使用滚动时域回归分析来估计电池阻抗参数的方法和系统技术方案

提供了一种使用滚动时域回归分析来估计电池阻抗参数的方法和系统。本发明专利技术涉及一种混合动力车辆，所述混合动力车辆包括控制器和具有一个或更多个电池单体的电池包，其中，所述控制器被配置为基于广义线性回归分析来连续地更新电池模型参数值。所述分析使用自变向量和因变向量的数据集来更新所述参数，其中，所述数据集通过落入移动窗口内的电池包输入电流和相应的电池包电压响应而构建出。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及用于估计形成电池模型的组件的参数并提供对相关电池的控制的技 术。
技术介绍
混合动力电动车辆（HEV)利用内燃发动机与电动马达的组合来提供驱动车辆所 需要的动力。与仅具有内燃发动机的车辆相比，这种布置提高了燃料经济性。提高HEV中 的燃料经济性的一种方法包括在发动机低效运转且其他方面也不需要发动机来驱动车辆 的期间将发动机关闭。在这些情况下，与电池系统结合的电动马达被用于提供驱动车辆所 需要的所有动力。当驾驶者动力需求增加以致电动马达不再能够提供足够的动力以满足所 述需求时，或者，在诸如当电池荷电状态（SOC)下降到低于特定水平的其他情况下，发动机 应以对于驾驶者来说近乎一目了然的方式快速且平稳地起动。
技术实现思路
一种电池系统，包括电池包和控制器，其中，所述电池包具有一个或更多个电池单 体，并且，所述控制器被配置为更新用于提供对所述电池包的控制的电池模型参数值。所述 电池系统可包括一个或更多个等效电路，其中，所述一个或更多个等效电路被配置为使用 广义线性回归分析来对电池包进行建模。使用具有自变向量和因变向量的数据集来执行广 义线性回归分析，其中，所述数据集通过落入滑动窗口内的一系列电池包输入电流和相应 的电池包电压响应而构建出。 一种牵引电池系统，包括：多个电池单体和控制器，其中，所述控制器被配置为： 实施具有时间大小的滑动窗口，以滤取与电池单体相关的输入电流数据和相应的输出电压 数据；基于输入电流数据和相应的输出电压数据的回归来输出与电池单体相关的阻抗参 数；基于所述阻抗参数中的至少一个阻抗参数的值与预定义值之间的差值来改变所述时间 大小，使得所述至少一个阻抗参数的后续值落入关于所述预定义值的预定义范围内；基于 阻抗参数来输出用于限定最大功率限制和最小功率限制的电池单体功率容量；对电池单体 进行充电和放电，使得与电池单体相关的功率保持在最大功率限制和最小功率限制之内。 根据本专利技术的一个实施例，在所述差值增大时，所述时间大小增大。 根据本专利技术的一个实施例，在所述差值减小时，所述时间大小减小。 根据本专利技术的一个实施例，所述阻抗参数包括内电阻、电荷转移电阻或电荷转移 电容。 -种控制方法，包括：基于落入具有时间大小的滑动窗口内的电池输入电流数据 和相应的电池输出电压数据的回归来输出牵引电池的阻抗参数；基于所述阻抗参数来输出 用于限定最大功率限制和最小功率限制的牵引电池功率容量；操作牵引电池，以使得与牵 引电池相关的功率保持在最大功率限制和最小功率限制之内。 根据本专利技术的一个实施例，所述时间大小基于预定义值与所述阻抗参数中的至少 一个阻抗参数的值之间的差值。 根据本专利技术的一个实施例，在所述差值增大时，所述时间大小增大。 根据本专利技术的一个实施例，在所述差值减小时，所述时间大小减小。 根据本专利技术的一个实施例，所述阻抗参数包括内电阻、电荷转移电阻或电荷转移 电容。 根据本专利技术的一个实施例，所述回归为线性回归。【附图说明】 图1是混合动力电动车辆的示意图，其示出典型的动力传动与能量储存组件； 图2是锂离子电池的等效电路的示意图； 图3是用于确定一个或更多个电池模型参数的算法的流程图； 图4是示出滑动时间窗口的曲线图，其中，在所述滑动时间窗口期间，电池的电流 输入数据和电压输出数据被收集； 图5是示出在广义回归分析中使用的所测量出的电池电流数据和电池电压数据 的曲线图； 图6是示出通过滚动时域统计回归方法产生的估计电池参数的曲线图。【具体实施方式】 根据需要，在此公开本专利技术的具体实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅 仅是本专利技术的示例，其中，本专利技术可被实现为各种替代形式。附图无需按比例绘制；可放大 或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的特定结构和功能细节不会被 解释为具有限制性，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本专利技术的代表性 基础。 HEV电池系统可实施电池管理策略，其中，所述电池管理策略估计描述电池包和/ 或一个或更多个电池单体的当前操作状况的值。电池包和/或一个或更多个电池单体的操 作状况包括电池荷电状态、功率衰减、容量衰减和即时可用功率。电池管理策略能够在电池 包的整个使用期，随着电池单体老化对值进行估计。对一些参数的精确估计以及使用估计 出的参数改进的电池动态预测可提高电池包的性能和鲁棒性，并可最终延长电池包的有效 使用期。对于在此描述的电池系统，可按照下面的讨论来实现对特定电池包和/或电池单 体参数的估计。 图1示出典型的混合动力电动车辆。典型的混合动力电动车辆2可包括被机械 连接到混合动力传动装置6的一个或更多个电动马达4。此外，混合动力传动装置6被机 械连接到发动机8。混合动力传动装置6还被机械连接到驱动轴10,其中，驱动轴10被机 械连接到车轮12。在另一个未在图例中示出的实施例中，混合动力传动装置可为非可选式 (non-selectable)齿轮传动装置，其中，所述非可选式齿轮传动装置可包括至少一个电机。 当发动机8被启动或关闭时，电动马达4可提供驱动能力和减速能力。电动马达4还充当 发电机，并可通过回收在摩擦制动系统中通常会作为热量流失的能量来在燃料经济性方面 获益。由于在特定情况下，混合动力电动车辆2可在电动模式下运转，因此，电动马达4还 可减少污染物排放。 电池包14可包括但不限于具有一个或更多个电池单体的牵引电池，其中，所述一 个或更多个电池单体储存可由电动马达4使用的能量。车辆电池包14 一般提供高电压DC 输出，并被电气连接到电力电子模块16。电力电子模块16可与组成车辆计算系统22的一 个或更多个控当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆，包括：牵引电池；以及控制器，被配置为：基于落入具有时间大小的滑动窗口内的电池输入电流数据和相应的电池输出电压数据的回归来输出与牵引电池相关的阻抗参数；基于所述阻抗参数来输出用于限定最大功率限制和最小功率限制的牵引电池功率容量；并且操作牵引电池，以使得与牵引电池相关的功率保持在最大功率限制和最小功率限制之内。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：李泰京，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US