氣參數(shù)提供給電池控制系統(tǒng)104和/或一個或多個 其他系統(tǒng)。使用這些電氣參數(shù)，電池控制系統(tǒng)104和/或任何其他合適的系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)電 池系統(tǒng)102的操作(例如，充電操作、放電操作、平衡操作等等)。在某些實(shí)施例中，電池控制 系統(tǒng)104和/或一個或多個傳感器106可以將一個或多個電氣參數(shù)提供給運(yùn)載工具計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)108和/或外部計(jì)算機(jī)系統(tǒng)110。基于某些測量到的電氣參數(shù)，電池控制系統(tǒng)104、運(yùn) 載工具計(jì)算機(jī)系統(tǒng)108和/或任何其他合適的系統(tǒng)可以利用本文中公開的方法來計(jì)算電池 系統(tǒng)102和/或其任何構(gòu)成單元114的狀態(tài)。
[0049] 圖2圖解說明根據(jù)本文中公開的實(shí)施例的用于監(jiān)測電池組202的狀態(tài)的系統(tǒng)200 的概念性框圖。在某些實(shí)施例中，可以包括系統(tǒng)200的一個或多個元件，作為電池控制系 統(tǒng)、運(yùn)載工具計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或任何其他系統(tǒng)和/或系統(tǒng)組合的一部分。下文參照圖3-6 更具體地論述圖2中圖解說明的系統(tǒng)200的某些元件。
[0050] 在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)200可以使用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如，電子控制單元("E⑶")）來 具體體現(xiàn)，這個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行一些能實(shí)施本文中公開的系統(tǒng)和方法的軟件方法。系統(tǒng)200 可以利用狀態(tài)觀測器來確定電池組202的狀態(tài)。狀態(tài)觀測器可以基于測量到的參數(shù)(例如， 電壓和/或電流)來提供對電池組202的內(nèi)部狀態(tài)的評估。在某些實(shí)施例中，狀態(tài)觀測器可 以配置成在參數(shù)矩陣210中填充一些信息，這些信息可以用于評估電池系統(tǒng)202的狀態(tài)，例 如電路模型208中包括的電阻。根據(jù)本文中公開的實(shí)施例，狀態(tài)觀測器可以包括龍伯格觀 測器，但是應(yīng)當(dāng)明白，也可以配合本文中公開的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例利用其他合適的類型 的狀態(tài)觀測器。
[0051] 在某些實(shí)施例中，可以通過電路模型208為電池組202建模。根據(jù)本文中公開的實(shí) 施例，電路模型208可以使用一種具有定義的(例如，預(yù)定義的）時間常數(shù)的多RC設(shè)計(jì)。多 RC電路模型208可以設(shè)計(jì)成為實(shí)際電池組202的0CV和/或阻抗建模。除了其他方面，利 用多RC電路模型208可以減少狀態(tài)和/或參數(shù)確定的計(jì)算上的要求，和/或可以允許在寬 泛的頻率范圍上為阻抗建模。在某些實(shí)施例中，在給定了多RC電路模型208的定義的時間 常數(shù)和R參數(shù)的情況下，可以利用多RC電路模型208基于建模的0CV228和建模的阻抗來 確定建模的電壓212。
[0052] 可以計(jì)算實(shí)際電池組202的建模電壓212與測量到的電壓214之間的差值216， 并且將差值216提供給ARTFC模塊218。而且，可以向ARTFC模塊218提供電流信號602。 ARTFC模塊218可以將這個電流信號轉(zhuǎn)換成相關(guān)的頻域信號?？梢詫㈩l域信號的AC分量 提供給參數(shù)矩陣210,以便更新多RC電路模型208的R參數(shù)，在某些實(shí)施例中，該參數(shù)矩陣 210可以是龍伯格矩陣?？梢詫㈩l域信號的DC分量216提供給S0C模型222,用于配合執(zhí) 行基于電壓的校正使用。
[0053] 在一些實(shí)施例中，系統(tǒng)200可以使用一種混合技術(shù)，該混合技術(shù)利用基于Ah的S0C 確定和基于0CV的S0C校正來評估電池組202的狀態(tài)。例如，可以將電池組202的測量到 的電流信號提供給安培-小時("Ah")計(jì)算模塊220,該Ah計(jì)算模塊220配置成計(jì)算和輸出 相關(guān)的Ah信號?？梢詫⑦@個信號連同DC電壓差信號216 -起提供給混合模塊222,混合模 塊222配置成輸出相關(guān)的S0C信號224?？梢岳肈C電壓差信號216作為基于電壓的Ah 校正信號，并且在計(jì)算S0C信號224時，可以使Ah計(jì)算模塊220所提供的Ah信號相應(yīng)地偏 移。
[0054] 在某些實(shí)施例中，可以將S0C信號224提供給查詢表226。這個查詢表可以表示特 定電池單元類型的具體特性。在一些實(shí)施例中，查詢表226可以將給定的S0C信號224轉(zhuǎn) 換成對應(yīng)的穩(wěn)態(tài)0CV228。
[0055] 圖3圖解說明根據(jù)本文中公開的實(shí)施例的用于為電池系統(tǒng)建模的多RC電路模 型208。如上所述，多RC電路模型208可以設(shè)計(jì)成為實(shí)際電池系統(tǒng)的0CV和阻抗建模， 以產(chǎn)生建模電壓。在某些實(shí)施例中，多RC電路模型208可以包括電阻為RQ-U^多個電 阻器302-310,以及與這些電阻器302-310形成相關(guān)的時間常數(shù)t^ ^的多個電容器 312-318。電阻器304-310可以分別與電容器312-318并聯(lián)安置，其中每個電阻器與電容器 對(例如,304和312、306和314、308和316以及310和318)串聯(lián)安置。
[0056] 在一些實(shí)施例中，可以定義(例如，預(yù)定義）時間常數(shù)。除了其他方面，定 義時間常數(shù)可以定義頻率范圍，在這個頻率范圍中，模型208的阻抗可以適配成 電池組的真實(shí)阻抗。在某些實(shí)施例中，可以根據(jù)下面提供的方程1來表達(dá)每個RC對的特 性截止頻率。在某些實(shí)施例中，這多個時間常數(shù)可以使得頻率范圍具有某個范圍和粒度：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種確定電池系統(tǒng)的細(xì)分部分的狀態(tài)的方法，所述方法包括： 從所述細(xì)分部分接收電流測量信號； 接收與所述細(xì)分部分的測量到的開路電壓和從所述細(xì)分部分的模型產(chǎn)生的建模開路 電壓之間的差值相關(guān)的差值信號； 至少部分地基于所述差值信號向接收到的電流測量信號應(yīng)用校正，以產(chǎn)生校正后的電 流測量信號；以及 基于所述校正后的電流測量信號評估所述細(xì)分部分的狀態(tài)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述細(xì)分部分的所述狀態(tài)包括所述細(xì)分部分的 充電狀態(tài)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述細(xì)分部分包括所述電池系統(tǒng)的電池單元。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述細(xì)分部分包括所述電池系統(tǒng)的電池組。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述細(xì)分部分的所述模型包括多RC電路模型，所 述多RC電路模型包括多個電阻器和多個電容器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述多個電容器中的每一個具有與預(yù)定義的時 間常數(shù)相關(guān)的電容。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述多個電阻器中的每一個具有基于所述細(xì)分 部分的測量到的參數(shù)而評估的電阻。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，使用狀態(tài)觀測器來評估所述電阻，所述電阻是所 述狀態(tài)觀測器的狀態(tài)參數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述狀態(tài)觀測器包括龍伯格觀測器。
10. -種非暫時性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括多個指令，所述指令在被處理器執(zhí)行時，使得 所述處理器執(zhí)行確定電池系統(tǒng)的細(xì)分部分的狀態(tài)的方法，所述方法包括： 從所述細(xì)分部分接收電流測量信號； 接收與所述細(xì)分部分的測量到的開路電壓和從所述細(xì)分部分的模型產(chǎn)生的建模開路 電壓之間的差值相關(guān)的差值信號； 至少部分地基于所述差值信號向接收到的電流測量信號應(yīng)用校正，以產(chǎn)生校正后的電 流測量信號；以及 基于所述校正后的電流測量信號評估所述細(xì)分部分的狀態(tài)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了用于電池狀態(tài)評估的系統(tǒng)和方法。所呈現(xiàn)的系統(tǒng)和方法用于利用自適應(yīng)電池模型來評估電池狀態(tài)。所述模型可以利用多RC電路模型，所述多RC電路模型設(shè)計(jì)成表示實(shí)際電池系統(tǒng)的開路電壓和/或阻抗?？梢岳脿顟B(tài)觀測器來配合評估與電池系統(tǒng)的模型相關(guān)的參數(shù)，例如，多RC電路模型中的電阻。本文中公開的系統(tǒng)和方法可以進(jìn)一步采用一種混合技術(shù)，所述混合技術(shù)在評估電池系統(tǒng)的狀態(tài)時利用基于Ah的SOC確定和基于OCV的SOC確定。
【IPC分類】G01R31-36
【公開號】CN104820189
【申請?zhí)枴緾N201510054628
【發(fā)明人】J.倫斯, R.C.巴拉蘇
【申請人】通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年2月3日
【公告號】DE102015101185A1, US20150219726