[发明专利]用于估计电池的健康状态的方法和系统

说明书

一种用于估计电池的健康状态的方法和系统。本发明涉及一种用于估计车辆中的电池的健康状态SoH_est的方法，所述方法包括：确定(100)车辆中的电池的第一电池属性和电池温度；基于所确定的第一电池属性使用预定模型来计算(102)电池单体的健康状态SoH_calc；提供(104)用于估计电池单体退化速率的函数f；根据SoH_est←SoH_est+f.dt+K.(SoH_calc‑SoH_est)来更新(106)在前一个时间步长中估计的健康状态，其中，K是取决于车辆的操作条件的增益因子，并且其中，针对每个时间步长使用增强学习代理来修改(108)K。

技术领域

本发明涉及一种用于车辆中的电池的健康状态估计的方法和系统。

本发明可以应用于重型车辆，例如卡车、公共汽车和建筑设备。尽管将参照卡车来描述本发明，但本发明不限于这种特定车辆，而是也可用在其他车辆中。

背景技术

在混合动力车辆或电动车辆中，对各种操作条件下的电池属性有充分了解是很重要的。为了实现这一点，电动车辆通常包括负责监测电池状态的电池管理系统。

特别地，电池管理系统的目的是：(1)能量水平状态监测，即，荷电状态估计，(2)功率容量状态监测，(3)维持电池组的安全运行，(4)健康状态估计，和(5)确保电池组中的电池单体被平衡。诸如电压、电流和温度的传感器信号与数学模型结合，以实现前面列出的目的。这些数学模型包括描述电池单体属性的参数，例如电阻、容量和开路电压。这些参数的设置对于有效的状态监测是至关重要的。通常，进行实验室测量以确定各种电池参数与诸如温度的外部参数之间的关系。

然而，电池单体的属性在单体之间有变化，并且还随着时间而变化。变化的原因可能与生产有关，并且所述单体的属性由于电池单体的退化而随时间改变，其中，不同电池单体中的改变可能不同。

由于目前在汽车工业中出现的电动化，能够准确地确定电池的健康状态(SoH)日益重要。例如需要所述健康状态以进行拥有成本评估并确定电池系统的剩余价值。然而，健康状态取决于多个操作条件。因此，健康状态可以被假定为例如随温度而变化。

因此，需要一种用于准确地估计车辆中的电池的健康状态的系统和方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于估计车辆中的电池的健康状态的方法和系统。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于估计车辆中的电池的健康状态SoH_est的方法。该方法包括：确定车辆中的电池的第一电池属性和电池温度；针对所确定的第一电池属性使用预定模型来计算电池单体的健康状态SoH_calc；提供用于估计电池单体退化速率的函数f；根据下式来更新在前一个时间步长中估计的健康状态：

SoH_est←SoH_est+f·dt+K·(SoH_calc-SoH_est)

其中，K是取决于车辆的操作条件的增益因子，并且其中，针对每个时间步长(timestep)使用增强学习代理来修改K。

在车辆电池中，可以假定电池测量被持续地执行，以针对改变的操作条件确定电池的各种属性。用于估计健康状态的所述关系可以看作观察滤波器(observer filter)，其中函数f表示对电池单体退化速率的估计，通常与例如电池的功率负载有关。然而，从长期来看，这种测量的不准确性将导致漂移的SoH估计。因此，需要校正项K·(SoH_calc-SoH_est)。