[发明专利]电池组件中充电接受能力的估计

说明书

技术领域

本公开涉及电池组件中充电接受能力的估计。

背景技术

诸如铅酸电池的电池可用于广泛种类的装置，包括但不限于机动车辆。通过使用普通电池建模技术来预测电池的性能特别是其充电接受能力是具有挑战性的。

发明内容

电池组件包括具有第一电极和第二电极以及电解质的电池。控制器可操作地连接至电池。控制器包括处理器和有形非瞬时存储器，其上记录着执行用于估计电池的充电接受能力的方法的指令。对电池放电导致放电产物在电极的表面上沉淀，然而充电反转该过程并且移除该产物。当至少一个使能条件满足时，通过处理器执行该方法导致控制器追踪放电产物的积聚和移除。

控制器被编程为分别将放电产物的积聚和移除量化为放电量子和充电量子。控制器被编程为当使能条件满足时初始化计时器，并且以计算时间间隔(Δt)递增计时器。组件包括可操作地连接至电池并且配置为获得电池的所测量电流(I_m)的电流传感器。电压传感器可操作地连接至控制器并且配置为获得电池的所测量电压。

控制器可被编程为经由电流传感器获得所测量电流(I_m)。如果所测量电流(I_m)为负，放电量子被添加至一组仓位的第一个，相对于在所测量电流(I_m)保持为负的时间段内的时间，该放电量子等于所测量电流(I_m)的积分。至少部分地基于所测量电流(I_m)、计算时间间隔(Δt)和预定电池电路模型参数组来获得电压值(V)，电池电路模型参数对于每个仓位来说是唯一的。电压和电流计算的时间间隔(Δt)可在0.1秒的量级上。

仓位时间间隔(t_bin)触发放电量子通过仓位的前进。仓位时间间隔(t_bin)将长于计算时间间隔(Δt)，但是与计算时间间隔(Δt)的间隔、即计算时间间隔(Δt)的整数倍数一致。仓位时间间隔(t_bin)可在10分钟的量级上。如果仓位时间间隔(t_bin)已经过去，随后控制器可被编程为使放电量子前进至一组仓位的下一个并且重置计时器。预定参数组包括开路电压(V₀)、电路电阻(R_o)、时间t处的扩散电压(V_diff(t))以及电路的时间常数(τ)，电路具有双层电容(C_dl)、双层电压(V_dl)和电荷转移电阻(R_ct)。时间t处的电压值(V)可定义为：V(t)＝[V₀+I_m*R₀+(I_m*Δt/C_dl)+V_dl(t-Δt)*exp(-Δt/τ)+V_diff(t-Δt)]。

控制器可被编程为经由电压传感器获得所测量电压(V_m)。如果所测量电压(V_m)大于开路电压(V₀)，充电被指示并且至少部分地基于与一组仓位中最新占用的一个相关联的电池电路模型参数获得充电接受电流(I)。相对于V保持大于V₀期间的时间段内的时间，通过积分充电接受电流(I)获得充电量子。等于充电量子的分量被从一组仓位中最新占用的一个移除。

充电接受电流(I)至少部分地基于所测量电压(V_m)、开路电压(V₀)、计算时间间隔(Δt)、电路电阻(R_o)、时间t处的扩散电压(V_diff(t))以及电路的时间常数(τ)，电路具有双层电容(C_dl)和电荷转移电阻(R_ct)。时间t处的充电接受电流(I)可定义为I(t)＝(F₁/F₂)，使得F₁＝[V_m-V₀-V_dl(t-Δt)*exp(-Δt/τ)-V_diff(t-Δt)]and F₂＝[R₀+(Δt/C_dl)]。