[发明专利]具有远程参数估计的二次电池管理系统

说明书

一种电池系统，具有电池管理系统，该电池管理系统被配置为确定二次电池的充电状态和健康状态。电池管理系统可以将数据输出到远程计算机并从远程计算机接收输入，该远程计算机计算电池的健康状态的至少一部分。

关于联邦政府资助研究的声明

本发明是在美国能源部授予的ARPA-E奖序号DE-AR0000278的政府支持下完成的。美国政府拥有本发明的某些权利。

技术领域

本发明一般涉及电池，更具体地涉及管理电池的操作。

背景技术

可充电锂电池是用于便携式电气和电子设备以及电动和混动车辆的有吸引力的能量储存设备，因为与其他电化学能量储存设备相比，它们具有高比能。典型的锂电池包含负电极、正电极、和位于负电极和正电极之间的隔板。两个电极都包含可逆地与锂反应的活性物质。在一些情况下，负电极可以包括锂金属，锂金属可以被可逆地电化学溶解与沉积。隔板包含具有锂阳离子的电解质，并且用作电极之间的物理屏障，使得没有电极在电池单元内电连接。

通常，在充电期间，在正电极处产生电子并在负电极处消耗等量的电子。在放电期间，发生相反的反应。

在电池的反复充电/放电循环期间，发生不希望的副反应。这些不希望的副反应导致提供和存储电力的电池容量的降低。

发明内容

由于电池的状况随时间改变，电池管理系统可以用来调节电池的操作。电池管理系统采用电池的数学模型以便有效地管理电池操作。然而，对电池建模可能会涉及在处理上计算成本很高的复杂数学模型。为了降低置于电池管理系统上的计算负荷（并且从而降低实现电池管理系统所需的硬件材料的成本和复杂性），可以在本地电池管理系统和远程计算系统之间分配模型的各种状态和参数的识别和计算。

以下阐述本文公开的某些实施例的概述。应当理解，提供这些方面仅仅是为了向读者提供所述某些实施例的简要概述，并且这些方面不旨在限制本公开的范围。实际上，本公开可以包含可能未在下面阐述的各种方面。

本公开的实施例涉及一种电池系统，包括处理器和存储指令的存储器，所述指令在由处理器执行时使得所述电池系统：基于传感器的输出确定电池的至少一个测量的特性；将所述至少一个测量的特性从所述电池系统传送到远程处理系统；通过所述电池系统从所述远程处理系统接收由所述远程处理系统使用基于物理的电池模型并且基于所述至少一个测量的特性计算的至少一个参数值，所述至少一个参数值指示所述电池的物理状况；基于从所述远程处理系统接收的所述至少一个参数，由所述电池系统计算指示所述电池的状态的值；并基于计算的所述电池的状态来调节所述电池的操作。

另一个实施例包括一种电池网络，包括：处理器和存储指令的存储器，所述指令在由处理器执行时使得所述电池网络：在第一时间接收至少一个电池系统的至少一个参数；在第二时间接收至少一个电池系统的至少一个参数；基于在所述第一时间的所述至少一个参数和在所述第二时间的所述至少一个参数确定范数；以及基于所述电池系统的所述至少一个参数和所述范数识别所述电池系统中的故障。

在附图、具体实施方式和以下权利要求中阐述了本公开的一个或多个特征、方面、实现和优点的细节。

附图说明

图1是根据一些实施例的应用本地电池状态估计器和远程参数估计器的电池系统的框图。

图2是图示出根据一些实施例的估计电池系统的状态和参数的示例方法的流程图。

图3是根据一些实施例的应用本地电池状态和参数估计以及远程参数估计和验证的电池系统的框图。

图4是根据一些实施例的电池网络的框图，该电池网络聚合来自多个电池系统的数据并向联网的电池系统提供诊断支持。

具体实施方式