电池组多单元状态估计制造技术

本公开提供了“电池组多单元状态估计”。一种控制器根据由指示牵引电池的荷电状态并由条形Δ滤波器根据平衡电流进行更新的输出限定的功率限制对所述牵引电池进行放电。所述平衡电流与所述牵引电池的串联连接单元串中的每个单元相关联并且表示通过所述单元的估计电流与所述串的总电流的偏差。电流与所述串的总电流的偏差。电流与所述串的总电流的偏差。

【技术实现步骤摘要】
电池组多单元状态估计


[0001]本公开涉及车辆电池的电气参数的监测。

技术介绍

[0002]一些车辆使用电池作为推进的能量源。在电动车辆中，最大行程的估计通常是系统效率、剩余可用能量和电池荷电状态(SOC)的函数。然而，基于此类的最大行程可能仅在理想条件下是准确的。另一种估计是可用功率，也称为功率容量或功率状态(SOP)。此估计量化了在给定时间范围内可从电池插入(充电)或提取(放电)的功率量。电池SOC和SOP的准确估计依赖于在单元水平估计这些量的能力，虽然许多电动车辆同时估计电池组的SOP和SOC，但它们可能缺乏对电池单元的必要见解。

技术实现思路

[0003]一个实施例是一种汽车电池系统。所述电池系统包括牵引电池和控制器。所述牵引电池包括串联连接单元串。所述控制器被编程为实现条形Δ滤波器。所述条形Δ滤波器被配置为根据与所述单元中的每个单元相关联的平衡电流，更新来自所述牵引电池的模型的指示所述牵引电池的荷电状态的输出，所述平衡电流表示通过所述单元的估计电流与所述串的总电流的偏差。所述控制器还被编程为根据由所更新输出限定的功率限制对电池进行充电和放电中的一者。
[0004]一种方法包括：经由条形Δ滤波器，根据与牵引电池的每个单元相关联的平衡电流，更新来自所述牵引电池的模型的指示所述牵引电池的荷电状态的输出，所述平衡电流表示通过所述电池单元的估计电流与所述单元的串的总电流的偏差，以及根据由所更新输出限定的功率限制对所述牵引电池进行放电(或充电)。
[0005]一种汽车控制系统具有控制器，所述控制器根据由指示牵引电池的荷电状态并由条形Δ滤波器根据与牵引电池的串联连接单元串中的每个单元相关联的平衡电流进行更新的输出限定的功率限制对所述牵引电池进行充电或放电，所述平衡电流表示通过所述单元的估计电流与所述串的总电流的偏差。
附图说明
[0006]图1示出了电池参数估计方案。
[0007]图2示出了功率估计算法。
[0008]图3示出了低估功率估计算法。
[0009]图4示出了复杂功率估计算法。
具体实施方式
[0010]本文描述了实施例。然而，应理解，所公开的实施例仅是示例并且其他实施例可以采用不同和替代的形式。附图不一定按比例绘制。一些特征可能会被放大或最小化以示出
特定部件的细节。因此，本文所公开的具体结构细节和功能细节不应被解释为是限制性的，而是仅仅作为教导本领域技术人员的代表性基础。
[0011]任何一个附图示出并参考任何一个附图描述的各个特征可以结合一个或多个其他附图中示出的特征以产生未明确示出或描述的实施例。所示特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，对于特定的应用或实现方式，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。
[0012]一般来讲，车辆电池可用于向车辆内的推进系统提供扭矩。车辆电池可以是牵引电池。车辆电池可用于存储电能。此外，车辆电池可用于将存储的电能转换成机械能以推进车辆。在一些实施例中，电池可被建模为具有第一RC电路和第二RC电路。电池可具有与第一RC电路相对应的第一电容器，以及与第二RC电路相对应的第二电容器。
[0013]车辆电池可包括多个电池段。电池段可至少部分地由电池单元限定。因此，车辆电池可包括多个电池单元。在一些实施例中，多个电池单元中的至少两个电池单元是串联的。在此类实施例中，可对两个电池单元的电势求和。替代地或另外地，多个电池单元中的至少两个电池单元是并联的。在此类实施例中，可对电流求和。车辆电池可具有多个传感器。传感器中的一个可确定与电池有关的量度(诸如输入电流、电压和温度)并将其提供给车辆控制器。另外地或替代地，电池段可至少部分地由电池单元阵列限定。阵列可为一组电池单元。阵列可包括与另一电池单元串联设置或与另一电池单元并联设置中的至少一者的电池单元。在一些实施例中，车辆可具有多个电池阵列。
[0014]车辆电池可设置在车辆电力网络中。电力网络可被配置为促进车辆内的电力电子器件之间的电气连通。电力网络可使用多种电气总线网络来促进连通。电气总线网络中的一者可以是高压总线网络。高压总线网络可被配置为向需要高压的电气部件提供DC电力。例如，高压总线网络可被配置为具有500伏的电势差。高压总线网络可被配置为与车辆电池直接电气连通。电气总线网络中的另一者可以是低压总线网络。低压总线网络可被配置为向需要低压的电气部件提供DC电力。例如，低压总线网络可被配置为具有12伏的电势差。低压总线网络可与补充电池直接电气连通。电力网络可具有转换器。转换器可被配置为将具有第一组电气参数的电力转换成具有第二组电气参数的电。例如，转换器可被配置为将具有500伏的电力转换为具有12伏的电力。电力网络可包括公共接地。接地可被配置为充当低电势源以促进电流的流动。在一些实施例中，高压总线网络与低压总线网络共享公共接地。替代地，电力网络可具有多个电气接地。
[0015]电力网络还可包括多个电气参数传感器。多个电气参数传感器可与车辆电池电连通。多个电气参数传感器可被配置为确定电池段的电气参数。例如，电气参数传感器可被配置为确定电池单元的电气参数。多个电气参数传感器可被配置为确定电势、电流、电容、电感、电相或频率等中的一者控制器可使用来自多个电气参数传感器的确定来确定电力网络的其他电气参数。例如，控制器可使用电势确定和电流确定来估计电力网络内的电力。
[0016]控制器可具有存储器系统和处理器。存储器系统可被配置为存储诸如程序、算法、方法等指令集。存储器系统还可被配置为接收、监测和存储呈现给控制器的值。此外，存储器可用作数据库。因此，存储器可创建、存储和编辑存储在数据库中的数据。数据库可定义时间表。替代地或另外地，数据库可定义多个时间表。时间表可包括用作用于操作装置的参考的条目。处理器可被配置为执行指令集。控制器可被配置为从外部源接收指示信息的信
号，所述外部源包括但不限于传感器、装置和其他控制器。控制器可被配置为通过各种方式(包括电连通和电磁连通)接收信息。此外，车辆可包括多个控制器。
[0017]控制器可以是车辆控制器。因此，控制器可与车辆的发动机、车辆电池、传动系、排气系统、发电机和马达连通。控制器还可与包括再生制动系统和摩擦制动系统的制动系统连通。控制器可被配置为从车辆的部件中的每一个检索值，诸如发动机转速、电池荷电状态、车辆扭矩、排气流量和车辆电力网络的状况。
[0018]图1示出了电池参数估计方案100。电池单元估计算法100可包括多个子例程。电池单元估计算法100可具有平均单元估计例程103和目标单元估计例程118。
[0019]平均单元估计例程103可部分地由卡尔曼滤波器算法组成。平均单元估计例程103可被配置为接收电池组电流值106和电池温度值109。平均单元估计例程103可使用电池组电流值106和电池温度值109中的一者来计算平均单元电压值121和平均单元状态向量115。为了计算平均单元电压值121和平均单元状态向量115，平均单元估计例程103本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种汽车电池系统，其包括：牵引电池，所述牵引电池包括串联连接单元串；以及控制器，所述控制器被编程为实现条形Δ滤波器，所述条形Δ滤波器被配置为根据与所述单元中的每个单元相关联的平衡电流，更新来自所述牵引电池的模型的指示所述牵引电池的荷电状态的输出，所述平衡电流表示通过所述单元的估计电流与所述串的总电流的偏差，以及根据至少部分地由所更新输出限定的功率限制对所述牵引电池进行充电和放电中的一者。2.如权利要求1所述的汽车电池系统，其中所述更新包括将所述串的测量平均电压与来自所述模型的所述串的估计平均电压进行比较，并且其中响应于所述测量平均电压和所述估计平均电压之间的差值，根据所述差值更新所述条形Δ滤波器的条形滤波器部分的参数。3.如权利要求2所述的汽车电池系统，其中所述更新包括将所述单元中的一个单元的测量电压与来自所述模型的所述单元中的所述一个单元的估计电压进行比较，并且其中响应于所述测量电压和所述估计电压之间的差值，根据所述差值更新所述条形Δ滤波器的Δ滤波器部分的参数。4.如权利要求3所述的汽车电池系统，其中所述估计电压取决于所述条形滤波器部分的输出。5.如权利要求1所述的汽车电池系统，其中所述单元中的每个单元具有与其相关联的对应Δ滤波器部分。6.如权利要求1所述的汽车电池系统，其中输入到所述条形Δ滤波器的电流包括平均平衡值，所述平均平衡值表示通过所述单元的所述估计电流与所述串的总电流的平均偏差。7.如权利要求1所述的汽车电池系统，其中输入到所述条形Δ滤波器的电流包括Δ平衡值，对于所述单元中的每个单元，所述Δ平衡值表示通过所述单元的所述估计电流与所述串的总电流的偏差。8.一种方法，其包括：经由条形Δ滤波器，根...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：