[發(fā)明專利]電池單體的電壓平衡的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210256948.4
• 申請日: 2012-07-23
• 公開（公告）號: CN102897050A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 布魯斯·卡維·布雷克蒙;艾倫·羅伊·蓋爾
• 申請（專利權(quán)）人: 福特全球技術(shù)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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 郭鴻禧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電池單體的電壓平衡的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

執(zhí)行車輛電池的再平衡，以修正電池單體的電壓的不平衡條件。例如，測量每個電池單體的電壓，并識別具有最小電壓的電池單體。所有其他電池單體通過與每個電池單體相關(guān)的阻抗電路放電(bleed?down)，直到所述其他電池單體的測量電壓約等于最小電壓為止。在放電過程期間，對電池單體的電壓進行連續(xù)/周期性的測量，以監(jiān)測電池單體的電壓變化。一旦所有電池單體的電壓的讀數(shù)大致相等，則給電池充電。

發(fā)明內(nèi)容

一種動力系統(tǒng)可包括具有多個電池單體的電池。該動力系統(tǒng)還可包括至少一個控制器，所述至少一個控制器被配置成給電池單體充電達到一定時間段，從而在所述時間段到期時，所述多個電池單體的電壓大致相等。至少在所述時間段的確定部分期間，在至少一些電池單體中，給電池單體充電的速率可以不相同。

附圖說明

圖1是可變動力車輛的框圖。

圖2是示出用于確定與圖1的電池再平衡/充電相關(guān)的時間的算法的流程圖。

圖3A和圖3B是示出用于圖1的電池再平衡/充電的算法的流程圖。

具體實施方式

在用于電池的再平衡和充電的總時間中，多達50％的時間(或者更多時間)可能專用于再平衡。例如，具有1.5kw充電器和6千瓦小時(kwhr)的電池(在該電池中，電池單體不平衡，剩余1.5kwhr的能量)的電池電動車輛(BEV)或插電式混合動力電動車輛(PHEV)可在電池的再平衡上花費1.5小時，在電池充電(到滿容量)上花費另外3小時。

PHEV或BEV車輛的所有者可期望在車輛電池的再平衡和充電上花費的時間最小化。在此公開的特定實施例可提供一種系統(tǒng)和技術(shù)，所述系統(tǒng)和技術(shù)試圖減少在車輛電池的再平衡和充電上花費的時間。

電池單體的容量

電池單體的最大容量Ihr_max可根據(jù)下面的關(guān)系式得到：

Ihrmax=ΔIhrΔSOC---(1)]]>

其中，ΔIhr是電池單體的容量的改變量，ΔSOC是電池單體的荷電狀態(tài)的改變量。作為示例，給定的電池單體的SOC可在給該電池單體提供1安培小時(A·hr)容量之前和之后確定。對于該示例，假設(shè)ΔSOC為10％，則根據(jù)等式(1)，電池單體的最大容量Ihr_max應該是10A·hrs。

電池單體的能量含量

電池單體的能量含量ε可從下面的等式估計得到：

ε＝∫ρ·dt???????(2)

其中，ρ是在一定時間內(nèi)供應到電池單體的功率。ρ可寫成下面的等式：

ρ＝v_m·i??????????(3)

其中，v_m是與儲存的功率相關(guān)的(測量)電壓，i是與儲存的功率相關(guān)的電流。將等式(3)代入等式(2)得到下面的等式：

ε＝∫v_m·i·dt????(4)

v_m可寫成下面的等式：

v_m＝Δv+v_min???????(5)

其中，v_min是處于0％荷電狀態(tài)的電池單體的電壓(例如，3.1V)，Δv是與儲存的功率相關(guān)的電壓與處于0％荷電狀態(tài)的電池單體的電壓之差。將等式(5)代入等式(4)得到下面的等式：

ε＝∫(Δv+V_min)idt?(6)

Δv可寫成下面的等式：