[發明專利]扭矩產生系統中的電池功率容量的估計

有效

• 申請號: 201710341838.0
• 申請日: 2017-05-16
• 公開（公告）號: CN107450025B
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發明（設計）人: P·E·弗羅斯特;R·B·弗拉加;P·M·拉斯科夫斯基;A·K·薩特曼
• 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: G01R31/382
• 分類號: G01R31/382
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賀紫秋

一種用于估計扭矩產生系統中的電池功率容量的方法，其中該系統具有電池組具有含多個電池單元的電池組，該方法包括：計算電壓變動，作為該電池組的平均單元電壓和最小單元電壓之差。該方法也包括：通過偏移來增加校準的電壓控制限制，其中偏移基于電壓變動的幅度，當最小單元電壓小于控制限制時這樣做，并將該偏移記錄在由該組操作條件標示的存儲器位置中；此外，當電池組在與該操作條件相同的條件下操作時，使用記錄的偏移來估計功率容量，然后使用估計的功率能力執行系統的控制動作。扭矩產生系統包括電池組、電機、以及被編程為執行上述方法的控制器。

技術領域

本公開涉及一種用于估計扭矩產生系統中的電池功率容量的方法和系統。

背景技術

高壓DC電池組可以用于給各種不同扭矩產生系統中的電機通電。例如，來自電動機的輸出扭矩可用于使混合電動或插入式電動車輛的動力傳動的輸入構件旋轉，即，具有可通過充電插座或非車載電源選擇性地進行充電的電池組的車輛。給定電池組的單個電池單元隨著時間逐漸老化和退化。因此，開路電壓、單元電阻和充電狀態等電池性能參數可相對于校準的/新的值發生變化。因此，電池退化由指定的電池控制器進行監測，以估計電池功率容量的剩余量。隨后，電池功率容量的估計值可用于作出動力系統模式選擇決定或執行其他控制動作。

現有的電池控制方法力圖保護電池組中相對較弱的電池單元，即那些在放電事件期間具有最低的單元電壓或在充電事件期間具有最高的單元電壓的電池單元。通常，通過控制電池組電壓實現電池保護，以此方式，使最低的單元電壓被強制保持在最小的允許電池組電壓之上。換言之，響應于接近或下降至低于電壓控制限制或限定的給定電池單元，電池組電壓被反應性地調整。然而，改變電壓控制限制，尤其是在功率脈沖期間，可能降低電池功率容量估計值的精確度。

發明內容

本方法旨在提高現有電池功率容量預測的總體精確度，尤其是那些結合上述類型的無功電壓控制策略進行的預測。本方法包括：記錄不同操作條件下無功電壓控制限制調整的過往歷史，例如在電池組的不同充電狀態(SOC)和溫度下，并隨后利用所記錄的歷史估計電池組在相同的操作條件下的功率容量。

例如，該方法可能包括：在不同的即將到來的時間窗口估計最大的充電和放電功率能力，例如預見到不久的未來的2秒和10秒。可以在最大充電/放電電流，以及最大充電/最小放電電壓限制下進行功率容量估計。控制器隨后選擇具有較小相對幅度的功率量，并且在隨后的控制動作中使用該功率估計，例如動力系統控制或電范圍估計和路線規劃。

在一個特定實施例中，公開了一種用于估計轉矩產生系統中的電池功率容量的方法，轉矩產生系統具有含多個電池單元的電池組。該方法包括：計算經由控制器的電壓變動，作為電池組的平均單元電壓和最小單元電壓之間的差，然后當最小單元電壓小于校準的電壓控制限制時，增加校準的電壓控制限制，例如，通過基于電壓變動幅度的偏移。該方法還包括：將偏移記錄在由電池組的操作條件標示的控制器的存儲器位置中。當電池組在與相應存儲器位置的操作條件相同的條件下再次操作時，通過使用所記錄的偏移來估計電池組的功率容量，該方法得以繼續進行。然后，控制器使用估計的功率容量執行扭矩產生系統的控制動作。

電池組的操作條件可以包括充電狀態、電池組的溫度、或其它合適的操作條件。

估計電池組的功率容量可以包括：在不同的未來時間窗口估計每個最大充電功率容量和最大放電功率容量。僅當電壓變動的幅度超過校準的電壓變動閾值時，在一些實施例中才可增加校準的電壓控制限制。

該方法中的扭矩產生系統可包括發動機，在這種情況下，控制動作可以包括：命令發動機打開或關閉例如，動力系統模式選擇或發動機停止/啟動動作。當轉矩產生系統是車輛時，控制動作可以包括：執行車輛的路線規劃動作。

通過使用所記錄的偏移估計電池組的功率容量可以包括：以與電壓變動成比例的量調整電池組的電壓電平，然后使用經調整的電壓計算功率容量。