量和其它电池性能变量进行估计。
[0083] 图9A-图9B描述了基于等效电路模型预测的瞬时电流和连续电流的曲线图。图 9A-图9B中的曲线图具有表示时间的X轴702和表示以安培测量的归一化电流的y轴704。
[0084] 图9A描述了示出基于具有一个RC电路的等效电路模型预测的针对充电和放电的 瞬时电池电流限制的曲线图700。如曲线图700所示，放电电流706和充电电流708基于电 池的快的动态特性，并且由于缺乏表示慢的动态特性的RC电路而不能有效地捕获慢的动 态特性。因此，在特定的慢的动态特性主导的运转状况下，不能基于放电电流706和充电电 流708以良好的准确性计算连续可用电流。
[0085] 图9B描述了示出基于具有两个RC电路的等效电路模型预测的针对充电和放电的 瞬时电池电流限制和连续电池电流限制的曲线图701。该系统可使用两个RC电路来基于 电池的动态响应而捕获尚频和低频。该系统可基于估计的电池状态vJPv2以及基于等式 8和9的电池模型参数，来分别计算瞬时最大放电电流710/瞬时最大充电电流714和连续 最大放电电流712/连续最大充电电流716。
[0086] 图10是用于在电池管理系统中估计瞬时电池电流限制和功率限制以及连续电池 电流限制和功率限制的算法的流程图900。根据一个或更多个实施例，使用包含在车辆控制 模块内的软件代码来实现方法900。在其它实施例中，方法900被实现在其它车辆控制器中 或分布在多个车辆控制器中。
[0087] 再次参照图10,在整个方法的讨论中参考图1、图3和图5中所示出的车辆及其 组件，以帮助理解本公开的各个方面。可通过被编入车辆的合适的可编程逻辑装置（比如 车辆控制模块、混合动力控制模块、与车辆计算系统通信的另一控制器或它们的组合）的 计算机算法、机器可执行代码或软件指令来实现在混合动力电动车辆中估计电池性能变量 (特别是，瞬时电流限制和功率限制及连续电流限制和功率限制）的方法。尽管流程图900 中示出的各个步骤看起来以时间顺序发生，但是所述步骤中的至少一些可以以不同的顺序 发生，并且一些步骤可以被同时执行或根本不被执行。
[0088] 在步骤902,在允许车辆通电的钥匙接通事件期间，车辆计算系统可开始对一个或 更多个模块供电。在步骤904,对所述一个或更多个模块的供电可在启用用于控制电池的一 个或更多个算法之前使得与电池管理系统相关的变量初始化。
[0089] 初始化的参数可以是在上一钥匙断开事件中存储的值或预定值。在钥匙接通事件 时启用所述算法之前，所述参数应被初始化。例如，电池管理方法可对若干变量（包括但不 限于电池端电压、电流限制和/或其它电池相关参数）进行初始化。
[0090] 在步骤906,该系统可使用若干种类型的传感器实时测量电池电压输出和电流输 入。一旦该系统已经接收到电池电压响应和电池电流测量值，则该系统可处理接收到的信 号以计算电池状态变量，其中，电池状态变量由基于电池的快的动态特性和慢的动态特性 的电压响应来表示。在步骤908,使用两个RC电路的模型来捕获所述快的动态特性和慢的 动态特性的电压响应。
[0091] 在步骤910,该系统可确定接收到的模型的电流输入和电压输出是快的动态特性 还是慢的动态特性。基于所述快的动态特性或慢的动态特性，该系统可确定是否基于瞬时 电流限制或连续电流限制来计算功率参数。可同时使用等式（8)和等式（9)计算所述瞬时 电流限制和连续电流限制。
[0092] 在步骤912,该系统可计算瞬时电流限制。瞬时动态特性基于τι<<τ2和
在步骤912,可在用于计算瞬时电流限制的等式（8)中减少对于快的动态
特性的估计误差。
[0093] 在步骤914,该系统可计算连续电流限制。连续动态特性基 步骤914,可在用于计算连续电流限制的等式（9)中减少对于慢的动态特性的估计误差。
[0094] 在步骤916,该系统可利用等效电路模型中的两个或更多个RC电路来使用等式 (10)、等式（11a)和等式（lib)计算针对瞬时电流限制和/或连续电流限制的功率限制。计 算的功率限制可用于确定从电池控制器到电池组的电池电流需求。
[0095] 在步骤918,如果该系统检测到钥匙断开事件，则该系统可结束用于管理电池组和 /或一个或更多个电池单元的一个或更多个算法。在步骤920,车辆计算系统可具有车辆钥 匙断开模式，以允许该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 可被该系统用于下一钥匙接通事件。
[0096] 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涵盖的所 有可能形式。说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，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。如之前所述，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进一步的实施例。尽管针对一个或更 多个期望的特性，各种实施例已经被描述为提供在其它实施例或现有技术实施方式之上的 优点或优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，一个 或更多个特征或特性可被折衷以实现依赖于特定应用和实现的期望的整体系统属性。这些 属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维护 性、重量、可制造性、装配的容易性等。如此，针对一个或更多个特性被描述为不如其它实施 例或现有技术实施方式的实施例并非在本公开的范围之外，并可被期望用于特定应用。
【主权项】
1. 一种车辆电池管理系统，包括： 电池组； 至少一个控制器，被配置为：根据第一电流限制和第二电流限制控制所述电池组的操 作，其中，第一电流限制和第二电流限制基于来自所述电池组的等效电路模型的状态变量， 其中，所述状态变量是响应于与所述电池组相关联的端电压数据和输出电流数据而产生 的，其中，第二电流限制的持续时间比第一电流限制的持续时间至少大一个数量级。2. 如权利要求1所述的车辆电池管理系统，其中，所述等效电路模型包括第一 RC电路 和第二RC电路，其中，第一 RC电流限制还基于限定第一 RC电路的参数，第二RC电流限制 还基于限定第二RC电路的参数。3. 如权利要求2所述的车辆电池管理系统，其中，第二电流限制还基于限定第一 RC电 路的参数中的至少一个。4. 如权利要求3所述的车辆电池管理系统，其中，所述参数中的所述至少一个是第一 RC电路的电阻。5. 如权利要求2所述的车辆电池管理系统，其中，第一 RC电路的时间常量小于第二RC 电路的时间常量。6. 如权利要求1所述的车辆电池管理系统，其中，所述至少一个控制器还被配置为将 扩展卡尔曼滤波器应用于所述端电压数据。
【专利摘要】本公开涉及一种基于等效电路的电池电流限制估计。电池系统包括多个电池单元和控制器。所述控制器输出针对所述电池单元的多个电流限制，并且根据所述电流限制控制所述电池单元的操作。所述电流限制中的每一个具有不同的持续时间，并且基于来自所述电池单元的等效电路模型的状态变量。所述状态变量基于与所述电池单元相关联的端电压数据和输出电流数据。
【IPC分类】G05F1/56, G01R31/36
【公开号】CN105242210
【申请号】CN201510378260
【发明人】李泰京
【申请人】福特全球技术公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年7月1日
【公告号】DE102015109327A1, US20160001672