(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の最大有効容量を監視する方法であって、
ａ）其々に対してカウンタが各々割り当てられる複数の異なった放電終端電圧値を用意するステップと、
ｂ）前記電池を放電するステップと、
ｃ）前記電池が放電状態になった其々の放電終端電圧値を求めるステップと、
ｄ）前記其々の求められた放電終端電圧値に割り当てられた前記カウンタのカウンタ読取り値をインクリメントするステップと、
ｅ）ステップｂ）〜ｄ）を繰り返すステップと、
ｆ）各カウンタの前記カウンタ読取り値を読み出すステップと、
ｇ）最大有効電池容量の低下の指標を表す第１の因子を、前記読み出されたカウンタ読取り値の関数として求めるステップとを有する方法。
【請求項２】
前記電池の温度が測定されること、及び其々の前記カウンタの前記カウンタ読取り値がステップｄ）において温度重み付けでインクリメントされることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電池の温度及び前記電池の耐用年数が測定されること、及び最大有効電池容量の低下の更なる指標を表す第２の因子が、前記測定された電池温度及び前記測定された耐用年数から求められることを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記電池の内部抵抗が求められること、及び前記最大有効電池容量の低下の更なる指標を表す第３の因子が、確立された前記内部抵抗の関数として求められることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記電池の実際の充電状態を求めるために、充電電流と放電電流との平衡動作が行われること、電池動作を通じて実際の放電電流が測定されること、及び予期される電池動作時間が、前記実際の充電状態、前記実際の放電電流及び前記最大有効電池容量の関数として求められることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記充電電流と放電電流との平衡動作を行う前に前記電池の特性値が記憶されることを特徴とする請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記実際の電池電流、前記実際の電池温度及び／又は前記実際の電池電圧が、前記充電電流と放電電流との平衡動作を通じて測定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記実際の充電状態が、前記電池の前記特性値、前記実際の電池電流、前記実際の電池温度及び／又は前記実際の電池電圧から求められることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
電池の最大有効容量を監視するための装置であって、
−  制御及び解析のデバイスと、
−  前記電池からの其々の電流抽出の最後で放電終端電圧を求めるための手段と、
−  其々の求められた前記放電終端電圧における電池の電荷の値に関する複数の範囲を作成するメモリと、
−  其々の前記放電終端電圧における前記電池の電荷の値の範囲のうちの１つに対して其々が割り当てられた、前記割り当てられた値の範囲内の前記放電終端電圧の其々の発生をカウントするための複数のカウンタ（１２０、１３０）と、
−  電池の特性値用の更なるメモリと、
−  前記電池の電荷の値の前記範囲内のカウント及び前記電池特性値の関数として第１の因子を求めるための手段であって、前記第１の因子が前記最大有効電池容量の低下の指標を表す手段とを備える、装置。
【請求項１０】
−  実際の電池温度を測定するための温度検出器と、
−  前記電池の耐用年数を測定するための手段と、
−  測定された前記電池温度及び測定された前記耐用年数に基づいて第２の因子を求めるための手段であって、前記第２の因子が前記最大有効電池容量の低下に関する更なる指標を表す手段とを更に備える請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
−  前記電池の内部抵抗を求めるための手段と、
−  求められた前記内部抵抗の関数として第３の因子を求めるための手段であって、前記第３の因子が、前記最大有効電池容量の低下に関する更なる指標を表す手段とを更に備える請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
前記制御及び解析のデバイスが、前記最大有効電池容量を求めるために、前記第１の因子、前記第２の因子、及び／又は前記第３の因子を処理する請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記更なるメモリが、前記電池の前記特性値をカウンタのカウントに割り当てるように適合され、其々の実際の電池の電圧を検出するための電圧検出器、及び其々の実際の電池の電流を検出するための電流検出器が設けられ、前記制御及び解析のデバイスが、請求項５乃至８のいずれか１項に記載の方法を実施するよう設計されている請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の装置を含む無停電電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の最大有効容量を監視する方法及び装置ならびに電池の最大有効容量を監視するためにこの種の装置を装備している無停電電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
停電（ｂｒｅａｋｄｏｗｎ）に備えて無停電電源装置を設けるために、電源動作に加えて、電池、具体的には再充電が可能な電池による動作が用意される。工業用設備、自動車及び他の多数の分野に信頼性の高い電源を供給することができるように、電池が健全であるかを示す状態（ＳＯＨ：Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）、現在有効な電池容量、すなわち実際の電池容量、電池の充電状態及び多数の他の電池パラメータを監視する必要がある。この点に関して、既に解決策として多数の選択肢があることが知られている。
【０００３】
例えば、ＤＥ１９９５２６９３Ａ１は、電池のＳＯＨを求めて表示するための装置を説明している。具体的には、電池の充電状態は既知の装置で求めることができる。この電池の充電状態を求めるために、この装置は、電池の電圧、電池の温度及び電池の電流（充電電流又は放電電流）を確認するためのセンサを装備している。この既知の装置は、測定値から電池のＳＯＨを求めることができる解析回路を更に装備している。この既知の装置は、エネルギーの流れを放電深度の関数として求めるために、電池の充電／放電バランスを更に求めることができる。これに関連して、電池の温度は検討すべき要因のうちの１つとなる。
【０００４】
また、再充電が可能な電池を監視する方法が、ＤＥ３８３２８３９Ｃ２に開示されている。この方法は、放電特性に関連する値との関係で、様々な放電電流に対して電池から引き出すことができる容量を計算するのにとりわけ役立つ。これにより、所定の放電電流に対して抽出可能な容量が許容可能な最小値を下回るときのポイントを確立することができる。この方法は、電池の放電電流が増加するのにつれて引き出すことができるエネルギーは着実に減少する、とする「ポイカートの効果」を考慮に入れるものである。
【０００５】
電池の状態を求める方法が、ＤＥ４００７８８３Ａ１に開示されている。この方法を用いて、電池からの電流抽出の後に測定された其々の放電電圧値が、一連の充電状態曲線から求められる電圧値と比較され、２つの値の電圧差が求められる。この電圧差が、格納されている特定の電池の特性と比較され、したがって最大有効電池容量の減少量が求められる。
【０００６】
直列接続された複数の電池のための監視システム及び制御システムが、ＤＥ１０２００７０２９１５６Ａ１に開示されており、同電池の電位が、ハイブリッド車の電池の耐用年数又は持続時間を最適化するために利用及び評価される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＤＥ１９９５２６９３Ａ１
【特許文献２】ＤＥ３８３２８３９Ｃ２
【特許文献３】ＤＥ４００７８８３Ａ１
【特許文献４】ＤＥ１０２００７０２９１５６Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
既知の解決策の選択肢を踏まえて、本発明の目的は、電池の残りの動作時間に関する正確な予測をもたらすために、求められた電池の現在又は実際の充電状態をより正確に求めることができる方法及び装置を利用可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の主要な概念は、現在求められた電池の品質又は実際の電池の品質を、所定の時点でチェックすることができる方法を提供することにあると見なされるべきである。電池の品質の値は、公称容量と関連づけながら最大有効電池容量の大きさに関する情報をもたらす。公称容量という用語は、電池の中に理論上蓄積することができる最大の電荷量を表す。反対に、最大有効容量という用語は、電池から実際に引き出すことができる電荷量の最大値を表す。最大有効電池容量は、電池の温度、耐用年数又は持続時間、及び電池の内部抵抗など多数の要因に左右される。
【００１０】
本発明は、好ましくはＵＰＳ（無停電電源装置）デバイスが使用される産業システムで用いることができる。ＵＰＳデバイスは、停電のとき、システムの一部分及びその制御が一定の期間にわたって動作を継続し、次いで指定された手順で停止することを可能にするのに役立つ。電池動作時間の計算に不備があると、産業システム等のユニットが安全に運転停止される前にＵＰＳの電池電圧が不足する恐れがあるので、現在測定された電池動作時間又は実際の電池動作時間についての正確な情報が必要である。
【００１１】
したがって、残りの電池動作時間に関して正確な予測をするために、電池動作の間、実際の充電状態及び実際の電力消費量を知る必要がある。この種の予測により、使用されるＵＰＳデバイスによって、実際には最大動作時間に相当し得る停電に続く特定の時間にわたってシステムの継続動作が可能になる。十分な電池電力が引き続き利用可能であれば、前述のユニットを安全に停止することが可能になる。実際の充電状態は、充電と放電のバランスによって求めることができる。
【００１２】
精密な充電バランスを達成するためには、電池の実容量、すなわち最大有効容量を正確に知る必要がある。本発明により、電池の最大有効容量を監視する方法が利用可能になる。
【００１３】
この方法によれば、各電流抽出の最後で、放電が終端する際の電池の電圧である放電終端電圧に対して複数の多様な値が与えられ、それらの値の其々に対してカウンタが割り当てられる。次いで、電池から電流が抽出され、電池が放電状態になった其々の放電終端電圧の値が求められる。次いで、求められた放電終端電圧値に割り当てられたカウンタに関するカウンタ読取り値がインクリメントされる。前述の方法のステップは、其々の更なる放電プロセスに対して繰り返される。所定の時点で、各カウンタのカウンタ読取り値が読み出される。最大有効電池容量の低下の指標を表す第１の因子が、読み出されたカウンタ読取り値の関数として求められる。電流抽出プロセス又は放電プロセスは、特に測定目的のために実行されるのでなく、通常の電池動作の結果として生じることに留意されたい。
【００１４】
複数の放電終端電圧値が含まれているので、電池の最大有効容量の低下を、放電プロセスの放電深度の関数としてより正確に求めることができる。
【００１５】
前述のように、実際の電池の充電状態を得るために最大有効電池容量を正確に知る必要がある。
【００１６】
第１の因子を求めることに関する選択肢の１つは、監視されるべき其々の種類の各電池について、様々な放電終端電圧値を示す一連の測定値をパラメータとして確立することにあり、それらは放電プロセスの数にわたってプロットされる。この場合、各電流抽出の最後で、最大有効容量が公称容量に対して低下した程度を示す特定の値が、放電終端電圧値に関する各カウンタ読取り値に関連づけられる。
【００１７】
電池品質、すなわち公称容量に対する最大有効電池容量の低下の値を更に正確に示すことができるように、電池温度が測定され、其々のカウンタのカウンタ読取り値が、温度重み付けでインクリメントされる。
【００１８】
温度重み付けの度合いは、其々の種類の電池に対して、様々な電池温度において生成された様々な一連の測定値から読み出すことができる。
【００１９】
最大有効電池容量は、電池温度及び電池の耐用年数又は持続時間を測定することにより、更に正確に求めることができる。次いで、測定された電池温度及び測定された耐用年数又は持続時間から第２の因子が求められ、これは最大有効電池容量の低下の更なる指標である。この時点で、電池の測定された耐用年数により、その耐久性に関して結論を導き出すことができることに留意されたい。
【００２０】
最大有効電池容量に関する更に正確な情報を得るために、電池の内部抵抗が測定される。最大有効電池容量の低下の更なる指標を表す第３の因子が、確立された内部抵抗の関数として求められる。
【００２１】
電池の実際の充電状態を求めるために、充電電流と放電電流の平衡動作、略して荷電平衡が遂行される。それ自体が既知の荷電平衡方法が、この目的に使用され得る。更に、電池の動作を通じて実際の放電電流が測定される場合、予期される電池動作時間は、実際の充電状態、実際の放電電流及び最大有効電池容量の関数として求めることができる。このような手段により、使用されるＵＰＳデバイスによって、停電が起きた後にも、最大動作時間にさえ相当し得る特定の時間にわたって、システムを動作させ続けることができる。また、それによって、最大動作時間が満了したとき、産業システム等のユニットを安全に停止するのに十分大きな電池電力が依然として利用可能であることが保証される。
【００２２】
充電電流と放電電流の平衡動作に関して、実際の充電状態を求めるために、監視される電池の型用に選択された特性値が、測定された実際の電池電流、実際の電池温度及び／又は実際の電池電圧と一緒に用いられる。
【００２３】
電池の特性値は、公称電圧、耐久性、公称容量、内部抵抗特性、温度特性及び他のパラメータを表してよい。これらの値は前もって多数の一連の測定により求められ、この方法を実施するとき考慮に入れられる。
【００２４】
前述の技術的問題を解決するために、電池の最大有効容量を監視するための装置が作製される。この装置は、放電終端電圧値に関する複数の多様な範囲が記憶されるメモリデバイスを装備している。この装置は、放電終端電圧値の範囲のうち１つに其々割り当てられる複数のカウンタを更に装備している。制御及び解析のデバイスは、電池が各電流の抽出の最後で放電状態になる放電終端電圧値の範囲を求め、現在求められた放電終端電圧値に割り当てられたカウンタのカウンタ読取り値のインクリメントを制御し、各カウンタからカウンタ読取り値を読み出して、最大有効電池容量の低下の指標を表す第１の因子を、読み出されたカウンタ読取り値の関数として求めるように設計される。
【００２５】
最大有効電池容量の低下に関するより正確な情報をもたらすことができるように、実際の電池温度を測定するための温度検出器及び電池の耐用年数を測定するためのデバイスが設けられる。制御及び解析のデバイスは、測定された電池温度及び測定された耐用年数から、最大有効電池容量の低下の更なる指標を表す第２の因子を求めることができるように設計される。
【００２６】
制御及び解析のデバイスは、最大有効電池容量の低下の更なる指標を表す第３の因子を、求められた内部抵抗の関数として定義するために、電池の内部抵抗を求めることもできる。
【００２７】
実際の有効最大電池容量に関する正確な情報をもたらすことができるように、制御及び解析のデバイスは、第１の因子及び第２の因子及び／又は第３の因子の関数として最大有効電池容量を求めることができる。
【００２８】
電池の実際の充電状態を求めるために、この装置は、電池の諸特性値を記憶するための更なるメモリデバイスと、実際の電池電圧を検出するための電圧検出器と、実際の電池電流を検出するための電流検出器とを装備している。制御及び解析のデバイスは、荷電平衡動作を実行するように更に設計される。
【００２９】
電池の最大有効容量を監視するための本発明による装置は、前述のユニットの無停電電源装置に組み込まれる。電池の実容量を定義するのに用いられる情報の諸項目は、ＵＰＳデバイスの動作中に求めることができることに留意されたい。換言すれば、この場合、電池はＵＰＳデバイスに恒久的に接続されている。
【００３０】
本発明が、添付図面とともに実施形態を参照することにより、以下でより一層詳細に説明される。図面によって以下のことが示される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１Ａ】荷電平衡及び電池品質の割出しを示す流れ図である。
【図１Ｂ】荷電平衡及び電池品質の割出しを示す流れ図である。
【図２】本発明が実現されている無停電電源装置の図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図２は、ＵＰＳデバイス３０、すなわち無停電電源装置の一例を示しており、これは、それ自体既知のやり方で再充電可能電池１１０を含んでいる。ＵＰＳデバイス３０により、電気器具又はシステムが、停電のとき一時的に電力供給が継続され、次いで安全に停止することができる。ＵＰＳデバイス３０は、電池１１０を監視するために、電圧検出器６０、電流検出器７０及び温度検出器８０などの複数のセンサ又は検出器を装備している。電圧検出器６０は、設定可能な時点で、又は連続的に、実際の電池電圧を測定する。電流検出器７０は、設定可能な時点で、又は連続的に、実際の電池電流を測定する。電池の動作次第で、電池電流は、放電電流又は充電電流に相当することになる。温度検出器８０は、設定可能な時点で、又は連続的に、電池温度を測定する。検出器６０、７０及び８０からの測定値は制御及び解析のデバイス４０に供給される。メモリ９０が設けられ、この中に、各電流抽出の最後で得られた放電終端電圧値の複数の多様な範囲が記憶される。以下でより一層詳細に説明されるように、放電終端電圧値の範囲は、各放電プロセスに対して電池１１０の放電深度を求めるのに役立つ。
【００３３】
メモリ１００が更に設けられ、例えば初期化段階の間に、電池１１０の諸特性値がその中に記憶される。メモリ１００の中に記憶された電池の諸特性値は、電池１１０に相当する電池タイプに対する一連の測定サイクルによって前もって求められていることに留意されたい。メモリ９０及び１００の内容は、制御及び解析のデバイス４０によって読み取ることができる。制御及び解析のデバイス４０によって求められた結果は、ディスプレイ・デバイス５０を介して視覚的に出力することができる。制御及び解析のデバイスには、複数のカウンタ１２０、１３０が更に接続され、其々が、メモリ９０の中に作成された放電終端電圧値の範囲のうち１つに割り当てられる。この割当ては、制御及び解析のデバイスに知られる。
【００３４】
制御及び解析のデバイス４０によって遂行される荷電平衡及び電池品質の監視は、図１Ａ及び図１Ｂに示される流れ図を参照することにより、以下でより一層詳細に説明される。一例として流れ図に表された荷電平衡アルゴリズムは、制御及び解析のデバイス４０によって実行することができる。
【００３５】
最初に、電池１１０に関する荷電平衡に初めて着手するものと想定する。平衡の開始時点では、図１Ａのステップ「初期化」で表され、最初に制御及び解析のデバイス４０が初期化される。この目的のために、電池の特性値はすべてメモリ１００の中に入力されて記憶される。初期のスタートアップにおいて電池１１０の充電状態が不明の場合には、電池１１０の実際の電荷は、ステップ１で２５％に設定される。ＵＰＳデバイス３０の即時の電池動作が可能になることが、このように保証される。更に、以下で最大有効電池容量を意味する電池容量は、公称容量と同等に設定される。ステップ２で、電流検出器７０、電圧検出器６０及び温度検出器８０によって、其々電池電流、電池電圧及び電池温度の測定が開始される。実際の測定値は、検出器６０〜８０によって制御及び解析のデバイス４０に供給される。流れ図のステップ３に示されるように、制御及び解析のデバイス４０は、メモリ１００の中に記憶された電池の特性値及び検出器６０〜８０によって供給された実際の測定値から、開始時点で２５％に設定された実際の電荷に対する補正値を求める。制御及び解析のデバイス４０は、補正値を求めるために、ＵＰＳデバイス３０の中に記憶された適切な特性値を用いることができる。補正値及び測定値は、各荷電平衡サイクルで更新される。
【００３６】
ここで、制御及び解析のデバイス４０により、ステップ４で、荷電平衡サイクルが現在充電動作にかかわるように設定されており、したがってＵＰＳデバイスは電源で動作しているものと想定する。この動作モードでは、電池１１０は電源電圧によって充電される。ステップ２で測定された電池電流は、したがって電池の実際の充電電流に相当する。したがって、ステップ５で、制御及び解析のデバイス４０は、充電電流が流れていて荷電平衡アルゴリズムがステップ６に分岐することを認識する。ステップ２で測定された値及びステップ３で求められた補正値を考慮に入れて、このとき電池が受け取った更なる電荷の量は、現行の荷電平衡サイクルの中で計算される。以前は２５％に設定された実際の電荷が、この値だけインクリメントされる。次いで、荷電平衡アルゴリズムはステップ７へと続き、制御及び解析のデバイス４０は、実際の電池電荷が１００％を到達したかどうかを調べる。この目的のために、制御及び解析のデバイス４０は、ステップ２で測定された電池の充電電流が特定の閾値を下回ったかどうかを調べる。現行の実例では、制御及び解析のデバイス４０は、ステップ７で、電池がまだ完全には充電されていないことを認識し、充電動作が継続される。結果として、荷電平衡アルゴリズムはジャンプしてステップ２へ戻る。
【００３７】
再び、検出器６０、７０及び８０からの実際の測定値が、制御及び解析のデバイスによって入力される。ステップ３で、実際の測定値及び電池の特性値次第で、実際の充電用の補正率が再び求められる。
【００３８】
電流検出器７０によって測定された充電電流が依然として所定の閾値未満に下がっておらず、その結果、ステップ４及び５で、制御及び解析のデバイス４０は、クエリに其々「ｙｅｓ」で答えるものと想定する。したがって、電池電荷を増加するべき電荷量が、ステップ６で、検出器６０〜８０によって測定された測定値及びステップ３で求められた補正値を用いて再び測定されることになる。
【００３９】
ステップ７で、制御及び解析のデバイス４０は、電池が十分に充電されていることをここで認識する。したがって、荷電平衡アルゴリズムはステップ８へ分岐する。ステップ８で、制御及び解析のデバイス４０は充電動作を終結する。電流検出器７０によって測定された充電電流が、定義された閾値を下回ったので、制御及び解析のデバイス４０は、ステップ５でクエリに「ｎｏ」で答える。したがって、制御及び解析のデバイス４０は充電動作を終結する。反対に、ステップ４における電源動作が継続する。実際の充電状態は、荷電平衡アルゴリズムによって監視され続ける。
【００４０】
ここで、電源の停電により、電源動作がステップ４で終結すると想定する。ＵＰＳデバイス３０は、電池からの電流抽出モード又は放電モードで動作することになる。電圧検出器６０は再び実際の電池電圧を測定し、電流検出器７０は実際の電池電流を測定し、温度検出器８０は実際の電池温度を測定する。ここで、電流検出器７０によって測定された電池電流は、実際の電流又は現在測定された放電電流に相当する。ステップ３で、前述のように、制御及び解析のデバイス４０において実際の測定値及び特性値を用いて補正率が求められる。ここで、荷電平衡アルゴリズムはステップ４からステップ９へ分岐する。現行の荷電平衡サイクルで電池が失った電荷量を計算するために、ステップ９で、実際の測定値と一緒に補正値が用いられる。電池１１０の実際の電荷は、この値だけデクリメントされる。
【００４１】
この時点で、電池動作において電流検出器７０によって測定された放電電流が、ポイカートの効果により、電池１１０から取り出すことができる最大の電荷を決定することに留意されたい。制御及び解析のデバイス４０は、現在求められた電池の充電状態及び現在測定された放電電流の関数として、電池動作又は放電モードでの電池動作時間に関する予測をもたらすように設計されている。関連した値をディスプレイ５０に示すことができる。
【００４２】
ステップ１０で、制御及び解析のデバイス４０は、現在計算された電荷が、図１Ａの「＞０％」で表される産業システム等のユニットを運転停止するように与えられた残りの電荷より大きいかどうか調べる。依然として大きい場合は、荷電平衡アルゴリズムはステップ１１へ分岐する。
【００４３】
ステップ１１で、制御及び解析のデバイス４０は、実際の電池電圧が最低の放電終端電圧に下がったかどうかを調べる。そうであれば、電池は、与えられた残りの電荷で充電されていると想定され、前述のユニットが運転停止される。このことは、ステップ１０で、与えられた残りの電荷に到達した場合にも起こる。しかし、電圧が最低の最終的放電終端電圧未満に下がっていない場合には、電池１１０は放電し続けることができ、荷電平衡アルゴリズムはステップ２へジャンプする。結果的に、ＵＰＳデバイス３０は、以前のように放電動作をすることができる。しかし、制御及び解析のデバイス４０が、ステップ１１で、電圧検出器６０によって測定された実際の電池電圧が最低の放電終端電圧より小さいと見いだした場合には、この前述のユニットだけが運転停止される限りにおいて、放電プロセスは終結する。制御及び解析のデバイス４０は、ディスプレイ・デバイス５０上に、ＵＰＳデバイス３０が操作上もはや動作不能であるとの関連情報を出力することができる。
【００４４】
したがって、制御及び解析のデバイス４０は、現在求められた電池電荷の関数として、ＵＰＳデバイス３０に接続された前述のユニットを安全に停止するのに十分に好都合な時間で同ユニットの運転停止を開始するように設計される。実際の電池電圧が放電終端電圧未満に下がるのは、運転停止した後に限られるべきである。
【００４５】
電源動作が再び始まると、制御及び解析のデバイス４０は、電池１１０が電源電圧源に接続され、充電されていることを確認する。
【００４６】
電池１１０の実際の充電状態を求めて実際の電池動作時間に関する予測をそこから導出することができるように、制御及び解析のデバイス４０は、電池品質を求めることができる。サイクル毎に行われることが望ましい荷電平衡と比べて、実際の電池品質は、より長い、パラメータ化することができる間隔で調べることができる。電池品質は、最大有効電池容量が公称容量に対してどれくらい大きいかを示す値によって定義される。例えば、同電池容量が８０％の値未満に下がると、電池１１０は使用不可能であると見なされる。この影響についての情報は、制御及び解析のデバイス４０によってディスプレイ・デバイス５０を介して示すことができる。
【００４７】
電池品質又は最大有効電池容量のチェックが、図１Ｂで示される流れ図のステップ１４から開始する。任意選択でよいステップ１４で、制御及び解析のデバイス４０は、それ自体が既知のやり方で電池の耐用年数を求める。耐用年数の測定は恒久的に起こり得る。温度検出器８０によって現在測定された電池温度及び測定された耐用年数を考慮に入れて、最大有効電池容量の低下（ｆａｌｌｉｎｇ  ｖａｌｕｅ）の指標を表す、温度重み付け係数が求められる。この目的のために、制御及び解析のデバイス４０は、電池の耐用年数の関数としての損失係数を示す適切な特性値に頼る（ｈａｖｅ  ｒｅｃｏｕｒｓｅ  ｔｏ）か又は電池の耐久性及び現行の電池温度を有することができる。最大有効電池容量の補正が、ステップ１５で行われる。
【００４８】
ステップ１６で、制御及び解析のデバイス４０は、電池からの電流の抽出、すなわち放電プロセスがいつ終結したかということに関して、荷電平衡を恒久的に監視する。放電プロセスが終結していると、制御及び解析のデバイス４０は、電池１１０が其々の放電プロセスで放電状態になる其々の放電終端電圧を求め、このような放電電圧をその放電電圧値の範囲に割り当てる。この目的のために、制御及び解析のデバイス４０は、適切な数のカウンタ１２０〜１３０に接続され、カウンタの其々が、メモリ９０の中に作成された放電終端電圧値の範囲のうちの１つに割り当てられる。したがって、制御及び解析のデバイス４０によって検出されたすべての放電プロセスが、検出された其々の放電終端電圧値の関数として其々のカウンタでカウントされる。制御及び解析のデバイス４０は、用いられる電池タイプに対してすべてのカウンタ値及びすべての放電終端電圧値に関する適切な値をもたらす適切な特性値に頼ることができる。次いで、制御及び解析のデバイス４０は、これも最大有効電池容量の低下の指標である因子を、カウンタ１２０、１３０のカウンタ読取り値の関数として求める。また、制御及び解析のデバイス４０は、其々のカウンタ１２０及び１３０のカウンタ読取り値を温度重み付けでインクリメントするために、放電プロセスを通じて、現在測定された電池温度を考慮に入れることもできる。
【００４９】
次いで、制御及び解析のデバイス４０は、温度重み付けがなされたカウンタ読取り値から、電池品質又は最大有効電池容量に関する更に正確な値を求めることができる。関連した最大有効電池容量の計算が、ステップ１６及び１７で行われる。
【００５０】
最大有効電池容量の低下の更なる指標を、電池１１０の動的内部抵抗から求めることができる。電池の内部抵抗を計算する多くの方法が知られている。
【００５１】
現行の実例では、動的内部抵抗は、ステップ１８で、最初に、電池１１０の動的内部抵抗が十分に充電された電池及び温度補償を用いて測定されるものと想定して、測定することができる。第１の測定法によれば、例えば１００Ｈｚといった一定の周波数を有する小さな交流電圧が電池電圧にかけられ、次いで、電流検出器７０によって電池交流が測定される。次いで、式ＲＩ＝ＵＥＦＦ／ＩＥＦＦに従って、制御及び解析のデバイス４０によって内部抵抗を計算することができる。
【００５２】
代替の測定法によれば、電池１１０から２つの直流電流が連続的に引き出され、そこから関連する電池電圧が測定される。内部抵抗は、式ＲＩ＝？Ｕ／？Ｉによって導出される。内部抵抗に対する温度の影響を排除するために、内部抵抗の測定値は、実際の電池温度に関する測定値と一緒に、正規化された温度における抵抗値に変換される。正規化された抵抗値は、互いに比較可能である。最大有効電池容量に対する影響に関して、測定された内部抵抗を評価するために、電池１１０の、入手したばかりの条件で基準値を測定して記憶する必要がある。低下する電池容量の指標は、ここでは内部抵抗の増加から導出される。
【００５３】
次いで、ステップ１９で、内部抵抗の変化に対して最大有効電池容量が補正される。
【００５４】
この時点で、電池１１０の電池容量及び実際の充電状態に対する補正率を計算するのに必要な特性値の生成は、本発明の対象の一部分ではなく、したがって、より一層詳細な説明はなされないことに留意されたい。
【００５５】
電池品質のチェックの最後で、このアルゴリズムはステップ２へジャンプして、前述の荷電平衡プロセスが再び開始する。
【図１Ａ】
0005622700.tif 000002
【図１Ｂ】
0005622700.tif 000003
【図２】
0005622700.tif 000004