用於確定電壓測量是否可用於充電狀態估計的方法和系統的製作方法

2023-07-24 13:10:36

用於確定電壓測量是否可用於充電狀態估計的方法和系統的製作方法
【專利摘要】本發明涉及用於確定電壓測量是否可用於充電狀態估計的方法和系統。用於改進電池充電狀態準確性、充電終止一致性、電容估計和能量輸送一致性的系統和方法。更具體地，本文中的實施例詳述了這樣的系統和方法，其使用一種算法來在圍繞當前電壓測量或估計的區域中在給定溫度處為給定電壓變化(dSOC/dV)計算充電狀態的變化，並設定指示測量由於潛在的誤差而何時不應該被使用的信號。
【專利說明】用於確定電壓測量是否可用於充電狀態估計的方法和系統
【技術領域】
[0001]本發明總體涉及用於改進電池充電狀態準確性、充電終止一致性、電容估計(estimation)和能量輸送一致性的系統和方法。更具體地，本文中的實施例詳述了一種算法，來在圍繞當前電壓測量或估計的區域中在給定溫度處為給定電壓變化(dSOC/dV)計算充電狀態的變化，並設定指示測量由於潛在的誤差而何時不應該被使用的信號。
【背景技術】
[0002]了解電池的充電狀態對於指示電池在有必要被再充電或更換之前還將繼續工作多久來說是必需的。作為與車輛繼續前進有關的技術，理解並監測電池壽命的重要性變得越來越重要。
[0003]電池電量能夠通過數種方法得到測量，比如以化學方法，通過與放電有關的測量和曲線繪製，或者甚至是使用電氣建模。
[0004]一種提供直接測量的公知方法是這樣一種方法:使用電池的公知放電曲線(電壓對S0C)，來將電池電壓的讀取轉化為充電狀態(SOC)。使用這種方法，SOC相關於開路電壓(OCV)估計被繪製成圖，所述開路電壓估計是平衡時的電壓，因此電流等於零。然而，對於該方法而言，電壓讀數受到電池電流的明顯影響，原因是由於電池的電化學動力學以及溫度，尤其是在讀數被讀取時電池並未真正停止工作的情況下。因此，這種方法通常通過以下方法來被做得更精確:以與電池電流成比例的校正項來補償電壓讀數，並使用電池的開路電壓估計對溫度的查詢/參考表。
[0005]在磷酸鐵鋰電池(LiFeP)中，SOC-OCV曲線的一些區域對於OCV估計的小變化來說就具有SOC的大變化。在這些區域中，電壓傳感不精確、模擬到數字(A/D)解析度、和控制器區域網絡(CAN)資料庫解析度是SOC不精確的一些潛在原因。在本領域中存在對以下這樣的系統和方法的需求:這些系統和方法為用戶提供在這些區域中基於電壓的估計SOC可能包含大誤差從而不應該被使用的認識。
[0006]現有系統極度地複雜，從而本領域中存在增加簡單性、效率和降低誤差的需求。本文中描述的具體實施例導致對SOC準確性、充電終止一致性、電容估計和能量輸送一致性的改進。

【發明內容】

[0007]本發明的實施例提供來用於確定電壓測量或開路電壓估計是否可用於充電狀態估計。該方法包括:提供至少一個電池、聯接至所述電池的至少一個傳感器和聯接至所述至少一個電池的至少一個控制器。該方法附加地包括:以所述至少一個傳感器來傳感所述至少一個電池的溫度；為所述至少一個電池提供所述電壓測量或所述開路電壓估計中的至少一個；以及以所述至少一個控制器開始算法。所述算法的具體實施例涉及:從所提供的電壓測量或開路電壓估計、步長值和元素的總數來生成電壓的陣列；以及為被給定所傳感到的溫度的所述陣列中的每個電壓計算充電狀態(SOC);和計算所述陣列中的每個後續充電狀態(dSOC)之間的差值。所述算法的具體實施例還包括:確定來自所述陣列中的最大dSOC ;確定所述最大dSOC是否高於用於可使用數據的閾值；以及當所述最大dSOC高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「不使用數據」，或當所述最大dSOC不高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「使用數據」。
[0008]本文中還提供了用於確定電壓測量或開路電壓估計是否可用於充電狀態估計的新穎系統的實施例，其包括:至少一個電池；被聯接至所述電池的至少一個傳感器；和被聯接至所述至少一個電池的至少一個控制器。在具體實施例中，所述至少一個傳感器被構造成用以傳感溫度並提供所述至少一個電池的所述電壓測量或所述開路電壓估計，並且所述至少一個控制器被構造成用以開始算法。更具體地，在多個不同實施例中，所述控制器被構造成用以開始算法，以便從所提供的電壓測量或開路電壓估計、步長值和元素的總數來生成電壓的陣列。該算法還能夠:為被給定所傳感到的溫度的所述陣列中的每個電壓計算充電狀態(SOC);計算所述陣列中的每個後續充電狀態(dSOC)之間的差值；以及確定來自所述陣列中的最大dSOC。這允許所述算法來:確定所述最大dSOC是否高於用於可使用數據的閾值；並當所述最大dSOC高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「不使用數據」，或當所述最大dSOC不高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「使用數據」。
[0009]本發明還提供以下技術方案:
1.一種用於確定電壓測量或開路電壓估計是否可用於充電狀態估計的方法，所述方法包括:
提供至少一個電池、聯接至所述電池的至少一個傳感器和聯接至所述至少一個電池的至少一個控制器；
以所述至少一個傳感器來傳感所述至少一個電池的溫度；
為所述至少一個電池提供所述電壓測量或所述開路電壓估計中的至少一個；
以所述至少一個控制器開始算法，其中所述算法包括:
從所提供的電壓測量或開路電壓估計、步長值和元素的總數來生成電壓的陣列；
為被給定所傳感到的溫度的所述陣列中的每個電壓計算充電狀態(SOC)；
計算所述陣列中的每個後續充電狀態(dSOC)之間的差值；
確定來自所述陣列中的最大dSOC ；
確定所述最大dSOC是否高於用於可使用數據的閾值；以及
當所述最大dSOC高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「不使用數據」，或當所述最大dSOC不高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「使用數據」。
[0010]2.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個電池是磷酸鐵鋰電池。
[0011]3.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個電池是電池組。
[0012]4.如技術方案I所述的方法,其中,所述至少一個電池是包括大約I?大約10個電池的電池組。
[0013]5.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個電池是包括大約10?大約20個電池的電池組。
[0014]6.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個控制器位於車輛內。
[0015]7.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個控制器位於以下至少一者處:汽車的行李箱中、汽車的客艙中、或汽車的座椅下。[0016]8.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個控制器位於實驗室中，並被聯接至用於運行所述算法的計算裝置。
[0017]9.如技術方案I所述的方法，其中，所述步長值為從大約0.5伏特?大約0.1伏特。
[0018]10.如技術方案I所述的方法，其中，所述步長值為從大約0.1伏特?大約0.01伏特。
[0019]11.如技術方案I所述的方法，其中，所述步長值為從大約0.01伏特?大約0.001伏特。
[0020]12.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個傳感器是至少兩個傳感器。
[0021]13.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個傳感器是至少三個傳感器。
[0022]14.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個傳感器被構造成用以測量在大約I?大約0.1攝氏度之間的溫度差值。
[0023]15.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個傳感器被構造成用以測量在大約0.1?大約0.01攝氏度之間的溫度差值。
[0024]16.如技術方案I所述的方法，其中，所述至少一個傳感器被構造成用以測量在大約0.01?大約0.001攝氏度之間的溫度差值。
[0025]17.一種用於確定電壓測量或開路電壓估計是否可用於充電狀態估計的系統，包括:
至少一個電池；
被聯接至所述電池的至少一個傳感器；和
被聯接至所述至少一個電池的至少一個控制器，其中所述至少一個傳感器被構造成用以傳感溫度並提供所述至少一個電池的所述電壓測量或所述開路電壓估計，並且所述至少一個控制器被構造成用以開始算法，以便:
從所提供的電壓測量或開路電壓估計、步長值和元素的總數來生成電壓的陣列；
為被給定所傳感到的溫度的所述陣列中的每個電壓計算充電狀態(SOC)；
計算所述陣列中的每個後續充電狀態(dSOC)之間的差值；
確定來自所述陣列中的最大dSOC ；
確定所述最大dSOC是否高於用於可使用數據的閾值；以及
當所述最大dSOC高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「不使用數據」，或當所述最大dSOC不高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「使用數據」。
[0026]18.如技術方案17所述的方法，其中，所述至少一個電池是磷酸鐵鋰電池。
[0027]19.如技術方案17所述的方法，其中，所述至少一個電池是電池組。
[0028]20.如技術方案17所述的方法，其中，所述至少一個電池是具有從大約I?大約10個電池的電池組。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是包括電池組和控制器比如位於車輛內的控制器的系統的示意圖。
[0030]圖2是用於磷酸鐵鋰電池的電池組電壓對SOC百分比的示意圖。
[0031]圖3是用於一個步長值的斜率的變動的示意圖。[0032]圖4是隨溫度的用於給定步長值的斜率的變動的示意圖。
[0033]圖5是示出用於本文中描述的方法和系統的算法的流程圖。
[0034]圖6是用於本文中描述的方法和系統的流程圖。
【具體實施方式】
[0035]現在將描述本公開的具體實施例。然而，本發明可以被體現為不同的形式，並且不應該被解釋為局限於本文中給出的實施例。相反，這些實施例被提供來使得本公開將是充分和完全的，並且將向本領域的技術人員全面地傳達本發明的範圍。
[0036]除非另有限定，本文中所使用所有技術和科學術語具有與本發明所屬領域的技術人員通常所理解的相同的意義。本文中所使用的術語用詞只是用於描述特定實施例，並不旨在限制本發明。如說明書和所附權利要求書中所使用的，「一」、「一個」、「該」等單數形式旨在同樣包括複數形式，除非上下文另有明確的指示。
[0037]除非另有指明，如說明書和權利要求書中所使用的表示成分的量、性能比如分子量、反應條件等的所有數值在所有情況下都應被理解為由術語「大約」修改過，其旨在表示達到所指示值的±10%。此外，說明書和權利要求書中對任何範圍的公開應該被理解為包括該範圍本身並且還包括包含於其中的一切以及端點。除非另有指明，說明書和權利要求書中給出的數值性能是近似值，其可以根據尋求在本發明的實施例中獲得的所需性能而變化。儘管給出本發明的寬範圍的數值範圍和參數是近似值，但是在具體示例中給出的數值被儘可能精確地報告。然而，任何數值內在地包含必然由在它們相應的測量中發現的誤差所產生的某些誤差。
[0038]如本文中所使用的，術語「電池組」是串聯和並聯的電池/電池單元的組合。
[0039]如本文中所使用的，「0CV」是電池單元或組的開路電壓估計。當單元或組處於平衡時，OCV等於測量電壓。
[0040]如本文中所使用的，術語「信號」是指布爾值(Boolean value)或其它標識(desi gnat ion),被使用在本文的某些實施例中用以標明是否應該使用開路電壓估計。
[0041]如本文中所使用的，術語「計算裝置」是指計算機或可執行算法的其它裝置。
[0042]在具體實施例中，新算法(見圖5和示例I)測試在接近測量的電壓處和在相同溫度處的SOC-OCV曲線，用以確定這些點之間的SOC的差異。SOC的小差異指示由測量引入的誤差可能很小從而應該被信任。
[0043]在本發明的具體實施例中，電池的當前溫度經由一個或多個傳感器測試，所述一個或多個傳感器也聯接至控制器，以便在系統的部分之間傳達信息。通過在電池的當前溫度處進行測試，新算法可形成處於比以當前方法可能進行的更高的解析度的使用/不使用信號。
[0044]圖1示出了包括位於車輛內的電池組和控制器104的系統。根據一示例性實施例，車輛100被示出。電池組102包括模塊230，其提供累積電動力來推動車輛100。模塊230中的每個包含多個電池單元232。類似地，電池單元232被連接在一起，用以在電池組102的模塊水平處提供累積動力。
[0045]車輛100還被示出為包括被連接至電池組102的多個傳感器。電壓傳感器202測量電池組102、模塊230和/或單元232的電壓，並經由總線線路210將電壓值提供至控制器104的接口 216。電流傳感器204測量電池組102、模塊230和/或單元232的電流，並經由總線線路212將電流值提供至控制器104的接口 216。溫度傳感器206測量電池組102、模塊230和/或單元232的溫度，並經由總線線路214將溫度值提供至控制器104的接口216。傳感器202、204和206可以為任意數量的傳感器或構造，用以測量與電池組102相關聯的電壓、電流和溫度。例如，溫度傳感器206可以是單個溫度傳感器，而電壓傳感器202和電流傳感器204可以是測量電壓和電流兩者的組合集成電路。應該理解的是:傳感器和傳感器構造的任意數量的不同組合可以被使用，而不偏離本公開的原理或教導。
[0046]控制器104可包括接口 218、存儲器220、處理器219、車輛控制模塊、電池控制模塊224和一個或多個接口(216、218)。在一些實施例中，車輛100還可以包括單元平衡控制器208，其響應於經由總線線路213接收來自控制器104的控制命令而在電池組102上進行單元平衡。在另一些實施例中，單元平衡控制器208被省略，並且控制器104可以經由總線線路213直接向電池組102提供控制命令，用以進行單元平衡。
[0047]仍然參考控制器104，控制器104被示出為包括處理器219，其可以是通信地聯接至存儲器220和接口 216、218的一個或多個處理器(例如，微處理器、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列或類似物)。存儲器220可以是能夠存儲機器可執行指令的任何形式的存儲器，所述機器可執行指令在被處理器519執行時實施本文所公開的功能中的一個或多個。例如，存儲器520可以是RAM、ROM、快閃記憶體、硬碟驅動器、EEPROM、CD-ROM、DVD、其它形式的非短暫性存儲裝置或不同存儲裝置的任意組合。在一些實施例中，存儲器220包括車輛控制模塊222，其提供對車輛100的一個或多個部件的控制。例如，車輛控制模塊222可以提供對車輛100的發動機的控制，或經由接口 218將狀態條件信息(例如，車輛100處於低燃料，車輛100基於電池組102的當前SOC具有估計的英裡數來行進、等等)提供至車輛100的內部中的一個或多個顯示裝置。在一些實施例中，車輛控制模塊222還可以經由接口 218與其它處理電路(例如，發動機控制單元、機載診斷系統、或類似物)或其它傳感器(例如，空氣品質流量傳感器、曲軸位置傳感器、或類似物)通信。
[0048]在具體實施例中，控制器104在不同應用中位於不同位置，包括在汽車中，比如在客艙中和/或在座椅下和/或在行李箱(trunk)中。控制器104還可位於實驗室中，所述實驗室在本文中被使用來指代被利用來測試裝備或進行其它研究或進行製造之處的建築物或場所。如本文中所描述的用於SOC估計的電壓測量的「使用數據」或「不使用數據」的信號可被自動地顯示在汽車儀錶盤或其它顯示器上用於用戶。
[0049]圖2示出了用於磷酸鐵鋰電池的電池組電壓對SOC百分比的示意圖。如可清楚地看見的，圖2示出了非常大區域的SOC百分比變化以及很少的電壓變化(40%?60%、70%?95%的SOC百分比)。該圖示出了:電壓的變化與SOC百分比的變化在線斜率陡峭時很好地相關，而在線平坦(斜率幾乎為零)時很差地相關。例如，當電壓變化從大約377伏特至大約375伏特時，SOC百分比下降只從大約100%至大約98%S0C。然而，當電壓下降從大約375伏特至大約373伏特時，SOC百分比下降從大約98至大約71。因此，在圖的平坦區域中的給定電壓讀數或者甚至是電壓變化的測量將不是用以計算充電狀態變化的精確方式。本文中描述的實施例提供何時應該使用這種數據且何時不應該使用它的確定。
[0050]圖3是用於一個步長值的斜率的變動的示意圖。該圖示出了:當SOC百分比掉落從100至O時，dSOC/dV可為大致平坦的(在接近完全充電處或在非常低充電處)，或可為非常陡峭的(在大約40-60%處和在70-95%處)。當該圖的線的斜率陡峭時，給定電壓測量值或電壓變化的測量將冒對SOC變化的差估計的風險，因為SOC在該電壓點周圍變化如此之快。因此，本文中描述的實施例通過應對斜率變化，並且通過使用高於和低於使用電壓步長的測量值的電壓來估計S0C，來應對該可變性。
[0051]圖4是隨溫度的用於給定步長值的斜率的變動的示意圖。與示出I個步長值的圖3同樣地，該圖示出了多個步長值，從90~100%(不同於圖3，其示出了 O~100%)。圖4示出了多於一個的步長值，並指示隨測量的溫度顯著性。圖4示出了:溫度必須被密切地應對，用以確定精確的測量。在所公開的方法中，在較高充電狀態處，20攝氏度dSOC/dV曲線的斜率保持大於30攝氏度dSOC/dV曲線。在現有技術中，20~30攝氏度之間的溫度可能被評價為等同，導致拒絕在較高溫度處具有低誤差的充電狀態估計。
[0052]仍然關於圖4，圖4示出了:如果溫度大於26攝氏度，則在94%S0C處使用OCV是適當的，但是溫度的變化可以導致顯著的誤差。如圖所示，如果溫度只為20攝氏度，則可以引入高達15%的SOC誤差。同樣，給定20攝氏度的溫度，OCV在它基於曲線具有小於2%誤差之前將必須顯示大約97%。
[0053]圖5是示出用於本文中描述的方法和系統的算法的一實施例的示意圖。當需要確定電池充電時，算法運行，其有時能夠被自動地確定或被預編程到控制器104或相關聯的計算機或計算機系統中，或能夠被手動地開始。在提供的算法的圖表中，「i」是迭代次數。「步數(NumSt印)」是將進行的迭代的可校準次數。「S0C」是充電狀態。偏差(offset)是加上或減去一個值(校正項)，並且能夠使用一個或多個參考表被計算出或確定，當在電池不平衡時進行電壓測量時，則偏差值能夠被加上或減去用以校正該值，由此提供估計。算法能夠利用偏差來進行校正用以加上或減去值來達到更精確的確定，比如形成SOC估計；所述值能夠從參考圖表獲得，所述參考圖表能被運行算法的或與能夠運行算法的控制器104通信的一個或多個計算機訪問，或所述值能夠被預先確定。
`[0054]圖5的流程圖步驟包括如下內容:開始⑴；詢問「i是否小於步數」(3);如果「是」(5)，則基於溫度和電壓加偏差(必要時)生成當前S0C(7);詢問「1是否等於零？」(9)；如果「否」(11)，則計算前一 SOC與當前SOC之間的差值(13);詢問「新差值是否大於舊差值？」 (15);並且如果「是」(17)，則在「遞增i，生成新偏差」(21)的步驟之前將新差值存儲作為最大δ (delta) (19)。如果新差值不大於舊差值(「否」(23))，則直接地去往21 (如果對步驟9的答案是「是」(39)，也直接地去往21)。在21之後，重複步驟3 (i是否小於步數)。流程圖的另一側對「i是否小於步數(3) 」這個問題回答「否」(25)。如果「否」(25)，則詢問「最大S是否大於計算值(cal)?」(27)。如果「否」(29)，則設定使用標誌(31)(「使用數據」的輸出)。如果「是」(33)，則設定不使用標誌(35)( 「不使用數據」的輸出)。然後，到達步驟的結束(37)。
[0055]圖6是示出用於本文中描述的方法和系統的流程圖的一實施例的示意圖。該圖示出了本文中描述的方法和系統的實施例能夠包括前述控制器104和算法，其中控制器104能夠開始算法以便:從所提供的電壓測量或開路電壓估計、步長值(step size)和元素(element)的總數來生成電壓的陣列；為被給定所傳感到的溫度的所述陣列中的每個電壓計算SOC ;計算陣列中的每個dSOC之間的差值；確定來自陣列中的最大dSOC ;確定最大dSOC是否高於用於可使用數據的閾值；以及在最大dSOC高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「不使用數據」，或在最大dSOC不高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「使用數據」。步長值是指用於SOC確定的陣列點之間的差值，並且能夠是被自動地或手動地確定和選擇的任何水平，比如0.001伏特?大約0.5伏特之間。關於元素，迭代的次數是陣列中的元素的數量減I。數個算法迭代被設想，比如從大約I?大約10，或大約10?大約20，大約20?大約50或更多。閾值能夠基於計算的或預定的數據或兩者，並且能夠被自動地或經由用戶手動輸入來設定，並且能夠被設定為應對任何水平的誤差，包括比如1_5%、或5-20%、或20-30%或更多的誤差百分比。閾值還能夠部分地或整體地基於線斜率比如圖3和/或圖4中所示的線斜率的比較。
[0056]圖6中的具體步驟為:開始(41);生成陣列(43);計算SOC(45);計算dS0C(47)；確定最大S0C(49);與閾值比較(51);輸出(53);結束(55)。
[0057]本文中描述的系統比如控制器104能夠被利用與計算機和基於計算機的系統結合。如本領域技術人員將理解的，實施例能夠由以下系統利用:一般而言的數據處理或計算機系統，和特別而言的數字計算機，其優選包括輸入裝置、輸出裝置、處理單元(通常被稱為中央處理器(CPU))和存儲器，其能夠將這樣的代碼、程序或算法臨時地或永久地存儲在計算機的存儲器中，使得被包含在代碼中的指令基於輸入數據被處理單元操作，使得由代碼和處理單元生成的輸出數據能夠經由輸出裝置被傳送至另一程序或用戶。在一個形式中，存儲器的含有數據的部分(也被稱為工作存儲器)被稱為隨機存取存儲器(RAM)，而存儲器的含有指令的部分(也被稱為永久存儲器)被稱為只讀存儲器(ROM)。數據總線或相關的線組和相關聯的電路形成適當的數據通信路徑，其能夠互連輸入裝置、輸出裝置、CPU和存儲器以及任何外圍設備，以便容許系統作為一體化的整體進行操作。這種計算機系統被稱為具有馮諾依曼(von Neumann)構造(也被稱為通用的或存儲程序的計算機)。
[0058]在本文中描述的具體實施例中，當閾值被超過時，控制器104或計算機或計算機部件能夠經由信號光比如與車輛相關聯的信號光將「不使用數據」的信號通信至用戶；信號也能夠被通信至用以顯示輸出的裝置。
[0059]在本文中描述的具體實施例中，算法使用隨溫度變化的SOC-OCV查詢表。
[0060]在本文中描述的具體實施例中，當確定誤差水平和閾值水平時，算法將捨入誤差納入考量，其中捨入誤差涉及A/D和/或CAN總線。
[0061]在本文中描述的具體實施例中，方法和系統能夠包括以下中的一個或多個:作為磷酸鐵鋰電池的至少一個電池或從大約I?大約10個電池或從大約10?大約20個電池的電池組；控制器，其能夠位於車輛內，比如在行李箱中或在客艙中，或在汽車座椅下；控制器，其位於實驗室中並被聯接至用於運行算法的計算裝置；從大約0.5伏特?大約0.1伏特、或從大約0.1伏特?大約0.01伏特、或從大約0.01伏特?大約0.001伏特的步長值；至少一個傳感器，其能夠是一個、兩個、或三個傳感器或更多；被構造成用以測量在大約I?大約0.1攝氏度之間、或在大約0.1?大約0.01攝氏度之間、或在大約0.01?大約0.001攝氏度之間的溫度差值的傳感器。
[0062]示例
通過參考以下經由例證而不是限制給出的示例將更好地了解本發明。
[0063]示例 I
如圖5中所示的算法概括了本發明的具體實施例。實施例的步驟在以下被示出:(1)算法開始。這是函數的調用。該調用發生在有必要評價電壓時。該電壓能夠被測量或估計
(2)。如果步驟的數量小於校準(calibration)，則前進要不然跳至步驟(7)。步驟(3):使用電壓和測量到的溫度來估計充電狀態(SOC)。步驟(4):如果這是通過循環的第一次，則前進至步驟(6)，否則前進至步驟(5)。步驟(5):計算先前計算的SOC與當前計算的SOC之間的變化。如果該變化是自從算法在步驟I中開始後的最大變化，則將該變化存儲為最大變化。步驟(6):遞增步驟的數量並返回至步驟(2)。步驟(7):—旦所有步驟已經被計算並且SOC的最大變化已經被確定後，比較SOC的最大變化與校準(8);如果該校準小於SOC的最大變化，則算法輸出，其被使用來示意電壓測量或估計的品質被設定為「不使用數據」，否則，輸出被設定為「使用數據」。步驟(9):算法結束。迭代的次數被推薦為奇數，且陣列中的電壓的中心值等於來自步驟I的電壓。
[0064]迭代的一示例被描述為如下:25攝氏度的溫度被傳感到，且將被分析的電壓為3.7V，步驟的數量為5，並且電壓步長值(dV)為0.01伏特(該值在具體實施例中基於S0C=1%中的最大變化被設定)。具體實施例的多個迭代被示出為如下:迭代1:V=3.68V、S0C=50% ;迭代 2:V=3.69V、S0C=50.8%、dS0C=0.8%、最大 dS0C=0.8% ;迭代 3:V=3.7V、S0C=51.5%、dS0C=0.7%、最大 dS0C=0.8% ;迭代 4:V=3.71V、S0C=52.6%、dS0C=l.1%、最大dS0C=l.1% ;迭代 5:V=3.72V、S0C=52.9%、dS0C=0.3%、最大 dS0C=l.1% ;關於算法輸出(數據品質)，這能夠被設定為「不使用」，因為1.1%>1%。
[0065]雖然某些代表實施例和細節已經被給出來達到示出本發明的目的，但是本領域的技術人員應該清楚的是:可以在不背離在所附權利要求書中限定出的本發明的範圍的情況下做出各種變 化。
【權利要求】
1.一種用於確定電壓測量或開路電壓估計是否可用於充電狀態估計的方法，所述方法包括: 提供至少一個電池、聯接至所述電池的至少一個傳感器和聯接至所述至少一個電池的至少一個控制器； 以所述至少一個傳感器來傳感所述至少一個電池的溫度； 為所述至少一個電池提供所述電壓測量或所述開路電壓估計中的至少一個； 以所述至少一個控制器開始算法，其中所述算法包括: 從所提供的電壓測量或開路電壓估計、步長值和元素的總數來生成電壓的陣列； 為被給定所傳感到的溫度的所述陣列中的每個電壓計算充電狀態(SOC)； 計算所述陣列中的每個後續充電狀態(dSOC)之間的差值； 確定來自所述陣列中的最大dSOC ； 確定所述最大dSOC是否高於用於可使用數據的閾值；以及 當所述最大dSOC高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「不使用數據」，或當所述最大dSOC不高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「使用數據」。
2.如權利要求1所述的方法,其中,所述至少一個電池是磷酸鐵鋰電池。
3.如權利要求1所述的方法,其中,所述至少一個電池是電池組。
4.如權利要求1所述的方法,其中,所述至少一個電池是包括大約I?大約10個電池的電池組。
5.如權利要求1所述的方法,其中，所述至少一個電池是包括大約10?大約20個電池的電池組。
6.如權利要求1所述的方法，其中，所述至少一個控制器位於車輛內。
7.如權利要求1所述的方法，其中，所述至少一個控制器位於以下至少一者處:汽車的行李箱中、汽車的客艙中、或汽車的座椅下。
8.如權利要求1所述的方法，其中，所述至少一個控制器位於實驗室中，並被聯接至用於運行所述算法的計算裝置。
9.如權利要求1所述的方法，其中，所述步長值為從大約0.5伏特?大約0.1伏特。
10.一種用於確定電壓測量或開路電壓估計是否可用於充電狀態估計的系統，包括: 至少一個電池； 被聯接至所述電池的至少一個傳感器；和 被聯接至所述至少一個電池的至少一個控制器，其中所述至少一個傳感器被構造成用以傳感溫度並提供所述至少一個電池的所述電壓測量或所述開路電壓估計，並且所述至少一個控制器被構造成用以開始算法，以便: 從所提供的電壓測量或開路電壓估計、步長值和元素的總數來生成電壓的陣列； 為被給定所傳感到的溫度的所述陣列中的每個電壓計算充電狀態(SOC)； 計算所述陣列中的每個後續充電狀態(dSOC)之間的差值； 確定來自所述陣列中的最大dSOC ； 確定所述最大dSOC是否高於用於可使用數據的閾值；以及 當所述最大dSOC高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「不使用數據」，或當所述最大dSOC不高於用於可使用數據的閾值時，將輸出設定為「使用數據」。
【文檔編號】G01R31/36GK103869253SQ201310704353
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2013年12月18日 優先權日:2012年12月18日
【發明者】K.M.詹森, B.B.斯塔溫斯基, B.J.科赫, D.R.弗裡施, P.弗羅斯特 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司