[发明专利]用于估计电池系统能量容量的系统和方法

说明书

提出了用于估计电池系统能量容量的系统和方法。可以基于电池系统的开路电压与测量出的电压的比较来确定电池系统的电压偏移。可以至少部分地基于电压偏移来确定估计的剩余组能量。类似地，可以至少部分地基于电压偏移来确定估计的总组能量。可以基于估计的剩余组能量和估计的总组能量来确定电池系统的能量容量。

技术领域

本公开涉及用于估计电池系统的能量容量的系统和方法。更具体来说，但是非排他地，本文披露的系统和方法涉及基于电池系统的剩余电荷状态、与电池系统相关的开路电压曲线和/或先前从电池系统移除电荷所处的电压来估计电池系统的能量容量。

背景技术

客用车辆通常包括用于操作车辆的电气和传动系系统的零件的电池。例如，车辆通常包括配置成将电能供应到车辆起动机系统（例如，起动机电机）、照明系统和/或点火系统的12V铅酸汽车电池。在电动、燃料电池（“FC”）和/或混合动力车辆中，可以使用高压（“HV”）电池系统（例如，360V HV电池系统）来对车辆的电动传动系部件（例如，电驱动电机等）供电。例如，可以使用包括在车辆中的HV可再充电的能量储存系统（“ESS”）来为车辆的电动传动系部件供电。

与储存在电池系统中的能量有关的信息可以用于建模电池系统性能和/或用于电池系统控制和/或管理决定。例如，与储存在包括在车辆中的电池系统中的能量有关的信息可以用于估计车辆的范围。电池状态估计（“BSE”）系统可以用来预测与储存在电池系统中的能量有关的某些信息，这些信息可以用于估计车辆的范围。用于估计车辆范围的常规方法可以使用电池系统的电荷状态（“SOC”）的百分比和/或在全电荷下的估计车辆范围用来估计特定电池系统SOC下的车辆范围。然而，这些方法可能未考虑与在电池系统的较低估计SOC下的电荷单元相关的较低能量。此外，这些方法可能未考虑可能影响电池系统的估计SOC的外形刚度和/或温度变化。

发明内容

本文披露的系统和方法可以提供关于电池系统能量容量的信息的改进的估计。关于电池系统的能量容量的信息可以用于多种应用，包括而不限于建模电池系统性能和/或电池系统控制和/或管理决定。例如，在某些实施例中，关于与车辆相关的电池系统的能量容量的信息可以用于估计车辆范围。

根据本文披露的实施例，可以至少部分地基于电池系统的剩余SOC、与电池系统相关的开路电压（“OCV”）曲线和/或先前从电池系统移除电荷所处的电压来确定电池系统的能量状态（“SOE”）。在某些实施例中，SOE可以代表电池系统中剩余的能量与可由电池系统储存的总能量的比率。

本文披露的系统和方法可以特别考虑电池系统的最近工作电压连同估计电池系统的未来工作条件和/或SOE。实施例可以进一步允许顺应将用于确定电池系统的能量容量的与电池系统相关的OCV曲线。例如，在一些实施例中，可以考虑到随着电池系统老化对OCV曲线的改变来确定电池系统的剩余SOC。

一种确定车辆中的电池系统的能量容量的方法可以包括基于电池系统的估计OCV与电池系统的测量出的电压的比较来确定电池系统的电压偏移。在某些实施例中，电压偏移可以基于电池系统的估计OCV与电池系统的测量出的电压之间的差来确定。

可以基于电压偏移来确定电池系统的估计的总组能量和剩余组能量。例如，在某些实施例中，可以基于电池系统的库仑与将从电池系统从全SOC释放库仑到空所处的电压的乘积的积分结果来确定电池系统的估计的总组能量。在一些实施例中，可以通过将与电池系统相关的OCV曲线（例如，将电池系统的特征化OCV与特征化SOC相关的曲线）与电压偏移积分来确定估计的总组能量。在某些实施例中，积分可以使用恒定的SOC步进值（例如，内插值）。在其他实施例中，积分可以使用基于包括在OCV曲线中的特征化数据点确定的可变SOC步进值。