使用电极瞬态模型估计电池状态制造技术

本发明专利技术提供一种电气系统，包含电池组、传感器和控制器。所配置的传感器输出所测量的状态信号，指示电池背面的实际状态，包括多个电池单元中的每一个的相应实际电压、电流和温度。控制器使用多个电池单元中的每一个的相应开路电压与低频瞬态电压来执行响应于测量的状态信号生成多个电池单元的估计状态的方法。控制器使用多孔电极瞬态(PET)模型作为模型组的部分来估计低频瞬态电压，多孔电极瞬态模型具有表示单元电极内不均匀电荷分布的开路电压元件。使用所估计的电压来估计电池组的荷电状态(SOC)。响应于估计的荷电状态实时控制电气系统的运行状态。

Transient electrode state estimation using battery model

【技术实现步骤摘要】
使用电极瞬态模型估计电池状态引言本专利技术涉及使用可充电电池组的电气系统。本专利技术的各个方面涉及电池组的平衡单元电压的实时估计，以及使用电压来估计电池组的荷电状态(SOC)或功率状态(SOP)。正如此项技术中常用的，术语“荷电状态”是指电池能量，通常表示为百分比，相对于完全充电的电池组的相应SOC，仍然可用于电池的各种单元中。“功率状态”描述了在预定的最大使用持续时间(例如，2s或10s)之后电池组的剩余功率容量。监视电池状态使能够在充电或放电操作期间进行最佳控制和功率流决策。因此，电气化车辆、动力装置和其它电气化系统受益于电池管理系统的使用，电池管理系统能够更好地跟踪在实际状态测量之间电池组的内部状态或状态的演变。本专利技术有助于支持此类应用。电池单元包括正极与负极。在现有技术中，此类单元通常由渗透有液体电解质的多孔材料制成。例如，在示例锂离子电池单元的充电过程中，锂原子扩散到发生电化学反应的正极表面。此电化学反应产生带正电荷的锂离子，随后锂离子通过正电极孔隙中的电解质溶液迁移，穿过防止正电极与负电极之间直接接触的分离器，随后迁移到负电极的孔隙中。锂离子最终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电池状态估计方法，用于与具有带有多个电池单元的电池组的电气系统一起使用，所述方法包括：/n测量所述多个电池单元的每一个的相应的实际电压、电流和温度；/n将指示所述电池实际状态的测量状态信号传输回控制器；/n响应于测量的状态信号，使用所述多个电池单元的每一个的相应开路电压和低频瞬态电压通过所述控制器产生所述电池单元的估计电压，包括使用具有多个开路电压元件的多孔电极瞬态模型来估计所述低频瞬态电压，所述多个开路电压元件共同表示所述多个电池单元的每一个的电极内的不均匀电荷分布；/n使用所述电池单元的估计电压通过所述控制器估计所述电池组的荷电状态；以及/n响应于所述估计的荷电状态，通过所述控制器...

【技术特征摘要】
20181207 US 16/2131591.一种电池状态估计方法，用于与具有带有多个电池单元的电池组的电气系统一起使用，所述方法包括：
测量所述多个电池单元的每一个的相应的实际电压、电流和温度；
将指示所述电池实际状态的测量状态信号传输回控制器；
响应于测量的状态信号，使用所述多个电池单元的每一个的相应开路电压和低频瞬态电压通过所述控制器产生所述电池单元的估计电压，包括使用具有多个开路电压元件的多孔电极瞬态模型来估计所述低频瞬态电压，所述多个开路电压元件共同表示所述多个电池单元的每一个的电极内的不均匀电荷分布；
使用所述电池单元的估计电压通过所述控制器估计所述电池组的荷电状态；以及
响应于所述估计的荷电状态，通过所述控制器实时控制电气系统的运行状态。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个开路电压元件在所述控制器的存储器位置中表示为等效电路模型，包括：对所述电极的数个(N)离散层中的每一个的电荷转移电阻和有效孔隙电阻，并且其中N等于所述多个开路元件的数目。


3.根据权利要求1所述的方法，其中N≥3。

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【专利技术属性】
技术研发人员：C·W·万普勒二世，D·R·贝克，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US