模型预测电池电力限值估计系统及方法技术方案

技术编号:21311383 阅读:33 留言:0更新日期:2019-06-12 11:49
用于改善汽车电池系统的运行的系统及方法,所述汽车电池系统包括汽车电气系统,该汽车电气系统包含电池系统,该电池系统使用运行参数、在预测范围内预期的电池的预测内部电阻以及电池的实时内部电阻来提高性能和可靠性。电池系统包括电池、传感器和电池控制系统,电池电耦接到汽车系统中的电气装置,传感器耦接到电池并确定电池的端子电压,电池控制系统通信地耦接到传感器。当电池的测量的端子电压不大于电压阈值下限时基于预测的内部电阻,并且当电池的测量的端子电压大于电压阈值下限时基于电池的实时内部电阻,电池控制系统确定充电电力限值,所述充电电力限值用于在对电池充电时控制对电池的电力供应。

Estimation System and Method of Model Prediction Battery Power Limit

The system and method for improving the operation of automobile battery system include automobile electric system, which includes battery system. The battery system improves performance and reliability by using operation parameters, predicted internal resistance of the expected battery within the predicted range and real-time internal resistance of the battery. Battery system includes battery, sensor and battery control system. Battery is electrically coupled to electrical devices in automobile system. Sensors are coupled to batteries and determine the terminal voltage of batteries. Battery control system is communicatively coupled to sensors. Based on the predicted internal resistance when the measured terminal voltage of the battery is not greater than the lower limit of the voltage threshold, and based on the real-time internal resistance of the battery when the measured terminal voltage of the battery is greater than the lower limit of the voltage threshold, the battery control system determines the charging power limit, which is used to control the power supply of the battery when charging the battery.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模型预测电池电力限值估计系统及方法相关申请的交叉引用本申请是非临时申请,要求于2016年10月31日提交的名称为“具有用于实时电力限值估计的锂离子电池模型的集成反馈控制算法(INTEGRATINGFEEDBACKCONTROLALGORITHMSWITHALITHIUM-IONBATTERYMODELFORREALTIMEPOWERLIMITESTIMATION)”的美国临时申请第62/415,280号的优先权,该申请出于所有目的其全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
本公开总体上涉及电池系统,并且更具体地,涉及电池系统中使用的电池控制系统。该部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本技术的各个方面有关的技术的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以促进更好地理解本公开的各个方面。因此,应当理解,这些陈述应当由此角度来阅读,而非作为对现有技术的承认。电气系统通常包括电池系统以捕获(例如存储)所产生的电能和/或供应电力。实际上,电池系统可以包括在用于各种应用的电气系统中。例如,固定式电力系统可包括电池系统,该电池系统接收由发电机输出的电力并将电力存储为电能。以这种方式,电池系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种包含电池系统的汽车电气系统,其中所述电池系统包含:包含端子的电池,所述端子被配置为电耦接到所述汽车电气系统中的一个或多个电气装置;一个或多个传感器,其电耦接到所述电池的所述端子,其中所述一个或多个传感器被配置为确定传感器数据,所述传感器数据指示所述电池的测量的端子电压;和电池控制系统,其通信地耦接到所述一个或多个传感器,其中所述电池控制系统被编程为:确定所述电池的预测的内部电阻,其中所述预测的内部电阻是基于在一预测范围内计划的运行条件确定的。当所述电池的所述测量的端子电压不大于电压阈值下限时,至少部分地基于所述预测的内部电阻来确定充电电力限值,所述充电电力限值用于控制向所述电池供应电力...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.31 US 62/415,2801.一种包含电池系统的汽车电气系统,其中所述电池系统包含:包含端子的电池,所述端子被配置为电耦接到所述汽车电气系统中的一个或多个电气装置;一个或多个传感器,其电耦接到所述电池的所述端子,其中所述一个或多个传感器被配置为确定传感器数据,所述传感器数据指示所述电池的测量的端子电压;和电池控制系统,其通信地耦接到所述一个或多个传感器,其中所述电池控制系统被编程为:确定所述电池的预测的内部电阻,其中所述预测的内部电阻是基于在一预测范围内计划的运行条件确定的。当所述电池的所述测量的端子电压不大于电压阈值下限时,至少部分地基于所述预测的内部电阻来确定充电电力限值,所述充电电力限值用于控制向所述电池供应电力;和当所述电池的所述测量的端子电压大于所述电压阈值下限时:至少部分地基于所述电池的所述测量的端子电压和电池模型来确定所述电池的实时内部电阻,所述电池模型描述测量的电池参数与所述电池的内部电阻之间的关系;和至少部分地基于所述实时内部电阻来确定所述充电电力限值,以便于提高所述电池的运行可靠性。2.根据权利要求1所述的汽车电气系统,包含:电力源,其电耦接到所述电池的所述端子;和车辆控制系统,其通信地耦接到所述电池控制系统和所述电力源,其中所述车辆控制系统被编程为:从所述电池控制系统接收所述充电电力限值的指示;和指示所述电力源根据所述充电电力限值向所述电池供应电力。3.根据权利要求1所述的汽车电气系统,其中所述电池控制系统被编程为:确定与预测范围期间的一时刻对应的所述实时内部电阻;当所述电池的所述测量的端子电压不大于电压阈值下限时,使用至少部分地基于所述预测的内部电阻确定的所述充电电力限值来控制在所述时刻的所述电池的充电;和当所述电池的所述测量的端子电压大于电压阈值下限时,使用至少部分地基于所述实时内部电阻确定的所述充电电力限值来控制在所述时刻的所述电池的充电。4.根据权利要求1所述的汽车电气系统,其中:所述电池模型包含RC电路,所述RC电路被配置为描述所述电池的所述内部电阻与所述电池的所述端子电压、流过所述电池的电流以及所述电池的开路电压之间的关系;并且所述RC电路中的所述内部电阻包含:第一电阻器,其串联电耦接在所述电池的所述开路电压与所述端子电压之间;和第二电阻器和电容器,其并联电耦接在所述电池的所述开路电压与所述端子电压之间。5.根据权利要求1所述的汽车电气系统,其中:所述一个或多个传感器被配置为确定传感器数据,所述传感器数据指示流过所述电池的测量的电流;并且为了确定所述实时内部电阻,所述电池控制系统被编程为:确定所述电池的开路电压;以及至少部分地基于所述电池的所述测量的端子电压与所述电池的所述开路电压之间的差除以流过所述电池的所述测量的电流来确定所述电池的所述实时内部电阻。6.根据权利要求5所述的汽车电气系统,其中,为了确定所述电池的所述开路电压,所述电池控制系统被编程为:确定所述电池的初始充电状态;至少部分地基于在所述初始充电状态与当前充电状态之间流过所述电池的电流来确定所述电池的所述当前充电状态;以及至少部分地基于所述电池的所述当前充电状态来确定所述电池的所述开路电压。7.根据权利要求5所述的汽车电气系统,其中,为了确定所述电池的所述开路电压,所述电池控制系统被编程为:指示所述电池系统将所述电池与所述一个或多个电气装置电气断开;并且在所述电池保持与所述一个或多个电气装置电气断开的持续时间大于一休眠持续时间阈值之后,至少部分地基于所述测量的端子电压来确定所述电池的所述开路电压。8.根据权利要求1所述的汽车电气系统,其中:所述一个或多个传感器被配置为确定传感器数据,所述传感器数据指示流过所述电池的测量的电流;和为了确定所述预测的内部电阻,所述电池控制系统被编程为:确定预测的驾驶模式,其中所述预测的驾驶模式包含在所述预测范围内计划的电池状态;确定所述测量的端子电压相对于所述电池的先前端子电压之间的电压变化;和至少部分地基于将所述电压变化乘以流过所述电池的所述测量的电流并除以所述预测的驾驶模式来确定所述预测的内部电阻。9.根据权利要求1所述的汽车电气系统,包含温度传感器,所述温度传感器被配置为确定传感器数据,所述传感器数据指示所述电池的温度,其中所述电池控制系统被编程为至少部分地基于所述电池的所述温度来调整所述电池模型的模型参数。10.根据权利要求1所述的汽车电气系统,其中所述电池控制系统被编程为当所述电池的所述测量的端子电压超过电压阈值上限时,所述电压阈值上限大于所述电压阈值下限,指示所述电池系统将所述电池与所述一个或多个电气装置电气断开,以便于延长所述电池的使用寿命。11.根据权利要求1所述的汽车电气系统,其中所述电池包含:锂离子电池单元,其电耦接在所述端子之间;或者锂离子电池模块,其包含电耦接在所述端子之间的多个电池单元。12.一种用于控...

【专利技术属性】
技术研发人员:志红·H·金
申请(专利权)人:江森自控科技公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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