电动车辆电池中的析锂检测和缓解制造技术

本公开提供了“电动车辆电池中的析锂检测和缓解”。一种车辆包括牵引电池和控制器。所述控制器被编程为响应于在某一驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量与在先前驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量相差了阈值百分比，控制所述牵引电池以减少析锂。

【技术实现步骤摘要】
电动车辆电池中的析锂检测和缓解
本公开涉及检测和缓解牵引电池中的析锂。
技术介绍
电动化车辆(诸如混合动力、插电式混合动力和电池电动车辆)使用由牵引电池供电的电机来驱动车辆动力传动系统。例如，电池的充电和放电造成电化学过程，所述电化学过程影响可用于为车辆供电的电荷并且可能随环境条件和工况(诸如电池荷电状态(SOC)、温度、电池单元平衡和充电/放电速率或电流)而变化。在锂离子(Li离子)电池中，金属锂在一些工况下可能会沉积在电池单元的阳极上，这可能会影响电池性能。电池在低操作温度和高充电电流下特别地易受此过程(称为析锂)影响，但在其他环境条件和工况下也可能会发生析锂。续航里程焦虑通常会妨碍电动化车辆的采用，并且是指客户担心没有足够的电池电量来到达特定目的地，或者必须等待数个小时来对电池再充电。已经开发了各种充电策略来为电池耗尽的车辆或当驾驶员没有足够的时间可供进行常规的充电时提供更快的充电。然而，这些充电策略可能会造成析锂，特别是当在低温下充电时。
技术实现思路
根据一个实施例，一种车辆包括牵引电池和控制器。所述控制器被编程为响应于在某一驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量与在先前驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量相差了阈值百分比，控制所述牵引电池以减少析锂。根据另一个实施例，一种车辆包括牵引电池和控制器。所述控制器被编程为：在某一驾驶循环期间存储所述牵引电池的电压数据和电流数据；以及响应于从所述电压数据和所述电流数据得出的在所述驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量与在先前驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量相差了阈值百分比，在所述驾驶循环之后，执行所述牵引电池的探测循环。所述控制器还被编程为响应于在所述探测循环期间确定的所述牵引电池的容量比所述牵引电池的标定容量小另一个阈值百分比，控制所述牵引电池以减少析锂。根据又一个实施例，一种车辆包括牵引电池和控制器。所述控制器被编程为：在某一驾驶循环期间存储所述牵引电池的电压数据和电流数据；以及响应于所述驾驶循环结束，基于所述电压数据和所述电流数据来计算所述驾驶循环的第一动态电阻。所述控制器将所述第一动态电阻与来自先前驾驶循环的所述牵引电池的第二动态电阻进行比较，并且响应于所述第一电阻比所述第二电阻超出了第一阈值百分比，基于所述电流数据来计算在所述驾驶循环内所述牵引电池的第一容量。所述控制器还被编程为响应于所述第一容量比来自所述先前驾驶循环的所述牵引电池的第二容量小第二阈值百分比，运行所述电池的探测循环以检测所述牵引电池的析锂。如果所述探测循环检测到析锂，则控制所述牵引电池以减少所述析锂。附图说明图1是示出电动化车辆的框图。图2A和图2B示出了用于检测和缓解析锂的算法的流程图。图3是在驾驶循环期间收集的牵引电池的电压数据和电流数据的曲线图。具体实施方式根据需要，本文中公开了详细实施例；然而，应理解，所公开的实施例仅表示所要求保护的主题并且可以各种且替代的形式体现。附图不一定按比例绘制；一些特征可能会放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中公开的具体的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅被解释为教导本领域的技术人员以不同方式采用实施例的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解，参考附图中的任一者示出和描述的各种特征可与一个或多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确地示出或描述的实施例。所示的特征的组合提供用于典型的应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实施方式，可能期望与本公开的教导一致的对特征的各种组合和修改。本公开的实施例可包括各种内部电路和外部电路或其他电气装置。所有对电路和其他电气装置以及由它们每一者提供的功能性的提及并不旨在限于仅涵盖本文中示出和描述的内容。尽管可将特定标签分配给所公开的各种电路或其他电气装置，但此类标签并不旨在限制电路和其他电气装置的操作范围。此类电路和其他电气装置可基于所期望的特定类型的电气实施方式来彼此组合和/或以任何方式分离。应认识到，本文中公开的任何电路或其他电气装置可包括任何数量的分立的无源部件和有源部件，诸如电阻器、电容器、晶体管、放大器、模拟/数字转换器(ADC或A/D转换器)、微处理器、集成电路、非暂时性存储器装置(例如，快闪存储器、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)或它们的任何合适的变型)以及彼此配合以执行本文中公开的操作的软件。另外，电气装置中的任一者或多者可被配置为执行计算机程序，所述计算机程序体现在非暂时性计算机可读存储介质中，所述计算机程序包括对计算机或控制器进行编程以执行所公开的任何数量的功能的指令。图1是代表性电动化车辆实施例的框图，所述电动化车辆实施例具有被编程为检测并缓解析锂的至少一个控制器。尽管此代表性实施例中示出了具有内燃发动机的插电式混合动力车辆，但本领域的普通技术人员将认识到，所公开的实施例也可用于其他类型的电动化车辆。本文中公开的系统和方法独立于特定车辆动力传动系统，但例外情况也是本领域的普通技术人员显而易见的。例如，控制发动机以减小供应给牵引电池的电流将不适用于纯电动车辆。代表性车辆应用可包括混合动力车辆、电动车辆或具有经受与析锂相关联的性能劣化的电池的任何其他类型的车辆。在图1中示出的代表性实施方式中，插电式混合动力电动车辆112可包括机械地连接到变速器116的一个或多个电机114。电机114可能能够作为马达或发电机来操作。对于混合动力车辆，变速器116机械地连接到内燃发动机118。变速器116还机械地连接到驱动轴120，所述驱动轴机械地连接到车轮122。本文中的描述同样地适用于电池电动车辆(BEV)，其中混合动力变速器116可为连接到电机114的齿轮箱，并且发动机118可如先前所描述那样被省略。无论发动机118是否正在进行操作，电机114都可提供推进和减速能力。电机114还用作发电机并且可通过在回收原本通常在再生制动期间在摩擦制动系统中作为热量损失的能量来提供燃料经济性益处。对于混合动力或电动车辆应用，牵引电池或牵引电池组124将能量存储在连接在一起的多个单独的电池单元中，以对电机114提供期望的电压和充电容量。在一个实施例中，电池组124包括锂离子电池单元阵列。析锂(在本文中也称为“镀覆(plating)”)是指这样的过程：金属锂沉积在电池单元的负电极或阳极上并且可能会引起长期效应(诸如容量损失、阻抗增大、效率降低，以及例如在一些情况下的内部短路)，这取决于沉积的锂的特定结构特性。一定程度的镀覆在称为剥离的过程期间可能会逆转。不可逆的镀覆可能会造成电池阳极的永久性变化。可使用对电池充电和放电的控制来剥离可逆地镀覆的阳极以及减少或消除附加镀覆。电池单元在低温、高荷电状态(SOC)和高充电速率(高电流)下充电期间特别地易受镀覆影响。因此，对电池和/或车辆的控制可包括控制牵引电池电流以减少或逆转(剥离)析锂。电池组124典型地向高电压总线150提供高电压DC输出，但电压和电流可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，所述车辆包括：/n牵引电池；以及/n控制器，所述控制器被编程为：/n在某一驾驶循环期间存储所述牵引电池的电压数据和电流数据，/n响应于从所述电压数据和所述电流数据得出的在所述驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量与在先前驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量相差了阈值百分比，在所述驾驶循环之后，执行所述牵引电池的探测循环，以及/n响应于在所述探测循环期间确定的所述牵引电池的容量比所述牵引电池的标定容量小另一个阈值百分比，控制所述牵引电池以减少析锂。/n

【技术特征摘要】
20191122 US 16/692,7261.一种车辆，所述车辆包括：
牵引电池；以及
控制器，所述控制器被编程为：
在某一驾驶循环期间存储所述牵引电池的电压数据和电流数据，
响应于从所述电压数据和所述电流数据得出的在所述驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量与在先前驾驶循环内所述牵引电池的动态电阻和容量相差了阈值百分比，在所述驾驶循环之后，执行所述牵引电池的探测循环，以及
响应于在所述探测循环期间确定的所述牵引电池的容量比所述牵引电池的标定容量小另一个阈值百分比，控制所述牵引电池以减少析锂。


2.如权利要求1所述的车辆，其中所述动态电阻使用所述电压数据和所述电流数据的线性回归来进行计算。


3.如权利要求1所述的车辆，其中所述驾驶循环的所述容量是基于所述电流数据的积分。


4.如权利要求1所述的车辆，其中所述探测循环在所述车辆的钥匙关闭期间执行，其中所述探测循环包括使所述牵引电池放电。


5.如权利要求4所述的车辆，其中所述放电是以恒定速率。


6.如权利要求1所述的车辆，其中所述控制所述牵引电池以减少析锂包括降低所述牵引电池的充电速率。


7.如权利要求1所述的车辆，所述车辆还包括充电端口，所述充电端口电连接到所述牵引电池并且被配置为从充电站接收壁电力。


8.一种车辆，所述车辆包括：
牵引电池；以及
控制器，所述控制器被编程为：
在某一驾驶循环期间存储所述牵引电池的电压数据和电流数据，
响应于所述驾驶循环结束，基于所述电压数据和所述电流数据来计算所述驾驶循环...

【专利技术属性】
技术研发人员：萨蒂什·B·奇卡南纳瓦尔，乔纳森·陶，马修·艾伦·托迈，克里斯汀·爱德华·谢弗，凯文·范德拉恩，
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