使用过电位的等效恒定电流模型的电池状态估计的制作方法

使用过电位的等效恒定电流模型的电池状态估计
1.引言在此部分中提供的信息是为了一般地呈现本公开的上下文的目的。在此部分中描述的程度上，当前署名的发明人的著作以及在提交时可能不构成现有技术的描述的各方面，既不明示地也不暗示地被认为是本公开的现有技术。
技术领域
2.本公开涉及车辆，更具体地，涉及车辆的电池系统。


背景技术：

3.有些类型的车辆只包括产生推进扭矩的内燃机。纯电动车辆包括电池系统和电动马达。混合动力车辆包括内燃机和一个或多个电动马达，并且可以包括电池系统。该电池系统包括一个或多个电池或电池模块。每个电池模块包括一个或多个电池单体。


技术实现要素：

4.一种系统包括：荷电状态(soc)计算模块和过电位计算模块，荷电状态(soc)计算模块被配置成基于电池单体的测量电流计算电池单体的soc，过电位计算模块被配置成接收测量电流并基于测量电流和相应的时间常数输出滞后电流，基于多个加权因子输出加权测量电流和加权滞后电流，其中多个加权因子之和为1，基于加权测量电流和加权滞后电流计算对应于测量电流的等效恒定电流，以及基于等效恒定电流计算电池单体的过电位。该系统被配置成基于电池单体的计算的soc和计算的过电位来输出电池单体的预测电压。
5.在其他特征中，过电位计算模块包括多个滞后电流模块，多个滞后电流模块被配置成计算滞后电流。
6.在其他特征中，滞后电流模块对应于低通滤波器。
7.在其他特征中，加权因子是电池单体的soc和温度的函数。
8.在其他特征中，等效恒定电流是加权电流与加权滞后电流之和。
9.在其他特征中，过电位计算模块被配置成进一步基于电池单体的soc和温度来计算过电位。
10.在其他特征中，过电位计算模块被配置成使用查找表来计算过电位。
11.在其他特征中，预测电压是开路电压与过电位之和。
12.在其他特征中，预测电压是电池单体的开路电压、过电位和迟滞电压之和。
13.在其他特征中，该系统还包括迟滞模块，该迟滞模块被配置成计算电池单体的迟滞电压。
14.一种方法包括：基于电池单体的测量电流计算电池单体的soc；接收该测量电流并基于该测量电流和相应的时间常数输出滞后电流；基于多个加权因子输出加权测量电流和加权滞后电流，其中多个加权因子之和为1；基于加权测量电流和加权滞后电流计算对应于该测量电流的等效恒定电流；基于该等效恒定电流计算该电池单体的过电位；以及基于电
池单体的计算的soc和计算的过电位输出该电池单体的预测电压。
15.在其它特征中，该方法还包括使用低通滤波器输出滞后电流。
16.在其他特征中，加权因子是电池单体的soc和温度的函数。
17.在其它特征中，该方法还包括对加权电流与加权滞后电流求和以计算等效恒定电流。
18.在其他特征中，该方法还包括进一步基于电池单体的soc和温度来计算过电位。
19.在其他特征中，该方法还包括使用查找表计算过电位。
20.在其他特征中，预测电压是开路电压与过电位之和。
21.在其他特征中，预测电压是电池单体的开路电压、过电位和迟滞电压之和。
22.本发明提供下列技术方案。
23.技术方案1. 一种系统，包括：荷电状态(soc)计算模块，所述荷电状态(soc)计算模块被配置成基于电池单体的测量电流来计算所述电池单体的soc；以及过电位计算模块，所述过电位计算模块被配置成接收所述测量电流，并基于所述测量电流和相应的时间常数输出滞后电流，基于多个加权因子输出加权测量电流和加权滞后电流，其中所述多个加权因子之和为1，基于所述加权测量电流和所述加权滞后电流计算与所述测量电流相对应的等效恒定电流，以及基于所述等效恒定电流计算所述电池单体的过电位，其中，所述系统被配置成基于所述电池单体的所述计算的soc和所述计算的过电位来输出所述电池单体的预测电压。
24.技术方案2. 根据技术方案1所述的系统，其中所述过电位计算模块包括多个滞后电流模块，所述多个滞后电流模块被配置成计算所述滞后电流。
25.技术方案3. 根据技术方案2所述的系统，其中所述滞后电流模块对应于低通滤波器。
26.技术方案4. 根据技术方案1所述的系统，其中所述加权因子是所述电池单体的所述soc和温度的函数。
27.技术方案5. 根据技术方案1所述的系统，其中所述等效恒定电流是所述加权电流和所述加权滞后电流之和。
28.技术方案6. 根据技术方案1所述的系统，其中，所述过电位计算模块被配置成进一步基于所述电池单体的所述soc和温度来计算所述过电位。
29.技术方案7. 根据技术方案6所述的系统，其中所述过电位计算模块被配置成使用查找表来计算所述过电位。
30.技术方案8. 根据技术方案1所述的系统，其中所述预测电压是开路电压和所述过电位之和。
31.技术方案9. 根据技术方案1所述的系统，其中所述预测电压是所述电池单体的开路电压、过电位和迟滞电压之和。
32.技术方案10. 根据技术方案9所述的系统，还包括迟滞模块，所述迟滞模块被配置
成计算所述电池单体的所述迟滞电压。
33.技术方案11. 一种方法，包括：基于所述电池单体的测量电流计算所述电池单体的soc；接收所述测量电流，并基于所述测量电流和相应的时间常数输出滞后电流；基于多个加权因子输出加权测量电流和加权滞后电流，其中所述多个加权因子之和为1；基于所述加权测量电流和所述加权滞后电流计算与所述测量电流相对应的等效恒定电流；基于所述等效恒定电流计算所述电池单体的过电位；以及基于所述电池单体的所述计算的soc和所述计算的过电位输出所述电池单体的预测电压。
34.技术方案12. 根据技术方案11所述的方法，进一步包括使用低通滤波器输出所述滞后电流。
35.技术方案13. 根据技术方案11所述的方法，其中所述加权因子是所述电池单体的所述soc和温度的函数。
36.技术方案14. 根据技术方案11所述的方法，进一步包括对所述加权电流和所述加权滞后电流求和以计算所述等效恒定电流。
37.技术方案15. 根据技术方案11所述的方法，还包括进一步基于所述电池单体的所述soc和温度来计算所述过电位。
38.技术方案16. 根据技术方案15所述的方法，还包括使用查找表计算所述过电位。
39.技术方案17. 根据技术方案16所述的方法，其中所述预测电压是开路电压与所述过电位之和。
40.技术方案18. 根据技术方案11所述的方法，其中所述预测电压是所述电池单体的开路电压、所述过电位和迟滞电压之和。
41.从详细描述、权利要求和附图，本公开的另外的应用领域将变得显而易见。详细描述和具体示例仅仅旨在用于说明的目的，而并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
42.本公开将从详细描述和附图中变得更全面地被理解，其中：图1是根据本公开的示例车辆系统的功能框图；图2是根据本公开的电池管理系统的示例的功能框图；图3是根据本公开的示例电池状态估计模块的功能框图；图4是根据本公开的示例瞬态动力学模块的功能框图；图5是根据本公开的用于计算电池单体的过电位的示例方法的步骤。
43.在附图中，附图标记可以被重复使用来标识相似和/或相同的元件。
具体实施方式
44.电动或混合动力电动车辆通常包括由一个或多个可再充电电池或电池模块组成的电池系统，每个可再充电电池或电池模块包括多个电池单体（例如，布置在一个或多个电
池组中）。电池管理系统(bms)监测电池系统的各种参数并控制电池系统的操作。例如，电池单体包括布置在电池单体的阳极与阴极之间的固体或液体电解质。在电池的使用寿命中，由于电解质干涸、固体或液体电解质的化学变化、活性锂的流失、电池单体活性物质的变化等中一种或多种原因，电池的性能可能会下降。
45.bms可以被配置成计算电池系统的电池状态（例如，荷电状态(soc)）。例如，bms可以包括电池状态估计模块（或替代地与电池状态估计模块通信），该电池状态估计模块被配置成估计或计算电池系统的soc。电池状态估计模块可基于电池特性估计soc，电池特性包括但不限于测量的电流、温度、测量的端电压、由电池状态模型预测的电压等。在一些示例中，电池状态模型基于开路电压、迟滞电压和过电位（例如，开路电压、迟滞电压和过电位之和）计算预测电压。
46.在一些示例中，根据等效电路对过电位建模，使得总过电位是电阻器和多个电阻器电容器(rc)对上的电压之和。在其他示例中，等效电路由一组低通滤波器代替，每个滤波器具有预定的时间常数，该组低通滤波器输出所测量的输入电流的滞后型式（即滞后电流）。将该测量的输入电流和滞后电流中的每一个滞后电流乘以电阻以确定相应的电压分量，并将相应的电压分量求和以计算总过电位。基于滞后电流的过电位的示例模型在美国专利no. 10,928,457中有更详细的描述，该专利的全部公开内容以引用方式并入本文中。
47.根据本公开的电池管理系统和方法被配置成使用等效（或“通用”）恒定电流的模型来计算过电位。例如，等效恒定电流是基于该测量的输入电流和滞后电流中的每一个滞后电流来建模的。测量的输入电流和滞后电流中的每一个滞后电流乘以相应的加权因子并求和以计算等效恒定电流(u
cc
)。加权因子之和为1。因此，计算的等效恒定电流是在预定时段相对恒定的测量电流的近似值。例如，等效恒定电流对应于电池的完全发展的恒定电流行为（full-developed constant current behavior）与电池的瞬态行为之间的插值。
48.函数η(i, x, t)提供当电流在i相对恒定持续预定时段时在电流i的荷电状态x和温度t下电池的过电位。因此，当电流i被等效恒定电流代替时，可以根据v
over
= η(u
cc
, x, t)计算过电位v
over
。例如，函数η(u
cc
, x, t)可以实施为多维查找表、电池或电池单体的数学模型等
……
。
49.尽管本文针对车辆电池（例如，用于电动车辆或混合动力车辆的可充电电池）进行了描述，但本公开的原理可应用于非车辆应用中使用的电池。
50.现在参考图1，示出了根据本公开的包括电池组或系统104的示例车辆系统100的功能框图。车辆系统100可以对应于自主或非自主车辆。该车辆可能是电动车辆（如图所示）。在其他示例中，本公开的原理可以在混合动力电动车辆或非车辆应用中实施。
51.车辆控制模块112控制车辆系统100的各种操作（例如，加速、制动等）。车辆控制模块112可与变速器控制模块116通信，以例如协调变速器120中的换档。车辆控制模块112可与电池系统104通信以例如协调电动马达128的操作。虽然提供了一个电动马达的示例，但可以实施多个电动马达。电动马达128可以是永磁电动马达、感应马达或在自由旋转时基于反电磁力(emf)输出电压的另一适当类型的电动马达，例如直流(dc)电动马达或同步电动马达。在各种实施方式中，车辆控制模块112和变速器控制模块116的各种功能可以集成到一个或多个模块中。
52.从电池系统104向电动马达128施加电力，以使电动马达128输出正扭矩。例如，车
辆控制模块112可包括逆变器或逆变器模块（未示出），以将来自电池系统104的电力施加到电动马达128。电动马达128可将扭矩输出到例如变速器120的输入轴、变速器120的输出轴或另一部件。离合器132可被实施为将电动马达128联接到变速器120和将电动马达128与变速器120脱离联接。一个或多个齿轮设备可以实施在电动马达128的输出端与变速器120的输入端之间，以在电动马达128的旋转与变速器120的输入端的旋转之间提供一个或多个预定的传动比。
53.电池管理系统(bms)136被配置成控制电池系统104的功能，包括但不限于控制电池系统104的个别电池模块或电池单体的切换、监测操作参数、诊断故障等。电池管理系统136还可以被配置成与远程信息处理模块140通信。
54.根据本公开的电池管理系统136被配置成计算电池系统104的单个单体的电池状态（例如，荷电状态(soc)和对应的预测电池电压）。例如，电池管理系统136可以包括电池状态估计模块（或替代地与电池状态估计模块通信），电池状态估计模块被配置成部分地基于过电位来估计或计算预测电压。例如，电池状态估计模块基于等效恒定电流计算过电位，如下文更详细地描述。
55.现在参考图2，更详细地示出了电池系统104和电池管理系统136的示例。电池系统104包括多个电池单体200和一个或多个传感器204（例如电压、电流、温度等）。电池管理系统136包括测量模块208，测量模块208协调来自电池单体和/或电池组级别的值的测量。值的示例包括温度t1，t2，
……
，电压v1，v2，
……
，电流i1，i2，
……
，参考电压v
ref1
，v
ref2
，
……
等（例如，对应于电池单体200中相应的电池单体）。
56.健康状态(soh)模块216计算电池系统104和/或电池单体200中单个电池单体的soh。安排和历史模块220响应于预定事件和/或响应于其他因素，在预定时段（例如，操作时间、循环等）安排电池单体200的测试，并存储历史数据。电池状态估计模块224确定电池系统104和/或电池单体200的状态（例如，soc)。根据本公开的电池状态估计模块224使用soc和基于等效恒定电流的过电位来确定预测电压，如下文更详细描述的。尽管电池状态估计模块224示出在电池管理系统136内，但在其他示例中，电池状态估计模块224可以在电池管理系统136的外部。
57.校准数据存储装置228存储阈值、参数和/或与电池系统的校准有关的其他数据。热管理模块232与温度控制器236通信以诸如通过调节冷却剂流量、空气流量和/或其他参数来控制电池系统104的温度。功率控制模块240控制功率逆变器244，功率逆变器244将电池系统104连接到一个或多个负载248（例如，车辆负载）。电池管理系统136经由车辆数据总线252与推进控制器256、一个或多个其他车辆控制器260和/或远程信息处理控制器264通信。如上所描述的电池管理系统136的部件和功能仅作为示例呈现，并且电池管理系统的其他示例可以包括或省略各种模块和相关联的功能。
58.现在参考图3，更详细地示出电池状态估计模块224的示例。电池状态估计模块224包括瞬态动力学模块300、瞬态功率状态(sop)模块304和稳态soc模块308。瞬态sop模块304和稳态soc模块308接收由瞬态动力学模块300计算的全电池状态（部分使用预测电压计算），并基于该电池状态分别计算瞬态sop和稳态soc。
59.例如，瞬态动力学模块300实施瞬态动力学模型（例如，瞬态动力学的模型）和卡尔曼滤波器，卡尔曼滤波器基于实际电池行为更新瞬态动力学模型并相应地计算和输出电池
状态。例如，瞬态动力学模块300接收诸如电流、电压和温度的电池测量值，使用这些测量值和其对电池状态的先前估计更新其对电池状态的估计，并使用瞬态动力学模型预测电池电压。在一个示例中，预测电压与测量电压之间的差被用作反馈信号以校正电池状态估计。该校正被计算为卡尔曼增益矩阵和反馈信号的乘积。卡尔曼增益矩阵可以通过本领域技术人员已知的若干方法中的任何一种来计算，如扩展卡尔曼滤波器、σ点卡尔曼滤波器或其他相关变型。
60.根据本公开的原理，瞬态动力学模块300还被配置成使用基于等效恒定电流的过电位来计算电池系统104的电池状态。例如，瞬态动力学模块300的瞬态动力学模型基于包括但不限于电池单体200的电流、温度和/或电压的估计或测量值312来计算soc、等效恒定电流、过电位和预测电压。
61.现在参考图4，更详细地描述瞬态动力学模块300的示例。瞬态动力学模块300接收测量的电池单体温度t和电流i，并基于该温度和电流计算相应的荷电状态soc（例如，基于库仑计数，其中x=soc)、开路电压v
oc
、迟滞电压v
hys
和过电位v
over
。例如，瞬态动力学模块300包括过电位计算模块400，该过电位计算模块400被配置成根据本公开的原理计算过电位。瞬态动力学模块300基于开路电压、迟滞电压和过电位（或基于开路电压、迟滞电压和过电位之和）计算预测电压。
62.例如，将测量电流提供给soc计算模块（例如，库仑计数器404)，该soc计算模块被配置成测量电流消耗量以计算电池单体的soc。提供给库仑计数器404的电流i除以容量q（即，乘以1/q，如406所示）以获得soc的变化率，该变化率通常被称为c率（c-rate），并且具有倒数时间（reciprocal time）的单位。库仑计数器404对该变化率进行积分以获得当前soc，在图4中表示为x。开路电压作为soc的函数被计算（例如，使用开路电压计算器408，其中v
oc
=ocv(x))，并被提供给加法器410。
63.电流还提供给迟滞模块412，该迟滞模块计算与充电电压与放电电压之间的迟滞相对应的迟滞状态，其中该状态对于稳定充电是+1，对于稳定放电是-1，并且当电流方向改变时具有中间值。迟滞状态被（例如，使用乘法器414）乘以电压间隙计算器416的输出，电压间隙计算器416被配置成计算作为温度和soc的函数的电压间隙（voltage gap）v
gap
。
64.电压间隙对应于迟滞半间隙。为电池充电所需的电压大于放电期间从电池回收的电压。迟滞间隙（hysteresis gap）是对电池充电所需的电压（充电电压）与放电期间从电池收回的电压（放电电压）之间的差，其可以根据荷电状态、温度、电池类型和材料等而变化。典型地，如果电池在开路状态下闲置一延长的时段，电池电压稳定在充电电压与放电电压之间的中间点附近，该中间点对应于开路电压。电压间隙可以作为开路电压、充电电压或放电电压和电压过电位的函数来计算。将迟滞状态与电压间隙的乘积提供给加法器410。
65.过电位计算模块400被配置成根据过电位函数或模型420计算等效恒定电流u
cc
并计算过电位。例如，过电位模型420根据η(u
cc
, x, t)将过电位建模为等效恒定电流、soc和温度的函数，其可以实施为多维查找表、电池单体的数学模型等。
66.例如，加权模块424接收测量电流和一个或多个滞后电流。滞后电流中每一个对应于根据相应的滞后电流模块428修改的测量电流。例如，滞后电流模块428被实施为具有不同（例如，逐渐更长）时间常数的低通滤波器。滞后电流模块428各自根据美国专利第10,928,457号中描述的相应时间常数输出滞后电流。滞后电流模块428的数目或数量以及时间
常数的大小可以根据相应的电池单体的观察到的和/或建模的特性而变化。仅作为示例，示出了滞后电流模块428中的三个。尽管示出为直接提供给加权模块424，但在一些示例中，测量电流可以通过高通滤波器提供给加权模块424。
67.加权模块424对电流和滞后电流应用加权因子432（例如，将电流和滞后电流乘以相应的加权因子432)，并输出加权电流和滞后电流。加权电流与滞后电流被求和（例如，在加法器436处）以产生加权和，该加权和对应于等效恒定电流u
cc
。
68.加权因子432对应于ri(x, t)的函数，其中r是经校准的权重。更具体地说，r0(x, t)到r3(x, t)是被选择为使得的校准权重。以这种方式，计算的等效恒定电流是在预定时段相对恒定的测量电流的近似值，并且过电位模块420根据等效恒定电流计算过电位，该等效恒定电流是测量电流和具有逐渐更长的时间常数的多个滞后电流的加权和。对过电位与开路电压和迟滞电压求和，产生预测电压。
69.虽然在前面使用的术语是电流、滞后电流和等效恒定电流。图4将输入到过电位计算模块400的信号示为c率(i/q)。在此示例中，术语c率（c-rate）、滞后c率和等效恒定c率代替了电流、滞后电流和等效恒定电流。在此示例中的操作原理类似于使用电流、滞后电流和等效恒定电流的计算的原理，只要过电位函数考虑了比例因子。为了尺度独立性和更自然地适应电池退化，根据c率的公式化是优选的，因为容量q随着电池年龄和使用而降低。
70.现在参考图5，示出了根据本公开的用于计算电池单体的过电位的示例方法500（例如，由电池管理系统136、电池估计模块224、瞬态动力学模块300等实施）。在504，方法500测量指示soc、迟滞和过电位的一个或多个电池操作特性，例如测量的电流和温度。在508，方法500基于测量电流计算滞后电流。
71.在512，方法500计算对应于测量电流的等效恒定电流。例如，等效恒定电流是测量电流与滞后电流的加权和。在一个示例中，方法500基于相应的加权因子乘以测量电流和滞后电流中的每一个来计算加权和，并且加权因子之和是1。
72.在516，方法500基于等效恒定电流计算过电位。例如，方法500根据η(u
cc
, x, t)计算过电位。在520，方法500基于过电位、迟滞电压和soc（例如，根据soc计算的开路电压）计算电池单体的预测电压。
73.先前的描述本质上仅仅是说明性的，决不旨在限制本公开、其应用或用途。本公开的广泛教导可以以多种形式实施。因此，虽然本公开包括特定的示例，但是本公开的真实范围不应该被如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求后，其它修改将变得显而易见。应当理解，方法中的一个或多个步骤可以以不同的顺序(或同时)执行，而不改变本公开的原理。此外，尽管实施例中每一个在上面被描述为具有某些特征，但是关于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个可以在其它实施例中的任一实施例中实施和/或与其它实施例中的任一实施例的特征组合，即使该组合没有被明确描述。换句话说，所描述的实施例不是互斥的，并且一个或多个实施例彼此的排列仍然在本公开的范围内。
74.元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系使用各种术语来描述，包括“连接的”、“接合的”、“联接的”、“相邻的”、“紧挨着的”、“在
……
的顶部上”、“在
……
上方”、“在
……
下方”和“设置在”。除非明确描述为“直接”，否则当在上述公开中描述第一元件与第二元件之间的关系时，该关系可以是在第一元件与第二元件之间不存在其
它中间元件的直接关系但是也可以是在第一元件与第二元件之间存在一个或多个中间元件(空间上或功能上)的间接关系。如本文所用，短语“a、b和c中的至少一个”应该被解释为使用非排他性逻辑“或”来表示逻辑(a或b或c)，并且不应该被解释为表示“a中的至少一个、b中的至少一个和c中的至少一个”。
75.在附图中，箭头尖所指示的箭头方向通常展示图示感兴趣的信息流(诸如数据或指令)。例如，当元件a与元件b交换各种信息，但是从元件a传输到元件b的信息与图示相关时，箭头可以从元件a指向元件b。这个单向箭头并不意味着没有其它信息从元件b传输到元件a。此外，对于从元件a发送到元件b的信息，元件b可以向元件a发送对信息的请求或收到确认。
76.在本技术中，包括下面的定义，术语“模块”或术语“控制器”可以用术语“电路”代替。术语“模块”可以指、是其一部分或包括：专用集成电路(asic)；数字、模拟或混合模拟/数字离散电路；数字、模拟或混合模拟/数字集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(fpga)；执行代码的处理器电路(共享、专用或组)；存储由处理器电路执行的代码的存储器电路(共享、专用或组)；提供所描述功能的其它合适的硬件部件；或上述的一些或全部的组合，诸如在片上系统中。
77.模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(lan)、因特网、广域网(wan)或它们的组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一示例中，服务器(也称为远程或云)模块可以代表客户端模块完成一些功能。
78.如上文所使用，术语“代码”可以包括软件、固件和/或微码，并且可以指程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语“共享处理器电路”涵盖执行来自多个模块的一些或全部代码的单个处理器电路。术语“组处理器电路”涵盖与附加的处理器电路结合来执行来自一个或多个模块的一些或全部代码的处理器电路。对多个处理器电路的引用涵盖离散管芯上的多个处理器电路、单个管芯上的多个处理器电路、单个处理器电路的多个内核、单个处理器电路的多个线程或者上述的组合。术语“共享存储器电路”涵盖存储来自多个模块的一些或全部代码的单个存储器电路。术语“组处理器电路”涵盖与附加的存储器组合来存储来自一个或多个模块的一些或全部代码的存储器电路。
79.术语“存储器电路”是术语计算机可读介质的子集。如本文所用，术语“计算机可读介质”不涵盖通过介质(诸如载波)传播的暂时电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(诸如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩模只读存储器电路)、易失性存储器电路(诸如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(诸如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光存储介质(诸如cd、dvd或蓝光光盘)。
80.本技术中描述的装置和方法可以部分或全部由专用计算机实施，该专用计算机通过配置通用计算机来执行体现在计算机程序中的一个或多个特定功能而创建。上面描述的功能框、流程图组件和其它元件用作软件规范，其可以通过熟练的技术人员或程序员的日常工作翻译成计算机程序。
81.计算机程序包括存储在至少一个非暂时性、有形的计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序也可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以涵盖与专用计算
机的硬件交互的基本输入/输出系统(bios)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
82.计算机程序可以包括：(i)要被解析的描述性文本，诸如html(超文本标记语言)、xml(可扩展标记语言)或json (js对象简谱)，(ii)汇编代码，(iii)由编译器从源代码生成的目标代码，(iv)由解释器执行的源代码，(v)由即时编译器编译和执行的源代码，等等。仅作为示例，源代码可以使用包括下列在内的语言的语法编写：c、c++、c#、objective-c、swift、haskell、go、sql、r、lisp、java
®
、fortran、perl、pascal、curl、ocaml、javascript
®
、html5(超文本标记语言第5版)、ada、asp(活动服务器页面)、php (php：超文本预处理器)、scala、eiffel、smalltalk、erlang、ruby、flash
®
、visual basic
®
、lua、matlab、simulink和python
®
。

技术特征：
1.一种系统，包括：荷电状态(soc)计算模块，所述荷电状态(soc)计算模块被配置成基于电池单体的测量电流来计算所述电池单体的soc；以及过电位计算模块，所述过电位计算模块被配置成接收所述测量电流，并基于所述测量电流和相应的时间常数输出滞后电流，基于多个加权因子输出加权测量电流和加权滞后电流，其中所述多个加权因子之和为1，基于所述加权测量电流和所述加权滞后电流计算与所述测量电流相对应的等效恒定电流，以及基于所述等效恒定电流计算所述电池单体的过电位，其中，所述系统被配置成基于所述电池单体的所述计算的soc和所述计算的过电位来输出所述电池单体的预测电压。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述过电位计算模块包括多个滞后电流模块，所述多个滞后电流模块被配置成计算所述滞后电流。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述滞后电流模块对应于低通滤波器。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述加权因子是所述电池单体的所述soc和温度的函数。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述等效恒定电流是所述加权电流和所述加权滞后电流之和。6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述过电位计算模块被配置成进一步基于所述电池单体的所述soc和温度来计算所述过电位。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述过电位计算模块被配置成使用查找表来计算所述过电位。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述预测电压是开路电压和所述过电位之和。9.根据权利要求1所述的系统，其中所述预测电压是所述电池单体的开路电压、过电位和迟滞电压之和。10.一种方法，包括：基于所述电池单体的测量电流计算所述电池单体的soc；接收所述测量电流，并基于所述测量电流和相应的时间常数输出滞后电流；基于多个加权因子输出加权测量电流和加权滞后电流，其中所述多个加权因子之和为1；基于所述加权测量电流和所述加权滞后电流计算与所述测量电流相对应的等效恒定电流；基于所述等效恒定电流计算所述电池单体的过电位；以及基于所述电池单体的所述计算的soc和所述计算的过电位输出所述电池单体的预测电压。

技术总结
本发明涉及使用过电位的等效恒定电流模型的电池状态估计。一种系统包括荷电状态(SOC)计算模块和过电位计算模块，荷电状态(SOC)计算模块被配置成基于电池单体的测量电流计算电池单体的SOC，过电位计算模块被配置成接收测量电流并基于测量电流和相应的时间常数输出滞后电流，基于多个加权因子输出加权测量电流和加权滞后电流，其中多个加权因子之和为1，基于加权测量电流和加权滞后电流计算对应于该测量电流的等效恒定电流，以及基于等效恒定电流计算电池单体的过电位。该系统被配置成基于电池单体的计算的SOC和计算的过电位输出该电池单体的预测电压。输出该电池单体的预测电压。输出该电池单体的预测电压。


技术研发人员：C
受保护的技术使用者：通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日：2022.10.14
技术公布日：2023/8/9