线感应耦合来传输电力。
[0027] -个或更多个车轮制动器144可被提供用于使车辆112减速并防止车辆112运 动。车轮制动器144可以以液压方式、电的方式或其某种组合的方式被致动。车轮制动器 144可以是制动系统150的一部分。制动系统150可包括协同工作以运转车轮制动器144 的其它组件。为了简洁，附图描述了制动系统150和一个车轮制动器144之间的一个连接。 隐含了制动系统150和另一个车轮制动器144之间的连接。制动系统150可包括用于监测 并协调制动系统150的控制器。制动系统150可监测制动组件并控制车轮制动器144使车 辆减速或控制车辆。制动系统150可对驾驶员命令做出响应并且还可自动运转以实施诸如 稳定性控制的功能。制动系统150的控制器可实现在被另一控制器或子功能请求时施加所 请求的制动力的方法。
[0028] 所讨论的各种组件可具有用于控制并监测所述组件的操作的一个或更多个关联 的控制器。所述控制器可经由串行总线（例如，控制器区域网络（CAN))或经由离散导体进 行通信。此外，系统控制器148可存在以协调各种组件的操作。牵引电池124可由各种化 学成分（chemicalformulation)构造而成。示例性的电池组化学成分可以是铅酸、镍-金 属氢化物（nickel-metalhydride，NIMH)或锂离子。
[0029] 图2示出了N个电池单元202处于简单串联形态的示例性牵引电池组200。电池 组200可包含以串联方式或并联方式或者其某种组合的方式连接的任意数量的单个电池 单元。示例性系统可以具有监测并控制牵引电池200的性能的一个或更多个控制器，例如， 电池能量控制模块（BECM) 204。BECM204可以监测若干电池组水平特性，诸如可由电池组电 流测量模块208监测的电池组电流206、可由电池组电压测量模块212监测的电池组电压 210以及可由电池组温度测量模块214监测的电池组温度。BECM204可具有非易失性存储 器，以使在BECM204处于关闭状态时数据可被保存。保存的数据可在下一点火循环时被利 用。电池管理系统可包括电池单元之外的其它组件，并可包括BECM204、测量传感器和模块 (208、212、214)以及传感器模块216。电池管理系统的功能可用于以安全且高效的方式运 转牵引电池。
[0030] 除电池组水平特性之外，还可测量和监测电池单元220的水平特性。例如，可以测 量每个电池单元220的电压、电流和温度。系统可利用传感器模块216来测量单个电池单 元220的特性。根据容量而定，传感器模块216可测量一个或多个电池单元220的特性。电 池组200可利用多达N。个传感器模块216来测量每个电池单元220的特性。每个传感器 模块216可以将测量值传输至BECM204以进行进一步的处理和协调。传感器模块216可 以将模拟或数字形式的信号传输至BECM204。在某些实施例中，传感器模块216的功能可 被合并在BECM204的内部。也就是说，传感器模块216的硬件可被集成为BECM204中的 电路的一部分，其中，BECM204可进行原始信号的处理。
[0031] 电池单元220的电压可通过使用传感器模块216中的电压传感器电路来测量，电 池组的电压210可通过使用电池组电压测量模块212中的电路来测量。传感器模块216中 的电压传感器电路和电池组电压测量模块212中的电路可包含用于衡量电压信号和对电 压信号进行采样的各种电子元件。测量信号可被传送到电池组电压测量模块212、传感器模 块216和BECM204中的模数（A/D)转换器的输入，以转换至数字值。这些元件可能会短路 或开路，从而导致电压测量不正确。另外，这些问题会随着时间的推移而间歇地发生并表现 在测量的电压数据中。传感器模块216、电池组电压传感器212和BECM204可包含用于确 定电压测量元件的状态的电路。另外，BECM204或传感器模块216中的控制器可基于预期 的信号操作水平来执行信号边界检查。
[0032] 电池单元可以以各种方式被建模。例如，电池单元可被建模为等效电路。图3示出 了一种可行的电池单元等效电路模型（equivalentcircuitmodel，ECM) 300 (被称为简化 的兰德尔斯（Randles)电路模型）。电池单元可被建模为具有关联的阻抗的电压源302,电 压源302具有开路电压（VJ304。所述阻抗可包括一个或更多个电阻（306和308)以及电 容310。V。。304表示电池的开路电压（0CV)，其中，所述0CV被表示为电池荷电状态（S0C) 和温度的函数。所述模型可包括内电阻^306、电荷转移电阻r2308和双电层电容C310。电 压VJ12是由于电流314从电压源302流出而产生的内电阻306两端的电压降。电压V2316 是由于电流314流过r2 308和C310的并联组合而产生的所述并联组合两端的电压降。电 压'320是电池端子之间的电压（端电压）。参数值ri、rjPC可以是已知的或未知的。所 述参数值可依赖于电池单元设计和电池化学成分。
[0033] 由于电池单元的阻抗，使得端电压Vt 320可能与开路电压V。。304不同。通常，只 有电池单元的端电压320可易于被测量，开路电压L304可能不易于被测量。当在足够长 的时间段内没有电流314流动时，端电压320可能与开路电压304相等，然而，通常可能需 要足够长的时间段来使得电池的内部动态特性达到稳定状态。通常，电流314是流动的，在 这种情况下，V% 304可能不易于被测量，并且由于不能捕捉电池的快速动态性能和慢速动 态性能两者而使得基于等效电路模型300推断的值可能存在误差。所述动态性能或动态特 性通过频率响应来表征，其中，所述频率响应是系统或装置（电池、电池单元、电极或子组 件）的响应于激励（电流、电流分布或关于电池电流的其它历史数据的变化）的输出频谱 的定量测量。所述频率响应可被分解为频率分量，诸如，对给定输入的快速响应和对给定输 入的慢速响应。相对术语"快速响应"和"慢速响应"可被用于描述：响应时间小于预定时间 (快）或者响应时间大于预定时间（慢）。为了提高电池性能，需要一种捕捉快速电池单元 动态特性和慢速电池单元动态特性两者的模型。目前的电池单元模型是复杂的并且对于现 代电子控制系统而言不实用。为了提高电池系统的性能，在此公开一种降阶电池单元模型， 其中，所述降阶电池单元模型降低了复杂性以使其可在微控制器、微处理器、ASIC或其它控 制系统中被执行，并且所述降阶电池单元模型对电池单元的快速动态特性和慢速动态特性 两者进行捕捉。
[0034] 图4是金属离子电池或电池单元400的层状结构的截面示图。这种金属离子电池 单元400可以是锂离子电池单元。所述层状结构可针对各种封装方法而被构造成棱柱形电 池单元、圆柱形电池单元或其它电池单元结构。电池单元的几何或物理结构可以不同（例 如，圆柱形、矩形等），但是电池单元的基本结构相同。通常，金属离子电池单元400 (例如， 锂离子电池）包括：正极集流体402,通常为铝，但可以是另一种适当的材料或合金；负极集 流体404,通常为铜，但可以是另一种适当的材料或合金；负电极406,通常为碳、石墨或石 墨烯，但可以是另一种适当的材料；隔膜408 ;以及正电极410,通常为金属氧化物（例如， 锂钴氧化物（LiCo02)、磷酸铁锂（LiFeP04)、锂猛氧化物（LiMn02))，但可以是另一种适当的 材料。每个电极（406、410)可具有使每个电极的表面面积增加的多孔结构，其中，金属离子 (例如，锂离子）通过电解质行进穿过电极并扩散到电极固体颗粒（412、414)的内部/外 部。
[0035] 在金属离子电池400的电化学动态响应中存在多个时间尺度范围。例如，对于锂 离子电池，影响动态特性的因素包括但不限于电极中的活性固体颗粒412中的电化学反应 以及穿过电极（416)的锂离子的质量传递。当考虑这些方面时，电极中的基本反应可被表 示为：
[0036]
其中，Θ是可用于插层的位置，Li+是锂离子，e是电子，Θ-Li是固溶体中的插层锂。[0037]式（1)所表示的这种基本反应由多个时间尺度的过程来支配。这在图4C中被示 出，其中，所述过程的类别包括电荷转移416、扩散418和极化420。这些术语不同于电化学 学会所使用的定义以利于降阶电化学电池模型的推导。这里，电荷转移过程416表示穿过 每个活性固体颗粒（412、414)的固体-电解质界面（SEI)422的金属离子交换行为。在大多 数情况下电荷转移过程是快速的（例如，小于100毫秒），并且直接受每个电极（406&410) 处的反应速率的影响。针对电荷转移存在多个频率分量，所述电荷转移由快速动态特性和 慢速动态特性两者组成，或者换句话说，所述电荷转移具有小于预定频率的频率分量和大 于预定频率的频率分量。扩散过程418表示从固体颗粒的表面至中心或者从固体颗粒的中 心至表面的金属离子转移。所述扩散过程是慢速的（例如，大于1秒）并由活性固体颗粒 (412、414)的大小和材料以及金属离子插层水平决定。针对扩散过程存在多个频率分量，所 述扩散过程由快速动态特性和慢速动态特性两者组成，或者换句话说，所述扩散过程具有 小于预定频率的频率分量和大于预定频率的频率分量。极化420过程包括空间中的在电极 或电解质中具有不均匀的金属离子浓度的所有其它情况。由电荷转移416和扩散418引起 的极化420不包括在该类别中。针对极化存在多个频率分量，所述极化由快速动态特性和 慢速动态特性两者组成，或者换句话说，所述极化具有小于预定频率的频率分量和大于预 定频率的频率分量。
[0038] 阳极406和阴极410可被建模为通过阳极球形材料430和阴极球形材料432示出 的球形材料（即，球形电极材料模型）。但是可使用其它模型结构。阳极球形材料430具有 金属离子浓度434,其中，金属离子浓度434被示出为与球体的半径436相关。金属离子的 浓度438根