CN105083037A - 电池单元荷电状态估计 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池单元荷电状态估计。公开了一种混合动力车辆和电动车辆，所述混合动力车辆和电动车辆包括牵引电池，所述牵引电池包括多个互连的电池单元。有效的电池控制(诸如电池单元平衡)可依赖于每个电池单元的精确的荷电状态。提出了一种用于降低荷电状态计算的计算工作量的方法。一种精确的电池包级别的荷电状态计算被实现，且代表平均电池单元荷电状态。平均电池单元电压基于电池包电压测量。基于电池单元电压与平均电池单元电压之间的差异来计算针对每个电池单元的荷电状态差异。荷电状态差异利用电池包荷电状态、特性电压和电池单元的荷电状态关系。电池单元荷电状态为电池包荷电状态与荷电状态差异的和。

Description

电池单元荷电状态估计

技术领域

本申请总体上涉及估计牵引电池的电池荷电状态。

背景技术

混合动力电动车辆和纯电动车辆依靠牵引电池来提供用于推进的能量。牵引电池通常包括以各种配置连接的多个电池单元。为了确保车辆的最优操作，可监测牵引电池的各种性能。一个有用的性能是指示存储在电池中的电荷量的电池荷电状态(SOC)。可将牵引电池作为整体来计算荷电状态，或者，针对每个电池单元来计算荷电状态。牵引电池的荷电状态提供剩余电荷的有用指示。关于每个独立电池单元的荷电状态提供用于平衡电池单元之间的荷电状态的信息。由于电池单元之间的荷电状态的差异会使得一些电池单元相对于其他电池单元被过充电或充电不足，所以电池单元的平衡是有用的。

发明内容

一种车辆包括牵引电池和至少一个控制器，其中，所述牵引电池包括多个电池单元。所述至少一个控制器被配置为：响应于电池单元电压和平均电池单元电压之间的差异输出电池单元荷电状态，并根据电池单元的电池单元荷电状态来平衡电池单元，其中，电池单元荷电状态基于从所述差异得出的电压偏移，并且和与牵引电池荷电状态关联的参考电压相关。所述至少一个控制器被配置为根据电池单元的电池单元荷电状态来平衡电池单元。所述至少一个控制器还被配置为：响应于电池单元电压与平均电池单元电压之间不存在差异，输出电池单元荷电状态，其中，电池单元荷电状态基于与牵引电池荷电状态关联的参考电压。平均电池单元电压可为牵引电池的总电压与牵引电池的电池单元的总数的商。电压偏移还可从电池电流得出。电池单元荷电状态还可基于从电池单元模型估计出的电池单元开路电压差异，其中，所述差异和电池电流为电池单元模型的输入。电池单元荷电状态还可基于开路电压和荷电状态特性，使得电池单元荷电状态为由与电池单元开路电压差异关联的荷电状态差异补偿后的牵引电池荷电状态。

一种电池管理***包括至少一个控制器，所述至少一个控制器被配置为：根据电池单元的电池单元荷电状态来对包括多个电池单元的牵引电池进行操作，其中，电池单元荷电状态基于电池单元开路电压与平均电池单元开路电压之间的电压差异，并和与牵引电池荷电状态相关联的电池单元电压相关。平均电池单元开路电压可基于牵引电池的总电压和牵引电池中的电池单元的总数。电池单元开路电压可基于测量的电池单元端电压。电压差异可基于电池电流。对牵引电池的操作可包括基于电池单元的电池单元荷电状态来平衡电池单元。电压差异可基于电池单元模型输出，电池单元模型具有测量的电池单元端电压与平均电池单元端电压之间的差作为输入。电压差异可为第一电池单元模型输出与第二电池单元模型输出之间的差，第一电池单元模型具有测量的电池单元电压作为输入，第二电池单元模型具有平均电池单元端电压作为输入。

一种电池控制方法包括：由控制器根据电池单元的电池单元荷电状态对包括多个电池单元的牵引电池进行操作，其中，电池单元荷电状态基于从测量的电池单元电压与平均电池单元电压之间的差异得出的电压偏移，并和与牵引电池的荷电状态关联的电池单元参考电压相关。电压补偿还可从电池电流得出。所述方法还可包括：根据电池单元的电池单元荷电状态来平衡牵引电池的电池单元。平均电池单元电压可基于牵引电池的总电压。电池单元荷电状态还可基于开路电压和荷电状态特性，使得电池单元荷电状态为由与电池单元开路电压差异关联的荷电状态量补偿后的牵引电池平均荷电状态。

附图说明

图1是示出了典型的动力传动***和储能组件的混合动力车辆的示图。

图2是由多个电池单元组成并由电池能量控制模块监测和控制的可能的电池包布置的示图。

图3是示例的电池单元等效电路的示图。

图4是示出对于典型的电池单元的可能的开路电压(Voc)与电池荷电状态(SOC)的关系的曲线图。

图5是示出用于计算电池单元荷电状态的可能的电池管理***的方框图。

图6是示出用于计算针对电池单元的荷电状态调整的可能的电池单元估计方案的方框图。

图7是示出用于计算针对电池单元的荷电状态调整的另一可能的电池单元估计方案的方框图。

具体实施方式

根据需要，将本发明的详细实施例公开于此；然而，将要理解的是，所公开的实施例仅是本发明的可以以各种方式和替换方式实施的示例。附图不必然按比例绘制；一些特征可以被夸大或缩小以示出特定组件的细节。因此，在此所公开的特定结构性和功能性细节不被解释为是限制性的，而仅作为用于教导本领域技术人员以不同方式采用本发明的代表性基础。

在此描述了本公开的实施例。然而，应理解的是，公开的实施例仅为示例，并且其他实施例可采用多种和替代的形式。附图不一定按比例绘制；可放大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此所公开的具体结构和功能细节不应解释为限制，而仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式使用本发明的代表性基础。如本领域的普通技术人员将理解的是，参照任一附图示出和描述的多种特征可与一个或更多个其他附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和修改可期望用于特定应用或实施。

图1描绘了典型的插电式混合动力电动车辆(HEV)。典型的插电式混合动力电动车辆12可以包括机械地连接到混合动力传动装置16的一个或更多个电机14。电机14可以能够作为马达或发电机运转。另外，混合动力传动装置16机械地连接到发动机18。混合动力传动装置16还机械地连接到驱动轴20，驱动轴20机械地连接到车轮22。当发动机18开启或关闭时，电机14可以提供推进和减速能力。电机14还用作发电机，并且能够通过回收在摩擦制动***中通常将作为热损失掉的能量来提供燃料经济效益。通过允许发动机18以更有效的状态(发动机速度和负载)运转并允许混合动力电动车辆12在特定状况下随着发动机18关闭而以电动模式运转，电机14还可以减少车辆排放。

牵引电池或电池包24储存可以被电机14使用的能量。车辆电池包24通常提供高电压DC输出。牵引电池24电连接到一个或更多个电力电子模块。一个或更多个接触器42在断开时可以使牵引电池24与其他组件隔离，并在闭合时使牵引电池24连接到其他组件。电力电子模块26还电连接到电机14，并且提供在牵引电池24和电机14之间双向传输能量的能力。例如，典型的牵引电池24可以提供DC电压，而电机14可以使用三相AC电流以运转。电力电子模块26可以将DC电压转换为被电机14使用的三相AC电流。在再生模式下，电力电子模块26可以将来自用作发电机的电机14的三相AC电流转换为被牵引电池24使用的DC电压。在此的描述同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆，混合动力传动装置16可以是连接到电机14的齿轮箱，并且发动机18可以不存在。

牵引电池24除了提供用于推进的能量之外，还可以提供用于其他车辆电气***的能量。车辆可以包括DC/DC转换器模块28，DC/DC转换器模块28将牵引电池24的高电压DC输出转换为与其他车辆负载兼容的低电压DC供应。其它高电压电力负载46(诸如压缩机和电加热器)可以直接连接到高电压而不使用DC/DC转换器模块28。电力负载46可以具有适时运行电力负载46的关联的控制器。低电压***可以电连接到辅助电池30(例如，12V电池)。

车辆12可以是电动车辆或插电式混合动力车辆，其中，牵引电池24可以通过外部电源36被再充电。外部电源36可以连接到电插座。外部电源36可以电连接到电动车辆供应设备(EVSE)38。EVSE38可以提供电路和控制，以调节并管理在电源36和车辆12之间的能量的传输。外部电源36可以向EVSE38提供DC电力或AC电力。EVSE38可以具有用于***到车辆12的充电端口34中的充电连接器40。充电端口34可以是被构造为将电力从EVSE38传输到车辆12的任何类型的端口。充电端口34可以电连接到充电器或车载电力转换模块32。电力转换模块32可以调节从EVSE38供应的电力，以向牵引电池24提供合适的电压电平和电流电平。电力转换模块32可与EVSE38进行接口连接，以协调向车辆12的电力传输。EVSE连接器40可具有与充电端口34的相应凹槽匹配的插脚。可选择地，被描述为电连接的各种组件可以使用无线感应耦合来传输电力。

一个或更多个车轮制动器44可以被提供以用于使车辆12减速并防止车辆12的运动。车轮制动器44可以是液压驱动的、电力驱动的或是它们的一些组合。车轮制动器44可以是制动***50的一部分。制动***50可以包括协同运行以操作车轮制动器44的其他组件。为了简洁，附图描绘了在制动***50和车轮制动器44之一之间的一种连接。隐含了在制动***50和其他的车轮制动器44之间的连接。制动***50可以包括控制器以监测并协调制动***50。制动***50可以监测制动组件，并控制车轮制动器44以使车辆减速或控制车辆。制动***50可以响应于驾驶员命令，并也可以自主运行以实现诸如稳定性控制的功能。制动***50的控制器可以实现当被另一控制器或子功能请求时应用请求的制动力的方法。

所讨论的各种组件可具有一个或更多个相关联的控制器，以控制并监测所述组件的操作。控制器可经由串行总线(例如，控制器局域网(CAN))或经由离散的导体进行通信。另外，可以存在***控制器48，以协调各种组件的操作。

牵引电池24可以由各种化学配方构建。典型的电池包化学组成可以是铅酸、镍-金属氢化物(NIMH)或锂离子。图2示出了N个电池单元72的简单串联构造形式的典型的牵引电池包24。然而，其他的电池包24可以由串联或并联或者它们的一些组合连接成的任意数量的单独的电池单元组成。典型的***可以具有一个或更多个控制器，诸如监测并控制牵引电池24的性能的电池能量控制模块(BECM)76。BECM76可以监测若干个电池包的水平特性，诸如电池包电流78、电池包电压80和电池包温度82。BECM76可以具有非易失性存储器，使得当BECM76处于断电状态时数据可以被保留。保留的数据可以在下一个点火循环时被使用。电池管理***可由除了电池单元之外的组件构成，并可包括BECM76、测量传感器(78、80、82)和传感器模块74。电池管理***的功能可按照安全和有效的方式对牵引电池进行操作。

除了电池包的水平特性之外，还可以存在被测量并监测的电池单元72的水平特性。例如，可以测量每个电池单元72的端电压、电流和温度。***可以使用传感器模块74测量电池单元72的特性。根据容量，传感器模块74可以测量一个或多个电池单元72的特性。电池包24可以利用多达N_c个传感器模块74来测量每个电池单元72的特性。每个传感器模块74可以将测量值传输到BECM76以进一步处理和协调。传感器模块74可以将模拟形式或数字形式的信号传输到BECM76。在一些实施例中，传感器模块74的功能可以被合并到BECM76内部。即，传感器模块74的硬件可以被集成为BECM76中的电路的一部分，并且BECM76可以操控原始信号的处理。

可以使用电压传感器来测量电池单元72和电池包电压80。在传感器模块74和电池包电压测量电路80内的电压传感器电路可以包含各种电子组件，以测量电压信号并对电压信号进行采样。测量信号可以被发送到BECM76和传感器模块74内的模数(A/D)转换器的输入端以被转换为数字值。这些组件可能变成短路或断路而导致电压被不正确测量。此外，这些问题可能随时间间歇性地发生并出现在测量的电压数据中。传感器模块74、电池包电压传感器80和BECM76可以包含电路以确定电压测量组件的状态。另外，BECM76或传感器模块74内的控制器可以基于期望的信号操作电平来执行信号边界检查。

在由许多连接的电池单元组成的电池内，电池单元的荷电状态可由于许多原因变得不平衡，所述原因包括：制造变化、由牵引电池内的温度分布引起的电池单元以不同速率的衰减以及由芯片设计引起的不同速率的内部泄漏。电池单元不平衡可被定义为电池单元的SOC之间的差异。电池控制器76可包括电池单元平衡功能。电池单元平衡是试图通过从受影响的电池单元中增加或减少电荷来均衡电池单元的SOC的一种处理。

执行电池单元平衡的各种方法都是可能的。可跨越每个电池单元包括开关，开关使得可选择性地跨越电池单元切换电路元件。电路元件可允许电池单元进行放电。可选地，开关可选择性地将电池单元连接在一起，使得一个电池单元在放电的同时对另一个电池单元进行充电。电池单元平衡可通过选择性地对电池的电池单元进行充电和放电直到所有电池单元具有大致相同的荷电状态来实现。电池控制器76可包括开关以及用于控制和激活开关的接口电路。电池控制器76可采用软件来执行电池单元平衡。可通过使用针对每个电池单元的精确的SOC估计来提高电池平衡的有效性。

可按照多种方式对电池单元进行建模。例如，可将电池单元建模为电路。图3示出了一种可能的电池单元等效电路模型(ECM)。电池单元可以被建模为具有相关联的阻抗的电压源(V_oc)100。阻抗可以由一个或更多个电阻(102和104)和电容106组成。V_oc100表示电池的开路电压(OCV)。该模型可以包括内电阻r₁102、电荷转移电阻r₂104和双层电容C106。电压V₁112是内电阻102两端的由于电流114流过电路而产生的电压降。电压V₂110是r₂和C的并联组合的两端的、由于电流114流过该组合而产生的电压降。电压V_t108是电池的端子两端的电压(端电压)。

由于电池单元的阻抗，而使端电压V_t108可与开路电压V_oc100不同。由于仅电池单元的端电压108可被测量，因此开路电压V_oc100会不易于测量。当足够长的时间段内没有电流114流动时，端电压108可与开路电压100相同。足够长的时间段可允许电池的内部动态达到稳定状态。当电流114流动时，V_oc100可能不易于被测量，并且V_oc100的值可基于图4所示的SOC来推断。参数值r₁、r₂和C可以是已知的或未知的。参数的值可以依赖于电池单元设计和电池化学组成(chemistry)。

对于典型的锂离子电池单元，在SOC和开路电压(V_oc)之间存在关系，使得V_oc＝f(SOC)。图4示出了显示开路电压V_oc的典型曲线124，开路电压V_oc是SOC的函数。可以通过分析电池性能或者通过测试电池单元来确定SOC和V_oc之间的关系。曲线124的准确形状可以基于锂离子电池的准确配方而变化。电压V_oc由于电池的充电和放电而改变。

一种可能的模型可为图3的等效电路模型。用于该等效模型的控制方程可被写作：

${\stackrel{.}{V}}_2=-\frac{1}{r_{2}C}{V}_2+\frac{1}{C}*i---\left(1\right)$

V_oc＝V_t+V₂+r₁*i(2)

其中，i为电流，为V₂基于时间的导数。该模型可表示单个电池单元或整个牵引电池(例如，多个电池单元的串联)。该模型各种阻抗值(r₁、r₂和C)可为估计值或预定值。可使用各种阻抗参数估计方案。

参照图3的模型，各种电压值和电流值可基于每个电池单元或基于整个电池包来测量。例如，可针对牵引电池中的每个电池单元来测量端电压V_t108。由于相同的电流可流过每个电池单元，所以可针对整个牵引电池来测量电流i114。不同的电池包构造可使用不同的测量组合。

从该模型可确定将端电压关联到开路电压的关系或函数。端电压可被表达为V_t＝g(V_oc,i)。可确定将开路电压100关联到端电压108的反函数。该开路电压100可被描述为V_oc＝g^-1(V_t,i)。上述函数和反函数依赖于所选择的模型方程。图3的示例是一种可能的模型，且所描述的方法不限于该特定模型。

电池荷电状态值可被用于估计可用的电池能量和电池功率容量。随着SOC值的精度提高，电池控制操作的精度可提高。精确的SOC可改善电池平衡，其中，电池平衡可提高可用的电池能量并减少过度电池操作的潜在风险。

计算SOC的现有方法为电流积分，也被称为安时积分或库伦计数。该方法要求高度精确的电流传感器以确保期望的SOC估计精度。任何测量噪声可导致不精确的SOC估计。也可使用具有提高的精确度的更复杂的方法。其他方法可使用电压信息来估计SOC。这种方法可依赖于复杂的电池模型和识别方案。一些SOC估计方案可依赖于针对电池包的每个电池单元执行复杂的识别模型。由于计算能力和硬件资源有限，所以针对每个电池单元执行这些耗时算法可能超出电池管理***的能力。

牵引电池可由具有相同或十分相似的特性的电池单元组成。针对每个电池单元的电池动态可能与电池包的其他电池单元相似。由于电池单元可为相似的，所以针对每个电池单元执行的计算处理可产生相同或近似的值。当输入值具有近似的值时，执行相同的计算处理可能是多余的且不必要的。更有效的计算技术可根据估计的参考SOC以及每个电池单元SOC与参考SOC之间的SOC差异来估计电池单元SOC，其中，估计的参考SOC等于平均电池单元SOC。

该方法的优点在于降低计算复杂度。参考SOC的估计可利用复杂的且计算密集性的技术，而每个电池单元SOC的估计可利用简单且快速执行的指令。由于仅在计算参考SOC时执行计算密集性的技术，而并不针对每个电池单元重复计算密集性的技术，因此这样降低了复杂度。可相对于参考SOC使用较小计算密集性的技术来调整每个电池单元SOC。

图5描述用于计算牵引电池的每个电池单元72的荷电状态的电池管理***的荷电状态估计函数200的方框图。荷电状态估计逻辑200可被执行为电池控制器中的函数。荷电状态估计逻辑200可包括电池包SOC估计函数202。电池包SOC估计函数202可利用已知技术来精确地计算电池包级别SOC。为了估计电池包SOC，电池包SOC估计函数可使用各种测量值。电池包SOC估计函数202可使用电池电流测量值214和电池包电压测量值220，以计算和输出电池包SOC222。为了获得高精确度，可使用复杂的建模和识别方案来估计电池包SOC。

电池包SOC222可被视为每个电池单元的SOC值的组合。电池包SOC222可被视为电池单元SOC平均值。当电池单元被精确地平衡时，电池单元的荷电状态和整个电池包的荷电状态可为相同的值。然而，实际上，存在电池单元荷电状态的变化，其中，该变化可由电池单元的变化和操作条件所引起。

电池控制器可测量电池包电压220。电池包电压220可为跨越电池包两端的电压。假设电池单元72串联连接，则电池包电压220可为电池单元72的电压的总和。在图5中未示出可被存在用于换算和过滤电池包电压220的测量值的硬件电路。除了测量电池包电压220之外，电池控制器还可测量跨越电池包的每个电池单元72的电压。图5描述了包括N个电池单元72的电池。每个电池单元的电压可被测量并输入到荷电状态子***200。例如，第k个电池单元218的电压测量值可被测量和输入。估计方案可针对电池包的每个电池单元重复执行。

平均电池单元电压224可为电池包电压220除以电池单元的数量N得到的商。这可被描述为将值为1/N的增益206施加到电池包电压220。可计算平均电池单元电压224与第k个电池单元的电压218之间的电压差异226。该运算可表示为图5的差分元件208。可基于在电池单元未串联连接的情况下的特定构造来调整平均电池单元电压224的计算。

控制器可执行ΔSOC估计过程210，ΔSOC估计过程210用于计算每个电池单元相对于平均SOC222的荷电状态偏差。可计算每个电池单元相对于所有电池单元的平均荷电状态的电池单元荷电状态差异228。电池单元荷电状态差异228可被添加到整个电池包SOC222，以获得针对电池单元的电池单元SOC216。该运算可被描述为以下等式：

SOC_cell,k＝SOC_pack+ΔSOC_cell,k(3)

该运算可由图5中的第二求和点212来表示。该过程可针对牵引电池的每个电池单元重复执行。每个电池单元可具有关联的荷电状态差。

ΔSOC估计过程210可包括如图6中示出的附加的逻辑。电池单元电压与平均电池单元电压之间的电压差异226可被用于计算电池单元开路电压与电池单元的平均开路电压之间的电池单元开路电压差异254。可基于所选择的模型而已知端电压差异与开路电压差异之间的关系。为了产生电池单元开路电压差异254，可利用反动态模型250。模型250还可利用电池电流214。该模型可如图3中所示，并且由方程(1)和方程(2)表示。该模型可在控制器中被执行，且输出可为电池单元开路电压差异254。注意到，可使用具有相似结果的其他模型。

开路电压差异254可被输入到反SOC曲线或函数252。反SOC函数252可利用电池特性曲线或函数256。该特性与图4中描述的曲线相似。对于反SOC函数252的附加输入可为估计的电池包SOC222。可参照特性曲线256来理解反SOC函数252的运算。

可确定曲线258上的与电池包SOC222相关联的起始点260。起始点260可被定义与电池包或平均电池单元SOC222相关联的电池单元的参考电压。在起始点260处的参考电压值可为电池单元的平均开路电压。开路电压差异254可被用作确定电池单元开路电压的电压偏移。可使用开路电压差异254来确定电池单元开路电压。电池单元开路电压可被定义为平均开路电压和开路电压差异254的和。所得的电池单元开路电压可结合相关联的电池单元荷电状态264定义曲线258上的点262。SOC中的变化228可被定义为电池单元荷电状态264与平均SOC222之间的差异。

在图7中描述了替换的ΔSOC估计方案210’。在该示例中，不直接输入开路电压差异。在替换示例中，电池单元电压218和平均电池单元电压224被分别输入到反动态块250。输出是针对电池单元的开路电压282和针对所有电池单元的平均开路电压280。然后，开路电压差异254可为电池单元开路电压282与平均开路电压280之间的差异。开路电压差异254随后可被输入到先前描述的反SOC函数252。

上述方法可作为电池管理***的一部分在电池控制器中被执行。电池单元荷电状态值可被用于平衡电池单元或对牵引电池进行操作。该方法的益处在于它可相比于其他方法具有较小的计算密集性。可实现高度精确的电池包SOC估计方案。然后，使用较小计算密集性的模型来计算每个电池单元的SOC。由于该方法依赖于高度精确的电池包SOC估计以确定电池单元SOC值，所以可保持电池单元SOC值的精确度。

在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机或者通过处理装置、控制器或计算机被实现，其中，处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或专用电子控制单元。类似地，所述处理、方法或算法可被存储为通过控制器或计算机以多种形式执行的数据和指令，包括但不限于永久存储在不可写的存储介质(诸如，只读存储器(ROM)设备)中的信息以及可改变地存储在可写的存储介质(诸如，软盘、磁带、光盘(CD)、随机存取存储器(RAM)装置和其他的磁性介质和光学介质)中的信息。所述处理、方法或算法还可在可执行软件的对象中实施。可选地，可利用适当的硬件组件(诸如，专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置，或者硬件、软件和固件组件的组合)来全部或部分地实现所述处理、方法或算法。

虽然以上描述了示例性实施例，但这些实施例并不意在描述权利要求所包含的所有可能形式。说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，可在不脱离本公开的精神和范围的情况下做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征进行组合以形成本发明的可能未被明确描述或示出的进一步的实施例。尽管关于一个或更多个期望的特性，各种实施例已经被描述为提供优点或优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域的普通技术人员应认识到，一个或更多个特征或特性可被折衷以实现依赖于特定应用和实现的期望的整体***属性。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐用性、生命周期成本、市场性、外观、包装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易装配性的容易性等。因此，针对一个或更多个特性，被描述为不如其他实施例或现有技术实施方式的实施例并非在本公开的范围之外，并可被期望用于特定应用。

Claims (6)

1.一种车辆，包括：

牵引电池，包括多个电池单元；

至少一个控制器，被配置为：响应于电池单元电压和平均电池单元电压之间的差异输出电池单元荷电状态，并根据电池单元的电池单元荷电状态来平衡电池单元，其中，电池单元荷电状态基于从所述差异得出的电压偏移，并且和与牵引电池荷电状态关联的参考电压相关。

2.根据权利要求1所述的车辆，其中，所述至少一个控制器还被配置为：响应于电池单元电压与平均电池单元电压之间不存在差异，输出电池单元荷电状态，其中，电池单元荷电状态基于与牵引电池荷电状态关联的参考电压。

3.根据权利要求1所述的车辆，其中，平均电池单元电压为牵引电池的总电压与牵引电池的电池单元的总数的商。

4.根据权利要求1所述的车辆，其中，电压偏移还从电池电流得出。

5.根据权利要求1所述的车辆，其中，电池单元荷电状态还基于从电池单元模型估计出的电池单元开路电压差异，其中，所述差异和电池电流为电池单元模型的输入。

6.根据权利要求5所述的车辆，其中，电池单元荷电状态还基于开路电压和荷电状态特性，使得电池单元荷电状态为由与电池单元开路电压差异关联的荷电状态差异补偿后的牵引电池荷电状态。