[发明专利]用于估计电池状态的设备和方法

说明书

技术领域

本公开涉及一种用于估计电池状态的设备和方法，并且更加具体地，涉及一种用于考虑到在电池中包括的电流传感器的电流偏移通过使用扩展卡尔曼滤波而估计更加准确的诸如电池的荷电状态（SOC）的电池状态的设备和方法。

本申请要求于2012年3月16日在大韩民国提交的韩国专利申请No.10-2012-0027284的优先权，其公开通过引用被包含在此。

背景技术

近来，随着蓄电池、机器人、卫星等的积极的研制，连同对于诸如膝上型计算机、摄影机、移动电话等的便携式电子产品的急剧地增加的要求，已经主动地开展了对于能够反复地充电和放电的高性能二次电池的研究和开发。

当前，镍-镉电池、镍-金属氢化物电池、镍-锌电池、锂二次电池，等被用作商业二次电池。在它们中，与镍-基二次电池相比，锂二次电池具有很小的甚至无任何存储效应，并且因此由于它们的自由充电/放电、低自放电和高能量密度的优点，锂二次电池正在获得大量的关注。

特别地，随着碳能量的稳态耗尽和对于环境的正在增加的兴趣，对于混合动力车辆和电动车辆的需求近来在包括美国、欧洲、日本和大韩民国的全世界范围内逐渐地增加。从电池组的充电/放电能量向混合动力车辆和电动车辆供应用于驱动车辆的动力。因此，与单独地由发动机提供动力的车辆相比，它们具有更高的燃料效率并且能够消除或者减少污染物的排放，这增加了混合动力车辆和电动车辆的吸引力。相应地，对于混合动力车辆和电动车辆必需的车辆电池的研究和开发已经在引起兴趣的同时得到增强。

如上所述，电池被用于诸如笔记本或者车辆的各种移动装置并且具有服务时间的限制。因此，检查电池的SOC的准确的信息是重要的。SOC在权衡电池的可用服务时间方面是有用的并且因此对于相应的装置的用户而言被认为是非常重要的信息。因此，诸如笔记本、蜂窝电话或者车辆的使用电池的一般装置估计电池的SOC，从估计SOC检查电池的可用服务时间或者容量，并且向用户提供信息。

电池的SOC通常将剩余容量表示为电池的完全充电容量（FCC）的百分比。为了估计电池的SOC，可以使用各种方法；然而，最代表性的方法是利用电流积分估计SOC。在电流积分中，电池的输入/输出电流被累积并且被增加到初始容量或者被从初始容量减去以获得SOC。

在该电流积分方法中，因为从由安装在电池的充电/放电路径上的电流传感器测量的电流估计SOC，所以电流传感器的准确感测是非常重要的。然而，电流传感器可能由于劣化而导致在实际电流和所测量的电流值之间引起电流偏移。如果这种电流偏移发生，则由于是在所测量的电流值和实际电流值之间的差的电流偏移值，导致实际SOC可能不同于所估计的SOC。特别地，当使用诸如卡尔曼滤波的算法估计电池的SOC时，由这种电流偏移值引起的SOC的差不断地累积，这逐渐地增加所估计的SOC值的误差。然而，当估计SOC时，传统的SOC估计技术并不考虑这种电流偏移，这导致SOC的不准确的估计。

如果如上所述由于电流偏移导致诸如SOC的电池状态未被准确地估计，则可能对于用户引起严重的不便或者损害。特别地，在被用于电动车辆的电池的情形中，如果电池的SOC被估计过度地高于它的实际值，则因为用户可能不能够预测电池的SOC的耗尽，用户可能未对电池充电，在车辆正在运行时这可能引起电池完全地放电。另外，如果在车辆正在运行时电池完全地放电，则能够导致诸如车辆被拖曳或者甚至交通事故的很多不便。

发明内容

技术问题

本公开被设计用于解决现有技术的问题，并且因此本公开涉及提供一种通过根据电流传感器的电流偏移确定是否信任电流传感器或者电池模型而通过使用扩展卡尔曼滤波能够更加准确地估计诸如电池的荷电状态（SOC）的电池状态的设备和方法。

本公开的其它目的和优点将会根据以下说明而得到理解并且根据本公开的实施例而变得清楚。另外，理解到可以利用在所附权利要求中限定的部件或者它们的组合实现本公开的目的和优点。

技术方案