[发明专利]扭矩产生系统中的电池功率容量的估计

说明书

一种用于估计扭矩产生系统中的电池功率容量的方法，其中该系统具有电池组具有含多个电池单元的电池组，该方法包括：计算电压变动，作为该电池组的平均单元电压和最小单元电压之差。该方法也包括：通过偏移来增加校准的电压控制限制，其中偏移基于电压变动的幅度，当最小单元电压小于控制限制时这样做，并将该偏移记录在由该组操作条件标示的存储器位置中；此外，当电池组在与该操作条件相同的条件下操作时，使用记录的偏移来估计功率容量，然后使用估计的功率能力执行系统的控制动作。扭矩产生系统包括电池组、电机、以及被编程为执行上述方法的控制器。

技术领域

本公开涉及一种用于估计扭矩产生系统中的电池功率容量的方法和系统。

背景技术

高压DC电池组可以用于给各种不同扭矩产生系统中的电机通电。例如，来自电动机的输出扭矩可用于使混合电动或插入式电动车辆的动力传动的输入构件旋转，即，具有可通过充电插座或非车载电源选择性地进行充电的电池组的车辆。给定电池组的单个电池单元随着时间逐渐老化和退化。因此，开路电压、单元电阻和充电状态等电池性能参数可相对于校准的/新的值发生变化。因此，电池退化由指定的电池控制器进行监测，以估计电池功率容量的剩余量。随后，电池功率容量的估计值可用于作出动力系统模式选择决定或执行其他控制动作。

现有的电池控制方法力图保护电池组中相对较弱的电池单元，即那些在放电事件期间具有最低的单元电压或在充电事件期间具有最高的单元电压的电池单元。通常，通过控制电池组电压实现电池保护，以此方式，使最低的单元电压被强制保持在最小的允许电池组电压之上。换言之，响应于接近或下降至低于电压控制限制或限定的给定电池单元，电池组电压被反应性地调整。然而，改变电压控制限制，尤其是在功率脉冲期间，可能降低电池功率容量估计值的精确度。

发明内容

本方法旨在提高现有电池功率容量预测的总体精确度，尤其是那些结合上述类型的无功电压控制策略进行的预测。本方法包括：记录不同操作条件下无功电压控制限制调整的过往历史，例如在电池组的不同充电状态(SOC)和温度下，并随后利用所记录的历史估计电池组在相同的操作条件下的功率容量。

例如，该方法可能包括：在不同的即将到来的时间窗口估计最大的充电和放电功率能力，例如预见到不久的未来的2秒和10秒。可以在最大充电/放电电流，以及最大充电/最小放电电压限制下进行功率容量估计。控制器随后选择具有较小相对幅度的功率量，并且在随后的控制动作中使用该功率估计，例如动力系统控制或电范围估计和路线规划。

在一个特定实施例中，公开了一种用于估计转矩产生系统中的电池功率容量的方法，转矩产生系统具有含多个电池单元的电池组。该方法包括：计算经由控制器的电压变动，作为电池组的平均单元电压和最小单元电压之间的差，然后当最小单元电压小于校准的电压控制限制时，增加校准的电压控制限制，例如，通过基于电压变动幅度的偏移。该方法还包括：将偏移记录在由电池组的操作条件标示的控制器的存储器位置中。当电池组在与相应存储器位置的操作条件相同的条件下再次操作时，通过使用所记录的偏移来估计电池组的功率容量，该方法得以继续进行。然后，控制器使用估计的功率容量执行扭矩产生系统的控制动作。

电池组的操作条件可以包括充电状态、电池组的温度、或其它合适的操作条件。

估计电池组的功率容量可以包括：在不同的未来时间窗口估计每个最大充电功率容量和最大放电功率容量。仅当电压变动的幅度超过校准的电压变动阈值时，在一些实施例中才可增加校准的电压控制限制。

该方法中的扭矩产生系统可包括发动机，在这种情况下，控制动作可以包括：命令发动机打开或关闭例如，动力系统模式选择或发动机停止/启动动作。当转矩产生系统是车辆时，控制动作可以包括：执行车辆的路线规划动作。

通过使用所记录的偏移估计电池组的功率容量可以包括：以与电压变动成比例的量调整电池组的电压电平，然后使用经调整的电压计算功率容量。