[发明专利]用于估算混合二次电池的状态的装置及其方法

权利要求书

1.一种用于估算混合二次电池的状态的装置，其中所述混合二次电池包含电化学特性彼此不同且彼此并联连接的第一二次电池和第二二次电池，所述装置包含：

传感器单元，该传感器单元被构造为以一定时间间隔测量所述二次电池的工作电压和工作电流；和

控制单元，该控制单元与所述传感器单元电连接，且被构造为通过使用状态方程和输出方程执行扩展卡尔曼滤波算法来估算所述混合二次电池的状态，其中所述状态包含所述第一二次电池的第一荷电状态和所述第二二次电池的第二荷电状态中的至少一者，其中所述状态方程包含所述第一二次电池的所述第一荷电状态和所述第二二次电池的所述第二荷电状态中的至少一者作为状态参数，且所述输出方程包含所述混合二次电池的所述工作电压作为输出参数，

其中所述状态方程和所述输出方程从电路模型导出，所述电路模型包含第一电路单元和第二电路单元，所述第一电路单元和所述第二电路单元分别对应于所述第一二次电池和所述第二二次电池且彼此并联连接，且

所述第一电路单元和所述第二电路单元中的至少一者包含：开路电压元件，所述开路电压元件根据对应的二次电池的荷电状态改变电压；和阻抗元件，所述阻抗元件根据流经对应电路单元的电流改变电压。

2.权利要求1所述的装置，其中所述状态参数还包含下述至少之一：

由包含在所述第一电路单元中的阻抗元件形成的电压；和

由包含在所述第二电路单元中的阻抗元件形成的电压。

3.权利要求1所述的装置，其中所述状态方程包含流经所述第一电路单元的第一电流和流经所述第二电路单元的第二电流作为输入参数，且所述控制单元通过使用电流分布方程和由所述传感器单元测得的电流确定所述第一电流和所述第二电流，所述电流分布方程从所述电路模型导出。

4.权利要求1所述的装置，其中所述输出方程从所述电路模型的电压分析导出且包含多个输入参数，所述多个输入参数包含：

由所述传感器单元测得的电流；

所述第一电路单元的开路电压；

所述第二电路单元的开路电压；

所述第一电路单元的阻抗电压；和

所述第二电路单元的阻抗电压。

5.权利要求1所述的装置，其中所述状态方程被定义为，使得通过分别将随着时间流经所述第一电路单元和所述第二电路单元的电流求和而确定所述第一荷电状态和所述第二荷电状态，且

通过使用所述状态方程执行所述扩展卡尔曼滤波算法的状态估算定时更新，所述控制单元定时更新所述第一荷电状态和所述第二荷电状态。

6.权利要求2所述的装置，其中定义所述状态方程，使得由所述阻抗元件形成的电压根据从分别包含在所述第一电路单元和所述第二电路单元中的所述阻抗元件的电路分析导出的阻抗电压公式而随着时间变化，且

通过使用所述状态方程执行所述扩展卡尔曼滤波算法的状态估算定时更新，所述控制单元定时更新由每个阻抗元件形成的所述电压。

7.权利要求1所述的装置，其中通过使用从所述状态方程导出的雅可比矩阵，所述控制单元执行所述扩展卡尔曼滤波算法的误差协方差定时更新。

8.权利要求7所述的装置，其中通过经由使用所述输出方程执行所述扩展卡尔曼滤波算法的输出估算，所述控制单元估算所述混合二次电池的工作电压。

9.权利要求8所述的装置，其中通过使用从所述输出方程导出的雅可比矩阵和定时更新的误差协方差，所述控制单元执行所述扩展卡尔曼滤波算法的卡尔曼增益确定。

10.权利要求9所述的装置，其中通过将所确定的卡尔曼增益反映到所测得的工作电压与所估算的工作电压之间的差，所述控制单元执行所述扩展卡尔曼滤波算法的状态估算测量更新。

11.权利要求10所述的装置，其中通过使用所述定时更新的误差协方差和所确定的卡尔曼增益，所述控制单元执行所述扩展卡尔曼滤波算法的误差协方差测量更新。