DE60020821T2

DE60020821T2 - Verfahren zur berechnung der kapazität einer batterie und vorrichtung dafür

Info

Publication number: DE60020821T2
Application number: DE60020821T
Authority: DE
Inventors: Yoichi Arai; Tsutomu Saigo; Hideaki Kamohara
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 1999-10-08
Filing date: 2000-10-06
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2020-10-07
Also published as: US6661231B1; EP1167987B1; EP1167987A1; DE60020821D1; EP1167987A4; WO2001027646A1

Description

Technisches Gebiet
Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Berechnung einer Lade-Kapazität einer Batterie, welche Verbraucher in einem Fahrzeug mit elektrischer Leistung versorgt, und eine Vorrichtung zur Verwendung in einem solchen Verfahren. Insbesondere betrifft diese Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung einer Lade-Kapazität einer Batterie, bei welchem/welcher eine von einer periodisch gemessenen Klemmenspannung und einem Entladestrom der Batterie errechnete Spannungs-Strom-Charakteristik verwendet wird, eine geschätzte Spannung abzuschätzen, die eine geschätzte Klemmenspannung der Batterie in einem Zustand konstanter Verbraucher-Entladung ist, wodurch die Lade-Kapazität der Batterie aus der geschätzten Spannung berechnet wird.
Stand der Technik
Bisher war eine Antriebsquelle eines Fahrzeugs hauptsächlich ein Motor, in dem Benzin oder Dieselkraftstoff als Treibstoff eingesetzt wird, aber in den letzten Jahren tauchte ein Fahrzeug auf, das einen elektromotorischen Motor, der nicht direkt ein Verbrennungsgas entlädt, als alleinige oder zusätzliche Antriebsquelle einsetzt. Für ein den elektromotorischen Motor ladendes Fahrzeug ist das Erfassen einer Lade-Kapazität einer Batterie, die die elektrische Leistung dem elektromotorischen Motor zuführt, wichtig für das Berechnen einer möglichen Reise-Distanz und Ähnliches.
Bisher wurde ein Integrationsverfahren für Strom oder elektrische Leistung eingesetzt, in dem eine mittels Verwendens eines integrierten Wertes des Entladestroms berechnete integrierte verbrauchte elektrische Leistung von einer vollen Lade-Kapazität subtrahiert wird, um auf diese Weise die momentane Lade-Kapazität zu berechnen. Jedoch wird in solch einem Verfahren eine ursprüngliche volle Lade-Kapazität in Abhängigkeit von individuellen Unterschieden zwischen Batterien, von Verschlechterungsraten der Batterien und Ähnliches verändert, wodurch die momentane Lade-Kapazität der Batterie nicht exakt berechnet werden kann.
Ein Ladezustand der Batterie kann durch Messen der Dichte des Elektrolyts der Batterie bekannt sein, da es eine gewisse lineare Beziehung zwischen der Dichte des Elektrolyten und dem Ladezustand gibt. In einer Batterie machen jedoch chemische Reaktionen, die aktuell während des Ladens oder Entladens bzw. kurz nach dem Beenden des Ladens oder Entladens zwischen dem Elektrolyten und den Elektroden auftreten, die Dichte des Elektrolyten ungleichförmig, wodurch der Ladezustand der Batterie mittels Messens der Dichte des Elektrolyten nicht genau bekannt ist.
Außerdem kann die Lade-Kapazität der Batterie mittels Messens der Klemmenspannung der Batterie bekannt sein. Jedoch ist die Klemmenspannung solange nicht stabil, bis der Entladestrom stabilisiert ist, wodurch aktuell die mit dem Ladezustand der Batterie korrelierende Klemmenspannung mittels der Messung nicht erhalten werden kann.
Wie in den charakteristischen Graphen in 11 dargestellt, in welcher die Batterie mit jeweils konstantem Strom im Bereich von 10 A bis 80 A in Schritten von 10 A einer Entladung unterworfen wird, nimmt die Entladezeit (horizontale Achse) mit abnehmendem Entladestrom ab, während die Klemmenspannung (vertikale Achse) der Batterie mit abnehmender Zeit drastisch abnimmt.
Hier ist die horizontale Achse der charakteristischen Graphen in 11 die Zeit, da jedoch die Entladung mit konstantem Strom durchgeführt wird und die Batterie-Kapazität mittels elektrischer Größe (Ah) ausgedrückt wird, kann diese horizontale Achse als die Batterie-Kapazität angesehen werden.
Die charakteristischen Graphen in 11 zeigen dann, dass, je kleiner der Entladestrom ist, desto höher ist die erhältliche elektrische Leistung, und dass der Kapazitätsabfall in der Nähe des Zustands der vollen Ladung der Batterie langsam ist, während der Kapazitätsabfall in der Nähe des Zustands der vollen Entladung schnell ist.
Wie oben beschrieben, auch wenn der Entladestrom stabilisiert werden kann, kann die Lade-Kapazität nicht von der Klemmenspannung der Batterie errechnet werden, da es keine lineare Korrelation zwischen der Lade-Kapazität der Batterie und deren Klemmenspannung gibt.
Daher erscheint ein Verfahren zur Berechnung der Kapazität vernünftig zu sein, das ein Verhältnis zwischen dem Ladezustand der Batterie und der Leerlaufspannung anwendet, welches möglicherweise ein lineares Verhältnis ist, da es eine ungefähr lineare Beziehung zwischen der Elektrolyt-Dichte der Batterie und der Leerlaufspannung gibt und da es eine lineare Beziehung zwischen der Elektrolyt-Dichte der Batterie und dem Ladezustand der Batterie gibt.
Der einzige schwache Punkt diese Verfahrens zur Berechnung der Kapazität ist jedoch, dass die Leerlaufspannung während einer Nicht-Entlade-Dauer gemessen werden kann, wenn sich der Ladezustand der Batterie nicht ändert, außer der Selbst-Entladung. In anderen Worten, die Leerlaufspannung kann nicht während des Entladens gemessen werden, wenn sich der Ladezustand der Batterie ändert.
Folglich ist ein Punkt des obigen Verfahrens zur Berechnung der Kapazität, wie die Leerlaufspannung während des Entladens der Batterie herausgefunden werden kann.
Die Klemmenspannung und der Entladestrom können während des Entladens der Batterie gemessen werden. Wie in 11 dargestellt, da die Klemmenspannung mit Zunahme des Entladestroms abzunehmen scheint, auch wenn sich der Ladezustand der Batterie nicht verändert, gibt es eine Spannungs-Strom-Charakteristik (I-V-Charakteristik), die eine negative Korrelation zwischen der Klemmenspannung und dem Entladestrom zeigt, welche sich mit Veränderung des Ladezustands der Batterie verändert.
Um eine Mehrzahl von Spannungs-Strom-Charakteristiken der Batterie in Antwort auf den Ladezustand der Batterie zu kennen, wird daher nachfolgende Messung durchgeführt.
Zunächst wird eine Entladung kontinuierlich durchgeführt, indem ein pulsierender Strom, in dem ein Strom I_a und ein Strom I_b kleiner als I_a periodisch gegenseitig auftreten, verwendet wird und dann die vorbestimmte Anzahl von Sätzen (beispielsweise 100 Sätze) der Klemmenspannung, welche eine Rückwärtsphase bezogen auf den Entladestrom und den Entladestrom hat, d.h. (I_a, V₁), (I_b, V₂), (I_a, V₃), (I_b, V₄), ..., kontinuierlich mit der gleichen Dauer wie die Pulszyklen (beispielsweise 1 Millisekunde) des Entladestroms abgetastet.
Von diesen abgetasteten Sätzen der Klemmenspannung und des Entladestroms, d.h. (I_a, V₀₁), (I_b, V₀₂), (I_a, V₀₃), (I_b, V₀₄), ..., werden mittels Verwendens der Methode der kleinsten Quadrate die Koeffizienten a₁ und b₁ in einer Gleichung V = a₁ I + b₁, d.h. einem linearen Verhältnis zwischen Spannung und Strom der Batterie, erhalten, wobei die Gleichung V = a₁ I + b₁ als die Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie entsprechend der Kapazität während des obigen Abtastens eingeordnet wird.
Dann wird eine zu der oben beschriebenen Entladung ähnliche Entladung kontinuierlich ausgeführt, indem ein pulsierender Strom verwendet wird, bei dem Ströme I_a und I_a periodisch gegenseitig auftreten, und dann werden die vorbestimmte Anzahl von Sätzen der Klemmenspannung, welche eine Rückwärtsphase bezogen auf den Entladestrom und den Entladestrom hat, d.h. (I_a, V₁₁), (I_b, V₁₂), (I_a, V₁₃), (I_b, V₁₄),..., kontinuierlich abgetastet. Dann werden von diesen abgetasteten Sätzen der Klemmenspannung und des Entladestroms unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate die Koeffizienten a₂ und b₂ in einer Gleichung V = a₂ I + b₂, d.h. einem linearen Verhältnis zwischen Spannung und Strom der Batterie, erhalten, wobei die Gleichung V = a₂ I + b₂ als die Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie entsprechend der Kapazität während des obigen Abtastens eingeordnet wird.
Danach werden in ähnlicher Weise die Koeffizienten an und b_n in einer Gleichung V = a_n I + b_n, d.h. einem linearen Verhältnis zwischen Spannung und Strom der Batterie, erhalten, wobei die Gleichung V = a_n I + b_n als die Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie entsprechend jeder gegenseitig unterschiedlichen Kapazität, welche allmählich abnimmt, eingeordnet wird, wodurch die Spannungs-Strom-Charakteristiken der Batterie den jewiligen Kapazitäten, die von 100% bis 0% reichen, entsprechen.
In 12 ist schematisch ein Verhältnis zwischen den abgetasteten Sätzen der Klemmenspannung und des Entladestroms, d.h. (I_a, V_n1), (I_b, V_n2), (I_a, V_n3), (I_b, V_n4), ..., und die lineare Spannungs-Strom-Gleichung V = a_n I + b_n dargestellt, welche von den Sätzen mittels Verwendens der Methode der kleinsten Quadrate erhalten wurde.
Hier wird ein imaginärer Stromwert Is, was ein imaginärer konstanter Stromwert ist, in der Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung der Batterie entsprechend den jeweiligen Kapazitäten ersetzt, und wenn dann das daraus erhaltene resultierende V als eine geschätzte Spannung Vn definiert wird, was eine geschätzte Klemmenspannung der Batterie in ihrem Zustand konstanter Verbrauchs-Entladung ist, wird eine in den Graphen von 13 dargestellte Konstantstrom-Entlade-Charakteristik erhalten.
Wenn der imaginäre Stromwert Is durch irgendeinen positiven Wert ersetzt wird, wird aus der entsprechenden Konstantstrom-Entlade-Charakteristik eine nicht-lineare Charakteristik, in welcher die geschätzte Klemmenspannung Vn schnell abfällt, wenn die Kapazität der horizontalen Achse in der Umgebung des rechten Endes der jeweiligen Kurven ansteigt, und sogar in dem Fall, dass der imaginäre Stromwert Is = 0 A ist, in welchem Fall die Leerlaufspannung theoretisch gezeigt werden muss, zeigt die Konstantstrom-Entlade-Charakteristik eine ähnliche Charakteristik.
Gemäß den Graphen in 13, je kleiner der imaginäre Stromwert Is ist, desto kleiner ist der Grad der Abnahme der geschätzten Spannung Vn, da sich die Kapazität auf Null reduziert, daher wenn der imaginäre Stromwert Is in der Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung der Batterie entsprechend den jeweiligen Kapazitäten durch einen negativen Wert ersetzt wird, wird die sich ergebende Konstantstrom-Entlade-Charakteristik durch die in 14 dargestellten Kurven ausgedrückt. In diesem Fall zeigt die Charakteristik der geschätzten Spannung Vn in der Umgebung der Kapazität, wo diese Null ist, eine Beugungsveränderung mit einem Rand des imaginären Stromwertes Is = –10 A.
Wenn folglich theoretisch der imaginäre Stromwert Is auf –10 A gesetzt wird, zeigt die geschätzte Spannung Vn in der Konstantstrom-Entladung ein lineares Verhältnis in Bezug auf die Kapazität der Batterie.
15 zeigt Graphen, die die Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie entsprechend den jeweiligen Kapazitäten darstellen, wobei die vertikale Achse den Entladestrom I und die horizontale Achse die Klemmenspannung V darstellen. Im Folgenden wird verifiziert, dass die geschätzte Spannung Vn während des Konstantstrom-Entladens ein lineares Verhältnis mit Bezug auf die Batterie-Kapazität hat.
Da die Koeffizienten a₁, a₂,..., a_n, die die jeweiligen Gradienten der Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichungen ausdrücken, gegenseitig unterschiedlich sind und da auch die Koeffizienten b₁, b₂,..., b_n, die die jeweiligen Achsenabschnitte der Spannungs-Strom-Charakteristik- Gleichungen ausdrücken, gegenseitig unterschiedlich sind, existiert in dem Gebiet aktuell existierenden positiven Entladestroms kein Wert I des Entladestroms, bei dem sich die Klemmenspannung V mit der Veränderung der Batteriekapazität linear ändert.
Im Gegensatz, in dem Gebiet eines negativen Entladestroms, das ein in 15 dargestelltes imaginäres Gebiet ist, zeigt die Klemmenspannung V eine Charakteristik, die sich mit Bezug auf die Batterie-Kapazität linear verändert, das heißt, die Klemmenspannung V der Batterie, die jeder Kapazität bei dem Entladestrom-Wert I = –10 A entspricht, ist die geschätzte Spannung Vn.
Ein Graph in 16 zeigt ein Verhältnis zwischen der Batterie-Kapazität bei dem imaginären Stromwert Is = –10 A und der geschätzten Spannung Vn, die eine lineare Korrelation mit der Batterie-Kapazität hat. wie in 16 gezeigt, existiert die geschätzte Spannung Vn zwischen der Leerlaufspannung Vs in dem voll geladenen Zustand und der Leerlaufspannung Ve am Ende des Entladens, dadurch ist ein Kapazitätswert entsprechend der geschätzten Spannung Vn eine Restkapazität, d.h. ein Ladezustand (SOC = state of charge).
Da die geschätzte Spannung den Platz der Leerlaufspannung der Batterie einnimmt, auch während der Entladung, wenn die Leerlaufspannung nicht gemessen werden kann, unter der Voraussetzung, dass die Entladung eine Konstantlast-Entladung ist, bei welcher die Last, die die elektrische Leistung speist, sich während der Entladung nicht verändert, werden konsequenterweise die sich während der Entladung empfindlich ändernde Klemmenspannung und der Entladestrom gemessen, dadurch ist die Spannungs-Strom-Charakteristik, die ein Verhältnis zwischen der Klemmenspannung und dem Entladestrom während der Konstantlast-Entladung ist, bekannt. Dann wird der imaginäre Stromwert Is = –10 A in die sich ergebende Charakteristik-Gleichung (V = a I + b) eingesetzt, um so die geschätzte Spannung Vn zu wissen, dadurch kann der Ladezustand (SOC) der Batterie aus der geschätzten Spannung Vn errechnet werden.
Der momentane Ladezustand (SOC) mit Bezug auf die voll geladene Kapazität kann aus dem in 16 gezeigten Graphen wie folgt berechnet werden: SOC = {(vn – Ve)/(Vs – Ve)} × 100 (%).
Genauer kann der momentane Ladezustand (SOC) mit Bezug auf die voll geladene Kapazität, was ein Verhältnis der elektrischen Leistung (V × Ah) betrifft, wie folgt berechnet werden: SOC = {[(Vn + Ve)/2] × [(Vn – Ve)/(Vs – Ve)] × Ah}/{[(Vs + Ve)/2] × Ah} × 100 (%) = {(Vn2 – Ve2)/(Vs2 – Ve2)} × 100 (%).
Im Allgemeinen findet, wie in 17 gezeigt, während des Entladens der Batterie ein Spannungsabfall aufgrund eines reinen Widerstands (ohmscher Widerstand der Batterie), beispielsweise ein IR-Abfall (= reiner Widerstand × Entladestrom), und ein Spannungsabfall aufgrund einer Polarisation auf der Seite der Entladung statt, andererseits findet während des Ladens der Batterie ein Spannungsanstieg aufgrund des reinen Widerstandes, beispielsweise ein Spannungsanstieg aufgrund einer Polarisation auf der Seite des Ladens, statt.
Insbesondere, wie in 17 gezeigt, findet eine Aktivierungs-Polarisation für vorschreitende Redox-Reaktionen auf der Oberfläche der Elektroden, welche in der Polarisation auf der Seite der Entladung, die während der Entladung der Batterie auftritt, enthalten ist, und eine Konzentrations-Polarisation aufgrund des Unterschieds in den Konzentrationen der Reaktionen und Produkte, die als Ergebnis des Massentransfers zwischen den Elektrodenoberflächen und der Lösung erzeugt wurden, mit einiger Verzögerung mit Bezug auf den Anstieg und die Abnahme des Entladestroms statt, dadurch zeigen diese Polarisationen keine lineare Beziehung zu dem Wert des Entladestroms.
Wenn die geschätzte Spannung Vn statt der Leerlaufspannung berechnet werden soll, um den Ladezustand (SOC) der Batterie zu berechnen, werden folglich die Klemmenspannung und der Entladestrom während der Entladung gemessen, um die Spannungs-Strom-Charakteristik zu berechnen. Da jedoch die Klemmenspannung den Spannungsabfall aufgrund der Polarisation während der Entladung enthält, enthalten die berechnete Spannungs-Strom-Charakteristik und die daraus berechnete geschätzte Spannung Vn den Spannungsabfall aufgrund der Polarisation neben dem Ladezustand (SOC) der Batterie, daher kann die geschätzte Spannung Vn, so wie sie ist, nicht verwendet werden, um den Ladezustand (SOC) der Batterie genau zu berechnen.
Die nachfolgenden Referenzen veranschaulichen den allgemeinen Stand der Technik:
US-Patent Nr. 5,652,069 an Saski et al. beschreibt eine Batterie-Leistungs-Überwachungs-Vorrichtung zur Verwendung in einem elektrischen Auto. Die Batterie-Leistungs-Überwachungs- Vorrichtung ermittelt die Menge an verfügbarer elektrischer Reserveleistung, die in einer Speicherbatterie übrig bleibt, basierend auf der elektrischen Leistung, die von der Speicherbatterie an einen Elektromotor entladen wird, und auf eine in einem Speicher gespeicherten Batterie-Charakteristik, die ein Verhältnis zwischen einem Spannungspegel, bei dem ein gegebener Strompegel von der Speicherbatterie fließt, und der dann entladenen elektrischen Leistung repräsentiert. Die Batterie-Charakteristik wird basierend auf der letzten detektierten Spannung der Speicherbatterie und dem von der Speicherbatterie fließenden Strom aktualisiert. Die Batterie-Leistungs-Überwachungs-Vorrichtung ermittelt, dass Lade-Polarisation stattgefunden hat, wenn ein Spannungspegel der Speicherbatterie, von der der gegebene Strompegel fließt, zunimmt, und verbietet das Aktualisieren der Batterie-Charakteristik. Bei diesem Betrieb wird die Menge an verfügbarer elektrischer Leistung auch unter dem Einfluss von Lade-Polarisation korrekt berechnet;
US-Patent Nr. 4,394,741 an Lowndes beschreibt ein Mikroprozessor-basierendes Elektrofahrzeug-Antriebsbatterie-Überwachungssystem, das den Ladezustand bewertet, eine Schnittstelle zu einem Antriebsmotor-Steuersystem bereitstellt und Wiederaufladen überwacht. Der Ladezustand wird während des ersten Teils der Entladung bewertet, indem der Strom nach dessen Kompensation um die Entladerate integriert wird, und wird während des letzten Teils der Entladung bewertet, indem die Batterie in Unterpakete aufgeteilt wird und der Ladezustand aus der Spannung des untersten Unterpakets, kompensiert um eine Polarisations-Spannung, bewertet wird. Die Ladungsspeicher-Kapazität wird auch aus der Spannung des untersten Unterpakets berechnet. Der maximale Antriebsmotor-Strom wird während des letzten Teils der Entladung fortschreitend beschränkt. Während des Ladens wird die entnommene Ladung ersetzt, solange der Ladestrom fortschreitend reduziert wird, und die Batterie wird dann mit einem konstanten Strom geladen, bis die Anstiegsrate der Spannung des untersten Unterpakets unter einen festgesetzten Pegel fällt; und
Europäisches Patent Nr. 0447928 an Nann et al. beschreibt ein Verfahren zum Ermitteln der Startfähigkeit einer Bleibatterie. Ein stabiler Zustand der Batterie wird in einem Entladezyklus bewirkt und eine Entladung mit einem großen Enladestrom wird nachfolgend ausgeführt. Der Verlust bei der Startfähigkeit oder die Startfähigkeit selbst wird auf der Basis der gemessenen Werte, die an der stabilisierten Batterie ermittelt wurden und nachdem der große Entladestrom geflossen ist, unter Verwendung von für den relevanten Batterietyp gespeicherten Vergleichskurven angezeigt, wobei die Temperatur berücksichtigt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher eine Aufgabe dieser Erfindung, das obige Problem zu lösen und eine Vorrichtung zur Berechnung einer Restkapazität einer Batterie bereitzustellen, welche ein Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität ausführt, bei dem eine geschätzte Spannung, die eine geschätzte Klemmenspannung der Batterie in deren Zustand einer Entladung mit konstanter Last ist und die aus einer Korrelation zwischen der Klemmenspannung und dem Entladestrom, die während der Entladung messbar sind, berechnet wird, angewendet wird, um den Ladezustand der Batterie zu berechnen, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden, auch wenn die Klemmenspannung der Batterie, die zum Berechnen der geschätzten Spannung verwendet wird, nicht vollständig die Faktoren eines Spannungsanstiegs oder -abfalls aufgrund des vorangegangenen Ladens oder Entladens ausgleicht. Diese Erfindung stellt solch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bereit. Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 bereitgestellt.
Ein erstes nicht beanspruchtes Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität weist die Schritte auf:
Periodisches Messen einer Klemmenspannung und eines Entladestroms einer Batterie, die eine elektrische Leistung an Verbraucher in einem Fahrzeug liefert;
Berechnen einer Spannungs-Strom-Charakteristik, die eine Korrelation zwischen der Klemmenspannung und dem Entladestrom ausdrückt;
Abschätzen einer geschätzten Spannung, die eine geschätzte Klemmenspannung der Batterie in einem Entladezustand bei konstanter Last ist, aus der Spannungs-Strom-Charakteristik;
und
Berechnen einer Lade-Kapazität der Batterie aus der geschätzten Spannung;
wobei ein Wert der geschätzten Spannung der Batterie bei der Entladung bei konstanter Last mit einem vorgegebenen großen Stromwert aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt wird, wenn der Entladestrom des Entladeprozesses der Batterie, die in einem Gleichgewichtszustand ist, bei konstanter Last von dem vorgegebenen großen Stromwert entsprechend einem maximalen Wert der elektrischen Versorgungsleistung für die Verbraucher abnimmt, ein Differenzwert zwischen dem Wert der geschätzten Spannung und einem Wert einer Leerlaufspannung, der den Wert der geschätzten Spannung abschätzt und eine Klemmenspannung der Batterie ist, die sich in einem Gleichgewichtszustand vor dem Start der Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwertes befindet, wird im Voraus als ein Wert eines Restspannungsabfalls aufgrund einer Restpolarisation am Ende des Entladeprozesses der Batterie berechnet,
danach wird, wann immer die Batterie einer Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts unterzogen wird, die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie berechnet, welche periodisch während der Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts gemessen werden, eine momentane geschätzte Spannung der Batterie wird aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt, und der Wert des Restspannungsabfalls wird zu einem Wert der momentanen geschätzten Spannung der Batterie hinzuaddiert, dadurch wird eine momentane Lade-Kapazität der Batterie berechnet.
Gemäß dem ersten nicht beanspruchten Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, sobald der Entladestrom der Entladung mit konstanter Last den vorgegebenen großen Stromwert entsprechend dem maximalen elektrischen Versorgungs-Leistungs-Wert für die Verbraucher des Fahrzeugs erreicht, ist das System in einem Zustand, in dem die Polarisation auf der Entladungsseite, die dem vorgegebenen großen Stromwert, welcher den Restspannungsabfall übersteigt, entspricht, entsteht, oder in einem Zustand, in dem die Polarisation auf der Entladungsseite, deren Größe dem vorgegebenen großen Stromwert entspricht, nachdem der Restspannungsanstieg beendet wurde erneut entsteht, auch wenn der Spannungsabfall oder -anstieg aufgrund der während der vorangegangenen Entladung entstandenen Polarisation an der Ladeseite oder Entladungsseite vor dem Start der Entladung vorhanden bleibt.
Auf der anderen Seite, auch wenn die Batterie in einem Gleichgewichtszustand einer Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert unterzogen wird, wenn der Entladestrom den vorgegebenen großen Stromwert erreicht, entsteht die Polarisation, deren Größe dem vorgegebenen großen Stromwert entspricht.
Wenn daher die Batterie einer Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert unterzogen wird, unabhängig davon, ob die Batterie in einem Gleichgewichtszustand vor dem Start der Entladung bei konstanter Last war oder ob der in der vorangegangenen Entladung entstandene Polarisationszustand auf der Entlade- oder Ladeseite nicht ganz vollständig aufgehoben wurde, ist die von der Spannungs-Strom-Charakteristik, die aus dem Entladestrom und der Klemmenspannung der Batterie berechnet wird, während der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, abgeschätzte geschätzte Spannung die gleiche.
Unabhängig davon, ob oder ob nicht sich die Batterie vor dem Start der Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert in einem Gleichgewichtszustand befand, ist der nach dem Start der Entladung bei konstanter Last abgeschätzte Wert der geschätzten Spannung geringer als die Leerlaufspannung, die der Klemmenspannung der Batterie im Gleichgewichtszustand unter der Annahme entspricht, dass die Batterie vor dem Start der Entladung bei konstanter Last im Gleichgewichtszustand war, um den Restspannungsabfall-Wert, welcher im Voraus als der Wert des Restspannungsabfalls aufgrund der Restpolarisation am Ende der von der Batterie mit dem vorgegebenen großen Stromwert ausgeführten Entladung bei konstanter Last berechnet wird.
Bezüglich des ersten nicht beanspruchten Verfahrens wird vorzugsweise ein Wert der Klemmenspannung der Batterie in einem Gleichgewichtszustand im Voraus gemessen, um auf diese Weise den gemessenen Wert als einen Wert der Leerlaufspannung festzusetzen,
dann wird die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie berechnet, welche periodisch gemessen werden, wenn der Entladestrom des Entladeprozesses bei konstanter Last von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, wenn die Batterie in einem Gleichgewichtszustand einer Entladung bei konstanter Last unter Verwendung der vorgegebenen großen Stromwerts unterzogen wird,
dann wird die geschätzte Spannung der Batterie in der Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts ausgehend von dem Gleichgewichtszustand aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt, und
dann wird der Wert der geschätzten Spannung der Batterie in der Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts ausgehend von dem Gleichgewichtszustand von dem Wert der festgesetzten Leerlaufspannung subtrahiert, dadurch wird der Wert des Restspannungsabfalls im Voraus berechnet.
Gemäß dem ersten nicht beanspruchten Verfahren zur Berechung einer Batterie-Kapazität, wenn die Batterie im Gleichgewichtszustand die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert ausführt, wird die Klemmenspannung der Batterie vor dem Start der Entladung bei konstanter Last gemessen, um auf diese Weise den Wert der Leerlaufspannung festzusetzen, dann, wenn der Entladestrom der Entladung bei konstanter Last von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, wird die geschätzte Spannung auf der Basis der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt, welche von den periodisch gemessenen Klemmenspannung und Entladestrom der Batterie berechnet wurde, dadurch wird die Differenz zwischen der geschätzten Spannung und dem Wert der vorher festgesetzten Leerlaufspannung als ein Wert des Restspannungsabfalls berechnet, daraufhin wird die Differenz zu der momentanen geschätzten Spannung der Batterie hinzu addiert, welche jedes Mal abgeschätzt wird, wenn die Batterie einer Entladung bei konstanter Last unterzogen wird, wobei diese Addition implementiert wird, um die momentane Lade-Kapazität der Batterie zu berechnen.
Bezug nehmend auf das erste nicht beanspruchte Verfahren, wann immer di e Batterie einen Gleichgewichtszustand erreicht, wird der Wert der Leerlaufspannung mittels eines Wertes der Klemmenspannung der Batterie, welche in dem Gleichgewichtszustand gemessen wird, vorzugsweise erneut aktualisiert.
Gemäß dem ersten nicht beanspruchten Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität wird die sich in Antwort auf die Veränderung des Ladezustandes aufgrund der Entladung verändernde Leerlaufspannung mittels des neuesten Wertes der Klemmenspannung jedes Mal ersetzt, wenn sich die Batterie in einem Gleichgewichtszustand befindet.
Bezug nehmend auf das erste nicht beanspruchte Verfahren, wann immer die Batterie einer Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwertes unterzogen wird, wird vorzugsweise die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie berechnet, welche periodisch gemessen werden, wenn der Entladestrom des Entladungs-Prozesses bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwertes von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, dadurch wird die momentane geschätzte Spannung der Batterie aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt.
Gemäß dem ersten nicht beanspruchten Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, wann immer die Batterie der Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwertes unterzogen wird, wird vorzugsweise die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie berechnet, welche periodisch gemessen werden, wenn der Entladestrom des Entladungs-Prozesses bei konstanter Last unter Verwendung der vorgegebenen großen Stromwerts von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, dadurch wird die momentane geschätzte Spannung der Batterie aus der Spannungs-Strom-Charakteristik berechnet und der momentane Ladezustand der Batterie wird aus den Werten der geschätzten Spannung und dem Restspannungsabfall berechnet.
Bezug nehmend auf das erste nicht beanspruchte Verfahren wird der vorgegebene große Stromwert vorzugsweise derart festgesetzt, dass er ein beim Starten eines Startermotors eines Fahrzeugs benötigter Stromwert ist, und die Spannungs-Strom-Charakteristik wird aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom berechnet, welche periodisch gemessen werden, während der Wert der Entladespannung auf einen Ziel-Stromwert abnimmt, welcher kleiner als der vorgegebene große Stromwert ist und nicht kleiner als ein maximaler Entladestrom-Wert ist, wenn Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor betrieben werden, nachdem der Wert des Entladestroms beginnt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen.
Gemäß dem ersten nicht beanspruchten Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, auch wenn die elektrische Leistung der Batterie gleichzeitig einer Mehrzahl der anderen Verbraucher des Fahrzeugs zugeführt wird, übersteigt der beim Start des Startermotors benötigte Stromwert deren Stromwert, daher wenn der beim Start des Startermotors benötigte Stromwert als der vorgegebene große Stromwert festgesetzt wird, wird die Klemmenspannung dem Spannungsabfall unterzogen, welcher den Spannungsabfall aufgrund der wegen der vorherigen Entladung aufgetretenen Polarisation der Entladungsseite übersteigt, wenn der Entladestrom den vorgegebenen großen Strom erreicht.
Andererseits wenn der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert auf den Ziel-Stromwert, der nicht weniger als der maximale Entladestrom-Wert ist, wegen des Antreibens der Verbraucher außer dem Startermotor abnimmt, enthält der in der Klemmenspannung der Batterie in diesem Zustand verbleibende Spannungsabfall aufgrund der Polarisation auf der Entladungsseite offensichtlich nicht die wegen der Energieversorgung der Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor aufgetretene Spannungsabfall-Komponente aufgrund der Polarisation auf der Entladungsseite, daher tritt offensichtlich nur die verbleibende Komponente nach dem Ausschließen der Komponente des mittels der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert, welcher sich aufgrund der Abnahme des Entladestroms auf den Ziel-Stromwert aufhebt, verursachte Spannungsabfalls aufgrund der Polarisation auf der Entladungsseite auf.
Folglich wenn die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom berechnet wird, welche periodisch gemessen wurden, bis der Entladestrom der Batterie, welche die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert ausführt, von dem vorgegebenen großen Stromwert auf den Ziel-Stromwert abnimmt, spiegelt die aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzte geschätzte Spannung lediglich die verbleibende Komponente nach dem Ausschließen der Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der Polarisation auf der Entladungsseite, welche mittels der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert verursacht wurde, welcher aufgrund des Abnehmens des Entladestroms auf den Ziel-Stromwert ausgeglichen ist, wider, auch wenn die Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor immer noch angetrieben werden.
Bezug nehmend auf das erste nicht beanspruchte Verfahren, wann immer die geschätzte Spannung der Batterie basierend auf der Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts abgeschätzt wird, wird der Wert des verbleibenden Spannungsabfalls in Antwort auf eine Umgebungstemperatur der Batterie basierend auf der Abschätzung der geschätzten Spannung und auf eine Umgebungstemperatur der Batterie basierend auf der Berechnung der Leerlaufspannung geändert, und die momentane Lade-Kapazität der Batterie wird aus dem geänderten Wert des verbleibenden Spannungsabfalls berechnet.
Gemäß dem ersten nicht beanspruchten Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, wenn sich die Temperatur um die Batterie herum ändert, verändert sich auch die Batterie-Kapazität, um die Klemmenspannung der Batterie zu ändern, daher wenn die Temperatur um die Batterie herum unterschiedlich ist zwischen einer Zeit, wenn die Leerlaufspannung der Batterie in einem Gleichgewicht berechnet wird, und einer Zeit, wenn die geschätzte Spannung der Batterie während der Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts abgeschätzt wird, ist die in der Leerlaufspannung in Antwort auf die Temperatur um die Batterie herum widergespiegelte Klemmenspannungs-Komponente unterschiedlich zu der in der geschätzten Spannung in Antwort auf die Temperatur um die Batterie herum widergespiegelten Klemmenspannungs-Komponente.
Wenn jedoch die momentane Lade-Kapazität der Batterie unter Verwendung des geänderten Werts des verbleibenden Spannungsabfalls berechnet wird, welcher in Antwort auf die Temperatur um die Batterie herum, wenn die Leerlaufspannung der Batterie in einem Gleichgewicht berechnet wird, und auf die Temperatur um die Batterie herum, wenn die geschätzte Spannung der Batterie während der Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts abgeschätzt wird, geändert wird, wird der momentane Ladezustand der Batterie unter Verwendung der Leerlaufspannung und der geschätzten Spannung in einem Zustand berechnet, in dem die veränderliche Komponente der Klemmenspannung, die aufgrund der Differenz der Temperatur um die Batterie herum veränderlich ist, entfernt wird, wobei sich die Klemmenspannungs-Komponente in Antwort auf die Temperatur um die Batterie herum unter der gleichen Bedingung widerspiegelt.
Ein zweites nicht beanspruchtes Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität weist die Schritte auf:
Periodisches Messen einer Klemmenspannung und eines Entladestroms einer Batterie, die eine elektrische Leistung an Verbraucher in einem Fahrzeug liefert;
Berechnen einer Spannungs-Strom-Charakteristik, die eine Korrelation zwischen der Klemmenspannung und dem Entladestrom ausdrückt;
Abschätzen einer geschätzten Spannung, die eine geschätzte Klemmenspannung der Batterie in einem Entladezustand bei konstanter Last ist, aus der Spannungs-Strom-Charakteristik;
und
Berechnen einer Lade-Kapazität der Batterie aus der geschätzten Spannung;
wobei die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie berechnet wird, welche periodisch gemessen werden, wenn der Entladestrom des Entladeprozesses bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, wann immer die Batterie einer Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts entsprechend einem maximalen elektrischen Versorgungs-Leistungs-Wert für die Verbraucher unterzogen wird, dadurch wird die momentane geschätzte Spannung Vn der Batterie aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt.
Gemäß dem zweiten nicht beanspruchten Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, sobald der Entladestrom der Entladung bei konstanter Last den vorgegebenen großen Stromwert erreicht, der dem maximalen elektrischen Versorgungs-Leistungs-Wert für die Verbraucher des Fahrzeugs entsprechen, auch wenn der Spannungsabfall oder -anstieg aufgrund der in der vorangegangenen Entladung entstandene Polarisation an der Lade- oder Entladungsseite vor dem Start der Entladung bestehen bleibt, ist das System in einem Zustand, in dem die Polarisation auf der Entladungsseite entsprechend dem vorgegebenen großen Stromwert, der den Restspannungsabfall übersteigt, auftritt, oder in einem Zustand, in dem die Polarisation auf der Entladungsseite, deren Größe dem vorgegebenen großen Stromwert entspricht, erneut auftritt, nachdem der Restspannungsanstieg abgebrochen wurde.
Auf der anderen Seite, auch wenn die Batterie in einem Gleichgewichtszustand einer Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert unterzogen wird, wenn der Entladestrom den vorgegebenen großen Stromwert erreicht, tritt die Polarisation auf, deren Größe dem vorgegebenen großen Stromwert entspricht.
Daher wenn die Batterie der Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert unterzogen wird, unabhängig davon, dass sich die Batterie in einem Gleichgewichtszustand vor dem Start der Entladung bei konstanter Last befand oder dass der in der vorhergehenden Entladung entstandene polarisierte Zustand auf der Entladungs- oder Ladeseite noch nicht vollständig aufgehoben ist, ist die von der Spannungs-Strom-Charakteristik, welche aus dem Entladestrom und der Klemmenspannung der Batterie berechnet wird, während der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, abgeschätzte geschätzte Spannung die gleiche.
Wenn die Batterie die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert implementiert, auch wenn der Spannungsabfall oder -anstieg aufgrund der in der vorherigen Entladung aufgetretenen Polarisation auf der Lade- oder Entladungsseite vor dem Start der Entladung vorhanden bleibt, wird die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie berechnet, welche periodisch gemessen werden, bis der Entladestrom-Wert von dem vorgegebenen großen Stromwert unter der Bedingung, dass der Einfluss des Restspannungsabfalls oder -anstiegs beseitigt wird, abnimmt, dann wird diese Spannungs-Strom-Charakteristik, in welcher der Einfluss der in der vorherigen Entladung entstandenen Polarisation beseitigt ist, dazu verwendet, die momentane geschätzte Spannung der Batterie abzuschätzen, dadurch wird der Ladezustand der Batterie berechnet.
Bezug nehmend auf das zweite nicht beanspruchte Verfahren, vorzugsweise wird der vorgegebene große Stromwert als ein Stromwert festgelegt, der beim Starten eines Startermotors des Fahrzeugs benötigt wird.
Gemäß dem zweiten nicht beanspruchten Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, auch wenn die elektrische Leistung von der Batterie gleichzeitig einer Mehrzahl der anderen Verbraucher des Fahrzeugs zugeführt wird, übertrifft der beim Starten des Startermotors benötigte Stromwert deren Stromwert, daher wenn der beim Starten des Startermotors benötigte Stromwert als der vorgegebene große Stromwert festgesetzt wird, wird die Klemmenspannung dem Spannungsabfall unterzogen, der den Spannungsabfall aufgrund der wegen der vorhergehenden Entladung entstandenen Polarisation übertrifft, wenn der Entladestrom den vorgegebenen großen Stromwert erreicht.
Bezug nehmend auf das zweite nicht beanspruchte Verfahren, vorzugsweise wird die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom berechnet, welche periodisch gemessen werden, während der Wert des Entladestroms auf einen Ziel-Stromwert abnimmt, der kleiner als der vorgegebene große Stromwert und nicht kleiner als eine maximaler Entladestrom-Wert ist, wenn Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor angetrieben werden.
Gemäß dem zweiten nicht beanspruchten Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, wenn der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert auf den Ziel-Stromwert, der nicht kleiner als der maximale Entladestrom-Wert ist, wegen des Antreibens der Verbraucher außer dem Startermotor abnimmt, enthält der in der Klemmenspannung der Batterie in diesem Zustand verbleibende Spannungsabfall aufgrund der Polarisation auf der Entladungsseite offensichtlich nicht die Spannungsabfall-Komponente aufgrund der wegen der Energieversorgung der Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor auftretenden Polarisation auf der Entladungsseite, daher tritt offensichtlich nur die verbleibende Komponente nach dem Ausschließen der Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der Polarisation auf der Entladungsseite auf, welche mittels der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert verursacht wurde und welche wegen der Abnahme der Entladestroms auf den Ziel-Stromwert aufgehoben wurde.
Wenn folglich die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom, welche periodisch gemessen wurden, bis der Entladestrom der Batterie, welche die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert ausführt, von dem vorgegebenen großen Stromwert auf den Ziel-Stromwert abnimmt, berechnet wird, spiegelt die aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzte geschätzte Spannung lediglich die verbleibende Komponente nach dem Ausschließen der Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der Polarisation der Entladungsseite, die von der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert verursacht wurde und wegen der Abnahme des Entladestroms auf den Ziel-Stromwert aufgehoben wurde, wider, auch wenn die Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor immer noch angetrieben werden.
Wie in 1 dargestellt, führt eine erste nicht beanspruchte Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität die Schritte aus:
Periodisches Messen einer Klemmenspannung und eines Entladestroms einer Batterie 13, die eine elektrische Leistung Verbrauchern in einem Fahrzeug zuführt, wenn die Batterie 13 einer Entladung bei konstanter Last unter Verwendung eines vorgegebenen großen Stromwerts entsprechend einem maximalen elektrischen Versorgungs-Leistungs-Wert für die Verbraucher unterzogen wird;
Berechnen einer Spannungs-Strom-Charakteristik, die eine Korrelation zwischen der Klemmenspannung und dem Entladestrom ausdrückt;
Abschätzen einer geschätzten Spannung, die eine geschätzte Klemmenspannung der Batterie 13 in einem Entladungszustand bei konstanter Last ist, aus der Spannungs-Strom-Charakteristik; und
Berechnen einer Lade-Kapazität der Batterie 13 aus der geschätzten Spannung,
wobei die Vorrichtung ein erstes Speichermittel 27 zum Speichern eines Differenzwertes als einen Wert eines Restspannungsabfalls aufgrund einer verbleibenden Polarisation am Ende des Entladungsprozesses der Batterie 13 aufweist, wobei der Differenzwert ein Differenzwert zwischen einem Wert der geschätzten Spannung und einem Wert einer Leerlaufspannung ist,
wobei der Wert der geschätzten Spannung der Batterie 13 in der Entladung bei konstanter Last mit einem vorgegebenen großen Stromwert aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt wird, wenn der Entladestrom des von der Batterie 13 durchgeführten Entladungsprozesses bei konstanter Last, welche in einem Gleichgewichtszustand ist, von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, und
wobei die Leerlaufspannung den Wert der geschätzten Spannung abschätzt und eine Klemmenspannung der Batterie 13 ist, die sich in einem Gleichgewichtszustand vor dem Start der Entladung bei konstanter Last unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts befindet,
und wobei der Wert des in dem ersten Speichermittel 27 gespeicherten Restspannungsabfalls zu dem Wert der geschätzten Spannung der Batterie 13 hinzu addiert wird, dadurch wird eine momentane Lade-Kapazität der Batterie 13 berechnet.
Gemäß der ersten nicht beanspruchten Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, sobald der Entladestrom der Entladung bei konstanter Last den vorgegebenen großen Stromwert, der dem maximalen elektrischen Versorgungs-Leistungs-Wert für die Verbraucher des Fahrzeugs entspricht, erreicht, auch wenn der Spannungsabfall oder -anstieg aufgrund der in der vorherigen Entladung entstandenen Polarisation auf der Lade- oder Entladungsseite vor dem Start der Entladung bestehen bleibt, ist das System in einem Zustand, in dem die dem vorgegebenen großen Stromwert, der den Restspannungsabfall übertrifft, entsprechende Polarisation der Entladungsseite auftritt, oder in einem Zustand, in dem die Polarisation der Entladungsseite, deren Größe dem vorgegebenen großen Stromwert entspricht, erneut auftritt, nachdem der Restspannungsanstieg aufgehoben ist.
Auf der anderen Seite, auch wenn die in einem Gleichgewichtszustand befindliche Batterie 13 der Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert unterzogen wird, wenn der Entladestrom den vorgegebenen großen Stromwert erreicht, tritt die Polarisation auf, deren Größe dem vorgegebenen großen Stromwert entspricht.
Daher wenn die Batterie 13 der Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert unterzogen wird, unabhängig davon, ob sich die Batterie 13 vor dem Start der Entladung bei konstanter Last in einem Gleichgewichtszustand befand oder ob der in der vorherigen Entladung aufgetretene polarisierte Zustand auf der Entladungs- oder Ladeseite noch nicht vollständig aufgehoben ist, ist die aus der Spannungs-Strom-Charakteristik, die von dem Entladestrom und der Klemmenspannung der Batterie 13 berechnet ist, während der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, abgeschätzte geschätzte Spannung die gleiche.
Unabhängig davon, ob oder ob nicht sich die Batterie 13 vor dem Start der Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert in einem Gleichgewichtszustand befand, ist der nach dem Start der Entladung bei konstanter Last abgeschätzte Wert der geschätzten Spannung kleiner als die Leerlaufspannung, welche der Klemmenspannung der Batterie 13 in dem Gleichgewichtszustand unter der Annahme entspricht, dass sich die Batterie 13 vor dem Start der Entladung bei konstanter Last in dem Gleichgewichtszustand befand, mal dem Restspannungsabfall-Wert, welcher im Voraus als der Wert des Restspannungsabfalls aufgrund der verbleibenden Polarisation am Ende der von der Batterie 13 mit dem vorgegebenen großen Stromwert durchgeführten Entladung bei konstanter Last berechnet ist.
Bezug nehmend auf die erste nicht beanspruchte Vorrichtung, weist die Vorrichtung vorzugsweise außerdem auf:
ein erstes Detektionsmittel A zum Detektieren eines Beginns eines Abnehmens des Entladestroms von dem vorgegebenen großen Stromwert in dem Entladungsprozess bei konstanter Last der Batterie 13 unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts;
ein erstes Berechnungsmittel 23A zum Berechnen der Spannungs-Strom-Charakteristik aus der periodisch gemessenen Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie 13, nachdem das erste Detektionsmittel A den Beginn des Abnehmens des Entladestroms detektiert hat; und
ein Abschätzmittel 23B zum Abschätzen der geschätzten Spannung der Batterie 13 in dem Entladungsprozess bei konstanter Last der Batterie 13 unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts auf der Basis der von dem ersten Berechnungsmittel 23A berechneten Spannungs-Strom-Charakteristik, wobei der in dem ersten Speichermittel 27 gespeicherte Wert des Restspannungsabfalls zu einem Wert der von dem Abschätzmittel 23B abgeschätzten geschätzten Spannung der Batterie 13 hinzu addiert wird, dadurch wird eine momentane Lade-Kapazität der Batterie berechnet.
Gemäß der ersten nicht beanspruchten Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, wenn die Batterie 13 die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert durchführt, berechnet das erste Berechnungsmittel 23A jedes Mal, wenn das erste Detektionsmittel A einen Beginn eines Abnehmens der Entladestroms der Batterie 13 von dem vorgegebenen großen Stromwert detektiert, die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der periodisch gemessenen Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie 13, welche periodisch gemessen wurden, während der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, dann schätzt das Abschätzmittel die geschätzte Spannung der Batterie 13 in dem Entladungsprozess bei konstanter Last der Batterie unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts auf der Basis der von dem ersten Berechnungsmittel 23A berechneten Spannungs-Strom-Charakteristik ab, wobei der momentane Ladezustand der Batterie 13 aus dem in dem ersten Speichermittel 27 gespeicherten Wert des Restspannungsabfalls und dem Wert der von dem Schätzmittel 23B abgeschätzten geschätzten Spannung berechnet wird.
Bezug nehmend auf die erste nicht beanspruchte Vorrichtung weist die Vorrichtung vorzugsweise außerdem auf:
ein zweites Speichermittel 25 zum Speichern des Wertes der Leerlaufspannung;
ein Entscheidungsmittel 23C zum Entscheiden, ob sich die Batterie in einem Gleichgewichtszustand oder nicht befindet;
und
ein zweites Berechnungsmittel 23D zum Berechnen des Werts des Restspannungsabfalls mittels Subtrahierens der von dem Abschätzmittel 23B abgeschätzten geschätzten Spannung von dem Wert der in dem zweiten Speichermittel 25 gespeicherten Leerlaufspannung in dem Entladungsprozess bei konstanter Last der Batterie, welche von dem Entscheidungsmittel 23C in einem Gleichgewichtszustand seiend entschieden wurde, unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts,
wobei das erste Speichermittel 27 den Wert des von dem zweiten Berechnungsmittel 23D berechneten Restspannungsabfalls speichert.
Gemäß der ersten nicht beanspruchten Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, wenn die Batterie 13, welche von dem Entscheidungsmittel 23C als in einem Gleichgewichtszustand seiend entschieden wurde, die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert durchführt, nachdem das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, berechnet das zweite Berechnungsmittel 23D den Wert des Restspannungsabfalls mittels Subtrahierens der von dem Abschätzmittel 23B abgeschätzten geschätzten Spannung von dem in dem zweiten Speichermittel 25 gespeicherten Wert der Leerlaufspannung, dann speichert das erste Speichermittel 27 den von dem zweiten Berechnungsmittel 23D berechneten Wert des Restspannungsabfalls.
Bezug nehmend auf die erste nicht beanspruchte Vorrichtung, weist die Vorrichtung bevorzugt außerdem auf:
Ein Messmittel B zum Messen der Klemmenspannung der Batterie 13, welche von dem Entscheidungsmittel 23C in einem Gleichgewichtszustand seiend entschieden ist; und
ein Ersetzungsmittel 23E zum Ersetzen des in dem zweiten Speichermittel 25 gespeicherten Wertes der Leerlaufspannung durch einen von dem Messmittel B gemessenen Wert der Klemmenspannung der Batterie 13.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität des ersten Aspekts dieser Erfindung, auch wenn sich die Leerlaufspannung der Batterie 13 in Antwort auf die Veränderung des Ladezustands wegen der Entladung verändert, wird der in dem zweiten Speichermittel 25 gespeicherte Wert der Leerlaufspannung durch den neuesten Wert der Klemmenspannung der Batterie 13, welcher von dem Messmittel B gemessen wird, immer dann ersetzt, wenn die Batterie 13 von dem Entscheidungsmittel 23C in einem Gleichgewichtszustand seiend entschieden wird.
Bezug nehmend auf die erste nicht beanspruchte Vorrichtung weist die Vorrichtung vorzugsweise außerdem auf:
ein zweites Detektionsmittel 19 zum Detektieren einer Umgebungstemperatur der Batterie 13; und
ein Überprüfungsmittel 23F zum Überprüfen des in dem ersten Speichermittel 27 gespeicherten Wertes des Restspannungsabfalls in Antwort auf die von dem zweiten Detektionsmittel 19 detektierte Umgebungstemperatur der Batterie 13, wenn das Abschätzmittel 23B die geschätzte Spannung der Batterie 13 abschätzt, und die von dem zweiten Detektionsmittel 19 detektierte Umgebungstemperatur der Batterie 13, wenn das Messmittel B die Klemmenspannung der Batterie 13 misst, wobei der von dem Überprüfungsmittel 27F überprüfte Wert des Restspannungsabfalls zu dem von dem Abschätzmittel 23B abgeschätzten Wert der geschätzten Spannung der Batterie 13 hinzu addiert wird, dadurch wird eine momentane Lade-Kapazität der Batterie 13 berechnet.
Gemäß der ersten nicht beanspruchten Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, wenn sich die Temperatur um die Batterie 13 herum verändert, verändert sich auch die Batterie-Kapazität, um die Klemmenspannung der Batterie 13 zu verändern, daher wenn die Temperatur um die Batterie 13 herum unterschiedlich ist zwischen einer Zeit, wenn die in dem zweiten Speichermittel 25 gespeicherte Leerlaufspannung der Batterie 13 berechnet wird, und einer Zeit, wenn die geschätzte Spannung der Batterie 13 von dem Abschätzmittel 23B abgeschätzt wird, nachdem das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom der von dem Entscheidungsmittel 23C in einem Gleichgewichtszustand seiend entschiedenen Batterie 13 beginnt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen, ist die Klemmenspannungs-Komponente, die sich in Antwort auf die Temperatur um die Batterie 13 herum in der Leerlaufspannung widerspiegelt, unterschiedlich zu der Klemmenspannungs-Komponente, die sich in Antwort auf die Temperatur um die Batterie 13 herum in der geschätzten Spannung widerspiegelt.
Jedoch auch wenn die von dem zweiten Detektionsmittel 19 zu einer Zeit, wenn die in dem zweiten Speichermittel 25 gespeicherte Leerlaufspannung berechnet wird, detektierte Temperatur um die Batterie 13 herum unterschiedlich zu der von dem zweiten Detektionsmittel 19 zu einer Zeit, wenn die geschätzte Spannung der Batterie 13 von dem Abschätzmittel 23B abgeschätzt wird, nachdem das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13, die von dem Entscheidungsmittel 23C in einem Gleichgewichtszustand seiend entschieden wurde, beginnt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen, detektierte Temperatur um die Batterie 13 herum ist, wird der in dem ersten Speichermittel 27 gespeicherte Wert des Restspannungsabfalls in Antwort auf beide oben beschriebene Temperaturen um die Batterie 13 herum mittels des Überprüfungsmittels 23F überprüft, um auf diese Weise die momentane Lade-Kapazität der Batterie 13 unter Verwendung des überprüften Werts des Restspannungsabfalls zu berechnen, dadurch wird die momentane Lade-Kapazität der Batterie 13 in einem Zustand, in dem die wegen der Differenz in der Temperatur um die Batterie herum veränderliche Komponente der Klemmenspannung entfernt wird, unter Verwendung der Leerlaufspannung und der geschätzten Spannung berechnet, wobei die Klemmenspannungs-Komponente in Antwort auf die Temperatur um die Batterie herum in der gleichen Bedingung widergespiegelt wird.
Bezug nehmend auf die erste nicht beanspruchte Vorrichtung ist der vorgegebene große Stromwert vorzugsweise ein bei einem Start eines Startermotors des Fahrzeugs benötigter Stromwert,
wobei die Vorrichtung außerdem aufweist ein drittes Detektionsmittel C zum Detektieren, dass der Entladestrom der Batterie 13, der von dem ersten Detektionsmittel A als die Abnahme von dem vorgegebenen groben Stromwert beginnend detektiert wird, auf einen Ziel-Stromwert nicht kleiner als ein maximaler Entladestrom-Wert, wenn Verbraucher des Fahrzeugs außer einem Startermotor angetrieben werden, abnimmt,
wobei, nachdem das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 anfängt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen, berechnet das erste Berechnungsmittel 23A die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der periodisch gemessenen Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie 13, bis das dritte Detektionsmittel C detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 auf den Ziel-Stromwert abnimmt.
Gemäß der ersten nicht beanspruchten Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, auch wenn die elektrische Leistung der Batterie 13 gleichzeitig einer Mehrzahl der anderen Verbraucher des Fahrzeugs zugeführt wird, übertrifft der beim Start des Startermotors 5 benötigte Stromwert deren Stromwert, daher wenn der beim Start des Startermotors 5 benötigte Stromwert als der vorgegebene große Stromwert festgesetzt wird, zu einer Zeit, wenn das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 während der Entladung bei konstanter Last anfängt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen, erreicht der Entladestrom vor dieser Zeit erst einmal den vorgegebenen großen Strom und die Klemmenspannung der Batterie 13 wird dem den Spannungsabfall aufgrund der wegen der vorherigen Entladung entstandenen Polarisation der Entladungsseite übertreffenden Spannungsabfall unterzogen.
Zu einer Zeit, wenn das dritte Detektionsmittel C detektiert, dass der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert auf den Ziel-Stromwert abnimmt, welcher nicht kleiner als der maximale Entladestrom-Wert wegen des Antreibens der Verbraucher außer dem Startermotor 5 ist, enthält der Spannungsabfall aufgrund der in der Klemmenspannung der Batterie 13 in diesem Zustand verbleibenden Polarisation der Entladungsseite offensichtlich nicht die Spannungsabfall-Komponente aufgrund der wegen der Energieversorgung der Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor 5 auftretende Polarisation der Entladungsseite, folglich tritt offensichtlich lediglich die verbleibende Komponente nach dem Ausschließen der Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der von der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert verursachte Polarisation der Entladungsseite, die wegen des Abnehmens des Entladestroms auf den Ziel-Stromwert aufgehoben ist, auf.
Folglich berechnet das erste Berechnungsmittel 23A die Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie 13 aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom, die periodisch gemessen werden, nachdem das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 anfängt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen, bis das dritte Detektionsmittel C detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 auf den Ziel-Stromwert abnimmt. Die von dem Abschätzmittel 23B aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzte geschätzte Spannung spiegelt lediglich die verbleibende Komponente nach dem Ausschließen der Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der von der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert verursachten Polarisation der Entladungsseite, die wegen des Abnehmens des Entladestroms auf den Ziel-Stromwert aufgehoben wird, wider, auch wenn die Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor 5 immer noch angetrieben werden.
Eine zweite nicht beanspruchte Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität führt die Schritte durch:
Periodisches Messen einer Klemmenspannung und eines Entladestroms einer Batterie 13, die eine elektrische Leistung Verbrauchern in einem Fahrzeug zuführt, wenn die Batterie 13 eine Entladung bei konstanter Last unter Verwendung eines vorgegebenen großen Stromwerts, der einem maximalen elektrischen Versorgungs-Leistungs-Wert für die Verbraucher entspricht, unterzogen wird;
Berechnen einer Spannungs-Strom-Charakteristik, die eine Korrelation zwischen der Klemmenspannung und dem Entladestrom ausdrückt;
Abschätzen einer geschätzten Spannung, die eine geschätzte Klemmenspannung der Batterie 13 in einem Entladungszustand bei konstanter Last ist, aus der Spannungs-Strom-Charakteristik; und
Berechnen einer Lade-Kapazität der Batterie 13 aus der geschätzten Spannung,
wobei die Vorrichtung aufweist:
ein erstes Detektionsmittel A zum Detektieren eines Beginns einer Abnahme des Entladestroms von dem vorgegebenen großen Stromwert in dem Entladungsprozess bei konstanter Last der Batterie 13 unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts;
ein erstes Berechnungsmittel 23A zum Berechnen der Spannungs-Strom-Charakteristik aus der periodisch gemessenen Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie 13, nachdem das erste Detektionsmittel A den Beginn der Abnahme des Entladestroms detektiert hat; und
ein Abschätzmittel 23B zum Abschätzen der geschätzten Spannung der Batterie 13 in dem Entladungszustand bei konstanter Last der Batterie 13 unter Verwendung des vorgegebenen großen Stromwerts auf der Basis der von dem ersten Berechnungsmittel 23A berechneten Spannungs-Strom-Charakteristik, dadurch wird die Lade-Kapazität der Batterie 13 unter Verwendung der von dem Abschätzmittel 23B abgeschätzten geschätzten Spannung der Batterie 13 berechnet.
Gemäß der zweiten nicht beanspruchten Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, sobald der Entladestrom der Entladung bei konstanter Last den vorgegebenen großen Stromwert, der dem maximalen elektrischen Versorgungs-Leistungs-Wert für die Verbraucher des Fahrzeugs entspricht, erreicht, auch wenn der Spannungsabfall oder -anstieg aufgrund der in der vorherigen Entladung aufgetretenen Polarisation auf der Lade- oder Entladungsseite vor dem Start der Entladung bestehen bleibt, ist das System in einem Zustand, in dem die Polarisation der Entladungsseite, die dem vorgegebenen großen Stromwert entspricht und die den Restspannungsabfall übertrifft, auftriitt, oder in einem Zustand, in dem die Polarisation auf der Entladungsseite, deren Größe dem vorgegebenen großen Stromwert entspricht, erneut auftritt, nachdem der Restspannungsanstieg aufgehoben wurde.
Auf der anderen Seite, auch wenn die Batterie 13 in einem Gleichgewichtszustand einer Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert unterzogen wird, wenn der Entladestrom den vorgegebenen großen Stromwert erreicht, tritt die Polarisation auf, deren Größe dem vorgegebenen großen Stromwert entspricht.
Daher wenn die Batterie 13 der Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert unterzogen wird, unabhängig davon, ob sich die Batterie 13 vor dem Beginn der Entladung bei konstanter Last in einem Gleichgewichtszustand befand oder ob der in der vorherigen Entladung aufgetretene polarisierte Zustand auf der Entladungs- oder Ladeseite noch nicht vollständig aufgehoben ist, ist die aus der Spannungs-Strom-Charakteristik, welche aus dem Entladestrom und der Klemmenspannung der Batterie 13 berechnet werden, während der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, abgeschätzte geschätzte Spannung die gleiche.
Wenn die Batterie 13 die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert durchführt, berechnet das erste Berechnungsmittel 23A zu jeder Zeit, zu der das erste Detektionsmittel A einen Beginn eines Abnehmens des Entladestroms der Batterie 13 von dem vorgegebenen großen Stromwert detektiert, die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der periodisch gemessenen Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie 13, welche periodisch gemessen werden, während der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert abnimmt, und unter der Bedingung gemessen werden, dass der Einfluss des Restspannungsabfalls oder -anstiegs entfernt wird, auch wenn der Spannungsabfall oder -anstieg aufgrund der in der vorherigen Entladung entstandenen Polarisation an der Lade- oder Entladungsseite vor dem Beginn der Entladung bestehen bleibt, dann schätzt das Abschätzmittel 23B die geschätzte Spannung der Batterie 13 in dem Entladungsprozess bei konstanter Last der Batterie mit dem vorgegebenen großen Stromwert auf der Basis der von dem ersten Berechnungsmittel 23A unter Entfernung des Einflusses der in der vorherigen Entladung entstandenen Polarisation berechneten Spannungs-Strom-Charakteristik ab, dadurch wird der momentane Ladezustand der Batterie 13 aus dem von dem Abschätzmittel 23B abgeschätzten Wert der geschätzten Spannung berechnet.
Bezug nehmend auf die zweite nicht beanspruchte Vorrichtung ist der vorgegebene große Stromwert vorzugsweise ein bei einem Start eines Startermotors des Fahrzeugs benötigter Stromwert.
Gemäß der zweiten nicht beanspruchten Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, auch wenn die elektrische Leistung von der Batterie 13 gleichzeitig eine Mehrzahl der anderen Verbraucher des Fahrzeugs zugeführt wird, übertrifft der bei dem Start des Startermotors benötigte Stromwert deren Stromwert, daher wenn der beim Start des Startermotors benötigte Stromwert als der vorgegebene große Stromwert festgesetzt wird, zu einem Zeitpunkt, wenn das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 wegen der Entladung bei konstanter Last anfängt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen, vor demjenigen Zeitpunkt, bei dem der Entladestrom den vorgegebenen großen Strom einmal erreicht und die Batterie 13 in einem Zustand ist, in dem die Polarisation der Entladungsseite, welche groß genug zum Aufheben der wegen der vorherigen Ladung und Entladung entstandenen Polarisation ist, auftritt.
Bezug nehmend auf die zweite nicht beanspruchte Vorrichtung weist die Vorrichtung vorzugsweise außerdem auf:
ein drittes Detektionsmittel C zum Detektieren, dass der Entladestrom der Batterie 13, für den das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom anfängt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen, auf einen Ziel-Stromwert abnimmt, der nicht kleiner als ein maximaler Entladestrom-Wert ist, wenn die Verbraucher des Fahrzeugs außer einem Startermotor angetrieben werden,
wobei, nachdem das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 anfängt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen, das erste Berechnungsmittel 23A die Spannungs-Strom-Charakteristik aus der periodisch gemessenen Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie 13 berechnet, bis das dritte Detektionsmittel C detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 auf den Ziel-Stromwert abnimmt.
Gemäß der zweiten nicht beanspruchten Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität, zu einem Zeitpunkt, wenn das dritte Detektionsmittel C detektiert, dass der Entladestrom von dem vorgegebenen großen Stromwert auf den Ziel-Stromwert abnimmt, der nicht kleiner als der maximale Entladestrom-Wert wegen des Antreibens der Verbraucher außer dem Startermotor 5 ist, enthält der Spannungsabfall aufgrund der Polarisation der Entladungsseite, der in der Klemmenspannung der Batterie 13 in diesem Zustand übrig bleibt, offensichtlich nicht die Spannungsabfall-Komponente aufgrund der wegen der Energieversorgung der Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor 5 auftretenden Polarisation der Entladungsseite, daher tritt offensichtlich nur die verbleibende Komponente nach dem Ausschließen der Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der von der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert verursachten Polarisation der Entladungsseite, die wegen der Abnahme des Entladestroms auf den Ziel-Stromwert aufgehoben wird, auf.
Konsequenterweise berechnet das erste Berechnungsmittel 23A die Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie 13 aus der Klemmenspannung und dem Entladestrom, welche periodisch gemessen werden, nachdem das erste Detektionsmittel A detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 anfängt, von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen, bis das dritte Detektionsmittel C detektiert, dass der Entladestrom der Batterie 13 auf den Ziel-Stromwert abnimmt. Die von dem Abschätzmittel 238 aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzte geschätzte Spannung spiegelt lediglich die verbleibende Komponente nach dem Ausschließen der Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der von der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert verursachten Polarisation der Entladungsseite, die wegen des Abnahme des Entladestroms auf den Ziel-Stromwert aufgehoben wird, wider, auch wenn die Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor 5 immer noch angetrieben werden.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine grundlegende Zusammenstellung einer Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß dieser Erfindung;
2 ist ein Blockdiagramm, welches einen teilweisen Grundriss einer Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung darstellt, auf die ein Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß dieser Erfindung angewendet wird;
3 zeigt einen Graphen, der ein Beispiel zur Überprüfung von Daten des Restspannungsabfalls, die in einem ROM eines in 2 dargestellten Mikrocomputers gespeichert sind, darstellt;
4 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptroutine der Verarbeitung darstellt, welche von einer CPU gemäß einem in dem ROM des in 2 gezeigten Mikrocomputers installierten Steuerprogramm durchgeführt wird;
5 ist ein Flussdiagramm einer Subroutine, die den in 4 gezeigten Erneuerungsprozess der Leerlaufspannung darstellt;
6 ist ein Flussdiagramm einer Subroutine, die den in 4 gezeigten Prozess zum Berechnen des Ladezustands darstellt;
7 ist ein Flussdiagramm einer Subroutine, die den in 4 gezeigten Prozess zum Berechnen des Ladezustands darstellt;
8 zeigt Graphen, die eine Differenz in den allgemeinen Spannungs-Strom-Charakteristiken zwischen den Perioden des Anstiegs und der Abnahme des Entladestroms in dem Entladungsprozess bei konstanter Last der Batterie, die sich in einem Gleichgewichtszustand befindet, darstellen;
9 zeigt Graphen, die eine Differenz in den Spannungs-Strom-Charakteristiken zwischen den Perioden des Anstiegs und der Abnahme des Entladestroms in dem Entladungsprozess bei 250 A und konstanter Last der Batterie aus 2 beginnend in einem Gleichgewichtszustand darstellen;
10 zeigt Graphen, die eine Differenz in den allgemeinen Spannungs-Strom-Charakteristiken zwischen den Perioden des Anstiegs und der Abnahme des Entladestroms in dem Entladungsprozess bei konstanter Last der Batterie, die sich nicht in einem Gleichgewichtszustand befindet, darstellen;
11 zeigt Graphen, die eine Korrelation zwischen der Klemmenspannung und der Entladezeit in einem Prozess der Entladung bei konstanter Last der Batterie darstellen;
12 zeigt einen Graphen, der schematisch eine Beziehung zwischen den abgetasteten Sätzen der Klemmenspannung und des Entladestroms darstellt, die in einem Prozess der Entladung bei konstanter Last der Batterie abgetastet werden, und der linearen Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung, welche aus den Sätzen unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate erhalten wird;
13 zeigt Graphen, die eine Mehrzahl von aus der geschätzten Spannung, die aus der in 12 gezeigten Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt wird, erhaltenen Entladungs-Charakteristiken bei konstanter Last darstellen;
14 zeigt Graphen, die eine Mehrzahl von aus der geschätzten Spannung, die aus der in 12 dargestellten Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt wird, erhaltenen imaginären Entladungs-Charakteristiken bei konstanter Last darstellen;
15 zeigt Graphen, die in der gleichen Ebene gezeichnet sind und jede Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie entsprechend den jeweiligen Kapazitäten darstellen;
16 zeigt einen Graphen, der eine Beziehung zwischen der Batterie-Kapazität bei dem imaginären Entladestrom-Wert, der eine lineare Charakteristik in dem in 14 gezeigten Graphen zeigt, und der aus der in 12 gezeigten Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzten geschätzten Spannung darstellt; und
17 zeigt einen Graphen, der den Spannungsabfall darstellt, der während des Entladungsprozesses der Batterie auftritt.
Beste Möglichkeit zur Ausführung der Erfindung
Zusammensetzung der Vorrichtung zum Berechnen einer Batterie-Kapazität gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser Erfindung
Nachfolgend werden ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß dieser Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erklärt.
2 ist ein Blockdiagramm, welches einen teilweisen Grundriss einer Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung darstellt, auf die ein Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß dieser Erfindung angewendet wird, in welchem die Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß dieser Erfindung in ein Hybrid-Fahrzeug mit einem Motor 3 und einem Motor-Generator 5 geladen ist.
Normalerweise wird lediglich eine Ausgabe des Motors 3 von einer Antriebswelle 7 auf Räder 11 über ein Differentialgehäuse 9 übertragen, um das Fahrzeug anzutreiben, auf der anderen Seite dient der Motor-Generator 5 beim sich Bewegen mit großer Last als ein Motor mit einer elektrischen Leistung einer Batterie 13, so dass eine Ausgabe des Motor-Generators 5 zusammen mit der Ausgabe des Motors 3 von der Antriebswelle 7 an die Räder 11 übertragen wird, dadurch wird ein Hilfs-Antreiben ausgeführt.
In diesem Hybrid-Fahrzeug dient der Motor-Generator 5 als ein Generator beim Verlangsamen oder Abbremsen, um auf diese Weise kinetische Energie in elektrische Energie zu konvertieren, dadurch wird die Batterie 13 geladen.
Außerdem wird der Motor-Generator 5 als ein Startermotor verwendet, der ein Schwungrad des Motors 3 beim Start des Motors 3 in Antwort auf das Einschalten eines Startschalters (nicht dargestellt in der Figur) zwangsläufig rotiert. In diesem Fall verbraucht der Motor-Generator 5 unabhängig höhere elektrische Leistung als diejenige, die von einer Mehrzahl der anderen elektromotorischen Verbraucher, die in das Hybrid-Fahrzeug geladen sind, zur gleichen Zeit verbraucht wird.
In diesem Zusammenhang, obwohl der Starterschalter in dem Hybrid-Fahrzeug in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel aus ist, da Schalter (nicht dargestellt in der Figur) der elektrischen Geräte (Verbraucher), wie beispielsweise Hilfsschalter und ein Zündschalter, außer dem Motor-Generator an sind, wenn eine Klimaanlage, ein Audiogerät, ein Fenster mit elektrischem Scheibenheber, ein Scheinwerfer, eine Innenlampe (nicht dargestellt in der Figur) und so weiter in Betrieb sind, beträgt der Entladestrom, der aus der Batterie 13 fließt, weniger als 35 A (Ampere), auch wenn eine Mehrzahl dieser elektrischen Geräte gleichzeitig in Betrieb sind.
Auf der anderen Seite, wenn der Motor-Generator 5 als der Startermotor betrieben wird, um den Motor 3 zu starten, nachdem der Hilfsschalter eingeschaltet wurde gefolgt vom Einschalten des Starterschalters, fließt ein Entladestrom von bis zu 250 A unmittelbar aus der Batterie 13, auch wenn keines der anderen elektrischen Geräte in Betrieb ist.
Folglich ist in der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser bevorzugten Ausführungsform ein Kriterium für das Entscheiden, ob die Entladung bei konstanter Last zum Betreiben des Motor-Generators 5 als ein Startermotor implementiert ist oder nicht, die Bedingung, ob sich der Entladestrom der Batterie 13 zwischen dem Ziel-Stromwert = 35 A (das untere Limit) und dem maximalen Stromwert = 250 A (das obere Limit) oder nicht.
In diesem Zusammenhang, wenn der Motor 3 mittels des Motor-Generators 5 gestartet wird, nachdem der Starterschalter eingeschaltet ist, wird in Antwort auf den Abbruch des Betriebs des Zündschlüssels (nicht dargestellt in der Figur) der Starterschalter ausgeschaltet, dadurch werden der Zündschalter und der Hilfsschalter eingeschaltet.
Die Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels berechnet den Ladezustand der Batterie 13 und weist auf: einen Stromsensor 15 zum Detektieren des Ladestroms der Batterie 13, der aus dem als ein Generator funktionierenden Motor-Generator 5 fließt, und des Entladestroms I der Batterie 13, der zu den elektrischen Geräten wie beispielsweise dem Motor zum Hilfs-Antreiben und dem als ein Startermotor dienenden Motor-Generator 5 fließt; einen parallel an die Batterie angeschlossenen Spannungssensor 17 mit unendlichem Widerstand zum Detektieren der Klemmenspannung V der Batterie 13; und einen Temperatursensor 19 (entsprechend dem zweiten Detektionsmittel) zum Detektieren der Temperatur h in einem Motorraum (nicht dargestellt in der Figur), in dem der Motor 13 angeordnet ist.
Die Vorrichtung 1 zum Berechnen einer Batterie-Kapazität dieses bevorzugten Ausführungsbeispiels weist außerdem auf: einen Mikrocomputer 23, in welchem Ausgaben des Stromsensors 15, des Spannungssensors 17 und des Temperatursensors 19 nach ihrer analog-digital (nachfolgend: A/D) -Wandlung in einem Schnittstellen-Schaltkreis (nachfolgend: I/F) 21 gespeichert werden; und an den Mikrocomputer 23 angeschlossene nichtflüchtige Speicher (nachfolgend: NVM (nonvolatile memory)) 25 und 27.
Der Mikrocomputer 23 weist eine CPU 23a, RAM 23b und ROM 23c auf, wobei die CPU 23a neben dem RAM 23b und dem ROM 23c an den I/F 21 und das NVM 25 und außerdem an den Starterschalter, den Zündschalter, die Hilfsschalter und die Schalter der elektrischen Geräte (Verbraucher) außer des Motor-Generators 5 angeschlossen ist.
Der RAM 23B hat einen Datenbereich zum Speichern verschiedener Daten und einen Arbeitsbereich zur Verwendung bei verschiedenen Verarbeitungen. Der ROM 23c installiert und speichert: Steuerprogramme, damit die CPU 23a zum Ausführen verschiedener Verarbeitungen befähigt ist; und Überprüfungsdaten zum Überprüfen des in dem NVM 27 gespeicherten und gemerkten Werts des Restspannungsabfalls e₀ in Antwort auf die Temperatur h₁ der oder um die Batterie 13 herum, wenn die Leerlaufspannung OCV (= open circuit voltage) der Batterie 13 in dem NVM 25 gespeichert und gemerkt wird, und die Temperatur h₂ der oder um die Batterie 13 herum, wenn die geschätzte Spannung Vn, die von dem später beschriebenen Prozess abgeschätzt wird und die geschätzte Klemmenspannung V im Entladungszustand bei konstanter Last der Batterie 13 ist, abgeschätzt wird.
In diesem Zusammenhang, wie in 3 gezeigt, sind die Überprüfungsdaten des in dem ROM 23c gespeicherten Restspannungsabfalls e₀ eine Beziehung von Temperatur gegen Überprüfungskoeffizient, in welcher jeder Überprüfungskoeffizient bei der entsprechenden Temperatur zwischen 0°C und 55°C unter der Annahme dargestellt ist, dass der Überprüfungskoeffizient bei 0°C auf „1" festgesetzt ist.
In dem NVM (entsprechend dem zweiten Speichermittel) 25 ist die Klemmenspannung V in einem Gleichgewichtszustand der Batterie 13, der sich in Antwort auf die Veränderung der Lade-Kapazität ändert, d.h. der Zustand, in dem der Spannungsanstieg oder -abfall vollständig aufgehoben wird und nicht bestehen bleibt, als die Leerlaufspannung OCV der Batterie 13 gespeichert und gemerkt, und die Temperatur in dem Motorraum, die von dem Temperatursensor 19 nach der Speicherung detektiert wird, wird auch gespeichert und gemerkt.
Wenn das Hybrid-Fahrzeug hergestellt wird, wird die Klemmenspannung V der Batterie 13, welche nach der Herstellung unabhängig gemessen wird, in dem NVM 25 im Voraus als die Leerlaufspannung OCV gespeichert und gemerkt. Die Temperatur h₁ der oder um die Batterie 13 herum wird nach dem Speichern und Merken der Leerlaufspannung OCV auch in dem NVM 25 im Voraus gespeichert und gemerkt.
In dem NVM 27 (entsprechend dem ersten Speichermittel) wird ein Wert des Restspannungsabfalls e₀, der ein Restspannungsabfall aufgrund der verbleibenden Polarisation am Ende der Entladung der Batterie 13 ist, gespeichert und gemerkt. Hier wird der Wert des Restspannungsabfalls e₀ mittels Subtrahierens der geschätzten Spannung Vn von der in dem NVM 25 gespeicherten und gemerkten Leerlaufspannung OCV der Batterie 13 erhalten. Die geschätzte Spannung Vn, die eine geschätzte Klemmenspannung V in dem Entladungszustand bei konstanter Last der Batterie 13 ist, wird mittels der später beschriebenen Verarbeitung auf der Basis eine Korrelation zwischen der Klemmenspannung V und dem Entladestrom I der Batterie 13 abgeschätzt, wenn die Batterie 13 augenblicklich die Entladung bei konstanter Last durchführt, um den Motor 3 mittels des Motor-Generators 3 in Antwort auf das Einschalten des Zündschalters zu starten.
Die Ausgaben des Stromsensors 15, des Spannungssensors 17 und des Temperatursensors 19 werden stets in die CPU 23a des Mikrocomputers 23 über den I/F 21 gespeichert.
Nachfolgend wird die Verarbeitung, die die CPU 23a gemäß den in dem ROM 23c installierten Steuerprogrammen durchführt, mit Bezug auf die in 4 bis 7 gezeigten Flussdiagramme erklärt.
Wenn der Mikrocomputer 23, der die Energie (Leistung) von der Batterie 13 empfängt, gestartet wird, um das Programm zu starten, führt die CPU 23a eine Initialisierung durch, wie in einem Flussdiagramm einer Hauptroutine in 4 gezeigt ist (Schritt S1).
Bei der Initialisierung des Schritts S1 werden eine Rücksetzung eines Flags in einem in dem Arbeitsbereich des RAM 23b bereitgestellten Flagbereich, eine Null-Rücksetzung eines Zeitgeber-Bereichs, ein Start der Zeitzählung und so weiter ausgeführt.
Nachdem die Initialisierung in dem Schritt S1 beendet ist, werden ein Erneuerungsprozess der Leerlaufspannung (Schritt S3) und ein Berechnungsprozess des Ladezustands (Schritt S5) kontinuierlich durchgeführt, dann wird geprüft, ob die Energieversorgung der Batterie 13 abgeschaltet ist oder nicht (Schritt S7), wenn nicht abgeschaltet (N bei Schritt S7), dann kehrt das System zu Schritt S3 zurück, auf der anderen Seite, wenn abgeschaltet (J in Schritt S7), dann wird ein Beendigungsprozess durchgeführt (Schritt S9) und eine Serie von Prozessen wird beendet.
Wie in einem Flussdiagramm einer Subroutine in 5 gezeigt, wird in dem Erneuerungsprozess der Leerlaufspannung in Schritt S3 geprüft, ob ein Zeitgeber-Wert T in dem Zeitgeber-Bereich in dem RAM 23b eine vorgegebene Zeitdauer Th, die zum Aufheben der Polarisation aus einem Zustand, in dem die maximale Polarisation auftritt, benötigt wird, übertrifft oder nicht (Schritt S3a), dann wenn Th nicht übertroffen wird (N in Schritt S3a), wird der Erneuerungsprozess der Leerlaufspannung beendet und das System kehrt zu der Hauptroutine in 4 zurück, auf der anderen Seite, wenn Th übertroffen wird (J in Schritt S3a), wird ein A/D-konvertierter Wert der Klemmenspannung V der Batterie 13, welche von dem Spannungssensor 17 detektiert wird, von dem I/F 21 erhalten (Schritt S3b) und wird ein A/D-konvertierter Wert der Temperatur h in dem Motorraum, welche von dem Temperatursensor 19 detektiert wird, von dem I/F 21 erhalten (Schritt S3c).
Dann werden die in dem NVM 25 gespeicherte und gemerkte Leerlaufspannung OCV der Batterie 13 und die Temperatur h₁ der oder um die Batterie 13 herum nach dem Speichern und Merken der Leerlaufspannung OCV mittels der in den Schritten S3b und S3c erhaltenen Klemmenspannung V der Batterie 13 und dem A/D-konvertierten Wert der Temperatur h in dem Motorraum ersetzt (Schritt S3d), dann, nachdem ein Flag F in dem Flagbereich des Gleichgewichtszustandes in dem RAM 23b auf „1" gesetzt ist (Schritt S3e), wird der Erneuerungsprozess der Leerlaufspannung beendet und das System kehrt zur Hauptroutine in 4 zurück.
Wie in einem Flussdiagramm einer Subroutine in 6 gezeigt, wird in dem Berechnungsprozess des Ladezustands in Schritt S5 geprüft, ob der Schaltzustand der Schalter außer dem Starterschalter von Ausschalten auf Einschalten geändert wird oder nicht (Schritt S5a), dann wenn nicht geändert (N in Schritt S5a), geht das System zu einem später beschriebenen Schritt S5f weiter, auf der anderen Seite, wenn geändert (J in Schritt S5a), wird geprüft, ob der Entladestrom I der Batterie 13, der von dem Stromsensor 15 detektiert wird und als ein A/D-konvertierter Wert von dem I/F 21 erhalten wird, 0 A (Ampere) beträgt oder nicht (Schritt S5b).
Dann wenn der Entladestrom I der Batterie 13 nicht 0 A beträgt (N in Schritt S5b), wird das Zeitzählen in dem Zeitgeber-Bereich in dem RAM 23b beendet und der Zeitgeber-Wert T wird auf Null zurückgesetzt (Schritt S5c), dann, nachdem das Flag F in dem Flagbereich des Gleichgewichtszustands auf „0" festgesetzt ist (Schritt S5d), wird der Berechnungsprozess des Ladezustands beendet und das System kehrt zu der Hauptroutine in 4 zurück, auf der anderen Seite, wenn der Entladestrom I der Batterie 13 0 A beträgt (J in Schritt S5b), wird geprüft, ob der Starterschalter eingeschaltet ist oder nicht (Schritt S5e).
Wenn der Starterschalter nicht eingeschaltet ist (N in Schritt S5e), wird der Berechnungsprozess des Ladezustands beendet und das System kehrt zu der Hauptroutine in 4 zurück, auf der anderen Seite, wenn eingeschaltet (J in Schritt S5e), geht das System weiter zu einem später beschriebenen Schritt S5j.
Im Gegensatz dazu, wird in dem Schritt S5f, zu dem das System fortschreitet, wenn des Schaltzustand der Schalter außer dem Starterschalter nicht von Ausschalten zu Einschalten geändert wird (N), geprüft, ob der Schaltzustand der Schalter außer dem Starterschalter von Einschalten zu Ausschalten geändert wird oder nicht, dann wenn nicht geändert (N in Schritt S5f), geht das System zu einem später beschriebenen Schritt S5h über, auf der anderen Seite, wenn geändert (J in Schritt S5f), wird das Zeitzählen in dem Zeitgeber-Bereich in dem RAM 23b gestartet (Schritt S5g), dann wird der Berechnungsprozess der Ladezustands beendet und das System kehrt zu der Hauptroutine in 4 zurück.
In dem Schritt S5h, zu dem das System fortschreitet, wenn der Schaltzustand der Schalter außer dem Starterschalter nicht von Einschalten nach Ausschalten in Schritt S5f geändert wird, wird geprüft, ob der Starterschalter eingeschaltet wird oder nicht (Schritt S5h), dann wenn der Starterschalter nicht eingeschaltet wird (N in Schritt S5h), wird der Berechnungsprozess des Ladezustands beendet und das System kehrt zu der Hauptroutine in 4 zurück, auf der anderen Seite, wenn eingeschaltet (J in Schritt S5h), geht das System zu einem Schritt S5j weiter.
In dem Schritt S5j, zu dem das System fortschreitet, wenn der Starterschalter in den Schritten S5e und S5h eingeschaltet wird, wie in einem Flussdiagramm in 7 gezeigt, nachdem der Entladestrom I der Batterie 13, der von dem I/F 21 als ein A/D-konvertierter Wert erhalten wurde und von dem Stromsensor 15 detektiert wurde, 250 A erreicht, wird geprüft, ob der Entladestrom abzunehmen beginnt oder nicht.
Dann, wenn er nicht abzunehmen beginnt (N in Schritt S5j), wird der Schritt S5j wiederholt, bis der Entladestrom I abzunehmen beginnt, und auf der anderen Seite, wenn er abzunehmen beginnt (J in Schritt S5j), werden ein A/D-konvertierter Wert des von dem Stromsensor 15 detektierten Entladestroms I der Batterie 13 und ein A/D-konvertierter Wert der von dem Spannungssensor 17 detektierten Klemmenspannung V der Batterie 13 von dem I/F 21 als ein Paar von Werten erhalten (Schritt S5k), dann wird geprüft, ob der auf diese Weise erhaltene von dem Stromsensor 15 detektierte Entladestrom I der Batterie 13 auf 35 A abnimmt oder nicht (Schritt S5m).
Wenn der Entladestrom I der Batterie 13 nicht auf 35 A abnimmt (N in Schritt S5m), kehrt das System zu dem Schritt S5k zurück, auf der anderen Seite, wenn er auf 35 A abnimmt (J in Schritt S5m), wird eine Mehrzahl von Paaren der A/D-konvertierten Werte der Klemmenspannung V und des Entladestroms I der Batterie 13, die in dem Schritt S5k bis zu dieser Zeit erhalten wurden, verwendet, um einen Korrelations-Koeffizienten r zum Überprüfen der Korrelation der Daten zu berechnen, dann wird geprüft, ob sich ein Wert des Korrelations-Koeffizienten r in einem Toleranzbereich, d.h. –0,9 ≥ r ≥ –0,1, befindet oder nicht (Schritt S5n).
Wenn sich der Korrelations-Koeffizient r in dem Toleranzbereich befindet, d.h. die Korrelation JA ist (J in Schritt S5n), schreitet das System zu einem später beschriebenen Schritt S5t fort, auf der anderen Seite, wenn sich der Korrelations-Koeffizient r nicht in dem Toleranzbereich befindet, d.h. die Korrelation NEIN ist (N in Schritt S5n), werden Paare von A/D-konvertierten Werten des von dem Stromsensor 15 detektierten Entladestroms I der Batterie 13 und der von dem Spannungssensor 17 detektierten Klemmenspannung V der Batterie 13, die in dem Schritt S5k erhalten wurden, gelöscht (Schritt S5p), dann wird geprüft, ob das Flag F in dem Flagbereich des Gleichgewichtszustandes „0" ist oder nicht (Schritt S5r).
Wenn das Flag F „0" ist (J in Schritt S5r), wird der Berechnungsprozess des Ladezustands beendet und das System kehrt zu der Hauptroutine in 4 zurück, auf der anderen Seite, wenn das Flag F nicht „0" ist (N in Schritt S5r), wird das Flag F auf „0" gesetzt (Schritt S5s), dann wird der Berechnungsprozess der Ladezustands beendet und das System kehrt zu der Hauptroutine in 4 zurück.
In dem Schritt S5t, zu dem das System fortschreitet, wenn sich der Korrelations-Koeffizient r in dem Toleranzbereich befindet, d.h. die Korrelation JA ist, wird die Methode der kleinsten Quadrate auf die Paare der A/D-konvertierten Werte des von dem Stromsensor 15 detektierten Entladestroms I der Batterie 13 und der von dem Spannungssensor 17 detektierten Klemmenspannung V der Batterie 13, welche in dem Schritt S5k erhalten wurden, angewendet, um auf diese Weise eine lineare Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung V = aI + b zu berechnen, dann wird ein imaginärer Stromwert Is = –10 A, bei dem die geschätzte Spannung Vn in der Entladung bei konstanter Last eine lineare Charakteristik mit Bezug auf die Kapazität der Batterie 13 zeigt, in die Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung V = aI + b, welche in dem Schritt S5t berechnet wurde, eingesetzt, um auf diese Weise die geschätzte Spannung Vn abzuschätzen (Schritt S5v).
Der A/D-konvertierte Wert der von dem Temperatursensor 19 detektierten Temperatur h in dem Motorraum wird von der I/F 21 aufgrund der Abschätzung der geschätzten Spannung Vn als die Temperatur h₂ der oder um die Batterie 13 herum erhalten (Schritt S5w), dann wird geprüft, ob das Flag F in dem Flagbereich des Gleichgewichtszustands „0" ist oder nicht (Schritt S5x).
Wenn das Flag F „0" ist (J in Schritt S5x), schreitet das System zu einem später beschriebenen Schritt S5C fort, auf der anderen Seite, wenn das Flag nicht „0" ist (N in Schritt S5x), wird ein Wert des Restspannungsabfalls e₀ berechnet (Schritt S5y), indem die geschätzte Spannung Vn, die in dem Schritt S5v abgeschätzt wurde, von der in dem NVM 25 gespeicherten und gemerkten Leerlaufspannung OCV subtrahiert wird, dann wird der in dem NVM 27 gespeicherte und gemerkte Wert des Restspannungsabfalls e₀ durch den in dem Schritt S5y berechneten Wert des Restspannungsabfalls e₀ ersetzt (Schritt S5z).
Dann wird die in dem Schritt S5v abgeschätzte geschätzte Spannung Vn in entweder die Gleichung: SOC = {(Vn – Ve)/(Vs – Ve)} × 100 (%); oder die Gleichung: SOC = {[(Vn + Ve)/2) × [(Vn – Ve)/(Vs – Ve)) × Ah}/{[(Vs + Ve)/2) × Ah} × 100 (%) = {(Vn2 – Ve2)/(Vs2 – Ve2)} × 100 (%)eingesetzt, wobei Vs die Leerlaufspannung im vollständig geladenen Zustand ist und Ve die Leerlaufspannung am Ende der Entladung ist, um auf diese Weise den Ladezustand SOC der Batterie 13 zu berechnen (Schritt S5A), dann, nachdem das Flag F in dem Flagbereich des Gleichgewichtszustands auf „0" gesetzt wurde (Schritt S5B), wird der Berechnungsprozess des Ladezustands beendet und das System kehrt zu der Hauptroutine in 4 zurück.
In dem Schritt S5C, zu welchem das System fortschreitet, wenn das Flag F in dem Flagbereich des Gleichgewichtszustandes „0" ist, überprüft der Koeffizient der in dem ROM 23c gespeicherten Überprüfungsdaten auf Basis der aufgrund der Abschätzung der geschätzten Spannung Vn in dem Schritt S5v erhaltenen Temperatur h₂ der oder um die Batterie 13 herum und der Temperatur h₁ der oder um die Batterie 13 herum, wenn die in dem NVM 25 gespeicherte und gemerkte Leerlaufspannung OCV der Batterie 13 in dem NVM 25 gespeichert und gemerkt wird, den in dem NVM 27 gespeicherten und gemerkten Wert des Restspannungsabfalls e₀, um auf diese Weise einen überprüften Wert des Restspannungsabfalls e₀' zu berechnen, welcher dann zu der in dem Schritt S5v erhaltenen geschätzten Spannung Vn hinzu addiert wird, dadurch wird eine überprüfte geschätzte Spannung Vn' berechnet (Schritt S5D).
Dann wird die in dem Schritt S5D berechnete überprüfte geschätzte Spannung Vn' entweder in die Gleichung zur Berechnung unter Verwendung eines Spannungsverhältnisses: SOC = {(Vn' – Ve)/(Vs – Ve)} × 100 (%); oder die Gleichung zur Berechnung unter Verwendung eines elektrischen Leistungsverhältnisses: SOC = {[(Vn' + Ve)/2] × [(Vn' – Ve)/(Vs – Ve)] × Ah}/{[(Vs + Ve)/2] × Ah} × 100 (%) = {(Vn2' – Ve2)/(Vs2 – Ve2)} × 100 (%)eingesetzt, wobei Vs die Leerlaufspannung im vollständig geladenen Zustand ist und Ve die Leerlaufspannung am Ende der Entladung ist, um auf diese Weise den Ladezustand SOC der Batterie 13 zu berechnen (Schritt S5E), dann wird der Berechnungsprozess des Ladezustands beendet und das System kehrt zu der Hauptroutine in 4 zurück.
Wie aus der oben aufgeführten Beschreibung offensichtlich ist, ist in der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Schritt S5t in dem in 7 gezeigten Flussdiagramm derjenige Prozess, welcher dem in den Ansprüchen beschriebenen ersten Berechnungsmittel 23A entspricht, ist der Schritt S5v in 7 derjenige Prozess, welcher dem in den Ansprüchen beschriebenen Abschätzmittel 23B entspricht, und ist der Schritt S5j in 7 derjenige Prozess, welcher dem in den Ansprüchen beschriebenen Abschätzmittel 23D entspricht.
In der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Schritt S3a in dem in 5 gezeigten Flussdiagramm derjenige Prozess, welcher dem in den Ansprüchen beschriebenen Entscheidungsmittel 23C entspricht, ist der Schritt S3d in 5 derjenige Prozess, welcher dem in den Ansprüchen beschriebenen Ersetzungsmittel 23E entspricht, und ist der Schritt S5C in 7 derjenige Prozess, welcher dem in den Ansprüchen beschriebenen Überprüfungsmittel 23F entspricht.
In der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel bilden der Stromsensor 15 und der Schritt S5j in 7 das in den Ansprüchen beschriebene erste Detektionsmittel A, bilden der Stromsensor 15 und der Schritt S5m in 7 das in den Ansprüchen beschriebene dritte Detektionsmittel C, und bilden der Spannungssensor 17 und der Schritt S3b in 5 das in den Ansprüchen beschriebene Messmittel B.
In der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel entsprechen, bezogen auf den Entladestrom I der Batterie 13, 250 A dem in den Ansprüchen beschriebenen vorgegebenen großen Stromwert, während 35 A dem in den Ansprüchen beschriebenen Ziel-Stromwert entsprechen.
Nachfolgend wird nun ein Betrieb der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, welche wie oben beschrieben konstruiert ist, erklärt.
In dem Zustand, bei dem die elektrischen Geräte (Verbraucher) in dem Hybrid-Fahrzeug außer dem Motor-Generator 5 in Betrieb sind oder der als ein Motor funktionierende Motor-Generator 5 in Betrieb ist, so dass sich die Batterie 13 in dem Entladungsprozess befindet, oder in dem Zustand, bei dem der als ein Generator funktionierende Motor-Generator 5 in Betrieb ist, so dass sich die Batterie 13 in dem Ladeprozess befindet, werden die Aktualisierung der in dem NVM 25 gespeicherten und gemerkten Leerlaufspannung OCV, die Aktualisierung der Temperatur h₁ der oder um die Batterie 13 herum aufgrund des Speicherns und Merkens der Leerlaufspannung OCV in dem NVM 25 und die Aktualisierung des in dem NVM 27 gespeicherten und gemerkten wertes des Restspannungsabfalls e₀ nicht durchgeführt. Es werden weder die Abschätzung der geschätzten Spannung Vn noch die Berechnung und Aktualisierung des Ladezustands SOC unter Verwendung der geschätzten Spannung Vn durchgeführt.
Beim Einschalten des Starterschalters beginnt dann der Motor-Generator 5 in dem Hybrid-Fahrzeug den Betrieb funktionierend als ein Startermotor, dann wenn die Batterie 13 der Entladung bei konstanter Last mit dem 250 A übersteigenden vorgegebenen großen Stromwert unterzogen wird, werden Paare des Entladestroms I und der Klemmenspannung V der Batterie 13, die von dem Stromsensor 15 bzw. dem Spannungssensor 17 detektiert werden, periodisch erfasst, bis der Entladestrom I der Batterie 13 auf den Ziel-Stromwert von 35 A abnimmt. Wenn das Paar von Entladestrom I und Klemmenspannung V die vorgegebene Korrelation einhalten, wird die lineare Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung V = aI + b der Batterie unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate berechnet, dann wird der imaginäre Stromwert Is = –10 A, bei dem die geschätzte Spannung Vn in der Entladung bei konstanter Last eine lineare Charakteristik mit Bezug auf die Kapazität der Batterie 13 zeigt, in die Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung V = aI + b eingesetzt, dadurch wird die geschätzte Spannung Vn abgeschätzt.
Auf der Basis der Temperatur h₂ der oder um die Batterie 13 herum bei der Abschätzung der geschätzten Spannung Vn und der Temperatur h₁ der oder um die Batterie 13 herum, wenn die in dem NVM 25 gespeicherte und gemerkte Leerlaufspannung OCV der Batterie 13 in dem NVM 25 gespeichert und gemerkt wird, wird der in dem NVM 27 gespeicherte und gemerkte Wert des Restspannungsabfall e₀ zur Temperatur-Kompensation überprüft, dann wird dieser überprüfte Wert des Restspannungsabfalls e₀' zu der geschätzten Spannung Vn hinzu addiert, dadurch wird die überprüfte geschätzte Spannung Vn' berechnet. Dann wird die überprüfte geschätzte Spannung Vn' entweder in die Gleichung zur Berechnung unter Verwendung eines Spannungsverhältnisses oder in die Gleichung zur Berechnung unter Verwendung eines elektrischen Leistungsverhältnisses eingesetzt, um auf diese Weise den Ladezustand SOC der Batterie 13 zu berechnen und die derart berechneten Ergebnisse werden als Daten zur Anzeige und Kapazitätskontrolle bereitgestellt.
Der Entladestrom I und die Klemmenspannung V, von denen ein Paar periodisch erfasst wird, um die Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung V = aI + b der Batterie 13 zur Verwendung bei der Abschätzung der geschätzten Spannung V zu berechnen, werden während der Entladung an den Motor-Generator 5, der als ein Startermotor, der die maximale Last in dem Hybrid-Fahrzeug ist, funktioniert, erfasst und werden auch in dem Zustand erfasst, in dem der 35 A übersteigende Entladestrom I fließt. Der Strom von 35 A wird niemals erreicht, auch wenn die elektrische Leistung der Batterie 13 gleichzeitig einer Mehrzahl der anderen Verbraucher außer dem Motor-Generator 5 zugeführt wird.
Daher wird, auch wenn die elektrische Leistung der Batterie 13 gleichzeitig den anderen Verbrauchern außer dem Motor-Generator 5 zugeführt wird und der Spannungsabfall aufgrund der sich ergebenden Polarisation an der Entladungsseite auftritt, der Wert des Restspannungsabfalls e₀, der als ein Wert des Restspannungsabfalls aufgrund der verbleibenden Polarisation am Ende der Entladung an den Motor-Generator berechnet wird, zu der geschätzten Spannung Vn hinzu addiert, dadurch kann der tatsächliche Ladezustand SOC der Batterie 13 genau berechnet werden.
In der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wenn die Batterie 13 beim Einschalten des Starterschalters der Entladung bei konstanter Last mit 250 A übersteigend unterzogen wird, wenn die Batterie 13 keiner Ladung und Entladung für eine Zeitdauer, die eine vorgegebene Zeitdauer T, die zum Aufheben der Polarisation vom Zustand des Auftretens der maximalen Polarisation, wenn die Entladung startet, benötigt wird, übersteigt, unterzogen wurde, wird die Batterie 13 als in einem Gleichgewicht seiend angesehen, in welchem die Spannungsänderung (Spannungsanstieg oder Spannungsabfall) aufgrund der Polarisation, die aufgetreten ist, wenn die Batterie 13 der vorherigen Ladung oder Entladung unterzogen wird, vollständig aufgehoben ist, dann wird die in dem NVM 25 gespeicherte und gemerkte Leerlaufspannung OCV der Batterie 13 durch die Klemmenspannung V der Batterie 13 ersetzt, die zu dieser Zeit detektiert wird.
Daher wird, auch wenn sich die Leerlaufspannung OCV aufgrund der Änderung der Kapazität der Batterie 13 ändert, jedes Mal, wenn die Batterie 13 eine Gleichgewichtszustand erreicht, die in dem NVM 25 gespeicherte und gemerkte Leerlaufspannung OCV der Batterie 13 durch den neuesten Wert ersetzt, dadurch kann die Berechnungs-Genauigkeit des Ladezustands der Batterie 13 auf einem hohen Pegel beibehalten werden.
In ähnlicher Weise, in der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wenn die Entladung der Batterie 13 in den als ein Startermotor funktionierenden Motor-Generator 5 von einem Gleichgewichtszustand der Batterie 13 aus startend durchgeführt wird, wird der in dem NVM 27 gespeicherte und gemerkte Wert des Restspannungsabfalls e₀ durch den neuesten Wert des Restspannungsabfalls e₀, der erhalten wird, indem von der Leerlaufspannung OCV in dem NVM 25, die vor dem Start der Entladung erneuert wurde, die nach der Entladung abgeschätzte geschätzte Spannung Vn subtrahiert wird, ersetzt.
Daher wird, auch wenn sich der Wert des Restspannungsabfalls e₀ aufgrund der Änderung im Zustand der Batterie 13 ändert, jedes Mal, wenn die Batterie 13 einen Gleichgewichtszustand erreicht, der in dem NVM 27 gespeicherte und gemerkte Wert des Restspannungsabfalls e₀ durch den neuesten Wert ersetzt, dadurch kann die Berechnungs-Genauigkeit des Ladezustands der Batterie 13 auf einem hohen Pegel beibehalten werden.
Außerdem, in der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wenn die Temperatur h₁ der oder um die Batterie 13 herum, wenn die Leerlaufspannung OCV in dem NVM 25 gespeichert und gemerkt wird, von der Temperatur h₂ der oder um die Batterie 13 herum bei der Abschätzung der geschätzten Spannung Vn verschieden ist, wird der Wert des Restspannungsabfalls e₀ der Überprüfung zur Temperatur-Kompensation in Übereinstimmung mit der Differenz unterzogen, so dass der überprüfte Wert des Restspannungsabfalls e₀' zur Berechnung des Ladezustands SOC der Batterie 13 mit Hinzuaddieren zu der geschätzten Spannung Vn verwendet wird. Daher, auch wenn sich die Temperatur h der oder um die Batterie 13 herum, die den Wert der Leerlaufspannung OCV beeinflusst, zwischen einer Zeit, wenn der Wert des Restspannungsabfalls e₀ berechnet wird, und einer Zeit, wenn der Wert des Restspannungsabfalls e₀ zu der geschätzten Spannung Vn hinzu addiert wird, um auf diese Weise den Ladezustand SOC der Batterie 13 zu berechnen, ändert, kann der Ladezustand SOC der Batterie 13 mit hoher Genauigkeit unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Änderung berechnet werden.
Auf einen Teil oder alles des Aufbaus zur Temperatur-Kompensation mit Bezug auf den Wert des Restspannungsabfalls e₀ oder des Aufbaus zur Aktualisierung der Leerlaufspannung OCV und/oder des Wertes des Restspannungsabfalls e₀, welcher in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird, kann verzichtet werden, wenn dieser Aufbau nicht notwendig ist, um die erforderliche Genauigkeit der Berechnung zu erreichen.
Eine Zeitdauer, während der Paare des Entladestroms I und der Klemmenspannung V der Batterie 13 periodisch erfasst werden, um die Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung V = aI + b der Batterie 13 zur Verwendung bei der Abschätzung der geschätzten Spannung Vn zu berechnen, darf nicht auf die Zeitdauer beschränkt sein, während der der Entladestrom I von 250 A auf 35 A abnimmt, wenn die Batterie 13 der Entladung bei konstanter Last mit dem 250 A übersteigenden Strom unterzogen wird, wie es bei der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
Jedoch ist im Allgemeinen, wie in 8 gezeigt, die Spannungs-Strom-Charakteristik während der Entladung der Batterie 13 unterschiedlich zwischen einer Zeit des Anstiegs des Entladestroms I und einer Zeit der Abnahme des Entladestroms I. Wenn der Entladestrom I und die Klemmenspannung V genau gemessen werden, während die Batterie 13 der Entladung bei konstanter Last mit dem 250 A übersteigenden Strom unterzogen wird, wie in 9 gezeigt, da eine Geschwindigkeit, mit der der Spannungsabfall aufgrund der in der Batterie 13 aufgetretenen Polarisation wegen der Entladung in Antwort auf die Abnahme des Entladestroms I aufgehoben wird, unter eine Geschwindigkeit, mit der der Spannungsabfall aufgrund der durch die Entladung verursachten Polarisation in der Batterie 13 in Antwort auf den Anstieg des Entladestroms I auftritt, verzögert wird, wird die Klemmenspannung V während der Abnahme des Entladestroms I kleiner als diejenige während des Anstiegs des Entladestroms I.
Außerdem, wenn die Entladung der Batterie 13 unter der Bedingung gestartet wird, dass der Spannungsanstieg oder der Spannungsabfall aufgrund der vorherigen Ladung oder Entladung bestehen bleibt, wie in 10 gezeigt, unterscheidet sich die Spannungs-Strom-Charakteristik während des Anstiegs des Entladestroms I von derjenigen, wenn die Entladung von einem Gleichgewichtszustand gestartet wird, welche mit Bezug auf 8 erklärt wird.
Das heißt, die Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie 13 ist unterschiedlich zwischen einer Zeit des Anstiegs des Entladestroms I und einer Zeit der Abnahme des Entladestroms I und zusätzlich ist die Spannungs-Strom-Charakteristik während der Abnahme des Entladestroms I auch unterschiedlich in Abhängigkeit davon, ob sich die Batterie 13 vor dem Start der Entladung in einem Gleichgewichtszustand befand oder nicht. Daher kann die Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung V = aI + b, solange die Differenz in der Charakteristik nicht bestätigt ist, so dass die Differenz lediglich einen akzeptablen Fehler verursacht, gut berechnet werden, indem lediglich die Daten des Entladestroms I und der Klemmenspannung V der Batterie 13, die lediglich periodisch erfasst werden, während der Entladestrom I abnimmt, verwendet werden, wie es bei der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
In der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel gibt die in dem NVM 25 gespeicherte und gemerkte Leerlaufspannung OCV der Batterie 13 einen Punkt bei dem Entladestrom I = 0 V auf der Linie der Spannungs-Strom-Charakteristik während des Anstiegs des Entladestroms I in 8 an. Auf der anderen Seite, die aus der Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie 13, die unter Verwendung lediglich der Daten des Entladestroms I und der Klemmenspannung v der Batterie 13, die nur periodisch erfasst werden, während der Entladestrom I von 250 A auf 35 A abnimmt, berechnet wird, abgeschätzte geschätzte Spannung Vn gibt einen Punkt bei dem imaginären Entladestrom-Wert Is = –10 A auf der Linie der Spannungs-Strom-Charakteristik während der Abnahme des Entladestroms I in 8 an.
Eine Zeitdauer, während welcher Paare des Entladestroms I und der Klemmenspannung V der Batterie 13 periodisch erfasst werden, um die Spannungs-Strom-Charakteristik-Gleichung V = aI + b der Batterie 13 zu berechnen, wird auf die Zeitdauer beschränkt, während welcher der Entladestrom I von 250 A abnimmt, aber darf nicht auf die Zeitdauer beschränkt werden, während welcher der Entladestrom I auf 35 A abnimmt.
Vergleichbar der Vorrichtung 1 zur Berechnung einer Batterie-Kapazität gemäß diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel, da Paare des Entladestroms I und der Klemmenspannung V der Batterie 13 nur periodisch erfasst werden, während der Entladestrom I von 250 A auf 35 A abnimmt, auch wenn die elektrische Leistung der Batterie 13 gleichzeitig den anderen Verbrauchern außer dem als Startermotor funktionierenden Motor-Generator 5 zugeführt wird, tritt jedoch eine Polarisation der Entladungsseite, welche die Polarisation der Entladungsseite aufgrund der Entladung der Batterie 13 übersteigt und welche auftritt, um auf diese Weise die elektrische Leistung den anderen Verbrauchern zuzuführen, wegen der Entladung der Batterie 13 mit dem Entladestrom I von 35 A auf.
Die durch die Entladung zur Versorgung der anderen Verbraucher außer dem Motor-Generator 5 mit elektrischer Leistung aufgetretene Polarisation der Entladungsseite wird dadurch daran gehindert, den Entladestrom I oder die aus dem Entladestrom I berechnete Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie 13 zu beeinflussen. Das heißt, die verbleibende Komponente des Spannungsabfalls, welche frei ist von der Komponente, welche wegen der Abnahme des Entladestroms I auf 35 A aufgehoben wurde, kann aufgrund der wegen der Entladung mit dem Entladestrom von 250 A, welche durchgeführt wird, um den Motor-Generator 5 zu betreiben, aufgetretenen Polarisation der Entladungsseite lediglich den Entladestrom I oder die aus dem Entladestrom I berechnete Spannungs-Strom-Charakteristik der Batterie 13 beeinflussen. Folglich kann der Ladezustand SOC der Batterie 13 genau berechnet werden, auch wenn die elektrische Leistung den anderen Verbrauchern außer dem Motor-Generator 5 zugeführt wird.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie in den oben erwähnten bevorzugten Ausführungsbeispielen erklärt, enthält gemäß dem Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung die Klemmenspannung der Batterie, welche zusammen mit dem Entladestrom während der Entladung bei konstanter Last periodisch gemessen wird, den Spannungsabfall aufgrund der Entladung, dann wird, auch wenn die aus der Klemmenspannung berechnete Spannungs-Strom-Charakteristik und die momentane, aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzte geschätzte Spannung der Batterie von dem Spannungsabfall wegen der Entladung beeinflusst werden, der Restspannungsabfalls-Wert aufgrund der verbleibenden Polarisation am Ende der Entladung bei konstanter Last, welche von der Batterie mit dem vorgegebenen großen Stromwert entsprechend dem maximalen Versorgungs-Leistungs-Wert für die Verbraucher des Fahrzeugs durchgeführt wird und mit der Komponente des von der geschätzten Spannung beeinflussten Spannungsabfalls identisch ist, zu der momentanen geschätzten Spannung der Batterie hinzu addiert, so dass die die geschätzte Spannung beeinflussende Komponente des Spannungsabfalls durch den Restspannungsabfalls-Wert aufgehoben wird, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden.
Gemäß dem Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, wenn die Batterie in einem Gleichgewichtszustand die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert durchführt, wird der Leerlaufspannungs-Wert erhalten und festgesetzt, und die später abgeschätzte geschätzte Spannung wird von der erhaltenen Leerlaufspannung subtrahiert, um auf diese Weise den Restspannungsabfalls-Wert zu erhalten, dadurch ist es nicht notwendig, dass die Leerlaufspannung und der Restspannungsabfalls-Wert im Voraus erkannt und festgesetzt werden.
Gemäß dem Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, jedes Mal, wenn sich die Batterie in einem Gleichgewichtszustand befindet, wird der Leerlaufspannungs-Wert durch den neuesten Wert ersetzt, und außerdem, jedes Mal, wenn der Leerlaufspannungs-Wert durch den neuesten Wert ersetzt wird, kann der neueste Restspannungsabfalls-Wert im Voraus berechnet werden, dadurch kann der Ladezustand der Batterie, welcher durch Addieren des Restspannungsabfalls-Wertes zu der momentanen geschätzten Spannung der Batterie berechnet wird, in Antwort auf die Änderung der Leerlaufspannung aufgrund der Änderung im Ladezustand der Batterie und so weiter stets genau berechnet werden.
Gemäß dem Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, auch wenn die Batterie die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert in einem Zustand, in dem die Spannungs-Strom-Charakteristik verschieden ist zwischen einer Zeit, während der der Entladestrom zunimmt, und derjenigen, während der dieser abnimmt, da der Anstieg oder die Abnahme des Spannungsabfalls aufgrund der Polarisation der Entladungsseite später auftritt als der Anstieg oder die Abnahme der Entladestroms während der Entladung bei konstanter Last, und auch in einem Zustand durchführt, in dem der Spannungsanstieg oder -abfall der Klemmenspannung der Batterie aufgrund der während der vorherigen Ladung und Entladung aufgetretenen Polarisation bestehen bleibt, wird die Komponente der Spannungs-Strom-Charakteristik, die stets als die gleiche Charakteristik ohne Beeinflussung durch die oben beschriebenen Phänomene vorkommt, angewendet, so dass die momentane geschätzte Spannung der Batterie abgeschätzt wird, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden, ohne durch die Spannungsänderung aufgrund der während der vorherigen Ladung und Entladung aufgetretenen Polarisation beeinflusst zu werden.
Gemäß dem Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, werden die Spannungs-Strom-Charakteristik und die geschätzte Spannung, in denen der Einfluss der Energieversorgung der Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor entfernt wurde, aus dem Entladestrom und der Klemmenspannung der Batterie erhalten, welche lediglich die verbleibenden Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der wegen der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert aufgetretenen Polarisation der Entladungsseite exklusive der Komponente, die wegen der Abnahme des Entladestroms auf den Ziel-Stromwert entfernt wurde, repräsentiert, auch wenn die Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor immer noch angetrieben werden, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden.
Gemäß dem Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, auch wenn sich die Temperatur um die Batterie herum ändert, um die Batterie-Kapazität zu ändern, und dann in Antwort auf die Kapazität die Leerlaufspannung der Batterie gegen die Leerlaufspannung, die verwendet wird, wenn der Restspannungsabfalls-Wert im Voraus berechnet wird, geändert wird, wird der Restspannungsabfalls-Wert überprüft, um auf diese Weise die Temperatur-Kompensation durchzuführen, dadurch kann der momentane Ladezustand der Batterie in Antwort auf momentane Temperatur um die Batterie herum genau berechnet werden.
Gemäß dem Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, auch wenn die Batterie die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert in einem Zustand, in dem die Spannungs-Strom-Charakteristik unterschiedlich ist zwischen einer Zeit während des Anstiegs des Entladestroms und derjenigen während dessen Abnahme, da der Anstieg oder die Abnahme des Spannungsabfalls aufgrund der Polarisation der Entladungsseite später als der Anstieg oder die Abnahme des Entladestroms während der Entladung bei konstanter Last auftritt, und auch in einem Zustand durchführt, in dem der Spannungsanstieg oder -abfall der Klemmenspannung der Batterie wegen der während der vorherigen Ladung und Entladung aufgetretenen Polarisation bestehen bleibt, wird die Komponente der Spannungs-Strom-Charakteristik, die stets als die gleiche Charakteristik ohne Beeinflussung durch die oben beschriebenen Phänomene vorkommt, angewendet, so dass die momentane geschätzte Spannung der Batterie abgeschätzt wird, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden, ohne durch die Spannungsänderung wegen der während der vorherigen Ladung und Entladung aufgetretenen Polarisation beeinflusst zu werden.
Gemäß dem Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, auch wenn der Spannungsabfall aufgrund der während der vorherigen Entladung aufgetretenen Polarisation der Entladungsseite bestehen bleibt, wird die Batterie in den Zustand versetzt, dass ein den Spannungsabfall aufgrund der Polarisation übertreffender Spannungsabfall in der Klemmenspannung der Batterie auftritt, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden, ohne durch die in der vorherigen Entladung aufgetretene Polarisation der Entladungsseite beeinflusst zu werden.
Gemäß dem Verfahren zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, die Spannungs-Strom-Charakteristik und die geschätzte Spannung, in denen der Einfluss der Energieversorgung an die Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor entfernt wurde, werden von dem Entladestrom und der Klemmenspannung der Batterie, welche lediglich die verbleibende Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der wegen der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert aufgetretenen Polarisation der Entladungsseite ausschließend die Komponente, die wegen der Abnahme des Entladestroms auf den Ziel-Stromwert aufgehoben wurde, reflektiert, erhalten, auch wenn die Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor immer noch angetrieben werden, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, die Klemmenspannung der Batterie, welche zusammen mit dem Entladestrom während der Entladung bei konstanter Last periodisch gemessen wird, enthält den Spannungsabfall aufgrund der Entladung, dann wird, auch wenn die aus der Klemmenspannung berechnete Spannungs-Strom-Charakteristik und die aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzte momentane geschätzte Spannung der Batterie von dem Spannungsabfall aufgrund der Entladung beeinflusst werden, der von dem ersten Speichermittel gemerkte Restspannungsabfalls-Wert aufgrund des verbleibenden Polarisation am Ende der Entladung bei konstanter Last, welche von der Batterie mit dem vorgegebenen großen Stromwert, welcher dem maximalen Versorgungs-Leistungs-Wert für die Verbraucher des Fahrzeugs entspricht und der die geschätzte Spannung beeinflussenden Komponente des Spannungsabfalls identisch ist, durchgeführt wird, zu der momentanen geschätzten Spannung der Batterie hinzu addiert, so dass die die geschätzte Spannung beeinflussende Komponente des Spannungsabfalls durch den Restspannungsabfalls-Wert aufgehoben wird, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, auch wenn die Batterie die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert in einem Zustand, in dem die Spannungs-Strom-Charakteristik unterschiedlich ist zwischen einer Zeit während des Anstiegs des Entladestroms und derjenigen während deren Abnahme, da der Anstieg oder die Abnahme des Spannungsabfalls aufgrund der Polarisation der Entladungsseite später auftritt als der Anstieg oder die Abnahme des Entladestroms während der Entladung bei konstanter Last, und auch in einem Zustand durchführt, in dem der Spannungsanstieg oder -abfall der Klemmenspannung der Batterie wegen der während der vorherigen Ladung und Entladung aufgetretenen Polarisation bestehen bleibt, wird die Spannungs-Strom-Charakteristik, die immer als die gleiche Charakteristik ohne Beeinflussung durch die oben beschriebenen Phänomene auftritt, durch das erste Berechnungsmittel berechnet, dann wird die momentane geschätzte Spannung der Batterie von dem Abschätzmittel auf der Basis der derartig berechneten Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden, ohne durch die Spannungsänderung aufgrund der während der vorherigen Ladung und Entladung aufgetretenen Polarisation beeinflusst zu werden.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, wenn die Batterie, die von dem Entscheidungsmittel in einem Gleichgewichtszustand seiend entschieden wurde, die Entladung bei konstanter Last mit dem vorgegebenen großen Stromwert durchführt, wird der in dem ersten Speichermittel gespeicherte Restspannungsabfalls-Wert durch das zweite Berechnungsmittel unter Verwendung des von dem Abschätzmittel abgeschätzten Wertes der geschätzten Spannung berechnet, dadurch ist es nicht notwendig, dass der Restspannungsabfalls-Wert im Voraus erfasst und festgesetzt wird.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, jedes Mal, wenn das Entscheidungsmittel entscheidet, dass die Batterie in einem Gleichgewichtszustand ist, ersetzt das Ersetzungsmittel den von dem zweiten Speichermittel gespeicherten Wert der Leerlaufspannung durch die von dem Messmittel gemessene Klemmenspannung der Batterie, so dass der von dem zweiten Speichermittel gespeicherte Wert der Leerlaufspannung stets durch den neuesten Wert ersetzt wird, dadurch kann der durch hinzu Addieren des Restspannungsabfalls-Wertes zu der momentanen geschätzten Spannung der Batterie berechnete Ladezustand der Batterie in Antwort auf die Änderung der Leerlaufspannung aufgrund der Änderung des Ladezustands der Batterie und so weiter stets genau berechnet werden.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, auch wenn sich die von dem zweiten Detektionsmittel detektierte Temperatur um die Batterie herum ändert, um die Batterie-Kapazität zu ändern, und sich dann in Antwort auf die Kapazität der Leerlaufspannung der Batterie gegenüber der in dem zweiten Speichermittel gespeicherten Leerlaufspannung, die verwendet wird, wenn der Restspannungsabfalls-Wert von dem zweiten Berechnungsmittel berechnet wird, ändert, wird der Restspannungsabfalls-Wert von dem Überprüfungsmittel überprüft, um auf diese Weise die Temperatur-Kompensation durchzuführen, dadurch kann der momentane Ladezustand der Batterie in Antwort auf die momentane Temperatur um die Batterie herum genau berechnet werden.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung werden die Spannungs-Strom-Charakteristik und die geschätzte Spannung, in welchen der Einfluss der Energieversorgung der Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor entfernt ist, von dem ersten Berechnungsmittel bzw. dem Abschätzmittel aus dem Entladestrom und der Klemmenspannung der Batterie, welche lediglich die verbleibende Komponente des Spannungsabfalls der aufgrund der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert aufgetretenen Polarisation ausgeschlossen diejenige Komponente repräsentiert, die aufgrund der Abnahme des Entladestroms aufgehoben wird und für eine Zeitdauer von einer Zeit, während der das erste Detektionsmittel detektiert, dass der Entladestrom der Batterie von dem vorgegebenen Stromwert abzunehmen anfängt, bis zu einer Zeit, während der das dritte Detektionsmittel detektiert, dass der Entladestrom auf den Ziel-Stromwert abnimmt, gemessen wird, berechnet, auch wenn die Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor noch immer angetrieben werden, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung, die Klemmenspannung der Batterie, welche zusammen mit dem Entladestrom während der Entladung bei konstanter Last periodisch gemessen wird, enthält den Spannungsabfall aufgrund der Entladung, dann wird, auch wenn die aus der Klemmenspannung berechnete Spannungs-Strom-Charakteristik und die aus der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzte momentane geschätzte Spannung von dem Spannungsabfall aufgrund der Entladung beeinflusst werden, der in dem ersten Speichermittel gespeicherte Wert des Restspannungsabfalls aufgrund des verbleibenden Polarisation am Ende der Entladung bei konstanter Last, welche von der Batterie mit dem vorgegebenen großen Stromwert, der dem maximalen Versorgungs-Leistungs-Wert der Verbraucher des Fahrzeugs entspricht und mit der von der geschätzten Spannung beeinflussten Komponente des Spannungsabfalls identisch ist, durchgeführt wird, zu der momentanen geschätzten Spannung hinzu addiert, so dass die die geschätzte Spannung beeinflussende Komponente des Spannungsabfalls von dem Wert des Restspannungsabfalls aufgehoben wird, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung wird die Batterie in einen Zustand gebracht, in dem die Polarisation der Entladungsseite, die groß genug ist für das Aufheben der während der vorherigen Ladung und Entladung aufgetretenen Polarisation, in der Batterie auftritt, dadurch kann der Ladezustand der Batterie sicher berechnet werden, ohne von der Polarisation aufgrund der vorherigen Ladung und Entladung beeinflusst zu werden.
Gemäß der Vorrichtung zur Berechnung einer Batterie-Kapazität dieser Erfindung werden die Spannungs-Strom-Charakteristik und die geschätzte Spannung, in welchen der Einfluss der Energieversorgung der Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor entfernt ist, von dem ersten Berechnungsmittel bzw. dem Abschätzmittel aus dem Entladestrom und der Klemmenspannung der Batterie, welche lediglich die verbleibende Komponente des Spannungsabfalls aufgrund der wegen der Entladung mit dem vorgegebenen großen Stromwert aufgetretenen Polarisation der Entladungsseite ausschließend die Komponente, welche wegen der Abnahme des Entladestroms aufgehoben wird und für eine Zeitdauer von einer Zeit, wenn das erste Detektionsmittel detektiert, dass der Entladestrom der Batterie von dem vorgegebenen großen Stromwert abzunehmen beginnt, bis zu einer Zeit, wenn das dritte Detektionsmittel detektiert, dass der Entladestrom auf den Ziel-Stromwert abnimmt, gemessen wird, widerspiegeln, berechnet, auch wenn die Verbraucher des Fahrzeugs außer dem Startermotor immer noch angetrieben werden, dadurch kann der Ladezustand der Batterie genau berechnet werden.

Claims

Vorrichtung zur Ermittlung einer Restkapazität einer Batterie folgende Schritte ausführend: periodisches Messen einer Klemmenspannung und eines Entladestroms einer Batterie (13), die elektrische Leistung an Verbraucher eines Autos liefert, wenn die Batterie (13) einer Entladung unterworfen ist, durch Benutzung eines vorbestimmten Stromwertes entsprechend einem vorbestimmten maximalen Leistungswert, der an die Verbraucher geliefert wird; Erlangen einer Spannungs-Strom-Charakteristik, die eine Korrelation zwischen dem gemessenen Klemmenspannungs-Wert und dem Entladestrom-Wert ausdrückt; Einsetzen eines imaginären Stromwertes, der eine Charakteristik ergibt, in der die Klemmenspannung mindestens im Wesentlichen linear zur entladenen Kapazität der Batterie (13) verläuft, in einen Ausdruck der Spannungs-Strom-Charakteristik, um eine geschätzte Spannung zu erhalten; und Ermitteln der Restkapazität der Batterie (13) aus der geschätzten Spannung, wobei die Vorrichtung aufweist: ein erstes Detektionsmittel (A) zum Detektieren eines Beginns des Abfalls des Entladestroms von dem vorbestimmten Stromwert im Entladeprozess der Batterie (13); ein erstes Berechnungsmittel (23A) zum Erhalten der Spannungs-Strom-Charakteristik von der periodisch gemessenen Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie (13), nachdem das erste Detektionsmittel (A) den Beginn des Abfalls des Entladestroms feststellt; ein Abschätzungsmittel (23B) zum Erhalten der geschätzten Spannung der Batterie (13) im Entladeprozess der Batterie (13) von dem vorbestimmten Stromwert auf der Grundlage der Spannungs-Strom-Charakteristik, erhalten von dem ersten Berechnungsmittel (23A), wodurch die Restkapazität der Batterie (13) unter Benutzung der geschätzten Spannung der Batterie (13) ermittelt wird.
Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Vorrichtung weiterhin aufweist: ein erstes Speichermittel (27), zum Speichern eines Differenzwerts als einen Wert eines Restspannungsabfalls auftretend wegen einer Restpolarisation am Ende des Entladeprozesses der Batterie (13), wobei der genannte Differenzwert ein Differenzwert zwischen einem Wert der geschätzten Spannung und einem Wert einer Leerlaufspannung ist; wobei der Wert der geschätzten Spannung der Batterie (13) bei der Entladung mit dem vorbestimmten Stromwert von der Spannungs-Strom-Charakteristik abgeschätzt wird, wenn der Entladestrom beim Entladeprozess der Batterie (13), die im Gleichgewichtszustand ist, vom vorbestimmten Stromwert abnimmt; und die Leerlaufspannung eine Klemmenspannung der Batterie (13) ist, die in einem Gleichgewichtszustand vor dem Beginn des Entladens vom vorbestimmten Stromwert ist, und wobei der Wert des Restspannungsabfalls, der im ersten Speichermittel (27) gespeichert ist, zum wert der abgeschätzten Spannung der Batterie (13) addiert wird und dadurch eine momentane Restkapazität der Batterie (13) ermittelt wird.
Vorrichtung zur Ermittlung der Restkapazität einer Batterie (13) gemäß Anspruch 2, ferner aufweisend: ein zweites Speichermittel (25) zum Speichern des Werts der Leerlaufspannung; ein Entscheidungsmittel (23C) zum Entscheiden, ob sich die Batterie (13) in einem Gleichgewichtszustand befindet oder nicht; und ein zweites Berechnungsmittel (23D) zum Berechnen des Werts des Restspannungsabfalls durch Subtraktion der geschätzten Spannung, die durch das Abschätzungsmittel (23B) erhalten wurde, von dem Wert der Leerlaufspannung, die im zweiten Speichermittel (25) gespeichert ist, im Entladeprozess der Batterie (13), die im Gleichgewichtszustand seiend entschieden wird, indem das Entscheidungsmittel (23C) den vorbestimmten großen Stromwert benutzt, wobei das erste Speichermittel (27) den Wert des Restspannungsabfalls, der durch das zweite Berechnungsmittel (23D) berechnet wurde, speichert.
Vorrichtung zur Ermittlung der Restkapazität einer Batterie (13) gemäß Anspruch 3, ferner aufweisend: ein Messmittel (B) zum Messen der Klemmenspannung der Batterie (13), die durch das Entscheidungsmittel (23C) im Gleichgewichtszustand seiend entschieden ist; und ein Ersetzmittel (23E) zum Ersetzen des Werts der Leerlaufspannung in dem zweiten Speichermittel (25) mit einem mit dem Messmittel (B) gemessenen Wert der Klemmenspannung der Batterie (13).
Vorrichtung zur Ermittlung der Restkapazität einer Batterie (13) gemäß Anspruch 4, ferner aufweisend: ein zweites Detektionsmittel (19) zum Detektieren einer Umgebungstemperatur der Batterie (13); und ein Korrigiermittel (23F) zum Korrigieren des Werts des Restspannungsabfalls, der im ersten Speichermittel (27) gespeichert ist, in Antwort auf die vom zweiten Detektionsmittel (19) detektierte Umgebungstemperatur der Batterie (13), wenn das Abschätzungsmittel (23B) die geschätzte Spannung der Batterie (13) und die durch das zweite Detektionsmittel (19) detektierte Umgebungstemperatur der Batterie (13) erhält, wenn das Messmittel (B) die Klemmenspannung der Batterie (13) misst; wobei der korrigierte Wert des Restspannungsabfalls, korrigiert durch das Korrigiermittel (23F) zum Wert der geschätzten Spannung der Batterrie (13), geschätzt durch das Abschätzungsmittel (23B), addiert wird, wodurch eine momentane Restkapazität der Batterie (13) ermittelt wird.
Vorrichtung zum Ermitteln der Restkapazität einer Batterie (13) gemäß Anspruch 2, wobei der vorbestimmte Stromwert ein Stromwert ist, der beim Start eines Startermotors (5) eines Fahrzeugs benötigt wird, wobei die Vorrichtung außerdem ein drittes Detektionsmittel (C) aufweist zum Detektieren, dass der Entladestrom der Batterie (13), der von dem ersten Detektionsmittel (A) detektiert wird, von dem vorbestimmten Stromwert zu einem Ziel-Stromwert, der nicht kleiner ist als ein maximaler Entladestrom, wenn Verbraucher des Fahrzeugs außer einem Startermotor (5) angetrieben werden, abfällt, wobei nachdem das erste Detektionsmittel (A) detektiert, dass der Entladestrom der Batterie (13) beginnt, von dem vorbestimmten Stromwert abzunehmen, das erste Berechnungsmittel (23A) die Spannungs-Strom- Charakteristik von der periodisch gemessenen Klemmenspannung und dem Entladestrom der Batterie (13) erhält, bis das dritte Detektionsmittel (C) detektiert, dass der Entladestrom der Batterie (13) zum Ziel-Stromwert abnimmt.
Vorrichtung zur Ermittlung der Restkapazität einer Batterie (13) gemäß Anspruch 1, wobei der vorbestimmte Stromwert derjenige Stromwert ist, der an einem Startermotor (5) des Fahrzeugs benötigt ist.
Vorrichtung zur Ermittlung der Restkapazität einer Batterie (13) gemäß Anspruch 7, ferner aufweisend ein drittes Detektionsmitteln (C) zum Detektieren, dass der Entladestrom der Batterie (13), für das das erste Detektionsmittel (A) detektiert, dass der Entladestrom von einem vorbestimmten großen Stromwert zu einem Ziel-Stromwert, der nicht kleiner ist als ein maximaler Entladestromwert, wenn Verbraucher des Fahrzeugs außer einem Startermotor (5) angetrieben werden, abfällt, wobei, nachdem das erste Detektionsmittel (A) detektiert, dass der Entladestrom der Batterie (13) beginnt, von dem vorbestimmten Stromwert abzunehmen, das erste Berechnungsmittel (23A) die Spannungs-Strom-Charakteristik von der periodisch gemessenen Klemmspannung und dem Entladestrom der Batterie (13) erhält, bis das dritte Messmittel (C) detektiert, dass der Entladestrom der Batterie (13) zum Ziel-Stromwert abnimmt.