模型来预测电池响应。针对在此描述的电池系统，可如下面讨论来实现一些电池包和/或 电池单元参数的估计。
[0029] 图1描绘了典型的混合动力电动车辆。典型的混合动力电动车辆2可包括机械地 连接到混合动力传动装置6的一个或更多个电动马达4。此外，混合动力传动装置6机械地 连接到发动机8。混合动力传动装置6还机械地连接到驱动轴10,驱动轴10机械地连接到 车轮12。在未在示例中描述的其他实施例中，混合动力传动装置可为可包括至少一个电机 的非可选的齿轮传动装置。当发动机8开启或关闭时，电动马达4可以提供推进和减速能 力。电动马达4还用作发电机，并且能够通过回收在摩擦制动系统中通常将作为热损失掉 的能量来提供燃料经济效益。由于混合动力电动车辆2可在特定状况下以电动模式运转， 所以电动马达4还可提供降低的污染物排放。
[0030] 电池包14可包括具有一个或更多个电池单元的牵引电池，所述一个或更多个电 池单元储存可被电动马达4使用的能量。车辆电池包14通常提供高电压DC输出，并电连 接到电力电子模块16 (例如，至少一个控制器）。电力电子模块16可与组成车辆计算系统 (VCS) 22的一个或更多个控制器模块进行通信。车辆计算系统22可控制多个车辆功能、系 统和/或子系统。所述一个或更多个控制器模块可包括但不限于电池管理系统。电力电子 模块16还电连接到电动马达4,并且提供在电池包14和电动马达4之间双向传输能量的能 力。例如，典型的电池包14可提供DC电压，而电动马达4可需要三相AC电流以运转。电 力电子模块16可将DC电压转换为被电动马达4使用的三相AC电流。在再生模式下，电力 电子模块16将来自用作发电机的电动马达4的三相AC电流转换为被电池包14需要的DC 电压。
[0031] 电池包14除了提供用于推进的能量之外，还可以提供用于其他车辆电气系统的 能量。典型的系统可以包括DC/DC转换器模块18,DC/DC转换器模块18将电池包14的高 电压DC输出转换为与其他车辆负载兼容的低电压DC供应。其他高电压负载可被直接连接 而不使用DC/DC转换器模块18。在典型的车辆中，低电压系统电连接到12V电池20。
[0032] 电池包14可由电力电子模块16进行控制，其中，电力电子模块16可从具有一个 或更多个控制器模块的车辆计算系统22接收命令。所述一个或更多个控制器模块可包括 电池控制模块。所述一个或更多个控制器模块可被校准为使用电池模型参数估计方法来控 制电池包14,其中，电池模型估计方法在操作期间估计有效电池内电阻的平均值以确定电 池功率容量。功率容量预测使得电池包能够避免过充电和过放电。
[0033] 电池参数预测方法和/或策略可协助确定实时的（即，在操作期间）电池电流限 制和功率容量。许多电池参数估计处理受到电池模型的保真度和在电池操作期间的不可预 测的环境状况或意外噪声的影响。车辆电池测量方法/策略可使用电池模型（例如，以多 种方式使用一个或更多个阻抗电容（R-C)电路的等效电路）来测量车辆中的电池包，以获 取操作期间的电化学阻抗。
[0034]控制电池包的校准可使用多个表来实现，以捕获影响电池包的阻抗和它的相关动 态的宽频范围。为了构成/校准多个表，需要使用复杂的算法在测试设施中严格执行电池 包的离线测试。电池包的离线测试的示例为电化学阻抗谱（EIS)，EIS可被实现以获取在宽 频范围上的电池系统特征，电池系统特征可包括电池温度、电池荷电状态和/或电池使用。
[0035] 车辆电池测量方法可被实现以估计对大量离线测试的需要。车辆电池测量方法可 使用一个或更多个电池模型来测量车辆中的电池包以获取操作期间的电池参数。车辆电池 测量方法可能具有相对于EIS更高的噪声级别，然而它可提供用于描述车辆操作期间的电 池瞬时行为的特征的有价值的信息。
[0036]HEV电池测量方法和/或系统可实现一个或更多个电池模型以接收针对电化学阻 抗的计算的电池测量以及基于所述阻抗来估计电池参数。估计的电池参数可包括波动轨 迹，当车辆处在包括充电模式、维持模式或耗尽（即，放电）模式的特定系统模式下时波动 轨迹增大。当使用所述一个或更多个电池模型来实时估计这些参数时，这些电池参数倾向 于对于内部噪声和外部噪声以及环境状况敏感。
[0037] 图2是根据实施例的具有电流输入204和电压输出206的电池模型202的示意 图200。电池模型可包括一个或更多个模型，所述一个或更多个模型包括但不限于电化学 模型、等效电路模型（例如，Randles电路模型）、黑盒模型（例如，自回归模型、滑动平均模 型、自回归滑动平均模型、神经网络模型）和/或它们的结合。电池响应预测的保真度可随 着电池模型系统的复杂度的增加而提高。电化学模型可提供最高的保真度，但计算时间相 对于其他模型较长。等效电路模型可具有计算时间和预测精确度的适当平衡，但有效范围 可能受限。黑盒模型可提供具有高预测精确度的足够的计算效率，但可能难以得到针对电 池电流限制预测和功率限制预测的明确表达。
[0038] 电池功率容量受到电池包的阻抗及其相关动态的影响。系统可接收电池测量结果 并使用测量结果来预测在电池的即将出现的操作的时间段期间的电池响应和性能。使用电 池模型200,该预测通常是可行的。电池模型202可由输入电流204和输出电压206组成。 根据模型设计可包括诸如温度和电池荷电状态（S0C)的其他输入。电池模型参数估计方法 可包括车辆中的电池测量，以利用下面进一步详细描述的计算/算法来获取电池输出电压 206响应以输出电池功率容量。测量值可被记录、计算并存储在一个或更多个包括电池能量 控制模块的车辆计算系统中的一个或更多个控制模块。
[0039] 可使用在本公开提出的方法来从任何类型的模型中提取电池模块的输入-输出 关系。在一示例中，该系统可实现简化的电池模块来预测在电池管理系统的车辆操作期间 的实时的电池电流限制和功率限制。然而，可存在需要电池控制上的改进的电池容量预测 的混合动力应用。虽然特定电池模型可能能够高精确度地预测电池响应，但可能不能或很 难获得用于预测电池电流限制和功率限制的明确表达式。
[0040] 电池管理系统可预测被表达为施加的电池电流的函数的电池响应，并从得到的函 数计算最大电池放电电流和最大电池充电电流。该系统基于对注入电池模型的一组电流输 入和来自该模型的一组电压输出的统计回归分析。该统计回归分析使得能够找到将输入电 流与输出电压关联的显函数。得到的函数足够简明以实时的预测电池管理系统中的电池电 流限制和功率限制，从而从得到的函数中确定最大电池放电电流和最大电池充电电流。
[0041] 图3A是示出用于利用具有持续时间td 308和电流幅度ip 310的脉冲电流输入来 识别电池模型的输入-输出关系的曲线图300。电池模型的电压输出响应320与输入电流 脉冲310相应。曲线图300具有代表时间的X轴302、代表输出端电压的第一y轴304和代 表电池输入电流幅度的第二y轴306。初始电流脉冲输入幅度ip 310被确定为使得电池端 电压314显著改变，但不超出电池端电压限制。电池端电压限制包括针对放电的低电压限 制vlb和针对充电的高电压限制vub。脉冲持续期间、308可为被设置为电池可在不违反电 池端电压限制316、318的情况下提供功率同时确保进行期望的电池操作的时间的预定义 持续时间。
[0042]可使用离线产生的诸如卡尔曼滤波器和/或一