用于电池系统温度估计的系统和方法技术方案

提出了用于电池系统温度估计的系统和方法。在一些实施例中，估计电池系统的温度的方法可以使用测量出的电池系统温度数据和测量出的周围温度数据。基于测量出的温度数据，可以至少部分地使用扩展卡尔曼滤波器和与电池系统相关的能量平衡过程模型来确定电池系统的平均估计温度。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于估计电池组的温度的系统和方法。更具体来说，但是非排他地，本 文披露的系统和方法涉及使用扩展卡尔曼滤波器估计车辆电池组的温度。
技术介绍
客用车辆通常包括用于操作车辆的电气和传动系系统的零件的电池。例如，车辆 通常包括配置成将电能供应到车辆起动机系统(例如，起动机电机)、照明系统和/或点火系 统的12V铅酸汽车电池。在电动、燃料电池("FC"）和/或混合动力车辆中，可以使用高压 ("HV"）电池系统(例如，360VHV电池系统）来对车辆的电动传动系部件(例如，电驱动电机 等）供电。例如，可以使用包括在车辆中的HV可再充电的能量储存系统("ESS"）来为车辆 的电动传动系部件供电。 监控电池系统的温度可以允许基于此信息做出更精确的电池系统控制和/或管 理决定，由此提高整体电池性能。对电池系统温度的精确了解可以进一步允许改进诊断和/ 或预测方法以识别潜在的电池系统问题。用于估计电池系统的温度的常规方法可以使用电 池系统内配置成提供温度指示的多个温度传感器(例如，热敏电阻)。然而，这些方法不可以 提供车辆电池系统内的平均温度的特别精确的估计，由此导致较差的车辆驾驶性能和/或 增加车辆能量使用和/或更快速的电池容量降级。此外，使用多个温度传感器来估计车辆 电池系统内的温度可能引入增加的初始制造成本以及持续的修理和/或保修成本。
技术实现思路
本文披露的系统和方法可以特别提供电池系统的温度的更精确确定和/或估计， 由此改进电池系统控制、管理和诊断决定。在一些实施例中，与常规的温度估计方法相比 时，所披露的系统和方法可以减小和/或消除电池系统内的多个温度传感器的使用。本文 披露的实施例可以进一步减少与在车辆电池系统中包括多个温度估计传感器(诸如热敏电 阻）相关的初始和持续的成本。 在某些实施例中，本文披露的系统和方法可以至少部分地使用扩展卡尔曼滤波器 ("EKF")来估计电池系统的温度。在一些实施例中，EKF可以使用一系列温度测量(例如，随 时间观测的测量）来产生可能比单个温度测量更精确的电池系统温度的估计。EKF可以对 在一系列测量中接收到的新温度测量进行递归地运算并产生具有提高的精确度的电池系 统温度估计。在某些实施例中，EKF可以被配置成使用新输入的温度测量和基于先前接收 到的温度测量得出的结果来实时运算。 在某些实施例中，EFK可以使用至少两个计算阶段：预测阶段和更新阶段。在预测 阶段中，可以基于过程模型和测量模型来估计电池温度。也可以预测与估计出的温度相关 的不确定性(例如，过程误差协方差)。估计出的温度和预测的不确定性可以传递到更新阶 段，在更新阶段中可以计算测量不确定性(例如，测量误差协方差）和卡尔曼增益，并且可以 更新估计出的温度状态测量。此信息可以被提供到预测阶段以进行递归的温度估计。 在一些实施例中，用于估计电池系统的温度的方法可以包括从与电池系统相关的 一个或多个第一温度传感器接收电池系统温度测量数据。可以进一步从与电池系统相关的 一个或多个第二传感器接收与电池系统附近的周围温度相关的周围温度测量数据。基于电 池系统温度测量数据、周围温度测量数据、与电池系统相关的能量平衡过程模型以及温度 参数并且至少部分地使用扩展卡尔曼滤波器，可以确定电池系统的平均估计温度。 在某些实施例中，温度参数可以与配置成在工作期间冷却电池系统的冷却系统相 关(例如，入口冷却液温度、出口冷却液温度等)。可以基于以冷却液温度为基础的测量模 型、冷却系统的工作状态、当冷却系统处于主动加热状态下时电池系统的平均估计温度与 偏移温度的和、当冷却系统处于主动冷却状态下时电池系统的平均估计温度与偏移温度之 间的差、当冷却系统的栗处于关闭状态下时电池系统的平均估计温度、当冷却系统的栗处 于开启状态下但是既不主动加热也不主动冷却时测量出的冷却液温度等来确定温度参数。 在某些实施例中，上述方法可以由与电池组相关的电池控制电子器件来执行和/ 或使用存储相关的可执行指令的永久计算机可读介质来实施。 在其他实施例中，披露一种系统，该系统可以包括电池系统、配置成测量与电池系 统相关的温度数据的一个或多个第一温度传感器、配置成测量与电池系统附近的周围温度 相关的周围温度数据的一个或多个第二温度传感器和/或配置成测量与电池系统相关的 电流数据的一个或多个电流传感器。系统可以进一步包括通信地联接到各个元件的电池控 制电子器件。 电池控制电子器件可以被特别配置成接收电池系统温度测量数据、周围温度测量 数据以及电流测量数据。基于接收到的数据，电池控制电子器件可以至少部分地将扩展卡 尔曼滤波器用于与电池系统相关的能量平衡过程模型和与冷却系统相关的温度参数以确 定电池系统的平均估计温度。 本专利技术包括以下方案： 1. 一种估计电池系统的温度的方法，所述方法包括： 从与所述电池系统相关的一个或多个第一温度传感器接收电池系统温度测量数据； 从与所述电池系统相关的一个或多个第二传感器接收与所述电池系统附近的周围温 度相关的周围温度测量数据；以及 基于所述电池系统温度测量数据、所述周围温度测量数据、与所述电池系统相关的能 量平衡过程模型以及温度参数，至少部分地使用扩展卡尔曼滤波器来确定所述电池系统的 平均估计温度。 2.如方案1所述的方法，其中所述温度参数包括与配置成在工作期间冷却所述 电池系统的冷却系统相关的温度参数。 3.如方案2所述的方法，其中与所述冷却系统相关的温度参数包括所述电池系 统的入口冷却液温度。 4.如方案2所述的方法，其中与所述冷却系统相关的温度参数包括所述电池系 统的出口冷却液温度。 5.如方案1所述的方法，其中基于以冷却液温度为基础的测量模型来确定与所 述冷却系统相关的温度参数。 6.如方案5所述的方法，其中与所述冷却系统相关的温度参数基于所述冷却系 统的工作状态变化。 7.如方案6所述的方法，其中与所述冷却系统相关的温度参数是基于当所述冷 却系统处于主动加热状态下时所述电池系统的平均估计温度与偏移温度的和。 8.如方案6所述的方法，其中与所述冷却系统相关的温度参数是基于当所述冷 却系统处于主动冷却状态下时所述电池系统的平均估计温度与偏移温度之间的差。 9.如方案6所述的方法，其中与所述冷却系统相关的温度参数是基于当所述冷 却系统的栗处于关闭状态下时所述电池系统的平均估计温度。 10.如方案6所述的方法，其中与所述冷却系统相关的温度参数是基于当所述冷 却系统的栗处于开启状态下但是既不主动加热也不主动冷却时测量出的冷却液温度。 11. 一种系统，包括： 电池系统； 配置成测量与所述电池系统相关的温度数据的一个或多个第一温度传感器； 配置成测量与所述电池系统附近的周围温度相关的周围温度数据的一个或多个第二 温度传感器； 配置成测量与所述电池系统相关的电流数据的一个或多个电流传感器； 通信地联接到所述一个或多个第一温度传感器、所述一个或多个第二温度传感器以及 所述一个或多个电流传感器的电池控制电子器件，所述电池控制电子器件被配置成： 接收电池系统温度测量数据； 接收周围温度测量数据； 接收电流测量数据；以及 基于所述电池系统温度测量数据、所述周围温度测量数据、所述电流测量数据、与所述 电池系统相关的能量平衡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种估计电池系统的温度的方法，所述方法包括：从与所述电池系统相关的一个或多个第一温度传感器接收电池系统温度测量数据；从与所述电池系统相关的一个或多个第二传感器接收与所述电池系统附近的周围温度相关的周围温度测量数据；以及基于所述电池系统温度测量数据、所述周围温度测量数据、与所述电池系统相关的能量平衡过程模型以及温度参数，至少部分地使用扩展卡尔曼滤波器来确定所述电池系统的平均估计温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M瓦尔斯特伦，CA小西皮诺，DR克拉克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US