用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括電池模型參數(shù)提取器，其被配置為提取Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)，以及被配置為存儲(chǔ)映射表的存儲(chǔ)單元，在映射表中，Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)的健康狀態(tài)(SOH)被映射。另外，SOH評(píng)估器被配置為使用該映射表來(lái)評(píng)估該SOH，該SOH對(duì)應(yīng)于從電池模型參數(shù)提取器提取出的Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)。
【專利說(shuō)明】
用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)（S0H)的系統(tǒng)和方法，并且 更具體地，涉及使用Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的技術(shù)，該Li離子參數(shù)在在電 池模型參數(shù)之中與電池的性能下降具有高度相關(guān)性。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著環(huán)境污染問(wèn)題增加，開(kāi)發(fā)對(duì)環(huán)境無(wú)害的能量的不同的技術(shù)領(lǐng)域中的競(jìng)爭(zhēng)增 加。另外，由于石油和天然氣資源等的枯竭，開(kāi)發(fā)替代能源的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)增加。因此，汽車制 造商之間開(kāi)發(fā)下一代車輛的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越多。在下一代車輛中，存在使用電池作為能源的純 電動(dòng)汽車（EV)和使用電池作為能量緩沖的發(fā)動(dòng)機(jī)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV)、燃料電池混合 動(dòng)力汽車等。
[0003] 在混合動(dòng)力汽車中，電池系統(tǒng)是確定車輛的質(zhì)量的主要部件之一?；旌蟿?dòng)力汽車 的電池系統(tǒng)是輔助能源，其在車輛被驅(qū)動(dòng)時(shí)有助于發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出并累積所產(chǎn)生的能量。特 別地，電池系統(tǒng)的控制技術(shù)是非常重要的，其包括功率控制、冷卻、診斷、充電狀態(tài)（S0C)計(jì) 算等。
[0004] 在那些控制技術(shù)之中，充電狀態(tài)計(jì)算是用于車輛的驅(qū)動(dòng)策略的重要因素。換句話 說(shuō)，在混合動(dòng)力汽車中，當(dāng)產(chǎn)生額外的能量時(shí)充電狀態(tài)被計(jì)算以操作電池被充電，并且當(dāng)需 要大量的高輸出時(shí)，通過(guò)對(duì)電池放電運(yùn)行車輛以獲得需要的輸出。因此，為了通過(guò)準(zhǔn)確地實(shí) 現(xiàn)混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)策略來(lái)減少能量和使混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行效率最大化，有必要更準(zhǔn) 確地評(píng)估充電狀態(tài)。
[0005] 當(dāng)充電狀態(tài)費(fèi)計(jì)算不準(zhǔn)確時(shí)，混合動(dòng)力汽車的運(yùn)行效率可能下降，并且可能發(fā)生 危險(xiǎn)情況。例如，當(dāng)實(shí)際充電狀態(tài)為80%但所計(jì)算的充電狀態(tài)為30%時(shí)，車輛控制器經(jīng)配 置確定必須充電，并且因此電池可能過(guò)充電，或在相反的情況下，電池可能過(guò)放電。由于過(guò) 充電或過(guò)放電電池的燃燒或爆炸可能發(fā)生，因此可能發(fā)生危險(xiǎn)情況。
[0006] 對(duì)于充電狀態(tài)計(jì)算，電池性能下降，即，健康狀態(tài)被提供作為主輸入。基于使用環(huán) 境或使用時(shí)間周期，和電池的早期生產(chǎn)相比，健康狀態(tài)日益降低，并且因此可用容量降低或 電阻增加。通常，健康的狀態(tài)降至約20%。為了防止能量減少和高效運(yùn)行混合動(dòng)力汽車的 危險(xiǎn)，有必要更準(zhǔn)確地評(píng)估健康狀態(tài)。
[0007] 用于評(píng)估健康狀態(tài)的現(xiàn)有方法可以多樣化，但可分成兩種方法。第一種方法是用 于直接將具有預(yù)定頻率配置硬件負(fù)載應(yīng)用到電池以測(cè)量其阻抗并且理解健康的狀態(tài)的方 法。第二種方法是用于在預(yù)定期間獲取電流和電壓對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)推斷間接阻抗或降低的容量的 方法。
[0008] 對(duì)于使用硬件的第一種方法，由于用于配置其電路和傳感器的方法的誤差、耐用 性、成本等，其效率可被降低。從用于獲取電流和電壓對(duì)數(shù)據(jù)的方法到用于推斷間接阻抗和 降低的充電狀態(tài)的方法時(shí)，由于強(qiáng)非線性和干擾，第二種方法可能難以實(shí)現(xiàn)精確的推斷，或 者可能具有復(fù)雜的邏輯。
[0009] 因此，通過(guò)基于電流累積計(jì)算特定電壓段內(nèi)的充電容量來(lái)評(píng)估健康狀態(tài)的方法被 開(kāi)發(fā)，該方法可在室溫和慢速充電期間被應(yīng)用，并且在電流累積期間易受于電流傳感器的 累積誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明提供了一種用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的系統(tǒng)及其方法，其能夠 使用在電池模型參數(shù)之中與電池的容量衰減具有高度相關(guān)性的鋰離子（Li離子）液相擴(kuò)散 系數(shù)參數(shù)來(lái)評(píng)估健康狀態(tài)。
[0011] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的系統(tǒng)可以包 括電池模型參數(shù)提取器，其被配置為提取Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)；存儲(chǔ)單元，其被配置 為存儲(chǔ)映射表，在每個(gè)Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)的所述健康狀態(tài)（S0H)被映射；以及S0H 評(píng)估器，其被配置為使用映射表來(lái)評(píng)估S0H，該S0H對(duì)應(yīng)于從電池模型參數(shù)提取器提取出的 Li尚子液相擴(kuò)散系數(shù)。
[0012] Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)可以包括在液體電解質(zhì)中的Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)。映 射表可以包括映射到每個(gè)Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)值的所述電池的額定容量和容量衰 減。S0H可以通過(guò)將電池的當(dāng)前額定容量除以電池的初始額定容量來(lái)計(jì)算。電池模型參數(shù) 提取器被配置為在充電期間收集電壓數(shù)據(jù)，以及當(dāng)所述充電完成時(shí)使用所述電壓數(shù)據(jù)提取 所述Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例，一種用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài) 的方法可以包括：確定電池是否開(kāi)始被充電；當(dāng)電池開(kāi)始被充電時(shí)收集用于參數(shù)提取的數(shù) 據(jù)；當(dāng)電池的充電結(jié)束時(shí)使用該數(shù)據(jù)提取Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)；以及使用Li離子液 相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)。
[0014] 該方法還可包括：在確定電池是否開(kāi)始被充電之前，生成并存儲(chǔ)映射表，在映射表 中，通過(guò)基于實(shí)驗(yàn)計(jì)算Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)的S0H，每個(gè)Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)值 的S0H被映射。在映射表的生成和存儲(chǔ)過(guò)程中，每個(gè)Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)的所述電池 的額定容量被計(jì)算，并且通過(guò)將所述電池的當(dāng)前額定容量除以所述電池的初始額定容量， 計(jì)算并且存儲(chǔ)所述SOH。Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)可以包括在液體電解質(zhì)中的Li離子液 相擴(kuò)散系數(shù)。
【附圖說(shuō)明】
[0015] 本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖的【具體實(shí)施方式】中將變得 更加明顯。
[0016] 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的基于電池使用的電池的額定容量變化 的示例性曲線圖；
[0017] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的系 統(tǒng)的示例性配置圖；
[0018] 圖3A是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的配置為包括正極、隔板和負(fù)極的電池的示 例性內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖；
[0019] 圖3B是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于描述Li離子的移動(dòng)的示例性圖；
[0020] 圖3C是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于描述電池模型參數(shù)的示例性圖；
[0021] 圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的基于每個(gè)參數(shù)的容量衰減的參數(shù)變化 的示例性曲線圖；
[0022] 圖5是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于描述使用Li離子參數(shù)的液相擴(kuò)散參數(shù) 的原因的示例性曲線圖；
[0023] 圖6是其中在根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)和健康的 狀態(tài)（S0H)之間的映射關(guān)系的示例性表；并且
[0024] 圖7是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的方 法的示例性流程圖。
[0025] 附圖中各元件的附圖標(biāo)記：
[0026] 110 :電池模型參數(shù)提取器；
[0027] 120:S0H 評(píng)估器；
[0028] 130 :存儲(chǔ)單元；
[0029] 200:電池。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 應(yīng)當(dāng)理解，本文使用的術(shù)語(yǔ)"車輛"或"車輛的"或者其他類似術(shù)語(yǔ)包括通常的機(jī) 動(dòng)車輛，比如包括運(yùn)動(dòng)型多用途車（SUV)的客車，公共汽車，卡車，各種商用車輛，包括各種 小舟和輪船的船只，飛機(jī)等，并且包括混合動(dòng)力汽車，純電動(dòng)汽車，插電式混合動(dòng)力汽車，氫 動(dòng)力汽車和其他替代燃料汽車（例如，從除石油以外的資源得到的燃料）。如本文所指，混 合動(dòng)力汽車是具有兩種以上動(dòng)力源的車輛，比如汽油動(dòng)力和電動(dòng)汽車。
[0031] 雖然示例性實(shí)施例描述為使用多個(gè)單元來(lái)執(zhí)行示例性進(jìn)程，但是應(yīng)當(dāng)理解示例性 進(jìn)程還可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)模塊來(lái)執(zhí)行。此外，應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語(yǔ)控制器/控制單元指的是包含 存儲(chǔ)器和處理器的硬件設(shè)備。存儲(chǔ)器配置來(lái)存儲(chǔ)模塊，處理器特別配置來(lái)執(zhí)行所述模塊執(zhí) 行下文所述的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程。
[0032] 此外，本發(fā)明的控制邏輯可體現(xiàn)為，在包含通過(guò)處理器，控制器/控制單元等執(zhí)行 的可執(zhí)行程序指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的實(shí) 例包括但不限于只讀存儲(chǔ)器（R0M)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、光盤(pán)（CD)-ROM、磁帶、軟盤(pán)、閃 存驅(qū)動(dòng)器、智能卡和光學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)也可分布在網(wǎng)絡(luò)耦合的計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)，以便計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)以分布方式存儲(chǔ)和執(zhí)行，例如，通過(guò)一個(gè)遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器 或一個(gè)控制器局域網(wǎng)絡(luò)（CAN)。
[0033] 本文使用的術(shù)語(yǔ)只是用于說(shuō)明特定的實(shí)施例，并不意圖限制本發(fā)明。本文使用的 單數(shù)形式意圖還包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確地另有說(shuō)明。另外，要明白當(dāng)用在本說(shuō)明書(shū) 中時(shí)，術(shù)語(yǔ)"包含"指定陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，不過(guò)并不排 除一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合的存在或增加。本 文使用的用語(yǔ)"和/或"包括相關(guān)的列舉項(xiàng)目中的一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目的隨便什么組合。
[0034] 除非上下文特別規(guī)定或明顯說(shuō)明，如本文所用的，術(shù)語(yǔ)"約"應(yīng)理解為在本領(lǐng)域正 常公差的范圍之內(nèi)，例如在平均值的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差之內(nèi)。"約"可理解為在設(shè)定值的10%、 9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0· 5%、0· 1%、0· 05%，或 0· 01%之內(nèi)。除非另有 明確的上下文，本文提供的所有數(shù)值可通過(guò)術(shù)語(yǔ)"約"修改。
[0035] 在下文中，將參考附圖對(duì)本發(fā)明的示例性實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，使得本領(lǐng)域的技 術(shù)人員可以容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的精神。
[0036] 健康狀態(tài)（S0H)是定量地表示由于老化效應(yīng)電池額定容量的特性變化的參數(shù)，并 且可以鑒別電池的多少額定容量被降低。因此，當(dāng)確定健康狀態(tài)時(shí)，可以在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間替換 電池并且當(dāng)電池正在使用時(shí)通過(guò)調(diào)整電池的充電和放電容量阻止電池被過(guò)充電和過(guò)放電。 因此，本發(fā)明的示例性實(shí)施例公開(kāi)更準(zhǔn)確地評(píng)估S0H的技術(shù)。
[0037] 在下文中，本發(fā)明的示例性實(shí)施例將參考圖1至圖7進(jìn)行說(shuō)明。
[0038] -種用于混合動(dòng)力汽車或電動(dòng)車輛的電池可以在車輛被驅(qū)動(dòng)時(shí)被重復(fù)充電和放 電，并且可以經(jīng)配置提供供電力以驅(qū)動(dòng)車輛。然而，隨著車輛的電池的使用時(shí)間增加，可充 電的容量可能減少。參考圖1，每當(dāng)電池被使用時(shí)，電池的可充電容量可逐漸減少。換句話 說(shuō)，可以理解的是，當(dāng)周期為0時(shí)，電池的可充電容量是100,當(dāng)周期變?yōu)?00時(shí)，電池的可充 電容量降低到97. 5,當(dāng)周期變?yōu)?000時(shí)，電池的可充電容量是93. 7,并且當(dāng)周期變?yōu)?500 時(shí)，電池的可充電容量降低到85。因此，當(dāng)電池的可充電容量減小時(shí)，即使電池已被充電，其 驅(qū)動(dòng)距離可被減少。因此，用于根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀 態(tài)的系統(tǒng)可以更準(zhǔn)確地評(píng)估電池的可充電容量，即，健康狀態(tài)（S0H)。
[0039] 圖2是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的系 統(tǒng)的示例性配置圖。在下文中，健康的狀態(tài)被稱為S0H。根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于 使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的系統(tǒng)可包括電池200和電池管理單元100,其中電池管 理單元100可包括電池模型參數(shù)提取器110、S0H評(píng)估器120,以及存儲(chǔ)單元130。電池200 和具有其中的部件的電池管理單元1〇〇可以由控制器進(jìn)行操作。
[0040] 電池管理單元100可被實(shí)現(xiàn)為電池管理系統(tǒng)（BMS)，該電池管理系統(tǒng)被配置為管 理車輛電池的S0H、充電狀態(tài)（S0C)等。除了用于評(píng)估作為本發(fā)明的特征的S0H的配置，一 般的電池管理系統(tǒng)的配置將被省略。電池模型參數(shù)提取器110可以被配置為提取與在當(dāng)電 池200開(kāi)始充電（例如，當(dāng)充電開(kāi)始時(shí)）時(shí)與容量衰減相關(guān)聯(lián)的電池模型參數(shù)。與容量衰減 相關(guān)聯(lián)的電池模型參數(shù)可包括液體電解質(zhì)Li+擴(kuò)散系數(shù)De、固體+電極Li+擴(kuò)散系數(shù)Dsp、 固體-電極Li+擴(kuò)散系數(shù)Dsn、a+電極反應(yīng)速度系數(shù)Kp和a-電極反應(yīng)速率系數(shù)Kn。
[0041] 上述參數(shù)與該電池的性能下降相關(guān)聯(lián)。如圖3Α所示，電池可包括正極10、負(fù)極20， 以及設(shè)置在正極10和負(fù)極20之間的隔板30,其中電解質(zhì)40可以在隔板3中流動(dòng)。參考圖 3Β，鋰離子可以從負(fù)電極20分離以通過(guò)隔板30在正極10中流動(dòng)，其中固體-電極Li+擴(kuò) 散系數(shù)Dsn參數(shù)表示在負(fù)極20的Li離子的液相擴(kuò)散系數(shù)，固體+電極Li+擴(kuò)散系數(shù)Dsp 表示在正極10的Li離子的液相擴(kuò)散系數(shù)，并且液體電解質(zhì)Li+擴(kuò)散系數(shù)De表示在隔板30 的Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)。參考圖3C，基于Li離子的移動(dòng)的反應(yīng)式和反應(yīng)速率系數(shù)K被表 不。
[0042] 然而，圖4示出對(duì)于以上五個(gè)參數(shù)De、Dsp、Dsn、Kp和Kn的各自的容量衰減的參數(shù) 值的變化，其中可以理解，固體+電極Li+擴(kuò)散系數(shù)Dsp、固體-電極Li+擴(kuò)散系數(shù)Dsn和+ 電極反應(yīng)速率系數(shù)Kp不具有恒定圖形曲線但被改變，而液體電解質(zhì)Li+擴(kuò)散系數(shù)De和-電 極反應(yīng)速率系數(shù)Kn經(jīng)常以指數(shù)方式改變。
[0043] 然而，參考圖5,表示一個(gè)液體電解質(zhì)Li+擴(kuò)散系數(shù)De的容量衰減的曲線圖與通過(guò) 五個(gè)參數(shù)的組合表示的容量衰減的曲線圖是類似的。由于五個(gè)參數(shù)被組合，算法是復(fù)雜的 并且需要大量的時(shí)間，所以本發(fā)明的示例性實(shí)施例使用作為一個(gè)參數(shù)的液體電解質(zhì)Li+擴(kuò) 散系數(shù)De以評(píng)估SOH。
[0044] 換句話說(shuō)，當(dāng)電池性能下降時(shí)，諸如固體電極的凝聚、固體電解質(zhì)界面層的形成、 鋰金屬沉積、由于疲勞應(yīng)力的機(jī)械裂解，以及活性材料擴(kuò)散的現(xiàn)象可發(fā)生。然而，當(dāng)上述現(xiàn) 象發(fā)生時(shí)，Li離子的液相擴(kuò)散系數(shù)可減小，并且因此電化學(xué)反應(yīng)速率可降低。由于電子經(jīng) 外部傳導(dǎo)導(dǎo)線流動(dòng)，電子的流動(dòng)是迅速的，并且因此不需要考慮電阻，并且由于大多數(shù)鋰離 子的流動(dòng)被阻礙在電池內(nèi)部，Li離子的液相擴(kuò)散系數(shù)可被降低。
[0045] 參考圖6的映射表，可以理解的是，隨著電池的容量衰減增加，Li離子的液相擴(kuò) 散系數(shù)可被降低。S0H評(píng)估器120可被配置為使用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元130中的映射表來(lái)確認(rèn) S0H，該S0H被映射到從電池模型參數(shù)提取器110提取的參數(shù)值，并且因此以評(píng)估S0H。特別 地，S0H可以指示多少正在進(jìn)行的電池額定容量的降低或減少（例如，降低的量）。
[0046] 存儲(chǔ)單元130可經(jīng)配置存儲(chǔ)如圖6所示的映射表，其中Li離子速度、電池的額定 容量、容量衰減和S0H被映射。特別地，S0H可以通過(guò)下面的公式1來(lái)計(jì)算。
[0047] 公式 1
[0048]
[0049] 在圖6中，容量衰減可以指通過(guò)從100減去S0H獲得的量。S0H評(píng)估器120可以 被配置為基于實(shí)驗(yàn)值來(lái)預(yù)先測(cè)量每個(gè)Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)的額定容量，并計(jì)算容量衰減 和S0H，以生成如圖6所示的映射表并將所生成的映射表存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元130中。在下文 中，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例的用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)的方法將參考圖7 詳細(xì)地說(shuō)明。首先，可以假設(shè)如圖6所示的映射表被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元130中。
[0050] 電池模型參數(shù)提取器110可以經(jīng)配置確定電池200是否開(kāi)始被充電（例如，確 定電池充電的開(kāi)始）（S101)，并且當(dāng)電池100開(kāi)始被充電時(shí)收集可包括電壓數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) (S102)。進(jìn)一步地，電池模型參數(shù)提取器110可以被配置為確定充電是否結(jié)束（S103)，并 且當(dāng)充電結(jié)束時(shí)，可使用所收集的數(shù)據(jù)提取Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)（S104)。特別地，Li 離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)的提取可以指在液體電解質(zhì)中Li離子的液相擴(kuò)散系數(shù)的計(jì)算，并 且作為使用在充電期間的數(shù)據(jù)提取參數(shù)的方法，通用的方法可以被應(yīng)用，并且因此其詳細(xì) 描述將被省略。因此，S0H評(píng)估器120可被配置為提取S0H，該S0H對(duì)應(yīng)于通過(guò)參考存儲(chǔ)在 存儲(chǔ)單元130中的映射表而計(jì)算的Li離子的液相擴(kuò)散系數(shù)，以評(píng)估S0H(S105)。
[0051] 本發(fā)明的示例性實(shí)施例可使用在液體電解質(zhì)中的Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)以更 準(zhǔn)確地提取S0H，使用S0H將更準(zhǔn)確的S0H提供到用于執(zhí)行充電狀態(tài)計(jì)算的系統(tǒng)等，因此使 用S0H諸如充電狀態(tài)等改善各種類型的控制設(shè)備的可靠性。
[0052] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，可以不依賴充電速度和溫度更準(zhǔn)確地評(píng)估健康狀態(tài) (S0H)。進(jìn)一步地，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例，除了固定電池模型的可靠性的技術(shù)、計(jì)算具 有與健康狀態(tài)密切相關(guān)性的充電狀態(tài)（S0C)等，可通過(guò)更準(zhǔn)確地評(píng)估健康狀態(tài)提高控制技 術(shù)的可靠性。
[0053] 上述本發(fā)明的示例性實(shí)施例已經(jīng)被提供用于說(shuō)明性目的。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員 將理解，在不脫離如在所附權(quán)利要求中公開(kāi)的本發(fā)明的范圍和精神的情況下，各種修改、變 更、替換和添加都是可能的，并且這些修改、變更、替換和添加都落入本發(fā)明的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)（SOH)的系統(tǒng)，包括： 電池模型參數(shù)提取器，其被配置為提取鋰離子（Li離子）液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)； 存儲(chǔ)單元，其被配置為存儲(chǔ)映射表，在所述映射表中每個(gè)Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)的 所述健康狀態(tài)（S0H)被映射；以及 S0H評(píng)估器，其被配置為使用所述映射表來(lái)評(píng)估所述S0H，所述S0H對(duì)應(yīng)于從所述電池 模型參數(shù)提取器提取出的Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)包括在液體電解質(zhì) 中的Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述映射表包括映射到每個(gè)Li離子液相擴(kuò)散系數(shù) 參數(shù)值的所述電池的額定容量和容量衰減。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其中所述S0H通過(guò)將電池的當(dāng)前額定容量除以所述電 池的初始額定容量來(lái)計(jì)算。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述電池模型參數(shù)提取器被配置為在充電期間收 集電壓數(shù)據(jù)，以及當(dāng)所述充電完成時(shí)使用所述電壓數(shù)據(jù)提取所述Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參 數(shù)。6. -種用于使用電池模型參數(shù)評(píng)估健康狀態(tài)（S0H)的方法，包括以下步驟： 通過(guò)控制器確定電池是否開(kāi)始被充電； 當(dāng)所述電池開(kāi)始被充電時(shí)，通過(guò)所述控制器收集用于參數(shù)提取的數(shù)據(jù)； 當(dāng)所述電池的充電結(jié)束時(shí)，通過(guò)所述控制器使用所述數(shù)據(jù)提取鋰離子（Li離子）液相 擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)；以及 通過(guò)所述控制器使用Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)評(píng)估所述健康狀態(tài)。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括以下步驟： 在確定所述電池是否開(kāi)始被充電之前，通過(guò)所述控制器生成并存儲(chǔ)映射表，在映射表 中，通過(guò)基于實(shí)驗(yàn)計(jì)算Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)的S0H，每個(gè)Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)值 的S0H被映射。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中在生成并存儲(chǔ)所述映射表的步驟中，計(jì)算每個(gè)Li 離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)的所述電池的額定容量，并且通過(guò)將所述電池的當(dāng)前額定容量除以 所述電池的初始額定容量，計(jì)算并且存儲(chǔ)所述S0H。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)參數(shù)包括在液體電解質(zhì) 中的Li離子液相擴(kuò)散系數(shù)。
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK106033112SQ201510115292
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日
【發(fā)明人】成雨錫
【申請(qǐng)人】現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社