用于估計(jì)車輛的蓄電池容量的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于估計(jì)車輛的蓄電池容量的方法和系統(tǒng)。提供一種用于估計(jì)諸如混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的車輛的蓄電池元件容量的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)閾值條件(如，與蓄電池溫度或蓄電池電荷狀態(tài)(SOC)有關(guān)的條件)，并計(jì)算蓄電池元件的內(nèi)部阻值。當(dāng)滿足所述閾值條件時(shí)，該方法使用計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。還提供了一種相應(yīng)的蓄電池系統(tǒng)，所述蓄電池系統(tǒng)包括蓄電池元件、一個(gè)或多個(gè)蓄電池傳感器、以及構(gòu)造成實(shí)施上述方法的控制模塊。
【專利說(shuō)明】用于估計(jì)車輛的蓄電池容量的方法和系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總體上涉及車輛蓄電池，且更具體地涉及用于估計(jì)諸如混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的車輛的蓄電池元件的容量的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在混合動(dòng)力電動(dòng)車輛中，具有精確的蓄電池容量估計(jì)可以是有益的。例如，蓄電池容量可以用作至其他算法的輸入，舉例來(lái)說(shuō)，所述算法例如是用于確定蓄電池的電荷狀態(tài)(SOC)的算法、用于平衡蓄電池組中電池單元的算法、或用于確定混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的里程的算法。
[0003]估計(jì)蓄電池容量的一種傳統(tǒng)方法是記錄蓄電池在其是新蓄電池時(shí)的已知容量，跟蹤各種與使用相關(guān)的參數(shù)(如，自從該蓄電池為新蓄電池開始流入和/或流出該蓄電池的總電荷量)，然后基于該歷史估計(jì)隨時(shí)間經(jīng)過(guò)的蓄電池容量退化。然而，諸如此類的這種歷史使用技術(shù)在精度、魯棒性(穩(wěn)健性)、成本有效性等方面可能無(wú)法滿足需求。
[0004]例如，這種技術(shù)可能導(dǎo)致十分粗糙的估計(jì)，其缺乏用于特定目的(如車輛里程估計(jì))的所需精度水平。而且，這些類型的技術(shù)不總是具有魯棒性，這是因?yàn)闅v史使用數(shù)據(jù)的缺失可能導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法精確計(jì)算蓄電池容量?？紤]這樣的車輛維修事件:包含歷史使用數(shù)據(jù)的蓄電池控制模塊已經(jīng)發(fā)生故障并需要被更換。在正常情況下，新更換的模塊將不會(huì)具有來(lái)自之前的受損模塊的歷史使用數(shù)據(jù)，因此將不能產(chǎn)生精確的蓄電池容量估計(jì)。當(dāng)僅更換蓄電池組或蓄電池組的一部分但沒有更換蓄電池控制模塊時(shí)，可能發(fā)生相似的情形；這同樣導(dǎo)致歷史使用數(shù)據(jù)不能對(duì)應(yīng)于被監(jiān)控的實(shí)際蓄電池組的情形。鑒于此，蓄電池組和控制模塊經(jīng)常被成套地更換以避免上述問(wèn)題的發(fā)生，從而導(dǎo)致附加成本。
【發(fā)明內(nèi)容】
`
[0005]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于估計(jì)車輛的蓄電池元件的容量的方法。所述方法可包括以下步驟:(a)確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)閾值條件；(b)計(jì)算所述蓄電池元件的內(nèi)部阻值；以及(C)當(dāng)滿足所述閾值條件時(shí)，使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。
[0006]根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種用于估計(jì)車輛的蓄電池元件的容量的方法。所述方法可包括以下步驟:(a)計(jì)算所述蓄電池元件的內(nèi)部阻值；(b)獲取屬于所述蓄電池元件的一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值；以及(C)使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值以及獲取的所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。
[0007]根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種用于車輛的蓄電池系統(tǒng)。該蓄電池系統(tǒng)可以包括:蓄電池元件；一個(gè)或多個(gè)蓄電池傳感器，其構(gòu)造成檢測(cè)所述蓄電池元件的電氣參數(shù)；以及電聯(lián)接至所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池傳感器的控制模塊。所述控制模塊構(gòu)造成:(a)確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)閾值條件；(b)使用所述蓄電池元件的檢測(cè)到的所述電氣參數(shù)來(lái)計(jì)算所述蓄電池元件的所述內(nèi)部阻值；以及(C)當(dāng)滿足所述一個(gè)或多個(gè)閾值條件時(shí)，基于所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。
[0008]本發(fā)明還進(jìn)一步提供以下方案。
[0009]1、一種用于估計(jì)車輛的蓄電池元件的容量的方法，所述方法包括以下步驟:
[0010](a)確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)閾值條件；
[0011](b)計(jì)算所述蓄電池元件的內(nèi)部阻值；以及
[0012](C)當(dāng)滿足所述閾值條件時(shí)，使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。
[0013]2、根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述步驟(a)還包括:接收蓄電池溫度值和蓄電池電荷狀態(tài)(SOC)值；將所述蓄電池溫度值與預(yù)定最小溫度比較以及將所述蓄電池SOC值與預(yù)定SOC范圍比較；以及當(dāng)所述蓄電池溫度值大于所述預(yù)定最小溫度并且所述蓄電池SOC值處于所述預(yù)定SOC范圍內(nèi)時(shí)確定滿足所述閾值條件。
[0014]3、根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述步驟(C)還包括:使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將所述內(nèi)部阻值(輸入)與所述容量(輸出)相關(guān)聯(lián)。
[0015]4、根據(jù)方案I所述的方法，還包括以下步驟:
[0016](d)將所述蓄電池元件的估計(jì)容量提供至將所述蓄電池容量用作輸入的一個(gè)或多個(gè)算法，其中所述一個(gè)或多個(gè)算法包括以下算法中的至少一種:電池單元平衡算法或電荷狀態(tài)(SOC)確定算法。
[0017]5、根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述步驟(a)在所述步驟(b)之前被執(zhí)行，并且僅在滿足所述一個(gè)或多個(gè)閾值條件時(shí)執(zhí)行所述步驟(b)。
[0018]6、根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述步驟(C)還包括:獲取屬于所述蓄電池元件的一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值；以及使用所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)值和所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。
[0019]7、根據(jù)方案6所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)包括以下參數(shù)中的至少一個(gè):蓄電池溫度；蓄電池電壓；蓄電池電荷狀態(tài)(SOC);或蓄電池電流。
[0020]8、根據(jù)方案6所述的方法，還包括以下步驟:
[0021](d)將所述蓄電池元件的估計(jì)容量提供至將所述蓄電池容量用作輸入的一個(gè)或多個(gè)算法，其中所述一個(gè)或多個(gè)算法包括以下算法中的至少一種:電池單元平衡算法；電荷狀態(tài)(SOC)確定算法；或車輛的里程確定算法。
[0022]9、根據(jù)方案6所述的方法，其中，所述步驟(C)還包括:使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值、所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)值和多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將所述內(nèi)部阻值(輸入)和所述蓄電池參數(shù)(輸入)與所述容量(輸出)相關(guān)聯(lián)。
[0023]10、根據(jù)方案I所述的方法，還包括以下步驟:
[0024]通過(guò)用第二控制模塊更換第一控制模塊來(lái)維修所述車輛的蓄電池系統(tǒng)，在所述第二控制模塊被安裝在所述蓄電池系統(tǒng)中之后執(zhí)行所述步驟(a)-(c)。
[0025]11、根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述車輛是混合動(dòng)力電動(dòng)車輛并且包括具有所述蓄電池元件的功率蓄電池系統(tǒng)，且所述蓄電池元件包括下述元件中的至少一種:蓄電池組；蓄電池組的一部分；蓄電池組中的電池單元組；或蓄電池組中的單個(gè)電池單元。[0026]12、一種用于估計(jì)車輛的蓄電池元件的容量的方法，所述方法包括以下步驟:
[0027](a)計(jì)算所述蓄電池元件的內(nèi)部阻值；
[0028](b)獲取屬于所述蓄電池元件的一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值；以及
[0029](C)使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值以及獲取的所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。
[0030]13、根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述步驟(a)還包括:確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)閾值條件，并僅當(dāng)已經(jīng)滿足所述一個(gè)或多個(gè)閾值條件時(shí)計(jì)算所述蓄電池元件的所述內(nèi)部阻值。
[0031]14、根據(jù)方案13所述的方法，其中，所述步驟(a)還包括:接收蓄電池溫度值和蓄電池電荷狀態(tài)(SOC)值；將所述蓄電池溫度值與預(yù)定最小溫度比較以及將所述蓄電池SOC值與預(yù)定SOC范圍比較；以及當(dāng)所述蓄電池溫度值大于所述預(yù)定最小溫度并且所述蓄電池SOC值處于所述預(yù)定SOC范圍內(nèi)時(shí)確定滿足所述閾值條件。
[0032]15、根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)包括以下參數(shù)中的至少一個(gè):蓄電池溫度；蓄電池電壓；蓄電池電荷狀態(tài)(SOC);或蓄電池電流。
[0033]16、根據(jù)方案12所述的方法，還包括以下步驟:
[0034](d)將所述蓄電池元件的估計(jì)容量提供至將所述蓄電池容量用作輸入的一個(gè)或多個(gè)算法，其中所述一個(gè)或多個(gè)算法包括以下算法中的至少一種:電池單元平衡算法；電荷狀態(tài)(SOC)確定算法；或車輛的里程確定算法。
[0035]17、根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述步驟(C)還包括:使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值、所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)值和多維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將所述內(nèi)部阻值(輸入)和所述蓄電池參數(shù)(輸入)與所述容量(輸出)相關(guān)聯(lián)。
[0036]18、根據(jù)方案12所述的方法，其中，所述車輛是混合動(dòng)力電動(dòng)車輛并且包括具有所述蓄電池元件的功率蓄電池系統(tǒng)，且所述蓄電池元件包括下述元件中的至少一種:蓄電池組；蓄電池組的一部分；蓄電池組中的電池單元組；或蓄電池組中的單個(gè)電池單元。
[0037]19、根據(jù)方案12所述的方法，還包括以下步驟:
[0038]通過(guò)用第二控制模塊更換第一控制模塊來(lái)維修所述車輛的蓄電池系統(tǒng)，在所述第二控制模塊被更換并安裝在所述蓄電池系統(tǒng)中之后執(zhí)行所述步驟(a)-(c)。
[0039]20、一種用于車輛的蓄電池系統(tǒng)，包括:
[0040]蓄電池元件；
[0041]一個(gè)或多個(gè)蓄電池傳感器，其構(gòu)造成檢測(cè)所述蓄電池元件的電氣參數(shù)；以及
[0042]電聯(lián)接至所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池傳感器的控制模塊，其中所述控制模塊構(gòu)造成:
[0043](a)確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)閾值條件；
[0044](b)使用所述蓄電池元件的檢測(cè)到的所述電氣參數(shù)來(lái)計(jì)算所述蓄電池元件的所述內(nèi)部阻值；以及
[0045](C)當(dāng)滿足所述一個(gè)或多個(gè)閾值條件時(shí)，基于所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量?！緦＠綀D】
【附圖說(shuō)明】
[0046]下文將結(jié)合附圖描述優(yōu)選的示例性實(shí)施例，其中相同的附圖標(biāo)記代表相同的元件，并且其中:
[0047]圖1是示例性混合動(dòng)力電動(dòng)車輛的示意圖；
[0048]圖2是示例性車輛蓄電池組的一部分的示意性框圖，所述蓄電池組具有多個(gè)單獨(dú)蓄電池電池單元并可以用于多種不同車輛，例如圖1中所示的車輛；
[0049]圖3是流程圖，示出了用于估計(jì)容量并且可結(jié)合蓄電池元件(例如，如圖2所示的蓄電池組)使用的示例性方法的步驟中的一些；以及
[0050]圖4是示出了在一些蓄電池相關(guān)條件下蓄電池組的內(nèi)部阻值與容量之間的線性關(guān)系的圖形圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0051]本文描述的方法和系統(tǒng)可以用于估計(jì)或以其他方式確定車輛內(nèi)的蓄電池元件(如，整個(gè)蓄電池組、蓄電池組的一部分、蓄電池組內(nèi)的一組電池單元、單個(gè)電池單元等)的容量。蓄電池容量通常是指蓄電池元件能夠存儲(chǔ)或輸送的電荷的量，并且有時(shí)表達(dá)為在特定條件集合下蓄電池元件能輸送至負(fù)載的最大電荷(安培.小時(shí)(AMP.Hours))。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，具有精確的蓄電池容量估計(jì)對(duì)于車輛(如混合動(dòng)力電動(dòng)車輛)中的一些功能或特征來(lái)說(shuō)可以是有用的。例如，蓄電池容量值的精度可影響車輛的里程估計(jì)，并且所述里程估計(jì)通常是需要高精度水平的估計(jì)類型。電池單元平衡算法是依賴于蓄電池容量估計(jì)的功能的另一示例并且需要使其具有必需精度水平。當(dāng)然還存在其他的這種功能和特征。
[0052]出于描述和澄清的目的，下述說(shuō)`明總體上涉及蓄電池元件是整個(gè)蓄電池組的實(shí)施例。因此，被估計(jì)的容量是整個(gè)蓄電池組的容量。然而，將能理解，本方法和系統(tǒng)并不限于此，它們還可以用于估計(jì)其他蓄電池元件(如，蓄電池組的區(qū)域或一部分、蓄電池組中的一組電池單元、單個(gè)電池單元、或某種其他蓄電池元件)的容量。因此，涉及估計(jì)蓄電池元件而不是整個(gè)或全部蓄電池組的容量的實(shí)施例仍落在本公開的精神和范圍內(nèi)。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該系統(tǒng)和方法計(jì)算、估計(jì)和/或以其他方式確定蓄電池組的內(nèi)部阻值，并然后使用該內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)蓄電池組的容量。
[0053]參考圖1，示出了示例性混合動(dòng)力電動(dòng)車輛10的一些部件，本方法和系統(tǒng)可以用于該電動(dòng)車輛。盡管下述說(shuō)明是在如圖1中所示的具體混合動(dòng)力電動(dòng)車輛10的環(huán)境中提供的，但可以理解該車輛僅為示例性的，當(dāng)然可以使用其他車輛。例如，本文描述的方法和系統(tǒng)可以用于具有高壓蓄電池組的任何類型的車輛，舉例來(lái)說(shuō)包括混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(PHEV)、增程型電動(dòng)車輛(EREV)或蓄電池電動(dòng)車輛(BEV)。根據(jù)示例性實(shí)施例，車輛10總體上包括車輛蓄電池系統(tǒng)12、電動(dòng)馬達(dá)14、逆變器/轉(zhuǎn)換器16、發(fā)動(dòng)機(jī)18、發(fā)電機(jī)20、和控制模塊22。
[0054]圖1和2示出了示例性車輛蓄電池系統(tǒng)12的一部分，其包括蓄電池23、蓄電池組24、蓄電池控制模塊30和蓄電池傳感器32。蓄電池23可以存儲(chǔ)電能以用于車輛推進(jìn)、和/或滿足車輛的其他電氣需求，如車輛的功率應(yīng)用需求。根據(jù)示例性實(shí)施例，蓄電池23包括高壓蓄電池組24 (如40￥-600￥)，其具有多個(gè)單獨(dú)的蓄電池電池單元26(8卩261； 262...26N)、多個(gè)電池單元組28 (即281; 282...28n)。蓄電池組24包括單獨(dú)蓄電池電池單元26的集合，它們可以相互串聯(lián)、并聯(lián)、或串聯(lián)和并聯(lián)的組合地連接(混聯(lián))，以輸送期望的電壓、電流、容量、功率密度和/或者其他性能特征。在圖2所示的示例中，三個(gè)蓄電池電池單元26^263并聯(lián)接線以形成電池單元組28lt)相似地，蓄電池電池單元264-266形成電池單元組282，蓄電池電池單元267-269形成電池單元組283等等。電池單元組28^283繼而串聯(lián)接線以形成蓄電池組24的各部分。圖2僅示出了蓄電池組24的一個(gè)可能實(shí)施例，因?yàn)槠渌贾?、連接和/或?qū)嵤├彩强赡艿?。例如，多于或少于三個(gè)蓄電池電池單元可以形成電池單元組，或電池單元組不是僅以串聯(lián)接線來(lái)接線到一起而是可以以串聯(lián)和并聯(lián)的組合的方式來(lái)接線到一起。
[0055]蓄電池系統(tǒng)12是功率蓄電池系統(tǒng)或能量蓄電池系統(tǒng)。在該蓄電池系統(tǒng)是功率蓄電池系統(tǒng)的實(shí)施例中，蓄電池組24用于所謂的“功率應(yīng)用”，其大致包括這樣的功能和應(yīng)用，蓄電池組主要用于流入或流出蓄電池組的功率的短脈動(dòng)或脈沖。蓄電池組提供功率的短暫脈動(dòng)或脈沖的一些示例包括車輛啟動(dòng)事件、變速器換檔、短暫的敞開節(jié)氣門情況等。提供功率的短暫脈動(dòng)或脈沖至蓄電池組的示例包括這樣的示例，當(dāng)馬達(dá)用于減慢或者快速減緩發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，或在再生制動(dòng)事件期間(這些事件產(chǎn)生需要到達(dá)某個(gè)其他地方的能量)。一般來(lái)說(shuō)，功率蓄電池系統(tǒng)用于補(bǔ)給車輛的電氣需求，并不像在導(dǎo)致較大的電荷狀態(tài)(SOC)擺動(dòng)(如擺動(dòng)大于30%)的持續(xù)車輛推進(jìn)期間所經(jīng)歷的那樣規(guī)則地依賴于長(zhǎng)時(shí)間的充放電循環(huán)。
[0056]替代性地，在蓄電池系統(tǒng)12是能量蓄電池系統(tǒng)的實(shí)施例中，蓄電池組24頻繁地用于具有需要來(lái)自蓄電池組的大量能量的長(zhǎng)時(shí)間充放電循環(huán)的應(yīng)用?！澳芰繎?yīng)用”的一個(gè)示例包括長(zhǎng)期或持續(xù)車輛推進(jìn)，其中蓄電池組提供相當(dāng)多的能量以驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)電動(dòng)馬達(dá)，所述電動(dòng)馬達(dá)繼而推進(jìn)混合動(dòng)力電動(dòng)車輛(HEV)或蓄電池電動(dòng)車輛(BEV)。這些類型的電池應(yīng)用通常利用了蓄電池組的大得多的SOC擺動(dòng)。雖然本文描述的方法和系統(tǒng)可能結(jié)合任何數(shù)量的不同蓄電池系統(tǒng)(包括功率和能量蓄電池系統(tǒng)二者)使用，但該方法和系統(tǒng)特別適合用于包括功率蓄電池系統(tǒng)的非插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛。
[0057]不管蓄電池系統(tǒng)12是否包括功率蓄電池系統(tǒng)、能量蓄電池系統(tǒng)或一些其他類型的系統(tǒng)，蓄電池組24都可以使用任何合適的蓄電池化學(xué)性質(zhì)，包括基于以下技術(shù)的蓄電池化學(xué)性質(zhì):鋰離子、鎳金屬氫化物(NiMH)、鎳鎘(NiCd)、氯化鈉鎳(NaNiCl)或一些其它蓄電池技術(shù)。根據(jù)一個(gè)示例，蓄電池組24包括多個(gè)鋰離子蓄電池電池單元。蓄電池組24應(yīng)設(shè)計(jì)為耐受反復(fù)的充放電循環(huán)，并且可以與其他能量?jī)?chǔ)存設(shè)備(如電容，超級(jí)電容，電感等)一起使用。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，車輛蓄電池組可以根據(jù)任何數(shù)量的不同實(shí)施例提供，可以按照任何數(shù)量的不同構(gòu)造來(lái)連接，并可以包括任何數(shù)量的不同子部件，如傳感器、控制單元、和/或本領(lǐng)域已知的任何其他合適部件。
[0058]蓄電池控制 模塊30可以包括任何種類的電子處理設(shè)備、存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備、輸入/輸出(I/o)設(shè)備、以及任何其他已知部件，并可以執(zhí)行各種控制、監(jiān)控和/或通信相關(guān)功能。例如，蓄電池控制模塊30可以從各個(gè)蓄電池傳感器32接收傳感器信號(hào)，并估計(jì)、分析和/或處理這些信號(hào)，以便控制或監(jiān)控蓄電池系統(tǒng)12的一個(gè)或多個(gè)方面。在一個(gè)示例中，蓄電池控制模塊30從蓄電池傳感器32接收傳感器信號(hào)并將其打包為傳感器消息，然后將該消息通過(guò)合適的連接(如CAN總線、系統(tǒng)管理總線(SMBus)、專用通信鏈路等)發(fā)送至控制模塊30或一些其他設(shè)備。蓄電池控制模塊30能夠收集蓄電池傳感器讀數(shù)并將它們連同相關(guān)蓄電池特性和背景信息一起存儲(chǔ)在本地存儲(chǔ)器中，所述蓄電池特性和背景信息涉及蓄電池的電池單元化學(xué)性質(zhì)、電池單元容量、蓄電池電壓上下限、蓄電池電流極限值、蓄電池溫度極限值、溫度曲線、蓄電池阻抗，充/放電事件的次數(shù)或歷史等。另外，在示例性實(shí)施例中，蓄電池控制模塊30構(gòu)造成執(zhí)行或?qū)嵤⒃谙挛母敿?xì)描述的本方法中的一個(gè)或多個(gè)步驟。能夠理解，蓄電池控制模塊30可以是獨(dú)立電子模塊，舉例來(lái)說(shuō)，其可以集成或包括在車輛的另一電子模塊(如控制模塊22)中,其可以是較大網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)的一部分,其可以位于車輛蓄電池組24之內(nèi)，或其可以在蓄電池組24之外。蓄電池控制模塊30并不限于圖1所示和上述描述的示意性說(shuō)明的。在一個(gè)實(shí)施例中，蓄電池控制模塊30包括一個(gè)或多個(gè)蓄電池傳感器32。
[0059]蓄電池傳感器32可以包括任何多種不同的感測(cè)部件或元件，并且可以監(jiān)控多種蓄電池相關(guān)參數(shù)或條件，如蓄電池組的電壓、電流、S0C、健康狀況(SOH)、溫度等。蓄電池傳感器32可包括這樣的傳感器，該傳感器可以集成在蓄電池系統(tǒng)12或蓄電池組24(如智能或智慧蓄電池)中、在蓄電池系統(tǒng)12或蓄電池組24之外在外部定位、或根據(jù)一些其他已知的布置來(lái)提供。蓄電池傳感器32可以以各電池單元為基礎(chǔ)來(lái)監(jiān)控、感測(cè)、檢測(cè)、測(cè)量或以其他方式確定蓄電池相關(guān)參數(shù)或條件，以作為電池單元的集合或組或者蓄電池組24的區(qū)域的平均值，作為整個(gè)蓄電池組24的平均值，或根據(jù)本領(lǐng)域已知的一些其他方法實(shí)現(xiàn)。在示例性實(shí)施例中，蓄電池傳感器32包括:一個(gè)或多個(gè)電壓傳感器(如傳感器34-40)，以感測(cè)單個(gè)蓄電池電池單元或電池單元組的電壓；用于感測(cè)蓄電池組24上的總電壓的電壓傳感器42 ;用于感測(cè)流過(guò)蓄電池組24的電流的電流傳感器44 ;用于感測(cè)或檢測(cè)蓄電池組24的溫度的一個(gè)或多個(gè)溫度傳感器(如傳感器46-50)，以及本領(lǐng)域已知的任何數(shù)量的其他傳感器。傳感器34-50可以電連接(如通過(guò)有線連接或無(wú)線地)到蓄電池控制模塊30、控制模塊22和/或其他任何合適設(shè)備，并構(gòu)造成與蓄電池控制模塊30、控制模塊22和/或其他任何合適設(shè)備通信。
[0060]電動(dòng)馬達(dá)14可以使用存儲(chǔ)在車輛蓄電池組24中的電能來(lái)驅(qū)動(dòng)一個(gè)或多個(gè)車輪，進(jìn)而推進(jìn)車輛。雖然圖1示意性地描述了電動(dòng)馬達(dá)14作為單個(gè)分離的設(shè)備，但是舉例來(lái)說(shuō)，電動(dòng)馬達(dá)可以與發(fā)電機(jī)結(jié)合(稱為MoGen)，或其可以包括多個(gè)電動(dòng)馬達(dá)(如用于前輪或后輪的單獨(dú)馬達(dá)，用于每個(gè)車輪的單獨(dú)馬達(dá)，用于不同功能的單獨(dú)馬達(dá)等)。車輛10并不限于任何一個(gè)特定類型的電動(dòng)馬達(dá)，因?yàn)榭梢允褂迷S多不同的馬達(dá)類型、尺寸、技術(shù)等。在一個(gè)示例中，電動(dòng)馬達(dá)14包括AC馬達(dá)(如多相電感馬達(dá)等)以及可以在再生制動(dòng)期間被使用的發(fā)電機(jī)。電動(dòng)馬達(dá)14可以通過(guò)任何數(shù)量的不同實(shí)施例提供(如AC或DC馬達(dá)，刷式或無(wú)刷馬達(dá)，永磁馬達(dá)等)，其可以以任何數(shù)量的不同構(gòu)造來(lái)連接，并且其可以包括任何數(shù)量的不同部件，如冷卻特征、傳感器、控制單元和/或本領(lǐng)域已知的任何其他合適部件。
[0061]逆變器/變換器16可以用作在車輛蓄電池系統(tǒng)12和電動(dòng)馬達(dá)14之間的中間件，因?yàn)檫@兩個(gè)設(shè)備通常設(shè)計(jì)成根據(jù)不同的操作參數(shù)來(lái)運(yùn)行。例如，在車輛推進(jìn)期間，逆變器/變換器16可以提高來(lái)自蓄電池系統(tǒng)12的電壓，并將電流從DC轉(zhuǎn)換為AC以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)馬達(dá)14 ;而在再生制動(dòng)期間，逆變器/變換器16可以降低由制動(dòng)事件產(chǎn)生的電壓并且將電流從AC轉(zhuǎn)換為DC，以使得該電流可以由蓄電池系統(tǒng)合適地存儲(chǔ)。從某種意義來(lái)說(shuō)，逆變器/變換器16管理這些不同的操作參數(shù)(即AC與DC的關(guān)系，各種電壓水平等)如何一起工作。逆變器/變換器16可以包括:從DC轉(zhuǎn)換至AC的逆變器；從AC轉(zhuǎn)換至DC的整流器；用于提高電壓的增壓變換器或變壓器；用于降低電壓的降壓變換器或變壓器；其他合適的能量管理部件；或上述的一些組合。在所示的示例性實(shí)施例中，逆變器/變換器單元集成在單個(gè)雙向設(shè)備中；然而，其他實(shí)施例當(dāng)然也是可能的。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，逆變器/變換器16可以通過(guò)任何數(shù)量的不同實(shí)施例提供(如具有單獨(dú)的逆變器和變換器單元，雙向或非雙向等)，可以通過(guò)任何數(shù)量的不同構(gòu)造連接，并可以包括任何數(shù)量的不同部件，如冷卻系統(tǒng)，傳感器，控制單元和/或本領(lǐng)域已知的任何其他合適部件。
[0062]發(fā)動(dòng)機(jī)18可以使用傳統(tǒng)的內(nèi)燃技術(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)20，并可以包括本領(lǐng)域公知的任何合適類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。合適發(fā)動(dòng)機(jī)的一些示例包括汽油、柴油、乙醇、靈活燃料、自然吸氣、潤(rùn)輪增壓、機(jī)械增壓、旋轉(zhuǎn)式、奧托(Otto)循環(huán)、艾金森(Atkins)循環(huán)、和米勒(Miller)循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，以及本領(lǐng)域已知的任何其它合適的發(fā)動(dòng)機(jī)類型。根據(jù)在此示出的特定實(shí)施例，發(fā)動(dòng)機(jī)18為小型節(jié)能發(fā)動(dòng)機(jī)(如小排量、渦輪增壓四缸發(fā)動(dòng)機(jī))，該發(fā)動(dòng)機(jī)使用其機(jī)械輸出來(lái)使得發(fā)電機(jī)20運(yùn)轉(zhuǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，發(fā)動(dòng)機(jī)18可以通過(guò)任何數(shù)量的不同實(shí)施例提供，可以通過(guò)任何數(shù)量的不同構(gòu)造來(lái)連接(如發(fā)動(dòng)機(jī)18可以是并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的一部分，其中發(fā)動(dòng)機(jī)還機(jī)械地聯(lián)接到車輪，而不是僅僅用于產(chǎn)生電力)，并且可以包括任何數(shù)量的不同部件，如傳感器，控制單元和/或本領(lǐng)域已知的任何其他合適的部件。
[0063]發(fā)電機(jī)20機(jī)械地聯(lián)接于發(fā)動(dòng)機(jī)18，使得發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸出致使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能，該電能可以被提供至車輛蓄電池系統(tǒng)12、電動(dòng)馬達(dá)14、或車輛蓄電池系統(tǒng)12和電動(dòng)馬達(dá)14兩者。值得注意的是，發(fā)電機(jī)20可以通過(guò)任何數(shù)量的不同實(shí)施例(如馬達(dá)14的發(fā)電機(jī)和發(fā)電機(jī)20可以合并為單個(gè)單元)提供，可以通過(guò)任何數(shù)量的不同構(gòu)造來(lái)連接，并且可以包括任何數(shù)量的不同部件，如傳感器、控制單元和/或本領(lǐng)域已知的任何其他合適的部件。發(fā)電機(jī)20不僅限于任何特定的發(fā)電機(jī)類型或?qū)嵤├?br>
[0064]控制模塊22可以用于控制、管理或以其他方式監(jiān)管車輛10或其一個(gè)或多個(gè)部件或模塊(例如，蓄電池系統(tǒng)12)的特定操作或功能。在示例性實(shí)施例中，控制模塊22包括處理設(shè)備52和存儲(chǔ)設(shè)備54。處理設(shè)備52可以包括任何類型的合適電子處理器(如微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)等)，其執(zhí)行用于軟件、固件、程序、算法、腳本等的指令。該處理器不局限于任一類型的部件或設(shè)備。存儲(chǔ)設(shè)備54可以包括任何類型的合適電子存儲(chǔ)裝置，并且可以存儲(chǔ)多種數(shù)據(jù)和信息。例如，這包括:感測(cè)到的蓄電池-蓄電池相關(guān)條件；蓄電池相關(guān)參數(shù)值；查詢表和其他數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu):軟件、固件、程序、算法、腳本、以及其他電子指令；部件特征和背景信息等。本方法(以及這種任務(wù)所需的任何其他電子指令和/或信息)也可以存儲(chǔ)或以其他方式保持在存儲(chǔ)設(shè)備54中，以使得控制模塊22可以構(gòu)造成執(zhí)行在下文將更詳細(xì)描述的該方法的一個(gè)或多個(gè)步驟。控制模塊22可以通過(guò)I/O設(shè)備和合適的連接(如通信總線)電連接至其他車輛設(shè)備和模塊(如蓄電池控制模塊30)，使得它們可以根據(jù)需要來(lái)相互作用。當(dāng)然，這里僅列出控制模塊22的一些可能的布置、功能和能力，當(dāng)然其他布置、功能和能力也是可能的。取決于具體實(shí)施例，舉例來(lái)說(shuō)，控制模塊22可以是獨(dú)立的電子模塊(如車輛集成控制模塊(VICM)，牽引功率變換器模塊(TPIM)，蓄電池功率變換器模塊(BPIM)等)，其可以集成或包括于車輛的另一電子模塊中(如動(dòng)力系控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊、混合動(dòng)力控制模塊、蓄電池控制模塊30等)，或其可以是較大網(wǎng)絡(luò)或系統(tǒng)(如蓄電池管理系統(tǒng)(BMS)、車輛能量管理系統(tǒng)等)的一部分。[0065]而且，示例性混合動(dòng)力電動(dòng)車輛10的上述說(shuō)明和圖1中的視圖僅意在說(shuō)明一個(gè)可能車輛布置并以總體的方式來(lái)說(shuō)明。相反可以使用任何數(shù)量的其他車輛布置和架構(gòu)，包括那些與圖1中所示的明顯不同的車輛布置和架構(gòu)。
[0066]轉(zhuǎn)向圖3，其示出了示例性方法100，其用于估計(jì)例如但不限于蓄電池系統(tǒng)的蓄電池組(例如，上述蓄電池系統(tǒng)12的蓄電池組24)的蓄電池元件的容量。將可以理解，雖然下述說(shuō)明主要涉及用于估計(jì)包括蓄電池組的蓄電池元件的容量的本方法的使用，但是本公開并不意味著被如此限制。而是，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，本方法可以用于估計(jì)任何數(shù)量的其他蓄電池元件(如蓄電池組的一部分、蓄電池組的成組電池單元、或蓄電池組中的單個(gè)電池單元)的容量。因此，本公開并不局限于任一特定類型的蓄電池元件。
[0067]該方法100可以使用各種讀數(shù)、條件、參數(shù)、信息、比較、計(jì)算等來(lái)估計(jì)蓄電池組的容量。例如，該方法可以使用蓄電池組的一個(gè)或多個(gè)電氣參數(shù)的值，可以得到所述參數(shù)值與蓄電池組容量的相互關(guān)系。在這種實(shí)施例中，以及如將在下面更詳細(xì)描述的那樣，該方法可以使用相關(guān)電氣參數(shù)的值結(jié)合所述參數(shù)和蓄電池組容量之間的對(duì)應(yīng)相互關(guān)系來(lái)估計(jì)蓄電池組的容量。替代性地，假設(shè)存在這種相互關(guān)系，該方法可以包括除了該相互關(guān)系外還使用參數(shù)值(如參數(shù)值可以代入蓄電池組容量估計(jì)等式或算法中)。
[0068]在示例性實(shí)施例中，該方法使用的電氣參數(shù)是蓄電池組的內(nèi)部阻值。更特別地，已經(jīng)確定在一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)條件(如蓄電池組的溫度，蓄電池組的S0C，流過(guò)蓄電池組的電流，蓄電池組的總電壓等)下，在蓄電池組的內(nèi)部阻值和該蓄電池組的容量之間可形成相互關(guān)系。因此，在示例性實(shí)施例中，以及如將在下文更詳細(xì)描述的，該方法使用蓄電池組的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)該蓄電池組的容量。更特別地，該方法可以使用蓄電池組的內(nèi)部阻值以及內(nèi)部阻值和容量之間建立的相互關(guān)系來(lái)估計(jì)蓄電池組的容量。替代性地，該方法可以除了該相互關(guān)系外還使用該蓄電池組的內(nèi)部阻值(如內(nèi)部阻值的值可以代入蓄電池組估計(jì)等式或算法)。
[0069]在蓄電池組的內(nèi)部阻值用于估計(jì)蓄電池組容量的實(shí)施例中，內(nèi)部阻值/容量的相互關(guān)系可以通過(guò)多種方式確定或建立。例如，基于當(dāng)滿足特定的蓄電池相關(guān)條件時(shí)存在于蓄電池組的內(nèi)部阻值和容量之間的關(guān)系，可以確定或成立該相互關(guān)系。例如并結(jié)合圖4，已經(jīng)通過(guò)在一些蓄電池相關(guān)條件下并且對(duì)于具有特定蓄電池化學(xué)性質(zhì)(如鋰離子)的蓄電池來(lái)說(shuō)的試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)和由此得到的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，在內(nèi)部阻值和蓄電池組容量之間存在線性關(guān)系(即，內(nèi)部阻值的變化與蓄電池組容量的變化線性相關(guān))，所述蓄電池相關(guān)條件即為蓄電池組的溫度超過(guò)40° F(4°C)以及蓄電池組的SOC落入35-65%的范圍內(nèi)。這樣，線性回歸技術(shù)可以用于將具有適當(dāng)蓄電池化學(xué)性質(zhì)的蓄電池組的任何數(shù)量的內(nèi)部阻值與對(duì)應(yīng)的容量幅值相關(guān)聯(lián)。然后，這種相互關(guān)系能用于估計(jì)具有適當(dāng)化學(xué)性質(zhì)的蓄電池組的容量幅值，并且當(dāng)滿足適當(dāng)蓄電池相關(guān)條件時(shí)計(jì)算出內(nèi)部阻值。
[0070]因此通過(guò)使用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以針對(duì)一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)條件來(lái)確定是否存在內(nèi)部阻值/容量的關(guān)系，并且如果存在，該關(guān)系可以用于將在所述特定蓄電池相關(guān)條件下計(jì)算的內(nèi)部阻值與對(duì)應(yīng)的容量幅值相關(guān)聯(lián)。如上所述，以及如在下面將更詳細(xì)描述的，該相互關(guān)系然后可以用于針對(duì)在所述特定蓄電池相關(guān)條件下計(jì)算的任何給定內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)具有適當(dāng)蓄電池化學(xué)性質(zhì)的蓄電池組的容量。
[0071]替代性地，即使在特定蓄電池相關(guān)條件下或在這些條件的組合下不存在內(nèi)部阻值/容量的關(guān)系，只要收集足夠的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，就仍可以建立用于所述蓄電池相關(guān)條件的內(nèi)部阻值/容量的相互關(guān)系。更特別地，通過(guò)確定與在特定蓄電池相關(guān)條件下計(jì)算的任何數(shù)量的內(nèi)部阻值對(duì)應(yīng)的容量幅值，嚴(yán)格按照試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)可以構(gòu)造出具有特定化學(xué)性質(zhì)的蓄電池組的內(nèi)部阻值/容量的相互關(guān)系(與使用試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)以及現(xiàn)有的關(guān)系(例如，線性關(guān)系)不同)。然后如上所述，當(dāng)在所述蓄電池相關(guān)條件下計(jì)算出的內(nèi)部阻值是對(duì)應(yīng)于試驗(yàn)中確定容量幅值所用的內(nèi)部阻值時(shí)，該相互關(guān)系可以用于估計(jì)具有適當(dāng)化學(xué)性質(zhì)的蓄電池組容量。因此鑒于上述可以理解，可以以多種方式確定內(nèi)部阻值和蓄電池組容量之間的相互關(guān)系。
[0072]因此，由于如上所述在示例性實(shí)施例中，蓄電池組的內(nèi)部阻值可以與蓄電池組容量相關(guān)聯(lián)，因此蓄電池組的內(nèi)部阻值用于估計(jì)蓄電池組的容量。在這種實(shí)施例中，由于內(nèi)部阻值/容量的相互關(guān)系依賴于一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)條件，在諸如如圖3所示的實(shí)施例中，該方法100包括步驟102:估計(jì)一個(gè)或多個(gè)預(yù)定或閾值蓄電池相關(guān)條件。估計(jì)步驟102可以包括多個(gè)子步驟。
[0073]例如，步驟102可以包括子步驟104:獲取與被估計(jì)的蓄電池相關(guān)條件對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值。這些蓄電池相關(guān)參數(shù)可以例如但不限于包括:蓄電池組的溫度，蓄電池組的S0C，流過(guò)蓄電池組的電流，蓄電池組的總電壓等。因此，如果要估計(jì)的條件之一涉及蓄電池組的溫度，那么子步驟104包括獲取蓄電池組的溫度的值。相似地，如果條件之一涉及蓄電池組的S0C，那么子步驟104包括獲取蓄電池組的SOC的幅值。無(wú)論哪個(gè)參數(shù)，它們的值都可以通過(guò)多種方式獲取。
[0074]在示例性實(shí)施例中，可以使用一個(gè)或多個(gè)傳感器(例如上述傳感器32)來(lái)獲取該值。在這種實(shí)施例中，傳感器可操作以感測(cè)、測(cè)量或檢測(cè)感興趣的蓄電池相關(guān)參數(shù)或用于計(jì)算感興趣的一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)的值或幅值的參數(shù)的值。在示例性實(shí)施例中，傳感器電連接至構(gòu)造成估計(jì)感興趣的蓄電池相關(guān)條件的部件(如車輛10的蓄電池控制模塊30、控制模塊22等)。因此，在這種實(shí)施例中，構(gòu)造成執(zhí)行估計(jì)步驟102的部件可以構(gòu)造成直接從傳感器獲取感興趣的蓄電池相關(guān)參數(shù)的值。
[0075]在另一示例性實(shí)施例中，感興趣的參數(shù)值可以從部件的一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)器或其他存儲(chǔ)設(shè)備獲取，所述存儲(chǔ)器或其他存儲(chǔ)設(shè)備與所述傳感器電連接并構(gòu)造成存儲(chǔ)由傳感器感測(cè)、測(cè)量或檢測(cè)的蓄電池相關(guān)參數(shù)值。例如，在示例性實(shí)施例中，感興趣的參數(shù)值可以從控制模塊22的存儲(chǔ)器54、蓄電池控制模塊30的存儲(chǔ)器、或作為執(zhí)行估計(jì)步驟102的部件的一部分或可由該部件訪問(wèn)的任何其他適合存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)設(shè)備來(lái)獲取。在這種實(shí)施例中，如果其存儲(chǔ)器包括被獲取的參數(shù)值的部件并不是正在獲取所述參數(shù)值的部件，那么該正在獲取的部件與其他部件電連接并構(gòu)造成與其他部件通信，以允許獲取該參數(shù)值。
[0076]一旦獲取感興趣的蓄電池相關(guān)參數(shù)的值,則在示例性實(shí)施例中估計(jì)步驟102包括子步驟106:處理獲取的數(shù)據(jù)，以確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)預(yù)定或閾值蓄電池相關(guān)條件。確定是否滿足預(yù)定或閾值條件的一個(gè)目的是確定是否存在建立的內(nèi)部阻值/容量的相互關(guān)系，在一個(gè)示例性實(shí)施例中，該相互關(guān)系可以用于估計(jì)蓄電池容量。
[0077]更特別地，如上所述，在特定條件下，可以形成蓄電池組的內(nèi)部阻值和容量之間的相互關(guān)系。因此，如果滿足所述條件，在所述條件下計(jì)算的任何內(nèi)部阻值都可以與相應(yīng)的容量幅值相關(guān)。因此，在示例性實(shí)施例中，如果滿足預(yù)定條件，方法100可以前進(jìn)到下面描述的步驟。但是相反，如果沒有滿足所述條件，則就不能使用基于所述條件的相互關(guān)系，并且因此，方法100不能前進(jìn)到下面描述的步驟。更確切地說(shuō)，在示例性實(shí)施例中，方法100將停止，或返回至步驟102、特別地回到其子步驟104，其中步驟102將重復(fù)。
[0078]例如，對(duì)于鋰離子蓄電池來(lái)說(shuō)已經(jīng)確定:當(dāng)蓄電池組溫度超過(guò)預(yù)定最小溫度(如40° F(40C ))并且蓄電池組的SOC位于預(yù)定范圍(35-65%)內(nèi)時(shí)，蓄電池組的內(nèi)部阻值與容量之間存在線性關(guān)系。因此，在示例性實(shí)施例中，獲取特定蓄電池相關(guān)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值的子步驟104包括:獲取蓄電池組溫度值(如使用溫度傳感器46-50測(cè)量該溫度)；以及獲取(如確定)蓄電池組的SOC值。子步驟106然后包括處理獲取的溫度和SOC值。在示例性實(shí)施例中，這要求必須將獲取溫度值與預(yù)定最小溫度閾值(即40° F(4°C))比較、以及將獲取SOC值與預(yù)定SOC范圍(即35-65%)比較?；谒霰容^，可以確定是否滿足所述條件。如果確定事實(shí)上滿足這兩個(gè)條件，則對(duì)于在所述特定條件下計(jì)算的給定內(nèi)部阻值來(lái)說(shuō)，基于線性的內(nèi)部阻值/容量關(guān)系的內(nèi)部阻值和容量之間的相互關(guān)系可以用于估計(jì)蓄電池容量。因此，如果滿足這些條件，則方法100將前進(jìn)至下述接下來(lái)的步驟。另一方面，如果確定沒有滿足所需條件，該方法將不再繼續(xù)前進(jìn)。
[0079]在另一示例性實(shí)施例中，不是確定是否滿足特定蓄電池相關(guān)閾值或預(yù)定條件并且然后僅當(dāng)滿足這些條件時(shí)前進(jìn)到該方法接下來(lái)的步驟，而是子步驟106包括確定滿足多個(gè)閾值或預(yù)定蓄電池相關(guān)條件中的哪一個(gè)或哪些。更特別地，如上所述，可以針對(duì)任何數(shù)量的條件來(lái)建立具有特定蓄電池化學(xué)性質(zhì)的蓄電池的內(nèi)部阻值和容量之間的相互關(guān)系。因此，一旦確定滿足條件或條件的組合，對(duì)于在所述特定條件下計(jì)算的給定內(nèi)部阻值來(lái)說(shuō)，就可以使用適當(dāng)?shù)南嗷リP(guān)系來(lái)估計(jì)蓄電池容量。因此，如果滿足多個(gè)閾值條件中的特定一個(gè)或多個(gè)，方法100就可以前進(jìn)到下述接下來(lái)的步驟。另一方面，如果沒有滿足多個(gè)閾值條件中的任何一個(gè)(或條件的數(shù)量不夠)，該方法不再會(huì)繼續(xù)前進(jìn)。
[0080]例如，假設(shè)在示例性實(shí)施例中，內(nèi)部阻值和容量之間的相互關(guān)系已經(jīng)針對(duì)以下SOC范圍被確定:25-45 %，46-65%和66-85 %。在這種實(shí)施例中，如果確定蓄電池的SOC為50%，那么可以確定滿足第二條件，但不滿足第一和第三條件。因此對(duì)于在所述條件下計(jì)算的給定內(nèi)部阻值來(lái)說(shuō)，對(duì)應(yīng)于第二條件的相互關(guān)系可以用于估計(jì)蓄電池容量，并因此，該方法可以如下文所述那樣地前進(jìn)。然而，如果該SOC落在任何這些區(qū)域之外，因此沒有滿足任何條件，那么該方法不再會(huì)前進(jìn)，而是會(huì)停止或回到子步驟104。
[0081]在示例性實(shí)施例中，并不必涉及蓄電池相關(guān)參數(shù)的附加閾值或預(yù)定條件可以連同上述那些條件一起使用。例如，附加閾值條件可以是存在估計(jì)蓄電池組容量的維修請(qǐng)求。在這種示例中，只有接收到維修請(qǐng)求才會(huì)估計(jì)蓄電池組的容量。另一個(gè)附加閾值條件可以是，車輛運(yùn)行了預(yù)定時(shí)間段。因此，在這種示例中，只有車輛運(yùn)行了至少該預(yù)定時(shí)間段才會(huì)估計(jì)蓄電池組的容量。又另一閾值條件可以是，蓄電池組具有特定的蓄電池化學(xué)性質(zhì)。因此，在這種示例中，只有確定蓄電池組具有該特定化學(xué)性質(zhì)才會(huì)估計(jì)蓄電池組容量。將理解的是，上述條件僅出于示例目的而被提供，并非旨在包括可以被使用和/或估計(jì)的閾值條件的詳盡列表。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，也可以使用除上述閾值條件之外的閾值條件的實(shí)施例仍處于本公開的精神和范圍內(nèi)。
[0082]子步驟106可以由任何數(shù)量的部件或模塊來(lái)執(zhí)行。例如，在示例性實(shí)施例中，蓄電池控制模塊30構(gòu)造成執(zhí)行處理子步驟106。替代性地，在另一示例性實(shí)施例中，子步驟106由控制模塊22或車輛10的其他模塊來(lái)執(zhí)行。因此，可以理解，車輛10的任何數(shù)量的部件可以構(gòu)造成執(zhí)行子步驟106。
[0083]在示例性實(shí)施例中，一旦確定滿足一個(gè)或多個(gè)所需的閾值條件、或確定滿足多個(gè)閾值條件中的哪些條件(如果有的話)，方法100還包括步驟108:計(jì)算蓄電池組的內(nèi)部阻值。雖然在示例性實(shí)施例中步驟108在步驟102之后被執(zhí)行,但在另一示例性實(shí)施例中步驟108在步驟102之前被執(zhí)行。因此，本公開并不限制步驟102和步驟108的任何特定順序或次序。計(jì)算的內(nèi)部阻值可以采用多種形式，并可以通過(guò)多種方式計(jì)算。
[0084]例如，計(jì)算的內(nèi)部阻值可以包括蓄電池組的實(shí)時(shí)內(nèi)部阻值，蓄電池組的平均內(nèi)部阻值，或一些其他阻值相關(guān)參數(shù)。在任何情況下并且一般來(lái)說(shuō)，內(nèi)部阻估可以采用蓄電池組的電氣參數(shù)的值來(lái)計(jì)算，所述電氣參數(shù)例如是蓄電池組的總電壓和流過(guò)蓄電池組的電流，它們由傳感器(如傳感器32，特別是電壓傳感器42和電流傳感器44)來(lái)感測(cè)、測(cè)量或檢測(cè)。
[0085]內(nèi)部阻值的計(jì)算可以使用多種技術(shù)通過(guò)多種方式來(lái)執(zhí)行。僅出于示例目的而提供的一種這樣的技術(shù)如在于2011年9月9日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)13/228,608中被描述，該文獻(xiàn)的全部公開內(nèi)容以引用的方式結(jié)合到本文。然而，概而言之，在計(jì)算步驟108的第一子步驟110中，確定蓄電池組電壓和蓄電池組電流的值。更特別地，電壓傳感器(如電壓傳感器42)測(cè)量蓄電池組電壓，其可以對(duì)應(yīng)于經(jīng)過(guò)整個(gè)蓄電池組的總壓降；電流傳感器(如電流傳感器44)測(cè)量流過(guò)蓄電池組的電流。在示例性實(shí)施例中，由于蓄電池組中的電壓和電流波動(dòng)，這些測(cè)量是以同步方式獲得的。
[0086]在步驟108的第二子步驟112中，對(duì)與蓄電池組電壓和蓄電池組電流對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器讀數(shù)進(jìn)行調(diào)整或修正，以考慮/計(jì)入例如滯后和極化的現(xiàn)象。用于去除滯后、極化或可歪曲傳感器讀數(shù)或數(shù)據(jù)的任何其他非理想分量的影響的任何合適技術(shù)都可以用于執(zhí)行該子步驟。
[0087]最后，在步驟108的第三子步驟114中，與蓄電池組電壓和電流對(duì)應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)傳感器讀數(shù)可以用于確定蓄電池組內(nèi)部阻值。在一個(gè)實(shí)施例中，這包括上述部件之一，例如蓄電池控制模塊30、控制模塊22或其他合適部件，其通過(guò)將蓄電池組電壓和蓄電池組電流的值代入到歐姆定律的數(shù)學(xué)等式(V= I*R)中來(lái)計(jì)算或估計(jì)內(nèi)部阻值。在示例性實(shí)施例中，該計(jì)算可以使用包括用于蓄電池組電壓和電流的先前值(如，在預(yù)定時(shí)間段內(nèi)收集的值或數(shù)據(jù))的回歸技術(shù)來(lái)執(zhí)行。
[0088]將理解，雖然已經(jīng)相對(duì)詳細(xì)地描述了上述技術(shù)，但本發(fā)明并不意在局限于用于計(jì)算內(nèi)部阻值的這種技術(shù)。而是，可以使用用于計(jì)算或確定蓄電池組內(nèi)部阻值的任何數(shù)量的其他技術(shù)來(lái)替代上述技術(shù)。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，使用除上述技術(shù)之外的技術(shù)來(lái)計(jì)算蓄電池組內(nèi)部阻值的方法100的實(shí)施例仍落在本公開的精神和范圍內(nèi)。而且為避免上述情況，將理解的是，步驟108可以由任何數(shù)量的部件來(lái)執(zhí)行，所述部件例如是蓄電池控制模塊30、控制模塊22、或車輛10的其他任何合適模塊。
[0089]在于步驟108中計(jì)算內(nèi)部阻值之后，方法100還包括又一步驟116:基于步驟108計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)蓄電池組容量。
[0090]在示例性實(shí)施例中，步驟116包括將計(jì)算的內(nèi)部阻值代入至等式或算法中，所述等式或算法的輸出是蓄電池容量的估計(jì)幅值。在另一示例性實(shí)施例中，其他蓄電池相關(guān)參數(shù)值與計(jì)算的內(nèi)部阻值一起被代入等式或算法中。例如，由于內(nèi)部阻值/容量的相互關(guān)系取決于一個(gè)或多個(gè)預(yù)定蓄電池相關(guān)條件，步驟116可以包括:除計(jì)算的內(nèi)部阻值外，還將對(duì)應(yīng)于所述蓄電池相關(guān)條件的蓄電池相關(guān)參數(shù)值代入至等式或算法中。
[0091]在另一示例性實(shí)施例中，不是將計(jì)算的內(nèi)部阻值代入到等式或算法中，而是步驟116包括借助數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)使用計(jì)算的內(nèi)部阻值，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)例如是一維或多維查詢表，其將內(nèi)部阻值和對(duì)應(yīng)的估計(jì)蓄電池容量幅值相關(guān)聯(lián)。因此，在這種實(shí)施例中，步驟116包括:將計(jì)算的內(nèi)部阻值輸入到合適數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中或者查詢合適數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的所述內(nèi)部阻值，以獲取對(duì)應(yīng)于該特定計(jì)算內(nèi)部阻值的估計(jì)蓄電池容量幅值。
[0092]更特別地，如上所述，內(nèi)部阻值/容量的相互關(guān)系取決于一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)條件。因此，為了獲得精確的蓄電池容量估計(jì)，對(duì)于給定內(nèi)部阻值來(lái)說(shuō)，用于確定估計(jì)蓄電池容量幅值的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)必須對(duì)應(yīng)于所述相互關(guān)系所依賴的一個(gè)或多個(gè)預(yù)定蓄電池相關(guān)條件。
[0093]例如，對(duì)于特定蓄電池相關(guān)閾值條件來(lái)說(shuō)，形成特定數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)(如下述表1所闡述的)，該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)于在特定蓄電池相關(guān)條件下計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)說(shuō)將內(nèi)部阻值與蓄電池容量相關(guān)聯(lián)。
[0094]
【權(quán)利要求】
1.一種用于估計(jì)車輛的蓄電池元件的容量的方法，所述方法包括以下步驟: (a)確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)閾值條件； (b)計(jì)算所述蓄電池元件的內(nèi)部阻值；以及 (c)當(dāng)滿足所述閾值條件時(shí)，使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。
2.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述步驟(a)還包括:接收蓄電池溫度值和蓄電池電荷狀態(tài)(SOC)值；將所述蓄電池溫度值與預(yù)定最小溫度比較以及將所述蓄電池SOC值與預(yù)定SOC范圍比較；以及當(dāng)所述蓄電池溫度值大于所述預(yù)定最小溫度并且所述蓄電池SOC值處于所述預(yù)定SOC范圍內(nèi)時(shí)確定滿足所述閾值條件。
3.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述步驟(c)還包括:使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量，所述數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)將所述內(nèi)部阻值(輸入)與所述容量(輸出)相關(guān)聯(lián)。
4.根據(jù)方案I所述的方法，還包括以下步驟: (d)將所述蓄電池元件的估計(jì)容量提供至將所述蓄電池容量用作輸入的一個(gè)或多個(gè)算法，其中所述一個(gè)或多個(gè)算法包括以下算法中的至少一種:電池單元平衡算法或電荷狀態(tài)(SOC)確定算法。
5.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述步驟(a)在所述步驟(b)之前被執(zhí)行，并且僅在滿足所述一個(gè)或多個(gè)閾值條件時(shí)執(zhí)行所述步驟(b)。
6.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述步驟(c)還包括:獲取屬于所述蓄電池元件的一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)的一個(gè)或多`個(gè)值；以及使用所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)值和所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。
7.根據(jù)方案6所述的方法，其中，所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)包括以下參數(shù)中的至少一個(gè):蓄電池溫度；蓄電池電壓；蓄電池電荷狀態(tài)(SOC);或蓄電池電流。
8.根據(jù)方案6所述的方法，還包括以下步驟: (d)將所述蓄電池元件的估計(jì)容量提供至將所述蓄電池容量用作輸入的一個(gè)或多個(gè)算法，其中所述一個(gè)或多個(gè)算法包括以下算法中的至少一種:電池單元平衡算法；電荷狀態(tài)(SOC)確定算法；或車輛的里程確定算法。
9.一種用于估計(jì)車輛的蓄電池元件的容量的方法，所述方法包括以下步驟: (a)計(jì)算所述蓄電池元件的內(nèi)部阻值； (b)獲取屬于所述蓄電池元件的一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)的一個(gè)或多個(gè)值；以及 (C)使用所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值以及獲取的所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池相關(guān)參數(shù)值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。
10.一種用于車輛的蓄電池系統(tǒng)，包括: 蓄電池元件； 一個(gè)或多個(gè)蓄電池傳感器，其構(gòu)造成檢測(cè)所述蓄電池元件的電氣參數(shù)；以及 電聯(lián)接至所述一個(gè)或多個(gè)蓄電池傳感器的控制模塊，其中所述控制模塊構(gòu)造成: (a)確定是否滿足一個(gè)或多個(gè)閾值條件； (b)使用所述蓄電池元件的檢測(cè)到的所述電氣參數(shù)來(lái)計(jì)算所述蓄電池元件的所述內(nèi)部阻值；以及(C)當(dāng)滿足所述一個(gè)或多個(gè)閾值條件時(shí)，基于所述蓄電池元件的計(jì)算的內(nèi)部阻值來(lái)估計(jì)所述蓄電池元件的容量。`
【文檔編號(hào)】G01R31/36GK103823186SQ201310612909
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2013年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月12日
【發(fā)明者】J·C·吉布斯 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
山東科威數(shù)控機(jī)床有限公司銑床官方網(wǎng)站今天是：2024-10-23切換城市[全國(guó)]-網(wǎng)站地圖
專業(yè)數(shù)控銑床產(chǎn)品供應(yīng)商
20年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)力工廠，精工品質(zhì)，質(zhì)量有保障
