用于估计电池组的电量状态的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于估计电池组的电量状态（SOCbatt_k）的方法，该电池组包括多个被称为电池的蓄电器。根据本发明专利技术，该方法包括以下步骤：a)确定该电池组的每个电池的电量状态（SOCcell_est_i）；b)确定该电池组的使用范围，这个使用范围等于一个电池的电量状态的最大预定值减去在步骤a)中确定的被充电最多的电池的电量状态（SOCcell_max_k）与被充电最少的电池的电量状态（SOCcell_min_k）之间的偏差；c)将该电池组的电量状态（SOC_batt_k）确定为等于在步骤a)中确定的被充电最少的电池的电量状态（SOCcell_min_k）与在步骤b)中确定的该电池组的所述使用范围之间的比率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于估计电池组的电量状态（SOCbatt_k）的方法，该电池组包括多个被称为电池的蓄电器。根据本专利技术，该方法包括以下步骤：a)确定该电池组的每个电池的电量状态（SOCcell_est_i）；b)确定该电池组的使用范围，这个使用范围等于一个电池的电量状态的最大预定值减去在步骤a)中确定的被充电最多的电池的电量状态（SOCcell_max_k）与被充电最少的电池的电量状态（SOCcell_min_k）之间的偏差；c)将该电池组的电量状态（SOC_batt_k）确定为等于在步骤a)中确定的被充电最少的电池的电量状态（SOCcell_min_k）与在步骤b)中确定的该电池组的所述使用范围之间的比率。【专利说明】
本专利技术涉及包括多个蓄电器的电池组的领域。本专利技术更确切地涉及用于估计这样的电池组的电量状态的方法。本专利技术的一个特别有利的应用是估计一个机动车辆的牵引用电池组的电量状态。
技术介绍
目前，电池组的电量状态是用流过该电池组的电流和/或该电池组的温度相对于整个电池组而言的多个测量值的函数来估计的，例如根据横跨该电池组的端子所测量的电压的函数。然而，一个电池组一般包括被称为电池的若干蓄电器，这些蓄电器具有彼此不同的特征，例如它们的电容和内阻不同。这些区别一方面来自该电池组本身的构造并且另一方面是因为这些电池根据其在该电池组内的位置而经历不同的温度变化。这些电池的依赖于其温度的这些特征因此也经历不同的温度变化。因此，形成同一个电池组的这些电池往往具有不同的电量状态。这被称为电池组电池的不平衡。当电池组的电池具有不同的电量状态时，该电池组的使用范围是由被充电最多的电池和被充电最少的电池所决定的。事实上，该电池组的被充电最少的电池将在其他电池被完全放电之前达到零电量状态，也就是说是完全放电的。因此该电池组整体将被认为是放完电的，尽管这些电池中的一些没有完全放电。因此该电池组的使用范围受到被充电最多的电池与被充电最少的电池的偏差的限制。在这种不平衡状况下，基于对该电池组整体所测量的特征(粗略地对应于这些电池的平均电量状态)来估计该电池组的电量状态具有显著的不准确性。具体而言，这种平均估计在该电池组无用、其中这些电池之一完全放电时给出了非零的电量状态值。在电动的或混合动力的车辆的牵引用电池组的情况下，这种对电池组的电量状态的估计的不准确性是特别有害的。事实上，在这些车辆中，电池组的电量状态信息被直接显示在车辆的仪表盘上，从而使得驾驶员了解其车辆的自主性。由于电动车辆的自主性不及热动力车辆的自主性，因此通过向驾驶员提供尽可能可靠的信息来使得驾驶员安心是重要的。此外，驾驶员必须能够在驾驶时立足于可靠的电量状态信息来做出决定。在电池组的电量状态估计中的误差将导致驾驶员做出差的决定而发现自身处于不愉快的情形之中，例如他发现自己由于缺少能量而不能机动、或者甚至处于危险情形中，例如如果他在超车时缺少动力的话。
技术实现思路
为了克服现有技术的上述缺点，本专利技术提出了一种使得有可能提供对一个电池组的电量状态的可靠估计的方法。更确切地说，根据本专利技术，提出了一种，该电池组包括多个被称为电池的蓄电器，该方法包括以下步骤:a)确定该电池组的每个电池的电量状态，b)确定该电池组的一个使用范围，这种使用范围等于一个电池的电量状态的最大预定值减去在步骤a)中确定的被充电最多的电池的电量状态与被充电最少的电池的电量状态之间的偏差，c)将该电池组的电量状态确定为等于在步骤a)中确定的被充电最少的电池的电量状态与在步骤b)中确定的该电池组的所述使用范围之间的比率。这种估计电池组的电量状态的方法考虑了该电池组的这些电池之间的可能的不平衡。通过这种方法，该电池组的电量状态的估计值在被充电最多的电池具有最大电量状态(实际上等于100%)时指示为最大电量，即实际上等于100%，并且在被充电最少的电池具有最小电量状态(实际上等于0%)时指示为最小电量，即实际上等于0%。此外，根据本专利技术的方法使得有可能在这两个极值之间获得电池组电量状态的连续且代表性的变化。根据本专利技术的方法的其他非限制性的和有利的特征如下:在步骤a)中，对于该电池组的每个电池进行以下步骤:-al)确定代表了该电池的功能的至少一个输入变量的值，-a2)确定代表了该电池的功能的至少一个输出变量的值，-a3)借助于一个状态观测器来估计该电池的电量状态，这种估计是基于在步骤al)中确定的所述输入变量的值并且用从在步骤a2)中确定的所述输出变量的值得到的一个校正参数来校正的；-所述输入变量至少包括流经该电池的电流；-所述输出变量至少包括横跨该电池的端子的电压；-通过一个电子模型回路对每个电池建模，该电子回路模型串联地包括一个电压发生器、一个电阻器以及一个包括并联的电阻器和电容器的部件；-该电子模型回路的这些电阻器的值和该电容器的电容值取决于该电池的温度(temp_cell)和/或该电池的电量状态和/或该电池的寿命；-所述状态观测器包括一个卡尔曼滤波器；-所述卡尔曼滤波器包括至少一个取决于该电池的功能的参数；-该卡尔曼滤波器的所述参数取决于与该电池的开路电压和该电池的电量状态有关的函数；-与该电池的开路电压和该电池的电量状态有关的该函数是一个仿射函数，并且该卡尔曼滤波器的所述参数是这个函数的增长率；-与该电池的开路电压和该电池的电量状态有关的该函数是一个分段仿射函数，并且为与该电池的开路电压和该电池的电量状态有关的该函数的一个不同仿射部分相关联的该电池电量状态的每个数值范围都使用了一个不同的卡尔曼滤波器；-在步骤a)的执行过程中在一个给定的时刻所使用的卡尔曼滤波器是根据在前一时刻所估计的该电池的电量状态的值来确定的；-同电量状态值的一个第一范围相关联的一个第尔曼滤波器与同电量状态值的一个第二范围相关联的一个第二卡尔曼滤波器之间的过渡是通过一个有滞后的自动系统来管理的；-在步骤a)中，每个电池的电量状态是通过安培-小时-公制计量方法、也就是通过安培小时计来确定的；-在步骤a)中，-对进入该电池组的电流进行积分，-每个电池的电量状态是根据进入该电池组的电流的积分与所讨论的电池的容量之间的比率来确定的；并且-所讨论的电池组是机动车辆的牵引用电池组。【专利附图】【附图说明】通过参考附图作为非限定性实例给出的以下说明将对本专利技术所包括的内容以及本专利技术可以如何实施提供良好的理解。在这些附图中:-图1是从对于电池组的每个电池所确定的电量状态来确定电池组的电量状态的一个图解表不，-图2是对电池组的电池之一进行建模的回路图解表示，-图3是一个电池的开路电压作为用图2中所示的电路建模的该电池的充电状态的一个函数(实线)、及其近似为分段仿射函数(虚线)的图解表示，-图4是使用四个卡尔曼滤波器来估计由图2中示出的回路所建模的该电池的电量状态的图解表示，每个滤波器对应于代表了该电池的开路电压随该电池的电量状态的变化的这个函数的一个不同的仿射部分，-图5示出了在不存在一个对电池进行平衡的系统的情况下，通过根据本专利技术的方法所估计的电池组的电量状态随时间的变化(实线)以及该电池组的这些电池的电量状态的对应变化(虚线)，-图6示出了在存在一个对电池进行平衡的系统的情况下，通过根据本专利技术的方法所估计的电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于估计电池组的电量状态（SOCbatt_k）的方法，该电池组包括多个被称为电池的蓄电器，其特征在于，该方法包括以下步骤：a)确定该电池组的每个电池的电量状态（SOCcell_est_i），b)确定该电池组的一个使用范围，这种使用范围等于一个电池的电量状态的最大预定值减去在步骤a)中确定的被充电最多的电池的电量状态（SOCcell_max_k）与被充电最少的电池的电量状态（SOCcell_min_k）之间的偏差，c)将该电池组的电量状态（SOC_batt_k）确定为等于在步骤a)中确定的被充电最少的电池的电量状态（SOCcell_min_k）与在步骤b)中确定的该电池组的所述使用范围之间的比率。

【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：AL·德里迈尔佛朗哥，
申请(专利权)人：雷诺股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR