專利名稱：利用置信度值來(lái)確定蓄電池的充電狀態(tài)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及確定蓄電池的充電狀態(tài)，且更具體地涉及利用置信度值來(lái)確定充電狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
汽車技術(shù)在尋求將汽油作為車輛推進(jìn)系統(tǒng)中的主要能量源的替代產(chǎn)品的領(lǐng)域中迅速地發(fā)展。這些進(jìn)展中的許多進(jìn)展要么使用混合動(dòng)カ機(jī)電系統(tǒng)要么使用純電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)，混合動(dòng)カ機(jī)電系統(tǒng)將來(lái)自燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械能的ー些再捕獲作為存儲(chǔ)的電能，純電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)則完全消除了對(duì)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的需要。在這些進(jìn)展的情況中，車輛中的電能的存儲(chǔ)和管理變得尤其重要。充電狀態(tài)(SOC)是相對(duì)于蓄電池的總?cè)萘慷孕铍姵刂锌捎玫碾姾闪康某Ｓ昧慷?。在利用純電?dòng)或混合動(dòng)カ電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)的汽車應(yīng)用中，SOC測(cè)量提供了關(guān)于可用于推進(jìn)車輛的能量的量的有用指示。類似于燃料計(jì)所提供的信息，充電狀態(tài)的測(cè)量結(jié)果能夠向電動(dòng)車輛的駕駛員提供車輛在耗盡能量之前能夠行進(jìn)多遠(yuǎn)的指示。蓄電池的常規(guī)SOC估計(jì)分為兩個(gè)一般類別基于電壓的方法和基于電流的方法?；陔妷旱姆椒ㄒ话憷眯铍姵氐碾妷汉统潆姞顟B(tài)之間的通常非線性的關(guān)系。因此，測(cè)量蓄電池的電壓以及知曉蓄電池的電壓-SOC曲線能夠被用于確定蓄電池的當(dāng)前充電狀態(tài)。比較而言，基于電流的方法通過(guò)跟蹤進(jìn)出蓄電池的電流量來(lái)估計(jì)蓄電池的S0C。對(duì)從蓄電池采集的電流測(cè)量值的積分對(duì)應(yīng)于在給定時(shí)間跨度期間進(jìn)入或離開(kāi)蓄電池的電荷量，從而導(dǎo)致這些技術(shù)有時(shí)被稱為“庫(kù)倫計(jì)數(shù)”技木?；陔妷旱募夹g(shù)經(jīng)受許多潛在誤差源。蓄電池的測(cè)量電壓取決于許多因素，包括蓄電池的溫度和蓄電池相對(duì)于該蓄電池的擴(kuò)散時(shí)間常數(shù)的靜置時(shí)間。還存在關(guān)于蓄電池的另ー潛在誤差源，即蓄電池展現(xiàn)出近似平坦的電壓-SOC特性，該蓄電池例如是基于鋰的蓄電池。對(duì)于這類蓄電池而言，蓄電池電壓相對(duì)于其充電狀態(tài)的變化可能是十分微小的，從而使得電壓測(cè)量中的任何不確定度成為了另一潛在的誤差源。因此，電壓傳感器自身的公差也可能是關(guān)于例如基于電壓的SOC估計(jì)的重要誤差源?；陔娏鞯募夹g(shù)也經(jīng)受許多潛在誤差源。與基于電流的技術(shù)相關(guān)的第一潛在問(wèn)題在于，這些技術(shù)依賴于將進(jìn)入或離開(kāi)蓄電池的電荷量與初始測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較。因此，初始測(cè)量結(jié)果中的不準(zhǔn)確性可能提供關(guān)于SOC估計(jì)的ー個(gè)潛在誤差源。第二潛在誤差源源自將電流讀數(shù)進(jìn)行積分隨著時(shí)間的流逝，在測(cè)量中存在的任何小量的誤差都被積分過(guò)程放大。例如，電流傳感器的公差可能對(duì)測(cè)量的蓄電池電流和實(shí)際的蓄電池電流之間的差做出貢獻(xiàn)。該差可能借助于積分過(guò)程繼續(xù)變大，從而導(dǎo)致隨著時(shí)間的増加越來(lái)越不準(zhǔn)確的SOC估計(jì)。第三潛在誤差源是蓄電池的基準(zhǔn)容量自身，該基準(zhǔn)容量取決于蓄電池的溫度和壽命。該值必須被估計(jì)，從而引入了附加的誤差源。例如，Sascha Schaefer的名稱為“SYSTEMSAND METHODS FOR DETERMINING CELL CAPACITY VALUES IN A MULTI-CELL BATTERY” 的美國(guó)專利申請(qǐng)No. _就公開(kāi)了這種估計(jì)技術(shù)，該申請(qǐng)以引用的方式被全文結(jié)合到本文。最近的努力致力于將基于電壓的技術(shù)和基于電流的技術(shù)結(jié)合。例如，當(dāng)SOC接近零或百分之百時(shí)(即，蓄電池幾乎放空或接近全滿時(shí))可以使用基于電壓的技木。當(dāng)蓄電池的SOC位于中值范圍中時(shí)，例如在20-90%之間時(shí)，可以使用基于電流的技術(shù)來(lái)估計(jì)SOC。然而，這種混合方法仍然經(jīng)受當(dāng)使用基于電壓的技術(shù)或基于電流的技術(shù)時(shí)會(huì)出現(xiàn)的潛在不準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施方式中，公開(kāi)了ー種用于確定車輛蓄電池的充電狀態(tài)的方法。所述方法包括在處理器處接收表示了所述蓄電池的電壓、電流和溫度的傳感器數(shù)據(jù)。該方法還包括對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電壓的策略來(lái)確定第一充電狀態(tài)值。該方法還包括計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的第一置信度值。該方法又還包括對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于 電流的策略來(lái)確定第二充電狀態(tài)值。該方法又還包括計(jì)算關(guān)于所述第二充電狀態(tài)值的第ニ置信度值，并且將所述第一置信度值與所述第二置信度值比較。該方法還包括基于所述比較，在所述第一充電狀態(tài)值和所述第二充電狀態(tài)值之間進(jìn)行選擇。該方法還附加地包括將選定充電狀態(tài)值作為總充電狀態(tài)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。在另ー實(shí)施方式中，公開(kāi)了ー種用于確定車輛蓄電池的充電狀態(tài)的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括接ロ，所述接ロ構(gòu)造成接收來(lái)自于被連接到所述蓄電池的電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器的傳感器數(shù)據(jù)。所述系統(tǒng)還包括基于電壓的充電狀態(tài)發(fā)生器，所述基于電壓的充電狀態(tài)發(fā)生器構(gòu)造成通過(guò)對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電壓的策略來(lái)產(chǎn)生第一充電狀態(tài)值。該系統(tǒng)附加地包括基于電壓的置信度值發(fā)生器，所述基于電壓的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的第一置信度值。所述系統(tǒng)還包括基于電流的充電狀態(tài)發(fā)生器，所述基于電流的充電狀態(tài)發(fā)生器構(gòu)造成通過(guò)對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用電流累積策略來(lái)產(chǎn)生第二充電狀態(tài)值。所述系統(tǒng)還包括基于電流的置信度值發(fā)生器，所述基于電流的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成計(jì)算關(guān)于所述第二充電狀態(tài)值的第二置信度值。所述系統(tǒng)又還包括置信度值評(píng)估器，所述置信度值評(píng)估器構(gòu)造成將所述第一置信度值和所述第二置信度值比較。該系統(tǒng)附加地包括充電狀態(tài)存儲(chǔ)裝置，所述充電狀態(tài)存儲(chǔ)裝置構(gòu)造成基于所述比較將所述第一或第二充電狀態(tài)值存儲(chǔ)為總充電狀態(tài)值。在另ー實(shí)施方式中，公開(kāi)了ー種用于確定車輛蓄電池的充電狀態(tài)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括車輛蓄電池；以及，構(gòu)造成分別測(cè)量所述蓄電池的溫度、電流和電壓的溫度傳感器、電流傳感器和電壓傳感器。該系統(tǒng)還包括存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)關(guān)于所述蓄電池的一個(gè)或多個(gè)充電狀態(tài)值。該系統(tǒng)還包括處理器，所述處理器聯(lián)接到所述存儲(chǔ)器，并且構(gòu)造成接收來(lái)自所述傳感器的表示了所述蓄電池的電壓、電流和溫度的傳感器數(shù)據(jù)。該處理器還構(gòu)造成對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電壓的策略來(lái)確定第一充電狀態(tài)值。該處理器還構(gòu)造成計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的第一置信度值。該處理器還附加地構(gòu)造成對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電流的策略來(lái)確定第二充電狀態(tài)值。該處理器還構(gòu)造成計(jì)算關(guān)于所述第二充電狀態(tài)值的第二置信度值。該處理器還構(gòu)造成將所述第一置信度值和所述第二置信度值比較。該處理器又還構(gòu)造成基于所述比較在所述第一充電狀態(tài)值和所述第二充電狀態(tài)值之間進(jìn)行選擇。該處理器附加地構(gòu)造成將所述選定充電狀態(tài)值作為總充電狀態(tài)值存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中。本發(fā)明還包括以下方案
I.一種用于確定車輛蓄電池的充電狀態(tài)的方法，所述方法包括
在處理器處接收表示了所述蓄電池的電壓、電流和溫度的傳感器數(shù)據(jù)；
對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù) 使用基于電壓的策略來(lái)確定第一充電狀態(tài)值；
計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的第一置信度值；
對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電流的策略來(lái)確定第二充電狀態(tài)值；
計(jì)算關(guān)于所述第二充電狀態(tài)值的第二置信度值；
將所述第一置信度值與所述第二置信度值比較；
基于所述比較在所述第一充電狀態(tài)值和所述第二充電狀態(tài)值之間進(jìn)行選擇；以及 將選定的充電狀態(tài)值作為總充電狀態(tài)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。2.根據(jù)方案I所述的方法，其中，利用電壓傳感器的公差、所述蓄電池的靜置時(shí)間以及所述蓄電池的擴(kuò)散常數(shù)來(lái)計(jì)算所述第一置信度值。3.根據(jù)方案I所述的方法，其中，利用電流傳感器的公差來(lái)計(jì)算所述第二置信度值。4.根據(jù)方案I所述的方法，還包括將所述總充電狀態(tài)值提供給顯示器裝置。5.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述基于電壓的策略利用線性回歸來(lái)確定開(kāi)路電壓值。6.根據(jù)方案I所述的方法，還包括部分地基于所述第一置信度值來(lái)計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的非対稱置信度范圍。7. 一種用于確定車輛蓄電池的充電狀態(tài)的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括
接ロ，所述接ロ構(gòu)造成接收來(lái)自于被連接到所述蓄電池的電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器的傳感器數(shù)據(jù)；
基于電壓的充電狀態(tài)發(fā)生器，所述基于電壓的充電狀態(tài)發(fā)生器構(gòu)造成對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電壓的策略來(lái)產(chǎn)生第一充電狀態(tài)值；
基于電壓的置信度值發(fā)生器，所述基于電壓的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的第一置信度值；
基于電流的充電狀態(tài)發(fā)生器，所述基于電流的充電狀態(tài)發(fā)生器構(gòu)造成對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用電流累積策略來(lái)產(chǎn)生第二充電狀態(tài)值；
基于電流的置信度值發(fā)生器，所述基于電流的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成計(jì)算關(guān)于所述第ニ充電狀態(tài)值的第二置信度值；
置信度值評(píng)估器，所述置信度值評(píng)估器構(gòu)造成將所述第一置信度值和所述第二置信度值比較；以及
充電狀態(tài)存儲(chǔ)裝置，所述充電狀態(tài)存儲(chǔ)裝置構(gòu)造成基于所述比較將所述第一充電狀態(tài)值或所述第二充電狀態(tài)值存儲(chǔ)為總充電狀態(tài)值。8.根據(jù)方案7所述的系統(tǒng)，還包括
蓄電池靜置計(jì)時(shí)器，所述蓄電池靜置計(jì)時(shí)器構(gòu)造成確定所述蓄電池的靜置時(shí)間；以及其中，所述基于電壓的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成利用所述電壓傳感器的公差、所述蓄電池的靜置時(shí)間以及所述蓄電池的擴(kuò)散常數(shù)來(lái)計(jì)算所述第一置信度值。
9.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述基于電流的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成利用所述電流傳感器的公差來(lái)計(jì)算所述第二置信度值。10.根據(jù)方案7所述的系統(tǒng)，還包括構(gòu)造成將所述總充電狀態(tài)值提供給顯示器裝置的接ロ。11.根據(jù)方案7所述的系統(tǒng)，其中，所述基于電壓的充電狀態(tài)發(fā)生器利用線性回歸來(lái)確定所述第一充電狀態(tài)值。12.根據(jù)方案7所述的系統(tǒng)，其中，所述基于電壓的充電狀態(tài)發(fā)生器利用直接的電壓測(cè)量結(jié)果來(lái)確定所述第一充電狀態(tài)值。13.根據(jù)方案7所述的系統(tǒng)，其中，所述基于電壓的充電狀態(tài)發(fā)生器利用線性回歸和直接的電壓測(cè)量結(jié)果兩者來(lái)確定所述第一充電狀態(tài)值。
14. 一種用于確定車輛蓄電池的充電狀態(tài)的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括
車輛蓄電池；
溫度傳感器，所述溫度傳感器構(gòu)造成測(cè)量所述蓄電池的溫度；
電流傳感器，所述電流傳感器構(gòu)造成測(cè)量所述蓄電池的電流；
電壓傳感器，所述電壓傳感器構(gòu)造成測(cè)量所述蓄電池的電壓；
存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)關(guān)于所述蓄電池的一個(gè)或多個(gè)充電狀態(tài)值；以及 處理器，所述處理器聯(lián)接到所述存儲(chǔ)器并且構(gòu)造成
接收來(lái)自所述傳感器的表示所述蓄電池的電壓、電流和溫度的傳感器數(shù)據(jù)；
對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電壓的策略來(lái)確定第一充電狀態(tài)值；
計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的第一置信度值；
對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電流的策略來(lái)確定第二充電狀態(tài)值；
計(jì)算關(guān)于所述第二充電狀態(tài)值的第二置信度值；
將所述第一置信度值和所述第二置信度值比較；
基于所述比較在所述第一充電狀態(tài)值和所述第二充電狀態(tài)值之間進(jìn)行選擇；以及 將所述選定的充電狀態(tài)值作為總充電狀態(tài)值存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中。15.根據(jù)方案14所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)所述電壓傳感器的公差、所述蓄電池的靜置時(shí)間以及所述蓄電池的擴(kuò)散常數(shù)；并且其中，所述處理器還構(gòu)造成利用所述電壓傳感器的公差、所述蓄電池的靜置時(shí)間以及所述蓄電池的擴(kuò)散常數(shù)來(lái)計(jì)算所述第一置信度值。16.根據(jù)方案14所述的系統(tǒng)，其中，所述存儲(chǔ)器還存儲(chǔ)所述電流傳感器的公差；并且其中，所述處理器還構(gòu)造成利用所述電流傳感器的公差來(lái)計(jì)算所述第二置信度值。17.根據(jù)方案14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器還構(gòu)造成將所述總充電狀態(tài)值提供給顯示器裝置。18.根據(jù)方案14所述的系統(tǒng)，其中，所述基于電壓的策略利用線性回歸來(lái)確定所述第一充電狀態(tài)值。19.根據(jù)方案14所述的系統(tǒng)，其中，所述處理器還構(gòu)造成確定關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值和所述第二充電狀態(tài)值的非対稱置信度范圍，并且構(gòu)造成利用所述非對(duì)稱置信度范圍在所述第一充電狀態(tài)值和所述第二充電狀態(tài)值之間進(jìn)行選擇。20.根據(jù)方案14所述的系統(tǒng)，其中，所述蓄電池是鋰鐵磷酸鹽蓄電池。


當(dāng)結(jié)合附圖閱讀時(shí)，對(duì)具體實(shí)施方式
的下述詳細(xì)說(shuō)明能夠被最佳地理解，在附圖中，相同的結(jié)構(gòu)用相同的附圖標(biāo)記指示，并且在附圖中
圖I是具有蓄電池電池單元的車輛的示意 圖2是LiFePO4蓄電池電池單元的開(kāi)路電壓根據(jù)該蓄電池電池單元的充電狀態(tài)而變化的圖形；
圖3是基于電流的SOC估計(jì)根據(jù)時(shí)間而變化的圖形；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面的用于計(jì)算蓄電池的充電狀態(tài)的方法；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面的用于計(jì)算蓄電池的充電狀態(tài)的第二方法；
圖6是由圖5的方法確定的SOC估計(jì)根據(jù)時(shí)間而變化的圖形；
圖7示出了圖I的車輛的詳細(xì)視圖；以及 圖8是如圖7所示的SOC模塊的詳細(xì)視圖。在附圖中描繪的實(shí)施方式本質(zhì)上是描述性的，并且不被認(rèn)為是對(duì)由權(quán)利要求限定的實(shí)施方式的限制。此外，附圖以及實(shí)施方式的単獨(dú)方面將通過(guò)后述的詳細(xì)說(shuō)明被更完整地顯現(xiàn)和理解。
具體實(shí)施例方式如上所述，確定蓄電池的充電狀態(tài)(SOC)的當(dāng)前技術(shù)一般被分類為基于電壓的或基于電流的，它們的示例在Verbrugge等人的美國(guó)專利No. 6，639，385中被更詳細(xì)地描述，該文獻(xiàn)由此以引用的方式結(jié)合到本文。根據(jù)本發(fā)明的ー個(gè)方面，置信度值允許采用混合方法，所述混合方法利用基于電壓和基于電流的技術(shù)來(lái)計(jì)算充電狀態(tài)。這種混合方法允許始終更精確地計(jì)算蓄電池的S0C，這是因?yàn)橛刹煌夹g(shù)確定的SOC估計(jì)值始終彼此相互比較?，F(xiàn)參考圖I，其示出了根據(jù)示例性實(shí)施方式的車輛100。車輛100包括蓄電池102，該蓄電池提供電功率以利用混合動(dòng)カ電動(dòng)或純電動(dòng)推進(jìn)系統(tǒng)來(lái)推動(dòng)車輛100。蓄電池102可以是單個(gè)蓄電池電池單元、多個(gè)蓄電池電池單元、或聯(lián)系起來(lái)工作以向車輛100提供推進(jìn)功率的離散蓄電池的集合。車輛100還包括車輛控制器104。車輛控制器104可操作地連接到蓄電池102并且對(duì)蓄電池102的操作提供監(jiān)測(cè)和控制。車輛控制器104還監(jiān)測(cè)或控制車輛的一個(gè)或多個(gè)其他功能。例如，車輛控制器104能夠?qū)㈥P(guān)于蓄電池102的操作狀態(tài)的信息提供給車輛100內(nèi)的電子顯示器，以將該信息傳送給車輛的駕駛員。車輛控制器104還提供對(duì)車輛100的其他系統(tǒng)的控制。例如，車輛控制器104能夠控制車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)、電氣系統(tǒng)或排氣系統(tǒng)的操作。車輛控制器104可以包括任何數(shù)量的硬件部件和軟件部件。例如，車輛控制器104能夠包括微處理器、專用集成電路(ASIC)或現(xiàn)場(chǎng)可編程邏輯門陣列(FPGA)。車輛控制器104還能夠包括被存儲(chǔ)在其存儲(chǔ)裝置內(nèi)的機(jī)器指令，這些機(jī)器指令在由車輛控制器104執(zhí)行時(shí)能夠執(zhí)行ー個(gè)或多個(gè)監(jiān)測(cè)或控制功能。例如，車輛控制器104能夠包括ー個(gè)或多個(gè)非暫態(tài)存儲(chǔ)裝置，例如RAM、R0M、EEPR0M、閃存、或能夠存儲(chǔ)用于車輛控制器104的機(jī)器指令的任何其他存儲(chǔ)器。基于電壓的SOC估計(jì)現(xiàn)參考圖2，其將LiFeO4蓄電池電池單元的開(kāi)路電壓的圖形示出為蓄電池的SOC的函數(shù)。在該SOC的中值范圍內(nèi)，蓄電池的開(kāi)路電壓十分微小地改變，從而導(dǎo)致了基于蓄電池的電壓測(cè)量值的任何SOC估計(jì)中的潛在誤差。例如，提供測(cè)量值的電壓傳感器的公差就可能對(duì)蓄電池的實(shí)際電壓的總體不確定度做出貢獻(xiàn)。作為另外的考慮因素，電壓-SOC關(guān)系還取決于蓄電池的溫度、蓄電池的靜置時(shí)間(例如，當(dāng)蓄電池未提供或接收電荷吋)、以及蓄電池的擴(kuò)散常數(shù)。存在利用測(cè)量電壓來(lái)估計(jì)蓄電池的SOC的若干基于電壓的技木。例如，SOC的估計(jì)可以通過(guò)將原始開(kāi)路電壓值與已知的電壓-SOC關(guān)系比較來(lái)進(jìn)行。在其他技術(shù)中，能夠利用線性回歸來(lái)確定S0C。例如，Lin等人的美國(guó)專利No. 7，768，233公開(kāi)了利用等效電路模型和回歸技術(shù)來(lái)確定開(kāi)路電壓并估計(jì)SOC值，該文獻(xiàn)也以引用的方式結(jié)合到本文中。能夠利用下述方程來(lái)確定利用基于電壓的技術(shù)的SOC估計(jì)值(SOCv)與用于蓄電池的實(shí)際SOC (SOCreal)之間的置信度值A(chǔ)SOCv = f (VtoifTfIrestfT),
其中，ASOCv是關(guān)于SOCv的估計(jì)的偏差范圍，Vttjl是電壓傳感器的公差，T是蓄電池的溫度，t_t是蓄電池的靜置時(shí)間，以及T是蓄電池的擴(kuò)散時(shí)間常數(shù)。當(dāng)蓄電池處于靜置狀態(tài)時(shí)(例如，沒(méi)有電荷從蓄電池中汲取、或被添加到該蓄電池)，在蓄電池中仍可能存在擴(kuò)散效應(yīng)，從而導(dǎo)致除了電壓傳感器的公差之外的關(guān)于蓄電池的計(jì)算開(kāi)路電壓中的其它不確定度。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，克服擴(kuò)散效應(yīng)的影響所需的時(shí)間量取決于蓄電池的溫度和蓄電池的擴(kuò)散常數(shù)。如果蓄電池處于靜置狀態(tài)并持續(xù)足以克服擴(kuò)散效應(yīng)的時(shí)間量，那么ASOCv嚴(yán)格地是電壓傳感器的公差的函數(shù)。然而，如果已經(jīng)消逝的靜置時(shí)間量不足以克服擴(kuò)散效應(yīng)，那么f(T，trest, T )可以大于零，由此添加到關(guān)于SOCv的不確定度的范圍中。因此，f(T，trest, T )對(duì)于ASOCv的貢獻(xiàn)量在蓄電池靜置時(shí)隨著時(shí)間增加而減少。作為示例，由于對(duì)蓄電池的擴(kuò)散效應(yīng)減少，因此ASOCv能夠在時(shí)間進(jìn)程中從5%減小至2%。于是，向SOCv加上ASOCv以及從SOCv減去ASOCv提供了 S0(；eal所處的估計(jì)范圍。函數(shù)f從如圖2所示的Voc-SOC曲線獲得。當(dāng)蓄電池未靜置吋，ASOCv可以僅僅是電壓傳感器的公差的函數(shù)，或者還能夠包括附加考慮因素。例如，如果在蓄電池操作期間利用等效電路模型和線性回歸技術(shù)來(lái)估計(jì)蓄電池的開(kāi)路電壓，那么回歸算法的激勵(lì)水平和/或在離散化過(guò)程中的噪音也可能被添加到電壓傳感器的公差。在另選的實(shí)施方式中，獨(dú)立的ASOCv值能夠被計(jì)算為高于以及低于SOCv估計(jì)值(未示出)。例如，AS0CV_1可限定高于SOCv的不確定度，并且AS0CV_2可限定低于SOCv的不確定度。于是，如果AS0CV_1和AS0CV_2不同的話，那么將AS0CV_1添加到SOCv以及從SOCv減去AS0CV_2可提供非対稱范圍。 基于電流的SOC估計(jì)
基于電流的SOC估計(jì)技術(shù)一般通過(guò)將電流測(cè)量值在時(shí)間上積分來(lái)進(jìn)行操作，以確定進(jìn)出蓄電池的電荷量。例如，下述方程能夠被用于估計(jì)蓄電池的SOC
權(quán)利要求
1.一種用于確定車輛蓄電池的充電狀態(tài)的方法，所述方法包括 在處理器處接收表示了所述蓄電池的電壓、電流和溫度的傳感器數(shù)據(jù)； 對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電壓的策略來(lái)確定第一充電狀態(tài)值； 計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的第一置信度值； 對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電流的策略來(lái)確定第二充電狀態(tài)值； 計(jì)算關(guān)于所述第二充電狀態(tài)值的第二置信度值； 將所述第一置信度值與所述第二置信度值比較； 基于所述比較在所述第一充電狀態(tài)值和所述第二充電狀態(tài)值之間進(jìn)行選擇；以及 將選定的充電狀態(tài)值作為總充電狀態(tài)值存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，利用電壓傳感器的公差、所述蓄電池的靜置時(shí)間以及所述蓄電池的擴(kuò)散常數(shù)來(lái)計(jì)算所述第一置信度值。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，利用電流傳感器的公差來(lái)計(jì)算所述第二置信度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括將所述總充電狀態(tài)值提供給顯示器裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中，所述基于電壓的策略利用線性回歸來(lái)確定開(kāi)路電壓值。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，還包括部分地基于所述第一置信度值來(lái)計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的非対稱置信度范圍。
7.一種用于確定車輛蓄電池的充電狀態(tài)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 接ロ，所述接ロ構(gòu)造成接收來(lái)自于被連接到所述蓄電池的電壓傳感器、電流傳感器和溫度傳感器的傳感器數(shù)據(jù)； 基于電壓的充電狀態(tài)發(fā)生器，所述基于電壓的充電狀態(tài)發(fā)生器構(gòu)造成對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電壓的策略來(lái)產(chǎn)生第一充電狀態(tài)值； 基于電壓的置信度值發(fā)生器，所述基于電壓的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的第一置信度值； 基于電流的充電狀態(tài)發(fā)生器，所述基于電流的充電狀態(tài)發(fā)生器構(gòu)造成對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用電流累積策略來(lái)產(chǎn)生第二充電狀態(tài)值； 基于電流的置信度值發(fā)生器，所述基于電流的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成計(jì)算關(guān)于所述第ニ充電狀態(tài)值的第二置信度值； 置信度值評(píng)估器，所述置信度值評(píng)估器構(gòu)造成將所述第一置信度值和所述第二置信度值比較；以及 充電狀態(tài)存儲(chǔ)裝置，所述充電狀態(tài)存儲(chǔ)裝置構(gòu)造成基于所述比較將所述第一充電狀態(tài)值或所述第二充電狀態(tài)值存儲(chǔ)為總充電狀態(tài)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，還包括 蓄電池靜置計(jì)時(shí)器，所述蓄電池靜置計(jì)時(shí)器構(gòu)造成確定所述蓄電池的靜置時(shí)間；以及其中，所述基于電壓的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成利用所述電壓傳感器的公差、所述蓄電池的靜置時(shí)間以及所述蓄電池的擴(kuò)散常數(shù)來(lái)計(jì)算所述第一置信度值。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中，所述基于電流的置信度值發(fā)生器構(gòu)造成利用所述電流傳感器的公差來(lái)計(jì)算所述第二置信度值。
10.一種用于確定車輛蓄電池的充電狀態(tài)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括車輛蓄電池；溫度傳感器，所述溫度傳感器構(gòu)造成測(cè)量所述蓄電池的溫度；電流傳感器，所述電流傳感器構(gòu)造成測(cè)量所述蓄電池的電流；電壓傳感器，所述電壓傳感器構(gòu)造成測(cè)量所述蓄電池的電壓；存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)關(guān)于所述蓄電池的一個(gè)或多個(gè)充電狀態(tài)值；以及處理器，所述處理器聯(lián)接到所述存儲(chǔ)器并且構(gòu)造成接收來(lái)自所述傳感器的表示所述蓄電池的電壓、電流和溫度的傳感器數(shù)據(jù)；對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電壓的策略來(lái)確定第一充電狀態(tài)值；計(jì)算關(guān)于所述第一充電狀態(tài)值的第一置信度值；對(duì)所述傳感器數(shù)據(jù)使用基于電流的策略來(lái)確定第二充電狀態(tài)值；計(jì)算關(guān)于所述第二充電狀態(tài)值的第二置信度值；將所述第一置信度值和所述第二置信度值比較；基于所述比較在所述第一充電狀態(tài)值和所述第二充電狀態(tài)值之間進(jìn)行選擇；以及將所述選定的充電狀態(tài)值作為總充電狀態(tài)值存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中。
全文摘要
本發(fā)明涉及利用置信度值來(lái)確定蓄電池的充電狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。利用基于電壓的估計(jì)策略以及基于電流的估計(jì)策略來(lái)確定充電狀態(tài)SOC估計(jì)。還產(chǎn)生關(guān)于基于電壓的SOC估計(jì)和基于電流的SOC估計(jì)的置信度值，以量化與SOC估計(jì)相關(guān)的不確定度的量。通過(guò)比較置信度值并且選擇具有最小量的不確定度的SOC估計(jì)，從而確定總SOC估計(jì)。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102778652SQ20121014530
公開(kāi)日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者A.克內(nèi)坎普, S.謝菲爾 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司