[发明专利]对电池预测功率极限的确定

说明书

本申请涉及一种与电池一起使用的电池控制模块，包括测量电池电压的电压测量模块和测量电池电流的电流测量模块。功率极限模块与该电流和电压测量模块通信，且在每个时间周期估算一次对应于未来时间周期的电池电流极限。该电池电流极限基于该电池的预定电压极限，还基于与未来时间周期之前的时间周期相对应的电池电流和电池电压。

本申请是申请日为2007年6月14日、申请号为2007800303572、发明名 称为“对电池预测功率极限的确定”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及电池系统，且更具体而言涉及为电池系统确定功率输送极 限。

背景技术

电池系统可用于在各式各样的应用系统中提供电能。示例性传输应用系 统包括混合动力电动汽车(HEV)、电动汽车(EV)、重型车(HDV)和具 有42伏特电力系统的汽车。示例性固定应用系统包括用于电信系统的备份 电源、不间断电源(UPS)和分布式发电应用系统。

被使用的电池类型的示例包括镍氢电池(NiMH)、铅酸电池和其他类型 的电池。电池系统可以包括串联和/或并联的多个电池分包(battery subpack)。电池分包可以包括并联和/或串联连接的多个电池。

电池的固有属性可以限定最小操作电压规格(V_min)和/或最大操作电压 规格(V_max)。在某些应用系统中，V_min和V_max可以由工程师指定，并可以 其他标准为根据。当同时考虑V_min和V_max时，V_min和V_max指示为了最大化 电池的服务寿命而应将电池电压维持在内的电压范围。V_min和V_max还能推 断出电池在放电过程中提供功率的能力和在充电过程中接受功率的能力的 限度。在诸如HEV的某些实施例中，电池功率的这些限度可能会周期性地 限制汽车的性能。例如，HEV控制系统可能会为了将电池电压保持成高于 最小电池电压V_min而限制汽车的加速。HEV控制系统还可能会限制汽车的 再生制动功能，以保持电池电压低于最大电池V_max且由此维持某种再生制 动能力。

防止加速性能限制发生的一种方法是用内燃机来对电池输送的功率进 行补给。然而这种方法引入了其他问题。例如，发动机可能在需要它时熄火。 在这种情形下，当HEV控制系统起动发动机时，汽车性能将仍然会在一个 较短的时间周期内受限。

防止性能限制的第二种方法是保持发动机空转，使得发动机总是可以对 电池功率进行补给。然而，空转发动机会浪费燃料，因此这并没有提供理想 的解决方案。因此，仍然对预测电池功率极限和将补给电源与负载需求同步 存在需要。

发明内容

一种与电池一起使用的电池控制模块，包括测量电池电压的电压测量模 块和测量电池电流的电流测量模块。功率极限模块与该电流和电压测量模块 通信，且在每个时间周期估算一次对应于未来时间周期的电池电流极限。该 电池电流极限基于电池的预定电压极限，还基于与未来时间周期之前的时间 周期相对应的电池电流和电池电压。

一种为负载供电的混合电源系统包括：基于功率需求信号向负载提供功 率的第一电源、向该负载提供功率的可充电电池以及与该可充电电池通信的 控制模块。该控制模块包括测量电池电压的电压测量模块、测量电池电流的 电流测量模块以及与该电流和电压测量模块通信的功率极限模块。该功率极 限模块基于该电池的电池电流、电池电压以及预定电压极限估算电池电流极 限。该功率极限模块基于电池电流极限产生功率需求信号。

一种用于控制从电池获取的电流的方法包括：测量电池电压、测量电池 电流，以及周期性地估算对应于未来时间周期且代表流经该电池的最大允许 电池电流的电池电流极限。该电池电流极限基于该电池的测量出的电池电 流、测量出的电池电压以及预定电压极限。