[发明专利]用于监测混合能量存储装置的系统和方法

说明书

本发明涉及用于监测混合能量存储装置的系统和方法，公开了车辆的电池和超级电容器系统，其包括具有第一电极和第二电极的锂离子电池（LIB）和具有第三电极和第四电极的超级电容器。第一参比电极设置在第一电极和第二电极之间，并且被配置为测量第一电极和第二电极之间的位置处的第一电势。第二参比电极设置在第三电极和第四电极之间，并且被配置为测量第三电极和第四电极之间的位置处的第二电势。第一电极可连接到第三电极并且第二电极可连接到第四电极。第一参比电极和第二参比电极可以不连接到第一电极、第二电极、第三电极或第四电极中的任何电极。

技术领域

本章节中提供的信息是处于总体呈现本公开的背景的目的。在本章节中所描述的范畴内的当前署名的发明人的工作以及在提交时可能不以其他方式有资格构成现有技术的本说明书的方面，既不明确地也不隐含地被承认为抵触本公开的现有技术。

本公开涉及混合动力车辆能量存储系统，并且更具体地涉及用于控制包括电池和超级电容器的组合的能量存储装置的系统和方法。

背景技术

高能量密度的电化学电池单元（诸如锂离子电池）能够被用在多种消费产品和车辆中。可以电气地连接锂离子电池的堆叠使得该堆叠提供比单个锂离子电池更大的总输出。

锂离子电池通常包括第一电极、第二电极、电解质材料和隔膜。一个电极用作正极（或阴极），并且另一电极用作负极或阳极。隔膜和电解质材料设置在第一电极和第二电极之间。电解质传导锂离子并且可以呈固体或液体的形式。锂离子在充电期间从阴极（正极）移动到阳极（负极）。锂离子在放电期间从阳极（负极）移动至阴极（正极）。

发明内容

在一特征中，描述了一种车辆的电池和超级电容器系统。所述电池和超级电容器系统可包括具有第一电极和第二电极的锂离子电池（LIB）。所述系统还可以包括具有第三电极和第四电极的超级电容器。此外，所述系统可包括第一参比电极，其设置在所述第一电极和第二电极之间并被配置为测量第一电极和第二电极之间的第一位置处的第一电势。第二参比电极可设置在第三电极和第四电极之间并被配置为测量第三电极和第四电极之间的第二位置处的第二电势。第一电极可连接到第三电极，并且第二电极可连接到第四电极。第一参比电极可以不连接到所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极中的任何电极；并且第二参比电极可以不连接到所述第一电极、第二电极、第三电极和第四电极中的任何电极。

在另一特征中，提供一种系统。所述系统可包括上述电池和超级电容器系统。此外，所述系统可包括诊断模块。所述诊断模块可连接到所述第一参比电极、连接在第一电极和第三电极之间的第一节点、连接在第二电极和第四电极之间的第二节点和第二参比电极。此外，所述诊断模块可被配置为基于以下项中的至少两项诊断LIB和/或超级电容器中的故障：第一电势、第二电势、第一节点处的第三电势和第二节点处的第四电势。

在上述特征的一个示例中，所述诊断模块可被配置为基于以下比较诊断LIB和/或超级电容器中的故障：（i）第一电势、第二电势、第三电势和第四电势中的一者，与（ii）第一电势、第二电势、第三电势和第四电势中的另一者。

在上述特征的另一示例中，所述诊断模块可被配置为基于以下比较诊断LIB和超级电容器中的至少一者中的故障：（i）第三电势和第四电势中的一者，与（ii）第一电势和第二电势中的一者。

在上述特征的又一示例中，所述电池和超级电容器系统还可以包括：第一电极和第一节点之间的第一电流传感器，并且所述第一电流传感器被配置为测量通过所述第一电极的第一电流；第一节点和第三电极之间的第二电流传感器，所述第二电流传感器被配置为测量通过所述第三电极的第二电流；第二电极和第二节点之间的第三电流传感器，所述第三电流传感器被配置为测量通过所述第二电极的第三电流；和第二节点和第四电极之间的第四电流传感器，所述第四电流传感器被配置为测量通过所述第四电极的第四电流。所述诊断模块可连接到第一电流传感器、第二电流传感器、第三电流传感器和第四电流传感器。此外，所述诊断模块还可以被配置为基于第一电流、第二电流、第三电流和第四电流中的至少一者诊断LIB和/或超级电容器中的故障。