用于电池放电控制的系统和方法技术方案

一种用于电池的放电控制系统包括：被配置成提供与电池相关联的温度值的温度感测装置，被配置成提供与电池相关联的电压值的电压感测装置，被配置成提供与电池的内部部分相关联的压力值的压力感测装置，以及控制器。控制器被配置成在放电处理开始之前基于从与电池相关联的预定数据映射中选择的映射数据来确定与电池的放电相关联的阈值压力变化，在放电处理期间监视由电压感测装置获得的当前电压值、当前压力值以及基于由压力感测装置获得的当前压力值的总压力变化，如果总压力变化小于阈值压力变化并且当前压力值大于预定的最小阈值压力，则在当前电压值下降到低于第一下限电压值的情况下允许放电处理的继续，并且在以下任何一个条件成立的情况下禁止放电处理的继续：(i)当前电压值下降到低于第二下限电压值，该第二下限电压值比第一下限电压值低；(ii)总压力变化大于或等于阈值压力变化；或者(iii)当前压力值低于预定的最小阈值压力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电池放电控制的系统和方法
本公开涉及用于控制电池放电的系统和方法。更具体地，本公开涉及基于电池内的内部压力量度来管理放电状态。
技术介绍
在对例如锂离子电池的电池进行放电期间，由于在发生了退化的某些层压部分处的过电压，电池组处的总电压可能急剧减少。由此，总电压达到为了防止过度放电而设置的下限电压，并且放电系统考虑到电池组被完全放电而停止放电。然而，随着电池退化的进行，当由于达到下限电压而停止放电时，电池组通常尚未被完全放电(即，充电状态(SOC)>0％)。因此，来自电池的能量的可用量由于退化分散(degradationdispersion)等而降低。也作为JP2004-087238公开的US2004/0038123致力于一种堆叠型电池，该堆叠型电池具有在堆叠方向上堆叠以串联连接的多个单位单元以及分别形成在这多个单位单元上的共享电压测量片电极以允许对这多个单位单元测量电压，使得共享电压测量片电极在与堆叠方向相交的方向上设置在堆叠型电池的侧表面上的偏离位置处。然而，US2004/0038123的系统需要在每个层压部分之间的电压传感器，由此导致高成本。另外，层压数量越多，在它们之间放置电压传感器变得越困难。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人希望使得能够在限制电池过度放电和损坏的可能性的同时通过实现更低的放电水平来增大存储在电池中的能量。因此，根据本公开的实施例，提供了一种用于电池的放电控制系统。放电控制系统可以包括被配置成提供与电池相关联的温度值的温度感测装置，被配置成提供与电池相关联的电压值的电压感测装置，被配置成提供与电池的内部部分相关联的压力值的压力感测装置，以及控制器。控制器可以被配置成：在放电处理开始之前，基于从与电池相关联的预定数据映射中选择的映射数据来确定与电池的放电相关联的阈值压力变化；在放电处理期间，监视由电压感测装置获得的当前电压值、当前压力值以及基于由压力感测装置获得的当前压力值的总压力变化；如果总压力变化小于阈值压力变化并且当前压力值大于预定的最小阈值压力，则在当前电压值下降到低于第一下限电压值的情况下允许放电处理的继续；并且在下列条件中的任何一个条件成立的情况下禁止放电处理的继续：(i)当前电压值下降到低于第二下限电压值，该第二下限电压值比第一下限电压值低；(ii)总压力变化大于或等于阈值压力变化；或者(iii)当前压力值低于预定的最小阈值压力。通过提供这样的系统，可以不完全依赖允许的电压范围从而更完全地对经历退化的电池进行充电。这继而在降低电池损坏的风险的情况下实现更大的能量可用性。映射数据的选择可以基于从温度感测装置获得的预放电温度值、从电压感测装置获得的预放电电压值以及从压力感测装置获得的预放电压力值。控制器可以被配置成：如果总压力变化小于阈值压力变化并且当前压力值高于最小预定压力，则在当前电压值下降到低于第一下限电压值的情况下降低第一下限电压值。控制器可以被配置成：通过基于初始内部压力测量结果、预放电处理压力值和预放电温度值修改压力信息中的至少一个来补偿电池的一个或多个部分中的蠕变(creep)。控制器可以被配置成：将初始内部压力测量结果和预放电压力值进行比较，并且当初始内部压力测量结果大于预放电处理压力值时，选择与预放电压力值相关联的新的映射数据。预定映射可以包括代表性电池的在该电池的代表性使用条件下以实验方式测得的内部压力、开路电压和温度的集合。压力感测装置可以包括嵌入在电池中的至少一个触觉传感器。所述至少一个触觉传感器可被定位为与电池的电池单元的层压方向平行。可以包括被配置成确定电池的充电状态的充电状态传感器。电压感测装置可以包括连接到与电池相关联的一个或多个电池组的虚设单元(dummycell)。电压值可以是电池的开路电压。电池可以是锂离子固态电池和锂离子液态电解质电池中的至少一种。根据另外的实施例，可以提供包括根据任何上述实施例的放电控制系统的车辆。根据本公开的另外实施例，提供了一种用于给电池放电的方法。该方法可以包括：确定与电池相关联的温度值，确定与电池相关联的电压值，确定与电池的内部部分相关联的压力值，在开始给电池放电之前基于从与电池相关联的预定数据映射中选择的映射数据来确定与电池的完全放电相关联的阈值压力变化，在放电期间监视由电压感测装置获得的当前电压值和基于由压力感测装置获得的当前压力值的总压力变化，如果总压力变化小于阈值压力变化并且当前压力值大于预定的最小阈值压力则在当前电压值下降到低于第一下限电压值的情况下允许放电处理的继续，并且在下列条件中的任何一个条件成立时禁止放电处理的继续：(i)当前电压值下降到低于第二下限电压值，该第二下限电压值比第一下限电压值低；(ii)总压力变化大于或等于阈值压力变化；或者(iii)当前压力值低于预定的最小阈值压力。通过提供这样的方法，会能够不完全依赖允许的电压范围从而更完全地对经历退化的电池进行充电。这继而在降低电池损坏的风险的情况下实现更大的能量可用性。映射数据的选择基于从温度感测装置获得的预充电温度值、从电压感测装置获得的预充电电压值以及从压力感测装置获得的预充电压力值。该方法还可以包括：在当前电压值下降到低于下限电压值并且总压力变化小于阈值压力变化的情况下降低上限电压值。该方法可以包括通过基于初始内部压力测量结果、预充电处理压力值和预充电温度值修改所选择的映射数据来补偿电池的一个或多个部分中的蠕变。该方法可以包括：将初始内部压力测量结果和预放电压力值进行比较，并且当初始内部压力测量结果大于预放电处理压力值时，选择与预放电压力值相关联的新的映射数据。可以基于根据代表性电池的在代表性条件下以实验方式测得的内部压力、开路电压和温度而创建的预定映射来设置新的阈值压力变化。该方法可以包括：在放电开始之前确定电池的充电状态并且基于电池的充电状态来修改阈值压力变化。电池可以是锂离子固态电池和锂离子液态电解质电池中的至少一种。本专利技术的其他目的和优点将部分地在下面的描述中阐述，或者可以通过本专利技术的实施而被了解。将通过在所附权利要求中特别指出的要素和组合来实现和获得本专利技术的目的和优点。将会明白，前面的一般性描述和下面的详细描述仅仅是示例性和说明性的，而不是对所要求保护的本专利技术的限制。并入本说明书并构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例并且与说明书一起用于解释本公开的原理。附图说明图1A是根据本公开的实施例的用于电池的放电系统的示意图；图1B是示例性开路电压测量配置的示意图；图2示出了包括压力传感器在内的电池的内部部分的示例性表示；图3是示出根据本公开的实施例的用于充电控制的一个示例性方法的流程图；图4是示出用于蠕变补偿的一个示例性方法的流程图；图5A和图5B是用于应用图4的示例性方法的示例性映射的表示；并且图6A和图6B是示出放电处理期间的压力、电压和可用能量之间的关系的示例性曲线图。具体实施方式现在将详细提及本公开的当前示例性实施例，其示例在附图中示出。只要可行，那么在整个附图中将使用相同的附图标记来指代相同或相似的部分。图1A是根据本公开的实施例的电池放电系统的示意图。系统可以包括电池5、一个或多个传感器27、电池控制单元70以及放电控制单元20。电池5可以包括一个或多个电池组10，一个或多个压力感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电池的放电控制系统，包括：温度感测装置，被配置成提供与电池相关联的温度值；电压感测装置，被配置成提供与电池相关联的电压值；压力感测装置，被配置成提供与电池的内部部分相关联的压力值；和控制器，被配置成：在放电处理开始之前，基于从与电池相关联的预定数据映射中选择的映射数据来确定与电池的放电相关联的阈值压力变化；在放电处理期间，监视由电压感测装置获得的当前电压值、当前压力值以及基于由压力感测装置获得的当前压力值的总压力变化；如果总压力变化小于阈值压力变化并且当前压力值大于预定的最小阈值压力，则在当前电压值下降到低于第一下限电压值的情况下允许放电处理的继续；及在下列条件中的任何一个条件成立的情况下禁止放电处理的继续：(i)当前电压值下降到低于第二下限电压值，该第二下限电压值比第一下限电压值低；(ii)总压力变化大于或等于阈值压力变化；或者(iii)当前压力值低于预定的最小阈值压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于电池的放电控制系统，包括：温度感测装置，被配置成提供与电池相关联的温度值；电压感测装置，被配置成提供与电池相关联的电压值；压力感测装置，被配置成提供与电池的内部部分相关联的压力值；和控制器，被配置成：在放电处理开始之前，基于从与电池相关联的预定数据映射中选择的映射数据来确定与电池的放电相关联的阈值压力变化；在放电处理期间，监视由电压感测装置获得的当前电压值、当前压力值以及基于由压力感测装置获得的当前压力值的总压力变化；如果总压力变化小于阈值压力变化并且当前压力值大于预定的最小阈值压力，则在当前电压值下降到低于第一下限电压值的情况下允许放电处理的继续；及在下列条件中的任何一个条件成立的情况下禁止放电处理的继续：(i)当前电压值下降到低于第二下限电压值，该第二下限电压值比第一下限电压值低；(ii)总压力变化大于或等于阈值压力变化；或者(iii)当前压力值低于预定的最小阈值压力。2.根据权利要求1所述的放电控制系统，其中，映射数据的选择基于从温度感测装置获得的预放电温度值、从电压感测装置获得的预放电电压值以及从压力感测装置获得的预放电压力值。3.根据权利要求1和2中任一项所述的放电控制系统，其中，控制器被配置成：如果总压力变化小于阈值压力变化并且当前压力值高于最小预定压力，则在当前电压值下降到低于第一下限电压值的情况下降低第一下限电压值。4.根据权利要求1至3中任一项所述的放电控制系统，其中，控制器还被配置成通过基于初始内部压力测量结果、预放电处理压力值和预放电温度值修改压力信息中的至少一个来补偿电池的一个或多个部分中的蠕变。5.根据权利要求4所述的放电控制系统，其中，控制器被配置成：将初始内部压力测量结果和预放电压力值进行比较，并且在初始内部压力测量结果大于预放电处理压力值的情况下，选择与预放电压力值相关联的新的映射数据。6.根据权利要求5所述的放电控制系统，其中，预定映射包括代表性电池的在该电池的代表性使用条件下以实验方式测得的内部压力、开路电压和温度的集合。7.根据权利要求1至6中任一项所述的放电控制系统，其中，压力感测装置包括嵌入在电池中的至少一个触觉传感器。8.根据权利要求7所述的放电控制系统，其中，所述至少一个触觉传感器被定位为与电池的电池单元的层压方向平行。9.根据权利要求1至8中任一项所述的放电控制系统，还包括被配置成确定电池的充电状态的充电状态传感器。10.根据权利要求1至9中任一项所述的放电控制系统，其中，电压感测...

【专利技术属性】
技术研发人员：小宫山启太，加藤祐树，
申请(专利权)人：丰田自动车欧洲公司，
类型：发明
国别省市：比利时,BE