对电池预测功率极限的确定制造技术

一种与电池一起使用的电池控制模块，包括测量电池电压的电压测量模块和测量电池电流的电流测量模块。功率极限模块与该电流和电压测量模块通信，且在每个时间周期估算一次对应于未来时间周期的电池电流极限。该电池电流极限基于该电池的预定电压极限，还基于与未来时间周期之前的时间周期相对应的电池电流和电池电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电池系统，且更具体而言涉及为电池系统确定功率输送^L限。
技术介绍
电池系统可用于在各式各样的应用系统中提供电能。示例性传输应用系 统包括混合动力电动汽车(HEV)、电动汽车(EV)、重型车(HDV)和具 有42伏特电力系统的汽车。示例性固定应用系统包括用于电信系统的备份 电源、不间断电源(UPS)和分布式发电应用系统。#1使用的电池类型的示例包括镍氢电池(NiMH )、铅酸电池和其他类型 的电池。电池系统可以包括串联和/或并联的多个电池分包(battery subpack )。电池分包可以包括并联和/或串联连接的多个电池。电池的固有属性可以限定最小操作电压规格(Vmin)和/或最大操作电压规格(V謹)。在某些应用系统中，Vmin和V匪可以由工程师指定，并可以 其他标准为根据。当同时考虑Vmin和V隱时，V^和V腿指示为了最大化 电池的服务寿命而应将电池电压维持在内的电压范围。V她和V匪还能推 断出电池在放电过程中提供功率的能力和在充电过程中接受功率的能力的 限度。在诸如HEV的某些实施例中，电池功率的这些限度可能会周期性地限制汽车的性能。例如，HEV控制系统可能会为了将电池电压保持成高于最小电池电压Vn^而限制汽车的加速。HEV控制系统还可能会限制汽车的 再生制动功能，以保持电池电压低于最大电池V,且由此维持某种再生制 动能力。防止加速性能限制发生的 一种方法是用内燃机来对电池输送的功率进 行补给。然而这种方法引入了其他问题。例如，发动机可能在需要它时熄火。在这种情形下，当HEV控制系统起动发动机时，汽车性能将仍然会在一个较短的时间周期内受限。防止性能限制的第二种方法是保持发动机空转，使得发动机总是可以对电池功率进行补给。然而，空转发动机会浪费燃料，因此这并没有提供理想 的解决方案。因此，仍然对预测电池功率极限和将补给电源与负载需求同步 存在需要。
技术实现思路
一种与电池一起使用的电池控制模块，包括测量电池电压的电压测量模 块和测量电池电流的电流测量模块。功率极限模块与该电流和电压测量模块 通信，且在每个时间周期估算一次对应于未来时间周期的电池电流极限。该 电池电流极限基于电池的预定电压极限，还基于与未来时间周期之前的时间 周期相乂t应的电池电流和电池电压。一种为负载供电的混合电源系统包括基于功率需求信号向负载提供功 率的第一电源、向该负载提供功率的可充电电池以及与该可充电电池通信的 控制模块。该控制模块包括测量电池电压的电压测量模块、测量电池电流的 电流测量模块以及与该电流和电压测量模块通信的功率极限模块。该功率极 限模块基于该电池的电池电流、电池电压以及预定电压极限估算电池电流极 限。该功率极限模块基于电池电流极限产生功率需求信号。一种用于控制从电池获取的电流的方法包括测量电池电压、测量电池 电流，以及周期性地估算对应于未来时间周期且代表流经该电池的最大允许 电池电流的电池电流才及限。该电池电流才及限基于该电池的测量出的电池电 流、测量出的电池电压以及预定电压^l限。一种用于控制混合电源系统的方法包括操作第 一 电源以基于功率需求 信号向负载提供功率、从可充电电池向负载供给功率、测量该可充电电池的 电池电压、测量该可充电电池的电池电流、周期性估算对应于未来时间周期 且代表流经该电池的最大允许电池电流的电池电流极限，以及基于估算出的 电池电流极限产生功率需求信号。该电池电流极限基于该电池的测量出的电 池电流、测量出的电池电压和预定电压才及限。一种用于混合动力电动汽车的动力系统(powertrain system)包括向 电动机提供功率以用于推动汽车的可充电电池、产生用于推动汽车的功率的 内燃机、响应于功率需求信号起动该内燃机的发动机控制器，以及与该可充 电电池通信的控制模块。该控制模块包括测量电池电压的电压测量模块、测 量电池电流的电流测量^t块，以及与该电流和电压测量模块通信的功率极限7模块。该功率极限模块周期性地确定对应于未来周期且基于该电池电流和电 池电压的电池电流极限。该功率极限模块基于该电池电流极限产生功率需求 信号，使得发动机控制器在该未来周期之前起动内燃机。根据下文所提供的详细描述，本专利技术的其他应用领域将变得很明显。应 当理解，尽管示出了本专利技术的优选实施例，但详细描述和特定示例仅旨在进 行说明，而并不旨在限制本专利技术的范围。附图说明才艮据详细描述和附图，能更加全面地理解本专利技术，附图中图l是包括电池分包、电池控制模块和主控制模块的电池系统的功能框图。图2是电池控制模块的功能框图。 图3是电池的等效电路。图4是用于预测电池的功率极限的方法的流程图。 图5是实际电池参数和预测电池参数的曲线图。 图6A-6C是混合动力电动汽车的功能框图。 图7是电池供电的补给电源的功能框图。具体实施方式以下对优选实施例的描述在本质上仅是示例性的，而并不旨在以任何方 式限制本专利技术、本专利技术的应用或用途。为清楚起见，附图中使用相同的参考 标记来表示相同的元件。当在此使用时，术语模块或设备表示专用集成电路 (ASIC)、电子电路、执行一个或多个软件或固件程序的处理器(共享、专 用或成组的类型)和存储器、组合逻辑电路，和/或提供所述功能的其他适当 组件。尽管将示出可用于预测电池的最大功率输出的示例性系统，但本领域技 术人员将意识到可以使用其他系统。现在参考图1，所示电池系统10的示例 性实施例包括M个电池分包12-1、 12-2、...，和12-M(统称为电池分包12)。电池分包12-1、 12-2..... 12-M包括N个串连的电池20-11、 20-12、...，和20-NM (统称为电池20)。电池控制才莫块30-1、 30-2、...，和30-M (统 称为电池控制模块30)分别与电池分包12-1、 12-2..... 12-M其中的每一8个相关联。在某些实施例中，M等于2或3，不过也可以使用更多个分包或 更少个分包。在某些实施例中，N等于12-24,不过也可以使用更多个和/或 更少个电池。电池控制模块30感测电池分包12两端的电压和电池分包12所提供的 电流。备选地，电池控制模块30可以监控电池分包12中的一个或多个独立 的电池20，以及执行适当的尺度调节和/或调整。电池控制模块30利用无线 和/或有线连接与主控制模块40通信。主控制模块40 /人电池控制模块30接 收功率极限且产生总的功率极限。可以为每个模块、成组的模块和/或所有模 块计算SOC。在某些实施例中，电池控制模块30可以与主控制模块40整合 在一起。现在参考图2，示出了电池控制模块30的某些元件。电池控制模块30 包括对电池分包12和/或电池分包12中的一个或多个独立电池20的电池电 压和/或电流进行测量的电压和/或电流测量模块60。电池温度感测模块62 测量电池分包12内至少一处的温度。电池充电状态(SOC)模块64周期性 地判断电池分包12内的电池20的SOC。 SOC模块64可以采用查找表66、 />式和/或其他方法来判断SOC。如下面进一步描述的，功率极限模块68为电池分包12和/或电池分包 12中的一个或多个电池20预测最大电流极限IUM、电池电压^f及限VuM和/ 或功率极限PuM。接触器控制模块70本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与电池一起使用的电池控制模块，包括：　测量电池电压的电压测量模块；　测量电池电流的电流测量模块；以及　功率极限模块，与该电流测量模块和电压测量模块通信且在每个时间周期估算一次与未来时间周期对应的电池电流极限，其中该电池 电流极限基于电池的预定电压极限，并基于与未来时间周期之前的时间周期相对应的电池电流和电池电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特J梅利查，
申请(专利权)人：科巴西斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]