[发明专利]用于确定锂硫电池组的健康状况和充电状态的方法和装置

权利要求书

1.一种用于对具有锂硫化学性质的二次电化学电池的充电状态SOC建模的装置，在所述二次电化学电池中，容量能够由于活性反应物质在使用中变得暂时非活性而被失去，所述装置包括：

电池模型模块，其可操作来基于表示所述电池的内部状态的模型来预测使用中的所述电池的电气特性，表示所述电池的内部状态的所述模型对于所有充电状态SOC使所述电池的端子电压与所述电池的操作条件相关联，其中，所述电池的操作条件包括下列项中的一个或更多个：所述电池的开路电压；所述电池上的电流；所述电池的温度；所述电池的内电阻；

记忆效应模块，其可操作来基于记忆模型对使用中的所述电池的可用容量建模，所述记忆模型表示由于在使用中变得暂时非活性的所述活性反应物质的数量的变化而引起的所述电池中的活性反应物质的数量的变化，其中，所述记忆模型基于所述电池的操作历史在使用期间预测所述电池的额定容量Q_t中的可用容量Q_usable的比例，所述记忆效应模块从而考虑到由于活性反应物质在使用中变得暂时非活性而引起的所述电池的可用容量的可逆变化；

其中，所述装置被配置为使得所述电池模型模块和/或记忆效应模块基于所述电池的操作历史来调整使用中的所述电池模型模块，以补偿由所述记忆效应模块对所述电池的可用容量的预测。

2.如权利要求1所述的装置，其中，表示所述电池的内部状态的所述模型是包括多个所建模的电气元件的等效电路网络模型，所述等效电路网络模型由所述等效电路网络模型的组成电气元件的特性进行参数化而得到。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述等效电路网络模型由与欧姆电阻串联的电压源和被表示为由电阻R和电容C并联组成的RC对的一个或更多个扩散电阻组成。

4.如权利要求3所述的装置，其中，所述等效电路网络模型通过被视为所述电压源的所述电池的开路电压来对电池行为建模，并且所述欧姆电阻和所述扩散电阻的参数化特性被选择为在给定电流和温度下在给定充电状态下将所述电路中的电压一直降低到所述电池的所述端子电压。

5.如权利要求1所述的装置，其中，表示所述电池的内部状态的所述模型是参数化的基于物理性质的电池模型。

6.如权利要求2到5中任一项所述的装置，还包括参数值资源，所述参数值资源被配置为可用于向所述电池模型模块提供在给定操作条件下针对所述电池的所建模的行为的所述电池模型的参数的值。

7.一种用于估计在使用中的具有锂硫化学性质的二次电池的充电状态SOC的方法，在所述二次电池中，容量能够由于活性反应物质在使用中变得暂时非活性而被失去，所述方法包括：

接收使用中的所述电池的操作条件的测量值；

通过下列操作来估计使用中的所述电池的内部状态：

使用电池模型模块来对所述电池建模，所述电池模型模块基于表示所述电池的内部状态的模型来估计使用中的所述电池的电气特性，表示所述电池的内部状态的所述模型对于所有充电状态SOC使所述电池的端子电压与所述电池的操作条件相关联，其中，所述电池的操作条件包括下列项中的一个或更多个：所述电池的开路电压；所述电池上的电流；所述电池的温度；所述电池的内电阻；

基于记忆模型来预测使用中的所述电池的可用容量，所述记忆模型表示由于在使用中变得暂时非活性的所述活性反应物质的数量的变化而引起的所述电池中的活性反应物质的数量的变化，其中，所述记忆模型基于所述电池的操作历史在使用期间关联所述电池的额定容量Q_t中的可用容量Q_usable的比例，从而考虑到由于活性反应物质在使用中变得暂时非活性而引起的所述电池的可用容量的可逆变化；

基于所述电池的操作历史来调整使用中的所述电池模型模块，以补偿由所述记忆模型对所述电池的可用容量的预测；以及

估计适合所述电池的操作条件的所接收的测量值的所述电池模型的内部状态配置；以及

基于所述电池的所建模的内部状态配置来估计所述电池的充电状态SOC。