CN1988242B - 补偿电池充电状态的方法、电池管理***和混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

在SOC补偿方法中,检测至少具有两个区域的第一SOC,并计算对应于该第一SOC的第一OCV;利用所测量的组电流和组电压以及内电阻来计算第二OCV,并计算对应于该第二OCV的第二SOC;当第一OCV与第二OCV之差大于第一基准时,利用对应于所述两个区域的至少两个第一补偿值中对应于该第一SOC的第一补偿值来补偿该第一SOC;并当第一OCV与第二OCV之差小于第二基准时,利用对应于所述两个区域的至少两个第二补偿值中对应于该第一SOC的第二补偿值来补偿该第一SOC值。

Description

补偿电池充电状态的方法、电池管理***和混合动力车辆
技术领域
本发明的各方面涉及电池管理***。更具体地说,本发明的各方面涉及一种补偿在利用电能的车辆中所用的电池的充电状态(SOC)的方法,以及一种利用该SOC补偿方法的电池管理***。
背景技术
利用采用汽油或柴油的内燃机的车辆已经造成严重的空气污染。因此,为减少空气污染,近来已进行各种努力来发展电动或混合动力车辆。
电动车辆利用由电池输出的电能进行驱动的发动机。由于电动车辆通常利用包括多个可再充电/可放电二次电池的电池组,所以电动车辆的好处在于无气体排放并且噪音较小。
混合动力车辆通常是指汽油-电力混合动力车辆,其利用汽油来驱动内燃机并利用电池来驱动电动机。近年来,同时利用内燃机和燃料电池的混合动力车辆以及同时利用电池和燃料电池的混合动力车辆已经被开发出来。燃料电池通过连续供应的氢或含氢燃料与氧之间的化学反应来直接产生电能。
由于电池性能直接影响利用电能的车辆的性能,因此,用于车辆的电池的每个电池单元(battery cell)均需要具有最佳的性能。而且,需要提供电池管理***(BMS),用于测量总电池电压和电流,以有效地管理各个电池单元的充电/放电操作。
电池管理***中出现的问题在于,当利用电流积分方法来检测电池的充电状态(SOC)时,可能产生累积误差。由于累积误差所引起的不准确的SOC降低了电池管理***的可靠性,从而给车辆驱动操作带来严重的问题。
该背景部分中所公开的上述信息,用于增进对本发明背景的理解。对这些信息的论述并不用于明示或暗示这些信息构成在本国家中对本领域的普通技术人员来说早已是公知的现有技术。
发明内容
本发明的各方面提供一种用于准确地计算电池的充电状态(SOC)的电池管理***、一种SOC补偿方法,以及包括这种电池管理***的混合动力车辆。
根据本发明一实施例,电池管理***中所用的补偿包括作为一个电池组的多个电池单元的电池的SOC的SOC补偿方法中,检测第一SOC,并计算对应于该第一SOC的第一开路电压(OCV),其中SOC的可能范围划分成至少两个区域;测量该电池的组电流和组电压,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压,利用该组电流、组电压和内电阻来计算第二OCV,并计算对应于该第二OCV的第二SOC;比较该第一OCV和第二OCV,并当该第一OCV与该第二OCV之差大于第一基准值时,利用对应于所述至少两个区域的至少两个第一补偿值中对应于该第一SOC的第一补偿值来补偿该第一SOC;并在当该第一OCV与该第二OCV之差小于第二基准值时,利用对应于所述至少两个区域的至少两个第二补偿值中对应于该第一SOC的第二补偿值来补偿该第一SOC。
根据本发明的另一方面,提供一种用于补偿包括作为一个电池组的多个电池单元的电池的SOC的SOC补偿方法,该SOC补偿方法包括:检测第一SOC,并计算对应于该第一SOC的第一OCV,其中SOC的可能范围被分成至少两个区域,每一区域都分配有一补偿值;测量该电池的组电流和组电压,利用该组电流、组电压和内电阻来计算第二OCV,并计算对应于该第二OCV的第二SOC,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压;以及比较该第一OCV和该第二OCV,并当该第一OCV与该第二OCV之间的差别大于一预定值时,利用所述分配给该SOC可能范围中对应于该第一SOC的区域的补偿值来补偿该第一SOC。
根据本发明一实施例的电池管理***连接至包括作为一个电池组的多个电池单元的电池。该电池管理***包括估计SOC计算器、数据库、基准SOC和SOC补偿器。所述估计SOC计算器利用该电池的组电流来计算估计SOC,其中SOC的可能范围划分成至少两个区域。所述数据库存储与对应于所述估计SOC的OCV相关的数据。所述基准SOC测量该电池的组电流和组电压并利用内电阻值来计算基准OCV,以及利用所述数据库来计算对应于所述基准OCV的基准SOC,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压。所述SOC补偿器利用所述数据库来检测对应于所述估计SOC的OCV,利用所述基准OCV与所检测的OCV之差来确定是否对所述估计SOC执行补偿,并根据包含所述估计SOC的区域来改变补偿值,以执行所述补偿。
根据本发明的另一方面,提供一种连接至电池的电池管理***,所述电池包括作为一个电池组的多个电池单元,该电池管理***包括:估计SOC计算器,其利用该电池的组电流来计算估计SOC;数据库,用于存储与一SOC范围上的OCV相关的数据,其中该SOC范围分成至少两个区域;基准SOC计算器,其利用该电池的组电流值、组电压值和内电阻值来计算基准OCV,并利用所述数据库来计算对应于该基准OCV的基准SOC,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压;以及SOC补偿器,其利用所述数据库来检测对应于所述估计SOC的OCV,将所述基准OCV与所检测OCV之差与一预定基准值进行比较,以确定是否对所述估计SOC执行补偿,并在所述基准OCV与所检测OCV之间的差别大于该预定基准值时,根据以包含所述估计SOC的区域为依据的补偿值,来补偿所述估计SOC。
另外,该第一基准值和该第二基准值是根据所述估计SOC的容许误差范围而分别确定的。此外,该第一基准值与该第二基准值的绝对值相同而符号相反。
根据与相对于估计SOC的OCV相关的数据中对应于OCV变化量的估计SOC变化量,来确定包含所述估计SOC的区域为至少两区域中的一个区域。多个第一补偿值和第二补偿值分别对应于所述至少两个区域中的一个区域,并根据对应于OCV变化量的估计SOC变化量来确定。另外,对应于所述至少两个区域中的相同区域的第一补偿值和第二补偿值具有相同的值。
所述估计SOC计算器对所述充电或放电的组电流进行积分,以计算所述估计SOC。所述基准SOC计算器通过将所述组电流与内电阻的乘积与所述组电压相加来计算所述基准SOC。
根据本发明一实施例的一种混合动力车辆包括电池管理***,该电池管理***将包括作为一个电池组的多个电池单元的电池的SOC传送到用于控制该车辆引擎的引擎控制单元(ECU)。该混合动力车辆包括传感单元、主控制单元(MCU)和通信单元。所述传感单元用于测量该电池的组电流、组电压和内电阻,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压。所述主控制单元利用从所述传感单元传送来的组电流、组电压和内电阻来确定所述SOC,并控制该电池进行充电和放电。所述通信单元将所述SOC输出从所述MCU传送到所述ECU。所述MCU包括估计SOC计算器、基准SOC计算器和SOC补偿器。所述估计SOC计算器利用该电池的组电流来计算估计SOC。所述基准SOC计算器利用从所述传感单元接收的组电流值、组电压值和内电阻值来计算基准OCV,并计算对应于该基准OCV的基准SOC。所述SOC补偿器检测对应于所述估计SOC的OCV,利用所述基准OCV与所检测的OCV之差来确定是否对所述估计SOC执行补偿;并当需要该SOC补偿器执行所述补偿时,根据包含所述估计SOC的区域来改变补偿值,以对所述估计SOC进行补偿,以及当不需要该SOC补偿器执行补偿时,输出所述估计SOC。
当所述基准OCV与所检测的OCV之差大于第一基准值时,所述SOC补偿器确定所述估计SOC的至少两个区域中包含该估计SOC的第一区域,并从所述估计SOC中减去所述至少两个第一补偿值中对应于该第一区域的第一补偿值。当所述基准OCV与所检测的OCV之差小于第二基准值时,所述SOC补偿器确定所述至少两个区域中包含该估计SOC的第二区域,并在所述估计SOC上增加多个第二补偿值中对应于该第二区域的第二补偿值。另外,所述电池管理***进一步包括数据库,其用于存储与对应于所述估计SOC的OCV相关的数据。
本发明的其他方面和/或优点将在下文的描述中被部分地提出,并通过下文的描述中部分地变得明显,或者可以通过对本发明的实施而获得。
附图说明
通过下文中结合附图对实施例的描述,本发明的这些和/或其他方面以及优点将变得显而易见并且容易理解,在附图中:
图1为根据本发明实施例的利用电池管理***(BMS)的混合电动车辆***的示意图;
图2为根据图1的BMS的主控制单元(MCU)的结构示意图;
图3示出积分充电状态(SOC)和对应于各个积分SOC的开路电压(OCV)的数据表的曲线;和
图4为根据本发明实施例的用于补偿积分SOC的方法的流程图。
具体实施方式
下文中将对本发明的实施例进行详细说明,本发明的示例在附图中进行图示,其中相同的附图标记始终表示相同的部件。下面通过参照附图对实施例进行描述,以对本发明进行解释。本领域的技术人员将意识到,在不偏离本发明的精神或范围的前提下,可以对所描述的实施例以各种方式进行修改。因此,附图和描述在本质上应该被认为是示例性的而非限制性的。在以下的整个说明书和权利要求书中,当描述一部件被“连接(coupled)”至另一部件时,该部件可以直接连接至另一部件,或者通过第三部件而被电连接至另一部件。另外,除非明确地描述为与之相反,词语“包括(comprise)”或诸如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”之类的变体可以被理解为,包括有所述的部件但也不排除其它任何部件。
图1所示为根据本发明实施例的利用电池管理***的混合电动车辆***。
如图1所示,根据本发明实施例的混合电动车辆***包括电池管理***1、电池2、电流传感器3、散热风扇4、保险丝5、主开关6、引擎控制单元(ECU)7、转换器8,和电动发电机(motor generator)9。
电池2包括多个子组2a-2h,所述子组具有相互串联连接的多个电池单元,电池2还包括输出端子2_out1、输出端子2_out2,和提供于子组2d与子组2e之间的安全开关2_sw。虽然本实施例示出8个子组2a-2h,且每个子组包括多个电池单元,不过可以理解,本发明并不局限于此。安全开关2_sw可手动开启或关闭,以在对电池执行维护或者更换电池时给工人提供安全性。在图1的实施例中,安全开关2_sw提供于子组2d与子组2e之间,不过该安全开关的位置并不局限于此。输出端子2_out1和输出端子2_out2连接至转换器8。
电流传感器3测量电池2的输出电流值,并将所测量的输出电流值输出到BMS 1的传感单元10。作为非限制性示例,电流传感器3可以是利用霍尔元件来测量电流值的霍尔电流互感器(hall current transformer),并输出对应于所测量的电流值的模拟电流信号。
散热风扇4驱散由电池2的充电和放电所产生的热量,并响应BMS 1的控制信号而运转。驱散电池2的热量,可防止电池2由于温度增加而退化,从而防止充电和放电效率的恶化。
保险丝5可防止将由电池2的断路或短路所导致的过电流传送到电池2。也就是说,当产生过电流时,保险丝5断开以防止电流过流。
当出现过诸如过流电压、过电流或高温之类的异常现象时,主开关6响应BMS 1的控制信号或ECU 7的控制信号,开启或关闭电池2。
BMS 1包括传感单元10、主控制单元(MCU)20、内部电源30、电池平衡单元40、存储单元50、通信单元60、保护电路单元70、启动重置单元80,和外部接口90。
传感单元10测量总电池组电流、总电池组电压、各个电池单元的电压、各个电池单元的温度以及周边温度,将所测量的值转换为数字数据,并将该数字数据传送到MCU 20。
MCU 20基于所述总电池组电流、总电池组电压、各个电池单元的电压、各个电池单元的温度以及周边温度,估计电池2的充电状态(SOC)和健康状态(SOH),并生成关于电池2的状态的信息。另外,MCU 20根据所述SOC的区域,利用电池的开路电压(OCV)来执行补偿,并计算更准确的SOC。
内部电源30利用备用电池向BMS 1供电。电池平衡单元40平衡各个电池单元的充电状态。也就是说,充电充足的电池单元被放电,而充电相对少的电池单元被进一步充电。存储单元50在BMS 1的电源关闭时存储当前SOC和SOH的数据。存储单元50可利用电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)。通信单元60可与车辆的ECU 7进行通信。保护电路单元70利用稳定器(firmware)保护电池2免受冲击、过电流和低电压。启动重置单元80在BMS 1的电源开启时重置整个***。外部接口90将用于BMS的辅助装置,例如散热风扇4和主开关6连接至MCU 20。虽然本实施例示出散热风扇4和主开关6,不过可以理解,也可以通过外部接口90来连接用于BMS的其它辅助装置。
ECU 7基于加速装置(accelerator)、制动装置(brake)和车辆速度信息来确定扭矩状态,并控制电动发电机9的输出,使得该输出对应于所述扭矩信息。也就是说,ECU 7控制转换器8的开关操作,并控制电动发电机9的输出,使得该输出对应于所述扭矩信息。此外,ECU 7通过通信单元60接收来自MCU 20的电池2的SOC,并将电池2的SOC水平控制为目标水平(例如55%)。当从MCU 20传送来的SOC水平低于该目标水平(例如55%)时,ECU 7控制转换器8的开关,以向电池2输出功率从而对电池2充电。在这种情况下,电池组电流I为正值(+)。而当SOC水平高于该目标水平(例如55%)时,ECU 7控制转换器8的开关,以向电动发电机9输出功率从而使电池2放电。在这种情况下,该电池组电流I为负值(-)。
转换器8可响应ECU 7的控制信号来控制电池2的充电和放电。
电动发电机9基于从ECU 7传送来的扭矩信息,利用电池的电能来驱动车辆。
因此,由于ECU 7基于SOC水平来对电池2充电和放电,从而防止电池2被过充电或过放电,所以电池2可被有效地利用更长的时间。不过,由于在电池2被安装在车辆上时,难以测量电池2的实际SOC水平,因此,需要BMS 1通过利用由传感单元10检测的电池组电流和电池组电压来准确地估计SOC水平,并将所估计的SOC传送到ECU 7。
现在对用于输出SOC水平的MCU进行更详细的描述。
图2为BMS 1的MCU 20的结构示意图。
如图2所示,MCU 20包括估计SOC计算器21、基准SOC计算器22、SOC补偿器23、数据库24,和SOC输出单元25。
SOC输出单元25将SOC输出从SOC补偿器23输出到BMS 1的通信单元60。
数据库24用于存储通过估计积分SOC和对应的开路电压(OCV)而写入的数据表。
估计SOC计算器21基于充电效率值和从传感单元10传送来的组电流I,来计算估计SOC。更具体地说,估计SOC计算器21利用电池2的实际效率η来计算估计SOC,并且所述估计SOC如等式1所示:
〔等式1〕
SOC = ∫ ( i × η ) dt TAC × 100 [ % ]
其中,i表示充电和放电电流,即从传感单元10输出的组电流Ip,η表示电池2的实际充电效率,而TAC表示充电总量。
基准SOC计算器22计算OCV,并计算对应于所计算的OCV的积分SOC作为基准SOC。一般而言,该OCV为在BMS 1处于开路状态时的组电压(即空载状态下的组电压)。例如,该OCV为BMS 1处于开通状态时的电压。该OCV基于所述组电压、组电流和内电阻进行计算,如等式2所示:
〔等式2〕
VOCV=Vp+Ip×Ri
SOC补偿器23将由基准SOC计算器22计算的OCV(VOCV)与对应于所述估计SOC的OCV(VOCVS)进行比较,并根据上述比较结果对所计算的积分SOC进行补偿,以将补偿后的积分SOC输出到SOC输出单元25,或者在不需要对积分SOC进行补偿时,将积分SOC输出到SOC输出单元25。首先,SOC补偿器23将由基准SOC计算器22计算的OCV(VOCV)与对应于所述估计SOC的OCV(VOCVS)进行比较,并计算对应于VOCV与VOCVS之差的电压ΔV。该电压ΔV如等式3所示:
〔等式3〕
ΔV=VOCV-VOCVS
由于当电压ΔV为正值(+)时基准SOC大于当前积分SOC,将电压ΔV与基准值a进行比较,并根据比较的结果,SOC补偿器23利用对应于当前积分SOC的补偿值来增加该当前积分SOC。相反地,由于当电压ΔV为负值(-)时基准SOC小于当前积分SOC,将电压ΔV与基准值-a进行比较,并根据比较的结果,SOC补偿器23利用对应于当前积分SOC的补偿值来降低该当前积分SOC。积分SOC可根据OCV而变化。例如,在具体实施例中,当SOC在40%到60%之内时,根据OCV变化量的积分SOC变化量可为最大。如所述地,由于根据OCV变化量与积分SOC变化量之间的比率来划分区域,所以每个区域的补偿值可以变化。也就是说,确定当前积分SOC包含于哪个区域之中,并利用对应于各个区域的补偿值来对当前积分SOC进行补偿。在ΔV不属于一预定范围时,SOC补偿器23对ΔV进行补偿。在该预定范围之中,由于VOCV与VOCVS之差较小,由VOCV与VOCVS之差所引起的积分SOC与基准SOC之间的误差是可接受的。也就是说,当由ΔV的差所引起的SOC误差足够小且小到可以忽略时,不对积分SOC进行补偿,并且在这种情况下,ΔV的范围在误差范围之内。
现在将参照图3,对通过改变根据SOC区域的补偿值来补偿积分SOC的方法进行描述。
图3示出基于存储在数据库24中的数据,积分SOC和对应于各个积分SOC的OCV的数据表的曲线。
如图3所示,在此处所示示例中,基于积分SOC变化对VOCVS的变化率,积分SOC被分成SOC区域T1、SOC区域T2、SOC区域T3以及SOC区域T4,其中T1包括从40%到60%的范围,T2包括30%到40%的范围以及60%到70%的范围,T3包括20%到30%的范围以及70%到80%的范围,而T4包括0%到20%的范围以及80%到100%的范围。补偿值A1到A4被分别分配给T1到T4(在图3中,仅示出A1)。在具有较大变化率的区域中(也就是说,在SOC值具有相对于OCV的较大变化率的区域中),补偿值A1到A4具有较大值。这意味着在所提供的示例中,A1>A2>A3>A4。
如图3所示,在对应于当前积分SOC的OCV(VOCVS)与由基准SOC计算器22所计算的OCV(VOCV)之差为ΔV,当前积分SOC P2属于区域T1并设置补偿值A1。因此,可通过从当前积分P2中减去补偿值A1而生成补偿SOC P’2。
当假定ΔV的容许范围为“-a<ΔV<a”时,在相应区域T1到T4中,可将相应的补偿值A1到A4设置为小于对应的积分SOC与基准SOC之差中的最小值。更具体地说,当前积分SOC与基准SOC之差在区域T1中可有所不同,并且可计算该当前积分SOC与基准SOC之差中的最小值作为补偿值。补偿值A1可以被设置为小于所计算的值。在这种情况下,a为用于确定ΔV是否在容许误差范围之中的基准值,并且该基准值a可以预先设定。当对积分SOC进行补偿所需要的误差范围狭窄时,可以设置较小的基准值。在此处所示的示例中,在当前积分SOC处于相同区域(相应的,T1到T4)之中时,可利用相同的补偿值(A1到A4)来增加或减小积分SOC,不过所示补偿值并不局限于此,在当前积分SOC处于相同区域之中时,也可以利用不同的补偿值来增加或减小积分SOC。另外,虽然基准值a和基准值-a的绝对值相同而符号相反,它们也可以分别具有不同绝对值。
现在将参照图4,对根据本发明实施例的用于补偿积分SOC的方法进行描述。
图4为根据本发明一实施例的用于补偿积分SOC的方法的流程图。在步骤S100中,通过利用等式1,估计SOC计算器21利用从传感单元10输入的组电流Ip来计算积分SOC。在步骤S200中,基准SOC计算器22利用组电流Ip、组电压Vp、内电阻Ri以及等式2来计算基准OCV(VOCV),并从积分SOC和对应于积分SOC的OCV的数据表中检测出对应于VOCV的基准SOC。在步骤S300中,SOC补偿器23从估计SOC计算器21接收积分SOC,并从基准SOC计算器22接收基准SOC和VOCV。SOC补偿器23从数据库24的数据表中检测对应于输入积分SOC的VOCVS。另外,在步骤S400中,SOC补偿器23计算基准OCV VOCV与OCV VOCVS之间的电压差ΔV。
在步骤S500中,SOC补偿器23将电压差ΔV与基准值a进行比较。当电压差ΔV大于基准值a时,表明实际SOC大于积分SOC,并且实际SOC与积分SOC之差超出容许误差范围。在这种情况下,对积分SOC进行补偿是有利的。因此,在步骤S600中,确定哪个SOC区域包含当前积分SOC。在当前积分SOC包含于区域T1之中时,在步骤S610中,在积分SOC上增加补偿值A1。类似地,在当前积分SOC包含于区域T2、T3或T4之中时,在步骤S620到S640中,在当前积分SOC上增加对应于各个相应区域的补偿值A2、A3或A4,以对当前积分SOC进行补偿。
另一方面,在电压差ΔV不大于基准值a时,在步骤S700中,SOC补偿器23将电压差ΔV与负基准值-a进行比较。由于在电压差ΔV小于负基准值-a时,表明积分SOC大于实际SOC,并且积分SOC与实际SOC之差超出容许误差范围。在这种情况下,对积分SOC进行补偿是有利的。因此,在步骤S800中,确定哪个SOC区域包含当前积分SOC。在当前积分SOC包含于区域T1之中时,在步骤S810中,从积分SOC中减去补偿值A1。当确定当前积分SOC包含于区域T2、T3或T4之中时,在步骤S820到S840中,从当前积分SOC中减去对应于各个相应区域的补偿值A2、A3或A4,以对当前积分SOC进行补偿。
如上所述,通过将对应于积分SOC的OCV(VOCVS)与利用当前电池组的组电压、组电流和内电阻所计算的OCV(VOCV)进行比较,可确定积分SOC的误差率,并且由于在误差率超出容许范围时,可通过根据具有积分SOC的区域改变补偿值,对积分SOC进行补偿,所以可计算出更准确的SOC。因此,电池管理***可执行更准确的电池控制操作,并可防止由积分SOC误差所引起的故障。
虽然已经结合目前被认为是实用的实施例对本发明的各方面进行了描述,但可以理解的是,本发明并不局限于所公开的实施例,而是与此相反,本发明旨在涵盖包含于所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同设置。
根据本发明的实施例,提供一种充电状态(SOC)补偿方法以及利用该SOC补偿方法的电池管理***,该SOC补偿方法通过根据SOC水平改变补偿值,而获得更准确的电池SOC。
另外,已经对本发明的各方面进行了努力,以提供一种用于通过利用补偿后的估计SOC来防止故障的电池管理***。
此外,已经对本发明的各方面进行了努力,以提供一种混合动力车辆,该混合动力车辆在对SOC进行补偿时,可通过根据SOC水平改变补偿值,而获得更准确的电池SOC。
尽管只对本发明的几个实施例进行示出和描述,但本领域的技术人员可以理解,在不偏离权利要求书和其等价物所限定的本发明的原理和精神的范围下,可对所述实施例进行各种修改。

Claims (27)

1.一种补偿电池的充电状态SOC的SOC补偿方法,所述电池包括作为一个电池组的多个电池单元,该SOC补偿方法包括:
利用该电池的组电流来检测第一SOC,并利用存储与对应于该第一SOC的开路电压OCV相关的数据的数据库来计算对应于该第一SOC的第一OCV,其中SOC的可能范围划分成至少两个区域;
测量该电池的组电流和组电压,利用该组电流、该组电压和内电阻来计算第二OCV,并利用该数据库来计算对应于该第二OCV的第二SOC,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压;以及
比较该第一OCV和该第二OCV,并在该第一OCV与该第二OCV之差大于第一基准值时,使用对应于所述至少两个区域的至少两个第一补偿值中对应于该第一SOC的第一补偿值来补偿该第一SOC;并在该第一OCV与该第二OCV之差小于第二基准值时,使用对应于所述至少两个区域的至少两个第二补偿值中对应于该第一SOC的第二补偿值来补偿该第一SOC,该第二基准值小于该第一基准值。
2.如权利要求1所述的SOC补偿方法,进一步包括,在该第一OCV与该第二OCV之差大于第一基准值时:
确定该第一SOC是否包含于所述至少两个区域中的第一区域内;以及
确定该第一SOC是否包含于所述至少两个区域中不同于该第一区域的第二区域内,
其中当该第一SOC包含于该第一区域内时,从该第一SOC上减去所述多个第一补偿值中对应于该第一区域的第一补偿值,在该第一SOC包含于该第二区域内时,从该第一SOC上减去对应于该第二区域的第一补偿值,并在该第一SOC既不包含于该第一区域内又不包含于该第二区域内时,从该第一SOC上减去另一第一补偿值。
3.如权利要求1所述的SOC补偿方法,进一步包括,在该第一OCV与该第二OCV之差小于第二基准值时:
确定该第一SOC是否包含于所述至少两个区域中的第一区域内;以及
确定该第一SOC是否包含于所述至少两个区域中不同于该第一区域的第二区域内,
其中在该第一SOC包含于该第一区域内时,在该第一SOC上增加所述多个第二补偿值中对应于该第一区域的第二补偿值,在该第一SOC包含于该第二区域内时,在该第一SOC上增加对应于该第二区域的第二补偿值,并在该第一SOC既不包含于该第一区域内又不包含于该第二区域内时,在该第一SOC上增加另一第二补偿值。
4.如权利要求1所述的SOC补偿方法,其中,对应于第一OCV单位变化量的第一SOC变化量在所述至少两个区域中各不相同。
5.如权利要求4所述的SOC补偿方法,其中根据所述对应于第一OCV单位变化量的第一SOC变化量来分别确定所述多个第一补偿值。
6.如权利要求4所述的SOC补偿方法,其中根据所述对应于第一OCV单位变化量的第一SOC变化量来确定所述多个第二补偿值。
7.如权利要求4所述的SOC补偿方法,其中该第一基准值的绝对值等于该第二基准值的绝对值,并且该第一基准值的符号与该第二基准值的符号相反。
8.如权利要求4所述的SOC补偿方法,其中分别对应于所述至少两个区域的第一补偿值和第二补偿值具有相同的值。
9.如权利要求1所述的SOC补偿方法,进一步包括,在该第一OCV与该第二OCV之差小于第一基准值并大于第二基准值时,将该第一SOC输出到一通信单元,并且在该第一OCV与该第二OCV之差大于第一基准值或小于第二基准值时,输出经补偿的SOC。
10.如权利要求9所述的SOC补偿方法,其中该电池用于混合动力车辆,并且其中该第一SOC或经补偿的SOC输出到一引擎控制单元ECU。
11.一种用于补偿电池的SOC的SOC补偿方法,所述电池包括作为一个电池组的多个电池单元,该SOC补偿方法包括:
利用该电池的组电流来检测第一SOC,并利用存储与对应于该第一SOC的OCV相关的数据的数据库来计算对应于该第一SOC的第一OCV,其中SOC的可能范围划分成至少两个区域,每一区域都分配有一补偿值;
测量该电池的组电流和组电压,利用该组电流、该组电压和内电阻来计算第二OCV,并利用该数据库来计算对应于该第二OCV的第二SOC,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压;以及
比较该第一OCV和该第二OCV,并在该第一OCV与该第二OCV之间的差别大于一预定值时,利用分配给所述SOC可能范围中对应于该第一SOC的区域的补偿值来补偿该第一SOC。
12.如权利要求11所述的方法,其中在该第一OCV大于该第二OCV,且该第一OCV与该第二OCV的差为大于预定值的量时,从该第一SOC中减去所述补偿值。
13.如权利要求11所述的方法,其中在该第一OCV小于该第二OCV,且该第二OCV与该第一OCV的差为大于预定值的量时,将所述补偿值加到该第一SOC。
14.一种连接至电池的电池管理***,所述电池包括作为一个电池组的多个电池单元,该电池管理***包括:
估计SOC计算器,其利用该电池的组电流来计算估计SOC,其中SOC的可能范围划分成至少两个区域;
数据库,其存储与对应于估计SOC的OCV相关的数据;
基准SOC计算器,其利用该电池的组电流值、组电压值和内电阻值来计算基准OCV,并利用所述数据库来计算对应于该基准OCV的基准SOC,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压;以及
SOC补偿器,其利用所述数据库来检测对应于所述估计SOC的OCV,比较该基准OCV与所检测的OCV之差以确定是否对所述估计SOC执行补偿,并根据包含所述估计SOC的区域来改变补偿值以执行所述补偿。
15.如权利要求14所述的电池管理***,其中:
当所述基准OCV与所检测的OCV之差大于第一基准值时,所述SOC补偿器确定包含所述估计SOC的区域,并从所述估计SOC上减去多个第一补偿值中对应于所确定区域的第一补偿值;以及
当所述基准OCV与所检测的OCV之差小于第二基准值时,所述SOC补偿器确定包含所述估计SOC的区域,并在所述估计SOC上增加多个第二补偿值中对应于所确定区域的第二补偿值,该第二基准值小于该第一基准值。
16.如权利要求15所述的电池管理***,其中根据所述估计SOC的容许误差范围来分别确定该第一基准值和该第二基准值。
17.如权利要求16所述的电池管理***,其中该第一基准值和该第二基准值的绝对值相同而符号相反。
18.如权利要求15所述的电池管理***,其中根据所述与对应于估计SOC的OCV相关的数据中对应于所述OCV单位变化量的所述估计SOC变化量,来确定所述包含估计SOC的区域为至少两个区域中的一个区域。
19.如权利要求18所述的电池管理***,其中所述多个第一补偿值分别对应于所述至少两个区域中的每一个区域,所述多个第二补偿值也分别对应于所述至少两个区域中的每一个区域,并且所述多个第一补偿值和所述多个第二补偿值根据对应于所述OCV单位变化量的所述估计SOC变化量来确定。
20.如权利要求19所述的电池管理***,其中对应于所述至少两个区域中相同区域的第一补偿值和第二补偿值具有相同的值。
21.如权利要求14所述的电池管理***,其中所述估计SOC计算器对充电或放电的组电流进行积分以计算所述估计SOC。
22.如权利要求21所述的电池管理***,其中所述基准SOC计算器通过在所述组电流与所述内电阻的乘积上加上所述组电压来计算所述基准OCV。
23.一种连接至电池的电池管理***,所述电池包括作为一个电池组的多个电池单元,该电池管理***包括:
估计充电状态SOC计算器,其利用该电池的组电流来计算估计SOC;
数据库,用于存储与一SOC范围上的OCV相关的数据,其中该SOC范围划分成至少两个区域;
基准SOC计算器,其利用该电池的组电流值、组电压值和内电阻值来计算基准OCV,并利用所述数据库来计算对应于该基准OCV的基准SOC,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压;以及
SOC补偿器,其利用所述数据库来检测对应于该估计SOC的OCV,将该基准OCV和所检测的OCV之差与一预定基准值进行比较,以确定是否对所述估计SOC执行补偿,并在该基准OCV与所检测的OCV之间的差别大于该预定基准值时,根据以包含所述估计SOC的区域为依据的补偿值,来补偿所述估计SOC。
24.如权利要求23所述的电池管理***,进一步包括一SOC输出单元,该SOC输出单元用于输出经补偿的SOC,或者在所述基准OCV与所检测的OCV之间的差别小于所述预定基准值时,输出未经补偿的所述估计SOC。
25.一种包括电池管理***的混合动力车辆,所述电池管理***将电池的SOC传送到用于控制该车辆引擎的引擎控制单元ECU,所述电池包括作为一个电池组的多个电池单元,该混合动力车辆包括:
传感单元,其用于测量该电池的组电流、组电压和内电阻,其中所述组电流是总电池组电流,并且所述组电压是总电池组电压;
主控制单元MCU,其利用从所述传感单元传送来的组电流、组电压和内电阻来确定所述SOC,并控制该电池进行充电和放电;和
通信单元,其用于将所述SOC从所述MCU传送到所述ECU,
其中所述MCU包括:
估计SOC计算器,其利用该电池的组电流来计算估计SOC,其中SOC的可能取值范围划分成至少两个区域;
基准SOC计算器,其利用从所述传感器接收的组电流值、组电压值和内电阻值来计算基准OCV,并利用存储与对应于该估计SOC的OCV相关的数据的数据库来计算对应于该基准OCV的基准SOC;以及
SOC补偿器,其利用该数据库来检测对应于所述估计SOC的OCV,利用所述基准OCV与所检测的OCV之差来确定是否对所述估计SOC执行补偿,并在需要该SOC补偿器执行补偿时,根据包含所述估计SOC的区域来改变补偿值,以补偿所述估计SOC,并在无需该SOC补偿器执行补偿时,输出所述估计SOC。
26.如权利要求25所述的混合动力车辆,其中:
所述SOC补偿器在所述基准OCV与所检测的OCV之差大于第一基准值时,确定所述估计SOC的至少两个区域中包含该估计SOC的第一区域,并从所述估计SOC中减去至少两个第一补偿值中对应于该第一区域的第一补偿值;以及
所述SOC补偿器在所述基准OCV与所检测的OCV之差小于第二基准值时,确定所述至少两个区域中包含所述估计SOC的第二区域,并在所述估计SOC上增加多个第二补偿值中对应于该第二区域的第二补偿值,该第二基准值小于该第一基准值。
27.如权利要求25所述的混合动力车辆,其中所述用于存储与对应于该估计SOC的OCV相关的数据的数据库包括在所述电池管理***中。
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