[發明專利]選擇用于平衡電能存儲組的儲能單體的系統和方法

有效

• 申請號: 201680091281.3
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN110049896B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 喬納斯·赫爾格倫
• 申請（專利權）人: 沃爾沃卡車集團
• 主分類號: B60L50/60
• 分類號: B60L50/60;B60L3/00
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王偉;安翔

本發明涉及一種用于選擇候選儲能單體的方法，該候選儲能單體用于平衡包括多個儲能單體(3)的電能存儲組(1)。該方法包括：計算(S212)對所選擇組單體的平衡動作導致未來荷電狀態中的至少一個未來荷電狀態低于較低閾值當前荷電狀態或高于較高閾值當前荷電狀態的概率，該概率指示多余泄漏或過充電。該概率基于所述單體的每個單體的未來荷電狀態和統計不準確度。如果該概率指示不太可能發生多余泄漏或過充電，則選擇(S214、S214')該組單體作為用于平衡動作的候選者。本發明還涉及對應的系統和車輛。

技術領域

本發明涉及一種選擇用于平衡電能存儲組的儲能單體的裝置/方法和對應的系統以及車輛。

本發明能夠被應用在任何混合動力車輛或電動車輛。盡管將關于電動公共汽車描述本發明，但是本發明不限于該特定車輛，而是還可以用在其它混合動力車輛或電動車輛，諸如電動卡車、電氣施工設備和電動汽車。

背景技術

電池正變為為車輛提供推進力的更常見的動力源。這種電池通常是可充電電池，并且由多個電池單體組成，這些電池單體可以串聯和/或并聯形式連接，從而形成用于車輛的完整電池組。電池組的質量很大程度上取決于每個電池單體的質量，這對電池單體的生產質量提出了嚴格的要求。然而，盡管電池單體的質量很高，但所述電池單體可以具有在一定程度上不同的容量，并且由于例如每個電池單體的不同操作溫度，所以電池單體的老化也可以有所不同。另外，單獨電池單體的動態特性(例如，單體之間的自放電)的差異導致電池組的不均勻電荷水平分布。

總的來說，電池單體的荷電狀態最終將分開，從而導致不均勻的荷電狀態分布，這限制了電池組的操作性能。例如，電池組的放電能力將受到具有最低荷電狀態的電池單體的限制，這因此限制了整個電池組的性能。

為了避免荷電狀態的不均勻分布，可以對所選擇的電池單體進行充電或放電，以便均衡電池單體的荷電狀態，該過程也被稱為平衡。US2006/0097698公開了一種用于單體均衡的方法，所述單體均衡用于均衡電池組的荷電狀態，以便使來自該電池組的可用電力最大化。US2006/0097698公開的方法基于對電池單體的荷電狀態進行分級，并根據該分級消耗電荷或向電池單體添加電荷。

然而，電池組的電池單體的荷電狀態的估計與估計誤差相關聯，這使得電池組的均衡變得復雜。因此，難以準確地確定電池單體之間的相對荷電狀態。在例如US2006/0097698中提出的均衡方法沒有考慮這種因素。因此，關于電池組的平衡存在改進的空間。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種用于選擇候選儲能單體的方法和系統，所述候選儲能單體用于平衡電能存儲組，由此選擇的候選儲能單體是基于避免候選單體的多余泄漏或過充電的概率。該目的至少部分地通過根據如下所述的方法實現。

根據本發明的第一方面，提供了一種用于選擇候選儲能單體的方法，所述候選儲能單體用于平衡包括用于電動車輛的多個儲能單體的電能存儲組，該方法包括以下步驟：a)估計所述儲能單體中的每個儲能單體的荷電狀態；b)從所述多個儲能單體中選擇一組儲能單體；c)估計所選組中的儲能單體中的每個儲能單體的未來荷電狀態，所述未來荷電狀態由相應的儲能單體的平衡動作所導致；d)計算估計出的未來荷電狀態中的每個未來荷電狀態的統計不準確度；e)確定所述多個儲能單體中的較低閾值當前荷電狀態，或者確定所述多個儲能單體中的較高閾值當前荷電狀態；f)計算對所選組的儲能單體的平衡動作導致所述未來荷電狀態中的至少一個未來荷電狀態低于較低閾值當前荷電狀態的概率，該概率由此指示多余泄漏，該概率基于所述儲能單體中的每個儲能單體的未來荷電狀態和統計不準確度，或者計算對所選組的儲能單體的平衡動作導致所述未來荷電狀態中的至少一個未來荷電狀態高于較高閾值當前荷電狀態的概率，該概率由此指示對至少一個儲能單體的過充電，該概率基于所述儲能單體中的每個儲能單體的未來荷電狀態和統計不準確度，其中，g)如果該概率指示不太可能發生多余泄漏或過充電，則選擇該組儲能單體作為用于平衡作用的候選者，并且對另一組儲能單體重復步驟b)至g)，其中，對于多個另外的組重復步驟b)至e)。