法是为了计算效率而构造的，所述方法被构造为控制器18从系统的 输出（即，负载电流iwd)计算系统响应（即，电池20的电池响应）W反向确定输入（即， 电池系统14的电池端电压Vt、电池20a的电流ii和电池20b的电流i2)。同样地，当负载电 流ihgd被给出时，电池20的输出电流i郝i2被同时计算。也就是说，将引起需求电流输出 (即，负载电流ikJ的输入（即，电池系统14的电池端电压Vt、电池20a的电流i郝电池 2化的电流i2)是从系统响应确定的。从而，系统响应提供了用于确定将引起需求电流输出 的输入的公式。
[0034] 如上所述，预测操作使用了新方法来将负载电流分配给电池系统14的模型 30并且预测电池系统的电池端电压Vt和电池20的电流i 1和i 2。控制器18由可调节的负 载阻抗Rwd来表示。电池系统14的输出电流，W及相应的电池20的电流i1和i2通过调节 负载阻抗Rwd来控制。
[0035] 如在此更详细描述的，电池端电压Vt通过使用负载阻抗Rhgd来从负载电流ihgd直 接被确定，其中，负载阻抗Rhgd也是从负载电流i1。。4被确定的。电池端电压Vt和负载阻抗 而。。4从负载电流iwd被预测而不需要利用迭代计算（运种迭代计算需要不断地调节负载阻 抗Ri。。追到得到期望的负载电流ikgd为止）。电池系统14的S0C动态特性基于考虑到每 个电池20的动态特性而被预测。
[0036] 控制器18预测电池20将如何运行W使电池系统14输出需求电流的操作包括：1) S0C动态特性计算；2)电路响应计算；3)端电压预测；4)电池电流预测。
[0037] 参照在图2中示出的模型30,电池20a和电池2化的S0C通过使用下面的等式（1) 和等式（2)来分别计算：
[0038]
[0040] SOCi(t)是电池20a的SOC，SOCi,。是电池20a的初始SOC，Qbatt,i是电池20a的容 量，ii是电池20a的电流。S0C2(t)是电池20b的SOC，SOCz,。是电池20b的初始SOC，Qbatt,2 是电池2化的容量，i2是电池2化的电流。电池2〇a的容量Qbatt.l和电池2化的容量Qbatt,2 分别从具有上述信息的电池容量表中被离线获得。电池容量表包括针对不同化学类型的多 个电池的容量值。
[0041]电路响应通过使用下面的等式（3)、等式（4a)、等式（4b)、等式巧a)、等式巧b)和 等式（6)来被计算：
[00化I iload=i内2 做
[004引 V0c,i=fi(SOCi) (4a)
[0044] V〇c,2=f2(S0C2) (4b)
[0045] V〇c,i- (Rin"xii)=Vt巧a)
[0046] V〇c,2 - (R"t,2X?2) =Vt 巧b)
[0047] RloadXiload=Vt (6)
[004引为了完整性，ikad是负载电流，i1是电池20a的电流，i2是电池2化的电流，VDC, 1是 电池20a的开路电压，Vdc,2是电池20b的开路电压，Rint.i是电池20a的内阻抗，Rmt,2是电池 2化的内阻抗，Vt是电池系统14的输出电压，Rkgd是可调节的负载阻抗。
[004引 电池20a的内阻抗Rmt, 1是电池20a的S0C1U)和电池20a的溫度的函数。内阻抗 Rmt,2是电池20b的S0C2(t)和电池20b的溫度的函数。内阻抗和内阻抗Rmt,2从具有 上述信息的电池内阻抗表中获得。电池阻抗表包括针对不同化学类型的多个电池的内阻抗 值，所述内阻抗值作为电池S0C和电池溫度的函数。
[0050] 电池端电压Vt通过使用下面的等式（7)和等式做来计算：
[0051]
(7)
[005引等式（7)是从等式（3)、等式巧a)、等式巧b)和等式（6)推导出来的。
[0053]
(8)
[0054] 分别通过使用下面的等式巧a)和等式巧b)来从计算出的电池端电压Vt预测电 池20a的电流ii和电池20b的电流i2:
[00 巧]
[0057] 如上所述，电池20a和电池2化的S0C动态特性通过使用等式（1)和等式似来 被建模。输出电压V通过使用等式巧a)、等式巧b)和等式（6)来被计算。电池20a和电 池20b的开路电压被表示为等式（4a)和等式（4b)。被引入W分配通过控制器18命令的 电池电流的中间参数Rwd通过等式（7)被计算。电池系统端电压Vt通过等式做被预测。 电池20a的电流ii通过等式巧a)被预测，电池2化的电流i2通过等式巧b)被预测。在具 有并联连接的不同化学类型的两个电池20的电池系统14中，通过等式（1)至等式（9)来 预测电池动态响应，其中，所述电池动态响应包括SOC动态特性、电压动态特性和电流动态 特性。
[005引总之，直接从需求电流命令（即，电池系统14的需求电流输出ihJ计算输出电压VtW及从电池20a输出的电流i1和从电池2化输出的电流i2。
[0059] 现参照图3,流程图40被示出，流程图40描述了用于预测电池系统14的电池20a 的输出电流i1和电池2化的输出电流i2W及电池系统的输出电压Vt的方法的操作。如块 42所示，所述操作开始于设定控制输入Batti和Batt2。控制输入Batti和Batt2分别对应于电 池20a和电池20b。如果在判断块44,电池20a关闭（OFF)并且电池2化关闭，则如块46 所不，输出电流ii二0,输出电流i2二0,并且输出电压Vt二0。如果在判断块48,电池20曰 开启（〇脚并且电池2化关闭，则如块50所示，输出电流ii=ikgd，输出电流i2=〇,并且输 出电压Vt=V。。1-化nt, 1Xii)。如果在判断块52,电池20a关闭并且电池2化开启，则如块 54所示，输出电流ii= 0,输出电流i2=iwd，并且输出电压Vt=Vec,2-(Rmt,2Xi2)。如果 如块56所示，两个电池20a和2化都开启，则如块58所示，则所述方法使用等式（8)、等式 巧a)和等式巧b)计算输出电流ii和i2?及输出电压Vt。如块60所示，输出电流ii和i2 W及输出电压Vt的计算值被输出。输出的运些值可W被使用（比如）作为牵引系统10的 整体管理的一部分。
[0060] 现参照图4A至图4F，同时继续参照图2,呈现电池系统14的操作的一个示例的各 种曲线图被示出，所述示例包括了电池20对需求电流命令做出的响应。图4A示出了需求 电流命令随时间推移的曲线图62。曲线图62包括示例性的需求电流命令随时间推移的曲 线64。图4B示出了电池开启/关闭状态随时间推移的曲线图66。曲线图66包括：电池 20a的开启/关闭状态的曲线68和电池20b的开启/关闭状态的曲线70。图4C示出了电 池电流随时间推移的曲线图72。曲线图72包括：负载电流ikgd的曲线74、电池20a的输出 电流ii的曲线76和电池20b的输出电流i2的曲线78。如在此所描述的，输出电流i1和i2 是预测的电池系统14响应于需求电流ikgd而做出的响应。图4D示出了电池电压随着时间 推移的曲线图80。曲线图80包括：电池系统14的输出电压Vt的曲线82、电池20a的开路 电压的曲线84和电池20b的开路电压的曲线86。图4E示出了电池S0C随着时间推移的曲 线图88。曲线图88包括：电池20a的S0C的曲线90和电池20b的S0C的曲线92。图4F 示出了电池内电阻随时间推移的曲线图94。曲线图94包括：电池20a的内阻抗Rmt, 1的曲 线96和电池20b的内阻抗Rim, 2的曲线98。
[0061] 如上所述，提供了用于预测牵引电池系统的电池将如何操作W使所述电池系统输 出需求电流的方法，其中，所述牵引电池系统包括并联连接的不同化学类型的电池。特征在 于引入而。。4来计算电池系统的端电压Vt，从而实现直接预测电池对来自控制器18的命令电 池电流的响应。
[0062] 所述方法包括W下优点、特征和/或特性。所述方法包括用于预测电池系统的响 应的分析方法，其中，所述电池系统具有两个或更多个并联连接的不同化学类型的电池。在 能够预测电池响应方面，所述方法是相对不复杂的。因此，对于在电动车辆的牵引电池系统 控制器中实现而言，所述方法是实用的。也就是说，所述方法能运行得足够快速，W被实施 在电池管理系统中。所述方法还可W被用于车辆仿真W开发电池系统管理策略。所述方法 在不利用迭代计算的情况下直接从来自电池控制器的电流命令预测电池响应，同时还兼顾 了计算效率和准确度之间的平衡。
[0063] 尽管在上面描述了示例性实施例，但是并不意在运些实施例描述了本发明的所有 可能形式。更确切地，在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的 是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可进行各种改变。另外，各个实现的实施例的 特征可被组合，W形成本发明的进一步的实施例。
【主权项】
1. 一种用于具有电池系统的动力传动系统的方法，其中，电池系统包括至少两个并联 连接的不同化学类型的电池，所述方法包括： 根据预测的电池对需求电流命令的响应来操作所述动力传动系统，其中，需求电流命 令用于电池系统输出需求电流，电池的所述响应是通过使用电池系统的回顾模型直接从需 求电流来被预测的。2. 如权利要求1所述的方法，其中，预测的电池的所述响应包括：一起提供需求电流的 电池的输出电流。3. 如权利要求1所述的方法，其中，预测的电池的所述响应包括：电池系统的输出电 压。4. 如权利要求1所述的方法，其中，电池的所述响应通过使用电池系统的回顾模型并 考虑到电池中的每个电池的内阻抗来直接从需求电流被预测。5. 如权利要求1所述的方法，其中，电池的所述响应通过使用电池系统的回顾模型并 考虑到电池中的每个电池的荷电状态来直接从需求电流被预测。6. 如权利要求1所述的方法，其中，电池的所述响应通过使用电池系统的回顾模型并 考虑到电池中的每个电池的开路电压来直接从需求电流被预测。7. 如权利要求1所述的方法，其中，电池系统的回顾模型表示电力电子特性，在电力电 子特性中需求电流命令被分配给电池。
【专利摘要】本公开涉及操作车辆动力传动系统以使电池输出需求电流的方法。动力传动系统根据预测的电池对用于电池系统输出需求电流的需求电流命令的响应来被操作，所述动力传动系统具有包括至少两个并联连接的不同化学类型的电池的电池系统。电池的所述响应是使用电池系统的回顾模型直接从需求电流被预测的。
【IPC分类】B60L11/18
【公开号】CN105383319
【申请号】CN201510558049
【发明人】李泰京, 布鲁斯·卡维·布雷克蒙
【申请人】福特全球技术公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年9月2日
【公告号】DE102015114497A1, US20160059728