[发明专利]用于在电池的操作期间估计电池开路池格电压、充电状态以及健康状态的方法和系统

权利要求书

1.一种用于在电池被连接到负载的时候监视电池的方法，包括：

利用电流传感器来测量在第一时间通过电池流到负载的第一电流水平；

利用电压传感器来测量在所述第一时间在各自被连接到负载的电池的第一端子与第二端子之间的第一电压水平；

利用被操作地连接到所述电流传感器和电压传感器的控制器、基于所述第一电流水平、第一电压水平以及在被操作地连接到控制器的存储器中所存储的电池的预定模型来生成在所述第一时间电池的第一估计的开路池格电压（OCV）；

利用所述控制器、基于所述第一电压水平、第一电流水平和成本优化过程来标识在所述第一时间电池的第一激励水平，其中成本优化过程实现成本函数，所述成本函数生成第一激励水平的测量，其在给定预定阈值的情况下最小化在第一激励水平与所观察的输入数据之间的误差；以及

仅仅响应于所述第一激励水平在预定阈值以下，利用所述控制器、使用所述第一估计的OCV来标识电池的第一充电状态（SoC）和健康状态（SoH）中的至少一个。

2.根据权利要求1所述的方法，生成第一估计的OCV进一步包括：利用所述控制器、基于流过电池模型中的第一预定电阻和第二预定电阻的第一电流水平来标识电池模型中的极化电压；以及利用所述控制器、基于在所述第一电压水平与极化电压之间的差异来生成第一估计的OCV。

3.根据权利要求1所述的方法，标识第一激励水平进一步包括：

利用温度传感器来测量在所述第一时间电池的第一温度水平；以及

利用所述控制器、基于所述第一电压水平、第一电流水平、第一温度水平和成本优化过程来标识在所述第一时间电池的第一激励水平。

4.根据权利要求3所述的方法，标识第一激励水平进一步包括：

利用所述控制器、基于来自电流传感器的多个电流测量来标识在所述第一时间流过电池的电流的第一改变率；

利用所述控制器、基于来自电压传感器的多个电压测量来标识在所述第一时间在电池的第一端子与第二端子之间的电压的第二改变率；

利用所述控制器、基于来自温度传感器的多个温度测量来标识在所述第一时间电池的温度的第三改变率；以及

利用所述控制器、基于包括所述第一电流水平、电流的第一改变率、电压的第二改变率以及温度的第三改变率的向量的经归一化的值、使用成本优化过程来标识电池的第一激励水平。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

利用所述控制器、基于在被存储在存储器中的第一估计的OCV水平与SoC水平之间的预定映射来标识所述第一SoC。

6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

利用电流传感器来测量在第二时间通过电池流到负载的第二电流水平；

利用电压传感器来测量在所述第二时间在各自被连接到负载的电池的第一端子与第二端子之间的第二电压水平；

利用所述控制器、基于所述第二电流水平、第二电压水平以及电池的预定模型来生成在所述第二时间电池的第二估计的OCV；

利用所述控制器、基于在所述第一时间与第二时间之间的来自电流传感器的多个电流测量来标识由电池产生的积累的电荷；

利用所述控制器、基于所述第二电压水平、第二电流水平和成本优化过程来标识在所述第二时间电池的第二激励水平；

仅仅响应于所述第一激励水平在预定阈值以下而利用所述控制器、使用所述第一估计的OCV来标识在所述第一时间的第一SoC；

仅仅响应于所述第二激励水平在预定阈值以下而利用所述控制器、使用所述第二估计的OCV来标识在所述第二时间的第二SoC；以及

利用所述控制器、基于在所述第一SoC与第二SoC之间的差异以及所述积累的电荷来标识SoH。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

利用被操作地连接到所述控制器的输出设备来生成与电池的第一估计的OCV、第一SoC或者SoH相对应的可视和可听输出中的至少一个。