[發(fā)明專利]存在電池組感測(cè)故障時(shí)對(duì)單元電壓偏移的估計(jì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710515488.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN107656205B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·C·吉布斯;T·W·巴茲特;A·C·鮑曼;T·F·麥金托什
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G01R31/389
• 分類號(hào): G01R31/389
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 賀紫秋

公開了一種用于在存在感測(cè)故障的情況下估計(jì)電池組中的單元電壓偏移的方法和系統(tǒng)，在感測(cè)故障中，電池單元塊中的第一和第二電池單元的實(shí)際單元電壓變得未知或缺失。檢測(cè)感測(cè)故障，并且確定塊中的除第一和第二單元以外的每個(gè)單元的單元電壓。該方法還包括測(cè)量塊電壓、計(jì)算塊中的平均單元電壓，以及估計(jì)第一單元等于所計(jì)算的平均單元電壓。所測(cè)量的塊電壓與單元電壓和第一單元的估計(jì)單元電壓之和的所有偏移或偏差被分配給第二單元。利用估計(jì)的單元電壓執(zhí)行控制措施，包括選擇性地啟用或禁用電池組的功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在電池組中存在感測(cè)故障時(shí)對(duì)單元電壓偏移的估計(jì)。

背景技術(shù)

使用來自多單元電池組的電能為各種系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)供給能量。例如，在具有電氣傳動(dòng)系的車輛中，電動(dòng)機(jī)的定子繞組可以由電池組供給能量以產(chǎn)生輸出轉(zhuǎn)矩。所產(chǎn)生的輸出轉(zhuǎn)矩可以傳送到一個(gè)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)軸以推動(dòng)車輛，例如公路用車、火車或船。在其他系統(tǒng)中，例如發(fā)電廠、建筑設(shè)備、機(jī)器人、某些電器和其他類型的車輛，如飛機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)矩可用于執(zhí)行大量有用的工作任務(wù)。

特定類型的電池組使用位于陽(yáng)極與陰極之間的電解質(zhì)溶液內(nèi)的增強(qiáng)分離器，所有這些都包含在聚合物涂覆的鋁袋內(nèi)。陽(yáng)極和陰極的板狀延伸部被超聲焊接或以其他方式導(dǎo)電地接合到導(dǎo)電互連構(gòu)件，以構(gòu)造電池組的模塊。相同或不同數(shù)量的電池單元(batterycell)的多個(gè)模塊可以電互連以構(gòu)建電池組，其中這些模塊的實(shí)際數(shù)量隨特定應(yīng)用的功率需求而變化。

各個(gè)電池單元趨于隨時(shí)間而緩慢降解。因此，諸如開路電壓、單元電阻和充電狀態(tài)的電參數(shù)可能相對(duì)于校準(zhǔn)/新值隨時(shí)間而變化。為了確保對(duì)電池組的健康狀況和可用電量的準(zhǔn)確持續(xù)監(jiān)控，通常測(cè)量各個(gè)單元電壓并將其報(bào)告給電池控制器。所測(cè)量的單元電壓此后用于執(zhí)行各種不同的電池電路診斷和電氣范圍計(jì)算。因此，其中單元電壓變得不可用的感測(cè)故障可能導(dǎo)致控制器暫時(shí)沒覺察到電池組的真實(shí)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容

公開了一種用于在具有多單元電池組的車輛或其他帶電系統(tǒng)內(nèi)存在單元感測(cè)故障的情況下估計(jì)單元電壓偏差或偏移的方法。本文所解決的特定控制問題是由于在這種電池單元的預(yù)定塊中的兩個(gè)電池單元不能讀取單元電壓的某些單元感測(cè)故障，對(duì)于對(duì)應(yīng)于例如過充電或欠充電狀態(tài)的電壓偏移或偏差，控制器不能精確地監(jiān)控塊中的單元電壓。具有不可用或缺失電壓數(shù)據(jù)的單元在本文中簡(jiǎn)稱為“缺失單元”，其中具有已知單元電壓數(shù)據(jù)的單元稱為“已知單元”。這種缺失單元狀況可能由電傳感器與一個(gè)或多個(gè)電池單元之間的斷開或未連接的電引線引起。這些引線可以是分開的或共享的，本文描述和針對(duì)兩種硬件配置。

通常在對(duì)這樣的缺失單元的響應(yīng)中執(zhí)行默認(rèn)控制措施。這樣的控制措施包括為了預(yù)期目的而禁止使用電池組，例如啟動(dòng)和/或推進(jìn)車輛。然而，根據(jù)使用電池組的特定系統(tǒng)，這對(duì)系統(tǒng)的操作者來說可能是不方便的。通過使用本方法來估計(jì)單元電壓偏移，可以選擇性地啟用電池組的有限功能，例如通過使用缺失單元的估計(jì)單元電壓以在有限數(shù)量的離散事件(例如，車密鑰周期)中啟用電池組，這進(jìn)而可以提供必要的時(shí)間來維修電池組。

由于在某些電氣系統(tǒng)的感測(cè)電路中使用的硬件的性質(zhì)，共享電線的單個(gè)電路故障會(huì)導(dǎo)致單元電壓讀數(shù)對(duì)于兩個(gè)相鄰電池單元的無效。即使電引線不被相鄰單元共享，兩個(gè)這樣的故障可能發(fā)生在被評(píng)估的電池單元塊內(nèi)的任何地方。然而，在有兩個(gè)未知的情況下，缺失單元電壓的數(shù)學(xué)推導(dǎo)是不可能的。然而，本文認(rèn)識(shí)到，不一定需要對(duì)給定單元塊中的每個(gè)電池單元的單元電壓的詳細(xì)知識(shí)。例如，控制器可能只需要知道給定的電池單元相對(duì)于閾值是過充電還是欠充電。本方法旨在使控制器在面向給定塊中的兩個(gè)未知單元電壓時(shí)能夠提供對(duì)于缺失單元電壓的估計(jì)值，以便選擇性地提供電池組的有限功能，如下所述。