[發明專利]用于減輕電氣化車輛電池中的鋰鍍覆的閉環反饋控制

有效

• 申請號: 201710049048.5
• 申請日: 2017-01-20
• 公開（公告）號: CN106985684B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 何川;王旭;陳海巖
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: B60L58/10
• 分類號: B60L58/10;B60L58/12
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王秀君;魯恭誠

本公開涉及一種用于減輕電氣化車輛電池中的鋰鍍覆的閉環反饋控制。一種包括具有至少一個電池單元的牽引電池的車輛包括控制器，所述控制器連接到所述牽引電池并且被配置為：響應于鋰鍍覆參數的目標值與鋰鍍覆參數的實際值之間的差，修改所述牽引電池的電流以使所述差減少。所述鋰鍍覆參數或指示可以是基于電池單元的差分開路電壓或所述至少一個電池單元的微分電壓與所述至少一個電池單元的電池單元充電速率的作為時間的函數的比值的。

技術領域

本公開涉及響應于車輛電池中的鋰鍍覆(lithium plating)的檢測的電氣化車輛的閉環反饋控制。

背景技術

電氣化車輛(諸如混合動力車輛、插電式混合動力車輛和電池電動車輛)使用由牽引電池供電的電機來驅動車輛動力傳動系統。電池的充電和放電導致電化學過程，該電化學過程影響可用于給車輛供電的電荷并且可隨著環境狀況和操作狀況(諸如電池荷電狀態(SOC)、溫度、電池單元平衡以及充電/放電速率或電流)的變化而變化。在鋰離子(Li-ion)電池中，在一些操作狀況下，金屬鋰可沉積在電池單元的陽極上，這可能降低電池性能。盡管可能在其它環境和操作狀況下發生鋰鍍覆，但是電池在低操作溫度和高充電電流下特別容易受到該過程(被稱為鋰鍍覆)的影響。

發明內容

在各個實施例中，一種包括具有至少一個電池單元的牽引電池的車輛包括控制器，所述控制器連接到所述牽引電池并且被配置為：提供針對所述車輛或牽引電池的閉環反饋控制，以使鋰鍍覆指示的測量值與鋰鍍覆指示的目標值或期望值之間的差減小，其中，所述鋰鍍覆指示的目標值或期望值表示最小鋰鍍覆或沒有鋰鍍覆。實施例包括：控制電池充電速率、供應至電池的再生制動電流、影響電池放電電流的附件負載和發動機動力。在一個或更多個實施例中，電池電力相對于溫度的表響應于檢測鋰鍍覆的檢測而被更新。實施例還可包括：在檢測到鍍覆時，基于充電期間的電池電力來更新累計的鍍覆歷史。

根據本發明的一個實施例，所述車輛還包括內燃發動機，所述控制器修改所述內燃發動機的操作點以使鋰鍍覆參數的目標值與鋰鍍覆參數的實際值之間的差減小。

根據本發明的一個實施例，所述控制器修改所述操作點以使電池充電電流減小。

根據本發明的一個實施例，所述控制器減小再生制動電流以修改所述牽引電池的電流。

根據本發明的一個實施例，所述控制器響應于所述鋰鍍覆參數的目標值與鋰鍍覆參數的實際值之間的差超過閾值而修改與當前電池溫度相關聯的存儲的電池電力限制。

根據本發明的一個實施例，當所述鋰鍍覆參數的目標值與鋰鍍覆參數的實際值之間的差超過對應的閾值時，所述控制器在電池充電期間追蹤累積的牽引電池電力。

根據本發明的一個實施例，所述控制器還被配置為：針對在所述牽引電池放電預定時間之后的低于閾值的荷電狀態(SOC)值，基于開路電壓與牽引電池荷電狀態之間的關系來識別鋰鍍覆的電池單元，以允許完成鋰剝離。

根據本發明的一個實施例，控制牽引電池的電流的步驟包括：控制車輛的內燃發動機。

根據本公開的實施例可提供一個或更多個優點。例如，使用一個或更多個車輛系統或組件的鋰鍍覆指示的閉環反饋控制可減少或消除鍍覆以提高電池性能、增大容量和增長壽命。各種實施例采用程序邏輯使用現有的電池傳感器和車輛傳感器來執行閉環反饋控制，使得無需額外的硬件。

通過下面在結合附圖時進行的詳細描述，與各個實施例相關聯的上述優點和其它優點及特征對于本領域普通技術人員將變得顯而易見。

附圖說明

圖1是示出根據代表性實施例的具有鋰鍍覆的閉環控制的電氣化車輛的框圖；

圖2是示出根據代表性實施例的用于閉環控制的鋰鍍覆參數或指示的未鍍覆的電池單元和鍍覆的電池單元的電池單元電壓(作為SOC的函數)的曲線圖；