用于对电池的荷电状态进行初始化的方法技术

一种用于估计电池(2)的荷电状态的方法，该方法包括对该荷电状态进行初始化的阶段，该初始化阶段包括估计初始荷电状态值并且包括以下步骤：接收当该电池进入睡眠模式时该电池的记忆荷电状态值，根据当该电池唤醒时该电池的端子处的空载电压的测量值来计算荷电状态值，所述初始化阶段包括计算由于该电池的弛豫引起的该空载电压的测量值的误差的步骤，所述误差是根据该电池的当前温度和为每个温度建模的目标弛豫时间来计算的，所述荷电状态的初始值的估计值是基于在所述记忆荷电状态值与所述计算的荷电状态值之间的比较并且根据所述误差来计算的。述误差来计算的。述误差来计算的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对电池的荷电状态进行初始化的方法
[0001]本专利技术涉及一种用于对电化学能量储存设备、更具体地是蓄电池的荷电状态进行初始化的方法。本专利技术尤其但非排他地旨在用于管理用于可再充电混合动力和电动车辆的牵引电池。
[0002]在混合动力和电动车辆领域中，用于牵引电池的管理系统的主要挑战之一是估计电池的荷电状态(SOC)。荷电状态是电池的电子管理中的重要参数。该参数表示蓄电池在给定时刻可以递送的电能的量，该量被表达为蓄电池的标称容量的百分比。精确地估计荷电状态有助于优化电池的性能和寿命。用于在操作期间确定电池的荷电状态的已知方法涉及将流过电池的(充电或放电)电流的强度作为时间的函数进行积分。除了积分电路的可靠性和鲁棒性之外，这种方法的可靠性还取决于电池唤醒时的荷电状态的初始化阶段。该初始化阶段实际上在确保估计值的收敛、以及因此估计荷电状态的精确度方面起重要作用。
[0003]从文件EP 2101183 A1已知一种用于确定电池的荷电状态的方法，该方法包括在车辆起动时(即，在电池操作开始时)电池的估计荷电状态的初始化阶段。根据这种已知方法，根据车辆起动时电池的开路电压(OCV)计算电池的第一荷电状态值，并且将计算车辆停止时(即，当电池操作停止时)的荷电状态而得到的第二值存储在存储器中。然后在第一计算的荷电状态值与第二存储的荷电状态值之间进行比较，并且如果该比较的结果的绝对值低于阈值，则选择第一计算值作为初始荷电状态值，否则选择第二存储值。因此，如果根据起动时的开路电压计算的第一值的可靠性较低，则将第二存储值定义为初始荷电状态值。/>[0004]然而，这种用于估计电池的初始荷电状态值的方法在某些使用场景下、尤其是当电池弛豫时间过短时是不精确的。通常，电池的充电和/或放电时段被弛豫时段间隔开，在弛豫时段期间，没有电流流过电池。在给定的弛豫时间之后，电池达到稳定状态。一旦达到这种稳定状态，就可以在电池的端子处测量空载电压(开路电压)，并且该空载电压对应于电池稳定状态的电动势。取决于电池的类型，需要数分钟至数小时的弛豫时间以达到稳定状态。更具体地，达到稳定状态所需的弛豫时间取决于电极的极化程度，该极化程度进而尤其取决于已流过电池的电流强度以及所述电流的施加时间。此外，任何对稳定状态之外的电动势的确定都会影响荷电状态的估计值的精确度。由于根据上述文献的荷电状态初始化方法既没有考虑电池的极化，也没有考虑电池的弛豫时间，因此这种方法应当只能在电池长时间静置后使用，否则该方法将会不精确。
[0005]因此，本专利技术旨在提供用于估计机动车辆中的电池的初始荷电状态值同时克服上述限制的方法。
[0006]为此，本专利技术涉及一种用于估计电池的荷电状态的方法，该方法包括该电池的荷电状态的初始化阶段，该初始化阶段包括估计所述荷电状态的初始值，所述初始化阶段包括以下步骤：
[0007]接收当该电池进入睡眠模式时该电池的记忆荷电状态值，
[0008]使用当该电池唤醒时该电池的端子处的空载电压的测量值来计算荷电状态值，
[0009]该初始化阶段包括用于计算由于该电池的弛豫引起的该空载电压的测量值的误差的计算步骤，其中，所述误差是根据该电池的当前温度和该电池的为每个温度建模的目
标弛豫时间来计算的，
[0010]所述荷电状态的初始值的估计值是基于在所述记忆荷电状态值与所述计算的荷电状态值之间的比较并且根据所述计算的误差来计算的。
[0011]这种估计提供了对电池的初始荷电状态值的可靠估计值，从而使得荷电状态的估计值能够在弛豫时段期间被重置，即使所述时段对于电池来说太短而无法达到稳定状态并因此不能确保电池的弛豫也是如此。
[0012]有利地，对由弛豫引起的误差的计算涉及：
[0013]记忆将在该电池的给定温度下的给定的荷电状态与该电池的给定的空载电压相关联的映射数据，
[0014]确定该空载电压的测量值的最大误差，该最大误差对应于唤醒持续最小弛豫时间时的电池电压与唤醒持续所述目标弛豫时间时的电池电压之间的误差，
[0015]根据所述最大误差提供误差校准数据，该误差校准数据描述该荷电状态的误差界限相对于由该映射数据提供的荷电状态值的变化，
[0016]使用当该电池唤醒时的所述空载电压测量值和所述校准数据来计算由弛豫引起的所述误差。
[0017]有利地，所述荷电状态的初始值的估计值是根据该电池在进入睡眠模式时的极化方向是对应于充电还是放电来计算的。
[0018]有利地，所述荷电状态的初始值的估计值是在考虑表示该电池的实际睡眠时间相对于该电池的目标弛豫时间的关系的参数的情况下计算的。
[0019]有利地，如果在进入睡眠模式时该极化方向对应于放电，并且在该时刻的该记忆荷电状态值SOCmem等于或大于在唤醒时的该计算的荷电状态值SOCocv，则该初始荷电状态值SOCini的估计值计算如下：
[0020]SOCini＝min(SOCmem，SOCocv+Err)，
[0021]否则：
[0022]SOCini＝(1
‑
a).SOCocv+a.(SOCocv+Err)，
[0023]其中，该参数a在当该电池的睡眠时间等于该电池的目标弛豫时间时的0与当该电池的睡眠时间等于电池睡眠请求与电池唤醒请求之间所需的最短时间时的1之间变化。
[0024]有利地，如果在进入睡眠模式时该极化方向对应于充电，并且在该时刻的该记忆荷电状态值SOCmem等于或小于在唤醒时的该计算的荷电状态值SOCocv，则该初始荷电状态值SOCini的估计值计算如下：
[0025]SOCini＝max(SOCmem，SOCocv
‑
Err)，
[0026]否则：
[0027]SOCini＝(1
‑
a).SOCocv+a.(SOCocv
‑
Err)，
[0028]其中，该参数a在当该电池的睡眠时间等于该电池的目标弛豫时间时的0与当该电池的睡眠时间等于电池睡眠请求与电池唤醒请求之间所需的最短时间时的1之间变化。
[0029]在变体中，如果在进入睡眠模式时该极化方向对应于放电，并且在该时刻的该记忆荷电状态值SOCmem小于在唤醒时的该计算的荷电状态值SOCocv，则该初始荷电状态值SOCini的估计值计算如下：
[0030]SOCini＝(SOCocv+(SOCocv+Err))/2。
[0031]在变体中，如果在进入睡眠模式时该极化方向对应于充电，并且在该时刻的该记忆荷电状态值SOCmem大于在唤醒时的该计算的荷电状态值SOCocv，则该初始荷电状态值SOCini的估计值计算如下：
[0032]SOCini＝(SOCocv+(SOCocv
‑
Err))/2。
[0033]本专利技术还涉及一种用于电池、尤其是电动车辆的牵引电池的管理设备，其特征在于，该管理设备包括用于实施上述方法的装置。
[0034]本专利技术还涉及一种可再充电混合动力或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于估计电池(2)的荷电状态的方法，该方法包括该电池的荷电状态的初始化阶段，该初始化阶段包括估计所述荷电状态的初始值(SOCini)，所述初始化阶段包括以下步骤：
‑
接收(E1)当该电池进入睡眠模式时该电池的记忆荷电状态值(SOCmem)，
‑
使用当该电池唤醒时该电池的端子处的空载电压(Ucell)的测量值来计算(E2)荷电状态值(SOCcov)，其特征在于，所述初始化阶段包括用于计算由于该电池的弛豫引起的该空载电压的测量值的误差(Err)的计算步骤(E5)，其中，所述误差是根据该电池的当前温度(T)和该电池的为每个温度建模的目标弛豫时间(Thresh)来计算的，所述荷电状态的初始值的估计值是基于在所述记忆荷电状态值(SOCmem)与所述计算的荷电状态值(SOCocv)之间的比较并且根据所述计算的误差(Err)来计算的。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对由弛豫引起的误差(Err)的计算涉及：记忆将在该电池的给定温度下的给定的荷电状态与该电池的给定的空载电压相关联的映射数据，确定该空载电压的测量值的最大误差，该最大误差对应于唤醒持续最小弛豫时间时的电池电压与唤醒持续所述目标弛豫时间时的电池电压之间的误差，根据所述最大误差提供误差校准数据，该误差校准数据描述该荷电状态的误差界限(SOC_error)相对于由该映射数据提供的荷电状态值(SOC)的变化，使用当该电池唤醒时的所述空载电压测量值(Ucell)和所述校准数据来计算由弛豫引起的所述误差(Err)。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述荷电状态的初始值的估计值是根据当进入睡眠模式时该电池的极化方向是对应于充电还是放电来计算的。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述荷电状态的初始值的估计值是在考虑表示该电池的实际睡眠时间相对于该电池的目标弛豫时间的关系的参数(a)的情况下计算的。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，如果在进入睡眠模式时该极化方向对应于放电，并且在该时刻的该记忆荷电状态值(SOCmem)等于或大于在唤醒时的该计算的荷电状态值(SOCocv)，则该初始荷电状态值...

【专利技术属性】
技术研发人员：D，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：