本公开涉及一种电池开路电压估计的系统及方法。一种车辆包括电池组和至少一个控制器。所述至少一个控制器基于由在百分之零荷电状态和百分之一百荷电状态处的归一化锂离子浓度表示的电池组正电极的模型参数和电池组负电极的模型参数，以及基于至少两个开路电压(每一个开路电压与不同的荷电状态相关联)的模型参数，输出针对所述电池组的给定荷电状态的开路电压数据。
【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的电池管理技术，以提供对相关 电池的控制。
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。当在驾驶员动力需求增加使得电动马达不再能 提供满足需求的足够动力时，或者在诸如电池荷电状态（SOC)下降至某一水平的其他情况 下，发动机应该以对驾驶员几乎显而易见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、功率衰减、容量衰减以 及瞬时可用功率。在电池组的整个生命周期中电池管理系统应能够估计在电池单元特性随 着电池单元老化而变化期间的值。
技术实现思路
一种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在至少两 个不同的荷电状态的每一个荷电状态下向所述电池组输入电流。所述至少一个控制器还基 于从与输入对应的开路电压测量值推导的正电极的模型参数和负电极的模型参数，输出针 对除所述至少两个不同荷电状态之外的荷电状态的开路电压数据。 根据本专利技术，提供了一种车辆，包括：电池组；至少一个控制器，被配置为基于（i) 由在百分之零荷电状态和百分之一百荷电状态下的归一化锂离子浓度表示的电池组正电 极的模型参数和电池组负电极的模型参数，以及（ii)至少两个开路电压（每一个开路电压 与不同的荷电状态相关联）的模型参数，输出针对所述电池组的给定荷电状态的开路电压 数据。 根据本专利技术的一个实施例，所述至少一个控制器还被配置为：基于所述开路电压 数据，预测电池组端电压。 根据本专利技术的一个实施例，所述至少一个控制器还被配置为：基于所述电池组端 电压，输出荷电状态、功率衰减、容量衰减或瞬时可用功率。 根据本专利技术的一个实施例，所述至少两个开路电压由测量的数据或估计的数据来 定义。 根据本专利技术的一个实施例，所述测量的数据或估计的数据在车辆运行期间获得。 根据本专利技术的一个实施例，所述模型参数从受制于多个约束条件的优化问题推导 出，优化问题具有使估计的开路电压数据和测量的开路电压数据之间的误差最小化的代价 函数（cost function) 〇 根据本专利技术，提供了一种用于管理电池的方法，包括：基于（i)由在百分之零荷电 状态处和百分之一百荷电状态处的归一化锂离子浓度表示的电池正电极的模型参数和电 池负电极的模型参数，以及（ii)至少两个开路电压（每一个开路电压与不同的荷电状态相 关联）的模型参数，输出针对所述电池的给定荷电状态的开路电压数据；基于所述开路电 压数据，输出电池端电压数据；基于所述电池端电压，控制所述电池的操作。 根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：基于所述电池端电压，输出荷电状 态、功率衰减、容量衰减或瞬时可用功率，并且还基于所述荷电状态、功率衰减、容量衰减或 瞬时可用功率控制所述电池的操作。 根据本专利技术的一个实施例，所述至少两个开路电压由测量的数据或估计的数据来 定义。 根据本专利技术的一个实施例，所述测量的数据或估计的数据在车辆运行期间获得。 根据本专利技术的一个实施例，所述模型参数从受制于多个约束条件的优化问题推导 出，优化问题用于使估计的开路电压数据和测量的开路电压数据之间的误差最小化。【附图说明】 图1是示出典型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是具有电流输入和和电压输出的电池模型的示意图； 图3是根据多个开路电压测量值的插值法确定的开路电压分布的曲线图； 图4是示出正电极和负电极的开路电压曲线在给定荷电状态下的电池单元的开 路电压计算值的曲线图； 图5是用于在电池管理系统中确定开路电压曲线的算法的流程图； 图6A和图6B是用不同数量的开路电位测量点确定的开路电压曲线和确定的每个 电极的锂化限制的曲线图； 图7是在电池组的整个寿命中随着电池单元老化确定的开路电压曲线和确定的 电池单元的每个电极的锂化限制的曲线图； 图8A是示出由多个开路电压测量值确定的开路电压曲线的曲线图； 图8B是示出使用两个或更多个电极在给定锂离子浓度下确定的开路电压曲线的 曲线图。【具体实施方式】 在此描述的本公开的实施例，然而，应该理解，所公开的实施例仅仅是示例，而其 它实施例可以采用各种和替代形式。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 用或实施方式。 本公开的实施例总体上提供了多个电路或其他电气装置。对电路和其他电气装 置以及由它们中的每一个提供的功能的所有参考，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他电气装置，但是这样的标号不意在 限制电路和其他电气装置的操作的范围。可按照基于所期望的特定类型的电气实现方式的 任何方式将这种电路和其他电气装置彼此组合和/或分离。应该认识到，在此公开的任何 电路或其他电气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（EEPROM)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气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。电池管理策略可能能够在 电池组的整个寿命当中，估计随着电池单元老化变化的值。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。对于在此当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电池管理系统，包括：电池组，至少一个控制器，被配置为：在至少两个不同的荷电状态中的每一个荷电状态下向电池组输入电流；基于从与输入电流对应的开路电压测量值推导的正电极的模型参数和负电极的模型参数，输出针对除所述至少两个不同的荷电状态之外的荷电状态的开路电压数据。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：李泰京，达恩·贝尔纳迪，
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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。