基于等效电路的电池电流限制估计制造技术

本公开涉及一种基于等效电路的电池电流限制估计。电池系统包括多个电池单元和控制器。所述控制器输出针对所述电池单元的多个电流限制，并且根据所述电流限制控制所述电池单元的操作。所述电流限制中的每一个具有不同的持续时间，并且基于来自所述电池单元的等效电路模型的状态变量。所述状态变量基于与所述电池单元相关联的端电压数据和输出电流数据。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及能够估计形成电池模型的元件的参数以提供对关联电池的控制的电 池管理技术。
技术介绍
混合动力电动车辆（HEV)利用内燃发动机与电动马达的组合来提供动力。这种配 置为仅具有内燃发动机的车辆提供了改善的燃料经济性。一种在HEV中改善燃料经济性的 方法是在发动机运转效率低且不被另外需要以推进车辆期间关闭发动机。在这些情况下， 电动马达用于提供推进车辆所需的全部动力。当驾驶员动力需求增加使得电动马达不再能 提供足以满足所述需求的动力时，或者在诸如电池荷电状态（S0C)下降至某一水平的其他 情况下，发动机应以对驾驶员几乎透明的方式快速且平稳地启动。 HEV包括电池管理系统，所述电池管理系统估计描述电池组和/或电池单元的当 前操作状况的值。电池组和/或电池单元操作状况包括：电池S0C、电力衰减、容量衰减以 及瞬时可用功率。电池管理系统应能够在电池组的整个生命周期中随着电池单元老化而改 变电池单元特性期间估计所述值。
技术实现思路
一种车辆电池管理系统包括：电池组和至少一个控制器。所述至少一个控制器根 据第一电流限制和第二电流限制控制所述电池组的操作，其中，第一电流限制和第二电流 限制基于来自所述电池组的等效电路模型的状态变量。第二电流限制的持续时间比第一电 流限制的持续时间至少大一个数量级。 -种车辆电池管理方法包括：根据第一电流限制和第二电流限制控制电池组的操 作，其中，第一电流限制和第二电流限制基于来自所述电池组的等效电路模型的状态变量， 其中，第二电流限制的持续时间比第一电流限制的持续时间至少大一个数量级。 根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：响应于与所述电池组相关联的端电 压数据和输出电流数据而产生所述状态变量。 根据本专利技术的一个实施例，所述等效电路模型包括：第一RC电路和第二RC电路， 其中，第一电流限制还基于限定第一RC电路的参数，第二电流限制还基于限定第二RC电路 的参数。 根据本专利技术的一个实施例，第二电流限制还基于限定第一RC电路的参数中的至 少一个。 根据本专利技术的一个实施例，所述参数中的所述至少一个是第一RC电路的电阻。 根据本专利技术的一个实施例，第一RC电路的时间常量小于第二RC电路的时间常量。 -种电池系统包括：多个电池单元；控制器，被配置为：输出针对所述电池单元的 多个电流限制并且根据所述电流限制控制所述电池单元的操作，其中，所述电流限制中的 每一个具有不同的持续时间并且基于来自所述电池单元的等效电路模型的状态变量，其 中，所述状态变量基于与所述电池单元相关联的端电压数据和输出电流数据。 根据本专利技术的一个实施例，所述等效电路模型包括第一RC电路和第二RC电路，其 中，所述电流限制中的一个还基于限定第一RC电路的参数，所述电流限制中的另一个还基 于限定第二RC电路的参数。 根据本专利技术的一个实施例，所述电流限制中的另一个还基于限定第一RC电路的 参数中的至少一个。 根据本专利技术的一个实施例，所述参数中的所述至少一个是第一RC电路的电阻。 根据本专利技术的一个实施例，第一RC电路的时间常量小于第二RC电路的常量。【附图说明】 图1是示出典型的动力传动系统和能量存储组件的混合动力电动车辆的示意图； 图2是示出电池阻抗的电阻抗频谱奈奎斯特图的曲线图；图3是使用一个RC电路来对电池建模的等效电路模型的示意图；图4是在奈奎斯特图中示出具有一个RC电路的等效电路模型的频率响应的曲线 图； 图5是使用两个RC电路来对电池建模的等效电路模型的示意图； 图6是在奈奎斯特图中示出使用等效电路模型中的两个RC电路计算的电池阻抗 的曲线图； 图7A-7C是示出与两个RC电路的模型相比，使用具有一个RC电路的等效电路模 型预测的电池响应的曲线图； 图8是示出在两个RC电路的等效电路模型中的计算出的电池状态变量的曲线 图； 图9A是示出基于具有一个RC电路的等效电路模型预测的用于充电和放电的瞬时 电池电流限制的曲线图； 图9B是示出基于具有两个RC电路的等效电路模型预测的用于充电和放电的瞬时 电池电流限制和连续电池电流限制的曲线图； 图10是用于在电池管理系统中估计瞬时电池电流限制和功率限制以及连续电池 电流限制和功率限制的算法的流程图。【具体实施方式】 在此描述本公开的实施例。然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，而其他 实施例可以以各种替代形式来实现。附图无需按比例绘制，一些特征可被夸大或最小化以 示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为具有限制性，而 仅仅是用于教导本领域技术人员以多种形式使用实施例的代表性基础。如本领域普通技术 人员将理解的，参考任一附图示出和描述的各个特征可以与在一个或更多个其它附图中示 出的特征组合，以形成未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用 的代表性实施例。然而，可期望与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型用于特定应 用或实施。 本公开的实施例总体上提供了多个电路或其它电子装置。当提及所述电路和其 它电子装置以及由它们中的每一个提供的功能时，都不意在限于仅涵盖在此示出和描述的 内容。虽然特定标号可被分配给公开的各种电路或其它电子装置，但是这样的标号不意在 限制所述电路和其它电子装置的操作范围。可基于所期望的特定类型的电实现方式，按照 任何方式将所述电路和其它电子装置彼此组合和/或分离。应该认识到，在此公开的任何 电路或其它电子装置可包括任意数量的微处理器、集成电路、存储装置（例如，闪存、随机 存取存储器（RAM)、只读存储器（ROM)、电可编程只读存储器（EPROM)、电可擦除可编程只读 存储器（EEPR0M)或上述项的其他适当的变型）和软件，它们彼此协作以执行在此公开的操 作。此外，任意一个或更多个电子装置可被配置为执行在非暂时性计算机可读介质中实现 的计算机程序，其中，计算机程序被编写为用于执行公开的任意数量的功能。HEV电池系统可实现电池管理策略，其中，所述电池管理策略估计描述电池和/或 一个或更多个电池单元的当前操作状况的值。电池组和/或一个或更多个电池单元的操作 状况包括：电池荷电状态、功率衰减、容量衰减和瞬时可用功率。电池管理策略能够在电池 组的整个使用期，随着电池单元老化对值进行估计。对一些参数的精确估计可提高性能和 鲁棒性，并可最终延长电池组的使用寿命。对于在此描述的电池系统，可按照以下的讨论实 现对一些电池组和/或电池单元的参数的估计。 图1描述了典型的混合动力电动车辆。典型的混合动力电动车辆2可包括被机械 连接到混合动力传动装置6的一个或更多个电动马达4。此外，混合动力传动装置6被机械 连接到发动机8。混合动力传动装置6还被机械连接到驱动轴10,其中，驱动轴10被机械 连接到车轮12。在另一未在示图中描述的实施例中，混合动力传动装置可以是非可选式的 齿轮传动装置，其中，非可选式的齿轮传当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆电池管理系统，包括：电池组；至少一个控制器，被配置为：根据第一电流限制和第二电流限制控制所述电池组的操作，其中，第一电流限制和第二电流限制基于来自所述电池组的等效电路模型的状态变量，其中，所述状态变量是响应于与所述电池组相关联的端电压数据和输出电流数据而产生的，其中，第二电流限制的持续时间比第一电流限制的持续时间至少大一个数量级。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李泰京，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US