elektrofahrzeug installiert ist, eine Handhabungseinrichtung oder besser Betriebssteuereinrichtung, die den Zustand der Batterie auf der Grundlage der verschiedenen durch die Detektoreinrichtung detektierten Batteriezustandsgrößen zur Batteriebetriebssteuerung der überwachten Batterie aufnimmt und überwacht; eine Speichereinrichtung zum Speichern des überwachten Batteriezustandes, eine Schaltungseinrichtung (einen Einschalter), die mit einer Hilfsbatterie verbunden ist und die Detektoreinrichtung und die Betriebssteuereinrichtung immer dann aktiviert, wenn er eingeschaltet ist; und eine Aktivierungseinrichtung, die mit der Schalteinrichtung verknüpft ist und so gekoppelt ist, daß sie die Detektoreinrichtung und die Betriebssteuereinrichtung mit einer langen Periode für die jeweiligen Überwachungen aktiviert, wenn die Schalteinrichtung ab- oder ausgeschaltet ist, und zwar unter der Steuerung der Betriebssteuereinrichtung, um die Fahrzeugbatterie auch dann fortgesetzt zu überwachen, wenn die Schalteinrichtung abgeschaltet worden ist, während hierbei der Energieverbrauch und die Leistungsabgabe (power consumption) für die Überwachung reduziert sind, d. h. der Stromverbrauch reduziert ist.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt die Aktivierungseinrichtung vorzugsweise einen Taktgenerator zur Erzeugung eines Taktsignals und ein erstes Schaltelement, das parallel zur Schalteinrichtung geschaltet ist und der Detektoreinrichtung und der Betriebssteuereinrichtung ansprechend auf den im Taktgenerator erzeugten Takt Spannung bzw. Leistung zuführt, wobei der Taktgenerator und das erste Schaltelement beide mit der Hilfsbatterie verbunden sind.
In einer weiteren bevorzugten Ausführung umfaßt die Vorrichtung ferner eine Sicherungs- oder Reservebatterie zur Aktivierung des Taktgenerators, die durch einen Batterielader wieder aufgeladen wird, welche aktiviert wird, wenn die Schalteinrichtung eingeschaltet ist.
Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Vorrichtung umfaßt eine Diode, die zwischen zwei Einheiten der aufgetrennten Detektoreinrichtung geschaltet ist, um die Anzahl von Detektorelementen zu reduzieren, die aktiviert sind, wenn die Schalteinrichtung abgeschaltet ist, so daß die Leistungsabgabe vermindert ist und weniger Leistung aufgenommen wird.
Eine dritte vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfaßt ein zweites Schaltelement, das zwischen den Taktgenerator und das erste Schaltelement geschaltet ist, und einen Thyristor, der mit dem zweiten Schaltelement verbunden ist und durch die Betriebssteuereinrichtung aktiviert wird, um die Detektoreinrichtung und die Betriebssteuereinrichtung nur während der Ausführung einer Überwachungsroutine zu aktivieren.
Eine vierte Weiterbildung der Vorrichtung umfaßt ein Relais, das parallel zur Schalteinrichtung geschaltet ist, und ein Verbindungselement (Connector) zur Erregung des Relais zur Zuführung einer externen Spannung (externer Leistung) zur Detektoreinrichtung und Betriebssteuereinrichtung zur kontinuierlichen Überwachung der Fahrzeugbatterie nur dann, wenn die Fahrzeugbatterie geladen wird.
In einer Modifikation der vierten Weiterbildung umfaßt die Vorrichtung ferner ein Verbindungselement zum Zuführen externer Spannung direkt zur Detektoreinrichtung und Betriebssteuereinrichtung und zwar fortgesetzt zur Überwachung der Fahrzeugbatterie nur dann, wenn die Fahrzeugbatterie aufgeladen wird.
Die verschiedenen Batteriezustandsgrößen, die von der Detektoreinrichtung detektiert werden, sind vorzugsweise die Klemmenspannung, die Klemmentemperatur, der Entladestrom und eine verstrichene Zeit nach der Freischaltung der Batterie aus der Entladung. Ferner ist der Batteriezustand, der von der Betriebssteuereinrichtung überwacht und gesteuert wird, die Energieverbrauchsrate (power consumption rate), die verbleibende Batteriekapazität und eine Batterieverschlechterung.
Ferner wird bevorzugt die Überwachungsperiode der Aktivierungseinrichtung auf der Grundlage des Wiederherstellungszustandes oder Erholzustandes der Batterieklemmenspannung bestimmt, der sich nach der Freischaltung der Batterie aus der Entladung einstellt. Hier wird der Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung durch eine spezifische Zeit repräsentiert, die zwischen dem Zeitpunkt, zu dem die Fahrzeugbatterie aus der Entladung freigegeben wird, bis zu dem Zeitpunkt reicht, zu dem die Klemmenspannung auf einen Maximum- oder Spitzenwert wieder hergestellt ist, ferner durch eine Wiederherstellungsspannung oder Erholspannung (ΔV) repräsentiert, die den Wert zwischen der Klemmenspannung unmittelbar vor der Freigabe der Batterie aus dem Entladungszustand und dem Spitzenwert darstellt, und durch eine Wiederherstellungsrate (ΔV/Δt oder ΔV/TP) repräsentiert.
Eine fünfte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Bestimmung der Überwachungsperiode der Aktivierungseinrichtung auf der Grundlage eines festen spezifischen Wertes (TP), der für den Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung repräsentativ ist, auf solche Weise, daß diese Periode innerhalb der festen spezifischen Zeit (TP) kurz, jedoch nach dieser Zeit lang ist.
Eine sechste Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfaßt die Ermittlung der Überwachungsperiode (ΔT) der Aktivierungseinrichtung auf der Grundlage einer Wiederherstellungsspannung (ΔV), die für den Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung repräsentativ ist, auf eine solche Weise, daß die Periode kurz ist, wenn die Wiederherstellungsspannung gleich oder höher als ein Bezugsspannungswert (Vref) ist, jedoch lang ist, wenn (ΔV) kleiner als (Vref) ist. Ferner kann die Bezugsspannung (Vref) auf null Volt gesetzt werden.
Eine siebte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Bestimmung der Überwachungsperiode (ΔT) der Aktivierungseinrichtung auf der Grundlage von variablen festen spezifischen Werten (TP) , die repräsentativ für den Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung sind, auf eine solche Weise, daß die Periode relativ kurz ist, wenn ein integrierter Wert der abgegebenen Leistung während der Batterieentladung (ΣPI(t)) relativ klein ist, daß jedoch die Periode relativ lang ist, wenn dieser Integrationswert groß ist.
Gemäß einer achten Weiterbildung der Erfindung wird die Überwachungsperiode (ΔT) der Aktivierungseinrichtung auf der Grundlage eines festen spezifischen Wertes bestimmt, der repräsentativ für den Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung ist, und zwar auf eine solche Weise, daß die Periode innerhalb der festen spezifischen Zeit (TP) kurz, jedoch anschließend lang ist, wobei die bestimmte kurze Überwachungsstartperiode (ΔT) ferner so eingestellt wird, daß sie relativ lang ist, wenn ein integrierter Wert der während der Entladung abgegebenen Leistung (ΣPI(t)) relativ gering ist, jedoch relativ kurz ist, wenn dieser integrierte Wert groß ist.
Vorzugsweise werden die spezifische Zeit (TP) und die Kurzüberwachungsperiode (ΔT) unter Bezugnahme auf eine zuvor empirisch ermittelte Tabelle bestimmt.
Ferner sieht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Handhabung oder Überwachung einer Fahrzeugbatterie, die in einem Elektrofahrzeug installiert ist, vor, aufweisend die Schritte: Prüfen, ob ein Takt (RTC) dabei ist, gestartet oder ausgelöst zu werden, um eine Batterieüberwachungsroutine intermittierend nach der Freigabe oder Freischaltung der Batterie aus dem Entladungszustand zu aktivieren (S101); Ausführen einer Batterieüberwachungsroutine mit einer kurzen Periode der Überwachung (S103), wenn der RTC nicht zur Aktivierung der Batterieüberwachungsroutine ausgelöst wird; Bestimmen einer relativ langen Überwachungsperiode (ΔT) entsprechend einem Wiederherstellungs- oder Erholzustand der Batterieklemmenspannung, die sich nach der Freischaltung der Fahrzeugbatterie aus dem Entladungszustand einstellt, wenn der RTC zur Aktivierung der Batterieüberwachungsroutine ausgelöst wird; Ändern der Periode (T1) des Takts auf die bestimmte Überwachungsperiode (ΔT) zur Aktivierung der Batterieüberwachungsroutine mit einer relativ langen Überwachungsperiode, um Überwachungsenergie, -strom und Leistungsabgabe zu sparen (S109); und Verarbeiten der Überwachungsbatteriedaten zur Detektion des Batteriezustandes für die Wiederaufladung oder den Ersatz der Batterie (S110).
In einer fünften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung umfaßt der Schritt der Bestimmung einer relativ langen Überwachungsperiode (ΔT) entsprechend dem Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung die Schritte: Integrieren einer Zeit, die verstreicht, nachdem die Fahrzeugbatterie aus der Entladung freigeschaltet wurde (in den unbelasteten Zustand) (S105); Prüfen, ob der Integrationswert gleich oder länger als eine feste spezifische Zeit (S106) ist.
Festlegen einer langen Überwachungsperiode (ΔT) (S107), wenn der integrierte Zeitwert gleich oder länger als die feste spezifische Zeit ist; und Festsetzen einer kurzen Überwachungsperiode (S103), wenn der integrierte Zeitwert kürzer als die feste spezifische Zeit ist.
Gemäß einer sechsten Weiterbildung umfaßt der Schritt der Bestimmung der relativ langen Überwachungsperiode (ΔT) die Schritte: Integrieren der Klemmenspannungsänderung (ΔV) nach Freischaltung der Batterie aus dem Entladungszustand (S202); Prüfen, ob der integrierte Klemmenspannungswert (ΔV) gleich oder höher als ein Bezugswert (Vref) ist (S203); Festlegen einer kurzen Überwachungsperiode (ΔT) (S205), wenn der integrierte Klemmenspannungswert (ΔV) gleich oder höher als der Bezugsspannungswert (Vref) ist; und falls nicht, Festlegen einer langen Überwachungsperiode (S205), wenn die integrierte Klemmenspannung (ΔV) geringer als der Bezugswert (Vref) ist. Hier kann die Bezugsspannung (Vref) auf null Volt gesetzt werden.
Eine siebte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Bestimmung einer relativ langen Überwachungsperiode (ΔT) mit den Schritten: Integrieren einer während der Entladung der Fahrzeugbatterie abgegebenen Leistung (ΣPI(t)), wenn der Takt (RTC) nicht erzeugt wird (S302); und Bestimmen der spezifischen Zeit (TP) auf der Grundlage des Integrationswertes (S303) für die Leistung auf eine solche Weise, daß die Periode relativ kurz ist, wenn der Integrationswert relativ gering ist, jedoch relativ lang, wenn der Integrationswert groß ist.
Ein achter Aspekt der Erfindung beinhaltet für den Schritt der Bestimmung der langen Überwachungsperiode (ΔT) die Schritte: Integrieren der aus der Fahrzeugbatterie entladenen Leistung (ΣPI(t)), wenn der Takt (RTC) nicht erzeugt wird (S402); und Bestimmen der kurzen Überwachungsperiode auf der Grundlage der integrierten Leistung (S403) auf solche Weise, daß die Periode lang ist, wenn der Integrationswert relativ gering ist, jedoch kurz, wenn der Integrationswert relativ groß ist.
Ferner werden wiederum vorzugsweise die spezifische Zeit (TP) und die Kurzüberwachungsperiode (ΔT) beide unter Bezugnahme auf eine zuvor empirisch ermittelte Tabelle) bestimmt.
Wie oben dargelegt, wird im erfindungsgemäßen Batteriehandhabungssystem (Vorrichtung und Verfahren) immer dann, wenn die Schalteinrichtung eingeschaltet gehalten wird, so daß die Fahrzeugbatterie entladen bzw. belastet wird, die Batterieüberwachungsroutine mit einer kurzen Periode ausgeführt. Andererseits wird, wenn der Einschalter zum Anhalten oder Parken des Elektrofahrzeuges, so daß die Fahrzeugbatterie aus der Entladung (in den unbelasteten Zustand) freigeschaltet wird, abgeschaltet wird, die Batterieüberwachungsroutine mit einer kurzen Periode ausgeführt, um die Batteriedaten innerhalb einer spezifischen Zeit fein zu messen, jedoch mit einer langen Periode nach der spezifischen Zeit ausgeführt, um dann die Batteriedaten nur noch entsprechend grob zu messen, so daß auf diese Weise Überwachungsenergie- bzw. Leistung eingespart bzw. verringert werden kann. Die Batterieverschlechterung kann durch Messen des Wiederherstellungszustandes der Fahrzeugbatterie nach deren Freigabe aus der Entladung und Entlastung im Hinblick auf eine erforderliche Neuaufladung oder den Ersatz der Batterie überwacht werden. Es ist möglich, die erforderliche Energie zur stetigen Überwachung und Handhabung und Steuerung des Fahrzeugbatteriezustandes einzusparen, da der Batteriezustand intermittierend mit einer langen Periode der jeweiligen Überwachung kontrolliert werden kann.
Beispielsweise erfolgt die Batterieüberwachungsroutine bei Einschalten der Schalteinrichtung zum Antrieb oder Starten des Elektrofahrzeuges (so daß die Batterie entlastet wird) mit einer kurzen Periode von beispielsweise einer Minute als Ausgangswert. Bei Abschalten der Zeiteinrichtung zum Anhalten oder Parken des Elektrofahrzeugs bei Entlastung der Batterie wird die Batterieüberwachungsroutine vorzugsweise mit einer kurzen Periode von beispielsweise einer Minute zur Feinmessung der Batteriedaten innerhalb einer spezifischen Zeit von beispielsweise 30 Minuten ausgeführt und anschließend nach diesen 30 Minuten mit einer langen Periode von beispielsweise einer Stunde zur Grobmessung der Batteriedaten in relativ langen Zeitabschnitten wiederholt. Auf diese Weise wird der Stromverbrauch durch die erforderliche Batterieüberwachung und -handhabung sowie die Leistungsabgabe an die hierfür zu versorgenden Elemente während der Langzeitüberwachung deutlich reduziert. Auf diese Weise gelingt es, einerseits Energie zu sparen und vor allen Dingen die belastete Batterie bei geringem Leistungsverbrauch zu schonen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1(a) bis 1(e) grafische Darstellungen zur Veranschaulichung einer Klemmenspannungsänderung in Abhängigkeit von der Zeit, nachdem die Fahrzeugbatterie in den unbelasteten Zustand gebracht worden ist, wobei Fig. 1(a) einen Zustand zeigt, bei dem das Elektrofahrzeug angehalten ist und der Einschalter bei einem Zeitpunkt t0 ausgeschaltet worden ist und hierdurch die Klemmenspannung beim Zeitpunkt t1 auf einen Spitzenwert wiederhergestellt ist; wobei Fig. 1(b) eine vergrößerte Darstellung speziell dieses Wiederherstellungsvorgangs zeigt; Fig. 1(c) einen Zustand zeigt, bei dem über eine lange Zeit mit geringer Leistungsentnahme, d. h. geringer Belastung, entladen wird; Fig. 1(d) einen Zustand zeigt, bei dem über eine kurze Zeit mit hoher Leistungsentnahme entladen wird, und Fig. 1(e) einen Zustand zeigt, bei dem über eine mittlere Zeitspanne mit geringer Leistungsentnahme entladen wird;
Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm, das ein Antriebs- und Stromversorgungssystem eines Elektrofahrzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 ein Schaltungsdiagramm, das eine Batteriehandhabungsvorrichtung des Elektrofahrzeuges gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 einen Kurvenverlauf, der ein Taktsignal zeigt;
Fig. 5 ein Schaltungsdiagramm, das eine Batteriehandhabungsvorrichtung eines Elektrofahrzeuges gemäß einer Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 ein Schaltungsdiagramm, das eine Batteriehandhabungsvorrichtung eines Elektrofahrzeugs gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 ein Schaltungsdiagramm, das eine Batteriehandhabungsvorrichtung eines Elektrofahrzeugs gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
Fig. 8 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung;
Fig. 9 ein Schaltungsdiagramm einer Batteriehandhabungsvorrichtung eines Elektrofahrzeugs gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung;
Fig. 10 ein Schaltungsdiagramm einer Batteriehandhabungsvorrichtung eines Elektrofahrzeugs gemäß einer Modifikation dieses vierten Ausführungsbeispiels;
Fig. 11 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des fünften Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 12 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise entsprechend einer Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 14 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise gemäß dem siebten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 15 ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise gemäß einem achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Im folgenden werden die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.
Erstes Ausführungsbeispiel
Die Fig. 2 zeigt eine Batteriehandhabungsvorrichtung eines Elektrofahrzeuges. Die Batteriehandhabungsvorrichtung ist grob in ein Hochspannungssystem 1 und ein Niederspannungssystem 2 aufgeteilt.
Das Hochspannungssystem 1 umfaßt eine Hochspannungsbatterie 4, die an einen Fahrzeugantriebsmotor 5 über eine Antriebsschaltung 6 wie einen Inverter oder Wechselrichter angeschaltet ist und direkt an elektrische Hochspannungslastteile 7a wie eine Klimaanlage, eine Heizeinrichtung und dergleichen. Die Hochspannungsbatterie 4 mit einer Nennspannung von 336 V (= 28 × 12V) wird durch Zusammenschaltung von 28 Einheitszellen mit einer Nennspannung von 12 V zusammengesetzt. Ferner ist jede Einheitszelle (12 V ≈ 6 × 2,1 V) aus sechs Bleibatterien (Pb-Batterien) von 2,1 V aufgebaut. Die Hochspannungsbatterie 4 kann über einen Batterielader 3 von einer externen Spannungsquelle aufgeladen werden.
Ferner sind als eine Mehrzahl von Batteriezustands-Detektoreinrichtungen eine Sensor- und Verstärkergruppe 11 gemäß Darstellung in Fig. 3 vorgesehen, die mit der Hochspannungsbatterie 4 verbunden sind, um jede Einheitszelle oder einen jeden Batteriezellenblock, der aus einer Mehrzahl von Einheitszellen aufgebaut ist, zu detektieren. Jeder dieser Sensoren detektiert eine Klemmenspannung (V), eine Temperatur (T) und den Batteriestrom (A) für jede Zelle oder für jeden Zellenblock.
Der Fahrzeugantriebsmotor 5 besteht beispielsweise aus einem Wechselstrom-Induktionsmotor (kurz AC-Induktionsmotor) und die Antriebsleistung bzw. Antriebskraft dieses Antriebsmotors 5 wird auf ein Fahrzeugantriebssystem wie beispielsweise eine Propellerwelle, ein Differentialgetriebe, ein Ausgleichgetriebe, Radwellen und dergleichen übertragen.
Andererseits ist das Niederspannungssystem 2 aus einer Hilfsbatterie 8, die sich von der Hochspannungsbatterie 4 unterscheidet und separat hierzu vorgesehen ist und mit den üblichen elektrischen Einrichtungen wie Scheibenwischer, Radio und dergleichen verbunden ist, und einer Fahrzeugsteuereinheit 9 sowie einer Batteriehandhabungseinheit 10 (einer Batteriehandhabungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung) verbunden ist, aufgebaut. Die Hilfsbatterie 8 mit 12 V Spannung (≈ 2,1 V × 6) wird durch Zusammenschalten von 6 Zellen aufgebaut.
Die Fahrzeugsteuereinheit 9 ermittelt verschiedene Fahrzeugbetriebszustände abhängig von vielfaltigen Signalen, die der Batteriehandhabungseinheit 10, der Antriebsschaltung 6 und verschiedenen nicht dargestellten Sensoren zugeführt werden und stellt diese gewonnenen Daten für den Fahrer dar (z. B. auf einem Display). Ferner steuert die Fahrzeugsteuereinheit 9 den Fahrzeugbetrieb und andere erforderliche Operationen entsprechend den Befehlen vom Fahrer.
Die Batteriehandhabungseinheit 10 ermittelt den Batteriezustand der Hochspannungsbatterie 4 in Abhängigkeit von den Signalen, die von der Sensorgruppe 11 detektiert worden sind, welche für die Hochspannungsbatterie 4 vorgesehen ist, verwaltet oder steuert die Ladeoperation des Batterieladers 3 zur Hochspannungsbatterie 4, gibt Signale aus, die den Zustand anzeigen, wie beispielsweise die verbleibende Batteriekapazität der Hochspannungsbatterie 4, und führt diese Signale der Fahrzeugsteuereinheit 9 zu, und handhabt darüberhinaus die Hochspannungsbatterie 4 auf der Grundlage von Signalen, die von der Fahrzeugsteuereinheit 9 zugeführt werden.
Fig. 3 zeigt ein Schaltungsdiagramm der Batteriehandhabungseinheit 10 und der Sensorgruppe 11. Die Batteriehandhabungseinheit 10 ist aufgebaut aus einer CPU 14, einem A/D Wandler 15, einem Speicherelement 12, einem Taktgenerator (RTC-Generator - real time clock) 13. Ferner umfaßt die Sensorgruppe 11 (bestehend aus Detektoreinrichtungen) mehrere Sensoren für Spannung, Strom und Temperatur und eine Mehrzahl von jeweils jedem Sensor zugeordneten Verstärkern. In der Fig. 3 sind das Speicherelement 12 als Batteriezustands-Speichereinrichtung und der Takt-(RTC) Generator 13 als Aktivierungseinrichtung direkt mit der Hilfsbatterie 8 verbunden. Jedoch sind die CPU 14 als die Handhabungseinrichtung zur Überwachung des Batteriezustandes, der A/D Wandler 15 und die Sensorgruppe 11 mit der Hilfsbatterie 8 über einen Einschalter (key switch) 17 verbunden. Dieser Einschalter 17 kann z. B. ein schlüsselbetätigter Schalter sein, jedoch sind andere Einschalter möglich. Ferner ist parallel zum Einschalter 17 ein Schaltelement 16 geschaltet, das durch den RTC-Generator 13 aktiviert wird.
Entsprechend können die CPU 14, der A/D Wandler 15 und die Sensorgruppe 11 durch von der Hilfsbatterie 8 zugeführte Spannung bzw. abgegebene Leistung aktiviert werden, so daß sie dann die Hochspannungsbatterie 4 überwachen, kontrollieren und handhaben, wenn irgendeines der Schaltelemente, d. h. der Einschalter 17 oder das Schaltelement 16 eingeschaltet wird.
Das Speicherelement 12 ist aus einem ROM und einem SRAM aufgebaut und dient dazu, den Batteriezustand zu speichern, der von der CPU 14 berechnet worden ist, sowie verschiedene Daten (beispielsweise in Form von kartenartigen Zusammenstellungen und Tabellen) zur Aktivierung des CPU 14 zu speichern.
Die CPU 14 detektiert und berechnet den Zustand in Form von z. B. der verbleibenden Kapazität der Hochspannungsbatterie 4 abhängig von digitalen Signalen, die gewonnen werden, indem die Signale der verschiedenen Sensoren der Sensorgruppe 11 in digitale Signale bei einer jeden vorbestimmten Überwachungs- oder Auslösungsperiode umgesetzt werden. Der berechnete Batteriezustand wird im Speicherelement 12 gespeichert. Der berechnete Batteriezustand wird ferner der Fahrzeugsteuereinheit 9 über eine Busleitung gemäß Darstellung in Fig. 2 zugeführt.
Die Fig. 4 zeigt ein Takt-(RTC)-Signal, das vom RTC-Generator 13 ausgegeben wird. Dieses Taktsignal ist eine periodische niederpegelige Spannung (VL) mit einem Zeitintervall wie einer angezeigten Impulsbreite T2, wobei diese niederpegelige Spannung VL jeweils mit einer Periode (TI) zur Aktivierung der Sensorgruppe 11 und der CPU 14 erzeugt wird. In diesem Ausführungsbeispiel kann die Impulsperiode (d. h. die Periode für den Monitor- oder Überwachungszeitpunkt T1) von einer Minute auf eine Stunde geändert werden. Andererseits ist die Impulsbreite T2 beispielsweise auf 0,1 sec festgesetzt. Ferner kann, da die Impulsbreite T2 unter Berücksichtigung der Arbeitsgeschwindigkeit der CPU 14 bestimmt wird, T2 auch auf einen kürzeren Wert festgelegt werden, wenn die Arbeitsgeschwindigkeit oder Prozessorgeschwindigkeit der CPU 14 hoch ist, hingegen auch auf einen entsprechend längeren Wert, falls die Geschwindigkeit der CPU geringer ist.
Der RTC-Generator 13 wird in Verbindung mit der Betätigung des Einschalters 17 derart aktiviert, daß, nur wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet wird, das RTC-Signal an das Schaltelement 16 ausgegeben wird. Ferner kann die Impulsperiode T1 des RTC (Takts) von der CPU 14 detektiert werden und ferner kann diese Impulsperiode T1 von der CPU 14 frei geändert werden.
Ferner ist das Schaltelement 16 ein pnp-Transistor und das RTC-Signal wird der Basis dieses Transistors zugeführt. Wenn daher das RTC-Signal mit einem Hohen Pegel VH an die Basis des Transistors gelegt ist, wird das Schaltelement 16 ausgeschaltet. Liegt andererseits das RTC Signal (Überwachungsimpuls) auf VL, so wird das Schaltelement 16 eingeschaltet. Der RTC Generator 13 und das Schaltelement 16 bilden eine Aktivierungseinrichtung zur Aktivierung der Sensorgruppe 11 und der CPU 14 auch dann, nachdem der Einschalter 17 aus- bzw. abgeschaltet wurde.
Im folgenden wird die Funktionsweise der oben beschriebenen Batteriehandhabungsvorrichtung erläutert.
Da der Einschalter 17 während der Fahrt des Elektrofahrzeugs eingeschaltet gehalten wird, wird zunächst, wie aus Fig. 3 entnehmbar ist, der CPU 14, dem A/D Wandler 15 und der Sensorgruppe 11 Spannung zugeführt, so daß die Sensoren der Sensorgruppe 11 die Batteriebedingungen (beispielsweise die Klemmenspannung, Temperatur, Lade- oder Entladungsstrom u.s.w.) jeder Zelle oder eines jeden Zellenblocks jeweils in den vorbestimmten Zeitintervallen detektieren, die von der CPU 14 festgesetzt und vorgegeben werden.
Die Sensorsignale der Sensorgruppe 11 werden durch den A/D Wandler 15 in digitale Signale umgesetzt. Die CPU 14 berechnet den Batteriezustand (z. B. die Energieverbrauchsrate, die noch verbliebene Batteriekapazität, die Batterieverschlechterung u.s.w.) der Hochspannungsbatterie 4. Der berechnete Batteriezustand wird im Speicherelement 12 gespeichert. Der im Speicherelement 12 gespeicherte Batteriezustand wird über die Busleitung zur Fahrzeugsteuereinheit 9 ausgegeben.
Andererseits wird der Einschalter 17 ausgeschaltet, wenn das Elektrofahrzeug geparkt wird und geparkt bleibt. In diesem Zustand wird jedoch, da der RTC-Generator 13 in Verknüpfung mit der Ab- oder Ausschaltoperation des Einschalters 17 aktiviert wird, das Schaltelement 16 periodisch eingeschaltet. Dementsprechend wird das Schaltelement 16 eingeschaltet, wenn das RTC-Signal einer Impulsbreite T2 bei jeder Überwachungs-Periode T1 auf den niedrigen Pegel VL wechselt, wobei die Periode T1 von einer Minute bis zu einer Stunde beträgt, so daß der CPU 14, dem A/D Wandler 15 und der Sensorgruppe 11 Spannung von der Hilfsbatterie 8 zugeführt wird. Infolgedessen detektieren die Sensoren der Sensorgruppe 11 die Klemmenspannung, die Temperatur und die Ströme jeder Zelle oder jedes Zellenblocks in vorbestimmten Zeitintervallen, selbst nachdem die Einschalter 17 abgeschaltet wurden.
Die Sensorsignale der Sensorgruppe 11 werden durch den A/D Wandler 15 in digitale Signale umgesetzt. Die CPU 14 berechnet den Batteriezustand wie z. B. die noch verbliebene Batteriekapazität der Hochspannungsbatterie 4. per berechnete Batteriezustand wird im Speicherelement 12 gespeichert. Der im Speicherelement 12 gespeicherte Batteriezustand wird über die Busleitung an die Fahrzeugsteuereinheit 9 ausgegeben.
Wie oben erläutert, ist es im ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung möglich, den Batteriezustand der Hochspannungsbatterie für den Antrieb des Kraftfahrzeugs dadurch zu überwachen oder zu kontrollieren, daß die CPU 14 und der A/D Wandler 15 mit einer langen Periode der Überwachung aktiviert werden, welche durch die RTC-Signale bestimmt und vorgegeben wird, die vom RTC-Generator 13 erzeugt werden, wobei der für die Überwachung der Fahrzeugbatterie erforderliche Energieverbrauch selbst dann reduziert wird, wenn der Einschalter auf "aus" geschaltet gehalten bleibt.
Die Fig. 5 zeigt eine Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels. In dieser Modifikation werden das Speicherelement 12 und der RTC-Generator 13 durch eine wiederaufladbare Reserve- oder Sicherheitsbatterie 21 aktiviert, die zusätzlich von der Hilfsbatterie 8 vorgesehen ist und sich von dieser unterscheidet. Die Reservebatterie 21 wird vom Batterielader 22, der von der Hilfsbatterie 8 angetrieben wird, immer dann aufgeladen, wenn der Einschalter 17 eingeschaltet ist. Da das Speicherelement 12 und der RTC-Generator 13 demgemäß durch die Reservebatterie 21 aktivierbar sind, wenn der Einschalter 17 auf "aus" geschaltet ist, ist es möglich, den Zustand der Hochspannungsbatterie 4 bei weiterer Reduzierung des Stromverbrauchs der Hilfsbatterie 8 zu überwachen und zu kontrollieren.
Zweites Ausführungsbeispiel
Das zweite Ausführungsbeispiel der Batteriehandhabungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert. Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Anzahl der aktivierten Sensoren und aktivierten Verstärker reduzierbar ist, um den Stromverbrauch nach Abschalten des Einschalters 17 und bei ausgeschaltetem Schalter 17 weiter zu reduzieren.
Dabei ist detailliert gemäß Fig. 6 die Sensorgruppe 11 in zwei Arten von Gruppen aufgeteilt, namlich eine erste Gruppe 11a, die periodisch durch die RCT-Signale selbst dann aktiviert wird, wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet ist, und eine zweite Gruppe 11b, die vollständig deaktiviert ist, wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet ist. Dabei wird die Sensorgruppe 11 schaltungsmäßig durch eine Diode 25 in zwei Gruppen 11a und 11b aufgeteilt. Daher ist es, da die Sensorgruppe 11b durch das Vorliegen der Diode 25 nicht aktiviert wird, wenn der Einschalter 17 auf "aus" gestellt ist und daher das Schaltelement 17 periodisch eingeschaltet wird, möglich, den Zustand der Hochspannungsbatterie bei weiterer Reduzierung des Stromverbrauchs der Hilfsbatterie 8 zu überwachen.
Drittes Ausführungsbeispiel
Das dritte Ausführungsbeispiel der Batteriehandhabungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 erläutert. Das dritte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß abhängig von einem Signal, das von der CPU 32 selbst ausgegeben wird, wenn der Einschalter 17 auf "aus" gestellt ist, die Spannungszufuhr von der Hilfsbatterie 8 zur CPU 32, dem A/D Wandler 15 und der Sensorgruppe 11 abgebrochen wird.
Dabei ist gemäß Fig. 7 der RTC-Generator 13 mit der Basis eines npn-Transistors 31 verbunden, und der Kollektor dieses npn-Transistors 31 ist mit der Basis des Schaltelements 16 verbunden. Ferner ist die Basis des npn-Transistors 31 auch mit dem Thyristor 33 zur Aktivierung durch die CPU 32 verbunden.
Die CPU umfaßt dabei eine Funktion derart, daß sie zusätzlich zu den Funktionen des ersten Ausführungsbeispiels ein Signal an den Thyristor 33 immer dann ausgibt, wenn die CPU 32 vorbestimmte Berechnungen beendet hat.
Gemäß Fig. 8 werden dabei detailliert der Thyristor 33 und auch der npn-Transistor 31 auf "aus" geschaltet, wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet wird, und hierdurch wechselt der Signalpegel des RTC-Generators 13 zu einem Zeitpunkt t1 vom Wert VH auf den Wert VL. Da jedoch der npn-Transistor 31 eingeschaltet wird, wenn der Signalpegel des RTC-Generators 13 sich zum Zeitpunkt t2 (nach Verstreichen der Zeit T2 nach dem Zeitpunkt t1) von VL auf VH wechselt, wechselt die Kollektorspannung des npn-Transistors 31 von einem hohen Pegel (VTICH) auf einen niedrigen Pegel (VTICL), so daß das Schaltelement 16 eingeschaltet wird, um der CPU 32, dem A/D Wandler 15 und der Sensorgruppe 11 Spannung zuzuführen.
Nach Beendigung der vorbestimmten Berechnungen gibt die CPU 32 zu einem Zeitpunkt t3 ein Signal an den Thyristor 33 aus, so daß der Thyristor 33 durch dieses Signal eingeschaltet wird. Daher wird wiederum der npn-Transistor ausgeschaltet und infolgedessen wechselt die Kollektorspannung des npn-Transistors 31 von einem niedrigen Pegel (VTICL) auf den hohen Pegel (VTICH). Entsprechend wird das Schaltelement 16 abgeschaltet, so daß die Spannungszufuhr zur CPU 32, dem A/D Wandler 15 und der Sensorgruppe 11 abgebrochen wird.
Da gemäß obiger Beschreibung in diesem Ausführungsbeispiel Spannung oder Leistung nur während der Zeitperiode, die für die vorbestimmten Berechnungen durch die CPU 32 erforderlich ist, zugeführt wird, wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet ist, ist es möglich, den Zustand der Hochspannungsbatterie 4 bei noch weiterer Reduzierung des Stromverbrauchs durch die Hilfsbatterie 8 zu überwachen.
Viertes Ausführungsbeispiel
Das Batteriehandhabungssystem gemäß dem vierten Ausführungs­ beispiel der Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9 erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dadurch, daß die Hochspannungsbatterie solange, wie die Batterie geladen wird, selbst dann fortgesetzt überwacht werden kann, wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet wird, und zwar auf dieselbe Weise, wie für den Fall, daß der Einschalter 17 eingeschaltet gehalten bleibt.
Gemäß Fig. 9 ist dabei in diesem Ausführungsbeispiel die Hilfsbatterie 8 mit der CPU 14, dem A/D Wandler 15 und der Sensorgruppe 11 über ein Relais 35 verbunden, das parallel zum Einschalter 17 geschaltet ist. Ferner wird das Relais 35 über ein Verbindungselement 36, das durch eine externe Spannungsquelle 37 ein- und ausgeschaltet wird, erregt und aberregt. Da das Relais 35 demgemäß durch die externe Spannungsquelle 37 solange, wie die Batterie 4 geladen wird, erregt werden kann, selbst wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet ist, ist es möglich, die Hochspannungsbatterie so zu überwachen, als wäre der Einschalter 17 für eine kurze Periode einer Überwachung eingeschaltet.
Fig. 10 zeigt eine Modifikation des vierten Ausführungsbeispiels. Da in dieser Modifikation eine externe Spannungsquelle direkt mit der CPU 14, A/D Wandler 15 und der Sensorgruppe 11 über das Koppelelement 36 verbunden werden kann, solange die Batterie geladen wird, wenn der Einschalter 17 auf "aus" geschaltet ist, ist es möglich, den Zustand der Hochspannungsbatterie 4 bei weiterer Reduzierung des Stromverbrauchs der Hilfsbatterie 8 zu überwachen. Obgleich in den oben erwähnten Ausführungsbeispielen ein AC-Induktionsmotor als Fahrzeugantriebsmotor verwendet wird, ist es selbstverständlich möglich, auch einen AC-Synchronmotor oder einen Gleichstrommotor statt dessen zu verwenden, und die Erfindung ist nicht auf die obigen Ausführungsbeispiele beschränkt.
Ferner wurde im obigen Ausführungsbeispiel der Takt so festgelegt, daß die Niederpegel-Impulsbreite T2 0,1 Sekunden beträgt und die Impulsperiode T1 von einer Minute bis zu einer Stunde reicht, jedoch ist der Takt nicht auf diese Werte beschränkt.
Gleichermaßen kann statt einer Bleibatterie wie im obigen Ausführungsbeispiel die vorliegende Erfindung auch im Fall anderer Batterien wie Ni-Cd, Ni-H, Ni-Zn, Na-S, Li-Batterien und dergleichen angewandt werden.
Da, wie oben erläutert, in der Batteriehandhabungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung der Batteriezustand intermittierend überwacht gehalten wird, wann immer der Einschalter auf "aus" geschaltet gehalten bleibt, ist es möglich, Energie einzusparen, die erforderlich ist, um den Batteriezustand immer zu überwachen und zu handhaben bzw. zu steuern.
Wie bereits erläutert, ist es in der Batteriehandhabungsvorrichtung erforderlich, den Korrekturwert des Batteriezustands wie die verbliebene Kapazität der Fahrzeugantriebsbatterie stets zu detektieren, indem die Temperatur, die Klemmenspannung und die verstrichene Zeit nach dem Gebrauch detektiert werden, und zwar selbst dann, wenn der Einschalter ausgeschaltet bleibt, wie z. B. im Fall, bei dem das Fahrzeug während der Nacht für eine beträchtliche Anzahl von Stunden geparkt bleibt. Dies ist deshalb der Fall, weil gem. Fig. 1(b) die Batterieklemmenspannung, nachdem die Batterie aus dem Entladungszustand in den offenen Belastungskreis geschaltet wurde, wieder hergestellt wird, und die Wiederherstellungsrate (ΔV/Δt) und die spezifische Zeit TP gemäß den Fig. 1(a) bis 1(e) jeweils entsprechend dem zurückliegenden Entladungszustand der Batterie differieren. Mit anderen Worten ist es möglich, den Verschlechterungszustand der Antriebsbatterie dadurch zu ermitteln, daß man die Wiederherstellungsrate der Batteriespannung in Abhängigkeit von der Zeit (ΔV/Δt) ermittelt,so daß man auf diese Weise ein Kriterium zum Austausch der Batterie durch eine neue ermitteln kann.
Jedoch besteht ein Problem darin, daß der Stromverbrauch, der für die Batteriehandhabungsvorrichtung erforderlich ist, ansteigt, wenn die Batterie auch dann, wenn der Einschalter bereits ausgeschaltet ist (d. h. das Elektrofahrzeug geparkt ist) mit derselben kurzen Periode der jeweiligen Überwachung (von beispielsweise einer Minute) wie im Fall des eingeschalteten Tastenschalters überwacht wird, so daß die Hilfsbatterie allein für die Batteriesteuerung aufgebraucht wird.
Daher wird also das erfindungsgemäße Batteriehandhabungsverfahren angewandt, das im folgenden anhand der beigefügten Flußdiagramme erläutert ist und dieses Problem in Verbindung mit dem Handhabungssystem des ersten Ausführungsbeispiels der Fig. 1 und 2 auf differenziertere Art und Weise überwindet.
Fünftes Ausführungsbeispiel
Das fünfte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 11 (Batterieüberwachungsroutine) erläutert, welches periodisch mit einer vorbestimmten Periode für die Überwachungszeitpunkte immer dann ausgeführt werden kann, wenn die CPU 14 und die Sensorgruppe 11 durch die Hilfsbatterie 8 aktiviert sind.
Das Merkmal dieses fünften Ausführungsbeispiels besteht darin, die Überwachungs-Periode von einer kurzen Periode (beispielsweise einer Minute) auf eine lange Periode wie eine Stunde in Abhängigkeit von einer vorbestimmten spezifizierten Zeit TP (beispielsweise 30 Minuten) umzuschalten, nachdem die Batterie nach der Entladung in den unbelasteten offenen Zustand freigegeben wurde.
Im Schritt S101 prüft die CPU 14 (die einfach als Steuerung bezeichnet wird), ob der RTC-Generator 13 in Verbindung mit dem Einschalter 17 gestartet wird oder nicht (ausgeschaltet oder eingeschaltet ist). Ist der RTC-Generator 13 nicht gestartet, dies bedeutet, wenn der Einschalter 17 eingeschaltet ist, dann fährt die Steuerung mit Schritt S102 fort, um den Integrationszeitwert TI(t) zu löschen (TI(t)= 0), wonach mit Schritt S103 fortgefahren wird. Der Integrationszeitwert zeigt eine Zeit an, die verstrichen ist, nachdem der Einschalter 17 ausgeschaltet wurde; d. h., nachdem die Batterie nach dem Entladen in den unbelasteten Zustand gebracht wurde.
Ist demgegenüber der RTC-Generator 13 gestartet, d. h., wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet ist, fährt die Steuerung mit Schritt S104 fort, um zu prüfen, ob der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder länger als 60 Minuten ist (TI(t) = 60). Ist TI(t) ≧ 60, so springt die Steuerung auf Schritt S 110, und ist hingegen TI(t) kleiner 60, so fährt die Steuerung mit Schritt S105 fort. Im Schritt S105 integriert die Steuerung die verstrichene Zeit als TI(t) = TI(t-1)+ΔT, wobei TI(t-1) den vorherigen Integrationszeitwert bezeichnet und ΔT ein Zeitintervall zwischen dem vorausgehenden Zeitpunkt zum gegenwärtigen Zeitpunkt bezeichnet, was dasselbe wie die kurze Überwachungsperiode ist.
Ferner prüft die Steuerung im Schritt S 106, ob der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder länger als eine feste spezifizierte Zeit von 30 Minuten ist. Falls TI(t) kürzer als 30 Minuten ist (TI(t) < 30) , fährt die Steuerung mit Schritt S103 fort und falls TI(t) gleich oder länger als 30 Minuten ist (TI(t) ≧ 30), fährt die Steuerung mit Schritt S 107 fort. Hier ist die spezifizierte Zeit von 30 Minuten eine Zeitperiode, ausgehend vom Zeitpunkt des Abschaltens des Einschalters 17 (die Batterie wird in den unbelasteten Zustand) oder offenen Zustand gebracht), bis zu dem Zeitpunkt, bei dem die Klemmenspannung auf einen Spitzenwert oder Maximumwert wiederhergestellt ist, wie bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 1(a) bis 1(e) erläutert wurde.
Wird der Einschalter 17 bei oder innerhalb der spezifizierten Zeit (30 Minuten) eingeschaltet, so fährt hier die Steuerung ausgehend von Schritt S102 oder Schritt S106 mit Schritt S103 fort, um die Überwachungsperiode ΔT auf eine kürzere Überwachungsperiode von einer Minute festzusetzen, wobei mit Schritt S108 fortgefahren wird.
Ist im Schritt S 106 der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder länger als die feste spezifizierte Zeit von 30 Minuten (TI(t) ≧ 30), so fährt die Steuerung mit Schritt S107 fort, um die Periode ΔT der Überwachungszeitpunkte auf eine längere Überwachungs-Periode von einer Stunde festzulegen, wonach mit Schritt S108 fortgefahren wird.
Im Schritt S108 ersetzt die Steuerung den vorhergehenden Integrationszeitwert TI (t-1) durch den gegenwärtigen Integrationszeitwert TI(t), wonach mit Schritt S109 fortgefahren wird. Im Schritt S109 ändert die Steuerung die Periode T1 des RTC (dieselbe wie die Überwachungs-Periode ΔT) auf einen Wert, der im Schritt S103 (eine Minute) oder im Schritt S107 (1 Stunde) geliefert wird, wonach mit Schritt S110 fortgefahren wird.
Ist ferner der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder größer als 60 Minuten (S104) oder fährt die Steuerung im Schritt S109 mit Schritt S110 fort, so führt die Steuerung im Schritt S110 verschiedene Datenmeßwertverarbeitungen durch. Hierzu gehört, daß verschiedene Sensorzustandssignale (die Klemmenspannung, Temperatur und der Strom) der Sensorgruppe 11 in digitale Signale über den A/D Wandler 15 umgesetzt werden; der Zustand der Hochspannungsbatterie 4 auf der Grundlage der umgesetzten digitalen Signale durch die CPU 14 berechnet wird und im Speicherelement 12 gespeichert wird. Ferner wird der im Speicherelement S12 gespeicherte Batteriezustand über eine Busleitung an die Fahrzeugsteuereinheit 9 ausgegeben. Ferner beinhaltet hier auch der Batteriezustand einen Energieverbrauch, eine verbliebene Batteriekapazität, eine Batterieverschlechterung und dergleichen.
Infolgedessen wird in dem Zustand, in welchem der Einschalter 17 eingeschaltet ist, eine kurze Überwachungsperiode von einer Minute als die Periode TI des nicht aktivierten RTC-Generators 13 als Ausgangseinstellwert festgesetzt. Ferner wird nach Ausschalten des Einschalters 17 das Schaltelement 16 ein RTC-Signal mit einer kurzen Überwachungsperiode von einer Minute ausgeben, bis die spezifizierte Zeit dauert (30 Minuten) verstrichen ist, um so eine feine Verarbeitung der Meßwertdaten zur Batteriehandhabung ausführen zu können, indem der CPU 14 mit einer kurzen Periode (von einer Minute) der jeweiligen Überwachungszeitpunkte Spannung zugeführt wird, d. h. Leistung an die CPU abgegeben wird. Nachdem jedoch diese spezielle Zeit von 30 Minuten verstrichen ist, ist es, da die Überwachungsperiode nun auf eine lange Überwachungsperiode von 60 Minuten geändert wird, möglich, die Batteriemeßwertverarbeitung mit langen Zeitintervallen auszuführen, so daß auf diese Weise durch die Batteriehandhabung und Batterieüberwachung verbrauchte Energie eingespart werden kann.
Wie oben erläutert, werden im fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung Batteriedaten mit relativ kurzen Zeitintervallen (von einer Minute) fein gemessen, wenn die Klemmenspannung sich abrupt ändert, und zwar bis zum Ablauf der spezifizierten Zeitdauer. Jedoch werden dann die Batteriedaten nur noch grob mit relativ langen Zeitintervallen (von einer Stunde) gemessen, wenn die Klemmenspannung sich nach dieser spezifizierten Zeit nur noch leicht oder mäßig ändert, mit dem Ergebnis, daß es möglich ist, den Zustand der Hochspannungsbatterie (Antriebsbatterie) 4 auch, wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet bleibt, ohne Steigern des Stromverbrauchs von der Hilfsbatterie 8 zu überwachen.
In diesem fünften Ausführungsbeispiel sind die jeweiligen Werte für die kurze Überwachungsperiode, die lange Überwachungsperiode und die spezifizierte Zeitdauer nicht auf die oben beispielhalber angeführten Werte beschränkt.
Sechstes Ausführungsbeispiel
Im folgenden wird das sechste Ausführungsbeispiel anhand von Fig. 12 erläutert. Das sechste Ausführungsbeispiel beinhaltet das Merkmal, die Überwachungsperiode von einer kurzen Periode wie beispielsweise einer Minute auf eine lange Periode von beispielsweise einer Stunde in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Wiederherstellungsbezugsspannung Vref umzuschalten, nachdem die Batterie nach der Entladung in den unbelasteten Zustand geöffnet wurde. Dies bedeutet, daß, falls nach Abschalten des Einschalters die Änderungsrate ΔV der Klemmenspannung der Batterie höher als eine vorbestimmte Bezugsspannung Vref ist, die Meßdatenverarbeitung (Erfassung und Aufbereitung) mit einer vorbestimmten kurzen Überwachungsperiode wiederholt wird. Ist jedoch die Änderungsrate ΔV der Klemmenspannung der Batterie geringer als dieser selbe Bezugsspannungswert Vref, so wird die Meßdatenverarbeitung mit einer vorbestimmten langen Periode der Überwachung wiederholt.
Genau wie im Fall des fünften Ausführungsbeispiels kann die Handhabungs- oder Überwachungsroutine wiederholt immer dann ausgeführt werden, wenn die CPU 14 und die Sensorgruppe 11 aktiviert werden.
Im Schritt S201 prüft die Steuerung, ob der RTC-Generator 13, der in Verknüpfung mit dem Einschalter 17 aktiviert wird, gestartet ist oder nicht (ausgeschaltet oder eingeschaltet ist). Ist der RTC-Generator 13 nicht gestartet, d. h. ist der Einschalter 17 eingeschaltet, so springt die Steuerung auf Schritt S204, um die Überwachungsperiode ΔT auf eine kurze Periode von einer Minute festzulegen. Ist jedoch der RTC-Generator 13 gestartet, d. h. ist der Einschalter 17 ausgeschaltet, so fährt die Steuerung mit Schritt S202 fort, um die Klemmenspannung-Änderungsrate ΔV = V(t) - V(t-1) zu berechnen. Hier bezeichnet V(t-1) die vorausgehende Klemmenspannung und V(t) die gegenwärtige Klemmen- oder Anschlußspannung.
Ferner prüft die Steuerung in S 203, ob die berechnete Klemmenspannungsänderungsrate ΔV gleich oder größer als der Bezugswert Vref ist. Ist ΔV gleich oder größer als der Bezugswert Vref, so fährt die Steuerung mit S204 fort. Ist ΔV kleiner als Vref, so fährt die Steuerung mit Schritt S205 fort.
Wenn die Steuerung von Schritt S201 (wenn der Einschalter 17 eingeschaltet ist) oder Schritt S203 (wenn der Einschalter ausgeschaltet ist, jedoch V ≧ Vref) zu Schritt S204 geht, setzt die Steuerung eine kurze Überwachungsperiode von einer Minute als den Wert für die Überwachungsperiode ΔT fest, wonach mit Schritt S206 fortgefahren wird.
Fährt die Steuerung von Schritt S 203 mit Schritt S205 fort (ΔV kleiner Vref), so setzt die Steuerung eine lange Überwachungsperiode von einer Stunde als die Überwachungsperiode ΔT fest, wonach Schritt S206 erfolgt.
Im Schritt S206 ersetzt die Steuerung die vorherige Klemmenspannung V(t-1) durch die gegenwärtige Klemmenspannung V(t). Im nachfolgenden Schritt S207 ändert die Steuerung die Periode T1 des RTC-Generators 13 auf die Überwachungsperiode ΔT, die im Schritt S204 (eine Minute) oder S205 (eine Stunde) geliefert wird.
Im folgenden Schritt S208 führt die Steuerung verschiedene Meßdatenverarbeitungen durch. Zu diesen gehören die Umsetzung der verschiedenen Sensorsignale wie der Klemmenspannung, Temperatur des Stroms der Sensorgruppe 11 in digitale Signale mittels des A/D Wandlers 15; die Berechnung des Zustandes der Hochspannungsbatterie 4 in Abhängigkeit von den umgesetzten digitalen Signalen durch die CPU 14 und die Speicherung im Speicherelement 12. Ferner wird der im Speicherelement 12 gespeicherte Batteriezustand über die Busleitung auch an die Fahrzeugsteuereinheit 9 ausgegeben. Ferner umfaßt hier der Batteriezustand auch den Energieverbrauch, die verbliebene Batteriekapazität, eine Batterieverschlechterung u.s.w.
Infolgedessen wird in dem Zustand, daß der Einschalter 17 eingeschaltet ist, eine kurze Überwachungsperiode von einer Minute als die Periode TI des nicht aktivierten RTC-Generators 13 als ein Ausgangseinstellwert festgelegt. Ist andererseits die Änderungsrate ΔV der Klemmenspannung gleich oder größer als der Bezugswert Vref, nachdem der Einschalter 17 ausgeschaltet wurde, so wird die CPU 14 aktiviert, um den Steuerprozeß mit einer kurzen Überwachungsperiode von einer Minute auszuführen, so daß eine feine Batteriehandhabung und -überwachung entsprechend einer steilen Änderungsrate der Batteriespannung ausführbar ist. Ist andererseits die Änderungsrate ΔV der Klemmenspannung kleiner als der Bezugswert Vref f nachdem der Einschalter 17 ausgeschaltet worden ist, so wird die CPU so aktiviert, daß sie eine Steuer- oder Handhabungsverarbeitung mit einer langen Überwachungsperiode von einer Stunde ausführt, so daß gemäß einer nur noch mäßigen Änderungsrate der Batteriespannung ein einfaches Batterieüberwachungs- und Handhabungsverfahren ausgeführt werden kann.
Wie oben beschrieben, ist es im sechsten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, da die Datenfeinmessung und feine Datenverarbeitung durch das Festlegen der Überwachungsperiode auf eine relativ kurze Periode ausführbar sind, wenn die Klemmenspannung sich abrupt ändert, und da ferner eine einfache Verarbeitung und Aufnahme der Meßdaten ausführbar sind, indem die Überwachungsperiode auf eine relativ lange Periode festgelegt wird, wenn die Klemmenspannung sich nur noch mäßig ändert, möglich, den Zustand der Hochspannungs- oder Antriebsbatterie 4 selbst dann ohne Steigern des Stromverbrauchs der Hilfsbatterie 8 zu überwachen, wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet bleibt.
Die jeweiligen Werte für die kurze Überwachungsperiode und die lange Überwachungsperiode sind nicht auf die im sechsten Ausführungsbeispiel nur beispielhalber angegebenen Werte beschränkt.
Die Fig. 13 zeigt eine Modifikation des sechsten Ausführungsbeispiels der Fig. 12. In dieser Modifikation ist der Bezugsspannungswert Vref auf null Volt festgesetzt. Dies bedeutet, daß die Meßdatenverarbeitung und -aufnahme mit einer relativ kurzen Überwachungsperiode ausgeführt werden, wenn die Änderungsrate der Klemmenspannung der Hochspannungsbatterie gleich oder höher als null ist, nachdem der Einschalter ausgeschaltet wurde. Ist jedoch die Änderungsrate der Klemmenspannung der Hochspannungsbatterie negativ, so wird die Meßdatenverarbeitung bzw. -aufnahme mit einer relativ langen vorbestimmten Überwachungsperiode ausgeführt.
Gemäß der Routine der Fig. 13 berechnet die Steuerung im Schritt S202 die Änderungsrate der Batterieklemmenspannung ΔV. Ferner prüft die Steuerung in S213, ob die Änderungsrate ΔV gleich oder größer als null ist. Ist V ≧ 0, so fährt die Steuerung mit S204 fort, und falls nicht (ΔV < 0) mit Schritt S205. Die übrigen Schritte entsprechen denjenigen des in Fig. 12 gezeigten fünften Ausführungsbeispiels.
Siebtes Ausführungsbeispiel
Das siebte Ausführungsbeispiel wird unter Bezugnahme auf Fig. 14 erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel kennzeichnet sich durch das Merkmal, daß eine spezifizierte Zeit TP auf der Grundlage der integrierten Entladungsleistung der Hochspannungsbatterie bestimmt wird, welche berechnet wird, wenn der Einschalter eingeschaltet gehalten wird, wobei die Meßdatenverarbeitung mit einer kurzen Überwachungsperiode innerhalb der bestimmten spezifizierten Zeit, jedoch mit einer langen Überwachungsperiode nach dieser bestimmten spezifizierten Zeit erfolgt. Auf dieselbe Weise wie im Fall des fünften Ausführungsbeispiels kann die Handhabungs- oder Überwachungsroutine wiederholt immer dann ausgeführt werden, wenn die CPU 14 und die Sensorgruppe 11 aktiviert sind.
Im Schritt S301 prüft folglich die CPU 14 oder Steuerung zunächst, ob der RTC-Generator 13, der in Verbindung mit dem Einschalter 17 aktiviert wird, gestartet ist oder nicht (ausgeschaltet oder eingeschaltet ist). Fall der RTC-Generator 13 nicht gestartet ist, wenn der Einschalter 17 eingeschaltet ist, fährt die Steuerung mit Schritt S302 fort. Ist der RTC-Generator 13 gestartet (d. h. ist der Einschalter 17 ausgeschaltet), so fährt die Steuerung mit Schritt S307 fort.
Im Schritt S302 berechnet die Steuerung eine integrierte Entladungsleistung (den integrierten Wert der entladenen bzw. abgegebenen Leistung) ΣPI(t) = ΣPI(t-1) + PI(t), wobei ΣPI(t-1) die vorhergehende integrierte Entladungsleistung ist.
Im Schritt S303 ermittelt die Steuerung eine spezifizierte Zeit TP unter Bezugnahme auf eine Tabelle und auf der Grundlage der berechneten integrierten Entladungsleistung ΣPI(t). Diese spezifizierte Zeit TP ist eine Zeitperiode ausgehend von dem Zeitpunkt, zu dem der Einschalter 17 ausgeschaltet ist, so daß die Batterie 4 aus dem Entladungs- oder Belastungszustand in den offenen Belastungskreis geschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt der Wiederherstellung der Batterieklemmenspannung auf deren Spitzenwert.
Ferner kann die Tabelle mit den in Beziehung gesetzten Werten der spezifizierten Zeit TP und der integrierten Entladungsleistung ΣPI(t) empirisch gewonnen und vorab im Speicherelement 12 gespeichert werden. Die spezifizierte Zeit TP wird mit ansteigender integrierter Entladungsleistung ΣPI(t) auf einen langen Wert bestimmt und auf einen konstanten Wert gelegt, wie beispielsweise 30 Minuten, nachdem der integrierte Entladungswert ΣPI(t) einen Wert überschritten hat.
Nachdem im Schritt S303 die spezifizierte Zeit TP festgelegt worden ist, fährt die Steuerung mit S304 fort, um den Integrationszeitwert TI(t) zu löschen (TI(t) = 0), wonach mit Schritt S 305 fortgefahren wird. Hier ist der Integrationszeitwert TI(t) ein Integrationswert der Zeit, nachdem der Einschalter 17 auf "aus" geschaltet wurde und gehalten wurde. Ferner ersetzt im Schritt S305 die Steuerung den Integrations-Entladungsleistungswert durch den gegenwärtigen Integrations-Entladungsleistungswert (ΣPI(t-1) = ΣPI(t), wonach mit Schritt S306 fortgefahren wird.
Andererseits fährt die Steuerung mit S307 fort, um zu prüfen, ob der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder länger als 60 Minuten ist (TI(t) ≧ 60), wenn der RTC-Generator 13 gestartet ist und hierbei der Einschalter 17 ausgeschaltet ist. Ist TI(t) ≧ 60, so springt die Steuerung zu S313. Falls TI(t) < 60, so fährt die Steuerung mit Schritt S308 fort. Im Schritt S308 integriert die Steuerung die Zeit als TI(t) = TI(t-1) + ΔT, wobei TI(t-1) den vorhergehenden Integrationswert und ΔT die zeitliche Änderungsrate zwischen dem vorausgehenden Zeitpunkt und dem gegenwärtigen Zeitpunkt zeigt, was dasselbe wie die Überwachungszeit ist.
Ferner prüft die Steuerung im Schritt S309, ob der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder länger als die festgesetzte spezifizierte Zeit TP ist. Ist TI(t) kürzer als die spezifizierte Zeit (TI(t) < TP), so fährt die Steuerung mit Schritt S306 fort. Ist TI(t) gleich oder länger als die spezifizierte Zeit (TI(t) ≧ TP), so fährt die Steuerung mit S310 fort.
Wenn ferner die Steuerung vom Schritt S305 (der Einschalter 17 ist eingeschaltet) oder S309 (die Zeit nach Ausschalten des Einschalters 17 erreicht nicht die spezifizierte Zeit TP) zum Schritt S306 geht, setzt die Steuerung die Periode ΔT(T1) des RTC Generators 13 auf eine kurze Monitorstartperiode, wie beispielsweise eine Minute, wonach mit Schritt S311 fortgefahren wird.
Ist ferner im Schritt S309 der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder länger als der feste spezifizierte Wert TP (TI(t) ≧ TP) , so fährt die Steuerung mit Schritt S310 fort, um die Periode ΔT(T1) des RTC-Generators 13 auf eine lange Überwachungsperiode von beispielsweise einer Stunde festzusetzen, wonach mit Schritt S311 fortgefahren wird.
Im Schritt S311 ersetzt die Steuerung den vorhergehenden Integrationszeitwert TI(t-1) durch den gegenwartigen Integrationszeitwert TI(t) und fährt dann mit Schritt S312 fort. Daher wird die Periode TI des RTC-Generators 13 auf die Überwachungsperiode ΔT festgelegt, die in den Schritten S306 oder S310 bestimmt wurde.
Ferner fährt die Steuerung von Schritt S312 mit Schritt S313 fort, wenn sie im Schritt S307 ermittelt, daß der Integrationswert TI(t) größer als 60 Minuten ist. Im Schritt S313 führt die Steuerung verschiedene Meßdatenverarbeitungen durch, d. h. die Umsetzung der verschiedenen Sendesignale wie der Klemmenspannung, Temperatur des Entladestroms der Sensorgruppe 11 über den A/D Wandler 15 in digitale Signale; die Berechnung des Zustands der Hochspannungsbatterie 4 in Abhängigkeit von den umgesetzten digitalen Signalen durch die CPU 14 und die Speicherung im Speicherelement 12. Ferner wird der im Speicherelement 12 gespeicherte Batteriezustand über die Busleitung an die Fahrzeugsteuereinheit 9 ausgegeben. Ferner ist hier der Batteriezustand ein Entladungsstrom, ein Energieverbrauch, eine verbleibende Batteriekapazität, eine Batterieverschlechterung und dergleichen.
Infolgedessen wird in dem Zustand, in welchem der Einschalter 17 eingeschaltet ist, eine kurze Überwachungsperiode von einer Minute als die Periode T1 des nichtaktivierten RTC-Generators 13 als Ausgangseinstellwert festgelegt. Daher gibt der RTC-Generator 13 einen RTC mit kurzer Überwachungsperiode von einer Minute ab, ausgehend von dem Zeitpunkt der Abschaltung des Einschalters 17 bis zum Verstreichen der spezifizierten Zeit, die auf der Grundlage der entladenen Leistung bestimmt worden ist, so daß der CPU 14 und der Sensorgruppe 11 mit einer kurzen Periode dem jeweiligen Überwachung- von beispielsweise einer Minute Spannung zugeführt wird, bis die spezifizierte Zeit verstrichen ist, um für die Batteriehandhabung eine feine Datenmessung und -verarbeitung auszuführen. Da ferner die Überwachungsperiode nach Verstreichen der spezifizierten Zeit von einer Minute auf eine lange Überwachungsperiode von beispielweise einer Stunde festgesetzt wird, ist es möglich, eine grobe Batteriemessung und Datenverarbeitung mit langen Zeitintervallen auszuführen.
Wie oben beschrieben, ist es im siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung möglich, da die spezifizierte Zeit in Abhängigkeit vom integrierten Wert der Entladungsleistung bestimmt wird, den Zustand der Antriebsbatterie (der Hochspannungsbatterie) exakter zu überwachen, nachdem der Einschalter des elektrischen Fahrzeugs ausgeschaltet wurde, ohne den Stromverbrauch für die Batteriehandhabung zu steigern.
Achtes Ausführungsbeispiel
Im folgenden wird ein achtes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf Fig. 15 erläutert. Dieses Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß zunächst eine kurze Überwachungsperiode in Abhängigkeit der integrierten Entladungsleistung, d. h. der integrierten abgegebenen Leistung der Hochspannungsbatterie bestimmt wird, wenn der Tastenschalter eingeschaltet gehalten wird und daß die Meßdatenverarbeitung mit dieser bestimmten kurzen Überwachungsperiode innerhalb einer spezifizierten Zeit, jedoch mit einer langen Startperiode für die Überwachung nach der festgesetzten spezifizierten Zeit ausgeführt wird.
Auf dieselbe Weise wie im fünften Ausführungsbeispiel kann die Handhabungs- oder Überwachungsroutine wiederholt ausgeführt werden, wann immer die CPU 14 und die Sensorgruppe 11 aktiviert sind.
Daher prüft im Schritt S401 die CPU (Steuerung) zunächst, ob der RTC-Generator 13, der in Verbindung mit dem Einschalter 17 aktiviert wird, gestartet ist oder nicht (ausgeschaltet oder eingeschaltet ist). Falls der RTC-Generator 13 nicht gestartet ist (d. h. wenn der Einschalter 17 eingeschaltet ist) , fährt die Steuerung mit Schritt S402 fort. Ist der RTC-Generator 13 gestartet (d. h. wenn der Einschalter 17 ausgeschaltet ist) , fährt die Steuerung mit Schritt S406 fort.
Im Schritt S402 berechnet die Steuerung einen integrierten Wert der entladenen Leistung oder abgegebenen Leistung ΣPI(t) = ΣPI(t-1) + PI(t), wobei ΣPI(t-1) die vorhergehende integrierte abgegebene Leistung bezeichnet, wonach mit Schritt S403 fortgefahren wird.
Im Schritt S403 bestimmt die Steuerung eine kurze Überwachungsperiode ΔT unter Bezugnahme auf eine zuvor ermittelte Tabelle in Abhängigkeit vom berechneten integrierten Wert der abgegebenen Leistung ΣPI(t). Diese kurze Überwachungsperiode ΔT ist die Zeitperiode vom Zeitpunkt der Abschaltung des Einschalter 17, wobei die Batterie in den entlasteten Zustand gebracht wird, bis zu dem Zeitpunkt der Wiederherstellung der Batterieklemmenspannung auf deren Spitzenwert. Ferner kann die Tabelle, die die kurze Überwachungsperiode ΔT und den integrierten Wert der abgegebenen Leistung ΣPI(t) in Beziehung setzt, empirisch gewonnen werden und im Speicherelement 12 gespeichert werden. Die kurze Überwachungsperiode ΔT wird mit ansteigender integrierter abgegebener Leistung ΣPI(t) kurz festgesetzt und auf einen konstanten Wert, nachdem der integrierte Wert ΣPI(t) einen Wert überschreitet.
Nachdem die kurze Überwachungsperiode ΔT im Schritt S403 gesetzt worden ist, fährt man mit Schritt S404 fort, um den Integrationswert TI(t) mit TI(t)= 0 zu löschen und dann mit Schritt S405 fortzufahren. Hier ist der integrierte Zeitwert TI(t) der Zeitwert nach Abschalten des Einschalters 17. Ferner ersetzt im Schritt S405 die Steuerung den integrierten Wert der abgegebenen Leistung ΣPI(t-1) durch den gegenwärtigen Integrationswert ΣPI(t) und fährt dann mit Schritt S410 fort.
Andererseits fährt, wenn der RTC-Generator 13 gestartet ist und hierbei der Einschalter 17 ausgeschaltet ist (S401), die Steuerung mit Schritt S406 fort, um zu prüfen, ob der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder länger als 60 Minuten ist (TI(t) ≧ 60). Ist TI(t) ≧ 60, springt die Steuerung zum Schritt S412. Ist TI(t) < 60, fährt die Steuerung mit Schritt S407 fort. Im Schritt S407 integriert die Steuerung die Zeit mit TI(t) = TI(t-1) + ΔT, wobei TI(t-1) den vorhergehenden Integrationszeitwert und ΔT die Zeit zwischen dem vorhergehenden Zeitpunkt und der gegenwartigen Zeit (entsprechend der kurzen Überwachungsperiode ΔT) bezeichnet.
Ferner prüft im Schritt S408 die Steuerung, ob der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder länger als die vorbestimmte spezifizierte Zeit Tk (beispielsweise 30 Minuten) ist. Ist der Zeitwert TI(t) kürzer als die Zeit Tk(TI(t) < Tk), so fährt die Steuerung mit Schritt S410 fort. Falls der Integrationszeitwert TI(t) gleich oder länger als die spezifizierte Zeit ist (TI(t) ≧ Tk), so wird mit Schritt S409 fortgefahren.
Ferner fährt die Steuerung von Schritt S409 mit S410 fort, um eine lange Überwachungsperiode wie beispielsweise eine Stunde als die Überwachungsperiode ΔT festzulegen, unter Fortschreiten mit Schritt S411.
Daher wird ΔT auf die kurze Überwachungsperiode festgesetzt, die im Schritt S 403 bestimmt wurde, von einem Zeitpunkt an, zu dem der Einschalter 17 eingeschaltet ist, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die spezifizierte Zeit TK verstrichen ist. Jedoch wird ΔT auf eine lange Überwachungsperiode von beispielsweise 60 Minuten festgelegt, wie im Schritt S409 bestimmt wurde, wenn die Zeit TK verstrichen ist (d. h. nach der spezifizierten Zeit TK).
Wenn ferner die Steuerung vom Schritt S405 oder S408 fortschreitet (Δ T ist die kurze Überwachungsperiode) oder vom Schritt S409 (ΔT ist die lange Überwachungsperiode), ersetzt die Steuerung den vorhergehenden Integrationszeitwert TI (t-1) durch den gegenwärtigen Integrationszeitwert TI(t) mit (TI(t-1) = TI(t), wonach mit Schritt S411 fortgefahren wird. Daher wird die Periode TI des RTC-Generators 13 auf die Überwachungsperiode ΔT festgelegt, die in den Schritten S403 oder S409 bestimmt worden ist, wonach mit Schritt S412 fortgefahren wird.
Ferner schreitet die Steuerung vom Schritt S411 zum Schritt S412 fort, wenn die Steuerung ermittelt, daß der integrierte Wert TI(t) gleich oder länger als 60 Minuten ist (Schritt S406). Im Schritt S412 führt die Steuerung verschiedene Meßdatenverarbeitungen durch, die die Digitalisierung der Sensorausgangssignale (Klemmenspannung, Temperatur und Entladestrom) der Sensorgruppe 11 in digitale Signale durch den A/D Wandler 15, die Berechnung des Zustandes der Hochspannungsbatterie 4 auf der Grundlage der umgesetzten digitalen Signale durch die CPU 14 und die Speicherung im Speicherelement 12 umfassen. Ferner wird der im Speicherelement 12 gespeicherte Batteriezustand über die Busleitung an die Fahrzeugsteuereinheit ausgegeben. Ferner ist hier der Batteriezustand ein Energieverbrauch, eine verbleibende Batterieleistung und eine Batterieverschlechterung.
Folglich wird unter der Bedingung, daß der Einschalter 17 eingeschaltet ist, eine kurze Überwachungsperiode als die Periode T1 des nichtaktivierten RCT-Generators 13 als ein Ausgangseinstellwert festgesetzt. Daher gibt der RTC-Generator 13 einen RTC mit kurzer Überwachungsperiode von einem Zeitpunkt an aus, zu dem der Einschalter 17 ausgeschaltet wird, bis zu einem Zeitpunkt, wenn die spezifizierte auf der Grundlage der integrierten abgegebenen Leistung bestimmte Zeit verstrichen ist. Folglich wird der CPU 14 und der Sensorgruppe 11 mit kurzer Überwachungsperiode Spannung zugeführt, bis die spezifizierte Zeit verstrichen ist, so daß diese eine feine Datenmessung und -verarbeitung für die Batteriehandhabung ausführen. Da ferner die Überwachungsperiode nach Verstreichen der spezifizierten Zeit auf eine lange Periode von 60 Minuten geändert wird, ist es möglich, eine grobe Batteriemeßdatenverarbeitung mit langen Zeitintervallen auszuführen.
Wie oben beschrieben, ist es im achten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, da auf der Grundlage der integrierten abgegebenen Leistung während der Entladung die kurze Überwachungsperiode festgelegt wird, möglich, den Zustand der Antriebsbatterie (der Hochspannungsbatterie) ohne Steigern des Stromverbrauchs exakter zu überwachen, wenn der Einschalter des elektrischen Fahrzeugs ausgeschaltet ist.
Ferner ist in diesem achten Ausführungsbeispiel die lange Überwachungsperiode nicht lediglich auf 60 Minuten beschränkt.
Es ist darüberhinaus möglich, statt des AC-Induktionsmotors als Fahrzeugantriebsmotor auch beispielsweise einen Wechselstrom-Synchronmotor oder einen Gleichstrommotor zu verwenden.
Im oben dargelegten Ausführungsbeispiel wurde der Takt auf solche Weise bestimmt, daß die Impulsbreite mit niedrigem Pegel T2 0,1 sec beträgt und die Periode T1 eine Minute oder eine Stunde beträgt, jedoch ist dieser Takt bzw. Taktimpuls nicht auf diese Werte beschränkt.
Auch ist die Erfindung nicht auf die Anwendung bei einer Bleibatterie beschränkt, sondern es können statt dessen beispielsweise auch Ni-Cd, Ni-H, Ni-Zn, Na-S, Li-Batterien und dergleichen verwendet werden.
Da in der oben dargelegten Batteriehandhabungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung der Batteriezustand bei gleichzeitiger Reduzierung des Energieverbrauchs und Leistungsabgabe immer dann überwacht werden kann, wenn der Einschalter eingeschaltet gehalten wird, ist es möglich, Energie, die erforderlich ist, um den Batteriezustand immer zu überwachen, einzusparen.
Es wurden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und erläutert, es versteht sich jedoch, daß die Offenbarung dieser Ausführungsbeispiele dem Zwecke der Erläuterung dient und daß vielfältige Änderungen und Modifikationen vornehmbar sind, ohne den Schutzumfang der Erfindung gemäß Definition in den beiliegenden Ansprüchen zu verlassen.

Claims (26)

1. Batteriehandhabungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß sie aufweist:
eine Detektoreinrichtung (11) zur Detektion verschiedener Batteriezustandsgrößen einer Fahrzeugbatterie (4), die im Elek­ trofahrzeug installiert ist;
eine Betriebssteuereinrichtung (9, 10; 14, 15, 32), die den Batteriezustand der Batterie abhängig von den verschiedenen Batteriezustandsgrößen überwacht, die von der Detektoreinrich­ tung detektiert worden sind, um den Batteriebetrieb zu steuern;
eine Speichereinrichtung (12) zum Speichern des durch die Betriebssteuereinrichtung überwachten Batteriezustands;
eine mit einer Hilfsbatterie (8) verbundene Schalteinrich­ tung (17), die die Detektoreinrichtung und die Bettiebssteuer­ einrichtung immer dann aktiviert, wenn sie eingeschaltet ist; und
eine Aktivierungseinrichtung (13, 16, 33, 35, 36; 14, 32) die mit der Schalteinrichtung (17) verbunden ist, zum Aktivieren der Detektoreinrichtung und der Betriebssteuereinrichtung mit einer vorherbestimmten Periode, wenn die Schalteinrichtung unter Steuerung durch die Betriebssteuereinrichtung abgeschaltet ist, um die Fahrzeugbatterie auch nach erfolgter Abschaltung der Schalteinrichtung bei Reduzierung des Überwachungsenergiebedarfs überwacht zu halten.
2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktivierungseinrichtung umfaßt:
einen Taktgenerator (13) zum Erzeugen eines Taktsignals; und
ein erstes Schaltelement (16), das parallel zur Schaltein­ richtung (17) geschaltet ist und der Detektoreinrichtung und der Betriebssteuereinrichtung, ansprechend auf den von dem Taktgene­ rator erzeugten Takt, Spannung zuführt, wobei sowohl der Takt­ generator als auch das erste Schaltelement mit der Hilfsbatterie (8) verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch eine Reservebatterie (21) zur Aktivierung des Taktgenerators (13), die durch einen Batterielader (22) aufgeladen wird, der ak­ tiviert wird, wenn die Schalteinrichtung (17) eingeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch
ein zweites Schaltelement (31), das zwischen den Taktgene­ rator (3) und das erste Schaltelement (16) geschaltet ist;
und einen Thyristor (33), der mit dem zweiten Schaltelement ver­ bunden ist und durch die Betriebssteuereinrichtung (32) akti­ viert wird, um die Detektoreinrichtung und die Betriebssteuer­ einrichtung nur während der Ausführung einer Überwachungsroutine zu aktivieren.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch
ein Relais (35), das parallel zur Schalteinrichtung (17) ge­ schaltet ist; und
ein Verbindungselement (36), das das Relais zum kontinuier­ lichen Anlegen einer externen Spannungsquelle (37) an die Detek­ toreinrichtung (11) und die Betriebssteuereinrichtung (14) er­ regt, um die Batterie nur während des Ladens der Batterie zu überwachen.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, ferner gekennzeichnet durch ein Verbindungselement (36) zum direkten, kontinuierlichen An­ legen einer externen Spannungsquelle (37) an die Detektorein­ richtung (11) und die Betriebssteuereinrichtung (14) um die Fahrzeugbatterie nur während der Ladung der Batterie zu über­ wachen.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner gekennzeichnet durch eine Diode (25), die zwischen zwei Einheiten der separierten Detektoreinrichtung geschaltet ist, um die Anzahl der aktivierten Detektorelemente zu reduzieren, wenn die Schalteinrichtung abgeschaltet ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Batteriezustandsgrößen, die durch die Detektoreinrichtung (11) detektiert werden, die Klemmenspannung, die Klemmentemperatur, den Entladestrom und eine Zeitdauer, die nach Öffnen der Batterie aus dem Entladungs- in den belastungsfreien Zustand verstreicht, umfassen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der überwachte und durch die Betriebssteuereinrichtung gesteuerte Batteriezustand eine Energieverbrauchsrate, eine verbleibende Batteriekapazität und eine Batterieverschlechterung ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Periode (ΔT) der Überwachung durch die Aktivierungseinrichtung (13) in Abhängigkeit von einem Wiederherstellungszustand einer Batterieklemmenspannung ermittelt wird, der erzielt wird, nachdem die Fahrzeugbatterie nach der Entladung in den unbelasteten Zustand freigegeben worden ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung durch eine spezifische Zeit (TP), ausgehend vom Zeitpunkt, zu dem die Fahrzeugbatterie aus der Entladung in den unbeiasteten Zustand freigegeben wurde, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Klemmenspannung auf einen Maximumwert wiederhergestellt ist, repräsentiert ist, sowie durch eine Wiederherstellungsspannung (ΔV) zwischen einer Klemmenspannung unmittelbar vor der Schaltung in den unbelasteten Zustand und dem Maximumwert und durch eine Wiederherstellungsrate (ΔV/Δt oder ΔV/TP).
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsperiode (ΔT) der Aktivierungseinrichtung (13) auf der Grundlage eines festen spezifischen Werts (TP), der den Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung repräsentiert, auf solche Weise bestimmt wird, daß sie innerhalb der festen spezifischen Zeit (TP) relativ kurz, jedoch nach der festen spezifischen Zeit relativ lang ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsperiode (ΔT) der Aktivierungseinrichtung (13) auf der Grundlage einer Wiederherstellungsspannung (ΔV), die für den Wiederherstellungszustand einer Batterieklemmenspannung repräsentativ ist, auf eine solche Weise bestimmt wird, daß sie, wenn die Wiederherstellungsspannung (ΔV) gleich oder höher als eine Bezugsspannung (Vref) ist, kurz ist, jedoch relativ lang ist, wenn die Wiederherstellungsspannung kleiner als die Bezugsspannung ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung (Vref) auf null Volt gesetzt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsperiode (ΔT) der Aktivierungseinrichtung (13) auf der Grundlage von variablen festgesetzten spezifischen Werten (TP), die repräsentativ für den Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung sind, in einer solchen Weise bestimmt wird, daß sie relativ kurz ist, wenn ein integrierter Wert der abgegebenen Leistung bei der Entladung (ΣPI(t)) relativ gering ist, jedoch relativ lang ist, wenn dieser integrierte Wert groß ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsperiode (ΔT) der Aktivierungseinrichtung (13) auf der Grundlage eines festen spezifischen Werts, der repräsentativ für die Wiederherstellungsrate der Batterieklemmenspannung ist, auf eine solche Weise bestimmt wird, daß sie innerhalb der festen spezifischen Zeit (TP) relativ kurz, jedoch nach dieser Zeit relativ lang ist, wobei die bestimmte kurze Überwachungsperiode (ΔT) ferner auf eine solche Weise eingestellt wird, daß sie relativ lang ist, wenn ein integrierter Wert der abgegebenen Leistung während der Entladung (ΣTP(t) ) gering ist, und daß sie kurz ist, wenn dieser integrierte Wert groß ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Zeit (TP) mit Bezugnahme auf eine empirisch ermittelte Tabelle bestimmt wird.
18. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die kurze Überwachungsperiode (ΔT) unter Bezugnahme auf eine empirisch ermittelte Tabelle bestimmt wird.
19. Verfahren zum Handhaben einer Batterie, die in einem Elektrofahrzeug installiert ist, aufweisend die Schritte:
Prüfen, ob ein Takt (RTC) zur Aktivierung einer Batterieüberwachungsroutine in intermittierender Weise nach der Freisetzung der Batterie aus dem Entladungszustand in den unbelasteten Zustand ausgelöst wird (S101);
Ausführen einer Batterieüberwachungsroutine mit einer kurzen Überwachungsperiode (S103), wenn der RTC zur Aktivierung der Batterieüberwachungsroutine nicht ausgelöst wird;
Bestimmen einer relativ langen Überwachungsperiode (ΔT) entsprechend einem Wiederherstellungszustand einer Batterieklemmenspannung, der erzielt wird, nachdem die Batterie aus der Entladung in den unbelasteten Zustand freigegeben wurde, wenn der RTC zur Aktivierung der Batterieüberwachungsroutine ausgelöst wird;
Ändern der Periode (TI) des Takts auf die bestimmte Überwachungsperiode (ΔT) zur Aktivierung der Batterieüberwachungsroutine mit einer relativ langen Periode der Überwachungsperiode zur Einsparung von Überwachungsenergie (S109); und
Verarbeiten der Überwachungsbatteriedaten zur Detektion des Batteriezustands im Hinblick auf eine Wiederaufladung oder einen Ersatz (S110).
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Bestimmung einer langen Überwachungsperiode (ΔT) entsprechend dem Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung ferner die Schritte umfaßt:
Integrieren der Zeit, die verstreicht, nachdem die Batterie aus der Ladung in den unbelasteten Zustand freigegeben worden ist (S105);
Prüfen, ob der integrierte Zeitwert gleich oder länger als eine feste spezifische Zeit (S106) ist;
Festlegen einer langen Überwachungsperiode (ΔT) (S107), wenn der integrierte Zeitwert gleich oder größer als die feste spezifische Zeit ist;
Festlegen einer kurzen Überwachungsperiode (S103), wenn der integrierte Zeitwert kürzer als die feste spezifische Zeit ist.
21. Verfahren nach Anspruch 19 , dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Bestimmung einer relativ langen Überwachungsperiode (ΔT) entsprechend der Wiederherstellungsrate der Batterieklemmenspannung ferner die Schritte umfaßt:
Integrieren einer Klemmenspannungsänderung (ΔV) nach Freigabe der Batterie aus der Entladung in den unbelasteten Zustand (S202);
Prüfen, ob die integrierte Klemmenspannung (ΔV) gleich oder höher als ein Bezugswert (Vref) ist (S203);
Festlegen einer kurzen Überwachungsperiode (ΔT) (S205), wenn die integrierte Klemmenspannung (ΔV) gleich oder höher als die Bezugsspannung (Vref) ist; und
Festlegen einer langen Überwachungsperiode (205), wenn die integrierte Klemmenspannung (ΔV) niedriger als die Bezugsspanung (Vref) ist.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung (Vref) auf null Volt gesetzt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Bestimmung einer relativ langen Überwachungsperiode (ΔT) entsprechend dem Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung ferner die Schritte umfaßt:
Integrieren einer aus der Batterie während der Entladung abgegebenen Leistung (ΣPI(t), wenn der Takt (RTC) nicht erzeugt wird S302); und
Ermitteln der spezifischen Zeit (TP) auf der Grundlage der integrierten abgegebenen Leistung (S303) auf solche Weise, daß sie relativ kurz ist, wenn der integrierte Wert der abgegebenen Leistung relativ gering ist, jedoch relativ lang ist, wenn dieser Wert groß ist.
24. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt der Bestimmung einer langen Überwachungsperiode (ΔT) entsprechend dem Wiederherstellungszustand der Batterieklemmenspannung ferner die Schritte umfaßt Integrieren der von der Batterie während der Entladung abgegebenen Leistung (ΣPI(t)), wenn der Takt (RTC) nicht erzeugt wird (S402); und
Bestimmen der kurzen Überwachungsperiode (ΔT) auf der Grundlage des integrierten Leistungswerts (S403) auf eine solche Weise, daß sie lang ist, wenn der integrierte Leistungswert gering ist, und daß sie kurz ist, wenn der integrierte Leistungswert groß ist.
25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die kurze Überwachungsperiode (ΔT) unter Bezugnahme auf eine empirisch ermittelte Tabelle bestimmt wird.
26. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Zeit (TP) unter Bezugnahme auf eine empirisch ermittelte Tabelle bestimmt wird.
DE19539695A 1994-10-26 1995-10-25 Batteriehandhabungsvorrichtung für ein Elektrofahrzeug Expired - Fee Related DE19539695C2 (de)

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