[发明专利]利用置信度值来确定蓄电池的充电状态的系统和方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及确定蓄电池的充电状态，且更具体地涉及利用置信度值来确定充电状态的系统和方法。

背景技术

汽车技术在寻求将汽油作为车辆推进系统中的主要能量源的替代产品的领域中迅速地发展。这些进展中的许多进展要么使用混合动力机电系统要么使用纯电动推进系统，混合动力机电系统将来自燃烧发动机的机械能的一些再捕获作为存储的电能，纯电动推进系统则完全消除了对内燃发动机的需要。在这些进展的情况中，车辆中的电能的存储和管理变得尤其重要。

充电状态（SOC）是相对于蓄电池的总容量而言蓄电池中可用的电荷量的常用量度。在利用纯电动或混合动力电动推进系统的汽车应用中，SOC测量提供了关于可用于推进车辆的能量的量的有用指示。类似于燃料计所提供的信息，充电状态的测量结果能够向电动车辆的驾驶员提供车辆在耗尽能量之前能够行进多远的指示。

蓄电池的常规SOC估计分为两个一般类别：基于电压的方法和基于电流的方法。基于电压的方法一般利用蓄电池的电压和充电状态之间的通常非线性的关系。因此，测量蓄电池的电压以及知晓蓄电池的电压-SOC曲线能够被用于确定蓄电池的当前充电状态。比较而言，基于电流的方法通过跟踪进出蓄电池的电流量来估计蓄电池的SOC。对从蓄电池采集的电流测量值的积分对应于在给定时间跨度期间进入或离开蓄电池的电荷量，从而导致这些技术有时被称为“库伦计数”技术。

基于电压的技术经受许多潜在误差源。蓄电池的测量电压取决于许多因素，包括蓄电池的温度和蓄电池相对于该蓄电池的扩散时间常数的静置时间。还存在关于蓄电池的另一潜在误差源，即：蓄电池展现出近似平坦的电压-SOC特性，该蓄电池例如是基于锂的蓄电池。对于这类蓄电池而言，蓄电池电压相对于其充电状态的变化可能是十分微小的，从而使得电压测量中的任何不确定度成为了另一潜在的误差源。因此，电压传感器自身的公差也可能是关于例如基于电压的SOC估计的重要误差源。

基于电流的技术也经受许多潜在误差源。与基于电流的技术相关的第一潜在问题在于，这些技术依赖于将进入或离开蓄电池的电荷量与初始测量结果进行比较。因此，初始测量结果中的不准确性可能提供关于SOC估计的一个潜在误差源。第二潜在误差源源自将电流读数进行积分：随着时间的流逝，在测量中存在的任何小量的误差都被积分过程放大。例如，电流传感器的公差可能对测量的蓄电池电流和实际的蓄电池电流之间的差做出贡献。该差可能借助于积分过程继续变大，从而导致随着时间的增加越来越不准确的SOC估计。第三潜在误差源是蓄电池的基准容量自身，该基准容量取决于蓄电池的温度和寿命。该值必须被估计，从而引入了附加的误差源。例如，Sascha Schaefer的名称为“SYSTEMS AND METHODS FOR DETERMINING CELL CAPACITY VALUES IN A MULTI-CELL BATTERY”的美国专利申请No.                就公开了这种估计技术，该申请以引用的方式被全文结合到本文。

最近的努力致力于将基于电压的技术和基于电流的技术结合。例如，当SOC接近零或百分之百时（即，蓄电池几乎放空或接近全满时）可以使用基于电压的技术。当蓄电池的SOC位于中值范围中时，例如在20-90%之间时，可以使用基于电流的技术来估计SOC。然而，这种混合方法仍然经受当使用基于电压的技术或基于电流的技术时会出现的潜在不准确性。

发明内容

在一个实施方式中，公开了一种用于确定车辆蓄电池的充电状态的方法。所述方法包括：在处理器处接收表示了所述蓄电池的电压、电流和温度的传感器数据。该方法还包括：对所述传感器数据使用基于电压的策略来确定第一充电状态值。该方法还包括：计算关于所述第一充电状态值的第一置信度值。该方法又还包括：对所述传感器数据使用基于电流的策略来确定第二充电状态值。该方法又还包括：计算关于所述第二充电状态值的第二置信度值，并且将所述第一置信度值与所述第二置信度值比较。该方法还包括：基于所述比较，在所述第一充电状态值和所述第二充电状态值之间进行选择。该方法还附加地包括：将选定充电状态值作为总充电状态值存储在存储器中。