[发明专利]估计电池荷电状态的电池管理系统和方法

说明书

技术领域

实施例涉及一种通过估计可再充/放电的可再充电电池的荷电状态(SOC)管理电池的电池管理系统，以及一种估计电池SOC的方法。

背景技术

使用汽油或者柴油作为主要燃料的使用内燃机的汽车已经带来严重的环境污染，例如空气污染。因此，为了减少环境污染量，已致力于开发电动汽车或混合动力汽车。

电动汽车使用从电池输出的电能供电的电动发动机。电动汽车使用具有形成为一个组的多个可再充电电池单元的电池作为主动力源。

混合动力汽车是使用内燃机的汽车和电动汽车的混合体。混合动力汽车使用两种或更多种的动力源，例如，一个内燃机和一个电动发动机。目前已经开发成功了复杂的混合动力轿车，例如使用内燃机和通过在持续供应氢气和氧气的同时产生化学反应来直接获得电能的燃料电池的混合动力轿车，或者使用电池和燃料电池的混合动力轿车。

使用电能的汽车的性能直接受电池性能的影响。因此，每个电池单元需要具有高性能。此外，需要电池管理系统来有效地管理电池单元的充电和放电。常规的电池管理系统通过安培计量估计SOC或者通过依靠预先确定的SOC和要素之间的关系估计SOC，这些要素例如是开路电压(OCV)、放电电压、内阻、温度或者放电电流。

发明背景部分公开的上述信息仅用于加强对本发明的背景的理解，因此可能包含并不构成这个国家的本领域技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

至少一个实施例可以提供能够提高SOC估计的准确性的电池管理系统和方法。

根据实施例的电池管理系统包括使用电池的充/放电电流计算单位SOC的单位SOC计算器，使用所述电池的电动势计算电动势SOC的电动势SOC计算器，使用所述电动势SOC和在前SOC计算补偿量的校正器，以及通过将所述单位SOC、所述在前SOC和所述补偿量相加来计算当前SOC的SOC计算器。

所述SOC计算器可以通过

SOCn+1＝SOCn+SOCi+Kp(SOCv-SOCn)+Ki∫(SOCv-SOCn)dt计算所述当前SOC，

(这里，SOCn+1是所述当前SOC，SOCn是所述在前SOC，SOCi是所述单位SOC，SOCv是所述电动势SOC，Kp和Ki是常数)。可以进一步包括传感单元，所述传感单元检测来自所述电池的所述充/放电电流和电池端子电压，并使用所述充/放电电流和所述电池端子电压测量所述电池的内阻。所述电动势SOC计算器可以使用所述充/放电电流和所述内阻确定极化电压，并可以通过从所述电池端子电压减去所述极化电压计算所述电动势。

根据实施例的电池管理系统包括使用电池的充/放电电流计算单位SOC的单位SOC计算器，使用所述电池的电动势计算电动势SOC的电动势SOC计算器，通过将所述单位SOC和在前SOC相加计算积分SOC的积分SOC计算器，使用所述积分SOC和所述电动势SOC计算补偿量的校正器，以及通过将所述积分SOC和所述补偿量相加计算当前SOC的SOC计算器。

所述SOC计算器可以通过

SOCn+1＝SOCI+Kp(SOCv-SOCI)+Ki∫(SOCv-SOCI)dt

计算所述当前SOC，

(这里，SOCn+1是所述当前SOC，SOCI是所述积分SOC，SOCv是所述电动势SOC，Kp和Ki是常数)。所述单位SOC计算器可以对单位时间内的所述充/放电电流进行积分以计算单位时间充/放电电荷量，用所述单位时间充/放电电荷量除以所述电池的总充/放电电荷量以计算所述单位SOC。

可以进一步包括校正单元，所述校正单元根据所述单位时间充/放电电荷量校正所述补偿量，并且所述SOC计算器可以通过将校正后的补偿量和所述积分SOC相加计算所述当前SOC。在所述单位时间充/放电电荷量小于预定的阈值单位充/放电电荷量时，所述校正单元可以校正所述补偿量，使得所述当前SOC被包括在与所述在前SOC相关的预定SOC范围内。所述校正单元可以校正所述补偿量，使得所述当前SOC对应于所述电池的充/放电而增加或者减少。

可以进一步包括传感单元，所述传感单元检测来自所述电池的所述充/放电电流和电池端子电压，并使用所述充/放电电流和所述电池端子电压测量所述电池的内阻。

所述电动势SOC计算器可以使用所述充/放电电流和所述内阻确定极化电压，并通过从所述电池端子电压减去所述极化电压计算所述电动势。