(57)【要約】【課題】バッテリの動作を調整するための方法、システムおよびプログラムを提供すること。【解決手段】まず、バッテリの外部の大気圧を示す信号が取得される。次に、取得された信号に基づき、バッテリの動作を制御するために用いられる1つまたは複数のパラメータが決定される。最終的には、決定された1つまたは複数のパラメータに基づき、バッテリの動作が調整される。【選択図】図3
2014011156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ動作を調整するための方法であって、
バッテリの外部の大気圧を示す信号を取得するステップと、
前記取得された信号に基づき前記バッテリの動作を制御するために用いられる1つまたは複数のパラメータを決定するステップと、
前記決定された1つまたは複数のパラメータに基づき前記バッテリの前記動作を調整するステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記バッテリの前記動作が前記バッテリの充電を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項３】
前記バッテリの前記動作が前記バッテリの放電を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項４】
信号を取得する前記ステップが、
ナビゲーションデバイスからナビゲーションメッセージを受信するステップと、
前記受信されたナビゲーションメッセージから前記バッテリの標高に関する情報を抽出するステップと
を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項５】
前記ナビゲーションデバイスがナビゲーション衛星に対応する、請求項4に記載の方法。
【請求項６】
信号を取得する前記ステップが、前記バッテリの外部の前記大気圧に関する情報を気圧計から取得するステップを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項７】
1つまたは複数のパラメータを決定する前記ステップが、
前記抽出された標高をスレショルド標高と比較するステップと、
前記抽出された標高が前記スレショルド標高よりも高いときには、前記抽出された標高と前記スレショルド標高の差に基づいて前記バッテリの前記動作の第1の様相を調整するための第1のパラメータを決定するステップと
を含む、請求項4に記載の方法。
【請求項８】
前記動作の前記第1の様相が、前記バッテリを充電するための電流のレベルに対応し、
前記第1のパラメータが、充電電流の前記レベルのある変化に対応する、
請求項7に記載の方法。
【請求項９】
前記動作の前記第1の様相が、前記バッテリを充電するための時間の長さに対応し、
前記第1のパラメータが、充電時間の前記長さのある変化に対応する、
請求項7に記載の方法。
【請求項１０】
1つまたは複数のパラメータを決定する前記ステップが、前記抽出された標高と前記スレショルド標高の前記差に基づいて前記バッテリの前記動作の第2の様相を調整するための第2のパラメータを決定するステップを含む、請求項7に記載の方法。
【請求項１１】
前記動作の前記第2の様相が、前記バッテリを放電するための電流のレベルに対応し、
前記第2のパラメータが、放電電流の前記レベルのある変化に対応する、
請求項10に記載の方法。
【請求項１２】
前記動作の前記第2の様相が、前記バッテリを放電するための時間の長さに対応し、
前記第2のパラメータが、放電時間の前記長さのある変化に対応する、
請求項10に記載の方法。
【請求項１３】
前記第1のパラメータと前記第2のパラメータとは、前記抽出された標高と前記スレショルド標高の前記差に関し異なって変化する、請求項10に記載の方法。
【請求項１４】
バッテリ動作を調整するためのシステムであって、
バッテリの外部の大気圧を示す信号を取得し、
前記取得された信号に基づき前記バッテリの動作を制御するために用いられる1つまたは複数のパラメータを決定する
ように構成されたバッテリ監視モジュールと、
前記決定された1つまたは複数のパラメータに基づき前記バッテリの前記動作を調整するように構成されたバッテリ制御モジュールと
を備えるシステム。
【請求項１５】
前記バッテリの前記動作が前記バッテリの充電を含む、請求項14に記載のシステム。
【請求項１６】
前記バッテリの前記動作が前記バッテリの放電を含む、請求項14に記載のシステム。
【請求項１７】
前記バッテリ監視モジュールが、
ナビゲーションデバイスからナビゲーションメッセージを受信し、
前記受信されたナビゲーションメッセージから前記バッテリの標高に関する情報を抽出する
ように構成された標高/大気圧検索ユニットを含む、
請求項14に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ナビゲーションデバイスがナビゲーション衛星に対応する、請求項17に記載のシステム。
【請求項１９】
前記バッテリ監視モジュールが、前記バッテリの外部の前記大気圧に関する情報を気圧計から受信するように構成された標高/大気圧検索ユニットを含む、請求項14に記載のシステム。
【請求項２０】
前記バッテリ監視モジュールが、
前記抽出された標高をスレショルド標高と比較し、
前記抽出された標高が前記スレショルド標高よりも高いときには、前記抽出された標高と前記スレショルド標高の差に基づいて前記バッテリの前記動作の第1の様相を調整するための第1のパラメータを決定する
ように構成された決定ロジック部を含む、
請求項17に記載のシステム。
【請求項２１】
前記動作の前記第1の様相が、前記バッテリを充電するための電流のレベルに対応し、
前記第1のパラメータが、充電電流の前記レベルのある変化に対応する、
請求項20に記載のシステム。
【請求項２２】
前記動作の前記第1の様相が、前記バッテリを充電するための時間の長さに対応し、
前記第1のパラメータが、充電時間の前記長さのある変化に対応する、
請求項20に記載のシステム。
【請求項２３】
前記決定ロジック部が、前記抽出された標高と前記スレショルド標高の前記差に基づいて前記バッテリの前記動作の第2の様相を調整するための第2のパラメータを決定するようにさらに構成されている、請求項20に記載のシステム。
【請求項２４】
前記動作の前記第2の様相が、前記バッテリを放電するための電流のレベルに対応し、
前記第2のパラメータが、放電電流の前記レベルのある変化に対応する、
請求項23に記載のシステム。
【請求項２５】
前記動作の前記第2の様相が、前記バッテリを放電するための時間の長さに対応し、
前記第2のパラメータが、放電時間の前記長さのある変化に対応する、
請求項23に記載のシステム。
【請求項２６】
前記第1のパラメータと前記第2のパラメータとは、前記抽出された標高と前記スレショルド標高の前記差に関し異なって変化する、請求項23に記載のシステム。
【請求項２７】
ナビゲーション衛星からナビゲーションメッセージを受信するように構成されたナビゲーション受信機と、
バスを介して前記ナビゲーション受信機に動作可能なように結合されたバッテリ管理システムであって、
バッテリの外部の大気圧を示す前記ナビゲーションメッセージを取得し、
前記大気圧に基づき前記バッテリの動作を制御するために用いられる1つまたは複数のパラメータを決定し、
前記決定された1つまたは複数のパラメータに基づき前記バッテリの前記動作を調整する
ように構成されたプロセッサを含むバッテリ管理システムと、
前記バッテリ管理システムに動作可能なように結合されており、前記バッテリ管理システムによって制御されるバッテリと、
前記バッテリに動作可能なように結合されており、前記バッテリによって供給される電力を用いて当該装置を駆動するように構成されたエンジンと
を備える装置。
【請求項２８】
前記プロセッサが、
前記ナビゲーション衛星からナビゲーションメッセージを受信し、
前記受信されたナビゲーションメッセージから前記バッテリの標高に関する情報を抽出する
ようにさらに構成されている、請求項27に記載の装置。
【請求項２９】
前記プロセッサが、
前記抽出された標高をスレショルド標高と比較し、
前記抽出された標高が前記スレショルド標高よりも高いときには、前記抽出された標高と前記スレショルド標高の差に基づいて前記バッテリの充電を調整するための第1のパラメータを決定する
ようにさらに構成されている、請求項28に記載の装置。
【請求項３０】
前記プロセッサが、前記抽出された標高と前記スレショルド標高の前記差に基づいて前記バッテリの放電を調整するための第2のパラメータを決定するようにさらに構成されている、請求項29に記載の装置。
【請求項３１】
バッテリ動作を調整するための情報が記録されている機械読取り可能な有体の非一時的媒体であって、前記情報は、前記機械によって読み出されると、前記機械に、
バッテリの外部の大気圧を示す信号を取得することと、
前記取得された信号に基づき前記バッテリの動作を制御するために用いられる1つまたは複数のパラメータを決定することと、
前記決定された1つまたは複数のパラメータに基づき前記バッテリの前記動作を調整することと
を実行させる、機械読取り可能な有体の非一時的媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照により本明細書に組み込まれている2012年6月29日に出願された中国特許出願第201210223441.9号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本開示は、一般に、バッテリ動作を調整するための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００３】
鉛−酸バッテリなどの再充電可能なバッテリ(二次バッテリ)は、例えば、電気車両、ハイブリッド電気車両、電気オートバイおよびスクータ、電気自転車、バッテリ式電気機関車、電気レールトローリ、電気車椅子、ゴルフカートなどの自動車に電気エネルギーを供給するのに広く用いられている。鉛−酸バッテリが高い電流レベルで充電または放電されるときには、電極における温度が上昇し、それにより、酸性の気体が発生する場合がある。したがって、安全性への配慮のために、鉛−酸バッテリには気体バルブが配置されている。バッテリセルの内部気圧が通常の範囲を超えると、余分な酸性気体を解放するために、気体バルブが自動的に開かれる。酸性気体に加え、充電および放電動作により、鉛−酸バッテリセルのカソードとアノードとにおいて、水素ガスと酸素ガスとが発生される。この水素および酸素ガスもまた、内部の気圧が高くなりすぎると、気体バルブから解放できる。
【０００４】
しかし、上述した要因の結果として、鉛−酸バッテリセルの中の電解質溶液が減少し、それによって、バッテリの性能に影響を与える場合がある。特に高原地域など、大気圧の低い、標高の高い地域でバッテリが用いられるときには、バッテリの性能が、内部気圧と外部気圧との差がより大きいことに起因して、著しく劣化する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、上述した問題を解決するために、バッテリ動作を調整するための改善された解決策に対する必要性が存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、バッテリ動作を調整するための方法、システムおよびプログラミングについて説明している。
【０００７】
一例では、バッテリ動作を調整するための方法が提供される。まず、バッテリの外部の大気圧を示す信号が取得される。次に、取得された信号に基づき、バッテリの動作を制御するために用いられる1つまたは複数のパラメータが決定される。最終的には、決定された1つまたは複数のパラメータに基づき、バッテリの動作が調整される。
【０００８】
別の例では、バッテリ動作を調整するためのシステムが提供される。このシステムは、バッテリ監視モジュールとバッテリ制御モジュールとを含む。バッテリ監視モジュールは、バッテリの外部の大気圧を示す信号を取得するように構成されている。バッテリ監視モジュールは、また、取得された信号に基づきバッテリの動作を制御するために用いるべき1つまたは複数のパラメータを決定するように構成されている。バッテリ制御モジュールは、決定された1つまたは複数のパラメータに基づきバッテリの動作を調整するように構成されている。
【０００９】
さらに別の例では、ナビゲーション受信機と、バッテリ管理システムと、バッテリと、エンジンとを含む装置が提供される。ナビゲーション受信機は、ナビゲーション衛星からナビゲーションメッセージを受信するように構成されている。バッテリ管理システムは、バスを介してナビゲーション受信機に動作可能なように結合されており、プロセッサを備えている。このプロセッサは、バッテリの外部の大気圧を示すナビゲーションメッセージを取得し、大気圧に基づきバッテリの動作を制御するために用いられる1つまたは複数のパラメータを決定するように構成されている。プロセッサは、また、決定された1つまたは複数のパラメータに基づきバッテリの動作を調整するように構成されている。バッテリは、バッテリ管理システムに動作可能なように結合されており、バッテリ管理システムによって制御される。エンジンは、バッテリに動作可能なように結合されており、バッテリによって供給される電力を用いて装置を駆動するように構成されている。
【００１０】
他の概念として、バッテリ動作を調整するためのソフトウェアに関するものがある。この概念によるソフトウェア製品は、少なくとも1つの機械読取り可能な非一時的媒体と、この媒体によって運ばれる情報とを含む。媒体によって運ばれる情報は、ユーザ、リクエストまたは社会的グループその他に関する情報など、リクエストまたは動作パラメータと関連するパラメータに関する実行可能なプログラムコードデータでありうる。
【００１１】
さらに別の例では、バッテリ動作を調整するための情報が記録されている機械読取り可能な非一時的媒体が提供され、この情報は、機械によって読み出されると、機械に一連のステップを実行させる。まず、バッテリの外部の大気圧を示す信号が取得される。次に、取得された信号に基づき、バッテリの動作を制御するために用いられる1つまたは複数のパラメータが決定される。最終的には、決定された1つまたは複数のパラメータに基づき、バッテリの動作が調整される。
【００１２】
実施形態は、以下の図面を伴う後述の説明を考慮すると、さらに容易に理解されるはずである。なお、図面では、類似の参照番号は類似の構成要素を表す。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本開示の一実施形態によるバッテリ動作を調整するシステムの例を示すブロック図である。
【図２】本開示の一実施形態による、図1に示されているバッテリ動作を調整するシステムのバッテリ監視モジュールおよびバッテリ制御モジュールの例を示すブロック図である。
【図３】本開示の一実施形態によるバッテリ動作を調整する方法の例を示す流れ図である。
【図４】本開示の一実施形態による、図1に示されているバッテリ動作を調整するシステムにおけるデータフローの例を示すブロック図である。
【図５】本開示の一実施形態による、図1に示されているバッテリ動作を調整するシステムにおけるデータフローの別の例を示すブロック図である。
【図６】本開示の一実施形態によるバッテリ動作を調整する方法の別の例を示す流れ図である。
【図７】本開示の一実施形態によるバッテリ動作を調整するシステムを有する電気車両またはハイブリッド電気車両の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
ここで、本開示の実施形態を詳細に参照するが、実施形態の例は、添付の図面において示されている。本開示は、実施形態との関係で説明されるのであるが、本開示をこれらの実施形態に限定する意図はないことを理解すべきである。逆に、本開示は、代替形態、修正形態および均等形態に及ぶことが意図されており、これらは、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲に属しうる。
【００１５】
さらに、本開示の実施形態に関する以下の詳細な説明では、本開示の十分な理解を提供するために、多数の特定の詳細が与えられている。しかし、これらの特定の詳細なしでも本開示を実現できることは、当業者であれば認識するはずである。また、それ以外の例として、本開示の実施形態に関する様相を不必要に曖昧にすることのないように、よく知られている方法、手順、コンポーネントおよび回路については、詳述しない。
【００１６】
本開示による実施形態によると、バッテリの外部の大気圧を考慮することによって、バッテリの充電および/または放電などのバッテリ動作を調整するための方法およびシステムが提供される。充電および/または放電の方式は、例えば標高の変化に起因する大気圧の変化の観点から最適化され、それによって、バッテリの性能を向上させ、バッテリの寿命を長くする。さらに、一例では、標高情報によって表される大気圧は、電気車両に設置された全地球測位システム(GPS)の受信機またはコンパス(Compass)の受信機などのナビゲーション受信機から容易に取得することができ、追加的なハードウェアコンポーネントを加えることなく、バッテリの充電および/または放電の方式を最適化するために、既存のCANバスを介して電気車両のバッテリ管理システム(BMS)にシームレスに提供することができる。
【００１７】
追加的な利点と新規な特徴とは、一部は、以下の説明において与えられ、また一部は、当業者にとっては、以下の説明と添付の図面とを精査することによって明らかになるか、または、例を作成するもしくは動作することによって、学ぶことができるはずである。
【００１８】
図1には、本開示のある実施形態によるバッテリ動作調整システム100の一例が示されている。システム100には、バッテリ管理システム102と、1つまたは複数のバッテリセル104-1、104-2、104-3、・・・、104-4を含むバッテリまたはバッテリパック104と、標高/大気(ATM)圧情報源106とが含まれうる。システム100は、例えば電気車両、ハイブリッド電気車両、電気オートバイおよびスクータ、電気自転車、バッテリ式電気機関車、電気レールトローリ、電気車椅子、またはゴルフカートなどの自動車、無停電電源装置(UPS)などのバックアップ電源、あるいは電源の全部または一部を供給する再充電可能なバッテリを用いる任意の他の適切なシステムでありうる。バッテリ104は、これに限定されないが鉛−酸バッテリなどの任意の適切な再充電可能なバッテリまたはバッテリパックでありうる。
【００１９】
この例におけるバッテリ管理システム102には、少なくとも1つのプロセッサ108と、ストレージ110と、メモリ112と、1つまたは複数のセンサ114とが含まれ、これらは、内部バス116を介して相互に接続されている。この例におけるバッテリ管理システム102は、例えば、温度、電圧、充電状態、健全状態、冷却剤フローまたは電流などのその状態を、センサ114または任意の適切な感知機構を通じて監視することによって、バッテリ104を管理するように構成されている。監視されたバッテリ状態に基づき、バッテリ管理システム102は、制御パラメータを計算し、バッテリ104の充電および放電プロセスなどの動作を制御パラメータに基づいて制御するようにも構成されている。この例では、さらに、バッテリ管理システム102は、対応するバランス回路118-1、118-2、118-3、・・・、118-4を介してバッテリセルを平衡化し、その安全動作領域の外部で動作するのを防止することにより、バッテリ104を保護するように構成することができる。バッテリ管理システム102のプロセッサ108は、これに限定されるのではないが、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、中央処理装置、電子制御ユニットなどの任意の適切な処理ユニットでありうる。メモリ112は、例えば、離散的なメモリまたはプロセッサ108と統合された一体型のメモリでありうる。バッテリ管理システム102は、当技術分野で知られている任意の他の適切なコンポーネントをさらに含む場合がある。
【００２０】
この例における標高/大気圧情報源106は、例えばGPSもしくはコンパス受信機または気圧計など、バッテリ104の外部の現在の標高および/または大気圧に関する情報を提供する任意の適切なデバイスでありうる。この例における標高/大気圧情報源106は、CANバスまたはUARTバスなどのバスを介して、または直接接続でバッテリ管理システム102に動作可能なように結合されている。標高および/または大気圧に関する情報は、標高/大気圧情報源106から、バッテリ104の動作を調整するためのバッテリ管理システム102に送ることができる。
【００２１】
図2には、本開示の一実施形態によるバッテリ動作調整システム100のバッテリ監視モジュール202とバッテリ制御モジュール204との一例が示されている。本明細書において「モジュール」、「ユニット」および「ロジック部」と称しているのは、ほんのいくつかを列挙するが、例えば、プログラムされたプロセッサ、ディスクリートなロジック部、ステートマシンなど、所望の機能を実行できる任意の適切な実行ソフトウェアモジュール、ハードウェア、実行ファームウェアまたはこれらの任意の適切な組み合わせである。バッテリ監視モジュール202とバッテリ制御モジュール204とは、プロセッサ108の一部としてプロセッサ108に含まれているか、または、メモリ112の中にロードされプロセッサ108によって実行することができるストレージ110の中のソフトウェアプログラムなど、プロセッサ108によって実行されうるシステム100のディスクリートなコンポーネントでありうると理解される。
【００２２】
この例におけるバッテリ監視モジュール202は、標高/大気圧検索ユニット206と、決定ロジック部208と、圧力に基づくバッテリ最適化モデル210とを含む。標高/大気圧検索ユニット206は、バッテリ104の外部の大気圧を示す信号を取得するように構成されている。この例では、この信号は、CANバスまたはUARTバスなどのバス212を介して、標高/大気圧検索ユニット206に送信されうる。ある実施形態では、この信号は、GPSまたはコンパス受信機によって受信されるナビゲーションメッセージを含むことがあり、このナビゲーションメッセージは、例えば標準的な米国海洋電子機器協会(National Marine Electronics Association : NMEA)コードの一部として、現在の標高に関する情報を含む。標高/大気圧検索ユニット206は、標準的なNMEAコードのフォーマットに従うナビゲーションメッセージから標高情報を抽出する役割を有しうる。ある与えられた標高における大気圧は、pを大気圧(単位はパスカル)、hを海面からの標高(単位はメートル)とすると、次の数式(1)によって計算できることが知られている。
p=101325×(1-2.25577×10-5h)5.25588          (1)
一例では、標高/大気圧検索ユニット206は、数式(1)を用いて、ナビゲーションメッセージから抽出された標高を大気圧に変換する役割を有する場合がある。別の例では、大気圧に変換せずに、標高を、決定ロジック部208と圧力に基づくバッテリ最適化モデル210とによって、直接に適用される場合もある。別の実施形態では、この信号は、バッテリ104の外部の現在の大気圧に関する情報を有する気圧計からの出力であることもある。その場合、標高/大気圧検索ユニット206は、現在の大気圧の値を抽出して、その値を決定ロジック部208に送ることができる。
【００２３】
この例における決定ロジック部208は、取得された信号に基づいてバッテリ104の動作を制御するのに用いられる1つまたは複数のパラメータを、圧力に基づくバッテリ最適化モデル210を用いて決定するように構成されている。圧力に基づくバッテリ最適化モデル210は、バッテリ104の外部の取得された標高または大気圧に基づいてバッテリの動作を最適化するための任意の予め定義されたアルゴリズム、方式、パラメータ、変数および定数を含みうる。例えば、圧力に基づくバッテリ最適化モデル210は、バッテリの動作を調整して気圧の変化の影響を補償する必要があるかどうかを決定するために、実際の大気圧または標高と比較する大気圧または標高の1つまたは複数のスレショルド値を含みうる。圧力に基づくバッテリ最適化モデル210は、また、バッテリの動作のどの様相を調整する必要があるのか、およびその調整をどのようにして行うことができるのかも含むことがある。この例では、動作の第1の様相はバッテリ104の充電であり、これは、充電電流のレベルまたは充電時間の長さを変更することによって調節可能であり、動作の第2の様相はバッテリ104の放電であり、これは、放電電流のレベルまたは放電時間の長さを変更することによって調節可能である。予め定義された圧力に基づくバッテリ最適化モデル210を用いて、決定ロジック部208が、取得された実際の大気圧または標高に基づいて、バッテリの動作を最適化するための制御パラメータを決定する役割を有する。
【００２４】
この例におけるバッテリ制御モジュール204は、バッテリ監視モジュール202からの決定された制御パラメータに基づいて、バッテリ104の動作を調整するように構成されている。この例では、バッテリ制御モジュール204は、バッテリ104の充電プロセスと放電プロセスとをそれぞれ調整するための、充電コントローラ214と放電コントローラ216とを含みうる。決定ロジック部208は、充電電流のレベルのある変化に対応する制御パラメータ、または、充電時間の長さのある変化に対応する制御パラメータを、充電コントローラ214に提供することができる。同様にして、決定ロジック部208は、放電電流のレベルのある変化に対応する制御パラメータ、または、放電時間の長さのある変化に対応する制御パラメータを、放電コントローラ216に提供することができる。次いで、充電コントローラ214と放電コントローラ216とは、これらの制御パラメータに基づいてバッテリの動作に所望の変化を生じさせる命令を提供する役割を有しうる。バッテリ制御モジュール204によって、バッテリの性能を最適化しバッテリの寿命を延長するため、バッテリの動作の任意の他の適切な様相を現在の外部の大気圧に基づいて制御および調節できることを理解すべきである。
【００２５】
図3には、本開示の一実施形態によるバッテリ動作調整方法の一例が示されている。上述した図面を参照して説明を行う。しかし、任意の適切なモジュールまたはユニットを用いることができる。ブロック302において開始するが、バッテリの外部の大気圧を示す信号が取得される。この信号は、ナビゲーションメッセージの中に標高情報を有するGPS信号、または、大気圧情報を有する気圧計からの出力信号でありうる。次にブロック304に進むと、バッテリの動作を制御するのに用いられる1つまたは複数のパラメータが、取得された信号に基づいて決定される。バッテリの動作には、例えば、バッテリの充電と放電とが含まれる。上述したように、ブロック302、304は、バッテリ管理システム102のバッテリ監視モジュール202によって実行することができる。ブロック306では、バッテリの動作は、決定された1つまたは複数のパラメータに基づいて調整される。上述したように、これは、バッテリ管理システム102のバッテリ制御モジュール204によって実行することができる。
【００２６】
図4には、本開示の一実施形態によるバッテリ動作調整システム100におけるデータフローの一例が示されている。この例では、GPSのNMEAコード402には、標準的なGPSナビゲーションメッセージの一部として、三次元的な位置と精度データとを含む現在のFixデータを提供するGGAセンテンスが含まれる。例示的なGGAセンテンスを次に示す:
$GPGGA, 123519,4807.038,N,01131.000,E,1,08,0.9,545.4,M,46.9,M,,*47,
この中の「545.4,M」が標高情報であり、平均の海面からの現在の標高が545.5メートルであることを示している。上述したように、標高/大気圧検索ユニット206が、受信されたGPSのNMEAコード402から実際の標高404を抽出することができる。圧力に基づくバッテリ最適化モデル210は、所定のスレショルド標高406を含むことがあり、これが、決定ロジック部208によって実際の標高404と比較される。一例では、スレショルド標高は、約1000メートルである。実際の標高404がスレショルド標高406以下であるときには、決定ロジック部208は、標高の上昇によって生じる気圧の変化は圧力に基づくバッテリ最適化モデル210によって無視しうると想定することができ、よって、バッテリの動作を調整するための制御パラメータ408を出力しない。実際の標高404がスレショルド標高406を超えるときには、決定ロジック部208は、圧力に基づくバッテリ最適化モデル210における調整方式に従って制御パラメータ408を提供することによって、バッテリの動作を調整し始める。一例では、実際の標高404とスレショルド標高406の差が、決定ロジック部208によって計算され、適切な制御パラメータ408を決定する基礎として用いられうる。別の例では、複数のスレショルド標高406が、決定ロジック部208によって適用されることがある。例えば、スレショルド標高406は、1000メートル、2000メートル、3000メートルなどを含みうる。制御パラメータ408は、実際の標高404がスレショルド標高406の次のレベルを超える度に変化するが、2つの連続するスレショルド標高レベルの間では実質的に同一に維持される。実際の標高404とスレショルド標高406とに基づく任意の他の制御および最適化方式を、圧力に基づくバッテリ最適化モデル210において予め定義しておき、制御パラメータ408を生成するために決定ロジック部208によって適用することが可能である。
【００２７】
図5には、本開示の一実施形態によるバッテリ動作調整システム100におけるデータフローの別の例が示されている。この例では、気圧計502が、バッテリの外部の実際の大気圧504を測定し、その実際の大気圧504を決定ロジック部208に出力する。圧力に基づくバッテリ最適化モデル210は、所定のスレショルド大気圧506を含むことがあり、これが、決定ロジック部208によって実際の大気圧504と比較される。図4に関して上述した実施形態と同じように、実際の大気圧504とスレショルド大気圧506とに基づく様々な制御および最適化方式を、圧力に基づくバッテリ最適化モデル210において予め定義しておき、制御パラメータ508を生成するために決定ロジック部208によって適用することが可能である。
【００２８】
図6には、本開示の一実施形態によるバッテリ動作調整方法の別の例が示されている。上述した図面を参照して説明を行う。しかし、任意の適切なモジュールまたはユニットを用いることができる。動作においては、ブロック602において開始するのであるが、ナビゲーション衛星などのナビゲーションデバイスからのナビゲーションメッセージが、ナビゲーション受信機によって受信される。次にブロック604に進むと、バッテリの標高情報が、受信されたナビゲーションメッセージから抽出される。上述したように、これは、バッテリ管理システム102の標高/大気圧検索ユニット206によって実行することができる。ブロック606では、標高情報の中の実際の標高が予め定義されたスレショルド標高と比較され、実際の標高がスレショルド標高よりも高いかどうか決定される。実際の標高がスレショルド標高以下である場合、処理は、ブロック602に戻る場合がある。実際の標高がスレショルド標高を超えると、ブロック608において、実際の標高とスレショルド標高との間の差が計算される。上述したように、ブロック606、608は、バッテリ管理システム102の圧力に基づくバッテリ最適化モデル210との関係で、決定ロジック部208によって実行することができる。
【００２９】
ブロック610に移動すると、バッテリの充電プロセスを調整するための第1のパラメータが、抽出された標高とスレショルド標高との間の差に基づいて決定される。第1のパラメータは、充電電流のレベルにおけるある変化、または、充電時間の長さのある変化に対応しうる。例えば、実際の標高が1000メートルよりも高いと、充電電流レベルまたは充電時間の長さの5%の低減が、充電プロセスを調節するための第1の制御パラメータとして適用され、標高の上昇によって生じる気圧の変化に対する補償がなされる。ある実施形態では、充電電流レベルまたは充電時間の長さの低減は、抽出された標高とスレショルド標高との間の差に関して、線形的に増加される。別の実施形態では、この低減は離散的に変化する。例えば、充電電流レベルまたは充電時間の長さの例えば5%という同じ量の低減が、実際の標高が1000メートルから2000メートルの間にあるときには維持され、実際の標高が2000メートルというスレショルドを超えると、低減は10%に増加する。上述したように、これは、バッテリ管理システム102の圧力に基づくバッテリ最適化モデル210との関係で、決定ロジック部208によって実行されうる。ブロック612では、充電電流レベルまたは充電時間の長さは、決定された第1のパラメータに基づいて調整される。上述したように、これは、バッテリ管理システム102の充電コントローラ214によって実行されうる。
【００３０】
その間、ブロック614では、バッテリの放電プロセスを調整するための第2のパラメータが、抽出された標高とスレショルド標高の差に基づいて決定される。第2のパラメータは、放電電流のレベルのある変化または放電時間の長さのある変化に対応しうる。例えば、実際の標高が1000メートルを超えると、標高の上昇によって生じる気圧の変化を補償するために、放電電流レベルまたは放電時間の長さの5%の削減が、放電プロセスを調整するための第2の制御パラメータとして適用される。放電電流は電力を供給するために用いられるので、適切に機能するようにバッテリによって駆動されるデバイスには比較的安定的な放電電流が必要になる場合があると理解されている。したがって、第1のパラメータと第2のパラメータとは、抽出された標高とスレショルド標高の差に関して異なって変化しうる。例えば、放電電流は、同じ標高のレベルでは、充電電流と比較して劇的に減少する度合いが小さい場合がある。上述したように、これは、バッテリ管理システム102の圧力に基づくバッテリ最適化モデル210との関係で、決定ロジック部208によって実行されうる。ブロック616では、放電電流レベルまたは放電時間の長さが、決定された第2のパラメータに基づいて調整される。上述したように、これは、バッテリ管理システム102の放電コントローラ216によって実行することができる。
【００３１】
図7は、本開示の一実施形態によるバッテリ動作調整システムを有する電気車両またはハイブリッド電気車両700の一例を示している。この例での電気車両700は、ナビゲーション受信機702、バッテリ管理システム704、バッテリ706およびエンジン708を含んでいて、これらは、CANバス710を介して相互に動作可能なように結合されている。プレインストールされたカーナビゲーションシステムまたはポータブルGPS/コンパス受信機などのナビゲーション受信機702は、例えばGPS衛星またはコンパス衛星などのナビゲーション衛星712からナビゲーションメッセージを受信し、そのナビゲーションメッセージをCANバス経由でバッテリ管理システム704に送信するように構成されている。バッテリ管理システム704は、図2との関係で上述したバッテリ監視モジュール202とバッテリ制御モジュール204とを含みうる。既に論じたように、制御パラメータは、ナビゲーションメッセージの中の標高情報に基づき、バッテリ管理システム704によって決定され、バッテリ706の動作の様々な様相を調整するためにバッテリ管理システム704によって適用されうる。バッテリ706は、例えば、複数のバッテリセルを有する鉛−酸バッテリパックでありうる。バッテリ706は、エンジン708に電力を供給し、エンジン708は、その電力を、電気車両700を駆動するための運動エネルギーにさらに変換する。
【００３２】
以上で概観したバッテリ動作調整方法の様相は、プログラミングにおいて具体化することができる。この技術のプログラムとしての様相は、あるタイプの機械読取り可能な媒体において行われるまたは具体化される実行可能なコードおよび/または関連データの形態を典型的に有する「プロダクト」または「製品」として考えることができる。有形の非一時的な「記憶」型の媒体には、任意の時点でソフトウェアプログラミングのためのストレージを提供しうる様々な半導体メモリ、テープドライブおよびディスクドライブなど、コンピュータやプロセッサなどのためのメモリやそれ以外のストレージ、または、それに関連するモジュールの中の任意のものまたはすべてが含まれる。
【００３３】
ソフトウェアのすべてまたは部分は、時には、インターネットや様々なそれ以外の通信ネットワークなどのネットワークを介して通信されうる。そのような通信により、例えば、あるコンピュータまたはプロセッサから別のコンピュータまたはプロセッサへのソフトウェアのローディングが可能になりうる。したがって、ソフトウェア要素を運びうる他のタイプの媒体には、ローカルなデバイスの間の物理インタフェースを介して、有線の光地上回線ネットワークを通じておよび様々なエアリンクを経由して用いられるような、光、電気および電磁波が含まれる。これらの波を搬送する有線または無線リンクや光リンクなどの物理的要素もまた、ソフトウェアを運ぶ媒体と考えることができる。本明細書では、有形の「記憶」媒体に限定されない限り、コンピュータまたは機械「読取り可能媒体」という用語は、実行のために命令をプロセッサに提供することに参加する任意の媒体を意味する。
【００３４】
したがって、機械読取り可能な媒体は、これに限定されないが、有形の記憶媒体、搬送波媒体または物理的な伝送媒体を含む多くの形態をとりうる。不揮発性の記憶媒体には、例えば、任意のコンピュータなどにおける任意の記憶装置などの光または磁気ディスクが含まれ、これらは、図面に示されているシステムまたはそのコンポーネントの中の任意のものを実装するのに用いられうる。揮発性の記憶媒体には、そのようなコンピュータプラットフォームのメインメモなどのダイナミックメモリが含まれる。有形の伝送媒体には、同軸ケーブル、銅製のワイヤおよび光ファイバが含まれ、これには、コンピュータシステム内部のバスを形成するワイヤが含まれる。搬送波伝送媒体は、無線周波数(RF)および赤外線(IR)データ通信の間に生成されるものなど、電気もしくは電磁気信号、または、音波もしくは光波という形式をとりうる。したがって、コンピュータ読取り可能な媒体の一般的な形態としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、任意のそれ以外の磁気媒体、CD-ROM、DVDもしくはDVD-ROM、任意のそれ以外の光媒体、パンチカード、紙テープ、穴のパターンを備えた任意のそれ以外の物理的記憶媒体、RAM、PROMおよびEPROM、FLASH-EPROM、任意の他のメモリチップもしくはカートリッジ、データもしくは命令を運ぶ搬送波、そのような搬送波を運ぶケーブルもしくはリンク、またはコンピュータがプログラミングコードおよび/もしくはデータを読み出すことができる任意の他の媒体が含まれる。コンピュータ読取り可能な媒体のこれらの形態の多くは、1つまたは複数の命令の1つまたは複数のシーケンスを実行のためにプロセッサまで運ぶことに関係しうる。
【００３５】
本開示は様々な修正形態および/または拡張形態を受け入れる余地があることを、当業者は認識するはずである。例えば、上述した様々なコンポーネントの実装はハードウェアデバイスにおいて具体化されうるが、例えば既存のサーバへのインストールなど、ソフトウェアのみによるソリューションとしても実装が可能である。さらに、本明細書において開示されている「モジュール」、「ユニット」または「ロジック部」は、ファームウェア、ファームウェア/ソフトウェアの組み合わせ、ファームウェア/ハードウェアの組み合わせ、またはハードウェア/ファームウェア/ソフトウェアの組み合わせとして実装可能である。
【００３６】
以上の説明および図面は本開示の実施形態を表しているが、この中では、添付の特許請求の範囲で定義される本開示の原理の精神および範囲から逸脱せずに様々な追加、修正および置換を行いうることが、理解されるであろう。本開示を実現する際に用いられる形式、構造、配列、比率、材料、構成要素およびコンポーネントなどに関する多くの修正を伴いながら本開示を用いることができることを、当業者は理解するであろう。なお、これらの修正は、本発明の原理から逸脱することなく特定の環境と動作要件とに特に適応される。したがって、ここで開示された実施形態はすべての点について説明のためであって限定ではなく、本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲とその法的な均等物によって示され、以上の説明に限定されることはない。
【符号の説明】
【００３７】
100  バッテリ動作調整システム
102  バッテリ管理システム
104  バッテリまたはバッテリパック
104-1〜104-4  バッテリセル
106  標高/大気圧情報源
108  プロセッサ
110  ストレージ
112  メモリ
114  センサ
116  バス
118-1〜118-4  バランス回路
202  バッテリ監視モジュール
204  バッテリ制御モジュール
206  標高/大気圧検索ユニット
208  決定ロジック部
210  圧力に基づくバッテリ最適化モデル
212  バス
214  充電コントローラ
216  放電コントローラ
402  GPSのNMEAコード
404  実際の標高
406  スレショルド標高
408  制御パラメータ
502  気圧計
504  実際の大気圧
506  スレショルド大気圧
508  制御パラメータ
700  電気車両
702  ナビゲーション受信機
704  バッテリ管理システム
706  バッテリ
708  エンジン
710  CANバス
712  ナビゲーション衛星
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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