RU2336618C2 - Способ расчета допустимой мощности батарей с использованием усовершенствованных методик предсказания на основе модели элемента - Google Patents
Способ расчета допустимой мощности батарей с использованием усовершенствованных методик предсказания на основе модели элемента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2336618C2 RU2336618C2 RU2006121548/09A RU2006121548A RU2336618C2 RU 2336618 C2 RU2336618 C2 RU 2336618C2 RU 2006121548/09 A RU2006121548/09 A RU 2006121548/09A RU 2006121548 A RU2006121548 A RU 2006121548A RU 2336618 C2 RU2336618 C2 RU 2336618C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- specified
- battery
- current
- denotes
- voltage
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
-
- 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]
-
- 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
- G01R31/36—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
- G01R31/3828—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration
-
- 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]
- G01R31/374—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу и устройству для оценки разрядной и зарядной мощности батарейных устройств, включая батареи, используемые в гибридных электрических транспортных средствах (HEV) и электрических транспортных средствах (EV). Один из методов оценки зарядной/разрядной мощности включает проектные ограничения по напряжению, уровню заряда (SOC), мощности и току и работает на определяемом пользователем интервале времени Δt. По меньшей мере, две модели элемента используются при расчете максимально допустимой зарядной/разрядной мощности на основе ограничений по напряжению. Первая - простая модель элемента, которая использует разложение в ряд Тейлора для линеаризации сложного уравнения. Вторая более сложная и более точная модель элемента, которая моделирует динамику элемента в форме пространства состояний с дискретным временем. Модель элемента может включать множество входных параметров, таких как температура, сопротивление, емкость и т.д. Одно из преимуществ использования модельного подхода то, что одна и та же модель может использоваться как при фильтрации Кальмана для получения SOC, так и в оценке максимально допустимого зарядного/разрядного тока на основе ограничений по напряжению. 4 н. и 70 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.
Description
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к реализации способа и устройства для оценки зарядной и разрядной мощности батареи.
Уровень техники
Ряд высокоэффективных батарейных приложений требуют точной оценки в реальном времени располагаемой мощности батареи. Например, в гибридных электрических транспортных средствах (HEV) и аккумуляторных электрических транспортных средствах (BEV) контроллеру транспортного средства постоянно необходима актуальная информация от системы управления батареями (BMS) относительно мощности, которая может быть выдана электродвигателю батареей, и мощности, которая может быть подана на батарею от системы рекуперативного торможения или при заряде батареи от двигателя. Один из распространенных в технике методов, называемый HPPC (гибридный метод характеристики импульсной мощности), выполняет задачу такой оценки, используя ограничения по напряжению для расчета максимальных ограничений при заряде и разряде. Как описано в PNGV (Partnership for New Generation Vehicles) Battery Test Manual, Revision 3, February 2001, опубликованном Idaho National Engineering and Environment Laboratory of the U.S. Department of Energy, метод HPPC оценивает максимально допустимую мощность элемента, принимая во внимание только проектные рабочие ограничения по напряжению. Он не принимает во внимание проектные ограничения по току, мощности или уровню заряда (SOC) батареи. Также метод дает грубую оценку по интервалу времени Δt. Каждый элемент батареи моделируется приближенным соотношением:
v k (t) = OCV(z k (t)) - R × i k (t), (1)
где OCV(z k (t)) - напряжение разомкнутой цепи элемента k при его текущем уровне заряда (z k (t)), а R - константа, представляющая собой внутреннее сопротивление элемента. Для зарядных и разрядных токов, если требуется, могут использоваться разные значения R, обозначаемые R chq и R dis соответственно.
Поскольку должны выдерживаться проектные ограничения v min ≤ v k (t) ≤ v max, максимально допустимый разрядный ток может быть вычислен, как зависящий от напряжения, как показано ниже:
Максимально допустимая амплитуда зарядного тока аналогично может быть вычислена по напряжению. Заметим, между прочим, что в данном изобретении зарядный ток полагается отрицательного знака (хотя в дополнительных модификациях способа может использоваться противоположная договоренность), и, таким образом, ток максимальной амплитуды является минимальным при учете знака. Имеем:
Мощность батареи тогда вычисляется как:
Известный способ расчета уровня заряда имеет некоторые ограничения. Во-первых, как отмечалось выше, в этом способе при расчетах не используются проектные ограничения по SOC, максимально допустимому току или максимально допустимой мощности. Что еще более важно, используемая модель элемента слишком примитивна, чтобы давать точные результаты.
Могут выдаваться слишком оптимистичные или слишком пессимистичные результаты, тем самым, представляя угрозу для исправности батарей или приводя к их неэффективному использованию.
Так что, требуется новый способ и устройство для оценки уровня заряда батарей на основе модели элемента батареи. Такую модель элемента хорошо было бы использовать совместно с алгоритмом расчета максимально допустимой мощности, который бы использовал эту модель элемента для выдачи более точных прогнозов мощности. Новый способ также должен учитывать проектные рабочие ограничения, такие как по SOC, по току и по мощности.
Краткое описание чертежей
Эти и другие особенности, аспекты и преимущества настоящего изобретения станут более понятны при рассмотрении следующего описания, прилагаемой формулы и сопутствующих чертежей, на которых:
На фиг.1A изображена блок-схема, описывающая оценку уровня максимально допустимого разряда в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.1B изображена блок-схема, описывающая оценку уровня минимально допустимого заряда в соответствии с вариантом осуществления настоящего изобретения.
На фиг.2 изображена схематическая диаграмма, показывающая сенсорные компоненты оценивающего уровень мощности варианта осуществления настоящего изобретения.
На фиг.3 приведен пример графика зависимости напряжения разомкнутой цепи (OCV) как функции от уровня заряда для одной частной электрохимии элемента.
На фиг.4 приведен пример графика, демонстрирующего зависимость производной OCV как функции от уровня заряда для одной частной электрохимии элемента.
На фиг.5 приведен график, демонстрирующий предсказание напряжения с использованием модели элемента настоящего изобретения.
На фиг.6 приведен увеличенный график предсказания напряжения для одного UDDS-цикла при примерно 50%-м уровне заряда.
На фиг.7 приведена линия уровня заряда для теста элемента.
На фиг.8 приведены графики для сравнения статических расчетов максимально допустимой мощности как функции от SOC по способу PNGV HPPC и способу I настоящего изобретения.
На фиг.9 приведены графики, демонстрирующие оценки допустимой мощности для циклического теста элемента, включающего шестнадцать UDDS-циклов в диапазоне SOC от 90% до 10%.
На фиг.10 приведены увеличенные графики фиг.9, показывающие примерно один UDDS-цикл.
На фиг.11 приведены графики, демонстрирующие оценку допустимой мощности для циклического теста элемента, включающего шестнадцать UDDS-циклов в диапазоне SOC от 90% до 10%.
На фиг.12 приведены увеличенные графики фиг.11, показывающие примерно один UDDS-цикл.
Описание изобретения
Настоящее изобретение относится к способу и устройству для оценки разрядной и зарядной мощности батарейных устройств, включая батареи, используемые в гибридных электрических транспортных средствах (HEV) и электрических транспортных средствах (EV).
Одним из вариантов осуществления является способ предсказания уровня заряда, который включает проектные ограничения по напряжению, уровню заряда, мощности и току, работает на задаваемом пользователем интервале предсказания Δt и является более надежным и точным, чем существующие. Вариант осуществления имеет опцию, допускающую использование различных параметров модели в процессе работы батарей для приспособления к высокодинамичным батареям, используемым в гибридных электрических транспортных средствах (HEV) и электрических транспортных средствах (EV), с которыми у предыдущих реализаций имелись проблемы.
Вариант осуществления настоящего изобретения рассчитывает максимально допустимую зарядную/разрядную мощность с помощью расчета максимально допустимого зарядного/разрядного тока, с использованием любой комбинации из четырех основных ограничений:
1) ограничения по уровню заряда (SOC),
2) ограничения по напряжению,
3) ограничения по силе тока,
4) ограничения по мощности.
В одном из вариантов осуществления минимально допустимое абсолютное значение зарядного/разрядного тока, полученное из расчетов с использованием ограничений по уровню заряда (SOC), напряжению и силе тока, затем выбирается для нахождения максимально допустимой абсолютной зарядной/разрядной мощности. В одном из вариантов осуществления контролируется, чтобы максимальная абсолютная зарядная/разрядная мощность находилась внутри ограничений по мощности. В одном из вариантов осуществления максимально допустимая абсолютная зарядная/разрядная мощность рассчитывается таким образом, чтобы не нарушалась любая комбинация ограничений, которая может использоваться.
Предыдущие способы не использовали ограничения по SOC при оценке максимально допустимой зарядной/разрядной мощности. Настоящее изобретение включает использование SOC элемента батареи или батареи для оценки максимально допустимого зарядного/разрядного тока. Оценка явно содержит определяемый пользователем интервал времени Δt. В одном из вариантов осуществления SOC находится с использованием фильтра Кальмана. SOC, получаемый фильтрацией Кальмана, также дает оценку величины неопределенности, которая может быть использована в вычислениях зарядных/разрядных максимумов, для нахождения уровня доверия оценки максимально допустимого зарядного/разрядного тока.
Способы настоящего изобретения усовершенствованы по сравнению с предыдущими методами оценки мощности, основанными на пределах по напряжению. В настоящем изобретении ограничения по напряжению используются для вычисления максимально допустимого зарядного/разрядного тока способом, включающим определяемый пользователем интервал времени Δt. В настоящем изобретении содержатся два основных варианта осуществления модели элемента для расчета максимально допустимой зарядной/разрядной мощности на основе ограничений по напряжению. Первая - это простая модель элемента, которая использует разложение в ряд Тейлора для линеаризации сложного уравнения. Вторая - более сложная и более точная модель элемента, которая моделирует динамику элемента в форме пространства состояний с дискретным временем. Модель элемента может включать множество входных параметров, таких как температура, сопротивление, емкость и т.д. Одно из преимуществ использования модельного подхода - это то, что одна и та же модель может использоваться как при фильтрации Кальмана для получения SOC, так и в оценке максимально допустимого зарядного/разрядного тока на основе ограничений по напряжению.
Варианты осуществления настоящего изобретения также включают способы оценки заряда на основе любой комбинации ограничений по напряжению, силе тока, мощности или SOC, описанных выше.
Например, оценка заряда может основываться только на ограничениях по напряжению или, одновременно, на ограничениях по силе тока, ограничениях по SOC и/или ограничениях по мощности.
Варианты осуществления настоящего изобретения подключаются к устройству питания, которое получает от батареи данные измерений таких параметров, как ток, напряжение, температура, и направляют эти данные в блок арифметики, включающий вычислительное устройство, которое реализует способы расчета, описываемые в настоящем изобретении, для оценки абсолютного значения максимально допустимой зарядной и разрядной мощности.
Осуществление изобретения
Осуществления настоящего изобретения относятся к оценке заряда батарей в любых приложениях с батарейным питанием. В одном из вариантов осуществления способ оценки и устройство находят максимально допустимую абсолютную зарядную и/или разрядную мощность (основываясь на текущем состоянии батарей), которая может поддерживаться в течение Δt секунд без нарушения предустановленных для элемента ограничений по напряжению, уровню заряда, мощности или току.
Фиг.1A и 1B дают общее представление о вариантах осуществления настоящего изобретения. Фиг.1A иллюстрирует способ для нахождения максимально допустимой разрядной мощности для определенного пользователем интервала времени Δt, т.е. сколько мощности может быть отобрано с батарей непрерывно при использовании в течение следующего интервала времени Δt. В транспортных средствах точная оценка максимально допустимой разрядной мощности может помочь предотвратить опасные ситуации переразряда батарей.
На шаге 10 рассчитывается максимально допустимый разрядный ток на основе предустановленных ограничений по уровню заряда. Эта оценка явно включает установленный пользователем интервал времени Δt. В одном из вариантов осуществления SOC получается при помощи метода фильтрации Кальмана. SOC, получаемый фильтрацией Кальмана, также дает оценку величины неопределенности, которая может быть использована в вычислениях зарядных/разрядных максимумов, для нахождения уровня доверия оценки максимально допустимого зарядного/разрядного тока. В другом варианте осуществления используется уровень заряда, полученный обычным способом. Шаг 10 далее описывается в разделе «Расчеты на основе ограничений по уровню заряда (SOC)».
Максимально допустимый разрядный ток рассчитывается на основе предустановленных ограничений по напряжению на шаге 12. Настоящее изобретение имеет два основных варианта осуществления модели для вычисления максимально допустимой зарядной/разрядной мощности на основе ограничений по напряжению, хотя понятно, что также могут использоваться и другие модели элемента. Обе модели преодолевают ограничения предыдущих способов оценки разряда, выдававших грубые предсказания по интервалу времени Δt. Первая - это простая модель элемента, которая использует разложение в ряд Тейлора для линеаризации сложного уравнения. Вторая - более сложная и более точная модель элемента, которая моделирует динамику элемента в форме пространства состояний с дискретным временем. Модель элемента может включать множество входных параметров, таких как температура, сопротивление, емкость и т.д. Эти две модели далее описываются в разделе «Расчеты на основе ограничений по напряжению».
На шаге 14 максимально допустимый разрядный ток рассчитывается на основе предустановленных пользователем ограничений по силе тока. На шаге 16 выбирается минимум из трех значений силы тока, вычисленных на шагах 10, 12 и 14. Очевидно, что порядок выполнения шагов 10, 12 и 14 изменяем. Далее, очевидно, что в варианте осуществления любая комбинация шагов 10, 12 и 14, если необходимо, может быть опущена. Используя выбранное значение разрядного тока, на шаге 18 вычисляется максимально допустимая разрядная мощность. Вычисленная мощность батареи далее может быть уточнена, чтобы не нарушались проектные ограничения по мощности для индивидуального элемента питания или всей батареи.
Фиг.1B демонстрирует способ нахождения максимально допустимой абсолютной зарядной мощности для определенного пользователем интервала времени Δt, т.е. сколько мощности может быть возвращено в батарею непрерывно в течение следующего периода времени Δt. Детали и последовательность способа являются аналогичными таковым с фиг.1A. Поскольку полагается, что зарядный ток имеет отрицательный знак, максимальное абсолютное значение тока является минимальным при учете знака. На шаге 20 минимально допустимый зарядный ток вычисляется на основе установленных ограничений по уровню заряда. Опять же, SOC может быть вычислен обычным способом или получен по методу фильтрации Кальмана. Затем, минимально допустимый зарядный ток рассчитывается на основе предустановленных ограничений по напряжению на шаге 22 в соответствии с моделью элемента, такой как одна из тех двух моделей элемента, которые описаны в данном описании. Затем, на шаге 24 вычисляется минимально допустимый разрядный ток на основе предустановленных пользователем ограничений по току. Далее, на шаге 26 выбирается максимальное из значений токов, вычисленных на шагах 20, 22, 24. Опять заметим, что порядок выполнения шагов 20, 22, 24 изменяем. Далее, очевидно, что в варианте осуществления может использоваться любая комбинация шагов 20, 22, 24, и любая комбинация шагов 20, 22, 24, если требуется, может быть опущена. Используя выбранное значение зарядного тока, на шаге 28 вычисляется минимально допустимая зарядная мощность. Вычисленная мощность батареи может быть далее уточнена, чтобы не нарушались проектные ограничения по мощности индивидуального элемента питания или всей батареи.
Заметим, что варианты осуществления способа, показанные на фиг.1A и 1B, могут быть модифицированы. Например, каждый из или все шаги расчета тока на основе ограничений по уровню заряда или напряжению могут быть убраны. Также настоящее изобретение описывает несколько способов расчета максимально допустимого абсолютного значения зарядного и разрядного токов на основе уровня заряда, ограничений по напряжению и ограничений по силе тока.
Один из вариантов осуществления настоящего изобретения оценивает максимально допустимое абсолютное значение зарядной/разрядной мощности батареи. Батареи могут быть, например, батареями, используемыми в гибридных электрических транспортных средствах или электрических транспортных средствах. В варианте осуществления используется ряд обозначений и ограничений, включая:
- через n обозначено число элементов в батарее, для которой требуется оценка зарядной/разрядной мощности;
- через v k (t) обозначено напряжение на элементе батареи с номером k, которое имеет проектные рабочие ограничения так, что должно быть v min ≤ v k (t) ≤ v max для всех k, таких что 1 ≤ k ≤ n;
- через z k (t) обозначен уровень заряда элемента батареи с номером k, который имеет проектные рабочие ограничения так, что должно быть z min ≤ z k (t) ≤ z max для всех k, таких что 1 ≤ k ≤ n;
- через p k (t) обозначена мощность элемента батареи, которая имеет проектные рабочие ограничения так, что должно быть p min ≤ p k (t) ≤ p max для всех k, таких что 1 ≤ k ≤ n; и
- через i k (t) обозначен ток через элемент батареи, который имеет проектные рабочие ограничения так, что должно быть i min ≤ i k (t) ≤ i max для всех k, таких что 1 ≤ k ≤ n.
В других вариантах осуществления могут быть сделаны изменения. Например, любое частное ограничение, если требуется, может быть снято заменой его значение соответственно на ±∞. В качестве другого примера, такие приделы как v max, v min, z max, z min, i max, i min, p max, p min могут к тому же быть функциями от температуры и других факторов, относящихся к условиям работы настоящей батареи. В одном из вариантов осуществления полагается, что разрядные ток и мощность имеют положительный знак, и зарядные ток и мощность - отрицательный. Любому специалисту понятно, что может использоваться и другое соглашение о знаках, и что описание настоящего изобретения может быть легко переделано под это соглашение. В одном из вариантов осуществления модель, используемая для предсказания уровня заряда, предполагает, что батарея состоит из n s соединенных последовательно элементных модулей, где каждый модуль состоит из n p отдельных элементов, соединенных параллельно, и n s ≥ 1, n p ≥ 1. Возможны и другие конфигурации, которые приспосабливаются к настоящему способу с помощью небольших модификаций.
Фиг.2 представляет собой блок-схему, показывающую сенсорные компоненты варианта осуществления настоящего изобретения. Батарея 40 подключается к цепи нагрузки 48. Нагрузкой 48 может быть, например, двигатель в электрическом транспортном средстве (EV) или гибридном электрическом транспортном средстве (HEV). В некоторых вариантах осуществления цепь 48 - это цепь, по которой подается мощность и/или отбирается мощность. Измерения напряжений батареи и отдельных элементов производятся с помощью вольтметра(ов) 44. Измерения тока батареи производится амперметром 42. Температуры батареи и отдельных элементов измеряются температурным(и) датчиком(ами) 46. Измеренные значения напряжений, тока и температур обрабатываются блоком арифметики 50. Блок арифметики (оценивающее устройство) 50 принимает данные измерений от датчиков и реализует расчетные способы настоящего изобретения для оценки мощности. В некоторых вариантах осуществления температурный параметр в расчетах не требуется.
1. Расчеты на основе ограничений по уровню заряда (SOC)
Как показано на шагах 10 и 20 фиг.1A и 1B, в вариантах осуществления настоящего изобретения рассчитываются максимально допустимые зарядный/разрядный токи с использованием ограничений по SOC. Различные варианты осуществления также явно включают в расчет интервал времени Δt. Ограничения по SOC учитываются, как показано далее. Во-первых, для фиксированного тока i k связь между SOC и током описывается как:
z k (t + Δt) = z k (t) - (η i Δt/C)i k, (4)
где z k (t) - текущее значение SOC для элемента k, z k (t+Δt) - предсказанное значение SOC через Δt секунд, C - это емкость элемента в ампер-секундах и η i - кулоновский фактор эффективности при уровне тока i k. Здесь, для простоты объяснения полагается η i = 1 для разрядных токов и η i = η ≤ 1 для зарядных токов.
Если имеются проектные ограничения по SOC, так что z min ≤ z k (t) ≤ z max для всех элементов батареи, то ток i k может быть вычислен так, чтобы эти ограничения не превосходились. Простые расчеты дают ограничения на основе SOC каждого элемента:
Максимально допустимые абсолютные значения токов на основе только SOC тогда будут:
В этом способе предполагается, что имеется надежная оценка SOC для каждого элемента батареи. Если это не так, тогда приближенной оценкой может быть расчет:
где z(t) - это SOC батареи.
В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения в способе предсказания мощности может приниматься во внимание больше данных, чем просто SOC элемента. Например, может использоваться фильтр Кальмана в качестве метода оценки SOC всех элементов в батарее. Кроме выдачи SOC, фильтрация Кальмана дает оценки неопределенности самой оценки SOC. Метод использования фильтрации Кальмана для оценки SOC описан в общедоступном патенте США № 6534954, включаемом сюда в качестве ссылки.
Пусть неопределенность, имеющая гауссово распределение со стандартным отклонением, как оценивается фильтром Кальмана, будет обозначена как σ z. Тогда, метод дает 95,5%-ную уверенность, что истинное значение SOC находится в интервале оценка ± 2σ z и 99,7%-ю уверенность, что истинное значение SOC находится в интервале оценка ± 3σ z.
Эта информация может быть включена в оценку максимально допустимого тока на основе SOC, чтобы гарантировать, что проектные ограничения по SOC не будут нарушены.
Это делается следующим образом (предполагая доверительный интервал в 3σ z):
2. Расчеты на основе ограничений по напряжению
Помимо принятия во внимание ограничений по SOC, варианты осуществления настоящего изобретения исправляют ограничения предыдущего способа HPPC при применении ограничений по напряжению (шаги 12 и 22 на фиг.1A и 1B). В способе HPPC, если предполагается модель элемента по уравнению (1), и предполагается, что R chg и R dis - омические сопротивления элементов, то выражение (2) и выражение (3) предсказывают мгновенную величину тока, а не величину, которая будет постоянной в течение следующих Δt секунд. В случаях, когда Δt большое, результаты расчетов приводят к проблемам сохранности или исправности батарей, поскольку элементы могут быть недо-/перезаряжены.
Чтобы преодолеть эту проблему, вариант осуществления настоящего изобретения использует следующую модель элемента:
v k (t + Δt) = OCV(z k (t + Δt)) - R × i k (t). (7)
Здесь изменена предыдущая модель элемента из выражения (1). Заметим, что уравнение этой модели не может быть непосредственно решено в конечном виде для максимально допустимого тока i k, поскольку z k (t + Δt) само является функцией тока (сравн. с (4)), и OCV(·) является нелинейным соотношением. Заметим, что также могут использоваться и другие модели элемента.
Два варианта осуществления способа направлены на решение (7) для нахождения максимально допустимого абсолютного значения i k (t).
2.1 Способ I: Разложение в ряд Тейлора
Первый способ использует разложение в ряд Тейлора для линеаризации уравнения, так чтобы приближенно могло быть найдено значение i. Предполагается, что OCV(·) дифференцируема в точке z k (t), что дает в результате:
где остаточный член первого порядка R 1 (z k (t), i k (η i Δt)/C)/||z k (t)|| → 0 при i k (η i Δt)/C → 0.
Заметим, что изменение SOC за Δt секунд обычно мало, следовательно, может быть применено следующее приближение:
что дает:
В одном из вариантов осуществления и функция OCV(z) и ее производная ∂OCV(z)/∂z могут быть вычислены из известных математических соотношений для OCV(z) (например, уравнения Нернста) с использованием аналитических или численных методов или затабулированных эмпирических данных. Эта величина положительна для большинства электрохимий батарей во всем диапазоне SOC, так что значения, полученные по (8) и (9), меньше по величине, чем полученные из (2) и (3) для тех же самых величин R dis и R chg.
Неточность процедуры HPPC компенсируется использованием значений R dis и R chg, полученных экспериментально, что аппроксимирует члены в знаменателе (8) и (9). Это, однако, не может быть точным во всем диапазоне SOC, поскольку ∂OCV(z)/∂z не является константой, в частности, вблизи экстремальных значений z.
Разрядный и зарядный токи со всеми наложенными ограничениями вычисляются как (шаги 16 и 26 на фиг.1A и 1B):
и мощность может быть рассчитана с помощью суммирования мощностей по всем элементам. Аналогично для получения максимально допустимого тока и предсказываемого напряжения.
В этих расчетах также могут налагаться максимальные и минимальные ограничения по мощности элемента и батареи. Заметим, что во всех выражениях OCV(z), C, v max , v min , z max , z min , i max , i min , R chg и R dis могут являться функциями температуры и других факторов, имеющих отношение к текущим условиям работы батареи.
2.2 Способ II: Использование усовершенствованной модели элемента
Способ решения уравнения (7), приведенный в предыдущем разделе, требует меньших вычислительных затрат. Второй вариант осуществления способа настоящего изобретения может использоваться, когда доступны большие вычислительные мощности. Этот второй способ предлагает более точную математическую модель динамики элемента, которая может быть в форме пространства состояний с дискретным временем, такая как система из двух уравнений:
x k [m + 1] = f(x k [m], u k [m]) (14)
v k [m] = g(x k [m], u k [m]), (15)
где m - это индекс отсчета дискретного времени, векторная функция времени x k [m] называется «состоянием» системы, u k [m] - это входные параметры системы, которые включают в качестве компонента ток через элемент i k [m] и могут также включать температуру, сопротивление, емкость и т.д., а f(·) и g(·) - функции, выбранные для моделирования динамики системы.
Также могут использоваться альтернативные формы модели, включая пространство состояний с непрерывным временем, дифференциальные и разностные выражения. Предполагается, что существует способ вычисления SOC, даваемого реализуемой моделью.
Для удобства объяснения предполагается, что модель имеет форму пространства состояний с дискретным временем. Также предполагается, что Δt секунд могут быть представлены в дискретном времени как T отсчетных интервалов. Тогда эта модель может быть использована для предсказания напряжения на элементе через Δt секунд как:
v k [m + T] = g(x k [m + T], u k [m + T]),
где x k [m + T] может быть найдено моделированием по (14) для T временных отсчетов. Предполагается, что входные параметры остаются постоянными от значения индекса времени m до m + T, так что если изменение (например) температуры на этом интервале времени существенно, это должно быть включено как часть динамической модели с помощью (14), а не как часть измеряемых входных параметров u k [m].
Затем способ использует алгоритм половинного деления для нахождения и с помощью поиска такого i k (как компонента вектора u k), которое приводит к равенству:
v min = g(x k [m + T], u k [m + T]), или 0 = g(x k [m + T], u k [m + T]) - v min (16)
v max = g(x k [m + T], u k [m + T]), или 0 = g(x k [m + T], u k [m + T]) - v max (17)
x
k
[m + 1] = Ax
k
[m] + Bu
k
[m],
где A и B - постоянные матрицы. Модель, представленная в разделе 3, озаглавленном «Пример модели элемента», является примером, в котором имеет место такая ситуация. Что для постоянного входа u k и времени от m до m + T приводит к:
Большинство из этих членов могут быть предварительно вычислены без информации об u k для ускорения вычислений с использованием алгоритма половинного деления.
Когда предельные значения силы тока и на основе SOC вычислены с использованием (5) и (6), и предельные значения силы тока и на основе напряжения вычислены с использованием (16) и (17), суммарные границы силы тока могут быть вычислены с использованием (10) и (11) (шаги 16 и 26 на фиг.1A и 1B). Мощность тогда вычисляется как:
1.2.1 Способ половинного деления
Для решения уравнений (16) и (17) требуется способ нахождения корней нелинейного уравнения. В одном из вариантов осуществления для этой цели используется алгоритм половинного деления. Алгоритм половинного деления позволяет найти корень f(x) (т.е. значение x, такое что f(x)=0), когда априори известно, что корень лежит между значениями x 1 < корень < x 2. Один из признаков, говорящих, что корень лежит в этом интервале - это то, что знак f(x 1 ) отличается от знака f(x 2 ).
При каждой итерации алгоритма половинного деления вычисляется функция в средней точке x mid = (x 1 + x 2 )/2. На основе знака вычисленного значения или x 1 или x 2 заменяется на x mid , чтобы остались разными знаки f(x 1 ) и f(x 2 ). Очевидно, что неопределенность положения корня этим шагом алгоритма сокращается вдвое. В алгоритме половинного деления итерации повторяются, пока интервал между x 1 и x 2 и, следовательно, неточность корня f(x) не станут, насколько необходимо, малыми. Если ε - требуемая точность корня, тогда алгоритму потребуется порядка итераций. Способ половинного деления показан в листинге 1.
1.2.2 Нахождение максимально/минимально допустимого тока
Для нахождения максимально допустимого разрядного и зарядного тока для каждого отдельного элемента способ половинного деления применяется к (16) и (17). Способ половинного деления включается в общий алгоритм следующим образом. Во-первых, предпринимаются три попытки определения напряжения на элементе через Δt секунд для тока элемента i k = 0, i k = i min и i k = i max. Если предсказывается, что напряжение на элементе будет между v min и v max для максимально допустимых скоростей разряда/заряда, тогда могут использоваться эти максимально допустимые скорости. Если уровни напряжения на элементе вне границ даже на холостом ходу, тогда максимальные скорости устанавливаются равными нулю. Иначе, истинная максимальная скорость может быть найдена способом половинного деления между нулевой скоростью и ее максимально допустимым значением. Половинное деление осуществляется между границами по току (imin, 0) или (0, imin).
Алгоритм 1 Алгоритм половинного деления |
begin{алгоритм половинного деления}
set x1 = первая граница поиска
set x2 = вторая граница поиска
set ε = требуемая точность по току на выходе
set JMAX = максимальное число итераций деления
let func(·) - функция, у которой ищутся корни
set интервал поиска dx = x2 - x1
if ((func(x1)≥0) { //ограничение: func(x1)<0
dx = -dx
x1=x2
} // теперь корень между (x1, x1 + dx), и func(x1)<0
for j = 1 to JMAX {
dx = 0,5 × dx
xmid = x1 + dx
if (func(xmid) ≤ 0) { x1 = xmid }
if (|dx| ≤ ε) { return(x1 + 0,5 × dx) }
} // слишком много итераций, вернуть наилучший результат
return(x1 + 0,5 × dx)
end{алгоритм половинного деления}
_______________________________________________________________
2. Пример модели элемента
Здесь приводится пример модели элемента для способов оценки мощности по настоящему изобретению, снабженный иллюстрациями, чтобы продемонстрировать характеристики этих двух способов по сравнению с предыдущим способом PNGV HPPC. Модель элемента - это модель пространства состояний с дискретным временем в форме (14) и (15), которая применяется к элементам батареи. Модель, называемая «усовершенствованная самокорректирующаяся модель элемента», описывается подробнее изобретателем в статье "Advances in EKFLiPB SOC Estimation", опубликованной на CD-ROM и представленной в Proc. 20th Electric Vehicle Symposium (EVS20) in Long Beach CA, (November 2003), полностью включаемой здесь в качестве ссылки. Понятно, что данная модель является только примером модели, и что может использоваться множество подходящих альтернативных моделей.
«Усовершенствованная самокорректирующаяся модель элемента» включает эффекты, связанные с напряжением в разомкнутой цепи, внутренним сопротивлением, временными постоянными напряжения и гистерезиса. Для примера значения параметров подогнаны к структуре этой модели для моделирования динамики литий-йонных полимерных (LiPB) элементов, хотя структура и способ, приведенные здесь, являются общими.
Уровень заряда получается с помощью одного уравнения модели. Это уравнение есть:
z k [m + 1] = z k [m] - (η i ΔT/C)i k [m],
где ΔT обозначает интервал между отсчетами (в секундах), а C обозначает емкость элемента (в ампер-секундах).
Постоянные времени ответа напряжения на элементе получаются с помощью нескольких уравнений фильтра. Если предположить, что n f - постоянные времени, тогда
f
k
[m + 1] = A
f
f
k
[m] + B
f
i
k
[m].
Матрица может быть диагональной матрицей с действительными элементами. Если так, то система является устойчивой, если все элементы имеют величину меньше единицы. Вектор может просто считаться состоящим из n f «1». Значение n f и элементы матрицы A f выбираются в ходе процедуры идентификации системы для наилучшего соответствия параметров модели измеренным данным элемента.
Уровень гистерезиса получается с помощью одного уравнения:
где γ - это константа степени гистерезиса, опять же находится при идентификации системы.
Общим уравнением модели является:
x k [m] = [[f k [m]' h k [m] z k [m]]',
где символ (') обозначает оператор транспонирования матрицы/вектора. Уравнение состояния модели образуется комбинацией всех отдельных приведенных выше уравнений. Заметим, что на каждом временном шаге уравнение модели линейно по входам
u k [m] = [i k [m] 1]',
что ускоряет операцию предсказания.
Выходным уравнением, которое объединяет результаты уравнений для предсказания напряжения на элементе, будет:
v k [m] = OCV(z k [m]) + Gf k [m] - Ri k [m] + Mh k [m],
где - это вектор констант, который соединяет уравнения для временных констант на выходе, R - сопротивление элемента (для разряда/заряда могут использоваться различные значения) и M - это максимальный уровень гистерезиса.
Напряжение разомкнутой цепи как функция уровня заряда на примере литий-йонных полимерных элементов (LiPB) изображено на фиг.3. Это эмпирическое соотношение, найденное при тестировании элемента. Сначала, элемент был полностью заряжен (постоянным током до 4,2 V, постоянным напряжением до 200 mA). Потом элемент был разряжен со скоростью C/25 до полного разряда (3,0 V). Элемент далее был заряжен со скоростью C/25 до напряжения 4,2 V. Малые скорости использовались для минимизации возбуждения динамических эффектов в элементе. Напряжение на элементе как функция уровня заряда при разряде и заряде усреднялось для вычисления OCV. Это в большой степени исключает возможный вклад гистерезиса и омического сопротивления в окончательную функцию. Для вычислений, использующих OCV, окончательная кривая была оцифрована в 200 точках и записана в таблицу. Для поиска значений в таблице используется линейная интерполяция.
Частная производная OCV по SOC для элементов в этих примерах построена на фиг.4. Эта зависимость была вычислена с помощью сначала нахождения конечных разностей между точками на графике OCV на фиг.3 и деления на расстояния между точками (т.е. аппроксимации Эйлера для производной). Окончательные данные слишком зашумлены, чтобы иметь практическую пользу, что показано серой линией на фиг.4. Они фильтровались с использованием нуль-фазного фильтра нижних частот, с результатом, отмеченным черной линией на фиг.4, который может быть использован в вычислениях мощности. Это соотношение также оцифровывается в 200 точках, и когда проводятся вычисления, требующие эту функцию, используется линейная интерполяция в таблице значений.
Другие параметры подгоняются под эту модель элемента. В частности, модель использует четыре уравнения фильтров нижних частот (n f = 4), номинальную емкость 7,5 Ah и интервал между отсчетами ΔT = 1 s. Имеется очень точное согласие между напряжением, предсказываемым моделью элемента, и истинным напряжением на элементе. Это иллюстрируется на фиг.5, которая представляет собой график, показывающий предсказание напряжения с использованием модели элемента настоящего изобретения. Для этой фигуры тест элемента представлял собой последовательность из шестнадцати UDDS-циклов, покрывающих диапазон SOC от 90% до 10%, проведенных при комнатной температуре и разделенных импульсами разряда и пятиминутными перерывами. Разность между истинным напряжением на клеммах элемента и оцененным напряжением на клеммах элемента является очень малой (среднеквадратичная ошибка (RMS) оценки напряжения менее 5 mV). Для того чтобы лучше проиллюстрировать точность модели, обратимся к увеличенному изображению одного UDDS-цикла в области SOC 50%, показанному на фиг.6. SOC как функция времени изображена на фиг.7, которая представляет собой кривую SOC для теста элемента. График показывает, что SOC возрастает примерно на 5% за каждый UDDS-цикл, но снижается примерно на 10% во время каждого разряда между циклами. Во время тестирования элементов проходится полный рабочий диапазон для этих элементов (от 10% SOC до 90% SOC, изображенный на фигуре как область между тонкими пунктирными линиями).
3. Сравнение расчетов максимальной мощности
Способ PNGV HPPC оценки мощности дает результат, являющийся только функцией SOC. Поэтому можно построить график зависимости располагаемой мощности от SOC, чтобы подвести итог расчетов по алгоритму. Первый предложенный в описании настоящего патента способ (Способ I: Разложение в ряд Тейлора) также можно отобразить таким способом. Оцениваемая мощность является функцией только SOC, ∂OCV/∂z (также функция SOC) и постоянных ограничений по максимально допустимому току и мощности. Второй способ (Способ II: Способ усовершенствованной модели элемента), однако, динамически зависит от всех состояний системы. Две системы с одним уровнем заряда, но с различными значениями временных констант напряжения или уровнем гистерезиса, будут иметь различную располагаемую мощность. Для сравнения мощности, вычисленной этими тремя способами, должны проводиться динамические тесты.
Для следующих результатов предполагается, что батарея LiPB элементов имеет n s = 40 и n p = 1. Данные, соответствующие моделям, были получены с прототипных изготовленных вручную элементов, разработанных совместно LG Chem (Daejeon, Korea) и Compact Power Inc. (Monument, Colorado). Ограничения для вычислений мощности приведены в таблице. Каждый элемент имеет номинальную емкость 7,5 Ah, Δt равнялось десяти секундам как для заряда, так и для разряда.
Таблица: Параметры для примеров расчета мощности.
Параметр | Минимум | Максимум |
v k (t) | 3,0 V | 4,35 V |
i k (t) | -200 A | 200 A |
z k (t) | 0,1 | 0,9 |
p k (t) | -∞ | ∞ |
Сначала сравниваются способ PNGV HPPC со Способом I настоящего изобретения на фиг.8, которая представляет собой графики, сравнивающие вычисления статических максимально допустимых мощностей как функций SOC для PNGV HPPC способа и Способ I настоящего изобретения. Черные кривые соответствуют зарядной мощности, а серые кривые - разрядной мощности. Заметим, что изображены абсолютные значения мощностей, чтобы избежать недоразумений с договоренностью о знаках. Рассматривая сначала вычисления зарядной мощности, очевидно, что способ PNGV HPPC дает результаты, подобные Способу I, в середине диапазона SOC. Небольшие различия имеют место из-за того, что 10-секундное значение R chg, используемое в способе PNGV, и R chg, модифицированное с учетом производной, в Способе I не совпадают. График показывает, что вне середины диапазона SOC в Способе I мощность опускается вблизи z max, чтобы избежать перезаряда батарей, тогда как способ PNGV не имеет таких ограничений. При очень маленьких уровнях SOC способ PNGV предсказывает завешенную величину имеющейся мощности, поскольку нет ограничений по току, накладываемых при вычислениях. Оценка по Способу I оказывается автоматически ниже из-за большой производной в знаменателе. Это приводит к отклонению вблизи нулевых SOC, где способ предсказывает заниженную зарядную мощность. Однако, поскольку элемент не будет работать в этом диапазоне, это не представляет проблемы.
При рассмотрении кривых разрядной мощности, сравнение показывает, что Способ I накладывает ограничения на разрядную мощность, чтобы гарантировать, что элемент не будет переразряжен, тогда как способ PNGV этого не делает. В диапазоне SOC от примерно 15% до 35% два этих метода предсказывают близкие мощности. Для SOC более примерно 35%, мощность, предсказанная Способом I, насыщается, потому что достигается ограничение по максимально допустимому разрядному току в 200 A. Способ PNGV не учитывает этого ограничения. При SOC примерно 99% на графике опять видно отклонение для вычислений по Способу I, где мощность недооценивается из-за большого члена с производной. Это видимое затруднение не является проблемой, поскольку элемент не будет работать в этом диапазоне.
Фиг. с 9 по 13 демонстрируют два основных, основанных на ограничениях по напряжению метода оценки мощности по данному изобретению (Способ I и Способ II) по сравнению с предыдущим методом PNGV при динамическом тестировании элемента, показанном на фиг.5. Фиг.9 представляет собой графики, показывающие эти оценки допустимой разрядной мощности для циклического теста элемента, включающего шестнадцать UDDS-циклов, в диапазоне SOC от 90% до 10%. Фиг.10 представляет собой увеличенные графики с фиг.9, показывающие примерно один цикл UDDS. Фиг.11 представляет собой графики, показывающие оценки допустимой зарядной мощности для циклического теста элемента, включающего шестнадцать UDDS-циклов, в диапазоне SOC от 90% до 10%. Фиг.12 представляет собой увеличенные графики с фиг.11, показывающие примерно один цикл UDDS. Опять, изображены абсолютные значения мощности.
В следующем обсуждении полагается, что результаты Способа II являются «истинными» возможностями элемента. Это предположение оправдывается точностью оценок напряжения моделью, что подтверждается данными на фиг.6. Фиг.9 демонстрирует, что три метода дают близкие оценки. В частности, Способ I и Способ II, по-видимому, являются практически идентичными при рассмотрении в данном масштабе. При больших SOC способ PNGV HPPC предсказывает большую мощность, чем доступно в действительности (до 9,8%), и при малых SOC способ PNGV HPPC предсказывает заниженную доступную мощность. Только методы настоящего изобретения включают ограничения по SOC, что объясняет, почему их предсказания так отличаются от оценок методом PNGV HPPC при малых SOC. Если бы контроллер транспортного средства проводил разряд со скоростью, предсказанной методом PNGV HPPC, элемент бы в некоторых случаях переразряжался (сокращая срок службы) и недоиспользовался бы в других случаях.
Для лучшей демонстрации, на фиг.10 показано увеличенное изображение с фиг.9 (показана та же область, что и на фиг.6). В этой области три метода дают почти идентичные предсказания. Отличительная черта Способа II, однако, это то, что в нем, при предсказании, учитывается полная динамика элемента. Поэтому при сильных разрядах элемента в моменты времени около 237 и 267 минут опускается напряжение элемента и допускается меньшая разрядная мощность, чем в двух других методах, в которых учитывается только SOC, когда делаются оценки.
Три этих метода также сравниваются по зарядной мощности, что показано на фиг.11. В этом масштабе оценки представляются почти идентичными. Опять, в методе PNGV HPPC не учитываются границы SOC, таким образом, предсказывается завышенная зарядная мощность при больших SOC. Им также предсказывается завышенная мощность при малых SOC, поскольку в нем не учитывается увеличение зарядного сопротивления при малых SOC. Увеличенное изображение этого графика изображено на фиг.12, оно подчеркивает различие в предсказаниях. Здесь можно увидеть, что глубокие разряды в моменты времени около 237 и 267 минут допускают большую зарядную мощность, т.к. напряжение не будет меняться быстро.
Промышленная применимость
Поскольку описанные здесь методы и устройства для осуществления этих методов составляют предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, следует понимать, что в них могут быть внесены изменения, не уводящие от сущности или области настоящего изобретения, что определено в прилагающейся формуле. Например, шаги 10, 12, 14, описываемые на фиг.1A, могут выполняться в другом порядке или в других комбинациях, и шаги 20, 22, 24, описываемые на фиг.1B, могут выполняться в другом порядке или в других комбинациях. Также могут использоваться различные модели элемента для оценки максимально допустимой абсолютной зарядной/разрядной мощности батареи/элемента.
Были описаны способ и устройство для расчета допустимой мощности батарей с использованием усовершенствованных методик предсказания на основе модели элемента совместно с одним или более частными вариантами осуществления. Настоящее изобретение определяется прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.
Claims (74)
1. Способ для оценки максимально допустимой разрядной мощности батареи, включающий следующие шаги:
генерацию, при помощи датчика, сигнала, указывающего на текущий уровень заряда указанной батареи;
расчет, на основе указанного сигнала, указанного текущего уровня заряда указанной батареи, используя арифметический блок, связанный в рабочем состоянии с упомянутым датчиком;
расчет максимально допустимого разрядного тока указанной батареи с использованием указанного арифметического блока на основе по меньшей мере:
минимального ограничения по уровню заряда для указанной батареи, указанного текущего уровня заряда, и
минимального ограничения по напряжению для указанной батареи, таким образом, что при этом выходное напряжение указанной батареи не снижается ниже указанного минимального ограничения по напряжению и уровень заряда указанной батареи не снижается ниже указанного минимального ограничения по уровню заряда для указанной батареи; и
расчет указанной максимально допустимой разрядной мощности основываясь на минимальном значении разрядного тока выбранного из указанного вычисленного максимально допустимого разрядного тока, используя указанный арифметический блок.
2. Способ по п.1, в котором указанный шаг расчета максимально допустимого разрядного тока также выполняют с учетом максимального ограничения по току для указанной батареи.
3. Способ по п.2, в котором в указанной оценке максимально допустимой разрядной мощности учитывается определенный пользователем интервал времени Δt.
4. Способ по п.2, в котором на указанном шаге расчета указанного текущего уровня заряда находится уровень заряда с помощью метода фильтрации Кальмана.
5. Способ по п.4, в котором оценка величины неопределенности, полученная с помощью метода фильтрации Кальмана, используется для нахождения уровня доверия указанного рассчитанного максимально допустимого разрядного тока.
6. Способ по п.2, в котором указанная батарея является батареей, содержащей по меньшей мере один элемент.
7. Способ по п.6, в котором на указанном шаге расчета максимально допустимого разрядного тока указанной батареи на основе ограничений по уровню заряда рассчитываются ограничения по току каждого элемента k указанной батареи, с использованием выражения
где обозначает максимально допустимый разрядный ток на основе ограничений по уровню заряда, zk(t) обозначает уровень заряда элемента в момент времени t, zmin обозначает проектное ограничение по уровню заряда, η обозначает кулоновский фактор эффективности, Δt обозначает интервал времени и С обозначает емкость элемента.
9. Способ по п.1, в котором на указанном шаге расчета максимально допустимого разрядного тока указанной батареи на основе ограничений по напряжению используется модель элемента.
10. Способ по п.9, в котором уравнением модели элемента решается с помощью разложения в ряд Тейлора.
11. Способ по п.9, в котором указанное уравнение модели элемента решается с использованием модели пространства состояний с дискретным временем.
12. Способ по п.9, в котором указанная батарея является батареей, содержащей по меньшей мере один элемент.
13. Способ по п.12, в котором указанными моделями элемента являются
vk(t+Δt)=OCV(zk(t+Δt))-R·ik(t),
где Vk(t+Δt) обозначает напряжение на элементе k через период времени Δt, OCV(zk(t+Δt)) обозначает напряжение разомкнутой цепи элемента как функцию уровня заряда zk элемента k через период времени Δt, R - константа, обозначающая внутреннее сопротивление элемента k и ik(t) обозначает ток элемента k.
14. Способ по п.13, в котором указанный максимально допустимый разрядный ток на основе ограничений по напряжению находится с помощью решения посредством разложения в ряд Тейлора
16. Способ по п.13, в котором указанное уравнение модели элемента решается с использованием модели пространства состояний с дискретным временем.
17. Способ по п.16, в котором указанной моделью пространства состояний с дискретным временем является
xk[m+1]=f(xk[m], uk[m]),
vk[m]=g(xk[m], uk[m]),
где m обозначает индекс отсчета дискретного времени, xk[m] является векторной функцией времени и обозначает состояние батареи, uk[m] обозначает входные параметры батареи и включает в качестве компонента ток элемента ik[m], a f(·) и g (·) - функции, выбранные для моделирования динамики системы.
18. Способ по п.17, в котором указанные входные параметры uk[m] включают температуру.
19. Способ по п.17, в котором указанные входные параметры uk[m] включают сопротивление.
20. Способ по п.17, в котором указанные входные параметры uk[m] включают емкость.
22. Способ по п.21, в котором указанное равенство решается с помощью алгоритма половинного деления.
23. Способ по п.17, в котором уравнение
xk[m+T]=Axk[m]+Buk [m] - линейное, где А и В - постоянные матрицы.
24. Способ по п.12, в котором указанное минимальное значение разрядного тока выбирается с использованием выражения
где imax обозначает указанный максимально допустимый разрядный ток на основе ограничений по току,
обозначает минимум указанного максимально допустимого разрядного тока на основе ограничений по уровню заряда для каждого элемента k,
25. Способ по п.24, в котором указанная максимально допустимая разрядная мощность рассчитывается с помощью решения
где (OCV(zk(t)- Δt/С) обозначает напряжение разомкнутой цепи элемента как функцию уровня заряда zk для элемента k в момент времени t,
Δt, которое обозначает интервал времени, и С, которое обозначает емкость элемента; и R, которое обозначает внутреннее сопротивление элемента при разряде.
27. Способ по п.2, в котором любое из ограничений по уровню заряда, по напряжению и по току может быть исключено из указанных расчетов с помощью использования значения "плюс бесконечность" или "минус бесконечность" для представления указанных исключаемых ограничений в указанных расчетах.
28. Способ по п.2, в котором любое из указанных ограничений по уровню заряда, по напряжению и по току зависит от температуры.
29. Способ по п.1, в котором указанная рассчитанная максимально допустимая разрядная мощность проверяется, чтобы гарантировать, что она попадает в ограничения по мощности указанной батареи.
30. Способ для оценки минимально допустимой зарядной мощности батареи, включающий следующие шаги:
генерацию, при помощи датчика, сигнала, указывающего на текущий уровень заряда указанной батареи;
расчет, на основе указанного сигнала, указанного текущего уровня заряда указанной батареи, используя арифметический блок, связанный в рабочем состоянии с упомянутым датчиком;
расчет минимально допустимого зарядного тока указанной батареи с использованием указанного арифметического блока на основе по меньшей мере:
максимального ограничения по уровню заряда для указанной батареи, указанного текущего уровня заряда, и
максимального ограничения по напряжению для указанной батареи, таким образом, что при этом выходное напряжение указанной батареи не превышает указанное максимальное ограничение по напряжению и уровень заряда указанной батареи не превышает указанное максимальное ограничение по уровню заряда для указанной батареи; и
расчет указанной минимально допустимой зарядной мощности основываясь на максимальном значении зарядного тока, выбранного из указанного вычисленного минимально допустимого зарядного тока, используя указанный арифметический блок.
31. Способ по п.30, в котором указанный шаг расчета минимально допустимого разрядного тока также выполняют с учетом минимального ограничения по току для указанной батареи.
32. Способ по п.31, в котором в указанной оценке минимально допустимой зарядной мощности учитывается определенный пользователем интервал времени Δt.
33. Способ по п.30, в котором на указанном шаге расчета указанного текущего уровня заряда находится уровень заряда с помощью метода фильтрации Кальмана.
34. Способ по п.33, в котором оценка величины неопределенности, полученная с помощью метода фильтрации Кальмана, используется для нахождения уровня доверия указанного рассчитанного минимально допустимого зарядного тока.
35. Способ по п.31, в котором указанная батарея является батареей, содержащей по меньшей мере один элемент.
36. Способ по п.35, в котором на указанном шаге расчета минимально допустимого зарядного тока указанной батареи на основе ограничений по уровню заряда рассчитываются ограничения по току каждого элемента k указанной батареи, с использованием выражения:
где обозначает минимально допустимый зарядный ток на основе ограничений по уровню заряда, zk(t) обозначает уровень заряда элемента в момент времени t, zmax обозначает проектное ограничение по уровню заряда, η обозначает кулоновский фактор эффективности, Δt обозначает интервал времени и С обозначает емкость элемента.
38. Способ по п.30, в котором на указанном шаге расчета минимально допустимого зарядного тока указанной батареи также используется модель элемента.
39. Способ по п.38, в котором уравнение модели элемента решается с помощью разложения в ряд Тейлора.
40. Способ по п.38, в котором указанное уравнение модели элемента решается с использованием модели пространства состояний с дискретным временем.
41. Способ по п.38, в котором указанная батарея является батареей, содержащей по меньшей мере один элемент.
42. Способ по п.41, в котором указанной моделью элемента является
vk(t+Δt)=OCV(zk(t+Δt))-Rxik(t),
где vk(t+Δt) обозначает напряжение на элементе k через период времени Δt, OCV(zk(t+Δt)) обозначает напряжение разомкнутой цепи элемента как функцию уровня заряда zk элемента k через период времени Δt, R - константа, обозначающая внутреннее сопротивление элемента k и ik(t) обозначает ток элемента k.
43. Способ по п.42, в котором указанный минимально допустимый зарядный ток на основе ограничений по напряжению находится с помощью решения посредством разложения в ряд Тейлора
45. Способ по п.42, в котором указанное уравнение модели элемента решается с использованием модели пространства состояний с дискретным временем.
46. Способ по п.45, в котором указанной моделью пространства состояний с дискретным временем является
xk[m+1]=f(xk[m], uk[m]),
vk[m]=g(xk[m], uk[m]),
где m обозначает индекс отсчета дискретного времени, xk[m] является векторной функцией времени и обозначает состояние батареи, uk[m] обозначает входные параметры батареи и включает в качестве компонента ток элемента ik[m], a f(·) и g(·) - функции, выбранные для моделирования динамики системы.
47. Способ по п.46, в котором указанные входные параметры uk[m] включают температуру.
48. Способ по п.46, в котором указанные входные параметры uk[m] включают сопротивление.
49. Способ по п.46, в котором указанные входные параметры uk[m] включают емкость.
51. Способ по п.50, в котором указанное равенство решается с помощью алгоритма половинного деления.
52. Способ по п.46, в котором уравнение
xk[m+T]=Axk[m]+Buk[m] - линейное, где А и В - постоянные матрицы.
53. Способ по п.41, в котором указанное максимальное значение зарядного тока выбирается с использованием выражения
imin обозначает указанный минимально допустимый зарядный ток на основе ограничений по току,
обозначает максимум указанного минимально допустимого зарядного тока на основе ограничений по уровню заряда для каждого элемента k,
54. Способ по п.53, в котором указанная минимально допустимая зарядная мощность рассчитывается с помощью решения
где обозначает минимально допустимую зарядную мощность, nр обозначает число элементов, соединенных параллельно, ns, обозначает число элементов, соединенных последовательно, обозначает указанный вычисленный минимально допустимый зарядный ток и νk(t+Δt) обозначает напряжение на элементе k в период времени после t.
где обозначает напряжение разомкнутой цепи элемента как функцию уровня зарядки zk для элемента k в момент времени t, , Δt, которое обозначает интервал времени, ηi, которое обозначает кулоновский фактор эффективности, С, которое обозначает емкость элемента; и Rchg, которое обозначает внутреннее сопротивление элемента при заряде.
56. Способ по п.31, в котором любое из ограничений по уровню заряда, по напряжению и по току может быть исключено из указанных расчетов с помощью использования значения "плюс бесконечность" или "минус бесконечность" для представления указанных исключаемых ограничений в указанных расчетах.
57. Способ по п.31, в котором любое из указанных ограничений по уровню заряда, по напряжению и по току зависит от температуры.
58. Способ по п.30, в котором указанная рассчитанная минимально допустимая зарядная мощность проверяется, чтобы гарантировать, что она попадает в ограничения по мощности указанной батареи.
59. Устройство оценки мощности для оценки максимально допустимой разрядной мощности батареи, включающее
устройство измерения напряжения для измерения напряжения на указанной батарее;
устройство измерения температуры для измерения температуры указанной батареи;
устройство измерения тока для измерения тока указанной батареи;
оценивающее устройство для расчета максимально допустимой разрядной мощности указанной батареи,
где указанное оценивающее устройство использует данные измерений от указанного устройства измерения напряжения, указанного устройства измерения температуры и устройства измерения тока и производит вычисления для оценки максимально допустимой разрядной мощности указанной батареи, причем указанное оценивающее устройство включает
устройство для вычисления максимально допустимого разрядного тока указанной батареи на основе ограничений по напряжению указанной батареи;
устройство для вычисления максимально допустимого разрядного тока указанной батареи на основе ограничений по уровню заряда указанной батареи;
устройство для вычисления максимально допустимого разрядного тока указанной батареи на основе ограничений по току указанной батареи,
где указанная максимально допустимая разрядная мощность вычисляется по минимальному значению разрядного тока, выбранному из указанного рассчитанного максимально допустимого разрядного тока на основе ограничений по напряжению, указанного рассчитанного максимально допустимого разрядного тока на основе ограничений по уровню заряда и указанного рассчитанного максимально допустимого разрядного тока на основе ограничений по току.
60. Устройство оценки мощности по п.59, в котором указанным оценивающим устройством учитывается определяемый пользователем интервал времени Δt.
61. Устройство оценки мощности по п.59, в котором указанным устройством для вычисления максимально допустимого разрядного тока указанной батареи на основе ограничений по уровню заряда находится уровень заряда с использованием метода фильтрации Кальмана.
62. Устройство оценки мощности по п.61, в котором оценка величины неопределенности, полученная с помощью указанного метода фильтрации Кальмана, используется для нахождения уровня доверия указанного рассчитанного максимально допустимого разрядного тока.
63. Устройство оценки мощности по п.61, в котором указанная батарея является батареей, содержащей n элементов.
64. Устройство оценки мощности по п.61, в котором в указанном устройстве расчета максимально допустимого разрядного тока указанной батареи на основе ограничений по напряжению используется модель элемента.
65. Устройство оценки мощности по п.61, в котором уравнение модели элемента решается с помощью разложения в ряд Тейлора.
66. Устройство оценки мощности по п.61, в котором указанное уравнение модели элемента решается с использованием модели пространства с дискретным временем.
67. Устройство оценки мощности для оценки минимально допустимой зарядной мощности батареи, включающее
устройство измерения напряжения для измерения напряжения на указанной батарее;
устройство измерения температуры для измерения температуры указанной батареи;
устройство измерения тока для измерения тока указанной батареи;
оценивающее устройство для расчета минимально допустимой зарядной мощности указанной батареи,
где указанное оценивающее устройство использует данные измерения от указанного устройства измерения напряжения, указанного устройства измерения температуры и устройства измерения тока и производит вычисления для оценки минимально допустимой зарядной мощности указанной батареи, причем указанное оценивающее устройство включает
устройство для вычисления минимально допустимого зарядного тока указанной батареи на основе ограничений по напряжению указанной батареи;
устройство для вычисления минимально допустимого зарядного тока указанной батареи на основе ограничений по уровню заряда указанной батареи;
устройство для вычисления минимально допустимого зарядного тока указанной батареи на основе ограничений по току указанной батареи,
где указанная минимально допустимая мощность зарядного тока вычисляется по максимальному значению разрядного тока, выбранному из указанного рассчитанного минимально допустимого зарядного тока на основе ограничений по напряжению, указанного рассчитанного минимально допустимого зарядного тока на основе ограничений по уровню заряда и указанного рассчитанного минимально допустимого зарядного тока на основе ограничений по току.
68. Устройство оценки мощности по п.67, в котором указанным оценивающим устройством учитывается определяемый пользователем интервал времени Δt.
69. Устройство оценки мощности по п.67, в котором указанным устройством для вычисления минимально допустимого зарядного тока указанной батареи на основе ограничений по уровню заряда находится уровень заряда с использованием метода фильтрации Кальмана.
70. Устройство оценки мощности по п.69, в котором оценка величины неопределенности, полученная с помощью указанного метода фильтрации Кальмана, используется для нахождения уровня доверия указанного рассчитанного максимально допустимого разрядного тока.
71. Устройство оценки мощности по п.69, в котором указанная батарея является батареей, содержащей n элементов.
72. Устройство оценки мощности по п.69, в котором в указанном устройстве расчета минимально допустимого тока указанной батареи на основе ограничений по напряжению используется модель элемента.
73. Устройство оценки мощности по п.69, в котором уравнение модели элемента решается с помощью разложения в ряд Тейлора.
74. Устройство оценки мощности по п.69, в котором указанное уравнение модели элемента решается с использованием модели пространства состояний с дискретным временем.
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US52432603P | 2003-11-20 | 2003-11-20 | |
US60/524,326 | 2003-11-20 | ||
US10/811,088 | 2004-03-25 | ||
US10/811,088 US7321220B2 (en) | 2003-11-20 | 2004-03-25 | Method for calculating power capability of battery packs using advanced cell model predictive techniques |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2006121548A RU2006121548A (ru) | 2008-01-20 |
RU2336618C2 true RU2336618C2 (ru) | 2008-10-20 |
Family
ID=34595116
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2006121548/09A RU2336618C2 (ru) | 2003-11-20 | 2004-11-19 | Способ расчета допустимой мощности батарей с использованием усовершенствованных методик предсказания на основе модели элемента |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US7321220B2 (ru) |
EP (1) | EP1692754B1 (ru) |
JP (1) | JP4722857B2 (ru) |
KR (1) | KR100894021B1 (ru) |
CN (1) | CN1883097B (ru) |
BR (1) | BRPI0416652B8 (ru) |
CA (1) | CA2547012C (ru) |
RU (1) | RU2336618C2 (ru) |
TW (1) | TWI281298B (ru) |
WO (1) | WO2005050810A1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494514C1 (ru) * | 2010-11-25 | 2013-09-27 | Панасоник Корпорэйшн | Схема управления зарядом, работающее от батареи устройство, зарядное устройство и способ зарядки |
RU2687732C2 (ru) * | 2013-12-27 | 2019-05-16 | Рено С.А.С | Способ и система управления батареей автотранспортного средства |
Families Citing this family (194)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7321220B2 (en) * | 2003-11-20 | 2008-01-22 | Lg Chem, Ltd. | Method for calculating power capability of battery packs using advanced cell model predictive techniques |
JP2006129588A (ja) * | 2004-10-28 | 2006-05-18 | Sanyo Electric Co Ltd | 二次電池の電力制御方法及び電源装置 |
US8103485B2 (en) * | 2004-11-11 | 2012-01-24 | Lg Chem, Ltd. | State and parameter estimation for an electrochemical cell |
US7424663B2 (en) * | 2005-01-19 | 2008-09-09 | Intel Corporation | Lowering voltage for cache memory operation |
CA2595639C (en) * | 2005-01-25 | 2015-03-31 | Victhom Human Bionics, Inc. | Power supply charging method and device |
WO2006090636A1 (ja) * | 2005-02-22 | 2006-08-31 | Sharp Kabushiki Kaisha | 電池交換サービスシステム及び課金方法並びに携帯機器 |
WO2006124130A1 (en) * | 2005-03-31 | 2006-11-23 | Energycs | Method and system for retrofitting a full hybrid to be a plug-in hybrid |
DE102005018434A1 (de) * | 2005-04-21 | 2006-10-26 | Continental Aktiengesellschaft | Kraftfahrzeug mit einer pneumatischen Niveauregelanlage |
WO2006135192A1 (en) * | 2005-06-14 | 2006-12-21 | Lg Chem, Ltd. | Method and apparatus of controlling for charging/discharging voltage of battery |
US7723957B2 (en) * | 2005-11-30 | 2010-05-25 | Lg Chem, Ltd. | System, method, and article of manufacture for determining an estimated battery parameter vector |
JP4532416B2 (ja) * | 2006-01-12 | 2010-08-25 | 古河電気工業株式会社 | バッテリ放電能力判定方法、バッテリ放電能力判定装置、及び電源システム |
JP4773848B2 (ja) * | 2006-03-03 | 2011-09-14 | プライムアースEvエナジー株式会社 | 二次電池の充放電制御システム、電池制御装置、およびプログラム |
US8466684B2 (en) * | 2006-06-16 | 2013-06-18 | Chevron Technology Ventures Llc | Determination of battery predictive power limits |
JP4265629B2 (ja) * | 2006-08-01 | 2009-05-20 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の充放電制御装置およびそれを搭載したハイブリッド車両 |
TW200824169A (en) * | 2006-11-21 | 2008-06-01 | Benq Corp | Method for predicting remaining capacity of a battery |
US9013139B2 (en) * | 2007-03-26 | 2015-04-21 | The Gillette Company | Adaptive charger device and method |
US20100280700A1 (en) * | 2007-10-31 | 2010-11-04 | Intrago Corporation | User-distributed shared vehicle system |
JP2009122056A (ja) * | 2007-11-19 | 2009-06-04 | Denso Corp | バッテリ充放電電流検出装置 |
US8628872B2 (en) * | 2008-01-18 | 2014-01-14 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell assembly and method for assembling the battery cell assembly |
US7994755B2 (en) * | 2008-01-30 | 2011-08-09 | Lg Chem, Ltd. | System, method, and article of manufacture for determining an estimated battery cell module state |
JP4513882B2 (ja) * | 2008-03-21 | 2010-07-28 | トヨタ自動車株式会社 | ハイブリッド車およびその制御方法 |
US9140501B2 (en) * | 2008-06-30 | 2015-09-22 | Lg Chem, Ltd. | Battery module having a rubber cooling manifold |
US7883793B2 (en) * | 2008-06-30 | 2011-02-08 | Lg Chem, Ltd. | Battery module having battery cell assemblies with alignment-coupling features |
US9759495B2 (en) | 2008-06-30 | 2017-09-12 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell assembly having heat exchanger with serpentine flow path |
US8426050B2 (en) * | 2008-06-30 | 2013-04-23 | Lg Chem, Ltd. | Battery module having cooling manifold and method for cooling battery module |
US8067111B2 (en) * | 2008-06-30 | 2011-11-29 | Lg Chem, Ltd. | Battery module having battery cell assembly with heat exchanger |
US8539408B1 (en) | 2008-07-29 | 2013-09-17 | Clarkson University | Method for thermal simulation |
JP4722976B2 (ja) * | 2008-08-26 | 2011-07-13 | 本田技研工業株式会社 | 蓄電容量制御装置 |
US8202645B2 (en) | 2008-10-06 | 2012-06-19 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell assembly and method for assembling the battery cell assembly |
TWI398658B (zh) * | 2008-10-31 | 2013-06-11 | Evt Technology Co Ltd | An instant calculation method for battery pack information for electric vehicle and electric vehicle using the method |
CN102246029B (zh) * | 2008-11-17 | 2014-06-25 | 奥的斯电梯公司 | 电池荷电状态校准 |
US8116998B2 (en) | 2009-01-30 | 2012-02-14 | Bae Systems Controls, Inc. | Battery health assessment estimator |
DE102009001300A1 (de) * | 2009-03-03 | 2010-09-09 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung einer charakteristischen Größe zur Erkennung der Bordnetzstabilität |
US8004243B2 (en) * | 2009-04-08 | 2011-08-23 | Tesla Motors, Inc. | Battery capacity estimating method and apparatus |
US9337456B2 (en) | 2009-04-20 | 2016-05-10 | Lg Chem, Ltd. | Frame member, frame assembly and battery cell assembly made therefrom and methods of making the same |
US8663829B2 (en) | 2009-04-30 | 2014-03-04 | Lg Chem, Ltd. | Battery systems, battery modules, and method for cooling a battery module |
US8403030B2 (en) | 2009-04-30 | 2013-03-26 | Lg Chem, Ltd. | Cooling manifold |
US8663828B2 (en) | 2009-04-30 | 2014-03-04 | Lg Chem, Ltd. | Battery systems, battery module, and method for cooling the battery module |
US8852778B2 (en) | 2009-04-30 | 2014-10-07 | Lg Chem, Ltd. | Battery systems, battery modules, and method for cooling a battery module |
US9172118B2 (en) * | 2009-06-17 | 2015-10-27 | Gm Global Technology Operations, Llc. | Method and system for estimating battery life |
FR2947637B1 (fr) * | 2009-07-01 | 2012-03-23 | Commissariat Energie Atomique | Procede de calibration d'un accumulateur electrochimique |
US8703318B2 (en) * | 2009-07-29 | 2014-04-22 | Lg Chem, Ltd. | Battery module and method for cooling the battery module |
US8399118B2 (en) | 2009-07-29 | 2013-03-19 | Lg Chem, Ltd. | Battery module and method for cooling the battery module |
GB2484248B (en) * | 2009-08-21 | 2016-09-21 | Reva Electric Car Company (Pvt) Ltd | Determination and usage of reserve energy in stored energy systems |
US8399119B2 (en) | 2009-08-28 | 2013-03-19 | Lg Chem, Ltd. | Battery module and method for cooling the battery module |
DE102009042193A1 (de) | 2009-09-18 | 2011-03-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Schätzung des Innenwiderstands- bzw. Impedanzwerts einer Batterie |
DE102009042194B4 (de) * | 2009-09-18 | 2019-01-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bestimmung des Betriebsbereichs eines wiederaufladbaren elektrischen Energiespeichers |
DE102009042192B4 (de) | 2009-09-18 | 2023-12-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Schätzung des Innenwiderstands- bzw. Impedanzwerts einer Batterie |
DE102009049320A1 (de) | 2009-10-14 | 2011-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bestimmung und/oder Vorhersage der Hochstrombelastbarkeit einer Batterie |
DE102009049589A1 (de) * | 2009-10-16 | 2011-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Bestimmung und/oder Vorhersage der maximalen Leistungsfähigkeit einer Batterie |
DE102009045783A1 (de) * | 2009-10-19 | 2011-04-21 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur präzisen Leistungsvorhersage für Batteriepacks |
FR2952235B1 (fr) * | 2009-10-29 | 2015-01-16 | Commissariat Energie Atomique | Procede de charge ou de decharge d'une batterie pour determiner la fin de charge ou de decharge en fonction de mesures de courant et de temperature |
JP5496612B2 (ja) * | 2009-11-11 | 2014-05-21 | 三洋電機株式会社 | 電池の充放電可能電流演算方法及び電源装置並びにこれを備える車両 |
US8918299B2 (en) * | 2009-12-02 | 2014-12-23 | American Electric Vehicles, Inc. | System and method for maximizing a battery pack total energy metric |
US8041522B2 (en) * | 2009-12-02 | 2011-10-18 | American Electric Vehicles, Ind. | System and method for recursively estimating battery cell total capacity |
US8427105B2 (en) * | 2009-12-02 | 2013-04-23 | Gregory L. Plett | System and method for equalizing a battery pack during a battery pack charging process |
JP5517692B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2014-06-11 | 三菱重工業株式会社 | 電池パックおよび電池制御システム |
US8341449B2 (en) | 2010-04-16 | 2012-12-25 | Lg Chem, Ltd. | Battery management system and method for transferring data within the battery management system |
US9147916B2 (en) | 2010-04-17 | 2015-09-29 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell assemblies |
RU2565339C2 (ru) * | 2010-06-07 | 2015-10-20 | Мицубиси Электрик Корпорейшн | Устройство оценки состояния заряда |
JP2012039725A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Toyota Motor Corp | 充電方法、充電システム |
US8920956B2 (en) | 2010-08-23 | 2014-12-30 | Lg Chem, Ltd. | Battery system and manifold assembly having a manifold member and a connecting fitting |
US8353315B2 (en) | 2010-08-23 | 2013-01-15 | Lg Chem, Ltd. | End cap |
US8469404B2 (en) | 2010-08-23 | 2013-06-25 | Lg Chem, Ltd. | Connecting assembly |
US8758922B2 (en) | 2010-08-23 | 2014-06-24 | Lg Chem, Ltd. | Battery system and manifold assembly with two manifold members removably coupled together |
FR2964196B1 (fr) * | 2010-08-25 | 2012-08-24 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Dispositif de determination de grandeur(s) d'une batterie a cellules en serie |
US9005799B2 (en) | 2010-08-25 | 2015-04-14 | Lg Chem, Ltd. | Battery module and methods for bonding cell terminals of battery cells together |
US8662153B2 (en) | 2010-10-04 | 2014-03-04 | Lg Chem, Ltd. | Battery cell assembly, heat exchanger, and method for manufacturing the heat exchanger |
US8749201B2 (en) * | 2010-10-05 | 2014-06-10 | GM Global Technology Operations LLC | Battery pack capacity learn algorithm |
DE102010038017B4 (de) | 2010-10-06 | 2019-03-14 | FEV Europe GmbH | Verfahren zur Bestimmung des maximal möglichen Stromflusses einer Batterie durch ein Steuergerät sowie Steuergerät |
RU2581844C2 (ru) * | 2010-10-22 | 2016-04-20 | Нуклеас Сайнтифик, Инк. | Устройство и способ быстрой зарядки аккумуляторных батарей |
US8400112B2 (en) * | 2010-11-10 | 2013-03-19 | Ford Global Technologies, Llc | Method for managing power limits for a battery |
TWI428622B (zh) | 2010-11-25 | 2014-03-01 | Ind Tech Res Inst | 一種藉由電池充放電特性檢控容量與功率的方法 |
CN102590749B (zh) * | 2011-01-14 | 2016-09-28 | 朴昌浩 | 一种电池荷电状态预测内核设计方法 |
CN102195105B (zh) * | 2011-01-14 | 2013-03-20 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种蓄电池充电控制方法及装置 |
US20130030738A1 (en) * | 2011-01-19 | 2013-01-31 | Sendyne Corporation | Converging algorithm for real-time battery prediction |
US8288031B1 (en) | 2011-03-28 | 2012-10-16 | Lg Chem, Ltd. | Battery disconnect unit and method of assembling the battery disconnect unit |
CN102137536B (zh) * | 2011-03-28 | 2014-06-04 | 天津英诺华微电子技术有限公司 | 太阳能供电路灯亮度自适应控制方法 |
DE102011007884A1 (de) * | 2011-04-21 | 2012-10-25 | Sb Limotive Company Ltd. | Verfahren zur Bestimmung eines maximal verfügbaren Konstantstroms einer Batterie |
US8449998B2 (en) | 2011-04-25 | 2013-05-28 | Lg Chem, Ltd. | Battery system and method for increasing an operational life of a battery cell |
US9178192B2 (en) | 2011-05-13 | 2015-11-03 | Lg Chem, Ltd. | Battery module and method for manufacturing the battery module |
CN102298118A (zh) * | 2011-05-17 | 2011-12-28 | 杭州电子科技大学 | 一种电池模型参数与剩余电量联合同步在线估计方法 |
FR2975501B1 (fr) * | 2011-05-20 | 2013-05-31 | Renault Sas | Procede d'estimation de l'etat de charge d'une batterie electrique |
US20120316810A1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-13 | GM Global Technology Operations LLC | Battery limit calibration based on battery life and performance optimization |
US10234512B2 (en) * | 2011-06-11 | 2019-03-19 | Sendyne Corporation | Current-based cell modeling |
US8993136B2 (en) | 2011-06-30 | 2015-03-31 | Lg Chem, Ltd. | Heating system for a battery module and method of heating the battery module |
US8974929B2 (en) | 2011-06-30 | 2015-03-10 | Lg Chem, Ltd. | Heating system for a battery module and method of heating the battery module |
US8859119B2 (en) | 2011-06-30 | 2014-10-14 | Lg Chem, Ltd. | Heating system for a battery module and method of heating the battery module |
US8974928B2 (en) | 2011-06-30 | 2015-03-10 | Lg Chem, Ltd. | Heating system for a battery module and method of heating the battery module |
WO2013008814A1 (ja) * | 2011-07-13 | 2013-01-17 | 三洋電機株式会社 | 電源装置及び電源装置を備える車両 |
US9496544B2 (en) | 2011-07-28 | 2016-11-15 | Lg Chem. Ltd. | Battery modules having interconnect members with vibration dampening portions |
CN103033752B (zh) * | 2011-09-30 | 2016-01-20 | 吴昌旭 | 电动车电池寿命预测方法以及延长方法 |
CN103094630B (zh) * | 2011-10-28 | 2015-04-15 | 东莞钜威新能源有限公司 | 一种电池管理方法及*** |
CN102419599B (zh) * | 2011-10-31 | 2013-08-07 | 江苏科技大学 | 基于人工鱼群算法的太阳能电池最大功率点跟踪方法 |
JP2013115846A (ja) * | 2011-11-25 | 2013-06-10 | Denso Corp | 組電池のガード処理装置 |
US8718850B2 (en) * | 2011-11-30 | 2014-05-06 | Nec Laboratories America, Inc. | Systems and methods for using electric vehicles as mobile energy storage |
US8977510B2 (en) | 2011-12-15 | 2015-03-10 | Lg Chem, Ltd. | System and method for determining charging and discharging power levels for a battery pack |
CN103185865A (zh) * | 2011-12-31 | 2013-07-03 | 陕西汽车集团有限责任公司 | 运用ekf对电动汽车锂离子电池soc闭环实时估算法 |
US20130175996A1 (en) * | 2012-01-05 | 2013-07-11 | IDesign, Inc | Characterizing battery discharge under different loads |
DE102012200414A1 (de) * | 2012-01-12 | 2013-07-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren und Vorrichtung zu einer Bestimmung eines Ladezustands eines elektrischen Energiespeichers |
GB2499052A (en) * | 2012-02-01 | 2013-08-07 | Continental Automotive Systems | Calculating a power value in a vehicular application |
DE102012202077A1 (de) * | 2012-02-13 | 2013-08-14 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Bestimmen eines Stroms, Batteriemanagementeinheit, Batterie und Kraftfahrzeug |
CN102590680A (zh) * | 2012-02-29 | 2012-07-18 | 广东步步高电子工业有限公司 | 一种可模拟真电池特性的智能电源 |
DE102012204957A1 (de) * | 2012-03-28 | 2013-10-02 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Bestimmung eines maximal verfügbaren Konstantstroms einer Batterie, Anordnung zur Ausführung eines solchen Verfahrens, Batterie in Kombination mit einer solchen Anordnung und Kraftfahrzeug mit einer solchen Batterie |
CN102608542B (zh) * | 2012-04-10 | 2013-12-11 | 吉林大学 | 动力电池荷电状态估计方法 |
US8922217B2 (en) * | 2012-05-08 | 2014-12-30 | GM Global Technology Operations LLC | Battery state-of-charge observer |
US9067598B2 (en) * | 2012-06-14 | 2015-06-30 | GM Global Technology Operations LLC | Method and apparatus for controlling a high-voltage electrical system for a multi-mode transmission |
KR101405354B1 (ko) | 2012-11-13 | 2014-06-11 | 카코뉴에너지 주식회사 | Pv 셀 모델링 방법 |
CN103901344A (zh) * | 2012-12-24 | 2014-07-02 | 财团法人金属工业研究发展中心 | 电池残电量估测***及其估测方法 |
DE102013000572A1 (de) | 2013-01-15 | 2014-07-17 | Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen | Verfahren und System zur Bestimmung der Modellparameter eines elektrochemischen Energiespeichers |
JP6071725B2 (ja) | 2013-04-23 | 2017-02-01 | カルソニックカンセイ株式会社 | 電気自動車の駆動力制御装置 |
JP5878495B2 (ja) | 2013-06-11 | 2016-03-08 | 株式会社豊田中央研究所 | 電動車両の電源システム |
CN104298793B (zh) * | 2013-07-16 | 2017-11-21 | 万向一二三股份公司 | 一种动力电池组极限功率的模型反推动态算法 |
CN103401534B (zh) * | 2013-07-24 | 2015-12-23 | 中达电通股份有限公司 | 基于rc电路充放电最终电压快速预测的方法 |
US9368841B2 (en) * | 2013-08-30 | 2016-06-14 | Ford Global Technologies, Llc | Battery power capability estimation at vehicle start |
US10473723B2 (en) * | 2013-08-30 | 2019-11-12 | Ford Global Technologies, Llc | Parameter and state limiting in model based battery control |
FR3011084A1 (fr) * | 2013-09-25 | 2015-03-27 | St Microelectronics Grenoble 2 | Procede de determination de l’etat de charge d’une batterie d’un appareil electronique |
US9631595B2 (en) | 2013-09-26 | 2017-04-25 | Ford Global Technologies, Llc | Methods and systems for selective engine starting |
CN104698382A (zh) * | 2013-12-04 | 2015-06-10 | 东莞钜威新能源有限公司 | 一种电池组的soc与soh的预测方法 |
CN103995232B (zh) * | 2014-04-21 | 2017-01-04 | 中通客车控股股份有限公司 | 一种磷酸铁锂动力电池组峰值充放电性能的检测方法 |
GB201407805D0 (en) | 2014-05-02 | 2014-06-18 | Dukosi Ltd | Battery condition determination |
US10830821B2 (en) * | 2014-05-05 | 2020-11-10 | Apple Inc. | Methods and apparatus for battery power and energy availability prediction |
US9419314B2 (en) * | 2014-05-12 | 2016-08-16 | GM Global Technology Operations LLC | Systems and methods for determining battery system power capability |
CN103995235A (zh) * | 2014-06-02 | 2014-08-20 | 耿直 | 高压蓄电池组中的蓄电池模块的输出限流方法 |
US20160001672A1 (en) * | 2014-07-01 | 2016-01-07 | Ford Global Technologies, Llc | Equivalent circuit based battery current limit estimations |
JP6316690B2 (ja) | 2014-07-17 | 2018-04-25 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電池状態検知装置、二次電池システム、電池状態検知プログラム、電池状態検知方法 |
US10451678B2 (en) | 2014-07-17 | 2019-10-22 | Ford Global Technologies, Llc | Battery system identification through impulse injection |
JP6324248B2 (ja) | 2014-07-17 | 2018-05-16 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | 電池状態検知装置、二次電池システム、電池状態検知プログラム、電池状態検知方法 |
US9381823B2 (en) * | 2014-07-17 | 2016-07-05 | Ford Global Technologies, Llc | Real-time battery estimation |
US10408880B2 (en) | 2014-08-19 | 2019-09-10 | Fca Us Llc | Techniques for robust battery state estimation |
US9321368B2 (en) | 2014-08-19 | 2016-04-26 | Fca Us Llc | Multi-step model predictive iterative techniques for battery system peak power estimation |
EP3017993B1 (en) * | 2014-11-07 | 2021-04-21 | Volvo Car Corporation | Power and current estimation for batteries |
CN104391251B (zh) * | 2014-11-18 | 2017-04-26 | 郑州日产汽车有限公司 | 电动汽车电池管理***数据采集方法 |
FR3029298B1 (fr) * | 2014-11-28 | 2016-12-30 | Renault Sa | Procede automatique d'estimation de l'etat de charge d'une cellule d'une batterie |
FR3029296B1 (fr) | 2014-11-28 | 2016-12-30 | Renault Sa | Procede automatique d'estimation de l'etat de charge d'une cellule d'une batterie |
CN105891715A (zh) * | 2014-12-12 | 2016-08-24 | 广西大学 | 一种锂离子电池健康状态估算方法 |
CN104483539B (zh) * | 2015-01-08 | 2017-02-22 | 湖南大学 | 一种基于泰勒展开式的有功功率快速测量方法 |
PL3045925T3 (pl) | 2015-01-14 | 2023-08-07 | Corvus Energy Ltd. | Sposób i układ do iteracyjnego określania stanu naładowania ogniwa akumulatorowego |
CN104537268B (zh) * | 2015-01-19 | 2018-08-21 | 重庆长安汽车股份有限公司 | 一种电池最大放电功率估算方法和装置 |
CN104635165B (zh) * | 2015-01-27 | 2017-03-29 | 合肥工业大学 | 一种光电互补供电***蓄电池剩余电量的准确估算方法 |
CN107533108B (zh) * | 2015-03-27 | 2020-03-06 | 松下知识产权经营株式会社 | 二次电池的状态估计装置和状态估计方法 |
US9789784B2 (en) * | 2015-05-13 | 2017-10-17 | Ford Global Technologies, Llc | Maintaining a vehicle battery |
US10048320B2 (en) * | 2015-06-12 | 2018-08-14 | GM Global Technology Operations LLC | Systems and methods for estimating battery system power capability |
CN105277895B (zh) * | 2015-09-30 | 2018-01-26 | 上海凌翼动力科技有限公司 | 一种串联电池组功率状态sop的在线估计方法及其应用 |
JP6787660B2 (ja) * | 2015-12-10 | 2020-11-18 | ビークルエナジージャパン株式会社 | 電池制御装置、動力システム |
US10298042B2 (en) * | 2016-02-05 | 2019-05-21 | Nec Corporation | Resilient battery charging strategies to reduce battery degradation and self-discharging |
CN105699910A (zh) * | 2016-04-21 | 2016-06-22 | 中国计量大学 | 一种锂电池剩余电量在线估计方法 |
US9921272B2 (en) * | 2016-05-23 | 2018-03-20 | Lg Chem, Ltd. | System for determining a discharge power limit value and a charge power limit value of a battery cell |
EP3252616A1 (en) * | 2016-06-01 | 2017-12-06 | Honeywell spol s.r.o. | Estimating variables that are not directly measurable |
CN106054085B (zh) * | 2016-07-11 | 2019-11-15 | 四川普力科技有限公司 | 一种基于温度用于估计电池soc的方法 |
CN106443459A (zh) * | 2016-09-06 | 2017-02-22 | 中国第汽车股份有限公司 | 一种车用锂离子动力电池荷电状态估算方法 |
CN106526490A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种极限工作电流的获取方法及装置 |
DE102016224376B4 (de) * | 2016-12-07 | 2018-10-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren und Steuereinheit zum Betrieb eines Stationärspeichers |
CN106842038B (zh) * | 2016-12-14 | 2020-08-14 | 广东恒沃动力科技有限公司 | 一种电池最大放电功率在线估算方法 |
TWI597511B (zh) * | 2016-12-23 | 2017-09-01 | Chen Tech Electric Mfg Co Ltd | Battery life cycle prediction model building method |
CN106855612B (zh) * | 2017-02-21 | 2019-09-24 | 山东大学 | 计及非线性容量特性的分数阶KiBaM电池模型及参数辨识方法 |
CN110383094A (zh) * | 2017-03-06 | 2019-10-25 | 沃尔沃卡车集团 | 电池功率状态估计方法和电池状态监测*** |
EP3593155B1 (en) * | 2017-03-06 | 2021-04-07 | Volvo Truck Corporation | A battery cell state of charge estimation method and a battery state monitoring system |
JP6729460B2 (ja) * | 2017-03-17 | 2020-07-22 | トヨタ自動車株式会社 | 車載バッテリの充電制御装置 |
CN107102271A (zh) * | 2017-05-25 | 2017-08-29 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池组峰值功率的估算方法、装置和*** |
CN107402356B (zh) * | 2017-08-04 | 2020-03-20 | 南京南瑞继保电气有限公司 | 一种基于动态参数辨识的ekf估算铅酸电池soc方法 |
US10237830B1 (en) * | 2017-08-31 | 2019-03-19 | Google Llc | Dynamic battery power management |
KR101946784B1 (ko) * | 2017-09-29 | 2019-02-12 | 한국과학기술원 | 칼만 필터를 이용하여 배터리의 엔트로피를 측정하는 방법 |
KR102515606B1 (ko) * | 2017-10-31 | 2023-03-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 충전량 표시 방법 및 이를 수행하는 배터리 팩 및 전자 기기 |
KR102203245B1 (ko) | 2017-11-01 | 2021-01-13 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 soc 추정 장치 및 방법 |
US10549649B2 (en) * | 2017-11-10 | 2020-02-04 | GM Global Technology Operations LLC | Maximum current calculation and power prediction for a battery pack |
CN107861075B (zh) * | 2017-12-24 | 2020-03-27 | 江西优特汽车技术有限公司 | 一种确定动力电池sop的方法 |
DE102018200144A1 (de) | 2018-01-08 | 2019-07-11 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Managementsystem zum Steuern und Überwachen von mehreren Batteriezellen eines Batteriepacks sowie Batteriepack |
CN108549746B (zh) * | 2018-03-26 | 2021-11-26 | 浙江零跑科技股份有限公司 | 基于电芯电压的电池***功率限制估算方法 |
CN108427079B (zh) * | 2018-06-11 | 2019-06-07 | 西南交通大学 | 一种动力电池剩余电量估计方法 |
CN109343370B (zh) * | 2018-11-30 | 2021-10-01 | 北京宇航***工程研究所 | 一种空间电源控制器动态环境仿真***及方法 |
KR102465889B1 (ko) | 2018-12-18 | 2022-11-09 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 이차 전지 팩의 충전 제어 장치 및 방법 |
KR20200112248A (ko) | 2019-03-21 | 2020-10-05 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 뱅크 제어 장치 및 방법 |
JP6722954B1 (ja) * | 2019-04-02 | 2020-07-15 | 東洋システム株式会社 | バッテリー残存価値決定システム |
CN110009528B (zh) * | 2019-04-12 | 2021-06-01 | 杭州电子科技大学 | 一种基于最优结构多维泰勒网的参数自适应更新方法 |
US11485239B2 (en) * | 2019-06-03 | 2022-11-01 | GM Global Technology Operations LLC | Power prediction for reconfigurable series-connected battery with mixed battery chemistry |
DE102019214407A1 (de) | 2019-09-20 | 2021-03-25 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Ermittlung einer ersten Spannungskennlinie einer ersten elektrischen Energiespeichereinheit |
US11515587B2 (en) * | 2019-10-10 | 2022-11-29 | Robert Bosch Gmbh | Physics-based control of battery temperature |
CN111025172B (zh) * | 2019-12-31 | 2022-03-01 | 国联汽车动力电池研究院有限责任公司 | 一种实现锂离子电池充放电最大允许功率快速测量的方法 |
US11313912B2 (en) * | 2020-01-28 | 2022-04-26 | Karma Automotive Llc | Battery power limits estimation based on RC model |
US11454673B2 (en) | 2020-02-12 | 2022-09-27 | Karma Automotive Llc | Battery current limits estimation based on RC model |
CN111289927A (zh) * | 2020-03-02 | 2020-06-16 | 大陆汽车电子(长春)有限公司 | 智能电池传感器的起动信号模拟装置、测试方法及*** |
US20230219458A1 (en) * | 2020-06-18 | 2023-07-13 | Volvo Truck Corporation | A method for predicting state-of-power of a multi-battery electric energy storage system |
US11522440B2 (en) * | 2020-07-29 | 2022-12-06 | Cirrus Logic, Inc. | Use of shared feedback among two or more reactive schemes |
CN112763918B (zh) * | 2020-12-23 | 2024-05-24 | 重庆金康动力新能源有限公司 | 电动汽车动力电池放电功率控制方法 |
KR20220100331A (ko) * | 2021-01-08 | 2022-07-15 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 최대 방전 전류 예측 방법 및 이를 이용한 배터리 시스템 |
CN113109716B (zh) * | 2021-04-06 | 2022-08-23 | 江苏大学 | 一种基于电化学模型的锂电池sop估算方法 |
US20240069101A1 (en) * | 2021-05-14 | 2024-02-29 | Carnegie Mellon University | System and Method for Application-Dependent Selection of Batteries with Differentiable Programming |
FR3123156A1 (fr) * | 2021-05-18 | 2022-11-25 | Psa Automobiles Sa | Systeme de gestion de baterie comprenant des moyens de detection de cellules limitantes, vehicule et procede sur la base d’un tel systeme |
CN113466697B (zh) * | 2021-06-10 | 2024-02-27 | 深圳拓邦股份有限公司 | 电池的soc估算方法、计算机终端和存储介质 |
KR20230054191A (ko) * | 2021-10-15 | 2023-04-24 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | Soc 레벨을 안내하기 위한 배터리 제어 시스템 및 방법 |
CN114643892A (zh) * | 2022-04-11 | 2022-06-21 | 广州万城万充新能源科技有限公司 | 一种基于多模态数据感知的电动车充电功率预测*** |
CN116070466B (zh) * | 2023-03-08 | 2023-06-13 | 上海泰矽微电子有限公司 | 一种电池截止电压下的最优soc仿真寻值方法 |
CN117175653B (zh) * | 2023-08-04 | 2024-06-21 | 浙江晨泰科技股份有限公司 | 一种基于大功率双向充放电模块的充放电设备及充放电方法 |
Family Cites Families (94)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4390841A (en) | 1980-10-14 | 1983-06-28 | Purdue Research Foundation | Monitoring apparatus and method for battery power supply |
EP0432690B1 (en) * | 1989-12-11 | 1996-03-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Charging apparatus |
CN1017561B (zh) * | 1990-10-12 | 1992-07-22 | 湖南轻工研究所 | 预测干电池间歇放电容量的方法 |
JP3209457B2 (ja) * | 1992-12-11 | 2001-09-17 | 本田技研工業株式会社 | バッテリの残容量検出方法 |
US5825155A (en) | 1993-08-09 | 1998-10-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Battery set structure and charge/ discharge control apparatus for lithium-ion battery |
US5714866A (en) | 1994-09-08 | 1998-02-03 | National Semiconductor Corporation | Method and apparatus for fast battery charging using neural network fuzzy logic based control |
US5578915A (en) | 1994-09-26 | 1996-11-26 | General Motors Corporation | Dynamic battery state-of-charge and capacity determination |
US5606242A (en) | 1994-10-04 | 1997-02-25 | Duracell, Inc. | Smart battery algorithm for reporting battery parameters to an external device |
US5633573A (en) | 1994-11-10 | 1997-05-27 | Duracell, Inc. | Battery pack having a processor controlled battery operating system |
JPH08140209A (ja) * | 1994-11-11 | 1996-05-31 | Fuji Heavy Ind Ltd | 電気自動車のバッテリ管理システム |
TW269727B (en) | 1995-04-03 | 1996-02-01 | Electrosource Inc | Battery management system |
FR2740554A1 (fr) | 1995-10-31 | 1997-04-30 | Philips Electronique Lab | Systeme de controle de la phase de decharge des cycles de charge-decharge d'une batterie rechargeable, et dispositif hote muni d'une batterie intelligente |
JP3520886B2 (ja) | 1996-03-08 | 2004-04-19 | サンケン電気株式会社 | 二次電池の状態判定方法 |
US5694335A (en) | 1996-03-12 | 1997-12-02 | Hollenberg; Dennis D. | Secure personal applications network |
JP3385845B2 (ja) * | 1996-05-22 | 2003-03-10 | 日産自動車株式会社 | 電気自動車の電力制御装置 |
US6064180A (en) | 1996-10-29 | 2000-05-16 | General Motors Corporation | Method and apparatus for determining battery state-of-charge using neural network architecture |
US5739670A (en) | 1996-10-31 | 1998-04-14 | General Motors Corporation | Method for diagnosing battery condition |
DE69730413T2 (de) | 1996-11-21 | 2005-09-08 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Batteriesteuerungssystem und batteriesimulator |
JPH113505A (ja) * | 1997-06-11 | 1999-01-06 | Sony Corp | 磁気ヘッド及びその製造方法 |
JPH1123676A (ja) * | 1997-06-30 | 1999-01-29 | Sony Corp | 二次電池の充電特性測定方法及び装置 |
JPH1132442A (ja) | 1997-07-10 | 1999-02-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄電池残容量推定方法及び蓄電池残容量推定システム |
JPH1138105A (ja) * | 1997-07-15 | 1999-02-12 | Toyota Autom Loom Works Ltd | 電池の残存容量算出方法および残存容量不足警報出力方法 |
CN1199050C (zh) | 1998-05-28 | 2005-04-27 | 丰田自动车株式会社 | 电池充电状态的估计装置及电池恶化估计方法 |
US6018227A (en) | 1998-06-22 | 2000-01-25 | Stryker Corporation | Battery charger especially useful with sterilizable, rechargeable battery packs |
KR100271094B1 (ko) * | 1998-08-21 | 2000-11-01 | 김덕중 | 충전 제어기 |
US6353815B1 (en) | 1998-11-04 | 2002-03-05 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Statistically qualified neuro-analytic failure detection method and system |
US6232744B1 (en) * | 1999-02-24 | 2001-05-15 | Denso Corporation | Method of controlling battery condition of self-generation electric vehicle |
EP1206826B1 (en) | 1999-05-05 | 2009-02-25 | Midtronics, Inc. | Energy management system for automotive vehicle |
JP2001095160A (ja) * | 1999-09-17 | 2001-04-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 異常電池セル検出方法 |
DE19959019A1 (de) | 1999-12-08 | 2001-06-13 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Zustandserkennung eines Energiespeichers |
DE19960761C1 (de) | 1999-12-16 | 2001-05-23 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Überwachung der Restladung und der Leistungsfähigkeit einer Batterie |
DE10021161A1 (de) | 2000-04-29 | 2001-10-31 | Vb Autobatterie Gmbh | Verfahren zur Ermittlung des Ladezustands und der Belastbarkeit eines elektrischen Akkumulators |
TW535308B (en) * | 2000-05-23 | 2003-06-01 | Canon Kk | Detecting method for detecting internal state of a rechargeable battery, detecting device for practicing said detecting method, and instrument provided with said |
EP1160953B1 (en) | 2000-05-29 | 2009-12-02 | Panasonic Corporation | Method for charging battery |
JP2002145543A (ja) | 2000-11-09 | 2002-05-22 | Mitsubishi Electric Corp | エレベータの制御装置 |
DE10056969A1 (de) | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Anordnung zur Bestimmung des Ladezustandes einer Batterie |
US6359419B1 (en) | 2000-12-27 | 2002-03-19 | General Motors Corporation | Quasi-adaptive method for determining a battery's state of charge |
US6407532B1 (en) * | 2000-12-29 | 2002-06-18 | Nokia Mobile Phones, Ltd. | Method and apparatus for measuring battery charge and discharge current |
JP2002228730A (ja) | 2001-02-06 | 2002-08-14 | Shikoku Electric Power Co Inc | 二次電池の残存電力量の推定装置 |
DE10106508A1 (de) | 2001-02-13 | 2002-08-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit einer Batterie |
DE10106505A1 (de) | 2001-02-13 | 2002-08-29 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren und Vorrichtung zur Zustandserfassung von technischen Systemen wie Energiespeicher |
JP4292721B2 (ja) | 2001-02-14 | 2009-07-08 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | ハイブリッド車の電池状態制御方法 |
US6624636B2 (en) * | 2001-02-23 | 2003-09-23 | Yazaki Corporation | Method and apparatus for estimating terminal voltage of battery, method and apparatus for computing open circuit voltage of battery, and method and apparatus for computing battery capacity |
US6441586B1 (en) * | 2001-03-23 | 2002-08-27 | General Motors Corporation | State of charge prediction method and apparatus for a battery |
JP4193371B2 (ja) | 2001-04-25 | 2008-12-10 | トヨタ自動車株式会社 | バッテリ容量制御装置 |
CN1387279A (zh) * | 2001-05-21 | 2002-12-25 | 孕龙科技股份有限公司 | 充放电能量显示装置与测量方法 |
JP4523738B2 (ja) | 2001-06-07 | 2010-08-11 | パナソニック株式会社 | 二次電池の残存容量制御方法および装置 |
JP3934365B2 (ja) | 2001-06-20 | 2007-06-20 | 松下電器産業株式会社 | バッテリの充放電制御方法 |
EP1417503B1 (de) * | 2001-06-29 | 2010-02-17 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur ermittlung des ladezustands und/oder der leistungsfähigkeit eines ladungsspeichers |
US20030015993A1 (en) | 2001-07-17 | 2003-01-23 | Sudhan Misra | Battery charging system with electronic logbook |
US7072871B1 (en) | 2001-08-22 | 2006-07-04 | Cadex Electronics Inc. | Fuzzy logic method and apparatus for battery state of health determination |
JP3672248B2 (ja) * | 2001-09-19 | 2005-07-20 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、電池状態表示方法、およびプログラム |
US6727708B1 (en) | 2001-12-06 | 2004-04-27 | Johnson Controls Technology Company | Battery monitoring system |
US6534954B1 (en) * | 2002-01-10 | 2003-03-18 | Compact Power Inc. | Method and apparatus for a battery state of charge estimator |
JP3867581B2 (ja) | 2002-01-17 | 2007-01-10 | 松下電器産業株式会社 | 組電池システム |
US20030184307A1 (en) | 2002-02-19 | 2003-10-02 | Kozlowski James D. | Model-based predictive diagnostic tool for primary and secondary batteries |
JP4038788B2 (ja) | 2002-02-22 | 2008-01-30 | アクソンデータマシン株式会社 | バッテリの残存容量判定方法と、その装置 |
JP2003257501A (ja) * | 2002-02-27 | 2003-09-12 | Suzuki Motor Corp | 二次電池の残存容量計 |
WO2003079116A1 (en) | 2002-03-19 | 2003-09-25 | Mapper Lithography Ip B.V. | Direct write lithography system |
JP2004031014A (ja) * | 2002-06-24 | 2004-01-29 | Nissan Motor Co Ltd | 並列接続電池を含む組電池の最大充放電電力演算方法および装置 |
KR100471233B1 (ko) * | 2002-06-26 | 2005-03-10 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 전기자동차 배터리의 최대 충전 및 방전전류값 생성방법 |
DE10231700B4 (de) | 2002-07-13 | 2006-06-14 | Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa | Verfahren zur Ermittlung des Alterungszustandes einer Speicherbatterie hinsichtlich der entnehmbaren Ladungsmenge und Überwachungseinrichtung |
JP3539424B2 (ja) | 2002-07-24 | 2004-07-07 | 日産自動車株式会社 | 電気自動車の制御装置 |
DE10240329B4 (de) | 2002-08-31 | 2009-09-24 | Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa | Verfahren zur Ermittlung der einer vollgeladenen Speicherbatterie entnehmbaren Ladungsmenge einer Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung für eine Speicherbatterie |
DE10252760B4 (de) | 2002-11-13 | 2009-07-02 | Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa | Verfahren zur Vorhersage des Innenwiderstands einer Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung für Speicherbatterien |
US6892148B2 (en) | 2002-12-29 | 2005-05-10 | Texas Instruments Incorporated | Circuit and method for measurement of battery capacity fade |
US6832171B2 (en) | 2002-12-29 | 2004-12-14 | Texas Instruments Incorporated | Circuit and method for determining battery impedance increase with aging |
US7518339B2 (en) | 2003-01-30 | 2009-04-14 | Robert Bosch Gmbh | State variable and parameter estimator comprising several partial models for an electrical energy storage device |
US7317300B2 (en) | 2003-06-23 | 2008-01-08 | Denso Corporation | Automotive battery state monitor apparatus |
US7199557B2 (en) | 2003-07-01 | 2007-04-03 | Eaton Power Quality Company | Apparatus, methods and computer program products for estimation of battery reserve life using adaptively modified state of health indicator-based reserve life models |
DE10335930B4 (de) | 2003-08-06 | 2007-08-16 | Vb Autobatterie Gmbh & Co. Kgaa | Verfahren zur Bestimmung des Zustands einer elektrochemischen Speicherbatterie |
JP4045340B2 (ja) * | 2003-08-13 | 2008-02-13 | 現代自動車株式会社 | バッテリー有効パワー算出方法及び算出システム |
US6927554B2 (en) * | 2003-08-28 | 2005-08-09 | General Motors Corporation | Simple optimal estimator for PbA state of charge |
US7109685B2 (en) * | 2003-09-17 | 2006-09-19 | General Motors Corporation | Method for estimating states and parameters of an electrochemical cell |
US20050100786A1 (en) | 2003-09-19 | 2005-05-12 | Ryu Duk H. | Nonaqueous lithium secondary battery with cyclability and/or high temperature safety improved |
US7039534B1 (en) | 2003-11-03 | 2006-05-02 | Ryno Ronald A | Charging monitoring systems |
US7321220B2 (en) | 2003-11-20 | 2008-01-22 | Lg Chem, Ltd. | Method for calculating power capability of battery packs using advanced cell model predictive techniques |
US20050127874A1 (en) | 2003-12-12 | 2005-06-16 | Myoungho Lim | Method and apparatus for multiple battery cell management |
CN100570388C (zh) | 2003-12-18 | 2009-12-16 | 株式会社Lg化学 | 使用神经网络评估电池的充电状态的设备和方法 |
JP4583765B2 (ja) | 2004-01-14 | 2010-11-17 | 富士重工業株式会社 | 蓄電デバイスの残存容量演算装置 |
DE102004005478B4 (de) | 2004-02-04 | 2010-01-21 | Vb Autobatterie Gmbh | Verfahren zur Bestimmung von Kenngrößen für elektrische Zustände einer Speicherbatterie und Überwachungseinrichtung hierzu |
US7126312B2 (en) | 2004-07-28 | 2006-10-24 | Enerdel, Inc. | Method and apparatus for balancing multi-cell lithium battery systems |
US7233128B2 (en) | 2004-07-30 | 2007-06-19 | Ford Global Technologies, Llc | Calculation of state of charge offset using a closed integral method |
US8103485B2 (en) | 2004-11-11 | 2012-01-24 | Lg Chem, Ltd. | State and parameter estimation for an electrochemical cell |
US7525285B2 (en) | 2004-11-11 | 2009-04-28 | Lg Chem, Ltd. | Method and system for cell equalization using state of charge |
US7315789B2 (en) | 2004-11-23 | 2008-01-01 | Lg Chem, Ltd. | Method and system for battery parameter estimation |
US7593821B2 (en) | 2004-11-23 | 2009-09-22 | Lg Chem, Ltd. | Method and system for joint battery state and parameter estimation |
US7424663B2 (en) | 2005-01-19 | 2008-09-09 | Intel Corporation | Lowering voltage for cache memory operation |
US7197487B2 (en) | 2005-03-16 | 2007-03-27 | Lg Chem, Ltd. | Apparatus and method for estimating battery state of charge |
US7589532B2 (en) | 2005-08-23 | 2009-09-15 | Lg Chem, Ltd. | System and method for estimating a state vector associated with a battery |
US7446504B2 (en) | 2005-11-10 | 2008-11-04 | Lg Chem, Ltd. | System, method, and article of manufacture for determining an estimated battery state vector |
US7723957B2 (en) | 2005-11-30 | 2010-05-25 | Lg Chem, Ltd. | System, method, and article of manufacture for determining an estimated battery parameter vector |
US7400115B2 (en) | 2006-02-09 | 2008-07-15 | Lg Chem, Ltd. | System, method, and article of manufacture for determining an estimated combined battery state-parameter vector |
US7521895B2 (en) | 2006-03-02 | 2009-04-21 | Lg Chem, Ltd. | System and method for determining both an estimated battery state vector and an estimated battery parameter vector |
-
2004
- 2004-03-25 US US10/811,088 patent/US7321220B2/en active Active
- 2004-11-18 TW TW093135430A patent/TWI281298B/zh active
- 2004-11-19 CN CN2004800344009A patent/CN1883097B/zh active Active
- 2004-11-19 EP EP04800108.5A patent/EP1692754B1/en active Active
- 2004-11-19 BR BRPI0416652A patent/BRPI0416652B8/pt active IP Right Grant
- 2004-11-19 KR KR1020067009587A patent/KR100894021B1/ko active IP Right Grant
- 2004-11-19 WO PCT/KR2004/003001 patent/WO2005050810A1/en active Application Filing
- 2004-11-19 RU RU2006121548/09A patent/RU2336618C2/ru active
- 2004-11-19 CA CA002547012A patent/CA2547012C/en active Active
- 2004-11-19 JP JP2006541030A patent/JP4722857B2/ja active Active
-
2007
- 2007-12-21 US US11/963,307 patent/US7656122B2/en not_active Expired - Lifetime
-
2009
- 2009-12-30 US US12/649,844 patent/US7969120B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2494514C1 (ru) * | 2010-11-25 | 2013-09-27 | Панасоник Корпорэйшн | Схема управления зарядом, работающее от батареи устройство, зарядное устройство и способ зарядки |
RU2687732C2 (ru) * | 2013-12-27 | 2019-05-16 | Рено С.А.С | Способ и система управления батареей автотранспортного средства |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW200531399A (en) | 2005-09-16 |
US20100174500A1 (en) | 2010-07-08 |
BRPI0416652B8 (pt) | 2023-01-17 |
US7321220B2 (en) | 2008-01-22 |
US20050110498A1 (en) | 2005-05-26 |
CA2547012C (en) | 2009-06-02 |
EP1692754A1 (en) | 2006-08-23 |
CN1883097B (zh) | 2011-11-16 |
BRPI0416652A (pt) | 2007-01-16 |
EP1692754B1 (en) | 2018-01-10 |
WO2005050810A1 (en) | 2005-06-02 |
BRPI0416652B1 (pt) | 2017-11-21 |
JP2007517190A (ja) | 2007-06-28 |
KR100894021B1 (ko) | 2009-04-17 |
CA2547012A1 (en) | 2005-06-02 |
US7969120B2 (en) | 2011-06-28 |
US20080094035A1 (en) | 2008-04-24 |
TWI281298B (en) | 2007-05-11 |
US7656122B2 (en) | 2010-02-02 |
CN1883097A (zh) | 2006-12-20 |
RU2006121548A (ru) | 2008-01-20 |
JP4722857B2 (ja) | 2011-07-13 |
KR20060107535A (ko) | 2006-10-13 |
EP1692754A4 (en) | 2016-03-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2336618C2 (ru) | Способ расчета допустимой мощности батарей с использованием усовершенствованных методик предсказания на основе модели элемента | |
Plett | High-performance battery-pack power estimation using a dynamic cell model | |
Kwak et al. | Parameter identification and SOC estimation of a battery under the hysteresis effect | |
KR102652848B1 (ko) | 리튬 유황 배터리의 충전 상태 및 건강 상태를 결정하는 방법 및 장치 | |
Anton et al. | Support vector machines used to estimate the battery state of charge | |
CN101395489B (zh) | 用于确定估计的电池组状态向量和估计的电池组参数向量的***和方法 | |
Watrin et al. | Multiphysical lithium-based battery model for use in state-of-charge determination | |
JP5058814B2 (ja) | バッテリーの状態及びパラメーターの推定システム及び方法 | |
Plett | Efficient battery pack state estimation using bar-delta filtering | |
KR100901252B1 (ko) | 슬라이딩 모드 관측기를 이용한 2차 전지 soc 예측방법 및 장치 | |
KR100878123B1 (ko) | 배터리 상태 및 파라미터 추정 시스템 및 방법 | |
CN113466725B (zh) | 确定电池荷电状态的方法及装置,存储介质及电子设备 | |
Asghar et al. | Simulation study on battery state of charge estimation using Kalman filter | |
Biswas et al. | Simultaneous state and parameter estimation of li-ion battery with one state hysteresis model using augmented unscented kalman filter | |
Manoharan et al. | SoC estimation and monitoring of li-ion cell using kalman-filter algorithm | |
Zhu et al. | Online state of charge EKF estimation for LiFePO 4 battery management systems | |
CN110412471B (zh) | 一种锂离子电池组复合电化学极化模型的构建方法 | |
Plett | Battery management system algorithms for HEV battery state-of-charge and state-of-health estimation | |
CN109782177A (zh) | 一种电池电量的获取方法、装置及汽车 | |
Price et al. | State-of-charge and state-of-health monitoring: Implications for industry, academia, and the consumer | |
CN113466726B (zh) | 确定电池等效电路模型的参数的方法、装置、存储介质及电子设备 | |
CN113466724B (zh) | 确定电池等效电路模型的参数的方法、装置、存储介质及电子设备 | |
Ajao et al. | EPS: An Efficient Electrochemical-Polarization System Model for Real-Time Battery Energy Storage System in Autonomous Electric Vehicles | |
Panit et al. | Evaluation of Different State of Charge Estimation Techniques for Electric Vehicles | |
Kalpana et al. | State and Parameter Estimation of Lithium-Ion Battery using Dual Extended Kalman Filter |