[发明专利]插电式充电模式期间SOC估计装置

说明书

技术领域

本发明大体上涉及一种估计可再充电储能系统（RESS）的荷电状态（SOC）的系统和方法，更具体地，涉及一种在插电式充电模式期间精确地估计电池SOC的系统和方法。

背景技术

纯电动和混合动力车，诸如电池电动车（BEV）、增程式电动车辆（REEV）、混合动力电动车（HEV）、插电式混合动力电动车（PHEV）和燃料电池混合动力电动车（FCHEV），变得越来越普遍。混合动力车通常结合可再充电储能系统（RESS）与诸如内燃机或者燃料电池系统的主电源。在一种情况下，RESS可以为具有多个电池单元的高电压电池。这些电池单元可具有包括锂离子、锂铁、镍金属氢化物、铅酸等不同的化合物。 用于BEV、REEV、HEV、PHEV或者FCHEV的典型高电压RESS包括提供大约400伏特的196个电池单元。而且,该RESS可包括独立的模块，其中每个模块由多个互连的电池单元构成或者组成。各电池单元可以是串联电连接，或者一系列电池单元可以是并联电连接，其中模块中的多个电池单元串联连接并且每个模块与其它模块并联电连接。不同的车辆设计包括不同的RESS结构，对于具体应用使用不同的折中方案和优点。

RESS控制和功率管理的高效性对于车辆性能、燃料经济性、RESS使用期限和乘客舒适性是重要的。对于RESS控制和功率管理而言，RESS的两个状态，也就是荷电状态（SOC）和功率，需要实时预测、估计和监控，因为它们在车辆运行期间是不容易测量的。SOC是一个术语，指的是相对于RESS已经完全充满电之后可用的电荷而言，可用于作功的储存的电荷。SOC可视为热力学量，能够用来评估系统的势能。在诸如BEV、REEV、HEV、PHEV或者FCHEV的车辆系统中的RESS的SOC,相对于车辆效率、排放和功率有效性是重要的。例如，车辆操作员或者车载控制器可利用SOC来调节RESS的运行。

估计SOC的一个方式是在插电式充电模式期间，其中通过连接插头到车辆外部的外部电源上，车辆恢复到满电荷状态。然而，估计SOC的现有技术通常采用非适应性IR补偿并且需要信号激励来估计动态阻抗。例如，已知的是仅仅基于电流的SOC估算技术，诸如库仑计数，其取决于开路电压的已知所述起点和待修正的从上次驱动循环开始的初始SOC。该库仑计数方法只有在已经确定无误地知道起点的情况下能被使用，确定无误地知道起点是困难的，因为不能预测车辆已经停止多长时间，驾驶员行为或者在电池单元中已经发生的极化程度。

另一估计方法是采用基于电压的计算，诸如以递归最小二乘算法形式的回归。然而，这些方法需要电压和电流信号中足够的激励。在利用恒定电流的插入充电事件期间，几乎没有激励留给取决于激励的算法来以任何保真度计算SOC。因此,在插电式充电期间，基于电压的SOC在大多数时间不是有效的。

因此，需要一种系统和方法，其被构造成在适应性回归由于缺乏激励而不能提供精确且稳定的SOC时，在插电式充电模式期间提供SOC的精确且稳定的信息，以保持精确的充电控制，避免RESS的充电过度或者充电不足。

发明内容

根据本发明的教导，公开了一种用于估计可再充电储能系统（RESS）的参数的系统和方法。该系统和方法包括：在插电式充电模式期间在给RESS充电的同时从RESS读取第一测量电压和测量电流，中断充电以停止电流流向RESS一段预定时期，在充电中断期间读取第二测量电压，基于第一测量电压、第二测量电压和测量电流计算电阻，基于该电阻、第二测量电压、测量电流计算RESS的开路电压，以及利用开路电压确定RESS的SOC。

本发明提供下列技术方案。

技术方案1：一种估计在插电式充电模式期间可再充电储能系统的参数的方法， 所述方法包括∶

在插电式充电模式期间，在对所述可再充电储能系统充电时，从该可再充电储能系统读取第一测量电压和测量电压；

中断充电，以停止电流流到所述可再充电储能系统一预定时期；

在所述充电中断期间，读取第二测量电压；

基于第一测量电压、第二测量电压和所述测量电流，计算电阻；

基于所述电阻、第二测量电压、所述测量电流，计算可再充电储能系统的开路电压；和

利用所述开路电压，确定所述可再充电储能系统的荷电状态。

技术方案2：如技术方案1所述的方法，还包括在中断充电之前，对所述可再充电储能系统充电一最初的预定时期。