，或根本不执行。
[0099] 在步骤502,在允许车辆通电的点火开关接通事件期间，车辆计算系统可开始使一 个或更多个模块通电。在步骤504,所述一个或更多个模块的通电可促使与电池管理系统相 关的变量在启用用于控制电池的一个或更多个算法之前，进行初始化。
[0100] 初始化的参数可为预定值或在最近的点火开关断开（key-off)事件中存储的值。 在依据点火开关接通事件而启用所述算法之前，应对参数进行初始化。例如，电池管理方法 可初始化若干变量，包括但不限于：电池端电压、电流限制和/或其他与电池相关的参数。
[0101] 在步骤506,系统可使用多个类型的传感器来测量电池电压输出和电流输入。在步 骤508, 一旦系统接收到电池电压响应和电流测量，则系统可对接收到的信号进行处理，以 分离低频信号与中高频信号。
[0102] 例如，系统可借助于一个或更多个滤波器来过滤测量的电压以从低频提取中高 频。中高频和低频可分别用于确定等效电路模型的对应参数。中高频可用于计算在车辆 运转期间改变的电池动态特性。在车辆运转期间改变的电池动态特性由等效电路模型中的 R-C电路表示。低频可用于计算电池模型的活性电解质电阻（或内电阻）。
[0103] 在步骤510,可使用已由系统使用一个或更多个滤波器处理的低频来计算估计的 内电阻。系统可利用电池输入电流和使用由一个或更多个滤波器（例如，高通滤波器、低 通滤波器等）处理的低频信号通过等式（4)中的过滤的电压响应来估计内电阻
[0104] 在步骤512,使用等式（6)中表示的扩展的卡尔曼滤波（EKF)来估计RC电路中的 模型参数1~ 2和(：。等式（7)中示出的倍增状态向量可被应用于等式（8)中的Jacobian矩 阵。基于以上等式和EKF已知变量，更新的滤波器等式现可使用等式（9)和等式（10)中阐 述的预测协方差等式来预测电池功率容量的下一状态。
[0105] 在步骤514,如果系统检测到点火开关断开事件，则系统可结束用于管理电池包和 /或一个或更多个电池单元的一个或更多个算法。在步骤516,车辆计算系统可采用车辆点 火开关断开模式以允许系统将一个或更多个参数存储在非易失性存储器中，使得这些参数 可被系统用于下一点火开关接通事件。
[0106] 图6是示出在R-C电路中的电池模型参数估计结果的比较的曲线图600。上面的 曲线图601、603采用（以秒）表示时间的x轴602和以欧姆表示1^的电阻的y轴604。下 面的曲线图605、607采用（以秒）表示时间的x轴602和表示tau(希腊字母t)的y轴 610〇
[0107] 未使用滤波器的先前方法通过将慢动态特性分配给RC电路而在曲线图601中被 示出，其中，RC电路还被设计为表示中等-快速动态特性。先前估计ri的方法曲线图601 示出不使用频域分离的参数数据606。在等效电路模型中的一个RC电路由于其固有限制 (即，可能不在同一时间表示慢动态特性和快动态特性）而无法捕获多个时间常数。换言 之，一个RC电路具有表示动态特性的一个时间常数。因此，如曲线图605所示，当宽范围的 频率分量应由一个RC电路覆盖时，RC电路中的确定的模型参数或时间常数612可能不稳 定或变化太大。
[0108] 曲线图603中示出的提出的方法将慢动态特性分配给内电阻，且只有中高频分量 被分配给RC电路。频域中的信号分离提供过滤的信息以分别确定RC电路中的内电阻和模 型参数。实时适应算法（诸如EKF)可在确定内电阻时捕获慢动态特性。RC电路中的模型 参数被单独地确定。因此，与曲线612中示出的先前方法相比，曲线图607中示出的由时间 常数614表示的确定的动态特性更加稳定。
[0109] 提出的估计的方法曲线图603示出使用频域分离而更新的参数数据608。更新 的参数数据608通过对中高频响应进行过滤来允许系统捕获电池动态行为，以确定改进的 电池功率容量参数。使用提出的方法确定：^包括慢动态特性。因此，:可为包括电池的慢 动态特性的等效内电阻。
[0110] 如在下面的曲线图605、607中示出的，在该示例中公开的确定的时间常数为0. 1 秒左右。确定的时间常数是稳定的，且该值与锂离子电池中的电荷转移动态特性很好地进 行匹配。通过在上面的曲线图601、603中示出的实时调节的 ri来捕获慢动态特性。一般 来说，接下来的几秒期间的电池功率容量较为重要，使得公开的方法可捕获电池动态特性， 电池动态特性对于考虑到内阻抗的缓慢变化来进行电池功率容量预测而言是重要的，从而 使预测精确度提高。例如，所述方法可基于频域分离来捕获可用的最大放电功率。
[0111] 虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述权利要求所包含的所 有可能形式。说明书中使用的词语是描述性词语而非限制，并且应理解的是，可在不脱离 本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征进行组合 以形成本发明的可能未被明确描述或示出的另外的实施例。虽然各种实施例已经被描述为 提供优点，或者关于一个或更多个期望的特性优于其它实施例或现有实现方式，但本领域 的普通技术人员认识到的是，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现期望的整体系统属 性，这取决于具体的应用和实现。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成 本、市场性、外观、包装、尺寸、适用性、重量、可制造型、便于组装等。因此，被描述为关于一 个或更多个特性与其他实施例或现有实现方式相比并不理想的实施例并不超出本公开的 范围，并且针对特定应用而言是可取的。
【主权项】
1. 一种车辆，包括： 电池包； 至少一个控制器，被编程为： 响应于以下项来控制电池包的操作：（i)基于具有比阈值频率小的频率成分的电池包 端电压数据、指示电池包内电阻的参数值，以及（ii)基于具有比阈值频率大的频率成分的 电池包端电压数据、指示电池包内阻抗的参数值。2. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述内电阻为电池包的活性电解质电阻。3. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述内阻抗包括电池包的电容和活性电荷转移电 阻。4. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述阈值频率基于电池包的电化学特性。5. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被编程为：应用频率选择 滤波器以获取以下项中的一个：（i)具有比阈值频率大的频率成分的电池包端电压数据或 (ii)具有比阈值频率小的频率成分的电池包端电压数据。6. 如权利要求5所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被编程为：基于电池包的输 入电压与（a)具有比阈值频率大的频率成分的电池包端电压数据或（b)具有比阈值频率小 的频率成分的电池包端电压数据中的一个之差，来产生（i)具有比阈值频率大的频率成分 的电池包端电压数据和（ii)具有比阈值频率小的频率成分的电池包端电压数据中的另一 个。7. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被编程为：基于所述参数值 输出在预定时间段期间可用的最大放电功率。8. 如权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被编程为：基于所述参数值 输出在预定时间段期间可用的最大充电功率。
【专利摘要】本发明涉及基于频率的电池模型参数估计，公开了一种混合动力传动系统，所述混合动力系统包括电池和至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为在系统的运转期间使用过滤的电池电压信号和电流输入信号来确定瞬时电池功率限制。所述至少一个控制器还被配置为分离测量的电池电压的中高频动态特性。在特定示例中，使用低通滤波器或高通滤波器来实现过滤处理。所述至少一个控制器还被配置为关联中高频负载以估计电池参数，并且，在一示例中，使用扩展的卡尔曼滤波来确定电池动态特性。
【IPC分类】G01R31/36, G01R27/02
【公开号】CN104931784
【申请号】CN201510116878
【发明人】李泰京
【申请人】福特全球技术公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年3月17日
【公告号】DE102015103561A1, US9132745, US20150258907