[发明专利]用于确定电池的充电状态的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及电池系统。

背景技术

对于电动车辆(EV)和混合电动车辆(HEV)应用来说，准确估计电池的充电状态(SOC)是至关重要的。对于EV应用，SOC确定了乘客的行程范围。对于HEV应用，电池的功率限制通常为SOC的功能，因此SOC的准确估计对于安全和有效的电池组操作(battery pack operation)是必要的。现有的确定SOC的技术通常使用电池开路电压(OCV)来估计SOC，使用将OCV与SOC相关联的预定值的表格。诸如电池温度和电池寿命的其它因素也可以包括在SOC的确定中。

发明内容

本发明的一个实施方式提供了一种确定电池的充电状态的方法，所述方法包括：检测电池处于休眠状态；响应于检测到电池处于所述休眠状态从电池中提取预处理电流以影响电池的充电状态和电池的开路电压之间的相关性；在提取预处理电流之后测量电池的开路电压；以及基于电池的开路电压确定电池的充电状态。

本发明的另一个实施方式提供了一种用于管理关于电池的操作的电池管理装置，所述电池管理装置包括：状态逻辑电路，检测电池是否处于休眠状态；预处理逻辑电路，响应于检测到电池处于休眠状态从电池中提取预处理电流以影响电池的充电状态和电池的开路电压之间的相关性；电压测量逻辑电路，在提取预处理电流之后测量电池的开路电压；以及充电状态确定逻辑电路，基于电池的开路电压确定电池的充电状态。

本发明的再一个实施方式提供了一种用于管理关于电池的操作的电池管理装置，所述电池管理装置包括：用于检测电池处于休眠状态的装置；用于响应于检测到电池处于休眠状态从电池中提取预处理电流以影响电池的充电状态和电池的开路电压之间的相关性的装置；用于在提取预处理电流之后测量电池的开路电压的装置；以及用于基于电池的开路电压确定电池的充电状态的装置。

附图说明

在相似的参考标号表示相似的元件的附图中，通过实例示出了本发明，但并不限于此，其中：

图1示出了表示在电池充电后的OCV/SOC关系和电池放电后的OCV/SOC关系之间的滞后效应的示意图；

图2示出确定电池块的SOC的操作的示意性步骤；

图3示出表示作为本文描述的多个实施方式的结果的减小的SOC估计误差的示意图；

图4示出用于确定电池块的SOC的电池管理系统的一个实施方式；

图5示出具有用于放电的电路的电池组的一个实施方式；

图6示出具有用于放电的电路的电池组的可选实施方式；以及

图7示出用于确定电池块的SOC的操作步骤的示例性可选实施方式。

具体实施方式

在本文公开的多个实施方式中，用于确定电池的充电状态(SOC)的方法和装置被描述为通过对电池部分地放电作为SOC确定的一部分来使用电路对电池进行预处理，从而提供了包括但不限于以下的优点：a)确定SOC的提高的精确度，b)用来执行确定的减少的处理和功率需求，c)建立允许从电池开路电压(OCV)确定SOC的电池的计算模型所需的减少的时间、数据收集和处理，以及d)可以表征SOC值的精度可接受的水平的扩展的SOC值范围。尽管通常结合载客车辆、更具体地电动车辆(EV)或混合电动车辆(HEV)(其中，电池经受SOC确定为车辆动力源的主要或偶然来源)进行了描述，但本文所描述的实施方式实际上可以应用于任何电池供电系统(battery-power system)或装置。

用于确定SOC的现有技术通常使用开路电压(OCV)来估计SOC，使用将OCV与SOC相关联的预定值的表格。典型地，在电池已从任何外部负载去耦(没有从电池提取有效的电荷)一段时间之后测量OCV。该电压有时也被称为释放电压(relaxed voltage)。以这种方式确定SOC的问题在于某些电池的化学特性可能表现出很大的滞后，其中，电池的先前状态(充电或放电)对处于给定SOC的OCV具有大的影响(下文称为滞后效应或充电/放电依赖OCV滞后)。