[发明专利]用于可再充电电池容量的实时估计的系统和方法

权利要求书

1.一种机动车辆，所述机动车辆包括：

电池，其中所述电池包括多个电池单元；

电气系统，所述电气系统包括发电机和电负载，所述发电机被配置为在运行时产生电力，所述电负载被配置为使用所述电力来运行；

继电器，所述继电器电耦接在所述多个电池单元和所述电气系统之间；

一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置为在所述电池的运行期间测量多个电池参数组，其中所述多个电池参数组中的每一个电池参数组包括端子电压和端子电流；以及

一个或多个控制模块，所述一个或多个控制模块可通信地耦接至所述继电器和所述一个或多个传感器，其中所述一个或多个控制模块被配置为：

至少部分地基于所述电池的所述端子电压和所述端子电流之间的第一关系，使用所述电池的开路电压、所述电池的欧姆电阻以及所述电池的电荷转移电阻来确定第一卡尔曼滤波器；

至少部分地基于所述电池的容量、所述电池的充电状态变化以及在所述充电状态变化期间所述电池的累积安培-小时吞吐量之间的第二关系来确定第二卡尔曼滤波器；

至少部分地基于所述多个电池参数组中的每一个电池参数组通过执行所述第一卡尔曼滤波器来确定多个估计开路电压；

至少部分地基于所述电池的充电状态和所述开路电压之间的第三关系来确定多个估计充电状态，所述多个估计充电状态中的每一个与所述多个估计开路电压中的一个相对应；

至少部分地基于所述第二卡尔曼滤波器的执行，使用所述多个估计充电状态中的每一个估计充电状态来确定所述电池的所述容量；

至少部分地基于所述电池的所述容量通过以下步骤来控制所述电池的充电或所述电池的放电或者所述电池的充电和放电两者：

指令所述继电器切换至连接状态或维持所述连接状态或者两者皆可，以使得所述发电机能够给所述电池充电或使得所述电池能够向所述电负载放电或者两者皆可；以及

指令所述继电器切换至断开状态或维持所述断开状态或者两者皆可，以阻止所述发电机给所述电池充电并且阻止所述电池向所述电负载放电。

2.根据权利要求1所述的机动车辆，其中所述多个电池单元包括：

第一电池单元，所述第一电池单元使用第一电池化学组成；

第二电池单元，所述第二电池单元使用第二电池化学组成。

3.根据权利要求1所述的机动车辆，其中所述一个或多个控制模块被配置成：

通过执行所述第二卡尔曼滤波器，使用所述多个估计充电状态中的每一个估计充电状态来确定多个估计容量；

确定所述多个估计容量的平均估计容量；

确定所述电池的所述多个估计容量的估计容量方差；

确定所述估计容量方差与所述平均估计容量的平方值的比值是否大于相对误差容限阈值；以及

当所述估计容量方差与所述平均估计容量的平方值的比值不大于所述相对误差容限阈值时，至少部分地基于所述多个估计容量来确定所述电池的所述容量。

4.根据权利要求3所述的机动车辆，其中所述一个或多个控制模块被配置成：

从所述多个估计充电状态中确定最大估计充电状态；

从所述多个估计充电状态中确定最小估计充电状态；

确定所述最大估计充电状态和所述最小估计充电状态之间的差值是否大于摆动阈值；以及

当所述估计容量方差与所述平均估计容量的平方值的比值不大于所述相对误差容限阈值且所述最大估计充电状态和所述最小估计充电状态之间的差值大于所述摆动阈值时，至少部分地基于所述多个估计容量来确定所述电池的所述容量。