[发明专利]电池监视系统

说明书

一种电池监视系统，其包括电流传感器和联接到电池单元的电压传感器。电池监视系统还包括微控制器，该微控制器偶尔计算表示电池欧姆电阻很高的估计值，并执行滤波以使该估计值稳定。传统上，每个估计值都是根据电压的增量变化除以电流大小发生重大变化之前和之后测得的电流增量变化来计算的。仅当由表示Δ电压和Δ电流的值表示的电压差和电流差完全相等并且其极性相同时，才可以通过估计计算来实现电阻的每个估计值的准确提高。这种方法极大地减少了由于采样单元电压和电流的异步采样率不同导致的以这种方式预先未选择的估计中包含的误差。

技术领域

本公开涉及一种电池监视系统，并且更具体地说，涉及一种用于估计和确定关于电池单元的准确欧姆电阻值的电池监视系统。

背景技术

图2是与图1的电池单元相关联的电池单元等效电路模型的示意图。图3是当图1的电池单元放电时与电池单元相关联的示例性电流曲线的曲线图。图4是当图1的电池单元放电时与电池单元相关联的示例性电压曲线的曲线图。

参照图2，示出了用于表示电池单元12对流动电流的电响应的等效电路模型60。等效电路模型60的主要元件之一是电阻器80的DC电阻值R0(这里也称为“欧姆电阻值”)。根据欧姆定律，电阻器80两端的电压降是通过电阻器80的电流乘以电阻器80的电阻值的函数。该电压降和相关的i²R功率损耗是不可用于电池单元70的预期应用的功率。在电池单元的寿命开始时，欧姆电阻值R0处于相应的最低值。然而，由于日历年龄和电流通过量引起的电池单元的老化会导致R0值的增长。因此，微控制器的任务之一是连续监视/估计R0的增长值，因为R0的增长值会对系统的供电能力产生重大影响。

R0的估计基于欧姆定律，V_voltage＝I_current*R_resistance(V_电压＝I_电流×R_电阻)。

参照图3和图4，示出了示例性电流曲线250和示例性电压曲线260。在t＝0时(例如图3和图4中的时间＝0-25毫秒)电流值为0安培，电阻器80两端的电压降为0伏，因此+/-端子处的开路电压实际上与电池单元本身的开路电压相同。在t＝25ms处的瞬时电流变化由于在t＝1(例如，图3和4中的t＝25ms)时负载连接在电池单元端子处而将导致端子处的电压下降诸如I_电流×R_电阻(I_current×R_resistance)的值。该值可由端子V_t＝1处的新电压与开路电压(OCV)V_t＝0之间的差值来确定。

知道了这些值(电阻器80两端的电压降等于(V_t＝1-V_t＝0)或ΔV、以及流过电阻器80的电流值或I_t＝1)之后，可将R0确定为R0＝R0＝ΔV/I_t＝1。

这种形式的欧姆定律表达式在数学上是正确的关系。然而，将该表达式应用于实时嵌入式软件系统中存在着实际的局限性。表达式R0＝ΔV/ΔI仅适合在电流变化后立即对单元电压进行瞬时测量。

在Δt0的任何时间量(在电流I的值改变后)，等效电路模型(R1、R2、R3、C1、C2、C3)的动态方面也会影响电流I与在端子处测量的单元电压之间的关系。

如果Δt是显著的，那么关系R0＝ΔV/ΔI不再有效。