[发明专利]用于预测施加在电能存储系统中的每个电池单元上的电负载的方法

说明书

本公开涉及一种用于预测施加在包括彼此并联电连接的至少两个电池单元(24，26)的电能存储系统(18)中的每个电池单元上的电负载(L_i)的方法。该方法包括：‑建立电池参数集，该电池参数集包括用于该电能存储系统中的每个电池单元(i)的至少以下值：指示电池单元(i)的内部欧姆电阻的内部欧姆电阻值(R_0i)和指示电池单元(i)的开路电压值(V_oci)，‑使用指示总电能存储系统负载的电负载水平(L_ESS)，以及‑使用电负载水平(L_ESS)和电池参数集来预测电能存储系统(18)中的每个电池单元(i)上的施加的负载(L_i)。

技术领域

本公开涉及一种预测施加在电能存储系统中的每个电池单元上的电负载的方法。另外，本公开涉及一种用于评估电负载水平将具有的对电能存储系统的影响的方法。此外，本公开涉及一种用于确定要被施加在电能存储系统上的电负载的方法。而且，本公开涉及一种用于控制电能存储系统的负载的方法。本公开还涉及一种计算机程序以及一种计算机可读介质。此外，本公开涉及一种用于电能存储系统的电池管理系统。

背景技术

能量存储系统经常被用于各种应用和技术领域。在汽车工业中，能量存储系统可以被用于推进车辆以及用于向车辆的各种系统提供电能。作为另一非限制性示例，能量存储系统可以被用在固定能量存储应用中，例如在所谓的智能电网和功率备份应用中。

为了增加能量存储系统的功率容量，能够提供一种其中能量存储系统的两个或更多个电池模块/电池组彼此并联连接的解决方案。因此，各个电池模块能够容易地彼此连接或断开。此外，与仅使用单个电池模块/电池组相比，提供了增加的总功率容量。

然而，具有并联连接的电池模块的能量存储系统的问题在于，电池模块需要处于大致相同的物理状态以用于最优能量使用。然而，常见场境是电池模块/电池组不处于相同的物理状态。例如，如果并联连接的电池模块被不同地老化，即电池模块中的一个最近已经被新的且未使用的电池模块替换，则在不同地老化的电池模块之间将很可能存在功率能力的差异。例如，较老和较弱的电池模块可能具有与新的和更强大的电池模块的复杂的动态交互，并且因此与它们单个的和相比，可能降低该联合系统的总可用功率。简而言之，能量存储系统的最大可用功率将受到系统中最弱环节即最老电池模块的限制。

此外，当在能量存储系统中混合不同代/类型的电池模块/电池组时，应当小心，因为它们的特性，诸如内阻、开路电压(OCV)、容量等，可能彼此显著地不同。另一示例是，如果电池模块中的一个具有比同一能量存储系统的其它电池模块更高的温度，则具有升高温度的电池模块的电阻将很可能低于具有较低温度的电池模块的电阻。在这种情况下，存在较热的电池模块将接收超过其阈值的充电电流的风险。

具有并联连接的电池模块的能量存储系统的另一问题是不同的电池组可能被放置在车辆的不同位置，并且可能因此需要不同长度的高压电缆，由此引入大的电阻差。

解决上述问题的典型方法在EP3011655中公开，并且基于电池单元的利用，该电池单元的利用基于由网络中最弱链路，即由具有最低功率状态的电池组规定的约束。EP3011655的方法使用其中电池组中的一个的最低最大功率容量乘以电池组的总数以便得到ESS的总功率容量的非常保守的方法。通过使用这种最坏情况场景，一些电池组可能没有被完全使用，即，可能不根据它们的最大放电/充电功率能力来输送/接收功率。

因此，需要改进对具有并联连接的电池单元的能量存储系统的充电和放电容量的控制。

发明内容

鉴于以上，本公开的第一方面的目的是提供一种表明电能存储系统的适当使用的方法。

因此，本公开的第一方面涉及一种用于预测施加在包括彼此并联电连接的至少两个电池单元的电能存储系统中的每个电池单元上的电负载的方法。该方法包括：