[发明专利]用于估计车辆驱动系统中的电池特性的方法和系统

说明书

本发明涉及一种确定用于估计车辆(902)的混合动力驱动系统或电驱动系统(900)中的电池特性的模型的系统和方法，该方法包括：提供(51)函数逼近器，该函数逼近器将电池特性作为两个或更多个测量的电池参数的函数来估计；向描述所测量的电池参数和电池特性之间关系的预定的电池单体模型提供(52)在预定时间段内的作为时间的函数的所测量的电池参数值的流；基于所测量的电池参数值的所述流的选定部分使用电池单体模型来确定(S3)电池特性值；确定(S4)是否满足用于所测量的电池参数值的所述流的所述选定部分的预定条件；以及，如果(S5)预定条件得到满足，则基于由所述电池单体模型确定的电池特性值来更新(S6)所述函数逼近器。

技术领域

本发明涉及一种用于估计车辆的混合动力驱动系统或电驱动系统中的电池参数的方法和系统。

本发明能够应用于重型车辆，例如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将针对卡车来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而是也可用在其它车辆中。

背景技术

在混合动力车辆或电动车辆中，重要的是要良好地获知各种操作条件下的电池特性。为了实现这一点，电动车辆常常包括负责监视电池状态的电池管理系统。

特别地，电池管理系统的目标是：(1)能量水平状态监视，即充电状态估计；(2)电力容量状态监视；(3)维持电池组的安全操作；(4)健康状态估计；和(5)确保电池组中的各电池单体是平衡的。将传感器信号(例如电压、电流和温度)与数学模型结合以实现前面列出的目标。这些数学模型包括描述电池单体特性的参数，例如电阻、电容和开路电压。设置这些参数对于有效的状态监视而言是极其重要的。通常，电池单体参数的设置是在实验室中执行的，从而能够很好地控制电池单体负载、温度等。

然而，电池单体的特性在电池单体之间是变化的，并且还随时间变化。变化的原因可能与制造有关，并且由于电池单体的劣化，电池单体特性会随时间变化，其中在不同的电池单体中，变化可能不同。

特别地，诸如电池阻抗的参数取决于多种操作条件。因此，不能假定电池单体电阻是恒定的，因为它例如会随着温度而变化很大。阻抗还对于跟踪电池在车辆中何时使用而言是有价值的。一个原因是，如果已知电池阻抗，则会提高充电状态(SoC)估计的准确性。另一个原因是，电池阻抗可以表明电池单体劣化。通常，随着电池单体老化，电阻增加并且容量减小。

因此，需要一种用于估计和预测在车辆中使用的电池单体的缓慢变化的电池参数的系统和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的、用于估计包括电驱动系统的车辆(例如混合动力车辆)中的电池参数的方法和系统。

根据本发明的第一方面，该目的通过根据权利要求1的方法来实现。

本发明的第一方面涉及一种确定用于估计车辆的混合动力驱动系统或电驱动系统中的电池特性的模型的方法。该方法包括：提供函数逼近器(function approximator)，该函数逼近器将电池特性作为两个或更多个测量的电池参数的函数来估计；向描述所测量的电池参数和电池特性之间关系的预定的电池单体模型提供在预定时间段内的作为时间的函数的所测量的电池参数值的流；基于所测量的电池参数值的所述流的选定部分使用电池单体模型来确定电池特性值；确定是否满足用于所测量的电池参数值的所述流的所述选定部分的预定条件；并且，如果预定条件得到满足，则基于由电池单体模型确定的电池特性值来更新函数逼近器。

这里，函数逼近器被定义为基于包括多个测量值的输入来逼近函数的模块。因此，用于函数逼近器的目标函数是未知的，而目标函数是以下函数：该函数最佳描述了作为测量值的函数的变量的行为。在本文中，测量值是电池参数值，并且所述函数逼近器逼近描述电池特性和所测量的电池参数值之间的关系的函数。