[發明專利]電力拖動用電化學能源剩余使用壽命的評估方法

有效

• 申請號: 200980145943.0
• 申請日: 2009-11-16
• 公開（公告）號: CN102216794A
• 公開（公告）日: 2011-10-12
• 發明（設計）人: D·波爾切拉托
• 申請（專利權）人: 標致·雪鐵龍汽車公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 劉興鵬;邵偉

本發明涉及一種，例如，電力拖動用的電化學能源剩余使用壽命的估計方法。本發明尤其涉及汽車領域。

更準確地說，本發明涉及包括電力拖動裝置的汽車領域。它可以涉及電動汽車或者還有混合動力汽車，就是說，為移動而涉及幾種不同能源的汽車。

本發明可以涉及所有電化學能儲存類型。該能源尤其可以是電池組，例如，鋰離子，Ni-MH或Ni-Zn型電池組。該能源同樣可以是超級電容，特別是雙層電化學超級電容。

當前的能量狀況有利于電動汽車和混合動力汽車工業的發展。電化學能源，作為電池組或超級電容，都是這種類型汽車成本高的要素。

目前技術上的一個挑戰在于，提供一種其使用壽命接近汽車使用壽命或者在約十年和二十年之間的使用壽命。然而，電化學能源經受老化現象。

電化學能源老化尤其表現為相對于初始值的容量損失。在電池組中可以儲存的能量數量極其重要。

老化同樣表現為內阻的提高，它對應于可用功率的損失。

已知的老化估計方法針對容量損失或內阻提高的演變。以本申請人名義申報的專利申請書FR?2?826?457尤其描述一種根據電池組運行時內阻的測量，評估電池組使用壽命的系統。但這樣的一個系統在技術上難以應用于某些裝置，特別是包括與超級電容耦合的電池組的裝置。

電化學能源所經受的老化有兩種類型。一方面，該老化涉及其利用；另一方面，涉及日歷老化，對應于不使用的周期。日歷老化是一個重要因素，大部分汽車約95％的使用壽命處于停泊模式。

日歷老化的兩個主要參數是溫度和充電狀態。儲存或使用溫度越低，能源的使用壽命越長。電池組儲存時的充電狀態越低，電池組的使用壽命越長。

更準確地說，術語“充電狀態”涉及電池組。在超級電容的情況下，人們談論“工作電壓”。超級電容的工作電壓越低，其使用壽命越長。

另外，循環老化，就是說，使用時的老化和日歷老化，這是不使用時的老化之間可能是類似的。事實上，可以認為循環老化的主要貢獻來源于流過所述能源的電流產生的電化學能源溫度的上升。

因而，本發明的目標是提出一種類似地對待循環老化和日歷老化，估計電化學能源的總老化的方法。該估計從諸如充電狀態或工作電壓和溫度等參數出發進行。該方法可以基于與這樣一種能源在不同的充電狀態或工作電壓和溫度的條件下有關日歷老化的數據進行。這些數據可以從對不同的溫度和充電狀態或工作電壓的條件下在停泊模式中儲存的這樣的一個能源的預備試驗獲得。

這樣一種方法與先前列舉的某些方法相反，特別容易應用于與超級電容耦合的電池組。

該評估方法可以，例如，當汽車處于運行時估計所述電化學能源的剩余使用壽命。另外，該方法還允許根據電池組在汽車使用壽命的過程中相對于其初始容量減小的真實容量評價電池組的充電狀態。事實上，為了優化電池組的運行和保持剩余使用壽命，精確的充電狀態估計器對于電池組控制系統和有效牽引電路的安裝是需要的。

因而，本發明涉及電力拖動用電化學能源剩余使用壽命的評估方法，包括下列步驟：

●在瞬間t_i測量電化學能源的溫度；

●在同一瞬間t_i測量或測定電化學能源的充電狀態或工作電壓；

●確定電化學能源的在測量條件下估計的日歷使用壽命；

●根據在測量條件下估計的日歷使用壽命，計算電化學能源在瞬間ti的健全狀態。

此外，本發明還涉及一種方法，它還包括一個根據在基準條件下估計的所述能源的健全狀態和基準使用壽命，對所述電化學能源在瞬間ti的剩余使用壽命進行評估的計算步驟。

健全狀態是一個同樣允許估計該能源在瞬間t_i的真實容量的數值。

本發明還涉及電力拖動用電化學能源管理設備，包括執行上述方法的設備。

最后，本發明涉及配備這樣一種設備的汽車。

參照附圖閱讀以下的描述將能更好地理解本發明。這是為了進行說明而決非限制本發明而給出的。附圖中：

●圖1：示意地描繪一種包括執行按照本發明一種形式的方法的裝置的設備；

●圖2：對于不同的充電狀態電池組損壞系數隨著溫度的變化。

圖1表示包括執行按照本發明一種形式的裝置的設備。該設備1特別是包括電池組管理系統2或BMS(電池組管理系統)。該BMS2連接到電池組3。借助于接口12，BMS?2特別連接到電池組3的溫度測量裝置4、流過電池組3的電流測量裝置5和電池組3端子電壓測量裝置6。該裝置4測量的溫度、裝置5測量的電流強度和裝置6測量的電壓特別是允許BMS的模塊7計算電池組3的充電狀態。