利用较弱单元电池监测的分布式电池功率估计制造技术

本发明专利技术涉及利用较弱单元电池监测的分布式电池功率估计。一种分布式电池功率系统具有电池组和电池控制器。电池组具有：多个单元电池，其被构造成生成多个单元电池电压；电压电流温度模块，其电连接到多个单元电池；以及多个隔离开关组，其电连接在多个单元电池之间。电池控制器与电压电流温度模块通信，并且可操作以：将状态请求发送到电压电流温度模块；响应于状态请求，从电压电流温度模块接收多个单元电池电压；响应于多个单元电池电压，确定所述多个单元电池是否包括一个或多个问题单元电池；以及响应于确定存在一个或多个问题单元电池执行动作以防止损坏所述一个或多个问题单元电池。

【技术实现步骤摘要】
利用较弱单元电池监测的分布式电池功率估计
引言本公开涉及一种用于利用较弱单元电池监测来估计分布式电池功率的系统和方法。
技术介绍
当电池组或电池模块中存在弱单元电池时，出现电压降，并且由于单元电池中的内部变化，在电流负载下单元电池的输出电压小于正常值。单元电池中较大的电压降或者单元电池电压下垂（voltagedroop）常常由于电池单元电池制造缺陷或电池短路而出现。结果，限制了电池组可递送的功率的总量。在不知道极限的情况下，如果运载工具需要比极限更多的功率，则附加的压力将被加载在弱单元电池上。由于弱单元电池比周围的单元电池劣化得更快，因此附加的压力缩短了电池组的寿命。期望的是一种技术，其用以针对问题单元电池来监测电池组、在存在问题单元电池的情况下估计可从电池组获得的功率、以及执行防止问题单元电池的损坏的动作。
技术实现思路
本文中提供了一种分布式电池功率系统。该分布式电池功率系统大体包括电池组和电池控制器。电池组具有：多个单元电池，其被构造成生成多个单元电池电压；电压电流温度模块，其电连接到所述多个单元电池；以及多个隔离开关组，其电连接在所述多个单元电池之间。电池控制器与电压电流温度模块通信，并且可操作以：将状态请求发送到电压电流温度模块；响应于状态请求，从电压电流温度模块接收所述多个单元电池电压；响应于所述多个单元电池电压，确定所述多个单元电池是否包括一个或多个问题单元电池；以及响应于确定存在一个或多个问题单元电池执行动作以防止损坏所述一个或多个问题单元电池。在分布式电池功率系统的一个或多个实施例中，所述一个或多个问题单元电池包括至少一个弱单元电池，并且基于所述至少一个弱单元电池的电荷状态、容量和健康状态中的一者或多者来检测所述至少一个弱单元电池。在分布式电池功率系统的一个或多个实施例中，所述一个或多个问题单元电池包括至少一个下垂单元电池（droopingcell），并且响应于相邻单元电池电压之间的差超过作为时间的函数的标准偏差阈值检测到所述至少一个下垂单元电池。在分布式电池功率系统的一个或多个实施例中，电池控制器还可操作以在所述一个或多个问题单元电池在电池组中具有电活性时估计可从电池组获得的总功率。在分布式电池功率系统的一个或多个实施例中，电池控制器还可操作以基于单元电池模型来估计所述一个或多个问题单元电池的安全电流极限和一个或多个安全电压极限；以及基于所述安全电流极限和所述一个或多个安全电压极限来估计可从电池组获得的总功率。在分布式电池功率系统的一个或多个实施例中，电池组是单个电池组或包括并联电连接的两个电池组中的一者。在分布式电池功率系统的一个或多个实施例中，动作是控制所述多个隔离开关组以将所述一个或多个问题单元电池与电池组电隔离。在分布式电池功率系统的一个或多个实施例中，动作是使电池组减载运行以限制流过所述一个或多个问题单元电池的充电电流和放电电流。在分布式电池功率系统的一个或多个实施例中，电池组和电池控制器可安装在运载工具中。本文中提供了一种用于监测分布式电池功率系统的方法。该方法包括：将状态请求从电池控制器发送到电池组，其中，该电池组具有：多个单元电池，其被构造成生成多个单元电池电压；电压电流温度模块，其电连接到所述多个单元电池；以及多个隔离开关组，其电连接在所述多个单元电池之间；响应于所述状态请求，在电池控制器处从电压电流温度模块接收所述多个单元电池电压；响应于所述多个单元电池电压，在电池控制器中确定所述多个单元电池是否包括一个或多个问题单元电池；以及响应于确定存在一个或多个问题单元电池执行动作以防止损坏一个或多个问题单元电池。在该方法的一个或多个实施例中，所述一个或多个问题单元电池包括至少一个弱单元电池，并且基于所述至少一个弱单元电池的电荷状态、容量和健康状态中的一者或多者来检测所述至少一个弱单元电池。在该方法的一个或多个实施例中，所述一个或多个问题单元电池包括至少一个下垂单元电池，并且响应于相邻单元电池电压之间的差超过作为时间的函数的标准偏差阈值检测到所述至少一个下垂单元电池。在一个或多个实施例中，该方法还包括在所述一个或多个问题单元电池在电池组中具有电活性时，在电池控制器中估计可从电池组获得的总功率。在一个或多个实施例中，该方法还包括基于单元电池模型来估计所述一个或多个问题单元电池的安全电流极限和一个或多个安全电压极限；以及基于所述安全电流极限和所述一个或多个安全电压极限来估计可从电池组获得的总功率。在该方法的一个或多个实施例中，电池组是单个电池组或包括并联电连接的两个电池组中的一者。在该方法的一个或多个实施例中，动作是控制所述多个隔离开关组以将所述一个或多个问题单元电池与电池组电隔离。在该方法的一个或多个实施例中，动作是使电池组减载运行以限制流过所述一个或多个问题单元电池的充电电流和放电电流。在该方法的一个或多个实施例中，在运载工具中执行该方法。本文中提供了一种运载工具。该运载工具包括电池组、马达和电池控制器。电池组具有：多个单元电池，其被构造成生成多个单元电池电压；电压电流温度模块，其电连接到所述多个单元电池；以及多个隔离开关组，其电连接在所述多个单元电池之间。马达由电池组供电，并且可操作以推进运载工具。电池控制器与电压电流温度模块通信，并且可操作以：将状态请求发送到电压电流温度模块；响应于状态请求，从电压电流温度模块接收所述多个单元电池电压；响应于所述多个单元电池电压，确定所述多个单元电池是否包括一个或多个问题单元电池；以及响应于确定存在一个或多个问题单元电池执行动作以防止损坏所述一个或多个问题单元电池。在该方法的一个或多个实施例中，动作是以下各项中的一项或多项：控制所述多个隔离开关组以将所述一个或多个问题单元电池与电池组电隔离；以及使电池组减载运行以限制流过所述一个或多个问题单元电池的充电电流和放电电流。本专利技术包括以下技术方案：方案1.一种分布式电池功率系统，其包括：电池组，其具有：多个单元电池，其被构造成生成多个单元电池电压；电压电流温度模块，其电连接到所述多个单元电池；多个隔离开关组，其电连接在所述多个单元电池之间；以及电池控制器，其与所述电压电流温度模块通信，并且可操作以：将状态请求发送到所述电压电流温度模块；响应于所述状态请求，从所述电压电流温度模块接收所述多个单元电池电压；响应于所述多个单元电池电压，确定所述多个单元电池是否包括一个或多个问题单元电池；以及响应于确定存在一个或多个问题单元电池执行动作以防止损坏所述一个或多个问题单元电池。方案2.根据方案1所述的分布式电池功率系统，其中，所述一个或多个问题单元电池包括至少一个弱单元电池，并且基于所述至少一个弱单元电池的电荷状态、容量和健康状态中的一者或多者来检测所述至少一个弱单元电池。方案3.根据方案1所述的分布式电池功率系统，其中，所述一个或多个问题单元电池包括至少一个下垂单元电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分布式电池功率系统，其包括：/n电池组，其具有：/n多个单元电池，其被构造成生成多个单元电池电压；/n电压电流温度模块，其电连接到所述多个单元电池；/n多个隔离开关组，其电连接在所述多个单元电池之间；以及/n电池控制器，其与所述电压电流温度模块通信，并且可操作以：/n将状态请求发送到所述电压电流温度模块；/n响应于所述状态请求，从所述电压电流温度模块接收所述多个单元电池电压；/n响应于所述多个单元电池电压，确定所述多个单元电池是否包括一个或多个问题单元电池；以及/n响应于确定存在一个或多个问题单元电池执行动作以防止损坏所述一个或多个问题单元电池。/n

【技术特征摘要】
20191106 US 16/6757471.一种分布式电池功率系统，其包括：
电池组，其具有：
多个单元电池，其被构造成生成多个单元电池电压；
电压电流温度模块，其电连接到所述多个单元电池；
多个隔离开关组，其电连接在所述多个单元电池之间；以及
电池控制器，其与所述电压电流温度模块通信，并且可操作以：
将状态请求发送到所述电压电流温度模块；
响应于所述状态请求，从所述电压电流温度模块接收所述多个单元电池电压；
响应于所述多个单元电池电压，确定所述多个单元电池是否包括一个或多个问题单元电池；以及
响应于确定存在一个或多个问题单元电池执行动作以防止损坏所述一个或多个问题单元电池。


2.根据权利要求1所述的分布式电池功率系统，其中，所述一个或多个问题单元电池包括至少一个弱单元电池，并且基于所述至少一个弱单元电池的电荷状态、容量和健康状态中的一者或多者来检测所述至少一个弱单元电池。


3.根据权利要求1所述的分布式电池功率系统，其中，所述一个或多个问题单元电池包括至少一个下垂单元电池，并且响应于相邻单元电池电压之间的差超过作为时间的函数的标准偏差阈值检测到所述至少一个下垂单元电池。


4.根据权利要求1所述的分布式电池功率系统，其中，所述电池控制器还可操作以在所述一个或多个问题单元电池在所述电池组中具有电活性时估计可从所述电池组获得的总功率。


5.根据权利要求1所述的分布式电池功率系统，其中，所述电...

【专利技术属性】
技术研发人员：王跃云，G·M·西曼，J·S·皮亚塞基，
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