CN109874349B - 电池模型及控制应用校准***和方法 - Google Patents

电池模型及控制应用校准***和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109874349B
CN109874349B CN201780062778.7A CN201780062778A CN109874349B CN 109874349 B CN109874349 B CN 109874349B CN 201780062778 A CN201780062778 A CN 201780062778A CN 109874349 B CN109874349 B CN 109874349B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
model
calibration current
modeled
response
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780062778.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109874349A (zh
Inventor
史蒂芬·G·莱昂纳多
志红·H·金
佩里·M·怀亚特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Johnson Controls Technology Co
Original Assignee
Johnson Controls Technology Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Johnson Controls Technology Co filed Critical Johnson Controls Technology Co
Priority to CN202310630231.XA priority Critical patent/CN116811661A/zh
Publication of CN109874349A publication Critical patent/CN109874349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109874349B publication Critical patent/CN109874349B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
    • B60L3/12—Recording operating variables ; Monitoring of operating variables
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/12—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to state of charge [SoC]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/16—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries responding to battery ageing, e.g. to the number of charging cycles or the state of health [SoH]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/367—Software therefor, e.g. for battery testing using modelling or look-up tables
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/44—Testing lamps
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/545—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4271—Battery management systems including electronic circuits, e.g. control of current or voltage to keep battery in healthy state, cell balancing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H01M2010/4278—Systems for data transfer from batteries, e.g. transfer of battery parameters to a controller, data transferred between battery controller and main controller
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本公开的一个实施例描述了用于减少在电池控制***(14)的运行中使用的电池模型(42)中的误差的***及方法。电池控制***(14)可以基于从电池模型(42)导出的电池的模型化的响应来运行。如果电池模型(42)未被校准/验证，则电池模型(42)中的误差可以通过电池的模型化的响应传播到电池控制***(14)的运行。校准电流脉冲可导致电池的与电池对相同校准电流脉冲的模型化响应不同的测得响应。验证技术(80)可以保护电池控制***(42)不受来自未校准电池模型的误差影响，所述验证技术使用电池对校准电流脉冲(88)的模型化响应和测得的响应之间的差异作为校准电池模型(42)的方法。

Description

电池模型及控制应用校准***和方法
相关申请的交叉引用
根据35U.S.C.§120，本申请是一项非临时申请，要求于2016年10月12日提交的名称为“用于状态功能及相关电池模型验证的方法(METHODS FOR STATE-OF-FUNCTION ANDASSOCIATED CELL MODEL VALIDATION)”的美国临时申请第62/407,487号的优先权，该申请出于所有目的其全部内容通过引用并入本文。
背景技术
本公开总体上涉及电池***，并且更具体地，涉及电池***中使用的电池控制***。
该部分旨在向读者介绍可能与下面描述和/或要求保护的本技术的各个方面有关的技术的各个方面。相信该讨论有助于向读者提供背景信息以便于更好地理解本公开的各个方面。因此，应当理解，这些陈述应当由此角度来阅读，而非作为对现有技术的承认。
电气***通常包括电池***以捕获(例如存储)所产生的电能和/或供应电力。实际上，电池***可以包括在用于各种应用的电气***中。例如，固定式电力***可包括电池***，该电池***接收由发电机输出的电力并将电力存储为电能。以这种方式，电池***可以使用存储的电能向电气负载供应电力。
另外，机动车辆中的电气***可以包括电池***，该电池***供应电力，例如，以提供和/或补充机动车辆的动力(例如功率)。出于本公开的目的，此类机动车辆被称为xEV并且可以包括以下类型的机动车辆中的任何一种、任何变型和/或任何组合。例如，电动车辆(EV)可以利用电池供电的电力推进***(例如一个或多个电动机)作为车辆动力的主要来源。由此，电动车辆中的电池***可以被实现为向电池供电的电力推进***供应电力。另外，混合动力电动车辆(HEV)可以利用电池供电的电力推进***和内燃机推进***的组合来产生车辆动力。由此，可以实现电池***，以便于通过向电池供电的电力推进***供应电力来直接提供至少一部分车辆动力。
此外，微混合动力电动车辆(mHEV)可使用内燃机推进***作为车辆动力的主要来源，但是可以利用电池***来实现“停止-启动”技术。特别地，当需要推进时，mHEV可以在内燃机怠速运转和曲柄起动(例如重新启动)的同时停用其内燃机。为了便于实施这些技术，电池***可以在内燃机被停用时继续供应电力，并且供应电力以曲柄起动内燃机。以这种方式，电池***可以间接地补充提供车辆动力。
为了便于控制其运行，电池***通常包括电池控制***，例如，该电池控制***确定电池状态，诸如功能状态(SoF)、健康状态(SoH)和/或充电状态(SoC)。在一些情况下，可以至少部分地基于由电池控制***确定的相应电池状态来控制电池(例如电池模块、电池组或电池单元)的充电和/或放电。例如，可以至少部分地基于由其相应的功能状态所指示的充电电力限值来控制供应给电池充电的电流和/或电压的大小。因此，至少在某些情况下，电池控制***的电池状态确定的准确性可能影响其相应电池***的运行稳定性和/或运行效率。
发明内容
本文公开的某些实施例的概述如下。应当理解，提供这些方面仅仅是为了向读者提供这些特定实施例的简要概述，并且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可涵盖可能未在下面阐述的各个方面。
在一个实施例中，一种***可以包括具有传感器的汽车电池***，该传感器被配置为确定传感器数据，该传感器数据指示汽车电池***中的电池单元的测得的运行参数。该***还可以包括通信地耦接到传感器的电池控制***。电池控制***可以通过至少部分地基于测得的运行参数执行控制应用来确定测得的电池状态。该***还可以包括通信地耦接到汽车电池***的设计装置。设计装置可以包括处理器，该处理器被编程为通过向与电池单元对应的电池模型施加校准电流脉冲来确定模型化的运行参数，通过至少部分地基于模型化的运行参数执行控制应用来确定模型化的电池状态。并且至少部分地基于模型化的运行参数与测得的运行参数之间的差异、模型化的电池状态与测得的电池状态之间的差异、或上述两者，来调整电池模型的模型参数、控制应用或上述两者。
在另一个实施例中，使用设计装置校准电池控制***的方法可以涉及确定校准电流脉冲并指示与电池控制***相对应的电池***向电池组提供校准电流脉冲。该方法还可以涉及使用设计装置至少部分地基于从一个或多个传感器接收的传感器数据确定电池组的测得的响应，该测得的响应由向电池组供应校准电流脉冲而导致，以及使用设计装置将校准电流脉冲供应至与电池组对应的电池模型。该方法还可以涉及确定模型化的响应，该模型化的响应由向电池模型供应校准电流脉冲所导致，以及当测得的响应与模型化的响应之间的差异大于某一差异阈值时，调整电池模型的模型参数、用于确定模型化的响应的控制应用、或调整上述两者。该方法还可以包括当测得的响应与模型化的响应之间的差异不大于所述差异阈值时，使用设计装置在电池控制***中存储电池模型、控制应用或上述两者，以使其能够随后在电池***的运行期间使用。
在又一实施例中，一种有形的非暂时性计算机可读介质，其存储可由设计装置的一个或多个处理器执行的指令，其中该指令包括执行以下行为的指令：确定校准电流脉冲，指示与电池控制***相对应的电池***向电池组供应校准电流脉冲，至少部分地基于从一个或多个传感器接收的传感器数据来确定电池组的测得的响应，该测得的响应由校准电流脉冲的供应而导致，向与电池组相对应的电池模型供应校准电流脉冲，确定模型化的响应，该模型化的响应由向电池模型供应校准电流脉冲所导致，当测得的响应和模型化的响应之间的差异大于某一差值阈值时，调整电池模型的模型参数、用于确定模型化的响应的控制应用、或调整上述两者，并且当测得的响应与模型化的响应之间的差异不大于该差异阈值时，使用一个或多个处理器在电池控制***中存储电池模型、控制应用或上述两者，以使其能够随后在电池***的运行期间使用。
附图说明
通过阅读以下详细描述并参考附图，可以更好地理解本公开的各个方面，其中：
图1是根据实施例的包括电池***的机动车辆的立体图；
图2是根据实施例的包括电池控制***的图1的电池***的框图；
图3是根据实施例的图2的电池控制***的框图，该电池控制***与设计装置通信地耦接；
图4是根据实施例的与存储在图3的电池控制***中的电池模型相对应的电路图；
图5是根据实施例的用于运行图2的电池***的过程的流程图；
图6是根据实施例的用于校准和/或验证电池模型和控制应用的过程的流程图；
图7是根据实施例的用于确定模型化的电池响应的过程的流程图；
图8是根据实施例的用于确定测得的电池响应的过程的流程图；
图9是根据实施例的对第一校准电流脉冲的模型化的电池响应与测得的电池响应之间的匹配程度的图形表示；和
图10是根据实施例的对第二校准电流脉冲的模型化的电池响应与测得的电池响应之间的匹配程度的图形表示。
具体实施方式
下面将描述本公开的一个或多个具体实施例。这些描述的实施例仅是本公开的技术的实例。此外，为了提供这些实施例的简明描述，说明书中可能未描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须做出许多专门针对实施方式的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守与***相关的和与业务相关的约束条件，这些约束条件可能因实施而异。此外，应当理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本发明的普通技术人员来说仍然可以是设计、制备和制造的常规任务。
当介绍本公开的各个实施例的要素时，冠词“一种”、“一个”和“该”旨在表示存在一个或多个这样的要素。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是含括性的，并且意味着可能存在除所列要素之外的其他要素。另外，应当理解，对本公开中的“一个实施例”或“一实施例”的引用不旨在被解释为排除也包含所述特征的另外的实施例。
通常，电池***可以被实现为捕获(例如存储)由一个或多个发电机产生的电能和/或使用存储的电能向一个或多个电气负载供应电力。利用这些益处，电气***中通常包括一个或多个电池***。实际上，电池***可以用在为各种目标应用而实现的电气***中，例如，从固定式电力***到车辆(例如汽车)电气***。
在任何情况下，为了便于控制电池***的运行，电池***通常包括电池控制***。在一些情况下，可以至少部分地基于相应的电池状态来控制电池***中的电池(例如电池模块、电池组或电池单元)的充电和/或放电，例如，通过更高级别的(例如车辆)控制***与电池控制***协调。因此，为了便于控制电池***的运行，其电池控制***可以通过至少部分地基于电池的运行参数(例如电压、电流和/或温度)执行控制应用来确定电池状态。
例如，至少部分地基于通过电池的电流，电池控制***可以执行充电状态(SoC)应用以确定(例如预测或估计)电池的开路电压(OCV)。另外地或可替代地，至少部分地基于电池的电流和/或电压，电池控制***可以执行健康状态(SoH)应用以确定电池的内部电阻。另外地或可替代地，至少部分地基于电池的温度和/或内部电阻，电池控制***可以执行功能状态(SoF)应用以确定用于对电池充电和/或放电的电力(例如电压和/或电流)限值。
因此，为了便于确定实时(例如测得的或实际的)电池状态，电池控制***可以至少部分地基于从一个或多个传感器接收的传感器数据来确定电池***的运行参数。换言之，电池控制***可以至少部分地基于传感器测量值来确定电池***的测得的(例如实际)运行参数。为了便于进一步改善电池***的运行，在一些情况下，其电池控制***可以至少部分地基于通过电池(例如电池组或电池单元)模型确定的运行参数来预测(例如估计)电池状态，例如，以便于在控制范围(例如一个或多个后续时间步骤)期间在针对实施方式的候选控制策略(例如动作)之间进行选择。换言之，电池控制***可以另外地或可替代地至少部分地基于电池模型确定电池***的模型化的(例如预测的)运行参数。
至少部分地基于电池状态，在一些情况下，电池控制***可以通过输出指示电池***执行一个或多个控制动作的控制命令(例如信号或数据)来直接控制相应电池***的运行。例如，电池控制***可以输出控制命令，该控制命令指示电耦接在电池***中的电池与发电机(例如交流发电机)之间的开关装置在电池的充电状态超过充电状态阈值时从闭合(例如电连接)位置切换到断开(例如电断开)位置。另外地或可替代地，电池控制***可以通过将指示电池状态的数据传送到更高级控制***来便于控制相应电池***的运行，该更高级控制***被实现为控制电池***外部的一个或多个装置(例如设备或机器)的运行。例如，至少部分地基于指示电池功能状态(例如充电电力限值)的数据，车辆控制单元可以输出控制命令，该控制命令指示交流发电机调整被输出到电池***的电力的电流和/或电压。
因此，至少在一些情况下，当确定不同的电池状态和/或不同的运行参数时，可以以不同的方式控制电池***的运行。由此，当基于由电池***的电池控制***确定的电池状态来控制电池***的运行时，预测的(例如模型化的)电池状态相对于相应的实时(例如测得的)电池状态的准确性和/或模型化的运行参数相对于测得的运行参数的准确性可以影响电池***的运行可靠性和/或运行效率。例如，当大于实际充电电力限值时，根据确定的充电电力限值向电池供应电力可能降低后续寿命，从而降低电池的可靠性。另外地或可替代地，当小于实际充电状态时，基于确定的充电状态断开来自电池的电力可减少捕获的电能，从而降低电池***的运行效率。
在一些情况下，例如由于电池模型的不准确性，电池***的模型化的运行参数可能与测得的运行参数不同。因此，基于模型化的运行参数确定的模型化的电池状态也可以不同于基于测得的运行参数确定的测得的电池状态。此外，在一些情况下，由于相应控制应用中的不准确性，模型化的电池状态和测得的电池状态可能不同。至少在某些情况下，当发生此类差异时，控制运行可能影响电池***的运行可靠性和/或运行效率，例如，通过导致电池模块在被充电至充电状态阈值之前电断开，从而限制由电池***提供的能量存储和/或电池***随后曲柄起动内燃机的能力。
因此，本公开提供了便于改善电池***的运行的技术，例如通过离线校准，该离线校准改善了模型化的运行参数与测得的运行参数之间的匹配程度和/或模型化的电池状态与测得的电池状态之间的匹配程度。在一些实施例中，设计装置可以校准电池(例如电池单元)模型和/或在电池控制***中实施的控制应用，例如，在部署于机动车辆或固定电力***之前。在已验证校准之后，电池模型和/或控制应用可以被存储在电池控制***中，以使电池控制***能够在电池***的运行期间利用电池模型和/或控制应用(例如在线)。
在一些实施例中，设计装置可通过将对一个或多个校准电流脉冲的模型化的响应与对一个或多个校准电流脉冲的相应测得的响应进行比较来进行校准。在此类实施例中，设计装置可以至少部分地基于预期在电池的充电和/或放电期间发生的电流脉冲来确定校准电流脉冲。为了确定对校准电流脉冲的模型化的响应，设计装置可以向电池模型供应校准电流脉冲，从而使设计装置能够通过至少部分地基于模型化的运行参数执行控制应用来确定来自电池模型的模型化的运行参数和相应模型化的电池状态。另一方面，为了确定对校准电流脉冲的测得的响应，设计装置可以指示电池***向其电池供应校准电流脉冲，从而使设计装置能够通过至少部分地基于测得的运行参数执行控制应用来确定来自耦接到电池的传感器的测得的运行参数和相应的测得的电池状态。
至少部分地基于模型化的响应和测得的响应之间的比较，在一些实施例中，设计装置可以自主地调整电池模型和/或控制应用。另外地或可替代地，例如，通过显示测得的响应与模型化的响应之间的匹配程度的视觉表示(例如颜色编码的视觉表示)，设计装置可以便于电池模型和/或控制应用的手动调节(例如校准)。由于匹配度可以随着电池的初始运行参数和/或校准电流脉冲的参数(例如持续时间和/或大小)而变化，因此在一些实施例中，视觉表示可以包括在用户可选择的图形用户界面上(例如GUI)，该图形用户界面使用户能够在特定一组条件下对电池模型和/或控制应用作出微调。
当模型化的响应和测得的响应之间的差异小于一差异阈值时，设计装置可以验证电池模型和/或控制应用。在验证之后，电池模型和/或控制应用可以被存储在电池***中，更具体地，存储在其电池控制***中。以这种方式，电池控制***可以在线地利用经验证的电池模型和/或控制应用来便于控制电池***的运行，这至少在某些情况下可以便于提高电池***的运行可靠性和/或运行效率，从而提高在其中实现电池***的电气***的运行可靠性和/或运行效率。
为了帮助说明，图1中示出了具有电气***的机动车辆10，其包括电池***12。关于机动车辆10的讨论仅旨在帮助说明本公开的技术而非对技术范围构成限制。机动车辆10可包括电池***12和另外的车辆电气***，该车辆电气***可控制车辆控制台、电动机和/或发电机。在一些情况下，电池***12可包括汽车电气***中的一些或全部。为了便于讨论，电池***12电耦接到所讨论的汽车电气***。在一些实施例中，机动车辆10可以是xEV，其利用电池***12来提供和/或补充车辆动力，例如，用于使机动车辆10加速和/或减速。在其他实施例中，汽车车辆10可以是例如使用内燃机产生车辆动力以进行加速和/或使用摩擦制动器以进行减速的机动车辆10。
图2中示出了机动车辆10中的电池***12和汽车电气***的更详细视图。如图所示，电池***12包括电池控制***14以及一个或多个电池模块16。电气***可以包括车辆控制台18和暖气、通风和空调(HVAC)***20。在一些实施例中，汽车电气***可以另外地或可替代地包括以电机模式运行的机械能来源22(例如电动机)。
另外，在所描绘的机动车辆10中，汽车电气***可包括电源。如图所示，在该实施例中，汽车电气***的电源是交流发电机24。交流发电机24可以将机械能来源22(例如内燃机和/或旋转的车轮)产生的机械能转换成电能。在一些实施例中，电源可以另外地或可替代地包括以发电机模式运行的机械能来源22(例如电动机)。
如图所示，机动车辆10包括车辆控制***26。在一些实施例中，车辆控制***26可以总体上控制包括机动车辆电气***的机动车辆10的运行。因此，在所描绘的机动车辆10中，车辆控制***26可以监管电池控制***14、电池模块16、HVAC 20、交流发电机24、车辆控制台18和/或机械能来源22，从而使得车辆控制***26类似于监管控制***。然而，车辆控制***26可以另外控制除机动车辆电气***的部件之外的其他部件的运行，例如控制内燃机推进***。
在一些实施例中，电池控制***14可以另外地或可替代地控制电池***12的运行。例如，电池控制***14可以确定电池模块16的运行参数、协调多个电池模块16的运行、传送控制命令，从而指示电池***12执行控制动作、和/或与车辆控制***26通信。
为了便于控制电池***12的运行，电池控制***14可以包括处理器28和存储器30。在一些实施例中，存储器30可以包括存储数据的有形的非暂时性计算机可读介质，该数据例如是可由处理器28执行的指令、由处理器28确定的结果(例如运行参数)、和/或将由处理器28分析/处理的信息(例如运行参数)。因此，在此类实施例中，存储器30可包括：随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可重写非易失性存储器(例如闪存)、硬盘驱动器、光盘等。另外，处理器28可以包括一个或多个通用处理单元、处理电路和/或逻辑电路。例如，处理器28可以包括一个或多个微处理器、一个或多个专用集成电路(ASIC)、和/或一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)。
另外，为了便于存储和供应电力，电池***12可以包括一个或多个电池模块16。在一些实施例中，电池***12的存储容量可以至少部分地基于电池模块16的数量。另外，在一些实施例中，电池***12与汽车电气***的运行兼容性可以至少部分地基于电池模块16的配置(例如，串联和/或并联)以在目标电压域中运行。因此，在一些实施例中，电池模块16以及因此电池***12的实施方式(例如数量和/或配置)可以至少部分地基于汽车电气***的配置和/或目标应用而变化。
在一些实施例中，电池***12的电池模块16的数量和/或配置可以至少部分地基于目标应用而变化。例如，在所描绘的机动车辆10中，电池***12包括一个电池模块16。注意，电池***12可包括多个电池模块16，以便于与多个电压域具有运行兼容性。例如，第一电池模块16可以使用第一(例如高的或48伏)电压域中的电力来运行(例如接收和/或供应电力)。另一方面，未示出的第二电池模块可以使用第二(例如低的或12伏)电压域中的电力来运行。换言之，在其他实施例中，电池***12可包括两个或更多个电池模块16。
在任何情况下，每个电池模块16可包括与电池模块16的端子串联和/或并联连接的一个或多个电池单元32。具体地说，电池单元32可通过一种或多种电化学反应存储电能和/或输出电力。例如，在一些实施例中，电池单元32可包括锂离子电池单元、铅酸电池单元、或上述两者。
在一些实施例中，电池控制***14可以通过一个或多个传感器34监测电池模块16的运行。传感器34可以将传感器数据传输到电池控制***14，所述传感器数据指示电池模块16的实时(例如测得的)运行参数。因此，在一些实施例中，电池***可包括一个或多个电压传感器、一个或多个温度传感器、和/或各种另外的或可替代的传感器。例如，在所示实施例中，电池控制***14可以从传感器34接收传感器数据，该传感器数据指示电池模块16的电压(例如端子电压)。电池控制***14可以基于存储在存储器30中的指令处理传感器数据。
例如，电池控制***14可以将电池模型42和控制应用44作为可执行指令存储在存储器30中，如图3所示。如上所述，电池控制***14可以执行控制应用44以确定电池模块16的状态和/或电池***12的状态。例如，电池控制***14可以执行功能状态(SoF)控制应用44以至少部分地基于由接收自传感器34的传感器数据指示的端子电压来确定放电电流限值和/或充电电流限值。基于控制应用44，电池控制***14可以指示电池***12执行一个或多个控制动作和/或以不同的方式运行。例如，如果确定的放电电流超过存储在存储器30中的阈值，则电池控制***14可以指示开关装置电断开。
在一些实施例中，电池控制***14可以使用电池模型42来预测电池模块16和/或电池***12的运行。注意，虽然电池模型42可以对电池***12、电池单元32和/或电池模块16的行为进行建模，但为了便于讨论，将描述电池模块16的实施例。应用要求可以确定哪种特定电池模型42对电池模块16进行最佳建模，只要电池模型42计算简单，同时具有高精度和预测能力。
由此，电池控制***14可以使用电池模型42来提供模型化的运行参数，作为传感器34测得的运行参数的补充或替代。电池控制***14可以将某些运行参数的指示输入到电池模型42。通过将特定运行参数输入到电池模型42，电池控制***14接收参数输出的指示。例如，电池控制***14可以从传感器34接收端子电压测量值，并且在电池模型42中使用端子电压测量值，电池控制***14可以接收开路电压的值作为来自电池模型42的输出。在一些实施例中，使用电池模型42来预测电池模块16的行为和/或将电池模块16的行为模型化可以便于降低与实施方式相关的成本，例如，通过减少在电池***12中实现的传感器34的数量。
存储器30可以存储各种电池模型42。各种电池模型42中的一个或多个可以单独或组合地预测电池模块16的运行。通过基于模型化的参数控制电池***12的电池控制***14，，电池模型42中的任何误差或模型化的参数可以传播到电池***12的行为中。因此，设计装置46可以执行电池模型42的校准以减少电池模型42中的误差。
在一些实施例中，设计装置46可以通过调整电池模型42的模型参数来校准电池模型42，直到特定的一组模型参数和电池模型42以与电池模块16类似的方式对相同的输入作出响应为止。为实现此目的，设计装置46可包括处理器48(类似于处理器28)、存储器50(类似于存储器30)、以及一个或多个输入/输出(I/O)设备52。因此，设计装置46可以是任何合适的电子设备，诸如手持计算设备、平板计算设备、笔记本计算机、台式计算机、工作站计算机、基于云的计算设备、或这些设备的任意组合。存储器50可以存储可由处理器48执行的指令和/或由处理器48处理(例如分析)的数据。在一些实施例中，类似于处理器28，处理器48可以包括一个或多个通用微处理器、一个或多个专用处理器(ASIC)、一个或多个现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其任何组合。
此外，在一些实施例中，I/O设备52可以使设计装置46能够与各种其他电子设备接口。例如，I/O设备52可以通过通信耦接链路53设计装置46通信地耦接。通信耦接链路53可以包括通信网络，诸如个域网(PAN)、局域网(LAN)、和/或广域网(WAN)，从而使设计装置46能够与通信地耦接到通信网络的另一电子设备通信。另外地或可替代地，通信耦接链路53可以使用通信(例如串行或并行)电缆，从而使设计装置46能够与通信地耦接到通信电缆的另一电子设备通信。
在任何情况下，在一些实施例中，如所描绘的，通过通信耦接链路53在设计装置46与电池控制***14之间的通信可以便于通过验证来确定电池模型42的模型参数。当验证完成时，电池控制***14可以独立于设计装置46使用电池模型42中确定的模型参数。换言之，电池控制***14可以在机动车辆10运行时使用具有所确定的模型参数的电池模型42，并且没有通过通信耦接链路53与设计装置46连接。电池模型42可以确定设计装置46要验证的特定组的模型参数。
图4将电池模块16的电池模型42示出为电阻器电容器(RC)等效电路模型。以这种方式，电池模型42可以表示电池(例如各个电池单元38中一个或多个、电池模块16中的一个或多个、电池***12)。电池模型42使模型参数(例如电阻56、电阻58和电容62)与由一个或多个传感器34测得的运行参数(例如端子电压54、端子电流和电池温度)相关。另外，电池模型42可以提供在机动车辆10的运行期间实时地估计电池模型42的参数(例如开路电压60)的机构。
在电池模型42中，电阻58(例如R0)可以表示电池模块16的电流路径的欧姆电阻，电阻56(例如R1)可以表示电池模块16的电荷转移电阻，并且电容62(例如C1)可以表示电池模块16的双层电容。在电池模型42中，电阻56和58以及电容62通常是电池模块16的设计参数，其取决于初始开路电压、初始温度和初始电流幅度及方向。可替代地，用于确定电池模块16状态的开路电压60通常是电池模块16的参数，其可取决于最终温度和最终电流大小及方向，最终温度和最终电流大小及方向均根据施加于电池模型42的设计参数和运行参数来确定。即，当电池模块16随时间充电和放电时，开路电压60可以随时间增加和减少。以这种方式，由于参数值对模型参数的依赖性，电池模型42的准确度以及随后开路电压60参数的准确度可以通过验证模型参数而增加。由此，具有验证的模型参数的电池模型42可以比电池模型42模型参数(例如相比于校准和/或验证之前)更精确地对电池模块16进行建模。
为了帮助说明，图5中描述了用于使用电池(例如电池模块16)的运行参数来控制电池行为的过程70的实例。通常，过程70包括确定电池的运行参数(过程框72)，基于运行参数确定电池模型的参数(过程框74)，通过基于模型参数执行控制应用来确定电池的状态(过程框76)，以及基于电池状态控制电池的充电和/或放电(过程框78)。在一些实施例中，可以通过使用处理电路(诸如处理器28)执行存储在有形的非暂时性计算机可读介质(诸如存储器30)中的指令来实现过程70。
因此，在一些实施例中，电池控制***14可以确定电池的运行参数(过程框72)。电池控制***14可以接收从传感器34到处理器28和/或存储器30的信号，该信号指示运行参数。例如，电池控制***14可以接收来自传感器34的信号，该信号指示端子电压54、端子电流和电池温度。电池控制***14从传感器34接收的测量值类型取决于电池模型42中使用的测量值类型。一个电池模型42可以利用一组运行参数，并且第二电池模型可以利用第二组运行参数。
在电池控制***14接收到运行参数之后，电池控制***14可以基于运行参数确定电池模型42的参数(过程框74)。电池模型42的参数可以是电池控制***14用于确定电池状态的值。以这种方式，电池模型42的参数可以便于基于直接测量的运行参数来确定参数。例如，如上所述，电池控制***14可以从端子电压54、端子电流和运行温度(例如电池模块16的运行参数)来确定(例如计算)开路电压60(例如电池模型42的参数)。
在设计装置46确定电池模型42的参数之后，电池控制***14可以通过基于模型参数执行控制应用44来确定电池的状态(过程框76)。控制应用44可以以数学方式或以其他方式表示电池模块16的状态、电池模型42的参数与电池模块16的运行参数之间的关系和/或相关性。在一些实施例中，可以使用端子电压54的值、电阻56和58的值以及开路电压60的值来执行功能状态(SoF)控制应用44，以确定放电电流限值和/或充电电流限值。在那些实施例中，开路电压60与端子电压54之间的差可以除以电阻56和58之和，以确定放电和/或充电电流限值。
通过执行控制应用44，电池控制***14可以确定电池的状态。被保存为控制应用44的可能应用的实例包括但不限于SoF应用、健康状况(SoH)应用和充电状态(SoC)应用。如前所述，SoF应用可以确定电池放电和/或充电电流限制状态。SoH应用可以确定电池的总体健康状态，例如，电池状态多么地适于传输所存储的电力。SoC应用可以确定电池状态的充电百分比。也就是说，SoC应用可以确定电池中的存储能量的量除以电池的总能量存储容量。使用所确定的电池状态，电池控制***14可以控制电池的运行。
控制***(例如电池控制***14和/或车辆控制***26)可以通过基于所确定的电池状态的决策和/或行动来控制电池的运行。如前所述，可以从电池模型42和控制应用44确定电池状态。电池控制***14中的误差(例如传感器34测量误差、电池模型42误差和/或控制应用44误差)可以传播到电池并影响电池的运行控制。在所列出的实例中，设计装置46可以运行以通过所确定的模型参数来校正和/或减少电池模型42和/或控制应用44误差。所确定的电池模型42的模型参数可以便于实现特定的模型响应。因此，设计装置46可以运行以在部署电池控制***14之前通过验证模型参数来改善、校准和/或验证电池模型42。
为了帮助说明，在图6中描述了用于校准和/或验证电池模型42的过程80的实例。通常，过程80包括确定校准电流脉冲(过程框82)、确定电池对校准电流脉冲的模型化的响应(过程框84)、确定电池对校准电流脉冲的测得的响应(过程框86)、以及确定电池的模型化的响应与测得的响应之间的差异是否超过某一阈值(判定框88)。如果超过该阈值，则基于该差异调整电池模型和/或控制应用(过程框90)并在另一时间确定电池对校准脉冲的模型化的响应。如果未超过阈值，则指示电池模型和控制应用的有效性(过程框92)。在一些实施例中，可以通过使用处理电路(诸如处理器48)执行存储在有形的非暂时性计算机可读介质(诸如存储器50)中的指令来实现过程80。
因此，在一些实施例中，设计装置46可确定校准电流脉冲(过程框82)。在一些实施例中，校准电流脉冲可以是具有限定特性的受控输入，设计装置46使用该受控输入来确定电池模型42的响应与电池对相同输入的响应有多接近。不同的特性可以定义校准电流脉冲，诸如电池的初始充电百分比的值、初始电池温度的值、电流脉冲的持续时间的值、以及通过脉冲传输的电流的值。设计装置46可以从多个候选电流脉冲之一中选择校准电流脉冲。设计装置46可以在放电和充电事件期间的动态电力能力的测量期间由混合脉冲功率表征(HPPC)脉冲数据导出校准电流脉冲。另外地或可替代地，设计装置46可以由预期/估计的驱动曲线导出校准电流脉冲。
详细地说，在电池的实际运行期间可能经常发生特定的电流脉冲轮廓。以这种方式，校准/验证方法可以包括使用校准电流脉冲，该校准电流脉冲模拟比在电池运行期间不太可能发生的电流脉冲更可能发生的电流脉冲。例如，在预期/估计的驱动曲线中，电池的平均运行可能不太可能涉及长时间的快速加速，并且更可能的是平均运行涉及在短时间内快速加速。因此，校准电流脉冲可以模拟对应于在短时间内快速加速的脉冲，并因此可以优先考虑以确保模型准确地表示在运行期间更频繁发生的电流脉冲。
在确定校准电流脉冲之后，设计装置46可以确定电池对校准脉冲的模型化的响应(过程框84)。为了帮助说明，在图7中描述了用于确定电池对校准脉冲的模型化的响应的过程100的示例。总的来说，过程100包括向电池模型供应校准电流脉冲(过程框102)，确定模型化的电池运行参数(过程框104)，以及通过基于电池模型执行控制应用来确定模型化的电池状态(过程框106)。在一些实施例中，可以通过使用处理电路(诸如处理器48)执行存储在有形的非暂时性计算机可读介质(诸如存储器50)中的指令来实现过程100。
因此，在一些实施例中，设计装置46可以例如通过电池控制***14向电池模型42供应校准电流脉冲(过程框102)。设计装置46可以通过通信耦接链路53和电池控制***14将校准电流脉冲的指示发送到电池模型42。电池控制***14通过通信耦接链路53接收校准电流脉冲的指示。通过处理器28，电池控制***14向电池模型42施加指示校准电流脉冲的信号(例如，具有与由设计装置46发送/定义的特性相同特性的信号)。电池模型42在端子处接收作为模型化电流(例如端子电流)的校准电流脉冲的信号。
另外，电池控制***14可以在接收到校准电流脉冲的指示之后确定模型化的电池运行参数(过程框104)。例如，电池控制***14可以向电池模型42施加校准电流脉冲以确定模型化的运行参数(例如端子电压54)。电池控制***14可以应用运行参数以确定电池模型42的参数。为了成功地确定电池模型42的参数，电池控制***14可以从存储器30检索初始模型参数的值。另外地或可替代地，电池控制***14可以通过通信耦接链路53从设计装置46接收关于初始模型参数的指示。通过电池模型42和初始模型参数，校准电流脉冲产生电池的模型化参数(例如开路电压60)。通过处理器28，电池控制***14可以存储电池模型42的模型化的参数作为存储器30中的电池模型42参数，该模型化的参数是通过控制应用44确定电池状态所需的。
基于电池模型参数，电池控制***14可以通过执行控制应用44来确定模型化的电池状态(过程框106)。电池控制***14可以通过处理器28执行控制应用44。所执行的控制应用44使用参数、运行参数和模型参数来确定电池状态(例如放电和/或充电电流限值)。电池控制***14可以通过通信耦接链路53将模型化的电池状态发送到设计装置46。另外，设计装置46可以将模型化的电池状态存储到存储器50中以供将来处理。存储在存储器中的模型化的电池状态是电池对校准脉冲的模型化的响应。
返回到图6的过程80，以对照过程100描述的这种方式，设计装置46确定电池对校准脉冲的模型化的响应。如上所述，作为验证电池模型42的方法，可以将电池对校准脉冲的模型化的响应与电池对校准脉冲的测得的响应进行比较。因此，设计装置46可以确定电池对校准脉冲的测得的响应(过程框86)。
为了帮助说明，在图8中描述了用于确定电池对校准脉冲的测得的响应的过程110的实例。总的来说，过程110包括向电池供应校准电流脉冲(过程框112)。确定测得的电池运行参数(过程框114)，以及确定测得的电池状态(过程框106)。在一些实施例中，可以通过使用处理电路(诸如处理器48)执行存储在有形的非暂时性计算机可读介质(诸如存储器50)中的指令来实现过程110。
因此，在一些实施例中，电池控制***14可以向电池供应校准电流脉冲(过程框112)。设计装置46可以通过通信耦接链路53将校准电流脉冲的指示发送到电池控制***14。在电池控制***14接收到指示之后，电池控制***14可以指示电池***12和/或电气***向电池供应校准电流脉冲。传输到电池的校准电流脉冲具有与传送到电池模型42的校准电流脉冲相同的特性。由此，设计装置46可以比较来自电池模型42和电池的响应并将电池模型42调整为更好地适应电池响应。为了确定来自电池的响应，电池控制***14可以确定电池的运行参数。
电池控制***14可以通过与一个或多个传感器34的通信来确定测得的电池运行参数(过程框114)。在校准电流脉冲传送之后，传感器34可以通过传感器数据指示电池运行参数。由传感器34测得的电池运行参数可以与测量值类型(例如电压测量值、温度测量值)中的运行参数匹配。传感器34可以将指示测量值的信号传送到电池控制***14。电池控制***14可以将测量值的指示存储在存储器30中以供将来检索。
在电池控制***14确定测得的电池运行参数之后，电池控制***14可以确定测得的电池状态(过程框116)。电池控制***14可以通过直接测量或通过测量值计算来确定测得的电池状态。例如，电池控制***14可以通过电力测量或通过通常用于电池状态确定的库仑(例如电流)计数方法来确定电池状态。
另外地或可替代地，电池控制***14可以通过直接测量电池模型42参数(例如参数、运行参数、模型参数)来确定电池状态。所执行的控制应用44可以使用电池模型42参数来确定电池状态。电池控制***14可以通过通信耦接链路53将确定的测得电池状态传送到设计装置46。设计装置46可以将测得的电池状态存储到存储器50中以进行进一步处理。存储在存储器50中的测得的电池状态是电池对校准电流脉冲的测得的响应。
返回到图6的过程80，以对照过程110描述的这种方式，设计装置46可以确定电池对校准脉冲的测得的响应。如上所述，作为验证电池模型42的方法，可以将电池对校准脉冲的模型化的响应与电池对校准脉冲的测得的响应进行比较。在设计装置46确定电池对校准脉冲的测得的响应之后，设计装置46可以确定电池的测得的响应与电池的模型化的响应之间的差异是否超过某一差异阈值(判定框88)。
设计装置46可以通过将差异与存储在存储器50中的阈值进行比较来确定电池的测得的响应与模型化的响应之间的差异是否超过阈值。如果电池是理想的电气***，则设计装置46可以确定测得的响应是否与模型化的响应相同。由于电气和物理变化因素，设计装置46可以使用容差阈值来确定测得的响应和模型化的响应之间的差异是否超过阈值(例如定义的范围)。处理器48可以将阈值存储在存储器50中的有形存储器中。处理器48可以从存储器50读取阈值，以准备通过处理器48进行比较。
如果差异超过阈值，则设计装置46基于差异调整电池模型42和/或控制应用44(过程框90)。设计装置46可以基于差异或基于调节电池模型42和/或控制应用44的编程方法来调节电池模型42和/或控制应用44。以这种方式，测得的电池状态与模型化的电池状态之间的大量地超过阈值的差异与仅略微超过阈值的差异相比可能导致更大的调整。通过调整模型参数来对电池模型42和/或校准模型44进行调整。
一种调整方法可以另外地或可替代地包括将校准电流脉冲卷积(例如分组)成按照特性组织的一组电流脉冲的实例。当设计装置46通过电池和电池模型42收集总响应时，设计装置46可以基于根据校准电流脉冲的其他实例的各个响应来优化模型参数。通过将该校准电流脉冲与其他校准电流脉冲进行比较，可以跟踪验证尝试与响应之间的关系。
以这种方式，可能存在性能上的折衷。设计装置46可以基于可能从设计变化(例如模型参数的变化)发生的这种折衷来对电池模型42和/或校准模型44进行调整。例如，在第一电流脉冲中，测得的开路电压60与模型化的开路电压60之间的差异可以不超过对应的差异阈值，而测得的电池状态与模型化的电池状态之间的差异超过相应的差异阈值。可以存在折衷，其中当调整电池模型42以减小测得的电池状态与模型化的电池状态之间的差异时，结果是测得的开路电压60与模型化的开路电压60之间的差异可能在随后的验证尝试(例如周期或过程)中超过差异阈值。
图形表示可以有助于分析校准电流脉冲实例之间的折衷，如图9和图10所示。图9示出了图形表示120，其绘制了各个校准电流脉冲122的集合，其卷积成一组按照脉冲特性组织的校准电流脉冲的实例。图形表示120的校准电流脉冲都具有t1秒的脉冲持续时间124，具有T1的初始电池温度126。设计装置46可以基于充电的初始电池百分比128和通过脉冲130传送的电流的值来绘制校准电流脉冲。图形表示120使各个校准电流脉冲(例如各个校准电流脉冲122)可视化(例如将其颜色编码)并且展示模型化的电池状态与测得的电池状态之间的差异与阈值有多接近。在一些实施例中，可视化取决于拟合的统计测量。在其他实施例中，可视化取决于测得的响应和模型化的响应之间的确定系数(例如r2)，其中良好评级132、较好评级134和最佳评级136可以通过多个确定系数的范围来囊括(例如，r2>.95＝最佳，.95>r2>.9＝较好，r2<.9＝好)。
类似地，图10示出了类似的图形表示120，但具有改变的特性。在图形表示120中，校准电流脉冲的集合都具有t2秒的脉冲持续时间138和T2的初始电池温度140。类似于图9，基于充电的初始电池百分比128、通过脉冲130传送的电流的值绘制校准电流脉冲。图形表示120的可视化基于电池的模型化的响应与测得的响应之间的差异与阈值有多接近展示出良好评级132、较好评级134、以及最佳评级136。设计装置46可以显示图形表示120以便于调整电池模型42和/或控制应用44。由此，设计装置46可以接收通过I/O设备52(例如通过鼠标或键盘键输入)选择各个校准电流脉冲122的指示。当选择单独的校准电流脉冲122时，设计装置46可以运行以通过I/O设备52(例如监视器、图形显示器)显示建模的响应事件和测得的响应事件的附加图形表示。在一些实施例中，附加图形表示可包括比较电池随时间的电流的图表，其中图形表示可以将测得的响应的性能与模型化的响应的性能进行比较。如前所述，响应的附加图形表示可以便于识别折衷，因为响应的附加表示提供了附加的测量粒度。
返回到图6的讨论，通过图形表示120、附加图形表示和/或编程方法，设计装置46可以调整电池模型42和/或控制应用44。在设计装置46调整电池模型42和/或控制应用44的模型参数之后，考虑到存在调整的折衷，设计装置46可以通过通信耦接链路53将调整后的模型参数传送到电池控制***14。电池控制***14通过处理器28将调整的模型参数存储到电池模型42中。在存储调整的模型参数之后，设计装置46可以继续确定电池对校准脉冲的模型化的响应(过程框84)。以这种方式，过程80可以重复，直到对校准脉冲的模型化的电池响应和测得的电池响应之间的差异不超过阈值。
一旦差异不超过差异阈值，设计装置46可指示电池模型42和控制应用44的有效性(过程框92)。设计装置46可以经由I/O设备52发送电池模型42和控制应用44的有效性的指示。例如，电池模型42和控制应用44的有效性的指示可以传送到视觉显示器。另外地或可替代地，该指示可以存储在电池控制***14中。在一些实施例中，电池控制***14在接收到指示时，最终确定最新确定/验证的模型参数并将其存储到存储器30中。以这种方式，电池控制***14可以在电池运行期间访问经验证的电池模型42，而不依赖于设计装置46。由此，经验证的电池模型42可以使来自电池模型42和控制应用44对电池控制***14的误差贡献最小化。
因此，本公开的技术效果包括基于电池状态例如通过改善验证电池的模型化性能的方法以促进对电池充电和/或放电的改善。该方法描述了基于校准电流脉冲的图形表示来验证电池模型的性能并调整电池模型。
已经通过实例示出了上述具体实施例，并且应当理解，这些实施例可以容许各种修改和替代形式。还应当理解，权利要求不旨在限于所公开的特定形式，而是覆盖落入本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

Claims (29)

1.一种用于校准电池控制***的***，包含：
汽车电池***，其中所述汽车电池***包含：
传感器，所述传感器被配置为确定传感器数据，所述传感器数据指示所述汽车电池***中的电池单元的测得的运行参数；和
通信地耦接到所述传感器的电池控制***，其中所述电池控制***被配置为通过至少部分地基于所述测得的运行参数执行控制应用来确定测得的电池状态；和
通信地耦接到所述汽车电池***的设计装置，其中所述设计装置包含处理器，所述处理器被编程为：
通过向与所述电池单元对应的电池模型供应校准电流脉冲来确定模型化的运行参数；
通过向所述电池单元供应校准电流脉冲来确定所述测得的运行参数；
通过至少部分地基于所述模型化的运行参数执行所述控制应用来确定模型化的电池状态；和
至少部分地基于所述模型化的运行参数与所述测得的运行参数之间的差异、所述模型化的电池状态与所述测得的电池状态之间的差异，或基于上述两者，来调整所述电池模型的模型参数、所述控制应用、或调整上述两者。
2.根据权利要求1所述的***，其中所述控制应用包含可由所述处理器执行的功能状态（SoF）应用，以确定与所述电池单元相关联的充电电力限值、放电电力限值、或上述两者；或其中，所述确定所述模型化的电池状态包括通过基于所述模型化的运行参数和所述测得的运行参数执行所述控制应用来确定所述模型化的电池状态。
3.根据权利要求1所述的***，其中所述模型化的电池状态或所述测得的电池状态描述的值表示所述汽车电池***的放电电流限值、所述汽车电池***中的存储能量除以所述汽车电池***的总能量存储容量、或所述汽车电池***输送所述存储能量的能力。
4.根据权利要求1所述的***，其中所述校准电流脉冲的特性来源于在放电事件和充电事件期间在动态电力能力测量期间的脉冲表征数据。
5.根据权利要求1所述的***，其中所述调整所述电池模型的模型参数、所述控制应用、或调整上述两者，包含至少部分地基于所述校准电流脉冲的图形表示来调整所述模型参数，所述校准电流脉冲包含第一电流脉冲和第二电流脉冲，所述第一电流脉冲和第二电流脉冲来源于所述校准电流脉冲并按照脉冲持续时间值、电流值、初始充电百分比值和初始温度值进行组织。
6.根据权利要求1所述的***，其中所述电池控制***被配置为至少部分地基于从所述传感器接收的所述传感器数据来确定所述测得的运行参数。
7.根据权利要求6所述的***，其中所述电池模型包含具有一个或多个时变模型参数的电阻器电容器（RC）等效电路模型。
8.一种校准电池控制***的方法，包含：
使用设计装置确定校准电流脉冲；
使用所述设计装置指示与所述电池控制***对应的电池***向电池组供应所述校准电流脉冲；
使用所述设计装置，至少部分地基于从一个或多个传感器接收的传感器数据，确定由向所述电池组施加所述校准电流脉冲而导致的所述电池组的测得的响应；
使用所述设计装置向与所述电池组对应的电池模型供应所述校准电流脉冲；
使用所述设计装置确定由向所述电池模型供应所述校准电流脉冲而导致的模型化的响应；
当对所述校准电流脉冲的所述测得的响应与对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应之间的差异大于差异阈值时，使用所述设计装置调整所述电池模型的模型参数、用于确定所述模型化的响应的控制应用、或调整上述两者；和
当对所述校准电流脉冲的所述测得的响应与对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应之间的差异不大于所述差异阈值时，使用所述设计装置在所述电池控制***中存储所述电池模型、所述控制应用、或所述电池模型与所述控制应用两者，以使能够随后在所述电池***的运行期间使用。
9.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述电池组的所述测得的响应包含至少部分地基于所述传感器数据来执行所述控制应用。
10.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述模型化的响应包含：
确定参数，所述参数由向所述电池模型供应所述校准电流脉冲而导致；
通过至少部分地基于所述参数执行所述控制应用来确定所述模型化的响应；和
将所述模型化的响应传送给所述设计装置。
11.根据权利要求8所述的方法，包含：当对所述校准电流脉冲的所述测得的响应与对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应之间的差异不大于所述差异阈值时，使用所述设计装置通过I/O设备指示所述电池模型被验证、所述控制应用被验证、或上述两者均被验证。
12.根据权利要求8所述的方法，其中确定所述校准电流脉冲包含：
识别在所述电池组运行期间预期发生的一个或多个电流脉冲的驱动曲线；
从所述一个或多个电流脉冲确定电流脉冲的特性；和
使用所述设计装置从所述电流脉冲的所述特性确定所述校准电流脉冲。
13.根据权利要求8所述的方法，其中调整所述电池模型的所述模型参数、调整用于确定所述模型化的响应的所述控制应用、或调整上述两者，包含：
确定对所述校准电流脉冲的所述测得的响应与对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应之间的差异的图形表示，其中所述图形表示使由设计变化发生的性能折衷可视化；
部分地基于所述校准电流脉冲的所述图形表示来确定所述设计变化；和
部分地基于所述设计变化来调整所述电池模型、所述控制应用、或调整上述两者。
14.根据权利要求13所述的方法，其中确定所述测得的响应与所述模型化的响应之间的差异的所述图形表示包含将所述电池组的对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应与所述电池组的对所述校准电流脉冲的所述测得的响应之间的差异进行比较。
15.一种有形的非暂时性计算机可读介质，存储可由设计装置的一个或多个处理器执行的指令，其中所述指令包含执行以下行为的指令：
使用所述一个或多个处理器确定校准电流脉冲；
使用所述一个或多个处理器指示与电池控制***相对应的电池***将所述校准电流脉冲提供给电池组；
使用所述一个或多个处理器，至少部分地基于从一个或多个传感器接收的传感器数据，确定由施加所述校准电流脉冲而导致的所述电池组的测得的响应；
使用所述一个或多个处理器向与所述电池组相对应的电池模型供应所述校准电流脉冲；
使用所述一个或多个处理器确定由向所述电池模型供应所述校准电流脉冲而导致的模型化的响应；和
当对所述校准电流脉冲的所述测得的响应与对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应之间的差异大于差异阈值时，使用所述一个或多个处理器调整所述电池模型的模型参数、用于确定所述模型化的响应的控制应用、或调整上述两者；和
当对所述校准电流脉冲的所述测得的响应与对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应之间的差异不大于所述差异阈值时，使用所述一个或多个处理器在所述电池控制***中存储所述电池模型、所述控制应用、或所述电池模型与所述控制应用两者，以使能够随后在所述电池***的运行期间使用。
16.根据权利要求15所述的有形的非暂时性计算机可读介质，其中所述校准电流脉冲来源于在所述电池***的运行期间呈现的一个或多个特性。
17.根据权利要求15所述的有形的非暂时性计算机可读介质，其中用于确定所述电池组的所述测得的响应的指令包含执行以下行为的指令：通过至少部分地基于从所述一个或多个传感器接收的所述传感器数据执行所述控制应用来确定所述电池组的所述测得的响应。
18.根据权利要求15所述的有形的非暂时性计算机可读介质，其中所述模型化的响应或所述测得的响应描述的值表示所述电池组的充电电流限值、所述电池组中的存储能量除以所述电池组的总能量容量、或所述电池组传输所述存储能量的能力。
19.根据权利要求15所述的有形的非暂时性计算机可读介质，其中所述电池模型使用非时变变量和时变变量来对所述电池组进行建模。
20.根据权利要求15所述的有形的非暂时性计算机可读介质，包含指令，所述指令用于指示电子显示器显示对所述校准电流脉冲的所述测得的响应与对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应之间的差异的图形表示。
21.一种用于校准电池控制***的***，包括：
汽车电池***（12），其中所述汽车电池***包括：
至少一个电池模块（16），所述电池模块（16）包括至少一个电池单元（32）；
至少一个传感器（34），所述至少一个传感器（34）被配置为确定传感器数据，所述传感器数据指示所述汽车电池***（12）中的所述电池模块（16）的测得的运行参数；以及
电池控制***（14），所述电池控制***（14）通信地耦接到所述至少一个传感器（34），其中，所述电池控制***（14）被配置为：基于从所述至少一个传感器（34）接收的所述传感器数据来确定所述电池模块（16）的所述测得的运行参数；基于所述传感器数据和模型参数，通过执行电池模型（42）来确定所述电池模块的模型化的运行参数；以及至少部分地基于所述测得的运行参数、所述模型化的运行参数和所述电池模型（42）的参数，通过执行控制应用（44）来确定测得的电池状态；以及
设计装置（46），所述设计装置（46）外接到但是通信地耦接到所述汽车电池***（12），以校准和/或验证所述电池模型（42）和/或所述控制应用（44），其中，所述设计装置（46）包括处理器（48），所述处理器（48）被编程为：
确定校准电流脉冲，所述校准电流脉冲对应于具有限定特性的受控输入；
使用所述电池模型（42）确定所述电池模块（16）对所述校准电流脉冲的模型化的响应，其中，确定所述模型化的响应包括使所述电池控制***（14）：
接收指示所述校准电流脉冲的信号并将所述信号提供给所述电池模型（42）；
通过将指示所述校准电流脉冲的所述信号应用到所述电池模型（42）来确定模型化的电池运行参数；
基于所确定的模型化的电池运行参数，通过执行所述控制应用（44）来确定模型化的电池状态；以及
将所述模型化的电池运行参数和/或所述模型化的电池状态传输到所述设计装置（46）；
确定所述电池模块（16）对所述校准电流脉冲的测得的响应，其中，确定所述测得的响应包括使所述电池控制***（14）：
接收指示所述校准电流脉冲的信号并将所述信号提供给所述电池模块（16），提供给所述电池模型（42）的信号与提供给所述电池模块（16）的信号具有相同的特性；
经由由所述至少一个传感器（34）确定的所述传感器数据来确定所述测得的运行参数；
通过直接测量或通过经由所述测得的运行参数的计算来确定测得的电池状态；以及
将所确定的所述测得的运行参数和/或所述测得的电池状态传输到所述设计装置（46）；
将所述电池模块（16）对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应与所述电池模块（16）对所述校准电流脉冲的所述测得的响应进行比较；
确定所述测得的响应与所述模型化的响应之间的差异是否超过差异阈值；
如果所述差异超过所述差异阈值，基于所述差异通过调整所述模型参数并将调整后的模型参数传输到所述电池控制***（14）来调整所述电池模型（42）和/或所述控制应用（44），其中，所述电池控制***（14）被配置为将所述调整后的模型参数存储到所述电池模型（42）中，以使能够随后在所述汽车电池***（12）的运行期间使用。
22.根据权利要求21所述的***，其中，所述电池模块（16）的所述测得的运行参数包括所述电池模块（16）的电流、电压、或者温度中的至少一者。
23.根据权利要求21所述的***，其中，所述电池模块的所述模型化的运行参数是开路电压。
24. 根据权利要求21所述的***，其中，所述测得的电池状态包括充电状态SoC、健康状态SoH 、或者功能状态SoF中的至少一者。
25.根据权利要求21所述的***，其中，所述受控输入包括所述电池模块（16）的初始充电百分比的值、初始电池温度的值、电流脉冲的持续时间的值、或者通过脉冲传输的电流的值中的一者。
26.一种用于校准如权利要求21所述的***的汽车电池***（12）的电池控制***（14）的方法，所述方法包括：
使用设计装置（46）确定校准电流脉冲，所述校准电流脉冲对应于具有限定特性的受控输入；
使用所述设计装置（46）指示包括至少一个电池模块（16）和所述电池控制***（14）的汽车电池***（12）向所述电池模块（16）供应所述校准电流脉冲；
使用所述电池控制***（14），至少部分地基于从一个或多个传感器（34）接收的传感器数据，确定由向所述电池模块（16）供应所述校准电流脉冲而导致的所述电池模块（16）的测得的响应；
使用所述设计装置（46）向电池模型（42）供应所述校准电流脉冲，所述电池模型（42）被配置为对所述电池模块（16）的行为进行建模；
使用所述电池控制***（14）确定由向所述电池模型（42）供应所述校准电流脉冲而导致的模型化的响应；
将所述电池模块（16）对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应与所述电池模块（16）对所述校准电流脉冲的所述测得的响应进行比较；
确定所述测得的响应与所述模型化的响应之间的差异是否超过差异阈值；
如果所述差异超过所述差异阈值，基于所述差异通过调整所述模型参数并将调整后的模型参数传输到所述电池控制***（14）来调整所述电池模型（42）和/或所述控制应用（44），以及
使用所述设计装置（46）在所述电池控制***（14）中存储所述电池模型（42）、所述控制应用（44）、或所述电池模型（42）与所述控制应用（44）两者，以使能够随后在所述汽车电池***（12）的运行期间使用。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述受控输入包括电池模块（16）的初始充电百分比的值、初始电池温度的值、电流脉冲的持续时间的值、或者通过脉冲传输的电流的值中的一者。
28.一种有形的非暂时性计算机可读介质，存储可由如权利要求21所述的***的设计装置（46）的一个或多个处理器（48）执行的指令，其中所述指令包含执行以下行为的指令：
使用所述一个或多个处理器（48）确定校准电流脉冲，所述校准电流脉冲对应于具有限定特性的受控输入；
使用所述一个或多个处理器（48）指示包括至少一个电池模块（16）和所述电池控制***（14）的汽车电池***（12）向所述电池模块（16）供应所述校准电流脉冲；
使用所述电池控制***（14）的一个或多个处理器（28），至少部分地基于从一个或多个传感器（34）接收的传感器数据，确定由向所述电池模块（16）供应所述校准电流脉冲而导致的所述电池模块（16）的测得的响应；
通过所述一个或多个处理器（48）接收所述电池模块（16）的所述测得的响应；
使用所述电池控制***（14）的所述一个或多个处理器（48）向电池模型（42）供应所述校准电流脉冲，所述电池模型（42）被配置为对所述电池模块（16）的行为进行建模；
使用所述电池控制***（14）的所述一个或多个处理器（48）确定由向所述电池模型（42）供应所述校准电流脉冲而导致的模型化的响应；
由所述一个或多个处理器（48）接收所述电池模块（16）的所述模型化的响应；
将所述电池模块（16）对所述校准电流脉冲的所述模型化的响应与所述电池模块（16）对所述校准电流脉冲的所述测得的响应进行比较；
确定所述测得的响应与所述模型化的响应之间的差异是否超过差异阈值；
如果所述差异超过所述差异阈值，基于所述差异通过调整所述模型参数并将调整后的模型参数传输到所述电池控制***（14）来调整所述电池模型（42）和/或所述控制应用（44），以及
当所述测得的响应与所述模型化的响应之间的差异不大于所述差异阈值时，使用所述一个或多个处理器（48）在所述电池控制***（14）中存储所述电池模型（42）、所述控制应用（44）、或所述电池模型（42）与所述控制应用（44）两者，以使能够随后在所述汽车电池***（12）的运行期间使用。
29.根据权利要求28所述的有形的非暂时性计算机可读介质，其中，所述受控输入包括电池模块（16）的初始充电百分比的值、初始电池温度的值、电流脉冲的持续时间的值、或者通过脉冲传输的电流的值中的一者。
CN201780062778.7A 2016-10-12 2017-10-12 电池模型及控制应用校准***和方法 Active CN109874349B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310630231.XA CN116811661A (zh) 2016-10-12 2017-10-12 电池模型及控制应用校准***和方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662407487P 2016-10-12 2016-10-12
US62/407,487 2016-10-12
PCT/US2017/056367 WO2018071688A1 (en) 2016-10-12 2017-10-12 Battery model and control application calibration systems and methods

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310630231.XA Division CN116811661A (zh) 2016-10-12 2017-10-12 电池模型及控制应用校准***和方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109874349A CN109874349A (zh) 2019-06-11
CN109874349B true CN109874349B (zh) 2023-06-09

Family

ID=60162322

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780062778.7A Active CN109874349B (zh) 2016-10-12 2017-10-12 电池模型及控制应用校准***和方法
CN202310630231.XA Pending CN116811661A (zh) 2016-10-12 2017-10-12 电池模型及控制应用校准***和方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310630231.XA Pending CN116811661A (zh) 2016-10-12 2017-10-12 电池模型及控制应用校准***和方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11527780B2 (zh)
EP (1) EP3526851B1 (zh)
CN (2) CN109874349B (zh)
WO (1) WO2018071688A1 (zh)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11431199B2 (en) * 2017-11-02 2022-08-30 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Power feeding device, electronic device, and operation method of power feeding device
FR3097701B1 (fr) * 2019-06-24 2022-01-21 Valeo Systemes De Controle Moteur Circuit électrique pour charge d’une source de tension continue
WO2021226505A1 (en) * 2020-05-07 2021-11-11 Zitara Technologies, Inc. Battery analysis system and method
CN112397798B (zh) * 2020-11-13 2022-04-26 上汽大众汽车有限公司 一种动力电池管理***及匹配方法
US11774504B2 (en) 2021-10-04 2023-10-03 Zitara Technologies, Inc. System and method for battery management
WO2023107710A2 (en) 2021-12-09 2023-06-15 Zitara Technologies, Inc. System and method for determining a battery condition
US11897364B1 (en) * 2022-12-19 2024-02-13 Rivian Ip Holdings, Llc Battery model calibration

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010156702A (ja) * 2003-08-22 2010-07-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 二次電池の内部インピーダンスを測定する方法及び装置

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100395516B1 (ko) 1998-11-19 2003-12-18 금호석유화학 주식회사 비선형등가회로모형을이용한축전장치의특성인자수치화방법및장치
US6737831B2 (en) * 1999-09-01 2004-05-18 Keith S. Champlin Method and apparatus using a circuit model to evaluate cell/battery parameters
US20030184307A1 (en) * 2002-02-19 2003-10-02 Kozlowski James D. Model-based predictive diagnostic tool for primary and secondary batteries
DE102004035858A1 (de) * 2004-07-23 2006-02-16 Robert Bosch Gmbh Zustands- und Parameterschätzer mit Integral- und Differentialanteil für elektrische Energiespeicher
JP4767558B2 (ja) 2005-03-07 2011-09-07 日立ビークルエナジー株式会社 電源装置用状態検知装置，電源装置及び電源装置に用いられる初期特性抽出装置
US7498772B2 (en) * 2006-04-06 2009-03-03 International Truck Intellectual Property Company, Llc Method and system of modeling energy flow for vehicle battery diagnostic monitoring
EP2048735B1 (en) * 2007-10-09 2012-08-08 Saft Charge management method for a battery
US8032316B2 (en) * 2008-04-16 2011-10-04 Phoenix Broadband Technologies, Llc Measuring and monitoring a power source
US8242738B2 (en) * 2008-05-28 2012-08-14 Texas Instruments Incorporated Systems and methods for determining battery parameters following active operation of the battery
US7633024B1 (en) 2008-06-03 2009-12-15 Tech Patent Licensing, Llc Push rod shunt for light string sockets
BR112013009715A2 (pt) * 2010-10-22 2016-07-19 Nucleus Scient Inc aparelho e método para carregar baterias rapidamente
US9085238B2 (en) * 2013-01-11 2015-07-21 Johnson Controls Technology Company Energy storage control system and method
US9625533B2 (en) * 2013-04-16 2017-04-18 Johnson Controls Technology Company Lead acid state of charge estimation for auto-stop applications
US9205750B2 (en) * 2013-07-23 2015-12-08 Ford Global Technologies, Llc Method to estimate battery open-circuit voltage based on transient resistive effects
US20150219726A1 (en) * 2014-02-03 2015-08-06 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for battery state estimation
US10830821B2 (en) * 2014-05-05 2020-11-10 Apple Inc. Methods and apparatus for battery power and energy availability prediction
US20160077160A1 (en) 2014-09-17 2016-03-17 GM Global Technology Operations LLC Battery impedance and power capability estimator and methods of making and using the same
GB2518759A (en) * 2014-09-29 2015-04-01 Daimler Ag Battery management system for a motor vehicle
CN104820178B (zh) 2015-04-09 2017-12-29 深圳深爱半导体股份有限公司 筛选转移特性曲线具有双线缺陷的场效应管的方法
CN105301509B (zh) 2015-11-12 2019-03-29 清华大学 锂离子电池荷电状态、健康状态与功率状态的联合估计方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010156702A (ja) * 2003-08-22 2010-07-15 Furukawa Electric Co Ltd:The 二次電池の内部インピーダンスを測定する方法及び装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Nejad, S .A systematic review of lumped-parameter equivalent circuit models for real-time estimation of lithium-ion battery states.《JOURNAL OF POWER SOURCES》.2016,第316卷第183-196页. *
姜威.LiFePO4动力电池二阶RC模型参数的研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库（工程科技Ⅱ辑）》.2016,C042-463. *

Also Published As

Publication number Publication date
US11527780B2 (en) 2022-12-13
EP3526851A1 (en) 2019-08-21
CN116811661A (zh) 2023-09-29
WO2018071688A1 (en) 2018-04-19
CN109874349A (zh) 2019-06-11
EP3526851B1 (en) 2023-03-22
US20210280920A1 (en) 2021-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109874349B (zh) 电池模型及控制应用校准***和方法
US11738663B2 (en) Method predictive battery power limit estimation systems and methods
CN110208704B (zh) 一种基于电压滞后效应的锂电池建模方法和***
KR102335296B1 (ko) 무선 네트워크 기반 배터리 관리 시스템
Hussein Capacity fade estimation in electric vehicle li-ion batteries using artificial neural networks
US10539624B2 (en) Energy accumulator emulator and method for emulation of an energy accumulator emulator
CN110959122B (zh) 二次电池的安全性评估方法和设备
KR101779941B1 (ko) 배터리 충전 상태 측정 장치 및 방법
CN102859378A (zh) 藉由电化学阻抗频谱的电池原位诊断方法
JP2012133757A (ja) バッテリをリアルタイムにシミュレーションする方法および装置
US20220034972A1 (en) Test equipment and test method of battery management system
KR101486629B1 (ko) 배터리 수명 추정 장치 및 배터리 수명 추정 방법
WO2020207904A1 (en) Method for enhancing a battery module model of a battery module type
Barreras et al. Functional analysis of Battery Management Systems using multi-cell HIL simulator
US20230176131A1 (en) Method for simulation of battery pack
US20230108240A1 (en) Battery model and control application calibration systems and methods
Hossain et al. State of charge estimation of li-ion batteries based on adaptive extended kalman filter
WO2022070686A1 (ja) コンピュータプログラム、判定装置及び判定方法
JP2018040676A (ja) 車載用蓄電デバイスモデルのパラメータ同定方法及びパラメータ同定装置
Jin et al. Integrating feedback control algorithms with the lithium-ion battery model to improve the robustness of real time power limit estimation
Lim et al. Data-Driven Battery Lifetime Model Calibration and Analysis for an Electric Vehicle Battery’s Durability Performance
WO2022096898A2 (en) A system, a vehicle, a method, and a computer readable medium
Mitra et al. Model-based estimation of state of charge and state of power of a lithium ion battery pack and their effects on energy management in hybrid electric vehicles
KR20230114793A (ko) 배터리의 soc와 soh 추정 정확도 평가 장치
CN115236537A (zh) 汽车电池管理***均衡在环测试***、方法、汽车及介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20191223

Address after: New York State, USA

Applicant after: JOHNSON CONTROLS TECHNOLOGY Co.

Address before: michigan

Applicant before: JOHNSON CONTROLS TECHNOLOGY Co.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant