[发明专利]用于管理电池的运行范围的方法

说明书

本发明涉及一种用于管理电池的授权运行范围的方法，所述授权运行范围限制在所述电池的充电状态最小水平(BSOC_min)与最大水平(BSOC_max)之间，所述方法包括估计所述电池的功率健康状态(SOHP)的步骤，所述功率健康状态表征所述电池跨整个所述运行范围提供最小需要功率水平的容量，所述方法的特征在于，其还包括根据所述估计的功率健康状态(SOHP)确定所述电池的所述充电状态最小水平(BSOC_min)的步骤，当所述功率健康状态降低时所述充电状态最小水平升高。

技术领域

本发明涉及一种用于管理蓄电池的运行范围的方法。

背景技术

可以想到的一种应用领域具体但不排他地为对电动、混合动力或可再充电混合动力车辆中所使用的锂离子电池的管理。这种类型的电池包括多个蓄电器或单元，这些蓄电器或单元包括被设计成用于供应额定电压的可再充电的电化学系统。

就充电和放电两者而言，电池的运行范围与电池的充电状态容许范围相对应。这个运行范围的特征一方面在于最大充电状态，对应于不容许电池升高至其以上的充电状态；并且其特征另一方面在于最小充电状态，不容许电池下降至所述最小充电状态以下。

最大容许充电状态由充电终止电压或截止电压限定，例如可以跨电池的端子对其进行测量。此电压实际上代表形成电池的单元的充电极限。换言之，它是为了判断充电实际上已经结束而在充电结束时跨每个单元的端子的最大电压必须达到的值。高充电终止电压提高电池寿命开始时可用的能量但相反造成电池更快老化。因而，为了管理充电终止电压，有必要在电池短期提供的能量水平与电池的持久性之间找到折中。

将可见的是，管理电池的最小充电状态的问题也同样关键。实际上，如果最小充电状态过高，可供用户使用的能量相对于所需的最小能量水平将不在期望水平，然而，如果它过低，在某些使用实例中，具体在涉及低温的条件下，电池有将不能够提供所需最小功率水平的充电状态水平。因而，为了管理电池的最小容许充电状态，还必须在我们期望为用户保证的期望能量水平与在电池的整个运行范围上(包括寒冷时)电池的可用放电功率之间找到折中。

就性能而言，主要由这些单元和专用BMS(Battery Management System，电池管理系统)计算机组成的电池系统因此必须保证所需的最小能量水平(不仅在寿命开始时而且还在一定年限以后)和所需的最小功率水平(不仅在整个运行范围内在寿命开始时而且还在一定年限以后)。

专利文献WO2012074406披露了一种用于管理电动车辆的电池的充电的方法，其中，BMS能够确定可更改的充电算法，所述可更改的充电算法旨在被提供给充电器以便保证电池的充电，其方式为便于根据不同条件(比如温度、电网络和充电器类型)适配充电。这种方法使得可以在额定条件下将电池充电至期望的能量水平。然而，所述方法不允许对可能影响可用能量水平的“扩散”的所有原因的管理。事实上，这些困难之一在于，对于预定的充电终止电压，可供用户使用的能量并不相同，主要符合三个因素：

-电池的温度：因而，电池的温度越低，从这个充电终止电压可以放电的能量总量越小，因为单元的内阻更大；

-电池的老化：电池的健康状态越退化，从这个充电终止电压可放电的能量总量越小，因为电池中可用的容量(以A.h为单位)有限；

-单元失衡，被定义为具有最高电荷的单元的充电状态与具有最低电荷的单元的充电状态之差：因而，单元失衡越大，从这个充电终止电压可放电的能量总量越小，因为最低的单元将比其他单元更早达到其极限放电终止电压(最小充电状态)。

因此，出现的且本发明旨在解决的一个问题是提供一种用于管理电池的运行范围的方法，从而使得可以保证严格必须的所需最小能量水平和所需的最小功率水平，符合电池的老化。

发明内容