[发明专利]实时确定可充电蓄电池设备状态的方法

权利要求书

1.一种实时确定和预测可充电蓄电池设备状态的方法，包括：

经由相应的测量设备，实时测量可充电蓄电池的电流和电压；

经由可操作地联接到存储器和编码有用于实时确定可充电蓄电池设备状态的算法的计算机可读介质的处理器，在算法中使用测量的电流和电压，其中该算法包括:

基于将可充电蓄电池的等价RC电路表征为时间的函数的至少一个微分方程的直接解法的第一数学模型，其中第一数学模型构造成产生可用于确定可充电蓄电池的状态的多个参数；以及

构造成随时间回归所述多个参数的第二数学模型，以及

构造成估计可充电蓄电池的状态的第三数学模型；以及

经由处理器，应用所述算法来确定可充电蓄电池的状态。

2.如权利要求1所述的方法，其中第一数学模型表示为：

其中：

V是以伏特为单位测量的可充电蓄电池的电压；

V_oc是以伏特为单位测量的可充电蓄电池的开路电压；

R是以欧姆为单位测量的可充电蓄电池的高频电阻；

R_{ct_c}和R_{ct_d}是以欧姆为单位测量的可充电蓄电池的充电状态（c）和放电状态（d）的电荷转移电阻；

I_c和I_d是以安培为单位测量的可充电蓄电池的充电状态（c）和放电状态（d）的电流；

C_c和C_d是以法拉为单位测量的可充电蓄电池的充电状态（c）和放电状态（d）的电容；以及

t是以秒为单位测量的时间。

3.如权利要求2所述的方法，其中多个参数包括R、R_{ct_c}、R_{ct_d}、C_c、C_d和V_oc。

4.如权利要求1所述的方法，其中第二数学模型包括构造成随时间利用测量的电流和电压回归所述模型参数的加权递归最小二乘法。

5.如权利要求1所述的方法，其中可充电蓄电池的状态是充电状态（SOC），并且其中第三数学模型表示为：

i），在可充电蓄电池的充电状态（c）期间；以及

其中w是加权因子，并且SOC_V是关于可充电蓄电池的开路电压V_oc的充电状态。

6.如权利要求5所述的方法，其中在可充电蓄电池的充电状态（SOC_c）期间的充电状态表示为：

其中t是以秒为单位测量的当时的时间，△t是以秒为单位测量的时间的变化，I(t)是以安培为单位测量的、作为时间的函数的电流，并且Ah_nominal是在可充电蓄电池以在C/2－C/20范围内的放电速率从100％的充电状态放电到0% 的充电状态时蓄电池容量的安培时，其中C速率定义为在一个小时中对蓄电池进行充电。

7.如权利要求1所述的方法，其中可充电蓄电池的状态是功率状态（SOP），并且其中第三数学模型构造成：

i）估计蓄电池的充电功率能力P_c，其表示为：

，以及

ii）估计作为时间的函数的电流I(t)，其表示为:

。

8.如权利要求1所述的方法，其中可充电蓄电池的状态是功率状态（SOP），并且其中第三数学模型构造成：

i）估计可充电蓄电池的放电功率能力P_d，其表示为：

，以及

ii）估计作为时间的函数的电流I(t)，其表示为:

。

9.如权利要求1所述的方法，其中算法的应用包括对于可充电蓄电池的充电状态通过仅使用充电状态数据作为输入进行求解；或者，其中算法的应用包括对于可充电蓄电池的放电状态通过仅使用放电状态数据作为输入进行求解。

10.一种用于车辆的控制系统，包括：

模块，其包括至少一个可充电蓄电池；

第一设备，用于测量流动通过所述至少一个可充电蓄电池的电流的幅度和方向；

第二设备，用于测量至少一个蓄电池的电压，以及

控制器，其可操作地与所述模块相关联，该控制器包括可操作地联接到存储器和联接到编码有算法的计算机可读介质的处理器，该处理器构造成执行该算法，该算法利用分别从第一和第二设备获得的测量的电流和电压预测至少一个可充电蓄电池的状态，该算法包括：

基于将至少一个可充电蓄电池的等价RC电路表征为时间的函数的至少一个微分方程的直接解法的第一数学模型，其中第一数学模型构造成产生可用于预测至少一个可充电蓄电池的状态的多个参数；以及

构造成随时间回归所述多个参数的第二数学模型，以及

构造成估计至少一个可充电蓄电池的状态的第三数学模型。