量和其它電池性能變量進(jìn)行估計(jì)。
[0083] 圖9A-圖9B描述了基于等效電路模型預(yù)測(cè)的瞬時(shí)電流和連續(xù)電流的曲線圖。圖 9A-圖9B中的曲線圖具有表示時(shí)間的X軸702和表示以安培測(cè)量的歸一化電流的y軸704。
[0084] 圖9A描述了示出基于具有一個(gè)RC電路的等效電路模型預(yù)測(cè)的針對(duì)充電和放電的 瞬時(shí)電池電流限制的曲線圖700。如曲線圖700所示，放電電流706和充電電流708基于電 池的快的動(dòng)態(tài)特性，并且由于缺乏表示慢的動(dòng)態(tài)特性的RC電路而不能有效地捕獲慢的動(dòng) 態(tài)特性。因此，在特定的慢的動(dòng)態(tài)特性主導(dǎo)的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下，不能基于放電電流706和充電電 流708以良好的準(zhǔn)確性計(jì)算連續(xù)可用電流。
[0085] 圖9B描述了示出基于具有兩個(gè)RC電路的等效電路模型預(yù)測(cè)的針對(duì)充電和放電的 瞬時(shí)電池電流限制和連續(xù)電池電流限制的曲線圖701。該系統(tǒng)可使用兩個(gè)RC電路來(lái)基于 電池的動(dòng)態(tài)響應(yīng)而捕獲尚頻和低頻。該系統(tǒng)可基于估計(jì)的電池狀態(tài)vJPv2以及基于等式 8和9的電池模型參數(shù)，來(lái)分別計(jì)算瞬時(shí)最大放電電流710/瞬時(shí)最大充電電流714和連續(xù) 最大放電電流712/連續(xù)最大充電電流716。
[0086] 圖10是用于在電池管理系統(tǒng)中估計(jì)瞬時(shí)電池電流限制和功率限制以及連續(xù)電池 電流限制和功率限制的算法的流程圖900。根據(jù)一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例，使用包含在車輛控制 模塊內(nèi)的軟件代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)方法900。在其它實(shí)施例中，方法900被實(shí)現(xiàn)在其它車輛控制器中 或分布在多個(gè)車輛控制器中。
[0087] 再次參照?qǐng)D10,在整個(gè)方法的討論中參考圖1、圖3和圖5中所示出的車輛及其 組件，以幫助理解本公開(kāi)的各個(gè)方面?？赏ㄟ^(guò)被編入車輛的合適的可編程邏輯裝置（比如 車輛控制模塊、混合動(dòng)力控制模塊、與車輛計(jì)算系統(tǒng)通信的另一控制器或它們的組合）的 計(jì)算機(jī)算法、機(jī)器可執(zhí)行代碼或軟件指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在混合動(dòng)力電動(dòng)車輛中估計(jì)電池性能變量 (特別是，瞬時(shí)電流限制和功率限制及連續(xù)電流限制和功率限制）的方法。盡管流程圖900 中示出的各個(gè)步驟看起來(lái)以時(shí)間順序發(fā)生，但是所述步驟中的至少一些可以以不同的順序 發(fā)生，并且一些步驟可以被同時(shí)執(zhí)行或根本不被執(zhí)行。
[0088] 在步驟902,在允許車輛通電的鑰匙接通事件期間，車輛計(jì)算系統(tǒng)可開(kāi)始對(duì)一個(gè)或 更多個(gè)模塊供電。在步驟904,對(duì)所述一個(gè)或更多個(gè)模塊的供電可在啟用用于控制電池的一 個(gè)或更多個(gè)算法之前使得與電池管理系統(tǒng)相關(guān)的變量初始化。
[0089] 初始化的參數(shù)可以是在上一鑰匙斷開(kāi)事件中存儲(chǔ)的值或預(yù)定值。在鑰匙接通事件 時(shí)啟用所述算法之前，所述參數(shù)應(yīng)被初始化。例如，電池管理方法可對(duì)若干變量（包括但不 限于電池端電壓、電流限制和/或其它電池相關(guān)參數(shù)）進(jìn)行初始化。
[0090] 在步驟906,該系統(tǒng)可使用若干種類型的傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量電池電壓輸出和電流輸 入。一旦該系統(tǒng)已經(jīng)接收到電池電壓響應(yīng)和電池電流測(cè)量值，則該系統(tǒng)可處理接收到的信 號(hào)以計(jì)算電池狀態(tài)變量，其中，電池狀態(tài)變量由基于電池的快的動(dòng)態(tài)特性和慢的動(dòng)態(tài)特性 的電壓響應(yīng)來(lái)表示。在步驟908,使用兩個(gè)RC電路的模型來(lái)捕獲所述快的動(dòng)態(tài)特性和慢的 動(dòng)態(tài)特性的電壓響應(yīng)。
[0091] 在步驟910,該系統(tǒng)可確定接收到的模型的電流輸入和電壓輸出是快的動(dòng)態(tài)特性 還是慢的動(dòng)態(tài)特性?；谒隹斓膭?dòng)態(tài)特性或慢的動(dòng)態(tài)特性，該系統(tǒng)可確定是否基于瞬時(shí) 電流限制或連續(xù)電流限制來(lái)計(jì)算功率參數(shù)?？赏瑫r(shí)使用等式（8)和等式（9)計(jì)算所述瞬時(shí) 電流限制和連續(xù)電流限制。
[0092] 在步驟912,該系統(tǒng)可計(jì)算瞬時(shí)電流限制。瞬時(shí)動(dòng)態(tài)特性基于τι<<τ2和
在步驟912,可在用于計(jì)算瞬時(shí)電流限制的等式（8)中減少對(duì)于快的動(dòng)態(tài)
特性的估計(jì)誤差。
[0093] 在步驟914,該系統(tǒng)可計(jì)算連續(xù)電流限制。連續(xù)動(dòng)態(tài)特性基 步驟914,可在用于計(jì)算連續(xù)電流限制的等式（9)中減少對(duì)于慢的動(dòng)態(tài)特性的估計(jì)誤差。
[0094] 在步驟916,該系統(tǒng)可利用等效電路模型中的兩個(gè)或更多個(gè)RC電路來(lái)使用等式 (10)、等式（11a)和等式（lib)計(jì)算針對(duì)瞬時(shí)電流限制和/或連續(xù)電流限制的功率限制。計(jì) 算的功率限制可用于確定從電池控制器到電池組的電池電流需求。
[0095] 在步驟918,如果該系統(tǒng)檢測(cè)到鑰匙斷開(kāi)事件，則該系統(tǒng)可結(jié)束用于管理電池組和 /或一個(gè)或更多個(gè)電池單元的一個(gè)或更多個(gè)算法。在步驟920,車輛計(jì)算系統(tǒng)可具有車輛鑰 匙斷開(kāi)模式，以允許該系統(tǒng)將一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器中，使得這些參數(shù) 可被該系統(tǒng)用于下一鑰匙接通事件。
[0096] 雖然以上描述了示例性實(shí)施例，但這些實(shí)施例并不意在描述權(quán)利要求所涵蓋的所 有可能形式。說(shuō)明書(shū)中所使用的詞語(yǔ)是描述性詞語(yǔ)而非限制性詞語(yǔ)，并且應(yīng)理解的是，可在 不脫離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下做出各種改變。如之前所述，可將各種實(shí)施例的特征 進(jìn)行組合以形成本發(fā)明的可能未被明確描述或示出的進(jìn)一步的實(shí)施例。盡管針對(duì)一個(gè)或更 多個(gè)期望的特性，各種實(shí)施例已經(jīng)被描述為提供在其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式之上的 優(yōu)點(diǎn)或優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，一個(gè) 或更多個(gè)特征或特性可被折衷以實(shí)現(xiàn)依賴于特定應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)的期望的整體系統(tǒng)屬性。這些 屬性可包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐用性、生命周期成本、市場(chǎng)性、外觀、包裝、尺寸、可維護(hù) 性、重量、可制造性、裝配的容易性等。如此，針對(duì)一個(gè)或更多個(gè)特性被描述為不如其它實(shí)施 例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式的實(shí)施例并非在本公開(kāi)的范圍之外，并可被期望用于特定應(yīng)用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車輛電池管理系統(tǒng)，包括： 電池組； 至少一個(gè)控制器，被配置為：根據(jù)第一電流限制和第二電流限制控制所述電池組的操 作，其中，第一電流限制和第二電流限制基于來(lái)自所述電池組的等效電路模型的狀態(tài)變量， 其中，所述狀態(tài)變量是響應(yīng)于與所述電池組相關(guān)聯(lián)的端電壓數(shù)據(jù)和輸出電流數(shù)據(jù)而產(chǎn)生 的，其中，第二電流限制的持續(xù)時(shí)間比第一電流限制的持續(xù)時(shí)間至少大一個(gè)數(shù)量級(jí)。2. 如權(quán)利要求1所述的車輛電池管理系統(tǒng)，其中，所述等效電路模型包括第一 RC電路 和第二RC電路，其中，第一 RC電流限制還基于限定第一 RC電路的參數(shù)，第二RC電流限制 還基于限定第二RC電路的參數(shù)。3. 如權(quán)利要求2所述的車輛電池管理系統(tǒng)，其中，第二電流限制還基于限定第一 RC電 路的參數(shù)中的至少一個(gè)。4. 如權(quán)利要求3所述的車輛電池管理系統(tǒng)，其中，所述參數(shù)中的所述至少一個(gè)是第一 RC電路的電阻。5. 如權(quán)利要求2所述的車輛電池管理系統(tǒng)，其中，第一 RC電路的時(shí)間常量小于第二RC 電路的時(shí)間常量。6. 如權(quán)利要求1所述的車輛電池管理系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為將 擴(kuò)展卡爾曼濾波器應(yīng)用于所述端電壓數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本公開(kāi)涉及一種基于等效電路的電池電流限制估計(jì)。電池系統(tǒng)包括多個(gè)電池單元和控制器。所述控制器輸出針對(duì)所述電池單元的多個(gè)電流限制，并且根據(jù)所述電流限制控制所述電池單元的操作。所述電流限制中的每一個(gè)具有不同的持續(xù)時(shí)間，并且基于來(lái)自所述電池單元的等效電路模型的狀態(tài)變量。所述狀態(tài)變量基于與所述電池單元相關(guān)聯(lián)的端電壓數(shù)據(jù)和輸出電流數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G05F1/56, G01R31/36
【公開(kāi)號(hào)】CN105242210
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510378260
【發(fā)明人】李泰京
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司
【公開(kāi)日】2016年1月13日
【申請(qǐng)日】2015年7月1日
【公告號(hào)】DE102015109327A1, US20160001672