动装置可包括至少一个电机。当发动机8被启动或 关闭时，电动马达4可提供推进能力和减速能力。电动马达4还用作发电机，并可通过回收 通常在摩擦制动系统中会作为热量流失的能量来提供燃料经济收益。由于在特定情况下混 合动力电动车辆2可以以电动模式运转，因此，电动马达4还可提供减少的污染排放。
[0031] 电池组14可包括具有一个或更多个电池单元的牵引电池，其中，所述一个或更多 个电池单元储存可由电动马达4使用的能量。车辆电池组14通常提供高压DC输出，并被 电连接到电力电子模块16。电力电子模块16可与组成车辆计算系统的一个或更多个控制 模块通信。车辆计算系统可控制若干车辆功能、系统和/或子系统。所述一个或更多个模 块可包括但不限于电池管理系统。电力电子模块16还被电连接到电动马达4,并在电池组 14和电动马达4之间提供双向传递能量的能力。例如，典型的电池组14可提供DC电压，而 电动马达4可能需要三相AC电流来运转。电力电子模块16可将DC电压转换为电动马达 4所需要的三相AC电流。在再生模式下，电力电子模块16将来自用作发电机的电动马达4 的三相AC电流转换为电池组14所需要的DC电压。
[0032] 除了提供用于推进的能量之外，电池组14可为其它车辆电系统提供能量。典型的 系统可包括DC/DC转换器模块18,其中，所述DC/DC转换器模块18将电池组14的高压DC 输出转换为与其他车辆负载相兼容的低压DC供应。其它高压负载可无需使用DC/DC转换 器模块18而被直接连接。在典型的车辆中，低压系统被电连接到12V电池20。
[0033] 电池组14可由电力电子模块16控制，电力电子模块16可从具有一个或更多个控 制模块的车辆计算系统22中接收命令。所述一个或更多个控制模块可包括电池控制模块。 所述一个或更多个控制模块可被校准以使用电池模型参数估计方法控制电池组14,其中， 所述电池模型估计方法在运转期间估计有效电池内电阻的平均值以确定电池功率容量。功 率容量预测使得电池组14能够防止过度充电和过度放电。
[0034] 电池参数预测方法和/或策略可有助于实时地（即，在操作期间）确定电池电流 限制和功率容量。许多电池参数估计处理受到电池模型的仿真度以及在电池操作期间不可 预测的环境状况或不可预期的噪声的影响。例如，如果电池处于电荷消耗模式，简单的电 池模型可能不能捕获到与电池模型试图测量的电压输出以及电流输入相关联的复杂的系 统动态特性。车辆电池测量方法/策略可使用等效电路模型来在运转期间测量车辆内的 电池组以获取电化学阻抗，其中，所述等效电路模型在若干种构造中使用一个或更多个电 阻-电容（RC)电路。
[0035] 用于控制电池组的校准可使用多个表来实现以捕获影响电池组的阻抗及其相关 联的动态特性的宽频率范围。为了填充/校准所述多个表，需要在测试设备中使用复杂算 法严格执行对电池组的离线测试。离线测试电池组的示例为电化学阻抗谱（EIS)，其中，EIS 可被实现为用于捕获宽频率范围内的电池系统特性，其中，所述电池系统特性可包括电池 温度、电池荷电状态和/或电池使用。
[0036] 车辆电池测量方法可被实现为用于消除对大量离线测试的需求。车辆电池测量方 法可使用一个或更多个简单的等效电路来在运转期间测量车辆内的电池组，以获取电化学 阻抗。与离线参数估计相比，车载电池测量估计方法可具有更高的噪声水平，然而，车载电 池参数估计方法可在车辆运转期间提供关于电池瞬态表现的有价值的信息。
[0037] HEV电池管理系统可实现用于预测电池性能的等效电路模型，其中，使用基于电池 测量的之后几秒的电池参数和估计的电化学阻抗来预测电池性能。估计的电池参数可根据 驾驶状况和电动车辆操作模式（诸如电荷保持模式或电荷消耗模式）而改变。使用简单等 效电路模型的电池参数估计处理倾向于对内部噪声和外部噪声以及环境状况敏感。
[0038] 系统可使用电池测量来估计电池模型参数，并且随后使用估计的模型参数来计算 电池功率容量。电池功率容量受到电池组的阻抗及其相关联的动态特性的影响。电池模型 参数估计方法可包括车辆内的电池测量以使用以下更为详细描述的扩展卡尔曼滤波器和 其它计算/算法来获取电化学阻抗，从而计算出电池功率容量。电池的功率容量可由状态 变量确定，并且可通过使用系统输入和输出来推导。
[0039] 基于模型的电池管理系统在未引入额外的硬件和/或增加系统复杂性的情况下， 基于等效电路模型在电池管理系统中提供易于管理的足够的计算速度。可通过使用HEV内 的直接电池测量经由电池模型的实时参数估计方法来计算电池系统的特性。所述系统可测 量电池电流输入和电池端电压。测量值可在车辆计算系统中的一个或更多个控制模块中被 记录、计算和存储，其中，所述车辆计算系统包括电池能量控制模块。
[0040] 图2是示出电池阻抗相对于频率的EIS奈奎斯特图的曲线图100。EIS奈奎斯特 图100示出使用一个等效电路的电池系统的直接物理解释。EIS奈奎斯特图100具有表示 阻抗实部104的X轴和表示阻抗虚部102的y轴。曲线106示出在整个频率范围内的电池 的测量阻抗。所述系统的频率响应的范围可揭示电池的能量存储和消耗特性。
[0041] EIS奈奎斯特图100可揭示关于电池的电化学过程的反应原理的信息，其中，所述 反应原理包括可在特定频率起主导作用的不同反应步骤，并且所述频率响应可有助于确定 速率限制步骤。曲线106可表示由电极活性材料的固体颗粒的扩散过程和整个电池单元厚 度内的极化过程引起的慢的电池动态响应。瞬时响应由电池的等效电路模型的内电阻项 私11〇确定。由中高频108表示的电池动态特性主要考虑电池动态特性来确定功率容量。由 低频112 (例如，瓦尔堡（Warburg)阻抗项）表示的慢的动态特性和由RollO表示的瞬时动 态特性被建模为在等效电路模型中的实时调节的内电阻。曲线图100捕获可用于估计电池 系统的瞬时电池功率容量的电池动态响应。
[0042] 图3是用于对电池建模的具有一个RC电路的等效电路的示意图。所述电路可对 包括电池组和/或一个或更多个电池单元的电池建模。所述等效电路模型包括活性电解质 电阻（或内电阻）RQ202、并联的电容Q204和活性电荷转移电阻&206,其中，活性电解质电 阻私202与并联的活性电荷转移电阻&206和电容Q204串联。电池动态特性和相关的状 态变量被表示为端电压输出vt212、电池开路电压V(K214、电池内部电压V(]216以及RC电路 的电压Vl210。所述模型可在HEV电池管理系统中被实现以提供针对一个或更多个电池参 数的预测计算。
[0043]图4是在奈奎斯特图中示出具有一个RC电路的等效电路模型的频率响应的曲线 图301。曲线图301的X轴316表示时间窗口内的平均电池阻抗的实部。曲线图301的y 轴314表示电池单元的平均电阻抗的虚部。中快的动态特性由RC电路（即，&与C》产生 的半闭合环路（semi-circuit) 108 ^表示，并且内电阻与RQ11(T相关。然而，被称为瓦尔 堡项112'的慢的动态特性未被具有一个RC电路的等效电路模型捕获到。因此，在所述一 个RC电路的模型中不能够有效地表示在此已知为瓦尔堡项112 '的慢的动态特性。
[0044]图5是根据实施例的使用两个RC电路来对电池建模的简单等效电路模型400的 示意图。所述两个RC电路可通过向所述模型引入附加动态特性来改进电池组和/或一个 或更多个电池单元的建模400。例如，可使用附加RC电路对慢的动态特性112建模。所述 两个RC电路的模型可包括附加RC电路，其中