專利名稱：蓄電池單格電池的電荷狀態(tài)的平衡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及車輛蓄電池領(lǐng)域，并且更具體地涉及用于平衡例如在電動(dòng)車輛或混合動(dòng)カ電動(dòng)車輛內(nèi)的蓄電池組中的單格電池電荷狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
某些車輛，特別是電動(dòng)車輛和混合動(dòng)カ電 動(dòng)車輛，利用蓄電池組作為動(dòng)カ。蓄電池組中包括各種蓄電池單格電池。隨著蓄電池組被使用和單格電池的老化，單格電池可能需要在它們的電荷狀態(tài)方面進(jìn)行平衡。不過，當(dāng)前的技術(shù)在某些情況下可能不會(huì)提供最優(yōu)的單格電池平衡，例如在單格電池中的一些但并非全部已被更換的情況下，或者在某些單格電池已經(jīng)在與蓄電池組內(nèi)的其它單格電池不同的時(shí)間被更換的情況下。因此，期望提供一種用于平衡蓄電池組的單格電池的電荷狀態(tài)的改進(jìn)的方法。還期望的是提供一種用于平衡蓄電池組的單格電池的電荷狀態(tài)的改進(jìn)的程序產(chǎn)品和系統(tǒng)。而且，本發(fā)明的其它可取的特征和特點(diǎn)將通過結(jié)合附圖和前面的技術(shù)領(lǐng)域和背景技術(shù)，從后續(xù)的具體描述和所附權(quán)利要求中變得明顯。
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示例性實(shí)施例，提供了一種用于平衡車輛的蓄電池組的多個(gè)單格電池單元的電荷狀態(tài)的方法。該方法包括如下步驟在第一時(shí)間確定多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的電荷狀態(tài)的第一值，在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間確定電荷狀態(tài)的第二值，確定在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的蓄電池組電流，和利用電荷狀態(tài)的第一值、電荷狀態(tài)的第二值和電流來將電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近。根據(jù)另ー示例性實(shí)施例，提供了一種用于平衡車輛的蓄電池組的多個(gè)單格電池單元的電荷狀態(tài)的程序產(chǎn)品。該程序產(chǎn)品包括程序和非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。該程序構(gòu)造為至少便于在第一時(shí)間確定多個(gè)單格電池単元的每ー個(gè)的電荷狀態(tài)的第一值，在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間確定電荷狀態(tài)的第二值，確定在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的蓄電池組電流，和利用電荷狀態(tài)的第一值、電荷狀態(tài)的第二值和電流來將電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近。非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)該程序。根據(jù)另ー個(gè)示例性實(shí)施例，提供了一種用于平衡車輛的蓄電池組的多個(gè)單格電池単元的電荷狀態(tài)的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括多個(gè)電壓傳感器，電流傳感器和控制器。多個(gè)電壓傳感器中的每ー個(gè)被構(gòu)造為在第一時(shí)間測量多個(gè)單格電池單元中的相應(yīng)ー個(gè)的第一電荷狀態(tài)值，和在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間測量多個(gè)單格電池單元中的相應(yīng)ー個(gè)的第二電荷狀態(tài)值。電流傳感器構(gòu)造成測量蓄電池組的電流。控制器被聯(lián)接到多個(gè)電壓傳感器和電流傳感器。控制器被構(gòu)造成利用電荷狀態(tài)的第一值、電荷狀態(tài)的第二值和電流來將電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近。本發(fā)明還提供了如下方案
方案I. 一種用于平衡車輛的蓄電池組的多個(gè)單格電池單元的電荷狀態(tài)的方法，所述方法包括以下步驟
在第一時(shí)間確定所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的第一電荷狀態(tài)值；
在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間確定所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的第二電荷狀態(tài)
值；
確定第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的該蓄電池組的電流；和
使用所述第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值、和所述電流通過處理器來將所述電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近。方案2.如方案I的方法，其中
確定第一電荷狀態(tài)值的步驟包括如下步驟
在第一時(shí)間通過電壓傳感器測量所述多個(gè)單格電池單兀中姆ー個(gè)的第一電壓值；和 使用所述第一電壓值確定所述多個(gè)單格電池単元中每ー個(gè)的第一電荷狀態(tài)值；以及 確定第一電荷狀態(tài)值的步驟包括如下步驟
在第二時(shí)間通過所述電壓傳感器測量所述多個(gè)單格電池単元中每ー個(gè)的第二電壓值；
和
使用所述第二電壓值確定所述多個(gè)單格電池単元中每ー個(gè)的第二電荷狀態(tài)值。方案3.如方案2的方法，其中確定電流的步驟包括如下步驟
在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間連續(xù)地積分所述蓄電池組的電流，從而產(chǎn)生積分電流。方案4.如方案3的方法，其中平衡電荷狀態(tài)的步驟包括如下步驟
使用第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值、和所述蓄電池組的所述積分電流計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的要被放電的電荷量；和
運(yùn)行多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的電阻器直到所述電荷量被放電。方案5.如方案4的方法，還包括如下步驟
計(jì)算為達(dá)到所述預(yù)定的標(biāo)定值要從所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)移除的電荷量；和使用要被移除的電荷量和所述多個(gè)單格電池単元中每ー個(gè)的當(dāng)前電荷狀態(tài)計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的放電時(shí)間。方案6.如方案5的方法，其中每個(gè)單格電池單元的當(dāng)前電荷狀態(tài)包括第二電荷狀態(tài)值。方案7.如方案5的方法，其中計(jì)算放電時(shí)間的步驟包括如下步驟
計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的每小時(shí)的安培變化率；和
使用所述每小時(shí)的安培變化率通過所述處理器計(jì)算所述放電時(shí)間。方案8. —種用于平衡車輛的蓄電池組的多個(gè)單格電池單元的電荷狀態(tài)的程序產(chǎn)品，所述程序產(chǎn)品包括
構(gòu)造成至少便于下列內(nèi)容的程序
在第一時(shí)間連續(xù)地確定所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的第一電荷狀態(tài)值；
在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間確定所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的第二電荷狀態(tài)
值；
確定第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的該蓄電池組的電流；和
使用所述第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值、和所述電流將所述電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近；和、存儲(chǔ)該程序的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。方案9.如方案8的程序產(chǎn)品，其中所述程序進(jìn)ー步構(gòu)造為至少便于如下內(nèi)容
在第一時(shí)間通過電壓傳感器測量所述多個(gè)單格電池單兀中姆ー個(gè)的第一電壓值；
在第二時(shí)間通過所述電壓傳感器測量所述多個(gè)單格電池単元中每ー個(gè)的第二電壓
值；
使用所述第一電壓值確定所述多個(gè)單格電池単元中每ー個(gè)的第一電荷狀態(tài)值；和 使用所述第二電壓值確定所述多個(gè)單格電池単元中每ー個(gè)的第二電荷狀態(tài)值。方案10.如方案8的程序產(chǎn)品，其中所述程序進(jìn)ー步構(gòu)造為至少便于如下內(nèi)容 在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間連續(xù)地積分所述電流，從而產(chǎn)生積分電流。方案11.如方案10的程序產(chǎn)品，其中所述程序進(jìn)ー步構(gòu)造為至少便于以下內(nèi)容 使用第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值、和所述積分電流計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元
中每ー個(gè)的要被放電的電荷量；和
運(yùn)行多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的電阻器直到所述電荷量被放電。方案12.如方案11的程序產(chǎn)品，其中所述程序進(jìn)ー步構(gòu)造為至少便于以下內(nèi)容 計(jì)算為達(dá)到所述預(yù)定的標(biāo)定值要從所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)移除的電荷量；和 使用要被移除的電荷量和所述單格電池單元的當(dāng)前電荷狀態(tài)計(jì)算所述多個(gè)單格電池
單元中每ー個(gè)的放電時(shí)間。方案13.如方案12的程序產(chǎn)品，其中每個(gè)單格電池單元的當(dāng)前電荷狀態(tài)包括第ニ電荷狀態(tài)值。方案14.如方案12的程序產(chǎn)品，其中所述程序進(jìn)ー步構(gòu)造為至少便于以下內(nèi)容 計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的每小時(shí)的安培變化率；和
使用所述每小時(shí)的安培變化率計(jì)算所述放電時(shí)間。方案15. —種用于平衡車輛的蓄電池組的多個(gè)單格電池單元的電荷狀態(tài)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
多個(gè)電壓傳感器，所述多個(gè)電壓傳感器中每ー個(gè)都被構(gòu)造成在第一時(shí)間測量所述多個(gè)單格電池単元中每ー個(gè)的第一電荷狀態(tài)值和在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間測量所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的第二電荷狀態(tài)值；和
電流傳感器，其構(gòu)造成測量該蓄電池組的電流；和
控制器，其聯(lián)接到所述多個(gè)電壓傳感器和所述電流傳感器，并且構(gòu)造成使用所述第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值和所述電流將所述電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近。方案16.如方案15的系統(tǒng)，其中所述控制器還被構(gòu)造成
在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間積分所述電流，從而產(chǎn)生積分電流；和
使用所述第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值和所述積分電流將所述電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近，
使用所述電荷狀態(tài)和所述積分電流將所述電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近。方案17.如方案16的系統(tǒng)，還包括
多個(gè)電阻器，多個(gè)電阻器中每ー個(gè)都構(gòu)造成被聯(lián)接到所述多個(gè)單格電池単元中對(duì)應(yīng)的ー個(gè)；
其中所述控制器被進(jìn)ー步構(gòu)造成通過所述處理器使用所述電荷狀態(tài)和所述蓄電池組的在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的積分電流計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的要被放電的電荷量；和
提供指令以運(yùn)行所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的電阻器直到所述電荷量被放電。方案18.如方案17的系統(tǒng)，還包括
多個(gè)晶體管，多個(gè)晶體管中每ー個(gè)都聯(lián)接到處理器并且聯(lián)接到所述多個(gè)電阻器中的相應(yīng)ー個(gè)，并且都被構(gòu)造成基于由所述控制器提供的指令激活所述多個(gè)電阻器中的相應(yīng)ー個(gè)。方案19.如方案18的系統(tǒng)，其中所述控制器進(jìn)ー步被構(gòu)造成
計(jì)算為達(dá)到所述預(yù)定的標(biāo)定值要從所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)移除的電荷量；和使用要被移除的電荷量和所述多個(gè)單格電池単元中每ー個(gè)的當(dāng)前電荷狀態(tài)計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元中每ー個(gè)的放電時(shí)間。
方案20.如方案15的系統(tǒng)，其中所述控制器包括
處理器；和
存儲(chǔ)器，其聯(lián)接到所述控制器并構(gòu)造成存儲(chǔ)所述預(yù)定的標(biāo)定值。
下面結(jié)合下列附圖描述本發(fā)明，其中相同的標(biāo)記表示相同的元件，其中
圖I是用于實(shí)施在車輛例如電動(dòng)車輛或混合動(dòng)カ電動(dòng)車輛中的，包括蓄電池組和控制器的蓄電池組系統(tǒng)的功能框圖；和
圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于平衡車輛的蓄電池組的單格電池單元的電荷狀態(tài)的方法的流程圖，其可與圖I的蓄電池組系統(tǒng)一起使用。
具體實(shí)施例方式下面的具體描述本質(zhì)上僅是示例性的，并且并不意在限制本公開或者其應(yīng)用和使用。而且，絕不意在受在前面的背景技術(shù)或者后面的具體描述中出現(xiàn)的任何理論所約束。圖I是車輛的蓄電池組系統(tǒng)100的功能框圖。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，蓄電池組系統(tǒng)100用于電動(dòng)車輛，例如電動(dòng)汽車。在另ー示例性實(shí)施例，蓄電池組系統(tǒng)100用于混合動(dòng)カ電動(dòng)車輛，例如混合動(dòng)カ電動(dòng)汽車。如圖I所示，蓄電池組系統(tǒng)100包括蓄電池組102和控制系統(tǒng)104。蓄電池組102包括各種單格電池單元106。每個(gè)單格電池單元106包括一個(gè)或多個(gè)蓄電池組單格電池(本文中也稱為蓄電池單格電池或單格電池)108。具體來說，每個(gè)單格電池單元106包括獨(dú)自可平衡的単元，其中它的ー個(gè)或多個(gè)蓄電池單格電池108可一起被平衡。在一個(gè)示例中，每個(gè)單格電池單元106包括一個(gè)蓄電池單格電池108。在另ー示例中，每個(gè)單格電池單元106包括兩個(gè)蓄電池單格電池108。在又一示例中，每個(gè)單格電池單元106包括三個(gè)蓄電池單格電池108。在另外的示例中，每個(gè)單格電池單元106包括四個(gè)或更多的蓄電池單格電池108。在單格電池單元106包括多個(gè)蓄電池單格電池108的示例中，單格電池單元106的該多個(gè)蓄電池單格電池108被并聯(lián)地用物理方法束縛在一起，并且單格電池単元106的多個(gè)蓄電池單格電池108的單格電池電壓不會(huì)彼此不同，除非蓄電池單格電池108被彼此斷開。
控制系統(tǒng)104聯(lián)接到102?？刂葡到y(tǒng)104利用每個(gè)單格電池單元106的多個(gè)測得的電荷狀態(tài)值、蓄電池組102的在不同時(shí)間點(diǎn)之間的連續(xù)測得的測得電流，并利用預(yù)定的電荷狀態(tài)標(biāo)定值來平衡蓄電池組102的單格電池單元106的電荷狀態(tài)。控制系統(tǒng)104利用根據(jù)示例性實(shí)施例的下面參照?qǐng)D2進(jìn)ー步描述的方法200的各步驟來平衡單格電池単元106的電荷狀態(tài)。如圖I所示，控制系統(tǒng)104包括電壓傳感器單元110、電流傳感器112、電阻器単元114、晶體管単元116、和控制器118。電壓傳感器單元110包括多個(gè)電壓傳感器120。優(yōu)選地，電壓傳感器單元110包括用于蓄電池組102的每個(gè)單格電池單元106的獨(dú)立的電壓傳感器120。每個(gè)電壓傳感器120對(duì)應(yīng)于單格電池単元106中不同的相應(yīng)ー個(gè)，并且被構(gòu)造成在不同時(shí)間點(diǎn)處測量相應(yīng)的單格電池單元106的電壓。電壓傳感器單元110向電壓傳感器単元110提供電壓測量結(jié)果以用于處理并用于根據(jù)下面參照?qǐng)D2進(jìn)ー步描述的方法200的各步驟平衡單格電池單元106的電荷狀態(tài)。
電流傳感器112構(gòu)造成被聯(lián)接到蓄電池組102。電流傳感器112測量蓄電池組102的電流。電流傳感器112將電流測量結(jié)果提供到控制器118以用于處理并用于根據(jù)下面參照?qǐng)D2進(jìn)ー步描述的方法200的各步驟平衡單格電池單元106的電荷狀態(tài)。在某些實(shí)施例中，可使用多個(gè)電流傳感器112。電阻器単元114包括多個(gè)電阻器122。優(yōu)選地，電阻器単元114包括用于蓄電池組102的每個(gè)單格電池單元106的獨(dú)立的電阻器122。每個(gè)電阻器122被構(gòu)造成被聯(lián)接到單格電池單元106中的不同的相應(yīng)ー個(gè)。每個(gè)電阻器122通過放電引起對(duì)單格電池單元106的相應(yīng)ー個(gè)的電荷狀態(tài)的調(diào)節(jié)，由此平衡單格電池單元106。晶體管單元116包括多個(gè)晶體管124。優(yōu)選地，晶體管單元116包括用于蓄電池組102的每個(gè)單格電池單元106的獨(dú)立的晶體管124。換句話說，晶體管單元116包括用于電阻器單元114的每個(gè)電阻器122的獨(dú)立的晶體管124。每個(gè)晶體管124被構(gòu)造成聯(lián)接到電阻器122的不同的相應(yīng)ー個(gè)。每個(gè)晶體管124被構(gòu)造成基于由控制器118提供的指示將電阻器122中的相應(yīng)ー個(gè)打開或關(guān)閉，由此平衡單格電池単元106。控制器118聯(lián)接到電壓傳感器單元110、電流傳感器112和晶體管単元116?？刂破?18從電壓傳感器単元110和電流傳感器112接收電壓值?？刂破?18處理這些值并利用它們來將蓄電池組102的單格電池單元106的電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定電荷狀態(tài)值附近?？刂破?18通過提供到晶體管単元116的指示來在計(jì)算得到的時(shí)間量上激活和去激活各種電阻器122，由此基于由控制器118處理的電壓、電流和/或其它值來將單格電池單元106的電荷狀態(tài)調(diào)節(jié)到預(yù)定的電荷狀態(tài)值附近，從而實(shí)現(xiàn)電荷狀態(tài)調(diào)節(jié)。如圖I所示，控制器118包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130。在某些實(shí)施例中，控制器118還可包括傳感器112、120中的ー個(gè)或多個(gè)，電阻器122，晶體管124，和/或一個(gè)或多個(gè)其它裝置。另外，應(yīng)當(dāng)理解，控制器118可在其它方面區(qū)別于圖I中所示的實(shí)施例，例如區(qū)別在于控制器118可被聯(lián)接到或者以其它方式利用一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或其它控制系統(tǒng)。在描述的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130被聯(lián)接到傳感器120中的每ー個(gè)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130執(zhí)行控制器118的功能，例如在從電壓傳感器単元110和電流傳感器112接收信號(hào)或信息方面，在處理這些信號(hào)或信息方面，和在通過提供到晶體管単元116的相應(yīng)指示來平衡單格電池単元106方面。在優(yōu)選的實(shí)施例中，根據(jù)方法200中的步驟以及下面將進(jìn)ー步描述的各種步驟、子方法、和圖2中的屬于它們的圖形解釋來執(zhí)行這些或其它功能。在描述的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130包括處理器132、存儲(chǔ)器134、接ロ 136、存儲(chǔ)裝置138和總線140。處理器132執(zhí)行計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130和控制器118的計(jì)算和控制功能，并且可包括任何類型的處理器或多個(gè)處理器、單個(gè)集成電路例如微處理器、或者聯(lián)合地工作以實(shí)現(xiàn)處理單元的功能的任何合適數(shù)量的集成電路裝置和/或電路板。在工作中，處理器132執(zhí)行包含在存儲(chǔ)器134內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)程序144，并且由此控制控制器118和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130的整體運(yùn)行，優(yōu)選地在執(zhí)行本文描述的方法的步驟方面，例如方法200的步驟以及下面進(jìn)ー步描述的各種步驟、子方法和圖2中屬于它們的圖形說明。存儲(chǔ)器134可以是任何類型的適合的存儲(chǔ)器。這可包括各種類型的動(dòng)態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(DRAM)，例如SDRAM，各種類型的靜態(tài)RAM (SRAM)，和各種類型的非易失性存儲(chǔ)器(PROM、EPROM和閃存)?？偩€140用于在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130的各種部件之間傳送程序、數(shù)據(jù)、狀態(tài)或其它信息或信號(hào)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，存儲(chǔ)器134存儲(chǔ)著上述的程序144，以及ー個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)值146，包括用于平衡蓄電池組102的單格電池單元106的上述預(yù)定的標(biāo)定電荷狀態(tài)值。在某些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器134被定位成和/或被共同定位成與處理器132在相同的計(jì)算機(jī)芯片上。接ロ 136允許例如從系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器和/或另ー個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130的通信，并且可使用任何合適的方法和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。其可包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接ロ來與其它系統(tǒng)和部件通信。接ロ 136還可包括一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)接ロ來與技師通信，和/或ー個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)接ロ來連接存儲(chǔ)設(shè)備，例如存儲(chǔ)裝置138。存儲(chǔ)裝置138可以是任何適合類型的存儲(chǔ)設(shè)備，包括直接訪問存儲(chǔ)裝置，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、閃存系統(tǒng)、軟盤驅(qū)動(dòng)器和光盤驅(qū)動(dòng)器。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，存儲(chǔ)裝置138包括程序產(chǎn)品，存儲(chǔ)器134可從該程序產(chǎn)品獲得程序144，程序144執(zhí)行本公開的ー個(gè)或多個(gè) 方法的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例，例如方法200以及下面進(jìn)ー步描述的各種步驟、子方法和圖2中的屬于它們的圖形說明。在另ー個(gè)示例性實(shí)施例中，程序產(chǎn)品可被直接存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器134和/或盤(例如盤142)中和/或以其它方式被存儲(chǔ)器134和/或盤(例如盤142)訪問，例如下面所描述的?？偩€140可以是連接計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和部件的任何適合的物理或邏輯手段。這包括但不限于直接硬接線連接、光纖、紅外的且無線的總線技木。在工作中，程序144被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器134中被由處理器132執(zhí)行。應(yīng)當(dāng)理解，雖然這個(gè)示例性實(shí)施例是在全功能計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的背景下被描述的，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，本公開的機(jī)理能夠通過ー種或多種非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)傳遞介質(zhì)被以程序產(chǎn)品的方式分配，該非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)傳遞介質(zhì)用于存儲(chǔ)程序及其指令并實(shí)現(xiàn)該程序產(chǎn)品的分配，例如傳遞該程序并在其內(nèi)包含用于使計(jì)算機(jī)處理器(例如處理器132)執(zhí)行且實(shí)施該程序的計(jì)算機(jī)指令的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。這種程序產(chǎn)品可采用各種形式，并且無論用于執(zhí)行該分配的計(jì)算機(jī)可讀信號(hào)傳遞介質(zhì)的特定類型如何，本公開都同樣適用。信號(hào)傳遞介質(zhì)的示例包括諸如軟盤、硬盤、存儲(chǔ)卡和光盤的可記錄介質(zhì)，以及如何數(shù)字和模擬通信聯(lián)線的傳輸介質(zhì)。類似地還應(yīng)該理解的是，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130也可在其它方面區(qū)別與圖I中描述的實(shí)施例，例如區(qū)別在于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)130可被聯(lián)接到一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或其它控制系統(tǒng)，或者可以其它方式利用一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或其它控制系統(tǒng)。圖2是根據(jù)示例性實(shí)施例的用于平衡車輛的蓄電池組的單格電池單元的電荷狀態(tài)的方法200的流程圖。方法200可與根據(jù)示例性實(shí)施例的圖I的蓄電池組系統(tǒng)100 —起使用。如圖2所示，方法200包括選擇蓄電池組的電荷狀態(tài)的預(yù)定的標(biāo)定值的步驟(步驟202)。預(yù)定的標(biāo)定值是離線選擇的，并且優(yōu)選地在蓄電池組的運(yùn)行之前被選擇。預(yù)定的標(biāo)定值是用于平衡單格電池単元的固定的電荷狀態(tài)值，并且與方法200過程中任何測量的單格電池單元的電荷狀態(tài)值無關(guān)。 預(yù)定的標(biāo)定值優(yōu)選地被作為圖I的存儲(chǔ)器134的存儲(chǔ)值146存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器134中，以用于圖I的處理器132在平衡圖I的蓄電池組102的單格電池単元106時(shí)的后續(xù)獲取和使用。標(biāo)定值可是基于一些因素被事先選擇，這些因素可例如包括蓄電池組的類型，使用蓄電池組的車輛的類型，蓄電池組的使用窗ロ，和與蓄電池組有關(guān)的單格電池化學(xué)。在某些實(shí)施例中，預(yù)定的標(biāo)定值可以是單格電池單元的電荷狀態(tài)容量的約百分之五十(50%)，從而表示運(yùn)行窗ロ的中點(diǎn)，并且最小化電荷狀態(tài)的整體偏離。在其它實(shí)施例中，可以使用其它值。例如，如果對(duì)于特定的蓄電池組和/或車輛來說在電荷狀態(tài)值的上部范圍中的偏離比在電荷狀態(tài)值的下部范圍內(nèi)的偏離更容易被控制，那么預(yù)定的標(biāo)定值可以比百分之五十(50%)小很多。相反，如果對(duì)于特定的蓄電池組和/或車輛來說電荷狀態(tài)值的下部范圍中的偏離比電荷狀態(tài)值的上部范圍中的偏離更容易被控制，那么預(yù)定的標(biāo)定值可比百分之五十(50%)大很多。在第一時(shí)間為單格電池單元測量電壓(步驟204)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，在第一時(shí)間點(diǎn)為圖I的單格電池単元106中的每ー個(gè)測量電壓。優(yōu)選地通過與相應(yīng)的單格電池單元106相關(guān)的圖I中的電壓傳感器120測量電壓，并且該電壓值由圖I中的電壓傳感器單元110提供給圖I中的處理器132以進(jìn)行處理。在一個(gè)實(shí)施例中，第一時(shí)間表示當(dāng)圖I的蓄電池組102在車輛的點(diǎn)火循環(huán)過程中第一次被激活或激發(fā)時(shí)的時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段。在第一時(shí)間為單格電池單元確定電荷狀態(tài)(步驟206)。優(yōu)選地通過圖I的處理器132使用來自步驟204的針對(duì)步驟204中所述的第一時(shí)間的電壓來為圖I的單格電池單元106中姆ー個(gè)確定電荷狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施例中(例如，用于與沒有電壓滯后的單格電池化學(xué)一起使用)，各個(gè)單格電池單元的電荷狀態(tài)可通過ニ維查詢表確定，該ニ維查詢表比較在蓄電池被単獨(dú)放置(沒有充電和放電)足夠長的時(shí)間之后的電壓和溫度。在另ー實(shí)施例中(例如，用于與顯示電壓滯后的單格電池化學(xué)一起使用)，必須考慮蓄電池的近期歷史，并且可使用復(fù)雜的蓄電池狀態(tài)估計(jì)器(BSE)來監(jiān)測重要的參數(shù)并產(chǎn)生屬于蓄電池的電荷狀態(tài)和其它重要信息。而且，測量蓄電池組的電流(步驟208)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，圖I的蓄電池組102的電流通過圖I的電流傳感器112在上面步驟204和206中所述的第一時(shí)間、下面步驟212中所述的第二時(shí)間、和/或這兩個(gè)時(shí)間之間的ー個(gè)或多個(gè)時(shí)間點(diǎn)時(shí)被測量。電流值通過圖I的電流傳感器112被提供到圖I的處理器132以用于處理。在一個(gè)實(shí)施例中，在第一和第ニ時(shí)間之間連續(xù)地測量蓄電池組的電流。在優(yōu)選的實(shí)施例中，步驟208中的電流測量在上面步驟204和206中所述的第一時(shí)間和下面步驟212中所述的第二時(shí)間之間以連續(xù)的方式進(jìn)行，并且電流值由圖I的電流傳感器112連續(xù)地提供給圖I的處理器132以用于處理。在時(shí)間段上對(duì)蓄電池組的電流求積分(步驟210)。具體來說，在步驟204和206的第一時(shí)間和步驟212的第二時(shí)間之間對(duì)步驟208的測得電流求積分。處理器132優(yōu)選地在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間對(duì)電流值進(jìn)行積分以在平衡蓄電池組的單格電池單元時(shí)所用。在第二時(shí)間測量單格電池單元 的電壓(步驟212)。在優(yōu)選實(shí)施例中，在第二時(shí)間點(diǎn)為圖I的單格電池單元106中姆ー個(gè)測量電壓。優(yōu)選地通過與相應(yīng)的單格電池單元106相關(guān)的電壓傳感器120測量電壓，并且通過圖I的電壓傳感器單元110將電壓值提供給圖I的處理器132以進(jìn)行處理。第二時(shí)間(如在步驟212中所述的并且也如在步驟208和210中所述的)在上面步驟204和206中所述的第一時(shí)間之后。在一個(gè)實(shí)施例中，第二時(shí)間代表了當(dāng)圖I的蓄電池組102在步驟204和206的第一時(shí)間的點(diǎn)火循環(huán)之后的車輛后續(xù)點(diǎn)火循環(huán)期間被第一次激活或激發(fā)時(shí)的時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段。在另ー實(shí)施例中，第二時(shí)間代表了在和步驟204和206的第一時(shí)間處于同一點(diǎn)火循環(huán)中、但是在該點(diǎn)火循環(huán)期間在之后時(shí)間的時(shí)間點(diǎn)或時(shí)間段。在第二時(shí)間為單格電池單元確定電荷狀態(tài)(步驟214)。優(yōu)選地通過圖I的處理器132使用來自步驟212的第二時(shí)間的電壓來為圖I的單格電池單元106中的每ー個(gè)確定電荷狀態(tài)。該計(jì)算類似于在上面步驟206中執(zhí)行的計(jì)算，但是是針對(duì)之后的時(shí)間段。在某些實(shí)施例中，還可以確定在第二時(shí)間時(shí)的單格電池單元的電荷狀態(tài)是否與第一時(shí)間時(shí)的相應(yīng)單格電池單元的電荷狀態(tài)至少有要求的預(yù)定百分比差異。在一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定百分比等于在所有各種單格電池單元中的為百分之十(10%)或更大差異的平均值。在這樣ー個(gè)實(shí)施例中，如果第二時(shí)間時(shí)的電荷狀態(tài)與第一時(shí)間時(shí)的同一或相應(yīng)的單格電池單元的電荷狀態(tài)相比的差異不是至少百分之十(10 % )，那么該方法必須在等更長時(shí)間并且將第二時(shí)間重新選擇為未來的某個(gè)其它時(shí)間，其中電荷狀態(tài)從上述的第一時(shí)間段到新選擇的時(shí)間段已經(jīng)增加或降低至少百分之十(10% )。此時(shí)在所述的上述標(biāo)準(zhǔn)被滿足的新時(shí)間點(diǎn)，步驟212的電壓會(huì)被重新測量，并且重新計(jì)算步驟214的電荷狀態(tài)。然后這個(gè)新時(shí)間點(diǎn)會(huì)被認(rèn)為是用于方法200的目的的第二時(shí)間。然后方法200繼續(xù)，開始于步驟216，如下直接所述。如所提及的，上面的，所要求的預(yù)定百分比差異在不同實(shí)施例中可以變化。還對(duì)將要使單格電池單元的電荷狀態(tài)與預(yù)定的標(biāo)定值一致的每個(gè)單格電池單元計(jì)算電荷狀態(tài)的變化(步驟216)。具體來說，在某些實(shí)施例中，對(duì)于每個(gè)單格電池單元，計(jì)算步驟214的第二時(shí)間(或某個(gè)其它當(dāng)前時(shí)間)的電荷狀態(tài)和步驟202的預(yù)定的標(biāo)定值之間的差。優(yōu)選地通過圖I的處理器132利用步驟214的電荷狀態(tài)和從圖I的存儲(chǔ)器134的存儲(chǔ)值146獲得的預(yù)定的標(biāo)定值來對(duì)圖I的單格電池単元106中的每ー個(gè)計(jì)算這個(gè)電荷狀態(tài)差。而且，計(jì)算電荷狀態(tài)的變化率(步驟218)。具體來說，計(jì)算步驟206的電荷狀態(tài)與步驟214的電荷狀態(tài)之間的在它們的第一時(shí)間段和第二時(shí)間段之間的變化率，或者斜率。優(yōu)選地由圖I的處理器132通過從步驟214的電荷狀態(tài)減去步驟206的電荷狀態(tài)再用得到的差除以步驟210的積分電流來為圖I的單格電池單元106中的每ー個(gè)計(jì)算電荷狀態(tài)的變化率。然后執(zhí)行關(guān)于需要從每個(gè)單格電池移除以滿足電荷狀態(tài)目標(biāo)的電荷量(例如要求的安培-小時(shí)數(shù))的計(jì)算(220)。在一個(gè)實(shí)施例中，使用下面的方程來計(jì)算要從每個(gè)單格電池移除的安培-小時(shí)量
權(quán)利要求
1.一種用于平衡車輛的蓄電池組的多個(gè)單格電池單元的電荷狀態(tài)的方法， 所述方法包括以下步驟 在第一時(shí)間確定所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第一電荷狀態(tài)值； 在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間確定所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第二電荷狀態(tài)值； 確定第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的該蓄電池組的電流；和 使用所述第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值、和所述電流通過處理器來將所述電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近。
2.如權(quán)利要求I的方法，其中 確定第一電荷狀態(tài)值的步驟包括如下步驟 在第一時(shí)間通過電壓傳感器測量所述多個(gè)單格電池單兀中每一個(gè)的第一電壓值；和 使用所述第一電壓值確定所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第一電荷狀態(tài)值；以及 確定第一電荷狀態(tài)值的步驟包括如下步驟 在第二時(shí)間通過所述電壓傳感器測量所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第二電壓值；和 使用所述第二電壓值確定所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第二電荷狀態(tài)值。
3.如權(quán)利要求2的方法，其中確定電流的步驟包括如下步驟 在第一時(shí)間和第二時(shí)間之間連續(xù)地積分所述蓄電池組的電流，從而產(chǎn)生積分電流。
4.如權(quán)利要求3的方法，其中平衡電荷狀態(tài)的步驟包括如下步驟 使用第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值、和所述蓄電池組的所述積分電流計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的要被放電的電荷量；和 運(yùn)行多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的電阻器直到所述電荷量被放電。
5.如權(quán)利要求4的方法，還包括如下步驟 計(jì)算為達(dá)到所述預(yù)定的標(biāo)定值要從所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)移除的電荷量；和使用要被移除的電荷量和所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的當(dāng)前電荷狀態(tài)計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的放電時(shí)間。
6.如權(quán)利要求5的方法，其中每個(gè)單格電池單元的當(dāng)前電荷狀態(tài)包括第二電荷狀態(tài)值。
7.如權(quán)利要求5的方法，其中計(jì)算放電時(shí)間的步驟包括如下步驟 計(jì)算所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的每小時(shí)的安培變化率；和 使用所述每小時(shí)的安培變化率通過所述處理器計(jì)算所述放電時(shí)間。
8.一種用于平衡車輛的蓄電池組的多個(gè)單格電池單元的電荷狀態(tài)的程序產(chǎn)品，所述程序廣品包括 構(gòu)造成至少便于下列內(nèi)容的程序 在第一時(shí)間連續(xù)地確定所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第一電荷狀態(tài)值； 在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間確定所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第二電荷狀態(tài)值； 確定第一時(shí)間和第二時(shí)間之間的該蓄電池組的電流；和 使用所述第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值、和所述電流將所述電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近；和 存儲(chǔ)該程序的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
9.如權(quán)利要求8的程序產(chǎn)品，其中所述程序進(jìn)一步構(gòu)造為至少便于如下內(nèi)容 在第一時(shí)間通過電壓傳感器測量所述多個(gè)單格電池單兀中每一個(gè)的第一電壓值； 在第二時(shí)間通過所述電壓傳感器測量所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第二電壓值； 使用所述第一電壓值確定所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第一電荷狀態(tài)值；和 使用所述第二電壓值確定所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第二電荷狀態(tài)值。
10.一種用于平衡車輛的蓄電池組的多個(gè)單格電池單元的電荷狀態(tài)的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 多個(gè)電壓傳感器，所述多個(gè)電壓傳感器中每一個(gè)都被構(gòu)造成在第一時(shí)間測量所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第一電荷狀態(tài)值和在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間測量所述多個(gè)單格電池單元中每一個(gè)的第二電荷狀態(tài)值；和 電流傳感器，其構(gòu)造成測量該蓄電池組的電流；和 控制器，其聯(lián)接到所述多個(gè)電壓傳感器和所述電流傳感器，并且構(gòu)造成使用所述第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值和所述電流將所述電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近。
全文摘要
本發(fā)明涉及蓄電池單格電池的電荷狀態(tài)的平衡。提供了用于平衡車輛的蓄電池組的單格電池單元的電荷狀態(tài)的方法和系統(tǒng)。電壓傳感器每一個(gè)都在第一時(shí)間測量相應(yīng)的單格電池單元的第一電荷狀態(tài)值，和在第一時(shí)間之后的第二時(shí)間測量相應(yīng)單格電池單元的第二電荷狀態(tài)值。電流傳感器測量蓄電池組的電流?？刂破髀?lián)接到電壓傳感器和電流傳感器。控制器使用第一電荷狀態(tài)值、第二電荷狀態(tài)值、和電流將電荷狀態(tài)平衡在預(yù)定的標(biāo)定值附近。
文檔編號(hào)H02J7/00GK102738857SQ201210098908
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月8日
發(fā)明者A.C.鮑曼 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司