蓄电池系统组寿命估计系统和方法_2

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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: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。
【附图说明】
[0042] 描述了本公开的非限制性和非穷尽的实施例,包含参照附图的本公开的各种实施 例,其中:
[0043] 图1图示了与在此公开的实施例一致的用于对包含在交通工具的蓄电池系统中的 蓄电池组的寿命进行估计的示例性系统。
[0044] 图2图示了与在此公开的实施例一致的用于对蓄电池系统的寿命进行估计的示例 性方法的流程图。
[0045] 图3图示了与在此公开的实施例一致的用于对蓄电池的单元建模的示例性电路模 型。
[0046] 图4图示了用于实施在此公开的系统和方法的某些实施例的示例性系统。
【具体实施方式】
[0047] 下面提供了与本公开的实施例一致的系统和方法的详细描述。虽然描述了几个实 施例,但应当理解的是,本公开不受限于任何一个实施例,而是包括许多替代方案、修改和 等同物。另外,虽然在下面的描述中阐述了大量的具体细节以提供对在此公开的实施例的 透彻的理解,但是一些实施例可以在不具有这些细节中的一些或全部的情况下被实施。此 外,为了清楚的目的,在相关技术领域中已知的某些技术材料未被详细描述,以避免不必要 地模糊本公开。
[0048]本公开的实施例将通过参照附图得到最好的理解,其中,相同的部分可以由相同 的附图标记来指示。所公开的实施例的部件,如在本文的附图中大体上被描述和说明的那 样,可以被布置和设计成各种各样的不同的构造。因此,下面对本公开的系统和方法的实施 例的详细描述不是为了限制如所要求保护的本公开的范围,而是仅代表了本公开的可能的 实施例。另外,方法中的步骤并不一定需要以任何特定的顺序执行或者甚至是相继地执行, 也不需要仅执行一次所述步骤,除非另有规定。
[0049]图1图示了一种与在此公开的实施例一致的用于对蓄电池组112的寿命进行估计 的示例性系统,蓄电池组112被包含在交通工具100的蓄电池系统102中。交通工具100可以 是机动车、海上交通工具、航空器、和/或任何其他类型的交通工具,并且交通工具100可以 包含内燃发动机("ICE")动力传动系统、电动马达动力传动系统、混合动力发动机动力传动 系统、FC动力传动系统、和/或适合并入在此公开的系统与方法的任何其他类型的动力传动 系统。在某些实施例中,蓄电池系统102可以是HV蓄电池系统。所述HV蓄电池系统可以被用 来向电动动力传动系统的部件(例如,如在电动的、混合动力的或FC动力系统中的部件)供 以电力。在另一些实施例中,蓄电池系统102可以是低电压蓄电池(例如,铅酸12V汽车用蓄 电池)并且可以被配置成向包括,例如,交通工具起动系统(例如,起动马达)、照明系统、点 火系统和/或类似系统的各种交通工具系统提供电能。
[0050]蓄电池系统102可以包含蓄电池控制系统104。蓄电池控制系统104可以被配置成 监视和控制蓄电池系统102的某些操作。例如,蓄电池控制系统104可以被配置成监视和控 制蓄电池系统102的充电和放电操作。
[0051 ]在某些实施例中,蓄电池控制系统104可以与在此公开的方法相联系地被利用,以 估计蓄电池系统102的组寿命和/或其构成蓄电池组112中的任一蓄电池组的组寿命(例如, 与实时蓄电池系统健康状态("S0H")估计、蓄电池系统的热性能和/或用于诊断和/或预测 判定的相关冷却系统、和/或类似部件相联系地使用)。在某些实施例中,所述蓄电池控制系 统可以通信地被联接到一个或多个传感器1〇6(例如,电压传感器、电流传感器、温度传感 器、和/或类似物等),和/或通信地被联接到配置成使得所述蓄电池控制系统能够监测和控 制蓄电池系统102的操作的其他系统。例如,传感器106可以向蓄电池控制系统104提供信 息,所述信息被用来估计温度、容量、组寿命、充电状态("S0C")和/或S0H,以及估计电阻,测 量电流,和/或测量蓄电池系统102和/或其构成部件的电压。
[0052]蓄电池控制系统104可以进一步被配置成提供信息给包含在交通工具100中的其 他系统和/或从包含在交通工具100中的其他系统接收信息。例如,蓄电池控制系统104可以 与交通工具内部计算机系统108和/或外部计算机系统110通信地联接(例如,通过无线电信 系统或类似系统)。在某些实施例中,蓄电池控制系统104可以被配置成,至少部分地被配置 成向交通工具100的用户、交通工具计算机系统108、和/或外部计算机系统110提供关于蓄 电池系统102的信息(例如,由传感器106测量的信息和/或由控制系统104确定的信息)。这 样的信息可以包含,例如,估计的容量、组寿命、S0C和/或S0H信息、蓄电池操作时间信息、蓄 电池操作温度信息,和/或关于蓄电池系统102的任何其它信息。
[0053]蓄电池系统102可以包含一个或多个合适尺寸的蓄电池组112,以提供电力给交通 工具10〇。每个蓄电池组112可以包含一个或多个子部分114(例如,多个单元)。子部分114可 以包括子组,所述每个子组可以包括利用任何适当的蓄电池技术或其组合的一个或多个蓄 电池单元。适当的蓄电池技术可以包括,例如,铅酸、镍基金属氢化物("NiMH")、锂离子、锂 离子聚合物、锂空气、镍镉("附0 &(1")、包含吸收的玻璃纤维毡(161")的阀控铅酸 ("VRLA")、镍锌("NiZn")、熔融盐(例如,ZEBRA蓄电池)、镍锰钴("NMC")、磷酸铁锂("LFP")、 锂锰氧化物("LM0")、和/或其它适当的蓄电池技术和/或它们的组合。
[0054] 每个子部分114可以与传感器106相关联,传感器106被配置成测量与每个蓄电池 子部分114相关的一个或多个参数(例如,温度、电压、电流、阻抗、S0C等)。尽管图1图示了与 各个蓄电池子部分114相关联的多个单独的传感器106,但是在一些实施例中也可以利用被 配置成测量与多个子部分114相关的各种电参数的一个传感器。在某些实施例中,传感器 106可以被配置成测量一个或多个相关联的蓄电池子部分114的温度。在某些实施例中,传 感器106可以包括一个或多个热敏电阻,但是应当理解的是,其他类型的温度测量传感器也 可以与所公开的系统和方法相联系地被利用,所述其他类型的温度测量传感器包括但不限 于:热电偶,红外温度传感器,恒温器,温度计,状态变化温度传感器,硅二极管温度传感器, 和/或类似物。
[0055] 由传感器106测量的电参数可以被提供给蓄电池控制系统104和/或一个或多个其 他系统。通过使用所述电参数,蓄电池控制系统104和/或任何其他适当的系统可以协调蓄 电池系统102的操作(例如,充电操作、放电操作、平衡操作,等等)。在某些实施例中,一个或 多个电参数可以由蓄电池控制系统104和/或一个或多个传感器106提供给交通工具计算机 系统108和/或外部计算机系统110。基于某些测量参数,蓄电池控制系统104、交通工具计算 机系统108、和/或任何其他适当的系统(例如,测试和/或特性描述系统)可以利用在此公开 的方法的实施例来估计蓄电池系统102的蓄电池组112的组寿命。
[0056] 图2图示了与在此公开的实施例一致的用于估计蓄电池系统的寿命的示例性方法 200的流程图。在一些实施例中,通过使用蓄电池控制系统、交通工具计算机系统、外部计算 机系统、蓄电池反向测试和/或特性描述系统(例如,包括和/或通信地联接到蓄电池单元/ 组测试循环器和/或类似物的系统)和/或配置成实施与所公开的实施例一致的蓄电池组寿 命估计方法的任何其他的系统或系统的组合,所图示的概念图中的元素中的一个或多个可 以被执行或实施。
[0057]在202处,方法200可以启动。在204处,测试条件可以被识别以用于特性描述,和/ 或以其他方式测量各种单元响应参数(例如,使用蓄电池循环器测试设备和/或类似物)。在 某些实施例中,所述测试条件可以包括对于单元的测试参数的各种组合,包括但不限于,环 境温度,RMS功率,单元中S0C的变化,单元S0C设定值,单元充电损耗,单元充电中性能量比 和/或单元占空比,但是也可以利用其他的测试条件。在一些实施例中,所述测试条件可以 包括影响蓄电池组的寿命的条件。在某些实施例中,所述测试条件可以被包含在单元测试 矩阵中。
[0058]在206处,单元级别测试数据可以基于,至少部分地基于,在204处识别的测试条件 被收集。在某些实施例中,所述单元级别测试数据可以包括各种单元测量数据,包括但不限 于,响应于随时间变化的测试条件的单元的容量如何随时间退化和/或单元的电阻如何随 时间变化(例如,充电和/或放电电阻)的指示、响应于各种识别的测试条件的瞬态热响应 (即温度)、电流响应、和/或蓄电池单元的瞬态响应的分布图。在一些实施例中,可以使用, 至少部分地使用,蓄电池循环器和/或任何其他适当的测量系统来获得所述单元级别测试 数据。
[0059]单元老化模型可以在208处构建。在某些实施例中,所述单元老化模型可以包括与 所述单元级别测试数据相联系地使用克里金(Kriging)和/或任何其它适当的回归分析或 内插响应表面技术或多个技术的组合来确定的一个公式或一组公式,以便基于可变参数输 入,预测蓄电池性能退化。在一些实施例中,通过使用趋势分析和/或任何其他适当的回归 分析技术,所述单元老化模型可以估计从所述单元寿命测试条件到用于所述单元的寿命终 止("E0L")标准下单元的容量下降和/或电阻增加。在某些实施例中,可以基于单元的一定 百分比的容量损耗和/或电阻增加来规定所述E0L标准。
[0060]在210处,可以作出关于下述的判定,即:与提取的单元级别热参数联系起来使用 的单元级别温度测试数据和/或足量的单元级别温度测试数据是否已经被收集(例如,与在 206处收集的单元级别测试数据一起被收集)。在某些实施例中,可以利用单元级别温度测 试数据构建用于增强所述单元老化模型的单元级别热模型。如果单元级别温度测试数据 和/或足量的单元级别还没有被收集,则可以
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