[發明專利]基于模型的電池遲滯性估計

有效

• 申請號: 200980105680.0
• 申請日: 2009-02-11
• 公開（公告）號: CN101946187A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: X·唐;X·張;Y-K·錢;B·J·科赫;D·R·弗里希
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36;G01R29/24;G01R19/00;G05B13/04
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 姜云霞

技術領域

本公開內容涉及用于估計電池荷電狀態的電池遲滯性估計。

背景技術

準確可靠估計電池荷電狀態對于電力管理、能源經濟和電池壽命至關重要。電池荷電狀態難以直接測量。一種已知的電池荷電狀態測量方法是從開路電壓推斷荷電狀態。不過，這樣的已知方法的準確性不足。基于開路電壓估計荷電狀態受電池遲滯性(hysteresis)的影響。電池內部的化學過程形成影響電池性能的歷史依賴特性。對于任何開路電壓而言，可能存在荷電狀態的范圍，這取決于由過去的充電和放電循環所形成的狀況。基于開路電壓或類似電系統性能估計電池荷電狀態將得益于評估和計算歷史的充電和放電循環對荷電狀態影響的方法。

發明內容

一種考慮電池遲滯性而估計電池的荷電狀態的方法包括：使用基于Preisach模型的算法計算電池的荷電狀態。

附圖說明

現在將參照附圖通過示例描述一個或多個實施例，其中：

圖1是例示出根據本公開內容的遲滯性模型的實施例的結構圖；

圖2是根據本公開內容的示例性已知功能的圖示；

圖3是根據本公開內容的示例性遲滯性模型的圖示；

圖4是根據本公開內容的示例性基本遲滯的操作的圖示；

圖5是顯示出根據本公開內容的遲滯性的示例性理想系統的操作的圖示；

圖6顯示出根據本公開內容的通過增大輸入而操作的示例性系統；

圖7顯示出根據本公開內容的通過減小輸入而操作的示例性系統；

圖8顯示出根據本公開內容的通過增大輸入而操作的示例性系統；

圖9顯示出根據本公開內容的通過減小輸入而操作的示例性系統；

圖10顯示出根據本公開內容的通過增大輸入而操作的示例性系統；

圖11是顯示出根據本公開內容的遲滯性的示例性理想系統的操作的圖示；

圖12是根據本公開內容的具有減小放電和充電深度的始于100％SOC的測試數據；

圖13是根據本公開內容的依賴于溫度的表示電池遲滯性的測試數據；

圖14是顯示出根據本公開內容的示例性遲滯的圖示；

圖14A是根據本公開內容的圖14中所示的示例性遲滯正方形的圖示；

圖15是例示出根據本公開內容的示例性荷電狀態估計過程的結構圖；

圖16是例示出根據本公開內容用于初始化圖17中所示過程的方法的示例性實施例的流程圖；

圖17是例示出根據本公開內容用于將測試數據轉換為遲滯權值的方法的示例性實施例的流程圖；

圖18是例示出根據本公開內容用于初始化圖19中所示過程的方法的示例性實施例的流程圖；和

圖19是例示出根據本公開內容用于將操作數據轉換為荷電狀態估計值的方法的示例性實施例的流程圖。

具體實施方式

現在參見附圖，其中所示僅用于例示特定示例性實施例的目的，而不是用于限制本發明，圖1例示出根據本公開內容的遲滯性模型的示例性實施例的結構圖。在此具體實施例中的輸入，即開路電壓(″Voc″)，通過被表示為H(-)的遲滯性模型而進給，并生成在此具體實施例中的輸出，即，荷電狀態(″SOC″)。SOC是本領域的術語，用于描述電池中可用的儲存能量水平。Voc是當從電池終端上去除所有電路連接時電池能提供的電壓測量值。不過，Voc在操作系統中難以被測量，并可替代地可通過如下所述的能夠容易測量到的系統參數進行估計。遲滯性描述了系統輸出依賴于歷史狀態的系統性能。SOC呈現出遲滯性下的典型性能，其中在任何時候的可用SOC依賴于歷史的充電和放電循環。

圖2圖示出典型函數f(x)的性狀。在此函數中，x是輸入，y是輸出。函數f(x)描述了如下性狀：對于給定的x，y是唯一值。代表可顯示出遲滯性的系統的模型不能針對給定輸入提供唯一值。圖3例示顯示出遲滯性的系統。輸入x(t)產生可通過模型H(-)描述的輸出y(t)。輸出依賴于輸入是否增大或減小，且輸出還依賴于過去的循環在H(-)內的何處終止。