[发明专利]用于估计蓄电池SOC的方法和设备

说明书

技术领域

实施例总体上涉及确定车辆内的蓄电池荷电状态。

背景技术

确定蓄电池荷电状态（SOC）可以使用采用库仑计数或参数估计技术的各种技术执行。库仑计数涉及使用一个测量值（即，一个开路电压读数）来估计蓄电池荷电状态。开路电压的准确性对于确定荷电状态是关键的。如果存在测量误差，那么荷电状态估计值具有的误差是基本上测量误差的倍数（the factor of）。

此外，使用充电效率和蓄电池容量来确定荷电状态的库仑计数在蓄电池寿命的整个估计过程内通常使用用于新蓄电池值的标准制造规格值。随着时间的经过，蓄电池老化且充电效率和蓄电池容量也变化，从而引起荷电状态估计的误差。

当前参数估计技术需要在常规车辆上不一定可用的激励。

发明内容

实施例的优势在于，通过使用当前和先前开路电压测量值/估计值两者和电流消耗的积分来确定蓄电池荷电状态，其中，减少了估计荷电状态的误差。现有技术的缺陷借助于不仅仅基于新蓄电池确定蓄电池容量来克服。由于蓄电池特性在蓄电池寿命内变化，因而使用当前和过去蓄电池特性测量值/估计值两者提供了关于蓄电池在一定时间期限内如何变化的更全面分析，这减少了在单个测量值/估计值中可能发生的任何异常。

一个实施例设想一种确定蓄电池荷电状态的方法。在点火启动期间，测量车辆蓄电池的开路电压。蓄电池的启动荷电状态根据当前点火启动的当前开路电压测量值、先前点火启动的至少一个开路电压观测值、以及在从先前点火启动事件到当前点火启动事件的时间段内的电流消耗积分来确定。针对点火钥匙接通（key-on）操作确定蓄电池的运行荷电状态变化。运行荷电状态变化包括当前开路电压测量值和所述至少一个先前开路电压观测值之间的差，且响应于在相应时间段内的电流消耗积分来确定。蓄电池荷电状态基于蓄电池的启动荷电状态和运行荷电状态变化来计算。

一个实施例设想一种确定蓄电池荷电状态的系统。所述系统包括：蓄电池；用于从蓄电池消耗功率的至少一个部件；电压表，用于测量点火启动序列时的蓄电池的开路电压；电流传感器，用于感测从蓄电池消耗的电流。所述系统还包括控制模块，所述控制模块根据蓄电池的启动荷电状态和运行荷电状态变化来确定蓄电池荷电状态。启动荷电状态在点火启动事件时确定。启动荷电状态还根据当前点火启动的当前开路电压测量值、至少一个先前开路电压观测值、以及在从先前点火事件到当前点火事件的时间段内的电流积分而变。运行荷电状态变化包括在点火接通操作期间的时间。运行荷电状态变化根据当前开路电压测量值和至少一个先前开路电压观测值之间的差来估计，所述差响应于在相应时间段内的电流积分来确定。

本发明涉及下述技术方案。

1. 一种确定蓄电池荷电状态的方法，所述方法包括以下步骤：

在点火启动期间，测量车辆蓄电池的开路电压；

根据当前点火启动的当前开路电压测量值、先前点火启动的至少一个开路电压观测值、以及在从先前点火启动事件到当前点火启动事件的时间段内的电流消耗积分来确定蓄电池的启动荷电状态；

针对点火钥匙接通操作确定蓄电池的运行荷电状态变化，运行荷电状态变化包括当前开路电压测量值和所述至少一个先前开路电压观测值之间的差，且响应于在相应时间段内的电流消耗积分来确定；以及

基于蓄电池的启动荷电状态和运行荷电状态变化的函数来计算蓄电池荷电状态。

2. 根据技术方案1所述的方法，其中，蓄电池荷电状态由以下公式表示：

其中，是启动荷电状态且根据开路电压和温度而变，是运行荷电状态变化且根据蓄电池参数和相应时间段内的电流消耗积分而变。

3. 根据技术方案2所述的方法，其中，启动荷电状态基于以下公式从开路电压估计值导出：

其中，是在第k个点火启动时的当前开路电压测量值，是先前开路电压观测值，是蓄电池参数，I是从蓄电池消耗的电流，是调节因子。

4. 根据技术方案3所述的方法，其中，调节因子由以下公式表示：

其中，是在点火钥匙接通操作和点火钥匙关闭操作之间的时间，是在第k个点火间隔时点火钥匙接通的时间，是时间常数。

5. 根据技术方案3所述的方法，其中，蓄电池参数根据先前蓄电池参数观测值和当前估计蓄电池参数而变。

6. 根据技术方案5所述的方法，其中，蓄电池参数由以下公式表示：

其中，是蓄电池参数的调节因子，是先前蓄电池参数观测值，是当前蓄电池参数观测值。