车辆、系统和方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及通过利用云计算资源来提高电池荷电状态估计。
【背景技术】
[0002] 现代的混合动力车辆和电动车辆利用电池组来提供用于推进的能量以及储存再 生的能量。电池组通常包括多个单独的电池单元，电池单元可按照并联、串联或者并联与串 联的特定组合而连接。电池组的一个特性是荷电状态（SOC)。电池组SOC是保留在电池组 中的那部分总电荷的测量值，并且可被认为类似于燃料表。对于确定何时及如何对电池组 充电或放电而言，SOC可以是重要的。对于向驾驶者提供信息（诸如车辆可行驶里程）以及 操作车辆而言，SOC也可以是重要的。电池组的其它特性包括限定最高定额的电池功率极 限，在最高定额下，在不损坏电池或任何其它连接的系统的情况下，电池可以安全地释放所 储存的能量（即，放电功率极限）以及可以安全地储存附加的能量（即，充电功率极限）。
【发明内容】
[0003] 在第一示例性实施例中，一种车辆包括：电池单元；控制器，被配置为基于电池单 元的状态观测利用模型参数来控制车辆，其中，根据通过远程确定的电池单元变化量参数 而调整的控制器确定的电池单元标称参数来计算模型参数，响应于与被发送至外部计算装 置的单元电池模型相关的电池单元测量值从外部计算装置接收变化量参数，变化量参数指 示用于提高标称参数的准确度的调整量。
[0004] 根据本发明的一个实施例，所述控制器还被配置为根据电池单元测量值的函数来 估计标称参数，并且电池单元测量值包括电池单元电压、电池单元电流和电池单元温度。
[0005] 根据本发明的一个实施例，每个标称参数具有相关联的变化量参数，控制器还被 配置为将模型参数中的每个识别为（i)标称参数与相关联的变化量参数的总和以及（ii) 标称参数与相关联的变化量参数的乘积中的一个。
[0006] 根据本发明的一个实施例，电池模型包括电池等效电路模型，控制器还可别配置 为执行状态观测，以估计电池荷电状态（SOC)。
[0007] 根据本发明的一个实施例，测量值还包括电池SOC的先前估计值。
[0008] 根据本发明的一个实施例，控制器还被配置为根据安培小时积分而计算SOC的初 始估计值。
[0009] 在第二示例性实施例中，提供一种系统，所述系统包括计算装置。所述计算装置 被配置为：经由通信网络从车辆接收与车辆的电池单元的电池模型相对应的电池单元测量 值；响应于所述测量值，通过通信网络将表示对由车辆针对电池单元确定的电池单元标称 参数的调整量的电池单元变化量参数发送至车辆，变化量参数指示用于提高标称参数的准 确度的调整量。
[0010] 根据本发明的一个实施例，测量值包括电池单元电压的测量值、电池单元电流的 测量值和电池单元温度的测量值。
[0011] 根据本发明的一个实施例，电池模型包括：电池等效电路模型，被配置为供应电池 等效电路模型参数，以估计电池荷电状态（SOC)。
[0012] 根据本发明的一个实施例，测量值还包括先前的电池SOC估计值。
[0013] 根据本发明的一个实施例，计算装置还被配置为：根据电池单元测量值的函数而 估计标称参数；将电池单元变化量参数计算为根据电池等效电路模型识别的模型参数与标 称参数之间的差异。
[0014] 根据本发明的一个实施例，计算装置还被配置为：通过根据电池等效电路模型识 别的模型参数的直接识别而计算电池单元变化量参数。在第三示例性实施例中，一种方法 包括：基于电池单元的状态观测利用模型参数通过控制器来控制车辆，其中，根据通过远程 确定的电池单元变化量参数而调整的控制器确定的电池单元标称参数来计算模型参数，响 应于与被发送至外部计算装置的单元电池模型相关的电池单元测量值从外部计算装置接 收变化量参数，变化量参数指示用于提高标称参数的准确度的调整量。
[0015] 根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：根据电池单元测量值的函数来估计 标称参数，其中，电池单元测量值包括电池单元电压、电池单元电流和电池单元温度。
[0016] 根据本发明的一个实施例，每个标称参数具有相关联的变化量参数，并且所述方 法还包括：将模型参数中的每个识别为（i)标称参数与相关联的变化量参数的总和以及 (ii)标称参数与相关联的变化量参数的乘积中的一个。
[0017] 根据本发明的一个实施例，电池模型包括电池等效电路模型，所述方法还包括：执 行状态观测，以估计电池荷电状态（SOC)。
[0018] 根据本发明的一个实施例，测量值还包括电池SOC的先前估计值。
[0019] 根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：根据安培小时积分而计算SOC的初 始估计值。
【附图说明】
[0020] 图1是示出了动力传动系和能量储存组件的混合动力电动车辆的示意图；
[0021] 图2是示出了包括多个电池单元且由电池控制模块监测与控制的可能的电池组 布置的示意图；
[0022] 图3是示例性的电池单元等效电路的示意图；
[0023] 图4是将电池参数划分为标称值和变化量值（delta value)的修改的电池单元等 效丰旲型的不意图；
[0024] 图5是用于从车辆卸载（offload)参数识别任务的基于云的架构的示意图；
[0025] 图6是利用基于云的架构的电池荷电状态观测器架构的示意图，其中，基于云的 架构用于将变化量参数值（delta parameter value)的计算卸载到云计算资源；
[0026] 图7至图8是用于将多方面的参数识别任务从车辆卸载到基于云的架构的方法的 示意图。
【具体实施方式】
[0027] 根据需要，在此公开了本发明的具体实施例，然而，应该理解的是，所公开的实施 例仅为本发明的示例，并且本发明可以以多种和替代形式实施。附图不一定按百分比绘制； 可放大或缩小一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能性细 节不应解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员多样地采用本发明的代表性基础。
[0028] SOC估计可利用基于模型的方法（诸如卡尔曼滤波）来确定SOC。基于模型的方法 通过限定电池单元的模型而工作，接着，基于特定的实际测量值而预测电池单元的内部状 态。所估计的内部状态可包括（但不限于）电池内电阻或SOC。典型的方法是针对电池组 的每个电池单元应用卡尔曼滤波器，接着，利用这些电池单元值计算总的电池组特性。这可 需要电池控制模块和存储器，电池控制模块能够执行数量等于电池组中存在的多个电池单 元的数量的多个卡尔曼滤波器，存储器能够存储被建模的电池单元中的每个的状态信息。 电池组中的电池单元的数量不同，现代的车辆电池组可包括62至100个或者更多个电池单 J1_1〇
[0029] 不是仅仅由车辆单独执行SOC估计，而是各方面的SOC计算可卸载到车辆外部的 计算服务。一个这样的外部计算服务可包括通过从车辆到因特网的网络连接可访问的基于 云的计算服务器。例如，利用基于模型的方法进行SOC估计包括参数识别和状态观测的分 离，参数识别任务可卸载到外部服务，从而减少计算量以及将要由车辆保持的状态。在这一 方法中，车辆可收集关于车辆电池的输入信息（例如，电压、电流、温度、SOC等），将所述信 息转发到外部服务，并且从服务接收模型参数（例如，电池等效电路模型），以在车辆SOC估 计中使用。
[0030] 与利用车辆的计算资源可进行的计算相比，通过结合外部计算服务的计算能力， 车辆可能够具有更复杂和更准确的电池模型的优势。然而，由车辆接收外部识别的电池参 数的速率可比在电池控制模块中使用的计算速率慢得多。因此，随着实际的电池状态连续 变化，在更新之间的时间段中参数误差会增大，从而降低依赖于外部计算的参数（例如，电 池功率极限、SOC估计值等）的计算值的准确性。通过将电池参数的确定划分为通过函数 计算的已知的标称前馈部分和被计算为函数的变化量（delta)的未知的动态识别部分，车 辆可被配置为提高卸载的参数估计的稳健性，允许更慢的云更新速率以及车辆更好的从断 断续续的数据丢失中恢复。
[0031] 虽然关于车辆的SOC计算讨论了所公开的方法，但是