[发明专利]高效电池测试器

权利要求书

1.一种用于评估电池的固有特性的电池测试器，包括：

a.至少一个传感器，用于感测电压和电流；

b.能量存储单元，用于暂时存储来自所述电池的电力；

c.双向功率转换器，用于促进所述电池与所述能量存储单元之间的双向能量传递；

d.控制器，用于控制所述双向功率转换器，所述控制器包括：

i.处理器、非暂态计算机可读存储介质、以及存储在所述非暂态计算机可读存储介质中的指令，所述指令在被所述处理器执行时使所述处理器执行至少一种电池测试方法，其中，所述至少一种电池测试方法包括使用所述双向功率转换器从所述电池向所述能量存储单元传递能量并且从所述能量存储单元向所述电池传递能量,

其中，所述双向功率转换器在放电过程中像降压转换器一样被配置和操作并且在充电过程中像升压转换器一样被配置和操作，并且耦合至所述电池，并且包括：继电器、第一MOSFET和第二MOSFET，其中，所述第二MOSFET与电感器和超级电容器并联，并且其中，所述超级电容器是所述能量存储单元,

其中，所述至少一种电池测试方法包括进行高电流脉冲测试，其中，所述高电流脉冲测试包括：在短时间段内从所述电池向所述超级电容器汲取高电流；将能量从所述超级电容器返回到所述电池；以及使用所述至少一个传感器来测量电压变化和电流变化,

其中，所述至少一种电池测试方法进一步包括进行开关式激励测试，其中，所述开关式激励测试包括：以固定的频率从所述电池向所述能量存储单元传递能量并且从所述能量存储单元向所述电池传递能量，并且使用所述至少一个传感器来测量电压和电流,

所述电池测试器进一步包括：通过利用执行递归算法来确定所述电池的所述固有特性，以提高所述电池的电气模型的准确性，其中，所述递归算法包括：

a.对表示所述电池的电压和电流的粒子集进行初始化，其中，每个粒子具有速度和位置；

b.在多次迭代中更新所述粒子集，其中，更新所述粒子集包括：

i.使用不准确性函数来确定每个粒子的不准确性值，其中，所述不准确性函数测量特定时间段内实际电池电压-电流特性与具有估计的固有参数的电气模型之差，其中，具有最低不准确性值的粒子被认为是所述粒子集中的最佳粒子，并且其中，具有最高不准确性值的粒子被认为是所述粒子集中的最差粒子；

ii.通过生成扰动并将其注入到所述最佳粒子中来生成替换粒子；

iii.使用所述不准确性函数来估算所述替换粒子的不准确性值；

iv.如果所述替换粒子具有比所述最佳粒子更低的不准确性值，则用所述替换粒子替换所述粒子集中的所述最佳粒子，否则用所述替换粒子替换所述粒子集中的所述最差粒子；以及

v.更新所述粒子集中的每个粒子的速度和位置；以及

c.基于所述粒子集来确定所述电池的所述电气模型的充电状态、冷起动电流、和内电阻。

2.如权利要求1所述的电池测试器，其中，所确定的所述电池的所述固有特性是电池内电阻、冷起动电流CCA、和充电状态SOC，其中，电池内电阻是通过评估来确定的，其中，是在所述高电流脉冲测试中测量到的电压变化除以电流变化，其中，CCA是通过评估来确定的，其中，V_端是端电压，V_截止是截止电压，并且f(V_端-V_截止)_{温度-校正}是所述端电压与所述截止电压之差的经温度校正的函数，其中，SOC是通过评估SOC＝f(V_端)_{温度-校正}来确定的，其中，f(V_端)_{温度-校正}是所述端电压的经温度校正的函数。

3.如权利要求1所述的电池测试器，其中，确定每个粒子的不准确性值是通过评估函数来确定的，其中，ε_T是时间段T内实际电池电压-电流特性与具有估计的固有参数的电气模型之差的函数，其中，v_b,act(t)是在时间t处所测量的实际电池电压，其中，i_b,act(t)是在时间t处所测量的实际电池电流，其中，v_b,m[t,P,i_act(t)]是时间t 处的在所述实际电池电流i_b,act(t)下使用具有参数集P的所述电气模型计算的电池电压。