[發(fā)明專利]用于平衡交通工具電池系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310620921.3
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103855435A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: K.M.約翰遜;R.C.巴拉蘇
• 申請（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;B60L11/18
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李濤;胡斌

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于平衡交通工具中的電池系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。更具體地，但并非專門地，本公開涉及基于多個不同部分的估計充電狀態(tài)來平衡交通工具電池組的差異部分的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

載客交通工具通常包括用于操作交通工具的電氣系統(tǒng)和傳動機(jī)構(gòu)(drivetrain)系統(tǒng)的特征部的電池。例如，交通工具一般包括12V鉛酸汽車電池，該電池被構(gòu)造成向交通工具起動器系統(tǒng)(例如，起動器電動機(jī))、照明系統(tǒng)和/或點火系統(tǒng)供應(yīng)電能量。在電動、燃料電池(“FC”)和/或混合動力交通工具中，高電壓(“HV”)電池系統(tǒng)可以用于為交通工具的電傳動機(jī)構(gòu)部件(例如，電驅(qū)動電動機(jī)和類似物)提供動力。

在某些設(shè)計中，被包括在交通工具中的電池系統(tǒng)可以包括一個或多個部分(section)。例如，交通工具電池系統(tǒng)可以包括電池組，該電池組包含一個或多個部分的電池單元。電池部分可以被更換和/或添加在電池組中，導(dǎo)致新電池部分與現(xiàn)有電池部分之間在電容、充電狀態(tài)、放電速率、阻抗和/或電壓上存在差異。類似地，電池單元可以被更換和/或添加在電池部分中，導(dǎo)致新電池單元與現(xiàn)有電池單元之間在電容、充電狀態(tài)、放電速率、阻抗和/或電壓上存在差異。當(dāng)具有最低電容的部分被耗盡時，可以終止電池放電，而不管其它電池部分是否具有用于維持放電的足夠電容。該行為可能導(dǎo)致電池系統(tǒng)無效率、劣化和/或永久損壞。

發(fā)明內(nèi)容

提出了用于平衡被包括在交通工具中的電池系統(tǒng)的一個或多個部分的系統(tǒng)和方法。在某些實施例中，用于電池平衡的系統(tǒng)可以包括電池系統(tǒng)，該電池系統(tǒng)包括多個電池部分。所述多個電池部分的每個部分可以包括多個單元(cell)。多個傳感器可以被聯(lián)接至所述多個單元，并且被構(gòu)造成為所述多個部分/單元中的每個提供充電狀態(tài)的估計(例如，使用電壓測量或者類似物)。單元平衡系統(tǒng)可以被聯(lián)接至所述多個單元，并且被構(gòu)造成在單元之間重新分配能量。電池控制電子系統(tǒng)可以被聯(lián)接至傳感器和單元平衡系統(tǒng)。與本文所公開的實施例相符，所述電池控制電子系統(tǒng)可以被構(gòu)造成基于由所述多個傳感器提供的所述多個部分/單元的估計充電狀態(tài)根據(jù)多個不同平衡算法中的一個來使單元平衡系統(tǒng)平衡電池部分(例如，電池部分內(nèi)的單元)。

在再一些實施例中，用于平衡被包括在電池系統(tǒng)中的多個部分的方法可以包括接收電池系統(tǒng)的所述多個部分的估計充電狀態(tài)。可以使用例如電壓測量通過與電池部分中的一個或更多個相關(guān)聯(lián)的一個或多個傳感器來估計充電狀態(tài)。基于估計充電狀態(tài)，可以確定電池是不平衡的。在某些實施例中，確定電池是否是不平衡的可以包括比較估計充電狀態(tài)用以確定電池部分是否是平衡的/不平衡的。

如果需要電池平衡，則可以確定所述估計充電狀態(tài)是否處于第一充電狀態(tài)區(qū)域、第二充電狀態(tài)區(qū)域和第三充電狀態(tài)區(qū)域中的一個內(nèi)。第一充電狀態(tài)區(qū)域可以包括高于特定閾值的較高充電狀態(tài)，第二充電狀態(tài)區(qū)域可以包括低于特定閾值的充電狀態(tài)，而第三充電狀態(tài)區(qū)域可以包括處于第一和第二區(qū)域之間的充電狀態(tài)。基于所述確定，可以根據(jù)多個不同平衡算法中的一個來平衡所述電池系統(tǒng)的所述多個部分。

在又一些實施例中，用于平衡被包括在電池系統(tǒng)中的多個部分的方法可以包括接收電池系統(tǒng)的所述多個部分的估計充電狀態(tài)。基于所述估計充電狀態(tài)，可以確定電池系統(tǒng)的所述多個部分是不平衡的。可以確定估計充電狀態(tài)是否低于閾值。基于該確定，可以一起所述多個部分的充電狀態(tài)低于薄弱部分的部分一起平衡所述多個部分的薄弱部分，并且可以獨立地平衡所述多個部分的充電狀態(tài)高于薄弱部分的部分。

本發(fā)明還涉及以下技術(shù)方案：

1.?一種系統(tǒng)，包含：

電池系統(tǒng)，包含多個電池部分，所述多個部分的每個部分包含多個單元；

多個傳感器，被聯(lián)接至所述多個單元，被構(gòu)造成估計所述多個部分中的每個的充電狀態(tài)；

單元平衡系統(tǒng)，被聯(lián)接至所述多個部分，被構(gòu)造成在所述多個單元之間重新分配能量；和

電池控制電子系統(tǒng)，被通信地聯(lián)接至所述多個傳感器和所述單元平衡系統(tǒng)，所述電池控制電子系統(tǒng)被構(gòu)造成使所述單元平衡系統(tǒng)基于由所述多個傳感器提供的所述多個部分的估計充電狀態(tài)，根據(jù)多個不同平衡算法中的一個來平衡所述電池部分。

2.?如技術(shù)方案1所述的系統(tǒng)，其中，所述電池控制電子系統(tǒng)進(jìn)一步被構(gòu)造成確定所述多個部分的估計充電狀態(tài)是否各自處于第一充電狀態(tài)區(qū)域、第二充電狀態(tài)區(qū)域和第三充電狀態(tài)區(qū)域中的一個內(nèi)。

3.?如技術(shù)方案2所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包含：