[發明專利]用于重新平衡車輛電池的系統和方法

有效

• 申請號: 201110209341.6
• 申請日: 2011-07-25
• 公開（公告）號: CN102343831A
• 公開（公告）日: 2012-02-08
• 發明（設計）人: P·M·古扎勒斯;T·Q·特蘭;B·A·塔巴特維斯克-布什
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;H02J7/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧

背景技術

電池電動車輛(BEV)可以通過電機的操作來移運。插電式混合電動車(PHEV)可以通過電機和/或內燃機發動機的操作來移運。在任何一種情況下，電機可以從車載電池組接收電力。電池組(battery)可以包括串聯電連接的多個電池(cell)，并可以用來自公用電網或其它源等的電力充電。

出于效率和電池耐用性的原因，可能期望保持電池組電池的電荷/能量含量的狀態近似相等。然而，給電池組提供能量或移去來自電池組的能量可能造成電池組電池的電荷/能量含量的狀態變得不相等。

發明內容

一種車輛可以包括：電機，所述電機被配置成生成用于所述車輛的動力；電池組，所述電池組被配置成存儲用于所述電機的能量；和一個或多個控制器。所述一個或多個控制器可以被配置成確定是在單個循環還是在多個循環中重新平衡所述電池組，并根據所述確定使得所述電池組被重新平衡。

附圖說明

圖1是示例性PHEV的框圖。

圖2是描述用于確定以哪種方式重新平衡圖1的電池組的示例性算法的流程圖。

具體實施方式

可以執行電池組重新平衡來校正BEV或PHEV電池組的電池之間的電荷/能量含量的狀態。所具有的電荷狀態大于最低電荷狀態的電池例如將被放電。然后所有電池可以用來自外接能量源(例如公用電網等)的能量充電。

BEV/PHEV電池組重新平衡典型地是遞增地執行的，且當車輛插上電源(插入電源)時。電池組例如可以包括30個電池。假設其中29個電池有70％的電荷狀態，而一個電池有60％的電荷狀態，則29個電池的電荷狀態會被放電到例如68％，然后所有電池會被充電以便將每個電池的電荷狀態提高2％。在此第一循環之后，29個電池將有70％的電荷狀態，且1個電池將有62％的電荷狀態。29個電池的電荷狀態會被再次放電到例如68％，然后所有電池將再次被充電，以便將每個電池的電荷狀態提高2％。在此第二循環之后，29個電池將再次具有70％的電荷狀態，而1個電池將具有64％的電荷狀態。再執行另外3個這樣的循環會使所有電池達到70％的電荷狀態。

以上每個循環可以在相對短的時間段(例如5-10分鐘或更多，這依賴于電池容量)內完成。從時間角度講，這在不知道車輛將被插上電源多長時間的環境中可能是很令人滿意的。車輛駕駛范圍隨著電池被放電而受到不利影響。如果駕駛員在電池放電之后電池重新充電之前撥下車輛插頭，則電池的電荷狀態中的相對小的遞減會最小化車輛駕駛范圍的降低。

但是，從時間角度講遞增式電池重新平衡可能是令人滿意的，而從效率角度講可能是令人不滿意的。遞增式電池組的電池充電典型地是在相對低的充電速率下執行的，以避免電池過度充電。因此，相比幾個循環，在單個循環中重新平衡電池組可能是更加有效的。可以在充電持續時間的大部分時間中，以相對高的充電速率執行電池組電池的單個循環的充電。例如，如果電池組電池要從60％的電荷狀態充電到95％的電荷狀態，則可以使用相對高的充電速率將電池從60％充電到83％。然后可以使用相對低的充電速率來將電池從83％充電到95％。

本文公開的某些實施例可以提供表明建議進行電池重新平衡的警示。如果駕駛員響應于該警示提供適當輸入，則電池組可以在一個循環中而不是幾個循環中被重新平衡。如果駕駛員響應于該警示沒有提供適當輸入，則電池組可以在幾個遞增循環而不是一個循環中被重新平衡。該策略有效地允許駕駛員通知可用于重新平衡的適當的車輛控制系統的時間。如果有足夠的時間用于重新平衡，例如因為車輛整個晚上都被置于插上電源，則駕駛員可以響應于該警示，并且電池組可以在一個循環中重新平衡。另外，電池組可以在幾個遞增循環中被重新平衡。

幾種技術可以(單獨或結合)用來確定電池組是否需要被重新平衡(因為存在電池組不平衡狀況)。舉一個例子，每個電池兩端的電壓可以任何適當/已知方式(例如通過電路進行測量)確定并進行比較。如果電池電壓中有一個不同于其它的電池電壓超過預定量(例如2％-10％)，則存在電池不平衡狀況。舉另一個例子，可以以任何適當/已知方式(例如車輛處于接通狀態時進行計數并在車輛被置于插上電源時被重置的計數器，)確定車輛運行時間(自從上次插上電源起車輛已處于接通狀態的總時間)，并將其與預定閾值進行比較。如果車輛運行時間超過閾值，則存在電池不平衡狀況。再舉另一例子，可以以任何適當/已知方式(例如，可隨時間的變化來測量每個電池電壓，以確定變化速率)確定每個電池的自放電速率，并將其與預定閾值比較。如果自放電速率中的任何一個大于閾值，則存在電池不平衡狀況。也可以使用其它技術。