[發(fā)明專利]電池管理系統(tǒng)和用于控制電池管理系統(tǒng)的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680091324.8
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN110036304B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 喬納斯·赫爾格倫
• 申請（專利權(quán)）人: 沃爾沃卡車集團
• 主分類號: G01R31/382
• 分類號: G01R31/382
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11219
• 代理人: 王偉;高偉

本發(fā)明涉及一種控制車輛電池管理系統(tǒng)的方法，該電池管理系統(tǒng)包括布置在車輛中的電池，由電池控制單元控制的該電池包括描述了電池狀態(tài)與隨時間變化的電池特性之間的關(guān)系的電池模型。所述方法包括：在控制單元中，測量電池的至少一個隨時間變化的電池傳感器輸出；基于測量到的電池傳感器輸出來確定電池狀態(tài)；基于所確定的電池狀態(tài)來更新電池模型，由此形成更新后的電池模型；接收第二電池模型；以及，將接收到的第二模型與現(xiàn)有電池模型組合。本發(fā)明還涉及一種電池管理系統(tǒng)和包括這種電池管理系統(tǒng)的車輛。

技術(shù)領(lǐng)域

用于控制車輛中的電池的電池管理系統(tǒng)、以及用于控制這種電池管理系統(tǒng)的方法。

本發(fā)明能夠應用在重型車輛中，(例如，卡車、公交車)和建筑設(shè)備中。盡管將針對公交車來描述本發(fā)明，但是本發(fā)明不限于這種特定車輛，而是也可用在其它車輛中，例如轎車以及重型車輛。

背景技術(shù)

在混合動力車輛或電動車輛中，重要的是對用于各種工作條件的電池特性有良好的了解。為了實現(xiàn)這一點，電動車輛常常包括負責監(jiān)測電池狀態(tài)的電池管理系統(tǒng)。

特別地，電池管理系統(tǒng)的目的是：(1)能量等級狀態(tài)監(jiān)測，即，荷電狀態(tài)估計；(2)電力容量狀態(tài)監(jiān)測；(3)維持電池組的安全運行；(4)安全狀態(tài)估計；以及(5)確保電池組中的電池單體被平衡。傳感器信號(例如電壓、電流和溫度)被與數(shù)學模型組合，以實現(xiàn)先前列出的目的。該數(shù)學模型包括描述電池單體特性(例如電阻、容量和開路電壓)的參數(shù)。這些參數(shù)的設(shè)定對于有效的狀態(tài)監(jiān)測是至關(guān)重要的。通常，電池單體的參數(shù)設(shè)定是在能夠良好控制電池單體負載、溫度等的實驗室中執(zhí)行的。

然而，例如由于參數(shù)和工作條件之間的多維關(guān)系，電池單體的參數(shù)設(shè)定是復雜的。例如，電池單體電阻可能取決于溫度、荷電狀態(tài)和電流。復雜的另一個原因是電池退化，其意味著電池特性將隨時間改變。US2012/0098481描述了一種用于對電池充電的設(shè)備。所描述的充電系統(tǒng)還包括：數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫用于從多個電池累積電池參數(shù)數(shù)據(jù)；和處理器，該處理器用于基于組合測量到的電池電壓和電流與從數(shù)據(jù)庫接收的累積參數(shù)、遞歸地更新數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)表征了代表所述電池的模型。最后，該設(shè)備具有電源，該電源用于供應電流以對受處理器管控的電池充電。

然而，所描述的系統(tǒng)僅給出了電池特性的有限看法，因此希望提供一種改進的并且更詳細的電池管理系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種方法和系統(tǒng)，該方法和系統(tǒng)用于控制電池管理系統(tǒng)，以便能夠提供更精確的電池模型。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過根據(jù)如下所述的控制電池管理系統(tǒng)的方法來實現(xiàn)該目的。

因此，提供了一種控制車輛電池管理系統(tǒng)的方法，該電池管理系統(tǒng)包括被布置在車輛中的電池，由電池控制單元控制的該電池包括電池模型，該電池模型描述了電池狀態(tài)與隨時間變化的電池特性之間的關(guān)系。所述方法包括：在電池控制單元中，測量至少一個隨時間變化的電池傳感器輸出；基于測量到的電池傳感器輸出來確定電池狀態(tài)；基于測量到的電池特性來更新電池模型，由此形成更新后的電池模型；接收第二電池模型；以及將接收到的第二模型與現(xiàn)有的電池模型組合。

在本文中，電池特性可以是直接測量到的隨時間變化的特性，這里被稱為傳感器輸出，或者電池特性可以是計算出的(即，所確定的)隨時間變化的特性，這里被稱為電池狀態(tài)。傳感器輸出(即，測量到的隨時間變化的特性)這里能夠是測量到的電流、電壓或溫度。此外，如下文中將舉例說明的，電池狀態(tài)可以取決于直接測量到的電池特性以及取決于計算出的電池特性(即，其它電池狀態(tài))。電池工作條件限定了電池在給定時間點上的總體特性。因此，可以說電池工作條件包括在給定時間點上的所有測量到的和確定的電池特性。電池工作條件還可以包括描述電池外部的參數(shù)的信息，例如車輛條件和環(huán)境條件。

因而，假設(shè)電池管理系統(tǒng)包括電池傳感器等，以測量諸如電流、電壓和溫度的電池參數(shù)。