[发明专利]电池阻抗检测系统、设备及方法

说明书

背景技术

在许多可再充电电池应用中，例如用于混合/电动车辆的电池系统中，将大量串联连接的电池用来产生高电压，所述高电压可以用于驱动诸如汽车发动机之类的部件。在这种系统中，了解串联电池(例如电池组)的SoH(健康状态)和SoC(充电状态)是很重要的。

估计或确定SoH和/或SoC的一种方式包括使用电池单元的阻抗，其中电池单元的阻抗(以及它随时间变化的方式)可用于精确地确定这些特性。虽然SoC通常不直接由阻抗得出，但是知道SoH有助于提高对SoC的估计，特别是当电池单元老化并且已经经历多次的充电/放电循环的情况下。了解SoH和/或SoC还可以应用期望/最佳的充电和放电策略，这可以增强电池组的使用寿命、循环寿命以及储能容量。

因此，在多种电池监测和控制应用中，以精确和可靠的方式确定电池单元的状况是有利的。例如，这种信息有利于对电池单元的充电进行控制，并有利于对电池的总充电水平提供指示。但是，许多电池单元状况检测方法可能需要大量数据的通信和处理，这对于多种系统的实施具有挑战性。例如，许多电池应用中的可用带宽(例如在汽车系统中实现的可用带宽)可能受到相对限制。

这些及其它的问题对电池单元特性的监测不断提出了挑战。

发明内容

本发明的多个示例实施例涉及到监测储能器件的特性，例如在电动车中使用的电池组。

根据多个示例实施例，对电池单元的操作特性进行检测，并根据可用通信带宽对有关检测到的特性的数据进行存储和通信。在具体方面中，将多个电池单元的阻抗数据的低频分量与包括低频分量和高频分量的高带宽分量分离开。低频分量通过通信介质(例如数据总线)与高带宽分量的子集通信。可以基于通信介质中的可用带宽选择该子集。在这种情况下，多数或全部的低频分量可以与根据可用带宽(以及例如轮询周期或其它评估标准)通信的高带宽分量的较小子集进行通信。

多个实施例涉及到根据电池组电池阻抗数据通信的系统、装置、设备装置和方法。

上述讨论/概述并非意欲描述本发明的各个实施例或每种实施方式。下面的附图和详细描述也用于示例性说明多个实施例。

附图说明

考虑到结合附图的以下详细描述，可以更完整地理解各种示例实施例，其中：

图1示出了根据本发明实施例的测量电池组的电池单元特性的系统；和

图2示出了根据本发明一个或多个实施例的测量电池组的电池单元特性的流程图。

具体实施方式

尽管本发明可以有多种修改和可选形式，可以通过附图中的示例显示其细节并进行详细描述。但是，应该理解，这些描述的目的不是将本发明限制于所描述的具体实施例。相反，这些描述的目的是覆盖落入本发明范围(包括所述权利要求中限定各方面)内的所有的修改、等价物以及替换。此外，本申请中各处使用的术语“例如”仅用于示例性说明，而不构成限制。

本发明的方面适用于多种不同类型的包含电池和/或电池控制在内以及包含汽车应用在内的装置、系统和设备。虽然本发明不必须限制于本说明书，可以利用本文通过多个示例的讨论来认识本发明的多个方面。

在一个或多个实施例中，对具有多个电池单元的电池组中的电池单元检测阻抗特性。电流分别注入到单元(例如使用在单独的单元两端耦合的电路)，分别对单独单元上流经的电流和电压进行检测以用于提供阻抗特性。对检测的阻抗特性进行滤波以产生包括电池单元的特性的低频分量和高带宽分量的数据。高带宽分量包括相对于低频分量具有更高频率的分量，还可以包括低频分量。所有电池单元的低频分量都提供有用于通过总线传输(例如分别对SoC和SoH的确定)的高带宽分量的子集。

利用这种方法，可以将属于检测的阻抗特性的高带宽数据的通信限制到对其估计SoH的单元，这减少了总线上的数据通信量和/或裁减了总线上可用带宽的通信。此外，可以对低频分量进行滤波以便为可用带宽上所有电池单元提供用于SoC估计的足够数据，同时可以对高频分量的通信进行带宽抑制。可以对高带宽分量的滤波和选择性提供进行确定、设置或使用多种方法进行其它实施，在下面的讨论中结合多种实施例描述了这些实施方式的示例。