[发明专利]二次电池组管理系统

说明书

一种管理电池组系统的方法，该方法包括：从至少一个传感器接收至少一个电池组电池的至少一个所测量的特性，通过应用基于电化学的电池组模型来估计至少一个电池组电池在第一时间的至少一个状态，基于至少一个测得的特性和至少一个状态的估计来估计至少一个电池组电池的至少一个物理参数，通过基于所估计的至少一个参数来应用基于电化学的电池组模型来估计在第一时间之后的第二时间的至少一个状态，以及基于至少一个状态的估计来调节至少一个电池组电池的充电或放电中的至少一个。

关于联邦资助研究的声明

本发明是在美国能源部授予的ARPA-E奖编号DE-AR0000278的政府支持下做出的。美国政府在本发明中拥有某些权利。

技术领域

本发明总体上涉及电池组，并且更特别地涉及对二次电池组运行的管理。

背景技术

可再充电锂电池组因为其与其它电化学能量存储设备相比而言的高比能而是用于便携式的电设备和电子设备以及电动车辆和混合电动车辆的有吸引力的能量存储设备。典型的锂电池包含负电极、正电极和位于负电极和正电极之间的隔板。所述两个电极都包含可逆地与锂反应的活性材料。在一些情况下，负电极可以包括锂金属，其可以以电化学的方式被溶解和可逆地沉积。该隔板包含带有锂阳离子的电解质并且充当电极之间的物理屏障，以使得在电池内没有电极被电气连接。

通常，在充电期间，存在电子在正电极处的生成以及等量电子在负电极处的消耗。在放电期间，发生相反的反应。

在电池组的反复充电/放电循环的期间会发生不期望的副反应。这些不期望的副反应会导致电池组的用于提供和存储电力的容量的降低。

发明内容

用来管理电池组中的不期望的副反应的常规方法包括：在尝试最小化不期望的效果的过程中限制电池组的充电/放电的速率。这些努力结果可以导致延长的充电时间和峰值功率降低。因此，存在对用于确定二次电池组内的状态和参数的系统和方法的需要，其允许电池组管理系统有效地调节电池组的运行。

下面阐述本文中公开的某些实施例的综述。应该理解，这些方面仅仅为了向读者提供所述特定实施例的简要综述而被展示并且这些方面并不意图限制本公开内容的范围。实际上，该公开内容可以包括下面可能没有阐述的各种各样的方面。

本公开内容的实施例涉及用于管理二次电池组的运行的系统和方法。例如在一个实施例中，即管理电池组系统的方法，该电池组系统包括：至少一个电池组电池；至少一个传感器，其被配置用于测量电池组电池的至少一个特性；以及电池组管理系统，其包括微处理器和存储器，该方法包括：由电池组管理系统从至少一个传感器接收至少一个电池组电池的至少一个所测量的特性。该方法也包括：由电池组管理系统通过应用基于电化学的电池组模型来估计至少一个电池组电池在第一时间的至少一个状态，该基于电化学的电池组模型说明所述至少一个电池组电池的化学成分的物理参数。该方法还包括：由电池组管理系统基于至少一个所测量的特性和至少一个状态的估计来估计所述至少一个电池组电池的至少一个物理参数。该方法也包括：由电池组管理系统通过应用基于电化学的电池组模型基于所估计的至少一个参数来估计至少一个电池组电池在第一时间之后的第二时间的至少一个状态。该方法也包括：由电池组管理系统基于至少一个电池组电池的至少一个状态的估计来调节至少一个电池组电池的充电或放电中的至少一个。