[发明专利]基于充电所需时间来管理电池的系统和方法

权利要求书

1.一种健康状态估算系统，其包括：

测量器，其在电池利用恒定电流进行充电的预设的电压范围内，在每个预设的电压间隔处确定充电所需时间的测量值；

参数估算器，当电池电压高于所述预设的电压范围时，所述参数估算器通过预设的元模型在每个电压间隔处确定充电所需时间的估算值，所述参数估算器估算测量值与估算值之间的基于加权最小二乘的误差最低的电池健康状态，

其中，所述预设的元模型为基于输入变量与输出函数值之间的关系而建立的基于数据的模型，所述输入变量为电池健康状态，所述输出函数为充电所需时间。

2.根据权利要求1所述的健康状态估算系统，其中，所述预设的电压范围为3600mV至4040mV，并且电压间隔为20mV。

3.根据权利要求1所述的健康状态估算系统，其中，所述测量器在形成电池的全部电池单元之中选择具有最小电压、平均电压和最大电压的电池单元，并且在三个选择的电池单元的每个电压间隔处测量充电所需时间。

4.根据权利要求3所述的健康状态估算系统，其中，参数估算器估算三个选择的电池单元的每个的电池健康状态，并且将具有最大电压的电池单元的健康状态确定为电池健康状态。

5.根据权利要求1所述的健康状态估算系统，进一步包括：

初始化器，其在恒定电流充电之前，通过将剩余容量除以充电电流所获得的结果换算成秒单位，来确定充电所需时间的初始时间。

6.根据权利要求5所述的健康状态估算系统，其中，当在电池开始被充电之后初始化地估算参数时，参数估算器通过将健康状态为1时的充电曲线改变成对应于初始时间，来确定充电所需时间的估算值。

7.根据权利要求5所述的健康状态估算系统，其中，充电电流为由电流传感器测量的值。

8.根据权利要求1所述的健康状态估算系统，其中，参数估算器更新预测的健康状态；通过元模型对应于预测的健康状态在每个电压间隔处确定充电所需时间的估算值；通过将每个电压间隔的确定估算值减去每个电压间隔的测量值来确定残差矢量；将残差矢量的加权最小二乘之和最小的预测的健康状态估算为电池健康状态。

9.根据权利要求8所述的健康状态估算系统，其中，当电池开始被充电之后最初确定残差矢量时，预测的健康状态被设定为1，并且根据元模型在预设的单位内随着预测的健康状态的更新次数而顺序减小。

10.根据权利要求8所述的健康状态估算系统，其中，在预设的最大重复数目内更新预测的健康状态，并且更新预测的健康状态直到残差矢量的加权最小二乘之和收敛，同时参数估算器估算电池健康状态。

11.根据权利要求8所述的健康状态估算系统，其中，加权最小二乘的权重值被设定成与残差矢量成反比，所述残差矢量为在每个电压间隔处充电所需时间的估算值与每个电压间隔的测量值之间的差。

12.一种健康状态估算方法，其作为基于健康状态估算系统的至少一个处理器的电池管理方法，所述健康状态估算方法包括：

在利用恒定电流对电池进行充电的预设的电压范围内，在每个预设的电压间隔处确定充电所需时间的测量值；

当电池电压高于所述预设的电压范围时，通过预设的元模型根据预测的健康状态在每个电压间隔处确定充电所需时间的估算值；

将测量值与估算值之间的基于加权最小二乘的误差最低的预测的健康状态估算为电池健康状态，

其中，所述预设的元模型为基于输入变量与输出函数值之间的关系而建立的基于数据的模型，所述输入变量为电池健康状态，所述输出函数为充电所需时间。