用于电池串和模块的荷电状态平衡的简化切换制造技术

电池系统包括：至少两个电池模块，其中，所述至少两个电池模块中的每个包括三个电池单元串；以及开关控制模块，所述开关控制模块配置成：分别确定电池单元串的荷电状态（SOC）；基于SOC使用模型预测控制来分别确定阶段的时段；基于SOC使用模型预测控制来分别确定在所述阶段期间所述串将连接到第二正端子和负端子的时段，所述串的时段的确定包括：将所述电池模块中的一个的串中的一个的时段设定为在阶段结束之前结束；以及将所述电池模块中的所述一个的其它两个串的时段设定为在阶段结束时结束。时结束。时结束。

【技术实现步骤摘要】
用于电池串和模块的荷电状态平衡的简化切换


[0001]本公开涉及车辆，且更特别地涉及车辆的电池系统。

技术介绍

[0002]在本部分中提供的信息是为了总体上呈现本公开的上下文的目的。在本部分中描述的程度上，当前署名的专利技术人的工作以及在提交时可能不以其它方式作为现有技术的描述的各方面，既不明示地也不暗示地被认为是针对本公开的现有技术。
[0003]一些类型的车辆仅包括生成推进转矩的内燃发动机。混合动力车辆包括内燃发动机和一个或多个电动马达两者。与如果仅使用内燃发动机相比，一些类型的混合动力车辆利用电动马达和内燃发动机来试图实现更大的燃料效率。与内燃发动机自身可实现的转矩输出相比，一些类型的混合动力车辆利用电动马达和内燃发动机来实现更大的转矩输出。
[0004]一些示例类型的混合动力车辆包括并联混合动力车辆、串联混合动力车辆和其它类型的混合动力车辆。在并联混合动力车辆中，电动马达与发动机并联工作以使发动机的功率和里程优点与电动马达的效率和再生制动优点组合。在串联混合动力车辆中，发动机驱动发电机以生成用于电动马达的电力，并且电动马达驱动变速器。这允许电动马达承担发动机的一些功率职责，这可准许使用更小并且可能更高效的发动机。本申请适用于电动车辆、混合动力车辆和其它类型的车辆。

技术实现思路

[0005]在特征中，一种电池系统，包括：第一正端子、第二正端子和负端子；开关；至少两个电池模块，其中，所述至少两个电池模块中的每个包括三个电池单元串，电池单元串配置成在不同时间：经由开关中的第一开关串联连接并连接到第一正端子；经由开关中的第二开关并联连接并连接到第二正端子；以及从第一正端子和第二正端子两者断开连接；以及开关控制模块，所述开关控制模块配置成：分别确定电池单元串的荷电状态（SOC）；基于SOC使用模型预测控制来分别确定阶段的时段；基于SOC使用模型预测控制来分别确定在所述阶段期间所述串将连接到第二正端子和负端子的时段，所述串的时段的确定包括：将所述电池模块中的一个的串中的一个的时段设定为在阶段结束之前结束；以及将所述电池模块中的所述一个的其它两个串的时段设定为在阶段结束时结束；以及基于阶段的时段和电池单元串的时段来选择性地致动开关。
[0006]在进一步的特征中，所述开关控制模块配置成：使用模型预测控制，将所述阶段中的第一个的第一时段设定为（a）大于和（b）小于所述阶段中的第二个的第二时段中的一个。
[0007]在进一步的特征中，所述开关控制模块配置成：使用模型预测控制，将所述阶段中的第三个的第三时段设定为：（a）大于和（b）小于所述阶段中的第二个的第二时段中的一个；以及（a）大于和（b）小于所述阶段中的第一个的第一时段中的一个。
[0008]在进一步的特征中，所述开关控制模块配置成：使用模型预测控制，将所述阶段中的第一个、第二个和第三个的第一时段、第二时段和第三时段设定为彼此不同的值。
[0009]在进一步的特征中，所述开关控制模块进一步配置成：将所述电池模块中的第二个的串中的第二个的时段设定为在第二阶段结束之前结束；以及将所述电池模块中的第二个的其它两个串的时段设定为在第二阶段结束时结束。
[0010]在进一步的特征中，所述开关控制模块配置成致动开关并且：在电池模块中的一个充电期间基于电池模块中的所述一个的串中的一个的SOC在阶段开始时大于电池模块中的所述一个的其它串的SOC，将电池模块中的所述一个的串中的所述一个在该阶段结束之前断开连接；以及将电池模块中的所述一个的其它串在该阶段结束时断开连接。
[0011]在进一步的特征中，所述开关控制模块配置成致动开关并且：在电池模块中的一个放电期间基于电池模块中的所述一个的串中的一个的SOC在阶段开始时小于电池模块中的所述一个的其它串的SOC，将电池模块中的所述一个的串中的所述一个在该阶段结束之前断开连接；以及将电池模块中的所述一个的其它串在该阶段结束时断开连接。
[0012]在进一步的特征中，所述开关控制模块配置成基于最小化电池单元串的SOC之间的误差来确定阶段的时段和串的时段。
[0013]在进一步的特征中，误差是电池单元串的SOC之间的平方误差。
[0014]在进一步的特征中，电池单元串中的每个包括串联连接的多个电池单元。
[0015]在进一步的特征中，所述多个电池单元包括四个3伏电池单元。
[0016]在进一步的特征中，所述开关控制模块配置成控制开关，使得电池单元串中的一个不同时连接到第一正端子和第二正端子两者。
[0017]在进一步的特征中：第一正端子配置成输出第一参考电势；第二正端子配置成输出第二参考电势；并且第一参考电势大于第二参考电势。
[0018]在特征中，一种用于电池的方法，包括：分别确定至少两个电池模块的电池单元串的荷电状态（SOC），其中，所述至少两个电池模块中的每个包括三个电池单元串，电池单元串配置成在不同时间：经由开关中的第一开关串联连接并连接到第一正端子；经由开关中的第二开关并联连接并连接到第二正端子；以及从第一正端子和第二正端子两者断开连接；以及基于SOC使用模型预测控制来分别确定阶段的时段；基于SOC使用模型预测控制来分别确定在所述阶段期间所述串将连接到第二正端子和负端子的时段，所述串的时段的确定包括：将所述电池模块中的一个的串中的一个的时段设定为在阶段结束之前结束；以及将所述电池模块中的所述一个的其它两个串的时段设定为在阶段结束时结束；以及基于阶段的时段和电池单元串的时段来选择性地致动开关。
[0019]在进一步的特征中，确定阶段的时段包括：将所述阶段中的第一个的第一时段设定为（a）大于和（b）小于所述阶段中的第二个的第二时段中的一个。
[0020]在进一步的特征中，确定阶段的时段进一步包括：将所述阶段中的第三个的第三时段设定为：（a）大于和（b）小于所述阶段中的第二个的第二时段中的一个；以及（a）大于和（b）小于所述阶段中的第一个的第一时段中的一个。
[0021]在进一步的特征中，确定阶段的时段包括：将所述阶段中的第一个、第二个和第三个的第一时段、第二时段和第三时段设定为彼此不同的值。
[0022]在进一步的特征中，确定串的时段包括：将所述电池模块中的第二个的串中的第二个的时段设定为在第二阶段结束之前结束；以及将所述电池模块中的第二个的其它两个串的时段设定为在第二阶段结束时结束。
[0023]在进一步的特征中，选择性地致动开关包括：致动开关并且：在电池模块中的一个充电期间基于电池模块中的所述一个的串中的一个的SOC在阶段开始时大于电池模块中的所述一个的其它串的SOC，将电池模块中的所述一个的串中的所述一个在该阶段结束之前断开连接；以及将电池模块中的所述一个的其它串在该阶段结束时断开连接。
[0024]在进一步的特征中，选择性地致动开关包括：致动开关并且：在电池模块中的一个放电期间基于电池模块中的所述一个的串中的一个的SOC在阶段开始时小于电池模块中的所述一个的其它串的SOC，将电池模块中的所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电池系统，包括：第一正端子、第二正端子和负端子；开关；至少两个电池模块，其中，所述至少两个电池模块中的每个包括三个电池单元串，电池单元串配置成在不同时间：经由开关中的第一开关串联连接并连接到第一正端子；经由开关中的第二开关并联连接并连接到第二正端子；以及从第一正端子和第二正端子两者断开连接；以及开关控制模块，所述开关控制模块配置成：分别确定电池单元串的荷电状态（SOC）；基于SOC使用模型预测控制来分别确定阶段的时段；基于SOC使用模型预测控制来分别确定在所述阶段期间所述串将连接到第二正端子和负端子的时段，所述串的时段的确定包括：将所述电池模块中的一个的串中的一个的时段设定为在阶段结束之前结束；以及将所述电池模块中的所述一个的其它两个串的时段设定为在阶段结束时结束；以及基于阶段的时段和电池单元串的时段来选择性地致动开关。2.根据权利要求1所述的电池系统，其中，所述开关控制模块配置成：使用模型预测控制，将所述阶段中的第一个的第一时段设定为（a）大于和（b）小于所述阶段中的第二个的第二时段中的一个。3.根据权利要求2所述的电池系统，其中，所述开关控制模块配置成：使用模型预测控制，将所述阶段中的第三个的第三时段设定为：（a）大于和（b）小于所述阶段中的第二个的第二时段中的一个；以及（a）大于和（b）小于所述阶段中的第一个的第一时段中的一个。4.根据权利要求1所述的电池系统，其中，所述开关控制模块配置成：使用模型预测控制，将所述阶段中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM，
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：