車(chē)輛、電池控制系統(tǒng)以及操作牽引電池的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)總體上涉及牽引電池荷電狀態(tài)和容量估計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002] 混合動(dòng)力電動(dòng)車(chē)輛和純電動(dòng)車(chē)輛依靠牽引電池來(lái)提供用于推進(jìn)車(chē)輛的動(dòng)力。為了 確保車(chē)輛的優(yōu)化操作，可監(jiān)測(cè)牽引電池的各種特性。一個(gè)有用的特性是：電池功率容量，指 示電池在給定的時(shí)間可以供應(yīng)多少電力或者可以吸收多少電力。另一個(gè)有用的特性是：電 池荷電狀態(tài)，指示在電池中儲(chǔ)存的電荷的量。對(duì)于在充電/放電、將電池保持在安全的操作 極限內(nèi)以及使電池單元平衡期間控制電池的操作而言，電池特性是重要的。
[0003] 可以直接或間接測(cè)量電池特性。可以利用傳感器直接測(cè)量電池電壓和電流。其他 的電池特定可能需要首先估計(jì)電池的一個(gè)或更多個(gè)參數(shù)。被估計(jì)的參數(shù)可包括與牽引電池 相關(guān)聯(lián)的電阻、電容以及電壓。接著，可從所估計(jì)的電池參數(shù)中計(jì)算出電池特性。包括實(shí)現(xiàn) 卡爾曼濾波器模型來(lái)遞歸地估計(jì)模型參數(shù)的許多現(xiàn)有技術(shù)方案適用于估計(jì)電池參數(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 一種用于車(chē)輛的電池控制系統(tǒng)包括具有多個(gè)電池單元的牽引電池和至少一個(gè)控 制器。所述至少一個(gè)控制器被配置為：為牽引電池產(chǎn)生模型參數(shù)估計(jì)值；響應(yīng)于滿(mǎn)足持續(xù) 激勵(lì)條件和估計(jì)收斂條件，根據(jù)從所述模型參數(shù)估計(jì)值獲得的荷電狀態(tài)而操作牽引電池。
[0005] 當(dāng)滿(mǎn)足了下面的條件式時(shí)，可滿(mǎn)足持續(xù)激勵(lì)條件：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于車(chē)輛的電池控制系統(tǒng)，包括： 牽引電池，包括多個(gè)電池單元； 至少一個(gè)控制器，被配置為：為牽引電池產(chǎn)生模型參數(shù)估計(jì)值；響應(yīng)于滿(mǎn)足持續(xù)激勵(lì) 條件和估計(jì)收斂條件，根據(jù)從所述模型參數(shù)估計(jì)值獲得的荷電狀態(tài)而操作牽引電池。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)滿(mǎn)足下面的條件式時(shí)，滿(mǎn)足持續(xù)激勵(lì) 條件：
其中，Tpe是積分間隔，Vt是端電壓，V。。是開(kāi)路電壓，i是電流，α a i是預(yù)定值。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)模型參數(shù)估計(jì)值中的至少一個(gè)和相 對(duì)應(yīng)的模型參數(shù)測(cè)量值之間的誤差幅值小于預(yù)定閾值持續(xù)預(yù)定時(shí)間段時(shí)，滿(mǎn)足估計(jì)收斂條 件。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池控制系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為：響應(yīng) 于持續(xù)激勵(lì)條件和估計(jì)收斂條件中的至少一個(gè)未被滿(mǎn)足，使得電池功率需求的預(yù)定數(shù)量的 頻率分量幅度超出預(yù)定幅值，而不影響車(chē)輛的加速度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池控制系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為：根據(jù) 從第一荷電狀態(tài)和第二荷電狀態(tài)獲得的電池容量而操作牽引電池，其中，在從估算第一荷 電狀態(tài)時(shí)起檢測(cè)到至少預(yù)定量的電流吞吐量之后，估算第二荷電狀態(tài)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池控制系統(tǒng)，其中，在通常的點(diǎn)火循環(huán)內(nèi)估算第一荷電狀 態(tài)和第二荷電狀態(tài)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池控制系統(tǒng)，其中，當(dāng)電池溫度高于預(yù)定溫度時(shí)，估算第一 荷電狀態(tài)和第二荷電狀態(tài)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池控制系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為：調(diào)度 第一荷電狀態(tài)和第二荷電狀態(tài)在預(yù)定的時(shí)間窗內(nèi)被估算。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池控制系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為：調(diào) 度所述預(yù)定的時(shí)間窗，使得接連的預(yù)定時(shí)間窗之間的時(shí)間隨著牽引電池的年齡的增加而延 長(zhǎng)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池控制系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為：響 應(yīng)于持續(xù)激勵(lì)條件和估計(jì)收斂條件中的至少一個(gè)在預(yù)定的時(shí)間窗內(nèi)沒(méi)有被滿(mǎn)足，使得電池 功率需求的預(yù)定數(shù)量的頻率分量幅度超出預(yù)定幅值，而不影響車(chē)輛的加速度。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種車(chē)輛、電池控制系統(tǒng)以及操作牽引電池的方法?；旌蟿?dòng)力電動(dòng)車(chē)輛和純電動(dòng)車(chē)輛包括由多個(gè)電池單元構(gòu)成的牽引電池?？刂齐姵叵到y(tǒng)可需要得知電池荷電狀態(tài)和電池容量?？蓮墓烙?jì)的牽引電池模型參數(shù)獲得所述荷電狀態(tài)和電池容量值。所估計(jì)的模型參數(shù)的準(zhǔn)確性取決于信號(hào)豐富性和估計(jì)方案的收斂性能。當(dāng)滿(mǎn)足持續(xù)激勵(lì)條件和估計(jì)收斂條件時(shí)，可估計(jì)出準(zhǔn)確的模型參數(shù)。如果不滿(mǎn)足所述條件，則可以執(zhí)行電池的主動(dòng)激勵(lì)，以提高滿(mǎn)足所述條件的機(jī)會(huì)。
【IPC分類(lèi)】B60L11-18, B60R16-033
【公開(kāi)號(hào)】CN104859471
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510087735
【發(fā)明人】李勇華
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年2月25日
【公告號(hào)】DE102015202540A1, US20150231986