[發明專利]在電池連接到多個負載的同時確定電池的荷電狀態的方法

有效

• 申請號: 201310166269.2
• 申請日: 2013-05-08
• 公開（公告）號: CN103389469B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: X.毛;X.唐;Y.胡
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: G01R31/36
• 分類號: G01R31/36
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 劉楨,楊楷

1.一種在電池連接到多個負載的同時確定電池的荷電狀態的方法，所述方法包括以下步驟：

測量所述電池的端電壓；

測量與所述測量端電壓一致的所述電池的溫度；

將所述端電壓測量值輸入到第一線性時不變無窮觀測器濾波器，所述第一線性時不變無窮觀測器濾波器在車外設計過程中開發，其中所述第一線性時不變無窮觀測器濾波器將輸出能量信號對所述電池的輸入能量信號的增益最小化；

響應于輸入到所述第一線性時不變無窮觀測器濾波器的所述測量端電壓而估計開路電壓；

確定作為所述開路電壓的函數的所述電池的所述荷電狀態；以及

響應于所述荷電狀態而調節所述電池。

2.根據權利要求1所述的方法，還包括以下步驟：

確定電流傳感器是否可用于測量所述電池的端電流消耗；

響應于所述電流傳感器可用而測量與所述測量端電壓一致的所述電池的端電流消耗；

響應于所述電流傳感器可用而將所述測量端電流消耗和所述測量端電壓輸入到第二線性時不變無窮觀測器濾波器；以及

通過所述第二線性時不變無窮觀測器濾波器估計作為所述測量端電壓和所述測量端電流消耗的函數的所述開路電壓。

3.根據權利要求2所述的方法，其中，電池系統模型利用雙RC對等效電路模型，其中所述電路模型由下式表示：

其中，V_oc為所述開路電壓，V_dl為雙層電壓，V_df為擴散電壓，I為電池端電流，并且R為歐姆電阻。

4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述電池系統模型被變換為離散的對應形式。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述變換的電池系統模型由以下矩陣表示：

其中，μ描述V_oc和I之間的關系，C_dl為雙層電容，V_dl為所述電池系統模型的雙層電壓，R_ct為所述電池系統模型的電荷轉移電阻，V_df為所述電池系統模型的擴散電壓，C_df為所述電池系統模型的擴散電容，R_df為所述電池系統模型的擴散電阻，R為所述歐姆電阻，T為采樣時間，V為所述電池端電壓，并且I為所述電池端電流，并且其中參數R_ct、C_dl、R_df、C_df、μ和R為時變的。

6.根據權利要求5所述的方法，其中，所述電池系統模型的所述參數為有界的并且由下式表示：

其中，，，，，并且。

7.根據權利要求6所述的方法，還包括生成由下式表示的所述電池系統模型的狀態向量的步驟：

其中，V_oc為所述開路電壓，V_dl為雙層電壓，V_df為擴散電壓，I為電池端電流，并且R為歐姆電阻。

8.根據權利要求7所述的方法，還包括生成由下式表示的增廣系統模型的步驟：

其中，θ(k)為由表示的未知參數的向量，w(k)為不確定的輸入信號，s(k)為在線估計的信號，y(k)為作為可在線獲得的電池參數測量值的函數的輸出信號，并且A、B、C、D為表示第一和第二線性時不變無窮觀測器濾波器的輸出的矩陣的系數，x(k)是狀態向量，C_s和D_s是具有合適維度的實矩陣。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述第一線性時不變無窮觀測器濾波器的要素由以下觀測表示：

，以及

。

10.根據權利要求9所述的方法，其中所述第一線性時不變無窮觀測器濾波器表示如下：

其中，A_f、B_f、C_f、D_f為來自所述第一線性時不變無窮觀測器濾波器設計過程的輸出矩陣。