[发明专利]基于频率的电池模型参数估计

说明书

本发明涉及基于频率的电池模型参数估计，公开了一种混合动力传动系统，所述混合动力系统包括电池和至少一个控制器。所述至少一个控制器被配置为在系统的运转期间使用过滤的电池电压信号和电流输入信号来确定瞬时电池功率限制。所述至少一个控制器还被配置为分离测量的电池电压的中高频动态特性。在特定示例中，使用低通滤波器或高通滤波器来实现过滤处理。所述至少一个控制器还被配置为关联中高频负载以估计电池参数，并且，在一示例中，使用扩展的卡尔曼滤波来确定电池动态特性。

技术领域

本公开涉及电池管理技术，其中，所述电池管理技术能够估计形成电池模型的组件的参数，以用于提供对相关电池的控制。

背景技术

混合动力电动车辆(HEV)利用内燃发动机与电动马达的组合来提供动力。与仅具有内燃发动机的车辆相比，这种配置提高了燃料经济性。提高HEV中的燃料经济性的一种方法是在发动机低效运转且其他方面也不需要发动机驱动车辆的期间将发动机关闭。在这些情况下，电动马达被用于提供驱动车辆所需要的所有动力。当驾驶员动力需求增加以至于电动马达不再能够提供足够的动力以满足所述需求时，或者，在诸如电池荷电状态(SOC)下降到特定水平之下的其他情况下，应起动发动机。

发明内容

一种车辆包括：电池包；至少一个控制器，被编程为：响应于基于电池包端电压的参数值对电池包进行操作。电池包端电压具有比阈值大的频率成分或比阈值小的频率成分。所述参数值指示(ⅰ)基于具有比阈值小的频率成分的端电压的电池包内电阻和(ⅱ)基于具有比阈值大的频率成分的端电压的电池包内阻抗。

提出一种基于电池端电压数据来控制电池包的电池管理方法。所述方法可响应于，基于具有比阈值频率小的频率成分的端电压数据、指示电池包内电阻的参数值，来控制电池包的操作。所述方法可响应于，基于具有比阈值频率大的频率成分的端电压数据、指示电池包内阻抗的参数值，来控制电池包的操作。

或者说，根据本发明，一种电池管理方法包括：响应于，基于具有比阈值频率小的频率成分的电池包端电压数据、指示电池包内电阻的参数值，来控制电池包的操作；响应于，基于具有比阈值频率大的频率成分的电池包端电压数据、指示电池包内阻抗的参数值，来控制电池包的操作。

根据本发明的一个实施例，所述内电阻可为电池包的活性电解质电阻。

根据本发明的一个实施例，所述内阻抗可包括电池包的充电电容和活性电荷转移电阻。

根据本发明的一个实施例，所述阈值频率可基于电池包的电化学特性。

根据本发明的一个实施例，所述方法还可包括：应用频率选择滤波器以获得以下项中的一个：(ⅰ)具有比阈值频率大的频率成分的电池包端电压数据或(ⅱ)具有比阈值频率小的频率成分的电池包端电压数据。

根据本发明的一个实施例，所述方法还可包括：基于电池包的输入电压与(a)具有比阈值频率大的频率成分的电池包端电压数据或(b)具有比阈值频率小的频率成分的电池包端电压数据中的一个之差，来产生(ⅰ)具有比阈值频率大的频率成分的电池包端电压数据和(ⅱ)具有比阈值频率小的频率成分的电池包端电压数据中的另一个。

根据本发明的一个实施例，所述方法还可包括：基于所述参数值输出在预定时间段期间可用的最大放电功率，或者，基于所述参数值输出在预定时间段期间可用的最大充电功率。

一种混合动力传动系统包括电池和至少一个控制器，其中，所述至少一个控制器实现对电池包的建模。所述至少一个控制器将电池包端电压数据过滤为具有比阈值大的频率的高频成分和具有比阈值小的频率的低频成分。所述至少一个控制器响应于预测的电池可用功率来控制电池包的操作，其中，从基于低频成分、指示电池包内电阻的参数值和基于高频成分、指示电池包内阻抗的参数值来得出预测的电池可用功率。