[發明專利]使用高斯過程回歸估計電池充電狀態的方法和系統

有效

• 申請號: 201780031945.1
• 申請日: 2017-05-29
• 公開（公告）號: CN109196366B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: M·帕約維齊;G·奧茲坎;扎菲爾·沙欣奧盧;王燁賓;菲利普·奧爾利克
• 申請（專利權）人: 三菱電機株式會社
• 主分類號: G01R31/3842
• 分類號: G01R31/3842
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;李輝

1.一種用于估計電池的充電狀態SoC的傳感器系統，該傳感器系統包括：

傳感器，該傳感器測量電池狀態的物理量，該物理量包括：電壓、電流、溫度、環境溫度、容量和電池的氣體泄漏中的一項或組合；

存儲器，該存儲器存儲：

所述電池狀態的一組歷史測量物理量和所述電池的SoC的對應的一組歷史值，其中所述組包含至少2個數據點；和

所述電池狀態的當前測量物理量；以及

至少一個處理器，該至少一個處理器在工作上連接到所述存儲器，所述至少一個處理器被配置為：

通過標識來自所述電池狀態的所述一組歷史測量物理量的各對數據點之間的統計距離，根據所述電池狀態的所述一組歷史測量物理量，確定所述電池的SoC的歷史值的第一聯合高斯分布；

通過標識所述電池狀態的當前測量物理量和來自所述電池狀態的所述一組歷史測量物理量的各數據點之間的統計距離，使用所述電池狀態的該一組歷史測量物理量和所述電池的SoC的對應的一組歷史值、所述電池的當前測量物理量以及所確定的第一聯合高斯分布，來確定所述電池的SoC的歷史值的第二聯合高斯分布和與所述電池狀態的當前測量物理量對應的所述電池的當前SoC；以及

根據該第二聯合高斯分布確定與所述電池狀態的當前測量物理量對應的所述電池的當前SoC的均值和方差，其中，該均值是所述電池的當前SoC的估計，并且該方差是該估計的置信度。

2.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述至少一個處理器還被配置為進行濾波，該濾波是在一段時間上對所確定的SoC估計的值的均值的序列進行濾波，其中濾波后的輸出是最終SoC估計。

3.根據權利要求2所述的傳感器系統，其中，所述濾波被實現為移動平均濾波器，使得所述最終SoC估計是連續時刻的至少兩個輸入SoC估計的平均。

4.根據權利要求2所述的傳感器系統，其中，所述濾波被實現為具有狀態空間表示的卡爾曼濾波器，包括

由庫侖計數給出的狀態轉移方程；以及

由給定時刻的所述SoC估計的值的所確定的均值與測量噪聲的和給出的測量方程。

5.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述電池的所述當前SoC是使用SoC的至少一個先前確定的均值的反饋來確定的，其中

所述電池的所述當前測量物理量還包括SoC的先前確定的均值。

6.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述至少一個處理器還被配置為將所述電池狀態的所述一組歷史測量物理量和所述電池的SoC的所述對應的一組歷史值縮減為一組誘導點以及所述電池的SoC的對應的一組歷史值，從而降低估計電池的充電狀態SoC的計算復雜性。

7.根據權利要求1到6中任一項所述的傳感器系統，其中，使用平方指數協方差函數來評價一對數據點之間的所述統計距離。

8.根據權利要求1到6中任一項所述的傳感器系統，其中，使用有理二次協方差函數來評價一對數據點之間的所述統計距離。

9.根據權利要求1到6中任一項所述的傳感器系統，其中，使用馬特恩協方差函數來評價一對數據點之間的所述統計距離。

10.根據權利要求1到6中任一項所述的傳感器系統，其中，作為平方指數協方差函數、有理二次協方差函數和馬特恩協方差函數的各個組合的評價的加權和來評估一對數據點之間的統計距離。

11.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述電池的所述當前測量物理量是從附接到電池電源的測量裝置獲得的，該測量裝置諸如是連接到電子電路結構的感測裝置。

12.根據權利要求1所述的傳感器系統，其中，所述電池狀態的所述一組歷史測量物理量還包括電池老化的數據、電流的經時電流泄漏的數據、電池狀態的當前測量物理量的誤差率的數據以及其他與誤差相關的數據。

13.一種用于估計電池的充電狀態SoC的方法，該方法包括：

由傳感器測量電池狀態的物理量，該物理量包括：電壓、電流、溫度、環境溫度、容量和電池的氣體泄漏中的一項或組合；

由存儲器存儲：

所述電池狀態的一組歷史測量物理量和所述電池的SoC的對應的一組歷史值，其中所述組包含至少2個數據點；和

所述電池狀態的當前測量物理量；以及

由在工作上連接到所述存儲器的至少一個處理器：

通過標識來自所述電池狀態的所述一組歷史測量物理量的各對數據點之間的統計距離，根據所述電池狀態的所述一組歷史測量物理量，確定所述電池的SoC的歷史值的第一聯合高斯分布；

通過標識所述電池狀態的當前測量物理量和來自所述電池狀態的所述一組歷史測量物理量的各數據點之間的統計距離，使用所述電池狀態的該一組歷史測量物理量和所述電池的SoC的對應的一組歷史值、所述電池的當前測量物理量以及所確定的第一聯合高斯分布，來確定所述電池的SoC的歷史值的第二聯合高斯分布和與所述電池狀態的當前測量物理量對應的所述電池的當前SoC；以及

根據該第二聯合高斯分布確定與所述電池狀態的當前測量物理量對應的所述電池的當前SoC的均值和方差，其中，該均值是所述電池的當前SoC的估計，并且該方差是該估計的置信度。