間時間常數(shù)。電路的這個部分的時間常數(shù)可以這樣選擇以補充 所述線性二次估計方法的校準例如卡爾曼校準，例如，在上文描述的在10 %到30%范圍的 時間常數(shù)例如卡爾曼時間常數(shù)，例如上文給出的比如150秒的時間常數(shù)。
[0064] 進一步，方法10可包括確定22例如電池電流測量偏移的電池電流測量的系統(tǒng)誤差 的步驟，該電池電流測量偏移可能對應于用于測量電池電流U的安培表或者電流傳感器的 偏移誤差。例如，例如卡爾曼校正項
他校正項可以形成對于電流偏移值的比 例-積分(PI)反饋的輸入，例如如圖3所示。在這一示例中例如卡爾曼校正項的校正項可以 提供給一ΡΓ濾波器，其形成一校準值，其可以應用到，例如添加到，一電流傳感器讀數(shù)以校 準電流傳感器測量值IL的偏移?？梢赃x擇比例系數(shù)P以對應多個小時的時間幀，例如，對于 2Hz 采樣率，1/10000 周期=l/5000s。
[0065]進一步，如在圖1概略示出的方法10,可進一步包括確定24電池的總電荷容量的步 驟，其考慮了對初始電荷估計值的校準。例如，如果假設的電池總電荷容量不正確，例如或 者高于或者低于真實容量，每一次電池變滿或空時，對初始電荷估計值的校準將是說明為 真實容量的過估計或者欠估計的指示。因此，可使用比例-積分(PI)反饋來更新總容量估 計，將該校準，例如卡爾曼校準項，作為輸入。
[0066] 例如，所述校準，比如卡爾曼校準項可以被饋送給PI輸入，而PI輸出被加到一總容 量估計，例如，以獲得一更新的總容量估計。當電池接近滿或接近空時，這個校準可能僅僅 是相關(relevant)的，例如該校準僅當估計的SOC為例如大于97%或者例如小于5%時被執(zhí) 行。如果容量估計是正確的，校準項值例如卡爾曼校準項值將正常地圍繞零分布，這樣PI的 輸出是零?？商娲?，在每一個電池周期，PI的輸出僅僅一次被加到總容量估計，例如當SOC 降到低于97%時。
[0067] 在第二方面，本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測電池電荷的裝置。參考圖4,示出了根據(jù)本 發(fā)明的實施例的一種裝置。裝置30監(jiān)測例如連接到負載35的電池的一電池31的電荷，例如 負載35包括為電動或混合機動車供電的電源總線系統(tǒng)。裝置30包括電流傳感器，例如安培 表32,以提供一電池電流測量值，例如用于測量流出或者流入電池的電流;一電壓傳感器， 例如電壓表33，以提供一電池電壓測量值，例如用于測量電池電極上的電壓；以及處理單元 34。進一步，該裝置還可以包括至少一個其它類型的傳感器，例如溫度傳感器。
[0068]所述處理單元34適用于應用一電流積分方法以更新代表了電池中存儲的電荷的 一初始電荷估計值，其考慮了電池電流測量值，并且用于確定代表了電池中存儲的電荷的 一輔助電荷估計值，其通過使用電池模型考慮了所述電池電壓測量值在內。所述處理單元 34進一步適用于為所述輔助電荷估計值確定一誤差值，其中這個誤差值表示考慮了電池電 壓測量值在內的電池模型的可靠性，例如準確性。所述處理單元34還適用于基于所述輔助 電荷估計值和誤差值施加一校準至所述初始電荷估計值。
[0069]特別地，所述處理單元34還適用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法的步驟，例 如，如上文所討論的，應用14電流積分，確定16-輔助電荷估計，確定18-誤差值和/或施加 20對所述初始電荷估計值的校準的步驟。
[0070]本發(fā)明的一些方面涉及使用根據(jù)本發(fā)明的第二方面的實施例去監(jiān)測電池中存儲 的電荷，電池為電動或者混合機動車供電，或者為電源后備單元存儲能量。
【主權項】
1. 一種用于監(jiān)測電池的電荷的方法（10)，該方法包括： -獲得（12) -電池電流測量值(Ι?和一電池電壓測量值(I)， -通過考慮該電池電流測量值(L·)，應用（14)電流積分方法來更新代表了電池內存儲的 電荷的一初始電荷估計值， -通過考慮該電池電壓測量值(I)使用一電池模型來確定（16)代表電池內存儲的電荷 的一輔助電荷估計值； -確定（18)所述輔助電荷估計值的一誤差值，所述誤差值表示考慮了該電池電壓測量 值(Vl )在內的該電池模型的可靠性， -基于輔助電荷估計值和誤差值施加(20)-校準至該初始電荷估計值，以及 -通過考慮對所述初始電荷估計值的校準來確定(22)電池電流測量值(L·)的系統(tǒng)誤差。2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，進一步包括考慮對所述初始電荷估計值的校準來確定 (24)電池的一總電荷容量的步驟。3. 根據(jù)前面任一權利要求所述的方法，其中應用（14)電流積分方法包括執(zhí)行（15)線性 二次估計方法的預測步驟以遞歸更新所述初始電荷估計值，其反映了對應于電池內存儲的 電荷的底層系統(tǒng)狀態(tài)，考慮了一系列噪聲輸入數(shù)據(jù)在內，其中所述濾波器可包括與所述電 池電流測量值相當?shù)目刂谱兞俊?. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其中施加（20)校準包括施加（21)所述線性二次估計方 法的更新步驟，所述線性二次估計方法進一步包括與所述輔助電荷估計值相當?shù)挠^測變 量，其具有與所述誤差值相當?shù)年P聯(lián)偏差。5. 根據(jù)權利要求3或4中任意一個所述的方法，其中所述線性二次估計方法是一維線性 二次估計方法。6. 根據(jù)權利要求1或2所述的方法，其中應用（14)電流積分方法包括執(zhí)行（15)卡爾曼濾 波器的預測步驟以更新所述初始電荷估計值，其中所述初始電荷估計值是與電池內存儲的 電荷對應的隱藏狀態(tài)變量的卡爾曼預測值，并且所述卡爾曼濾波器進一步包括與所述電池 電流測量值(II )相當?shù)目刂谱兞俊?. 根據(jù)權利要求6所述的方法，其中施加（20)校準包括施加（21)所述卡爾曼濾波器的 更新步驟，其中所述卡爾曼濾波器進一步包括與所述輔助電荷估計值相當?shù)挠^測變量，其 具有與所述誤差值相當?shù)年P聯(lián)偏差。8. 根據(jù)權利要求6或7中任意一個所述的方法，其中所述卡爾曼濾波器是一維卡爾曼濾 波器。9. 根據(jù)前面任一權利要求所述的方法，其中所述輔助電荷估計值包括表示為電池的總 電荷容量的分數(shù)的荷電狀態(tài)值。10. 根據(jù)前面任一權利要求所述的方法，其中所述確定（16)所述輔助電荷估計值包括 確定(17)電池的電動勢(EMF)。11. 根據(jù)前面任一權利要求所述的方法，其中所述確定（16)所述輔助電荷估計值進一 步考慮了電池電流測量值(II)和/或電池溫度測量在內。12. -種用于監(jiān)測電池（31)的電荷的裝置（30)，包括電流傳感器（32)以提供電池電流 測量值（II)，電壓傳感器(33)以提供電池電壓測量值(V L)，以及處理單元(34)，該處理單元 (34)適用于： -通過考慮該電池電流測量值(L·)，應用電流積分方法來更新代表了電池內存儲的電荷 的一初始電荷估計值， -通過考慮該電池電壓測量值(I)使用一電池模型來確定代表電池內存儲的電荷的一 輔助電荷估計值； -確定所述輔助電荷估計值的一誤差值，所述誤差值表示考慮了該電池電壓測量值(I) 在內的該電池模型的可靠性， -基于輔助電荷估計值和誤差值施加(20)-校準至該初始電荷估計值，以及 -通過考慮所述初始電荷估計值的校準來確定(22)電池電流測量值(L·)的系統(tǒng)誤差。13. 應用根據(jù)權利要求12所述的裝置來監(jiān)測電池內存儲的電荷。14. 根據(jù)權利要求13所述的應用來監(jiān)測為電動或者混合機動車供電的電池內存儲的電 荷。15. 根據(jù)權利要求13所述的應用來監(jiān)測為電源后備單元供電的電池內存儲的電荷。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于監(jiān)測電池的電荷的方法和對應裝置。該方法包括獲得(12)一電池電流測量值(IL)和一電池電壓測量值(VL)，并通過考慮該電池電流測量值(IL)應用(14)電流積分方法來更新代表了電池內存儲的電荷的一初始電荷估計值。該方法進一步包括通過考慮該電池電壓測量值(VL)使用一電池模型來確定(16)代表電池內存儲的電荷的一輔助電荷估計值，并確定(18)所述輔助電荷估計值的一誤差值，其中該誤差值表示考慮了該電池電壓測量值(VL)的電池模型的可靠性。該方法還包括基于輔助電荷估計值和誤差值施加(20)一校準至該初始電荷估計值。以此方式施加校準的闡述允許確定電流傳感器的偏移和電池容量變化。
【IPC分類】G01R31/36, B60L11/18
【公開號】CN105637376
【申請?zhí)枴緾N201480034249
【發(fā)明人】P·克嫩
【申請人】威拓股份有限公司
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2014年6月18日
【公告號】EP2816366A1, EP3011350A2, US20160139210, WO2014202684A2, WO2014202684A3