[发明专利]用于估计电池组的电量状态的方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括多个蓄电器的电池组的领域。

本发明更确切地涉及用于估计这样的电池组的电量状态的方法。

本发明的一个特别有利的应用是估计一个机动车辆的牵引用电池组的电量状态。

背景技术

目前，电池组的电量状态是用流过该电池组的电流和/或该电池组的温度相对于整个电池组而言的多个测量值的函数来估计的，例如根据横跨该电池组的端子所测量的电压的函数。

然而，一个电池组一般包括被称为电池的若干蓄电器，这些蓄电器具有彼此不同的特征，例如它们的电容和内阻不同。

这些区别一方面来自该电池组本身的构造并且另一方面是因为这些电池根据其在该电池组内的位置而经历不同的温度变化。这些电池的依赖于其温度的这些特征因此也经历不同的温度变化。

因此，形成同一个电池组的这些电池往往具有不同的电量状态。这被称为电池组电池的不平衡。

当电池组的电池具有不同的电量状态时，该电池组的使用范围是由被充电最多的电池和被充电最少的电池所决定的。

事实上，该电池组的被充电最少的电池将在其他电池被完全放电之前达到零电量状态，也就是说是完全放电的。因此该电池组整体将被认为是放完电的，尽管这些电池中的一些没有完全放电。因此该电池组的使用范围受到被充电最多的电池与被充电最少的电池的偏差的限制。

在这种不平衡状况下，基于对该电池组整体所测量的特征（粗略地对应于这些电池的平均电量状态）来估计该电池组的电量状态具有显著的不准确性。具体而言，这种平均估计在该电池组无用、其中这些电池之一完全放电时给出了非零的电量状态值。

在电动的或混合动力的车辆的牵引用电池组的情况下，这种对电池组的电量状态的估计的不准确性是特别有害的。

事实上，在这些车辆中，电池组的电量状态信息被直接显示在车辆的仪表盘上，从而使得驾驶员了解其车辆的自主性。

由于电动车辆的自主性不及热动力车辆的自主性，因此通过向驾驶员提供尽可能可靠的信息来使得驾驶员安心是重要的。

此外，驾驶员必须能够在驾驶时立足于可靠的电量状态信息来做出决定。在电池组的电量状态估计中的误差将导致驾驶员做出差的决定而发现自身处于不愉快的情形之中，例如他发现自己由于缺少能量而不能机动、或者甚至处于危险情形中，例如如果他在超车时缺少动力的话。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明提出了一种使得有可能提供对一个电池组的电量状态的可靠估计的方法。

更确切地说，根据本发明，提出了一种用于估计电池组的电量状态的方法，该电池组包括多个被称为电池的蓄电器，该方法包括以下步骤：

a)确定该电池组的每个电池的电量状态，

b)确定该电池组的一个使用范围，这种使用范围等于一个电池的电量状态的最大预定值减去在步骤a)中确定的被充电最多的电池的电量状态与被充电最少的电池的电量状态之间的偏差，

c)将该电池组的电量状态确定为等于在步骤a)中确定的被充电最少的电池的电量状态与在步骤b)中确定的该电池组的所述使用范围之间的比率。

这种估计电池组的电量状态的方法考虑了该电池组的这些电池之间的可能的不平衡。

通过这种方法，该电池组的电量状态的估计值在被充电最多的电池具有最大电量状态（实际上等于100%）时指示为最大电量，即实际上等于100%，并且在被充电最少的电池具有最小电量状态（实际上等于0%）时指示为最小电量，即实际上等于0%。

此外，根据本发明的方法使得有可能在这两个极值之间获得电池组电量状态的连续且代表性的变化。

根据本发明的方法的其他非限制性的和有利的特征如下：

在步骤a)中，对于该电池组的每个电池进行以下步骤：

-a1)确定代表了该电池的功能的至少一个输入变量的值，

-a2)确定代表了该电池的功能的至少一个输出变量的值，

-a3)借助于一个状态观测器来估计该电池的电量状态，这种估计是基于在步骤a1)中确定的所述输入变量的值并且用从在步骤a2)中确定的所述输出变量的值得到的一个校正参数来校正的；

-所述输入变量至少包括流经该电池的电流；

-所述输出变量至少包括横跨该电池的端子的电压；

-通过一个电子模型回路对每个电池建模，该电子回路模型串联地包括一个电压发生器、一个电阻器以及一个包括并联的电阻器和电容器的部件；