[发明专利]选择用于平衡电能存储组的储能单体的系统和方法

说明书

本发明涉及一种用于选择候选储能单体的方法，该候选储能单体用于平衡包括多个储能单体(3)的电能存储组(1)。该方法包括：计算(S212)对所选择组单体的平衡动作导致未来荷电状态中的至少一个未来荷电状态低于较低阈值当前荷电状态或高于较高阈值当前荷电状态的概率，该概率指示多余泄漏或过充电。该概率基于所述单体的每个单体的未来荷电状态和统计不准确度。如果该概率指示不太可能发生多余泄漏或过充电，则选择(S214、S214')该组单体作为用于平衡动作的候选者。本发明还涉及对应的系统和车辆。

技术领域

本发明涉及一种选择用于平衡电能存储组的储能单体的装置/方法和对应的系统以及车辆。

本发明能够被应用在任何混合动力车辆或电动车辆。尽管将关于电动公共汽车描述本发明，但是本发明不限于该特定车辆，而是还可以用在其它混合动力车辆或电动车辆，诸如电动卡车、电气施工设备和电动汽车。

背景技术

电池正变为为车辆提供推进力的更常见的动力源。这种电池通常是可充电电池，并且由多个电池单体组成，这些电池单体可以串联和/或并联形式连接，从而形成用于车辆的完整电池组。电池组的质量很大程度上取决于每个电池单体的质量，这对电池单体的生产质量提出了严格的要求。然而，尽管电池单体的质量很高，但所述电池单体可以具有在一定程度上不同的容量，并且由于例如每个电池单体的不同操作温度，所以电池单体的老化也可以有所不同。另外，单独电池单体的动态特性(例如，单体之间的自放电)的差异导致电池组的不均匀电荷水平分布。

总的来说，电池单体的荷电状态最终将分开，从而导致不均匀的荷电状态分布，这限制了电池组的操作性能。例如，电池组的放电能力将受到具有最低荷电状态的电池单体的限制，这因此限制了整个电池组的性能。

为了避免荷电状态的不均匀分布，可以对所选择的电池单体进行充电或放电，以便均衡电池单体的荷电状态，该过程也被称为平衡。US2006/0097698公开了一种用于单体均衡的方法，所述单体均衡用于均衡电池组的荷电状态，以便使来自该电池组的可用电力最大化。US2006/0097698公开的方法基于对电池单体的荷电状态进行分级，并根据该分级消耗电荷或向电池单体添加电荷。

然而，电池组的电池单体的荷电状态的估计与估计误差相关联，这使得电池组的均衡变得复杂。因此，难以准确地确定电池单体之间的相对荷电状态。在例如US2006/0097698中提出的均衡方法没有考虑这种因素。因此，关于电池组的平衡存在改进的空间。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于选择候选储能单体的方法和系统，所述候选储能单体用于平衡电能存储组，由此选择的候选储能单体是基于避免候选单体的多余泄漏或过充电的概率。该目的至少部分地通过根据如下所述的方法实现。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于选择候选储能单体的方法，所述候选储能单体用于平衡包括用于电动车辆的多个储能单体的电能存储组，该方法包括以下步骤：a)估计所述储能单体中的每个储能单体的荷电状态；b)从所述多个储能单体中选择一组储能单体；c)估计所选组中的储能单体中的每个储能单体的未来荷电状态，所述未来荷电状态由相应的储能单体的平衡动作所导致；d)计算估计出的未来荷电状态中的每个未来荷电状态的统计不准确度；e)确定所述多个储能单体中的较低阈值当前荷电状态，或者确定所述多个储能单体中的较高阈值当前荷电状态；f)计算对所选组的储能单体的平衡动作导致所述未来荷电状态中的至少一个未来荷电状态低于较低阈值当前荷电状态的概率，该概率由此指示多余泄漏，该概率基于所述储能单体中的每个储能单体的未来荷电状态和统计不准确度，或者计算对所选组的储能单体的平衡动作导致所述未来荷电状态中的至少一个未来荷电状态高于较高阈值当前荷电状态的概率，该概率由此指示对至少一个储能单体的过充电，该概率基于所述储能单体中的每个储能单体的未来荷电状态和统计不准确度，其中，g)如果该概率指示不太可能发生多余泄漏或过充电，则选择该组储能单体作为用于平衡作用的候选者，并且对另一组储能单体重复步骤b)至g)，其中，对于多个另外的组重复步骤b)至e)。