[发明专利]使用电池阻抗响应的电池充电估算器

说明书

技术领域

本发明涉及的领域包括用于确定充电状态(SOC)和／或确定电池系统(包括锂离子电池系统)是否以及何时应当充电的方法。

背景技术

锂离子电池是一种锂离子在阴极与阳极之间移动的可充电电池。锂离子电池通常用于消费电子器件中。除了用于消费电子器件，由于它们的高能量密度，锂离子电池还日益广泛地应用于国防、汽车和航空航天领域。

发明内容

一个示例性实施方式包括一种用于确定为可充电电池系统充电的时间的方法，所述方法包括：提供一定频率范围内的阻抗数据，所述阻抗数据表征可充电电池在选定时间窗口内操作；分析所述阻抗数据以获取指示所述电池的放电的接近状态的所述阻抗数据的预定特性；以及通过所述阻抗数据的所述预定特性来确定是否表明所述可充电电池需要充电。

另一个示例性实施方式包括一种用于确定是否表明可充电电池系统需要充电的方法，所述方法包括：提供一定频率范围内的阻抗数据，所述阻抗数据表征可充电电池在选定时间窗口内的操作；分析所述阻抗数据以获取指示所述电池的放电的接近状态的所述阻抗数据的预定特性；以及通过所述阻抗数据的所述预定特性来确定是否表明所述可充电电池需要充电-包括确定应当进行所述充电的估算时间。

另一个示例性实施方式包括一种用于确定是否表明可充电电池系统需要充电的车辆系统，所述车辆系统包括：与车辆电池系统连通的车载控制器，所述控制器编程为确定一定频率范围内的阻抗数据，所述阻抗数据表征可充电电池在选定时间窗口内的操作；所述控制器进一步编程分析所述阻抗数据以获取指示所述电池系统的放电的接近状态的所述阻抗数据的预定特性；所述控制器进一步编程为通过所述阻抗数据的所述预定特性来确定是否表明所述可充电电池需要充电；其中所述控制器进一步编程为响应于表明需要所述充电的确定来输出信号和数值中的至少一种。

方案1. 一种用于确定是否表明可充电电池系统需要充电的方法，包括：

提供一定频率范围内的阻抗数据，所述阻抗数据表征可充电电池在选定时间窗口内的操作；

分析所述阻抗数据以获取指示所述电池的放电的接近状态的所述阻抗数据的预定特性；以及

通过所述阻抗数据的所述预定特性来确定是否表明所述可充电电池需要充电。

方案2. 如方案1所述的方法，其中所述阻抗数据通过表征所述电池系统的放电特性的电流和电压数据的傅里叶变换来计算。

方案3. 如方案1所述的方法，其中所述分析步骤包括将所述阻抗数据表示为虚拟阻抗与频率数据并且表征所述数据在接近零频率时的斜率。

方案4. 如方案3所述的方法，其中所述表征包括确定所述斜率是否为负。

方案5. 如方案3所述的方法，其中所述分析步骤包括将所述阻抗数据表示为所述频率范围内的虚拟阻抗与实际阻抗的曲线并且表征所述曲线的低频率部分。

方案6. 如方案5所述的方法，其中所述表征包括确定所述低频率部分是否延伸到包括所述曲线的半圆的半径之外。

方案7. 如方案1所述的方法，其中所述分析步骤包括将所述阻抗数据表示为所述频率范围内的虚拟阻抗与实际阻抗的曲线并且表征所述曲线的低频率部分。

方案8. 如方案1所述的方法，其中所述可充电电池包括含锂的放电阴极。

方案9. 如方案1所述的方法，其中所述可充电电池包括车辆电池系统。

方案10. 如方案1所述的方法，其中所述提供、分析和确定步骤通过由一个或多个车载车辆控制器执行的可编程指令来实施。

方案11. 如方案1所述的方法，进一步包括确定估算时间，所述充电应当在该估算时间内进行。

方案12. 一种用于确定是否表明可充电电池系统需要充电的方法，包括：

提供一定频率范围内的阻抗数据，所述阻抗数据表征可充电电池在选定时间窗口内的操作；

分析所述阻抗数据以获取指示所述电池的放电的接近状态的所述阻抗数据的预定特性；以及

通过所述阻抗数据的所述预定特性来确定是否表明所述可充电电池需要充电，该确定操作又包括确定估算时间，所述充电应当在该估算时间内进行。

方案13. 如方案12所述的方法，其中所述阻抗数据通过表征所述电池系统的放电特性的电流和电压数据的傅里叶变换来计算。