[发明专利]车辆的电池管理系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆电池管理系统及其方法。

背景技术

通常，车辆包括为车内的电子设备提供电能的电池，以及交流发电机，其产生电能以将产生的电能提供给电池和电子设备。由于对能量效率和环境影响的持续增长的关注，因此利用高压电池作为电源的环境友好型车辆、例如混合动力车(HEV)以及电动车(EV)变得更受欢迎，替代传统的内燃机车辆。

然而，这些高压电池必须在预定范围内被频繁的充电和放电，电池的使用寿命由于深度循环(大量放电)而缩短。而且，电池的充电/放电容量由于电池的记忆效应而衰退。

图1是示出根据常规电池的充电/放电特性的使用寿命影响的曲线图。

参考图1，情形#1示出由于电池未被充电而在很短一段时间(t)之后失效的情形。这种情形还可发生在电池的充电/放电平衡被不正常设置，或者由持久性衰退导致的正常情况下的寿命缩短时，然而，上述情形可被认为是电池由于简单放电而失效。

情形#2示出通过在预定区域内控制电池的充电状态(SOC)来降低电池容量的情形。也就是说，电池的充电/放电平衡是充分的，但是由于其中不充分的充电效率而使电池没有被完全充满。因此，当这些情形被重复执行时，电池的充电容量通常随时间(t)而降低。

在背景部分公开的上述信息仅用于增强对本发明的背景的理解，因而其可能包括本国本领域技术人员已经熟知的但不构成现有技术的信息。

发明内容

本发明作出努力以提供一种车辆电池管理系统和方法，通过根据电池的状态周期性地执行电池充电恢复，具有防止电池容量降低并增强其耐久力的优点。

根据本发明一个示例性实施方式的车辆电池管理系统，可以包括：交流发电机，将由车辆的驱动转矩产生的电力供应给车辆的电池和电子设备；电池，将由交流发电机充入的电能供应给电子设备；电池观测器，监测电池的状态；车辆信息采集部，基于车辆正在如何行驶采集车辆状态信息；以及控制部，在电池的电流累积值、低SOC进入频率以及车辆起动频率中的至少一个条件满足预定的电池更新条件时，通过起动电池更新操作来执行电池的充电恢复。

该车辆电池管理系统还可以包括存储部，例如存储器或存储装置，其存储预定的阈值条件以及该车辆和电池的状态信息，以确定电池是否满足更新条件。

电池观测器可以包括累积电流测量模块和低SOC计数器模块中的至少一个。累积电流测量模块，其累积电池的充电电流和放电电流的值，以计算充电电流和放电电流的电流累积值；低SOC计数器模块，其监测电池的SOC(充电状态)，并且对电池的充电状态进入预定的低充电状态(低SOC)的频率进行计数。

车辆信息采集部可以根据车辆的运行来采集车速和发动机每分钟转数(RPM)，并且可以对车辆的起动频率进行计数。

当电池恢复充电状态时，控制部可解除控制指令。在此情形下由交流发电机产生的电力全部用于电池充电恢复。在此情形下，控制部可以执行充电恢复，直到电池的充电状态超过预定的恢复阈值。

在本发明的一些实施方式中，控制部可以在交流发电机产生的电量、电池电压以及电池电流值满足预定的条件时，控制部执行电池的充电恢复持续预定时间。

当电池的充电恢复已经完成时，控制部可以解除电池更新操作，并且随后重置电池电流累积值、低SOC进入频率以及车辆起动频率。

根据本发明的一个实施方式，一种车辆电池管理方法由包括车辆的交流发电机、电池以及管理电池充电状态的控制部的系统执行，该方法包括：a)通过控制器采集车辆的状态信息以及电池状态，b)通过控制器确定电池的电流累积值、低SOC进入频率以及车辆起动频率中的至少一个条件是否满足预定的电池更新条件，以及c)当确定结果满足电池更新条件时，控制部通过起动电池更新操作执行电池的充电恢复。

在本发明的一些实施方式中，确定是否满足至少一个条件的步骤包括：b-1)当电池的充电和放电电流的电流累积值超过预定值时，确定满足更新条件，b-2)在进入电池的最低SOC的频率超过预定阈值的情况下，确定满足更新操作条件，以及b-3)当车辆起动频率超过预定阈值的情况下，确定满足更新操作条件。

执行电池的充电恢复包括当车速和发动机RPM满足交流发电机可以产生电力的预定条件时，解除发电控制且起动电池更新。

步骤c)还可以包括运行充电恢复直到电池的充电状态超过预定恢复阈值，或者在交流发电机的产生量、电池电压以及电池电流值满足预定条件的情况下，执行电池的充电恢复持续预定时间。