能量存储控制系统和方法_5

文档序号:8927272阅读:来源:国知局
态测量结果和新置信水平,并在步骤620再次更新传感器信息单元632。此循环反复持续进行,此时重复的更新被存在传感器信息单元632中,直到休眠期结束且电流不再为零。ESS控制器108被配置成在最后更新和确定最后可测状态确定的质量或对其的置信水平之后继续重新计算时间,直到在步骤612再次确定该质量是不可接受的。
[0093]计算该可测状态和置信水平取决于测量特性。不同的可测状态(例如荷电状态和健康状态等)要求不同的测量标准。用于确定不同的可测状态的不同类型的测量传感器可能要求该休眠期比其它的更长。一些可测状态确定将在该休眠期比最佳情况短时产生低的置信水平。另一方面,一些状态测量要求比其它时候更多的数据来估算,因而因为不同的数据量而存在置信水平的波动。
[0094]例如荷电状态要求来自张弛均衡电压能量存储装置的电压测量。但因为均衡过程在一些情况下需要许多分钟,故必须依据许多因素评估张弛过程:来自电压变化趋势的均衡状态的投影对张弛过程中的时间,或者已知的张弛趋势对用于特定条件组合的时间。
[0095]置信水平也依赖于能量存储装置的性质和其化学作用。基于过去经验来预测的装置的使用方式也影响到预期测量质量。关于化学作用,如果电池必须在能进行精确测量之前被张弛,则电池化学的性质及其内部状况将决定休眠期对于一定的置信水平应有多长。例如电容可以快速张弛,从而允许快速进行测量。或者,高容量的大电池可能花许多分钟。另外,测量持续时间影响到数据量和休眠期的持续时间。所有数据最好被存起来,而无论接近零的电流休眠期持续多长时间。该持续时间影响到评估质量,因为可测电池状态的可测状态数据作为状态对时间、如电压对时间的函数被收集起来。接着,拟合随时间变化的趋势并外推出张弛状态下的渐近线。更多数据允许更精确的拟合和更好的评估。
[0096]关于建立置信水平的其它考虑内容是测量质量。数据如何好地拟合于电化学张弛曲线极度依赖于化学并且影响到测量质量。例如可能由传感器现象学引起的数据噪音也可能有影响。
[0097]关于图9的步骤610,评估状态测量的质量可以通过考虑多项信息来确定。增加在最后测量之后所经过的时间造成了对评估可测状态的置信水平的降低。最新更新的质量取决于许多因素,包括关于所用传感器质量的传感器信息、化学作用、休眠持续时间和数据至模型的拟合。质量越高,电流传感器越少出错,于是产生对评估可测状态的精度的更高置信水平。
[0098]最后测量的质量也取决于系统能确定在接近零电流或零电流时的被测状态的能力。这种能力依赖于被测状态的性质。例如,如果要确定SOC,则评估状态测量的精度取决于电压测量的精度和表征特定电池化学作用的开路电压(OCV)对荷电状态(即OCV对SOC)的斜率。
[0099]确定何时执行电压读取取决于两个因素,它们象征性地被表示为在图9的步骤612和614中做出的决定。关于质量是否可接受的问题,已经指出了在最后更新之后的更多时间导致评估质量的下降,但测量可接受质量也包含其它考虑条件。应该考虑车辆运行指标(如燃油经济性)对测量状态不精确的敏感性。评估不精确的定量指标也是一个因素。另外,依据在能量存储装置可被设定为零之前的预期持续时间和预期接近零电流的休眠期的持续时间执行测量的预期好处应该相对于事件持续时间被平衡。
[0100]在图9的步骤614中,确定其中一个所述能量存储装置102和104是否能被设定至接近零电流影响到了车辆运行。这取决于目前的所预测的车辆运行模式,包括在可获得零电流之前的预期持续时间和预期零电流事件的持续时间等。确切说,将电流设定至零的决定影响到了燃料经济性和其它车辆指标如车辆动力、电池潜在老化和其它因素。
[0101]质量是否可接受和能量存储装置电流是否可设定至接近零电流的两个决定可以通过平衡这些考虑条件被相互优化。这可以通过优化执行测量而不是保持正常运行对车辆功能的影响和差的质量评估可能对能量存储装置成功继续运行的不利影响的比较来实现。
[0102]这最好通过采用就像如图10所示的用于实时判断是否执行优化事件的优化过程(方法)进行。一个或多个潜在成本函数的优化应该依据几个考虑条件。应该考虑能量存储装置使用寿命、燃油经济性、车辆稳定性和乘客舒适性。另外,子组件优化带来的对其它组成部件的影响应该是考虑因素。例如一个能量存储装置的优化可能增加对其它电池或交流发电机等的负载要求。
[0103]现在参见图10,根据所提出的电池使用策略,ESS控制器108被配置成在步骤702触发/启动至少其中一个能量存储装置102和104的休眠期(即接近零电流的情况)。接着,ESS控制器108在步骤704确定电流是否还是接近零或等于零。如果是,则ESS控制器108在步骤706继续积累数据以确定能量存储装置102或104的期望状态。否则,ESS控制器108被配置成在步骤708使用在电流已接近零或等于零时收集的数据和在电流不等于零时收集的任何其它数据以拟合在电池模型中。电池模型可以是电化学模型、等效电路模型或任何其它合适模型中的一个。在收集数据的模型拟合之后,ESS控制器108在步骤710利用至少其中一个不确定模型来确定测量不确定性,该不确定模型涉及测量不定、模型拟合不定或任何其它的不定来源。随后,ESS控制器108在步骤712利用测量数据和评估的不确定性来评估电池状态值或水平以及状态不定水平。
[0104]现在参见图11,在最后状态测量以后的时间或者在最后更新以后的时间作为车辆运行数据631从ESS控制器108的用于每个所述能量存储装置102、104的相关时钟630的状态来提供。由该运行数据631,在步骤802中,如果已经启动了休眠期的话,则ESS控制器208确定休眠期的预期持续时间。而且,也接收了车辆运行数据631的ESS控制器108在步骤804完成可测状态评估值的当前质量。在步骤804中完成的当前状态评估质量的计算也是依据传感器信息单元632,包含传感器精度在内。如果进行新测量的话,在步骤802和804中的确定被用于在步骤806中确定评估结果的预期改善。该评估结果随后在步骤808被传送至该处理过程的优点分支。
[0105]在步骤808后,ESS控制器108被配置成在步骤803产生用于测量的成本指标。在步骤805,ESS控制器108随即在步骤807使用成本系数来确定因获得改善的测量状态评估而导致的成本降低,这随后被添加至运行总额。成本系数的确定依据车辆成本指标809,其包含燃油经济性、老化影响系数和其它潜在可能的系数。
[0106]在建立计划休眠期的判断的另一方面,在步骤810,ESS控制器108量化(评估)将会因所建立的计划休眠期而出现的车辆10中断的程度。ESS控制器108在步骤812将此量化结果传送至工作过程的缺点分支。在该缺点分支内,ESS控制器108在步骤811中确定每个成本指标。接着,在步骤813,ESS控制器108使用来自车辆成本指标809的车辆成本指标,并且在步骤813确定由车辆碰撞所引起的增大成本,该成本被添加至运行总额。在步骤814,造成休眠期的各自成本的运行总额被用来确定降低的优势成本是否胜过增大的车辆成本。如果回答是肯定的,则在步骤816,如果未出现计划休眠期则启动计划休眠期,或者如果计划休眠期已经开始则继续该计划休眠期。如果判定为否,则在步骤818中停止该休眠期(若已开始)并且不使休眠期开始(若尚未开始)。
[0107]现在参见图12,提供一曲线图,其示出随着在休眠期内的状态测量后的时间推移而评估可测状态减少。计划114中的不确定性是由测量不确定性(准确性和精度)、有限的数据量和可用来拟合数据的任何模型的合适性引起的。
[0108]总体上,本公开的所存储的使用策略保证了将会建立偶尔的或定期的休眠期以在车辆10行驶过程中方便状态测量动作。该休眠期的定时将根据对另外最佳的或正常的车辆运行相对于需要执行可测状态确定的紧迫性以及休眠期持续时间相对于休眠期频率的破坏程度降到最低的一般标准来选择。在混合动力车辆中,休眠期可以发生在ICE 33能通过交流发电机或发电机承受负载时。休眠期机会取决于车辆类型。对于双电池系统,一个电池可以休眠而另一个承受负载。另外,可测的电池状态测量将包括对因状态评估而发现的问题例如需要执行电池单元平衡的考虑。
[0109]如图13所示,ESS控制器108包括正常运行程序/模块1002、休眠期确定模块1004、状态评估模块1006和电池模型拟合模块1008。ESS控制器208还包括微处理单元1010和存储单元1012。微处理单元1010可在单芯片上实现。例如可以采用各种不同的体系结构,包括专用的或嵌入的微处理器(μΡ)、微控制器(UC)或者其任意组合。存储单元1012可以是现在已知的或将来研发出的任何类型的存储器,包括但不限于易失存储器(例如RAM)、非易失存储器(例如ROM、闪存器等等)或者其任意组合,其可以存储例如可由处理单元获取并执行的软件。
[0110]在一些实施方式中,所披露的方法可以作为计算机程序指令来实施,该计算机程序指令按照可机读格式在计算机可读介质上被编码。图14示意性示出示例计算机程序产品1100的概念性局部图,其包括用于在计算装置上执行计算机处理的、根据本文所述的至少一些实施方式安排的计算机程序。在一个实施方式中,利用信号承载介质1101来提供示例性的计算机程序产品1100。信号承载介质1101可以包含一个或多个编程指令1102,其在由处理单元执行时可以提供以上关于图1至12所述的功能性或一部分功能性。因此,例如参见如图9至11所示的实施方式,可以通过一个或多个与信号承载介质1101相关的指令采取其各自步骤中的一个或多个特征。
[0111]在一些例子中,信号承载介质1101可包含非临时性计算机可读介质1103例如但不限于硬盘驱动器、存储器等。在一些实施方式中,信载介质1101可包含计算机可读介质1104例如但不限于存储器、读/写(R/W)⑶、R/WDVD等等。在一些实施方式中,信号承载介质1101可包含通信介质1105例如但不限于数字通信介质和/或模拟通信介质(如光纤缆、波导、有线通信链路等等)。
[0112]所披露的实施方式中的一个或多个可以单独地或组合地提供在控制微混合动力车辆和轻混合动力车辆中的能量存储系统中有效的一种或多种技术效果。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而非限制性的。应该注意,本说明书所述的实施方式可以具有其它的技术效果并且能解决其它的技术问题。
[0113]虽然只是示出并描述了本文的一些特征和实施方
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