[发明专利]用于确定电压测量是否可用于充电状态估计的方法和系统

说明书

技术领域

本发明总体涉及用于改进电池充电状态准确性、充电终止一致性、电容估计(estimation)和能量输送一致性的系统和方法。更具体地，本文中的实施例详述了一种算法，来在围绕当前电压测量或估计的区域中在给定温度处为给定电压变化(dSOC/dV)计算充电状态的变化，并设定指示测量由于潜在的误差而何时不应该被使用的信号。

背景技术

了解电池的充电状态对于指示电池在有必要被再充电或更换之前还将继续工作多久来说是必需的。作为与车辆继续前进有关的技术，理解并监测电池寿命的重要性变得越来越重要。

电池电量能够通过数种方法得到测量，比如以化学方法，通过与放电有关的测量和曲线绘制，或者甚至是使用电气建模。

一种提供直接测量的公知方法是这样一种方法：使用电池的公知放电曲线(电压对SOC)，来将电池电压的读取转化为充电状态(SOC)。使用这种方法，SOC相关于开路电压(OCV)估计被绘制成图，所述开路电压估计是平衡时的电压，因此电流等于零。然而，对于该方法而言，电压读数受到电池电流的明显影响，原因是由于电池的电化学动力学以及温度，尤其是在读数被读取时电池并未真正停止工作的情况下。因此，这种方法通常通过以下方法来被做得更精确：以与电池电流成比例的校正项来补偿电压读数，并使用电池的开路电压估计对温度的查询/参考表。

在磷酸铁锂电池(LiFeP)中，SOC-OCV曲线的一些区域对于OCV估计的小变化来说就具有SOC的大变化。在这些区域中，电压传感不精确、模拟到数字(A/D)分辨率、和控制器区域网络(CAN)数据库分辨率是SOC不精确的一些潜在原因。在本领域中存在对以下这样的系统和方法的需求：这些系统和方法为用户提供在这些区域中基于电压的估计SOC可能包含大误差从而不应该被使用的认识。

现有系统极度地复杂，从而本领域中存在增加简单性、效率和降低误差的需求。本文中描述的具体实施例导致对SOC准确性、充电终止一致性、电容估计和能量输送一致性的改进。

发明内容

本发明的实施例提供来用于确定电压测量或开路电压估计是否可用于充电状态估计。该方法包括：提供至少一个电池、联接至所述电池的至少一个传感器和联接至所述至少一个电池的至少一个控制器。该方法附加地包括：以所述至少一个传感器来传感所述至少一个电池的温度；为所述至少一个电池提供所述电压测量或所述开路电压估计中的至少一个；以及以所述至少一个控制器开始算法。所述算法的具体实施例涉及：从所提供的电压测量或开路电压估计、步长值和元素的总数来生成电压的阵列；以及为被给定所传感到的温度的所述阵列中的每个电压计算充电状态(SOC)；和计算所述阵列中的每个后续充电状态之间的差值(dSOC)。所述算法的具体实施例还包括：确定来自所述阵列中的最大dSOC；确定所述最大dSOC是否高于用于可使用数据的阈值；以及当所述最大dSOC高于用于可使用数据的阈值时，将输出设定为“不使用数据”，或当所述最大dSOC不高于用于可使用数据的阈值时，将输出设定为“使用数据”。

本文中还提供了用于确定电压测量或开路电压估计是否可用于充电状态估计的新颖系统的实施例，其包括：至少一个电池；被联接至所述电池的至少一个传感器；和被联接至所述至少一个电池的至少一个控制器。在具体实施例中，所述至少一个传感器被构造成用以传感温度并提供所述至少一个电池的所述电压测量或所述开路电压估计，并且所述至少一个控制器被构造成用以开始算法。更具体地，在多个不同实施例中，所述控制器被构造成用以开始算法，以便从所提供的电压测量或开路电压估计、步长值和元素的总数来生成电压的阵列。该算法还能够：为被给定所传感到的温度的所述阵列中的每个电压计算充电状态(SOC)；计算所述阵列中的每个后续充电状态之间的差值(dSOC)；以及确定来自所述阵列中的最大dSOC。这允许所述算法来：确定所述最大dSOC是否高于用于可使用数据的阈值；并当所述最大dSOC高于用于可使用数据的阈值时，将输出设定为“不使用数据”，或当所述最大dSOC不高于用于可使用数据的阈值时，将输出设定为“使用数据”。

本发明还提供以下技术方案：

1. 一种用于确定电压测量或开路电压估计是否可用于充电状态估计的方法，所述方法包括：

提供至少一个电池、联接至所述电池的至少一个传感器和联接至所述至少一个电池的至少一个控制器；

以所述至少一个传感器来传感所述至少一个电池的温度；

为所述至少一个电池提供所述电压测量或所述开路电压估计中的至少一个；

以所述至少一个控制器开始算法，其中所述算法包括：