电池测试系统及方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及一种用于测试电动车辆的电池单元的电池测试系统及方法。电池测试 系统包括用于在测试循环过程中通过动态地控制环境测试室的温度来保持几乎恒定的电 池温度的必要的硬件和软件。
【背景技术】
[0002] 减少汽车燃油消耗和排放的需求是众所周知的。因此，正在开发减少或完全消除 对内燃发动机的依赖的车辆。电动车辆是以此为目的开发的一种类型的车辆。通常，电动 车辆与传统机动车辆不同是由于它们选择性地由一个或多个电池供电的电机来驱动。与之 相比，传统机动车辆仅仅依靠内燃发动机来驱动车辆。
[0003] 电动车辆电池可以使用电池单元，例如锂离子电池单元。这些电池单元典型地由 大量的测试来验证。在这样的测试过程中，电池单元被充电和放电以测量用于确定电池性 能和使用寿命的特征。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的一示例性方面的电池测试方法除了其它方面以外包含：在测试循环 过程中控制容纳至少一个电池单元的环境室的温度，以在整个测试循环中保持至少一个电 池单元的相对恒定的温度。
[0005] 在上述方法的进一步非限制性实施例中，方法包括当至少一个电池单元开始通过 电流时，启动控制步骤。
[0006] 在上述任一方法的进一步非限制性实施例中，方法包括测量至少一个电池单元的 电流，并将电流的大小传输至计算装置。
[0007] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，方法包括根据与至少一个电池单元 相关的电流和电阻值来概略估算由至少一个电池单元产生的热量。
[0008] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，方法包括测量至少一个电池单元的 温度，并将至少一个电池单元的温度的测量值传输至计算装置。
[0009] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，方法包括将至少一个电池单元的温 度的测量值和至少一个电池单元的所需温度设定点进行比较，以估算误差信号，并随后计 算环境室的内部的所需温度。
[0010] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，计算步骤使用以下方程：
[0012] 其中、。是环境室的内部的所需温度，T。是所需电池温度设定点，K是增益因子， e是误差信号以及Qb是由至少一个电池单元产生的热量。
[0013] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，方法包括将指令信号从计算装置传 输至环境室的控制器，指令信号代表环境室的内部的所需温度。
[0014] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，方法包括将所需温度和内部的实际 温度进行比较。
[0015] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，方法包括将环境室的温度调节至所 需温度。
[0016] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，方法包括如果实际温度低于所需温 度则命令环境室的气候控制单元处于加热模式以加热环境室，或者如果实际温度高于所需 温度则命令气候控制单元处于冷却模式。
[0017] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，方法包括识别至少一个电池单元的 内电阻值的增加，并根据增加的内电阻值来更新由至少一个电池单元产生的热量的计算。
[0018] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，方法包括测量至少一个电池单元的 初始电压，经过一段时间后，测量至少一个电池单元的电流和第二电压，并根据初始电压、 第二电压和电流来计算与至少一个电池单元相关的更新的内电阻值。
[0019] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，控制步骤包括在测试循环过程中选 择性地冷却或加热环境室的内部。
[0020] 在上述任何方法的进一步非限制性实施例中，控制步骤包括根据测试循环过程中 由至少一个电池单元产生的热量来连续调节环境室的温度。
[0021] 根据本发明的另一个示例性方面，一种电池测试系统除了其它方面以外包括，容 纳电池单元的环境室外壳以及控制器，该控制器配置用于根据测试循环过程中由电池单元 产生的热量来动态地控制环境室的温度。
[0022] 在上述系统的进一步非限制性实施例中，电流传感器配置用于测量通过电池单元 的电流，以及温度传感器配置用于测量电池单元的温度。
[0023] 在上述任一系统的进一步非限制性实施例中，计算装置与控制器通信，并配置用 于将代表环境室所需温度的指令信号传输至控制器。
[0024] 在上述任何系统的进一步非限制性实施例中，控制器配置用于调整环境室的气候 控制单元以在测试循环过程中改变环境室的温度。
[0025] 在上述任何系统的进一步非限制性实施例中，控制器配置用于连续调节环境室的 温度以使电池单元在整个测试循环中保持相对恒定的温度。
[0026] 可以单独或以任意组合得到前述段落、权利要求书或【具体实施方式】及附图的实施 例、示例和替代物，包括任何它们的各个方面或各自的特征。结合一个实施例描述的特征可 以适用于所有实施例，除非这样的特征是不兼容的。
[0027] 通过下面的【具体实施方式】，对本领域的技术人员来说，本发明的各种特征和优点 将变得显而易见。伴随【具体实施方式】的附图可以简单描述如下。
【附图说明】
[0028] 图1示意性地说明了电动车辆的动力传动系统；
[0029] 图2示意性地说明了电池测试系统；
[0030] 图3示意性地说明了用于动态地控制电池测试系统的环境室的温度的电池测试 方法；
[0031] 图4示意性地说明了用于识别电池单元内电阻的增加的方法；
[0032] 图5是电池测试系统的测试循环过程中的电池单元和环境室温度响应的曲线图。
【具体实施方式】
[0033] 本公开涉及用于测量电池单元的性能和使用寿命的电池测试系统及方法。该电池 测试系统除了其它特征以外还包括：环境室和控制器。电池单元放置在环境室内，并随后在 测试循环过程中充电和放电。控制器配置用于动态地控制环境室的温度以使电池单元温度 在测试循环过程中保持几乎恒定。可以在整个测试循环中根据由被测电池单元产生的热量 来连续调节环境室的温度。在以后的段落中将对这些和其它特征进行更详细的讨论。
[0034] 图1示意性地说明了用于电动车辆12的动力传动系统10。虽然描绘成混合动力 电动车辆（HEV)，但应该了解的是，这里所述的构思不限于HEV，并且可以扩展至其它电动 车辆，包含但不限于插电式混合动力电动车辆（PHEV)和纯电动车辆（BEV)。
[0035] 在一个实施例中，动力传动系统10为动力分配动力传动系统，该系统米用第一驱 动系统和第二驱动系统。第一驱动系统包含发动机14和发电机18 ( 即，第一电机）的组合。 第二驱动系统至少包含马达22 ( 即，第二电机）、发电机18以及电池总成24。在本示例中， 第二驱动系统被认为是动力传动系统10的电驱动系统。第一和第二驱动系统产生扭矩，以 驱动一组或多组电动车辆12的车辆驱动轮28。
[0036] 例如内燃发动机这样的发动机14可以通过动力传输单元30--如行星齿轮 组一一与发电机18连接。当然，包含其它齿轮组和传动装置在内的其它类型的动力传输单 元也可被用于连接发动机14和发电机18。在一个非限制性实施例中，动力传输单元30为 包含环形齿轮32、中心齿轮34以及托架总成36在内的行星齿轮组。
[0037] 发电机18可以通过动力传输单元30由发动机14驱动以将动能转化为电能。作 为选择地，发电机18可以起到马达的作用以将电能转化为动能，从而向与动力传输单元3 连接的轴38输出扭矩。由于发电机18与发动机14可操作地连接，因此发动机14的转速 可以由发电机18控制。
[0038] 动力传输单元30的环形齿轮32可以与轴40连接，该轴40通过第二动力传输单 元44与车辆驱动轮28连接。第二动力传输单元44可以包含拥有多个齿轮46的齿轮组。 其它动力传输单元也可以同样适合。齿轮46将扭矩从发动机14传递给差速器48,用于最 终为车辆驱动轮28提供牵引力。差速器48可包括多个使扭矩能够传递到车辆驱动轮28 的齿轮。在一个实施例中，第二动力传输单元44通