蓄电池系统组寿命估计系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及用于估计蓄电池组的寿命的系统和方法。更具体地，但非排他地，在此 公开的系统和方法涉及:基于单元退化数据和组的热特性，估计包含在交通工具中的蓄电 池组的寿命。
【背景技术】
[0002] 客运交通工具通常包含电动蓄电池，用于操作交通工具的电系统和动力传动系统 的特征。例如，交通工具通常包含12V铅酸汽车用蓄电池，所述12V铅酸汽车用蓄电池被配置 成供应电能到交通工具起动系统（例如，起动马达）、照明系统和/或点火系统。在电动交通 工具、燃料电池（"FC"）交通工具和/或混合动力交通工具中，高电压（"HV"）蓄电池系统(例 如，360V HV蓄电池系统)可以用来向所述交通工具的电动动力传动部件(例如，电动驱动马 达及其类似物)供以动力。例如，包含在交通工具中的HV可再充电的能量存储系统（"ESS"） 可以用来向所述交通工具的电动动力传动部件供以动力。
[0003] 精确地估计蓄电池系统的组寿命可以允许基于这样的信息做出更加精确的蓄电 池系统控制和/或管理决策，和/或可以通知蓄电池系统工程和/设计，从而改善整体的蓄电 池性能。蓄电池系统的寿命的精确估计还可以允许改善的诊断和/或预测方法，以识别潜在 蓄电池系统问题。
[0004] 用于估计在组级别的蓄电池系统的寿命的常规方法可以利用耗时的长期组级别 测试和特性描述。这样的测试和特性描述可能包括在相对长的一段时间内大量的使用测试 设备，比如多通道蓄电池循环器。常规方法还可能需要对特定蓄电池组构造进行单独的测 试和特性描述，所述单独的测试和特性描述可能不可扩展到各种其他的组构造，从而增加 了测试和特性描述各种不同的组构造的时间和费用。
【发明内容】
[0005] 除其他方面之外，在此公开的系统和方法可以对组级别的蓄电池系统的寿命提供 更加精确的确定和/或估计，从而改善蓄电池系统的设计、控制、管理、以及诊断决策。在一 些实施例中，所公开的系统和方法可以减少与估计蓄电池组的寿命有关的对蓄电池系统的 耗时的长期组级别测试和特性描述。在又一些实施例中，所公开的系统和方法可以连同各 种组构造一起被利用，并且可以减少对感兴趣的每个单独的组构造都执行长期组级别测试 和特性描述的需要。
[0006] 在某些实施例中，至少部分地基于在相对短的周期内（例如，一天或者类似时间） 获得的单元退化数据和/或组的热特性描述，在此公开的系统和方法可以用于估计蓄电池 (例如，包含在交通工具中的蓄电池）的组寿命。各种热参数可以与所述组的热特性描述联 系起来被估计，所述热参数包括但不限于，组的热阻、组的传热系数、组的热熵、和/或类似 参数，并且所述各种热参数可以被用来在蓄电池组的整个寿命期间对所述蓄电池组的估计 的全部热追踪进行特性描述。尽管在此公开的示例性实施例可以与锂离子（"Li-Ion"）蓄电 池组联系起来被利用，但是应当认识到的是，实施例可以与各种其他的蓄电池技术、化学性 质和/或其组合联系起来被利用。
[0007] 在一些实施例中，用于估计蓄电池组的寿命的方法可以包含:接收单元级别测试 数据，所述单元级别测试数据包括蓄电池组中包含的蓄电池单元的响应于多个测试条件的 测量参数，所述测量参数涉及所述蓄电池单元基于所述多个测试条件随着时间的性能退 化。在某些实施例中，所述多个测试条件可以包括环境温度条件、单元均方根功率条件、单 元充电状态条件、单元设定值条件、单元占空比条件、和/或类似条件。
[0008] 可以确定与蓄电池单元相关的一个或多个第一热响应参数。在一些实施例中，所 述第一热响应参数可以包含热阻参数、传热系数参数、熵参数、和/或最高温度参数，但是其 他的热参数也可被利用。在某些实施例中，通过使用包含在单元级别测试数据中的单元热 数据来执行回归分析，可以确定所述一个或多个第一热响应参数。在另外一些实施例中，基 于生成的蓄电池单元热模型可以确定所述一个或多个第一热响应参数，所述生成的蓄电池 单元热模型被配置成估计所述蓄电池单元的热响应。
[0009] 至少部分地基于所述单元级别测试数据和所述一个或多个第一热响应参数，可以 生成蓄电池单元老化模型。可以确定与所述蓄电池组相关的第二热响应参数。在一些实施 例中，所述第二热响应参数可以通过使用包含在组级别测试数据中的组的热数据执行回归 分析来确定，其中所述组级别测试数据包括所述蓄电池组的响应于所述多个测试条件的测 量参数。在另外一些实施例中，基于生成的蓄电池组热模型可以确定所述第二热响应参数， 所述蓄电池组热模型被配置成估计所述蓄电池组的热响应。至少部分地基于所述蓄电池单 元老化模型和所述第二热响应参数，蓄电池组的寿命(例如，组容量寿命和/或组电阻寿命） 可以被生成。
[0010] 在某些实施例中，上述提及的方法可以由与蓄电池组和/或蓄电池测试和/或特性 描述系统有关的蓄电池控制电子设备来执行，和/或通过使用存储有相关可执行指令的非 暂态计算机可读介质来实施。
[0011] 另外，本发明还包含以下解决方案：
[0012] 1.-种估计蓄电池组的寿命的方法，所述方法包括：
[0013] 接收单元级别测试数据，所述单元级别测试数据包括被包含在所述蓄电池组中的 蓄电池单元的响应于多个测试条件的测量参数；
[0014] 确定与所述蓄电池单元相关联的一个或多个第一热响应参数；
[0015] 至少部分地基于所述单元级别测试数据和所述一个或多个第一热响应参数来生 成蓄电池单元老化模型；
[0016] 确定与所述蓄电池组相关联的第二热响应参数；
[0017] 至少部分地基于所述蓄电池单元老化模型和所述第二热响应参数来估计所述蓄 电池组的寿命。
[0018] 2.根据解决方案1所述的方法，其中，所述多个测试条件包括下述各项中的至少一 个:单元环境温度条件、单元均方根功率条件、单元充电状态条件、单元设置点条件和单元 占空比条件。
[0019] 3.根据解决方案1所述的方法，其中，所述第一热响应参数包括热电阻参数、传热 系数参数、熵参数和最高温度参数中的至少一个。
[0020] 4.根据解决方案1所述的方法，其中，所述第二热响应参数包括热电阻参数、传热 系数参数、熵参数和最高温度参数中的至少一个。
[0021] 5.根据解决方案1所述的方法，其中，所述蓄电池单元的测量响应包括与下述有关 的信息，即：基于所述多个测试条件，所述蓄电池单元随时间的性能退化。
[0022] 6.根据解决方案1所述的方法，其中，确定所述一个或多个第一热响应参数包括： 使用包含在所述单元级别测试数据中的单元热数据来执行回归分析。
[0023] 7.根据解决方案1所述的方法，其中，确定所述一个或多个第一热响应参数包括： 生成被配置成估计所述蓄电池单元的热响应的蓄电池单元热模型。
[0024] 8.根据解决方案1所述的方法，其中，确定所述一个或多个第二热响应参数包括： 使用包含在组级别测试数据中的组热数据来执行回归分析，其中所述组级别测试数据包括 所述蓄电池组响应于所述多个测试条件的测量参数。
[0025] 9.根据解决方案1所述的方法，其中，确定所述一个或多个第二热响应参数包括： 生成被配置成估计所述蓄电池组的热响应的蓄电池组热模型。
[0026] 10.根据解决方案1所述的方法，其中，估计所述蓄电池组的寿命包括估计组容量 寿命。
[0027] 11.根据解决方案1所述的方法，其中，估计所述蓄电池组的寿命包括估计组电阻 寿命。
[0028] 12.-种存储指令的非暂态计算机可读存储介质，当所述指令由处理器执行时，使 所述处理器执行估计蓄电池组的寿命的方法，所述方法包括：
[0029] 接收单元级别测试数据，所述单元级别测试数据包括被包含在所述蓄电池组中的 蓄电池单元的响应于多个测试条件的测量参数；
[0030] 确定与所述蓄电池单元相关联的一个或多个第一热响应参数；
[0031] 至少部分地基于所述单元级别测试数据和所述一个或多个第一热响应参数生成 蓄电池单元老化模型；
[0032] 确定与所述蓄电池组相关联的第二热响应参数；以及
[0033] 至少部分地基于所述蓄电池单元老化模型和所述第二热响应参数来估计所述蓄 电池组的寿命。
[0034] 13.根据解决方案12所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述多个测试条件 包括下述各项中的至少一个，即：单元环境温度条件、单元均方根功率条件、单元充电状态 条件、单元设定值条件和单元占空比条件。
[0035] 14.根据解决方案12所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述第一热响应参 数包括热电阻参数、传热系数参数、熵参数和最高温度参数中的至少一个。
[0036] 15.根据解决方案12所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述第二热响应参 数包括热电阻参数、传热系数参数、熵参数和最高温度参数中的至少一个。
[0037] 16.根据解决方案12所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，所述蓄电池单元的 测量响应包括与下述有关的信息，即：基于所述多个测试条件，所述蓄电池单元随时间的性 能退化。
[0038] 17.根据解决方案12所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，确定所述一个或多 个第一热响应参数包括:使用被包含在所述单元级别测试数据中的单元热数据来执行回归 分析。
[0039] 18.根据解决方案12所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，确定所述一个或多 个第一热响应参数包括:生成被配置成估计所述蓄电池单元的热响应的蓄电池单元热模 型。
[0040] 19.根据解决方案12所述的非暂态计算机可读存储介质，其中，确定所述一个或多 个第二热响应参数包括:使用包含在组级别测试数据中的组热数据来执行回归分析，其中 所述组级别测试数据包括所述蓄电池组的响应于所述多个测试条件的测量参数。
[0041] 20.根据解