用于在电池的操作期间估计电池开路池格电压、充电状态以及健康状态的方法和系统技术方案

已经开发了一种用于在电池被连接到负载（140）的时候监视电池的方法。所述方法包括：测量在第一时间通过电池流到负载（140）的第一电流水平以及电池的第一电压水平；基于所述第一电流水平、第一电压水平和电池的预定模型（154）来生成在所述第一时间电池的所估计的开路池格电压（OCV）；基于所述第一电压水平、第一电流水平和成本优化过程来标识在所述第一时间电池的第一激励水平；以及仅仅响应于所述第一激励水平在预定阈值以下，使用所述估计的OCV来标识电池的充电状态（SoC）和健康状态（SoH）中的至少一个。

Methods and systems for estimating battery open cell voltage, state of charge, and state of health during battery operation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于在电池的操作期间估计电池开路池格电压、充电状态以及健康状态的方法和系统
本公开内容一般涉及电池管理系统的领域，并且更具体地涉及用于当电池在操作期间被连接到负载的时候估计电池的开路池格电压、充电状态以及健康状态特性的方法和系统。
技术介绍
电池系统普遍并且提供能量存储来为宽范围的设备、电动车辆供电，并且提供能量存储来在电网故障期间用作备用功率系统，或者用作能量存储系统，所述能量存储系统存储来自风力、太阳能和其它电功率生成系统的过量功率以供稍后使用。在电池运作的时候监视电池的各种特性对于确保电池可以提供如针对各种应用所需要的电能量、以及对于确保电池在操作期间不被损坏或过度降级是重要的。在监视电池方面出现的一个挑战是：某些类型的电池测量仅仅可以在电池从电负载断开以使得电池能够达到静止状态的时候以大的准确性被执行。例如，在电池充电和放电时随时间改变的电池的一个公知的参数已知为开路池格电压（OCV）。如本文中所使用的，术语“开路池格电压”是指当电池从任何负载断开足够的时间以返回到静止状态的时候跨电池的阳极端子和阴极端子所测量的电压水平本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于在电池被连接到负载的时候监视电池的方法，包括：/n利用电流传感器来测量在第一时间通过电池流到负载的第一电流水平；/n利用电压传感器来测量在所述第一时间在各自被连接到负载的电池的第一端子与第二端子之间的第一电压水平；/n利用被操作地连接到所述电流传感器和电压传感器的控制器、基于所述第一电流水平、第一电压水平以及在被操作地连接到控制器的存储器中所存储的电池的预定模型来生成在所述第一时间电池的第一估计的开路池格电压（OCV）；/n利用所述控制器、基于所述第一电压水平、第一电流水平和成本优化过程来标识在所述第一时间电池的第一激励水平；以及/n仅仅响应于所述第一激励水平在预定阈值以下，利用所...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170731 US 15/6648141.一种用于在电池被连接到负载的时候监视电池的方法，包括：
利用电流传感器来测量在第一时间通过电池流到负载的第一电流水平；
利用电压传感器来测量在所述第一时间在各自被连接到负载的电池的第一端子与第二端子之间的第一电压水平；
利用被操作地连接到所述电流传感器和电压传感器的控制器、基于所述第一电流水平、第一电压水平以及在被操作地连接到控制器的存储器中所存储的电池的预定模型来生成在所述第一时间电池的第一估计的开路池格电压（OCV）；
利用所述控制器、基于所述第一电压水平、第一电流水平和成本优化过程来标识在所述第一时间电池的第一激励水平；以及
仅仅响应于所述第一激励水平在预定阈值以下，利用所述控制器、使用所述第一估计的OCV来标识电池的第一充电状态（SoC）和健康状态（SoH）中的至少一个。


2.根据权利要求1所述的方法，生成第一估计的OCV进一步包括：利用所述控制器、基于流过电池模型中的第一预定电阻和第二预定电阻的第一电流水平来标识电池模型中的极化电压；以及利用所述控制器、基于在所述第一电压水平与极化电压之间的差异来生成第一估计的OCV。


3.根据权利要求1所述的方法，标识第一激励水平进一步包括：
利用温度传感器来测量在所述第一时间电池的第一温度水平；以及
利用所述控制器、基于所述第一电压水平、第一电流水平、第一温度水平和成本优化过程来标识在所述第一时间电池的第一激励水平。


4.根据权利要求3所述的方法，标识第一激励水平进一步包括：
利用所述控制器、基于来自电流传感器的多个电流测量来标识在所述第一时间流过电池的电流的第一改变率；
利用所述控制器、基于来自电压传感器的多个电压测量来标识在所述第一时间在电池的第一端子与第二端子之间的电压的第二改变率；
利用所述控制器、基于来自温度传感器的多个温度测量来标识在所述第一时间电池的温度的第三改变率；以及
利用所述控制器、基于包括所述第一电流水平、电流的第一改变率、电压的第二改变率以及温度的第三改变率的向量的经归一化的值、使用成本优化过程来标识电池的第一激励水平。


5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
利用所述控制器、基于在被存储在存储器中的第一估计的OCV水平与SoC水平之间的预定映射来标识所述第一SoC。


6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
利用电流传感器来测量在第二时间通过电池流到负载的第二电流水平；
利用电压传感器来测量在所述第二时间在各自被连接到负载的电池的第一端子与第二端子之间的第二电压水平；
利用所述控制器、基于所述第二电流水平、第二电压水平以及电池的预定模型来生成在所述第二时间电池的第二估计的OCV；
利用所述控制器、基于在所述第一时间与第二时间之间的来自电流传感器的多个电流测量来标识由电池产生的积累的电荷；
利用所述控制器、基于所述第二电压水平、第二电流水平和成本优化过程来标识在所述第二时间电池的第二激励水平；
仅仅响应于所述第一激励水平在预定阈值以下而利用所述控制器、使用所述第一估计的OCV来标识在所述第一时间的第一SoC；
仅仅响应于所述第二激励水平在预定阈值以下而利用所述控制器、使用所述第二估计的OCV来标识在所述第二时间的第二SoC；以及
利用所述控制器、基于在所述第一SoC与第二SoC之间的差异以及所述积累的电荷来标识SoH。


7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
利用被操作地连接到所述控制器的输出设备来生成与电池的第一估计的OCV、第一SoC或者SoH相对应的可视和可听输出中的至少一个。


8.一种电池管理系统，包括：
存储器；以及
控制器，所述控制器被配置成操作地连接到电流传感器、电压传感器以及所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A萨巴拉曼，N拉维，R克莱因，GS施米特，C梅休，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE