[发明专利]能量存储系统能量容量和能力监控

说明书

技术领域

本发明总体涉及报告能量存储系统的品质的方法，具体地，涉及能够以提高车辆的操作和效率的方式报告车辆能量存储系统的能量能力和能量容量的方法。

背景技术

许多设备需要对蓄电池、电容或相关能量存储系统（ESS）的品质的准确报告，以辨别需要另外充电的时间。一种报告ESS的品质的技术包含充电状态（SOC），SOC表示系统中的电荷量。将SOC作为ESS的品质来报告的问题在于：其仅给出车辆的操作者可用的能量的百分比。因此，SOC不能准确地表示ESS的真实能力或容量，因此不能说明ESS的大小、寿命和最近操作历史。例如，SOC可能不能说明特定任务负载、驱动模式和所经历的操作循环。SOC表征的不准确度在其被并入混合动力和电动车辆的控制系统中而被放大，这些控制系统被构造成仅处理以能量单位表示的ESS的表征。

ESS状态的准确报告对最优化车辆操作很重要。受影响的车辆操作可包括充电操作、延长的电动里程的计算、再生能量捕获模式、传动装置的校准等。当计算电动车的里程时状态的不准确报告可能更加重要，因为其可能导致驾驶员过早用完原动力。不幸地，变化的驾驶风格、行为和条件导致的非常难以预料的任务负载阻碍了ESS状态的准确报告。

因此，仍然需要一种准确地报告车辆中所使用的能量存储系统中剩余的可用能量的方式。

发明内容

根据本发明的一个实施例，提供一种报告能量存储系统的品质的方法。所述方法包括获取能量存储系统的开路电压，基于开路电压提供能量存储系统的库仑能力和库仑容量，以及基于库仑容量、库仑能力或它们的各种组合中的至少一个确定能量存储系统的能量能力和能量容量中的至少一个。

任选地，确定能量存储系统的开路电压包括：确定能量存储系统的当前充电状态；计算能量存储系统的平均充电状态；以及基于平均充电状态和当前充电状态确定能量存储系统的开路电压。

任选地，所述方法还可以包括根据能量能力确定目标能量使用窗口。所述目标能量使用窗口包括最大和最小能量使用极限，从而最大和最小能量使用极限之间的区域构成合理能量使用带。

任选地，所述方法可以包括确定能量能力和能量容量两者。确定能量存储系统的能量能力可以包括：确定能量存储系统的电流-电阻补偿后电压；以及基于开路电压、库仑能力和电流-电阻补偿后电压计算能量存储系统的能量能力。确定电流-电阻补偿后电压可以包括：确定能量存储系统的电压偏移；以及基于开路电压与电压偏移之和计算电流-电阻补偿后电压。确定能量存储系统的电压偏移可以包括：确定能量存储系统的电阻；计算能量存储系统的估计电流；以及基于能量存储系统的电阻和电流确定电压偏移。

在本发明的另一实施例中，提供一种用于估计从能量存储系统接收其原动力的至少一部分的车辆的里程的方法。所述方法包括：获取能量存储系统的开路电压；基于开路电压提供能量存储系统的库仑能力和库仑容量；基于库仑容量、库仑能力或它们的各种组合中的至少一个确定能量存储系统的能量容量和能量能力中的至少一个；以及基于能量能力确定车辆的有效驾驶里程。

在本发明的另一实施例中，提供一种用于控制从能量存储系统接收其原动力的至少一部分的车辆的操作的设备。所述设备可包括控制系统，其中所述控制系统包括内存设备和控制器。所述控制器可以被编程为：获取能量存储系统的开路电压；基于开路电压提供能量存储系统的库仑能力和库仑容量；以及基于库仑容量、库仑能力或它们的各种组合中的至少一个确定能量存储系统的能量能力和能量容量中的至少一个。

任选地，所述控制器被编程为根据能量容量确定目标能量使用窗口。替换地，所述控制器被编程为根据能量能力确定目标能量使用窗口。可以在车辆中设置所述设备。

本发明还提供了如下方案：

方案1. 一种报告能量存储系统的品质的方法，所述方法包括：

获得能量存储系统的开路电压；

基于开路电压提供能量存储系统的库仑能力和库仑容量；以及

基于库仑容量、库仑能力或它们的各种组合中的至少一个确定能量存储系统的能量能力和能量容量中的至少一个。

方案2. 如方案1所述的方法，其中，确定能量存储系统的开路电压包括：

确定能量存储系统的当前充电状态；

计算能量存储系统的平均充电状态；以及

基于平均充电状态和当前充电状态确定能量存储系统的开路电压。

方案3. 如方案2所述的方法，还包括：根据能量能力确定目标能量使用窗口。