用于估算電池堆容量的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開(kāi)設(shè)及用于估算電池堆的容量的系統(tǒng)和方法。更具體地但是非排它地，在本 文公開(kāi)的所述系統(tǒng)和方法設(shè)及通過(guò)統(tǒng)計(jì)地分析電池堆電壓的動(dòng)態(tài)測(cè)量量來(lái)估算電池堆的 容量。
【背景技術(shù)】
[0002] 載客交通工具通常包括用于操作交通工具的電氣和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的特征的電力 電池。例如，交通工具通常包括12V的鉛酸汽車(chē)電池，該鉛酸汽車(chē)電池被配置為將電能提供 給交通工具啟動(dòng)器系統(tǒng)(例如，啟動(dòng)器馬達(dá))、照明系統(tǒng)和/或點(diǎn)火系統(tǒng)。在電動(dòng)、燃料電池 單元("FC")和/或混合動(dòng)力車(chē)輛中，高電壓("HV")電池系統(tǒng)(例如，360VHV電池系統(tǒng)）可 被用于為交通工具的電力動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部件(例如，電力驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等)供能。例如，包括在交 通工具中的HV可再充電的儲(chǔ)能系統(tǒng)("ESS")可被用于為交通工具的電力動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)部 件供能。
[0003] 監(jiān)測(cè)電池系統(tǒng)的容量可允許基于該樣的信息作出更精確的電池系統(tǒng)控制和/或 管理決策，從而改進(jìn)整體電池性能。精確地知道電池系統(tǒng)的容量可進(jìn)一步允許改進(jìn)的診斷 和/或預(yù)知方法，W識(shí)別潛在的電池系統(tǒng)的問(wèn)題。但是，用于估算電池系統(tǒng)的容量的常規(guī)方 法對(duì)于估算利用混合陰極化學(xué)作用的電池系統(tǒng)(例如，鑲鋪鉆和裡鋪氧化物化學(xué)作用等等） 的容量來(lái)說(shuō)不是特別精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本文公開(kāi)的系統(tǒng)和方法可提供用于更精確地確定和/或估算電池系統(tǒng)的容量，從 而改進(jìn)電池系統(tǒng)的控制、管理和診斷決策。在某些實(shí)施例中，本文公開(kāi)的所述系統(tǒng)和方法可 通過(guò)統(tǒng)計(jì)地分析電池系統(tǒng)的電壓的動(dòng)態(tài)測(cè)量量來(lái)估算電池系統(tǒng)的容量。
[0005] 根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例，可W由電池系統(tǒng)的端子電壓測(cè)量量計(jì)算數(shù)據(jù)偏度（data skewness)的測(cè)量量。所述端子電壓測(cè)量量的數(shù)據(jù)偏度中的拐點(diǎn)可W與電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的 轉(zhuǎn)變點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)。該些轉(zhuǎn)變點(diǎn)可W與由所述電池系統(tǒng)的測(cè)試和/或表征確定的已知電荷狀態(tài) (S0C)相關(guān)聯(lián)。使用檢測(cè)的轉(zhuǎn)變和相關(guān)聯(lián)的S0C、W及所述轉(zhuǎn)變之間累積電荷的指示，可計(jì) 算所述電池系統(tǒng)的估算容量。
[0006] 在某些實(shí)施例中，估算電池堆的容量的方法可包括；接收電池堆的端子電壓測(cè)量 信息(例如，來(lái)自電壓傳感器等)。可基于電池堆的端子電壓測(cè)量信息來(lái)計(jì)算偏度信息。第 一拐點(diǎn)可W在所述偏度信息中被識(shí)別，且可W基于所述第一拐點(diǎn)(例如，基于與所述拐點(diǎn)相 關(guān)聯(lián)的端子電壓）來(lái)確定所述電池堆的第一S0C。
[0007] 所述電池堆的第二S0C可被確定。在某些實(shí)施例中，所述第一和第二S0C可被表 示為所述電池堆的總S0C的百分比。在一些實(shí)施例中，所述第二S0C可W與充電終止和/ 或電荷耗盡水平相關(guān)聯(lián)。在進(jìn)一步的實(shí)施例中，可基于被識(shí)別的第二拐點(diǎn)來(lái)確定所述第二 S0C。
[000引所述電池堆在所述第一soc和所述第二soc之間的凈電荷差可被確定。在某些實(shí) 施例中，所述凈電荷差可W是在充電/放電操作期間在所述第一和第二S0C之間提供到所 述電池堆或從所述電池提供的電荷的量。可基于所述凈電荷差、所述第一S0C和所述第二 S0C來(lái)確定所述電池堆的估算容量。在某些實(shí)施例中，可通過(guò)W所述第一S0C和所述第二 S0C的差來(lái)除所述凈電荷差，確定所述估算的容量。在某些實(shí)施例中，上述的方法可通過(guò)與 電池堆相關(guān)聯(lián)的電池控制電子件來(lái)執(zhí)行，和/或使用存儲(chǔ)有相關(guān)聯(lián)的可執(zhí)行指令的非暫時(shí) 性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)來(lái)實(shí)施。
[0009] 本發(fā)明還公開(kāi)了W下技術(shù)方案。
[0010] 1、一種用于估算電池堆的容量的方法，所述方法包括： 接收電池堆端子電壓測(cè)量信息； 基于所述電池堆端子電壓測(cè)量信息，計(jì)算偏度信息； 識(shí)別所述偏度信息中的第一拐點(diǎn)； 確定與所述第一拐點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所述電池堆的第一電荷狀態(tài)； 確定所述電池堆的第二電荷狀態(tài)； 確定所述第一電荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)之間的所述電池堆的凈電荷差；W及 基于所述凈電荷差、所述第一電荷狀態(tài)W及所述第二電荷狀態(tài)，確定所述電池堆的估 算容量。
[0011] 2、根據(jù)方案1所述的方法，其中所述第一電荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)包括所述 電池堆的總電荷狀態(tài)的百分比。
[0012] 3、根據(jù)方案2所述的方法，其中確定所述電池堆的估算容量包括；W所述第一電 荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)的差來(lái)除所述凈電荷差。
[0013] 4、根據(jù)方案1所述的方法，其中所述第二電荷狀態(tài)包括與所述電池堆的充電終止 水平相關(guān)聯(lián)的電荷狀態(tài)。
[0014] 5、根據(jù)方案1所述的方法，其中所述第二電荷狀態(tài)包括與耗盡的電池堆相關(guān)聯(lián)的 電荷狀態(tài)。
[0015] 6、根據(jù)方案1所述的方法，其中所述凈電荷差包括在充電操作期間在所述第一電 荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)之間提供到所述電池堆的電荷的量。
[0016] 7、根據(jù)方案1所述的方法，其中所述凈電荷差包括在放電操作期間在所述第一電 荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)之間從所述電池堆放電的電荷的量。
[0017] 8、根據(jù)方案1所述的方法，其中所述方法進(jìn)一步包括：識(shí)別所述偏度信息中的第 ^拐點(diǎn)；W及 基于所述第二拐點(diǎn)，確定所述電池堆的所述第二電荷狀態(tài)。
[001引9、一種系統(tǒng)，包括； 電池堆； 電壓傳感器，其被配置為測(cè)量所述電池堆的端子電壓；W及 電池控制電子件，其與所述電壓傳感器通信地聯(lián)接，所述電池控制電子件被配置為： 從所述電壓傳感器接收電池堆端子電壓測(cè)量信息； 基于所述電池堆端子電壓測(cè)量信息，計(jì)算偏度信息； 識(shí)別所述偏度信息中的第一拐點(diǎn)； 確定與所述第一拐點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所述電池堆的第一電荷狀態(tài)； 確定所述電池堆的第二電荷狀態(tài)； 確定所述第一電荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)之間的所述電池堆的凈電荷差；W及 基于所述凈電荷差、所述第一電荷狀態(tài)W及所述第二電荷狀態(tài)，確定所述電池堆的估 算容量。
[0019] 10、根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中所述第一電荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)包括所 述電池堆的總電荷狀態(tài)的百分比。
[0020] 11、根據(jù)方案10所述的系統(tǒng)，其中確定所述電池堆的估算容量包括；W所述第一 電荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)的差來(lái)除所述凈電荷差。
[0021] 12、根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中所述第二電荷狀態(tài)包括與所述電池堆的充電終 止水平相關(guān)聯(lián)的電荷狀態(tài)。
[0022] 13、根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中所述第二電荷狀態(tài)包括與耗盡的電池堆相關(guān)聯(lián) 的電荷狀態(tài)。
[0023] 14、根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中所述凈電荷差包括在充電操作期間在所述第一 電荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)之間提供到所述電池堆的電荷的量。
[0024] 15、根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中所述凈電荷差包括在放電操作期間在所述第一 電荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)之間從所述電池堆放電的電荷的量。
[00巧]16、根據(jù)方案9所述的系統(tǒng)，其中所述電池控制電子件進(jìn)一步被配置為： 識(shí)別所述偏度信息中的第二拐點(diǎn)；W及 基于所述第二拐點(diǎn)，確定所述電池堆的所述第二電荷狀態(tài)。
[0026] 17、一種非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包括指令，所述指令在被處理器執(zhí)行時(shí)使所述 處理器執(zhí)行用于估算電池堆的容量的方法，所述方法包括： 接收電池堆端子電壓測(cè)量信息； 基于所述電池堆端子電壓測(cè)量信息，計(jì)算偏度信息； 識(shí)別所述偏度信息中的第一拐點(diǎn)； 確定與所述第一拐點(diǎn)相關(guān)聯(lián)的所述電池堆的第一電荷狀態(tài)； 確定所述電池堆的第二電荷狀態(tài)； 確定所述第一電荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)之間的所述電池堆的凈電荷差；W及 基于所述凈電荷差、所述第一電荷狀態(tài)W及所述第二電荷狀態(tài)，確定所述電池堆的估 算容量。
[0027] 18、根據(jù)方案17所述的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述第一電荷狀態(tài)和所述 第二電荷狀態(tài)包括所述電池堆的總電荷狀態(tài)的百分比。
[0028] 19、根據(jù)方案18所述的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中確定所述電池堆的估算容 量包括；W所述第一電荷狀態(tài)和所述第二電荷狀態(tài)的差來(lái)除所述凈電荷差。
【附圖說(shuō)明】
[0029] 參照附圖描述了所述公開(kāi)的非限制性和非窮盡的實(shí)施例，包括所述公開(kāi)的各種實(shí) 施例，其中： 圖1闡明了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的用于估算交通工具中的電池系統(tǒng)的容量的示例 性系統(tǒng)； 圖2闡明了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的顯示在駕駛條件期間電池堆的示例性測(cè)量的端 子電壓隨時(shí)間的圖表、W及測(cè)量的端子電壓的相關(guān)聯(lián)的偏度隨時(shí)間的圖表。
[0030] 圖3闡明了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的顯示在充電條件期間電池堆的測(cè)量的端子 電壓的示例性偏度作為堆的S0C的函數(shù)的圖表。
[0031] 圖4闡明了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的顯示在充電條件期間電池堆的測(cè)量的端子 電壓的偏度隨時(shí)間的示例性變化作為堆的S0C的函數(shù)的圖表。
[0032] 圖5闡明了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的顯示在駕駛條件期間電池堆的測(cè)量的端子 電壓的示例性偏度作為堆的S0C的函數(shù)的圖表。
[0033] 圖6闡明了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的顯示在駕駛條件期間電池堆的測(cè)量的端子 電壓的偏度隨時(shí)間的示例性變化作為電池堆的S0C的函數(shù)的圖表。
[0034] 圖7闡明了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的用于估算電池堆的容量的示例性方法的流 程圖。
[0035] 圖8闡明了根據(jù)本文公開(kāi)的實(shí)施例的顯示電池堆的示例性的測(cè)量的端子電壓隨 時(shí)間的圖表、測(cè)量的端子電壓的示例性偏度隨時(shí)間的圖表、W及測(cè)量的端子電壓的偏度變 化的示例性變化率隨時(shí)間的圖表。
[0036] 圖9闡明了用于實(shí)施本文公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的某些實(shí)施例的示例性系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0037] W下提供了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例的系統(tǒng)和方法的詳細(xì)描述。雖然描述了幾個(gè)實(shí)施 例，應(yīng)該理解本公開(kāi)不限于任何一個(gè)實(shí)施例，而是