[发明专利]对于电池和电池子组的最大和最小功率极限计算器

说明书

技术领域

本发明电池和电池系统，更具体地涉及一种对于电池和电池系统的最大和最小功率极限计算器。

背景技术

电池系统可被用于在广泛变化的应用中提供电源。典型的运输应用包括混合动力电动汽车(HEV)、电动汽车(EV)、重型车(HDV)和用42伏电系统的车辆。典型的固定应用包括用于通信系统的备用电源、不间断电源供应(UPS)，和分布式电源产生应用。所用的电池种类的举例包括镍金属混合(NiMH)电池、铅酸(lead-acid)电池和其他种类的电池。电池系统可包括以串联和/或并联的多个电池子组(subpack)。电池子组可包括以并联和/或串联地连接的多个电池。

电池、电池子组和或电池系统所能供给的最大和/或最小功率作为电池的温度、电池荷电状态(SOC)和/或电池寿命的函数而随时间变化。例如在诸如HEV或EV的传输应用中，动力传动装置(power train)控制系统得知电池系统的最大和/或最小功率极限是很重要的。动力传动装置控制系统通常从加速器踏板接收关于功率的输入请求。动力传动装置控制系统解释(interpret)与电池系统的最大功率极限有关的功率的请求(当电池系统给轮子提供功率时)。在再充电和/或再生刹车(regenerative braking)期间最小功率极限是相关的。超过最大和/或最小功率极限可能损坏电池和/或电池系统，和/或减少电池和/或电池系统的运行寿命。

另外，由于电池系统到达它的最大和/或最小功率极限，不应该突然压制应用的需求。为提供平稳的运行，电池系统应该能够预知最大和/或最小功率极限，并将功率极限通知给应用。

发明内容

根据本发明的某些实施例，一种用于确定至少一个电池的运行极限的系统包括：电压模块，测量至少一个电池上在第一和第二时间段的电压；电流传感器，测量由至少一个电池在第一和第二时间段提供的电流；以及，极限模块，基于至少一个电池在第一时间段的电压和电流以及至少一个电池的欧姆电阻，估算至少一个电池在第二时间段的极化电压和开路电压的总和。

在一些实现中，极限模块所述极限模块基于总和、最大电压极限和/或最小电压极限的相应的至少之一以及至少一个电池的欧姆电阻，计算至少一个电池在第二时间段的最大电流极限和/或最小电流极限至少之一。第一时间段发生在第二时间段之前。极限模块基于最大电流极限和/或最小电流极限的相应的所述至少之一和所述最大电压极限和/或所述最小电压极限的相应的所述至少之一，计算至少一个电池的最大功率极限和最小功率极限的至少之一。

在其他实现中，电池系统包括权利要求1的系统，还包括至少一个电池。电池子组包括与至少一个电池串联的N-1个附加电池，与至少一个电池子组并联的M-1个附加电池子组。

通过以下提供的详细描述，本发明的进一步应用领域将变得明显。应该理解，尽管详细的描述和具体例子指示了本发明的优选实施例，它们只是为了举例作用，而不意味着限制本发明的范围。

附图说明

通过详细的描述和附图，本发明将被更全面地理解，其中：

图1是包括带有电池的电池子组、电池控制模块和主控模块的示例电池系统的功能方框图；

图2是示例电池控制模块的功能方框图；

图3是用于示例电池的等效电路的电示意；

图4是描述用于当V_max已知时产生关于图1的电池系统的最大功率极限的步骤的示例流程图；

图5是描述用于当V_min已知时产生关于图1的电池系统的最小功率极限的步骤的示例流程图；

图6是描述用于当I_max已知时产生关于图1的电池系统的最大功率极限的步骤的示例流程图；

图7是描述用于当I_min已知时产生关于图1的电池系统的最小功率极限的步骤的示例流程图。

具体实施方式

优选实施例的以下描述仅是自然地举例，而没有任何意图限制本发明、它的应用，或使用。为了清楚的目的，将用在附图中的相同的标记号表示相同的元件。如在此所用的，术语模块指的是应用具体集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(公用的、专用的，或群组的)和执行一个或多个软件或硬件程序的存储器、组合逻辑电路、和/或提供所描述功能性的其他适当的组件。