本發(fā)明涉及一種用于確定包括多個(gè)電池單體的電池的健康狀態(tài)參數(shù)值的可靠性的方法。本發(fā)明可適用于確定車輛電池、具體地混合動力巴士或混合動力卡車車輛的電池的健康狀態(tài)參數(shù)值的可靠性。然而，雖然本發(fā)明主要關(guān)于巴士描述，但是本發(fā)明當(dāng)然也可適用于其它類型的車輛電池，諸如轎車、工業(yè)建筑機(jī)械、輪式裝載機(jī)等的電池。

背景技術(shù)：

車輛電池被持續(xù)的發(fā)展以便例如更加耐久以及在更加廣泛的技術(shù)領(lǐng)域中作用，使得能夠滿足來自市場的增加的需求。特別地，總是存在減小來自車輛的排放的期望，并且因此存在使用電池以完全或部分地推進(jìn)車輛的增加的期望。例如，混合動力巴士經(jīng)常具有電機(jī)，該電機(jī)被配置成在低速下推進(jìn)巴士，并且當(dāng)速度超過閾值速度極限時(shí)，內(nèi)燃機(jī)啟動并且接管車輛的推進(jìn)。

因此電池被布置為將電能供應(yīng)到外部應(yīng)用，并且被配置成接收能量從而被充電。更具體地，電池包括多個(gè)電池單體，所述多個(gè)電池單體放出能量或被能量充電。當(dāng)例如車輛制動時(shí)，能夠進(jìn)行電池單體的充電，并且發(fā)電機(jī)吸收輸送到電池單體的能量。

在電池的領(lǐng)域的一個(gè)重要方面是充分地記錄電池的狀態(tài)。例如，知道例如電池的使用從而知道何時(shí)用新的電池將電池替換是重要的。經(jīng)常作為在新狀況和劣化的狀況之間的比較使用健康狀態(tài)(soh)以確定電池的老化。

us8,269,502描述了用于確定電池的健康狀態(tài)的方法。在us8,269,502中描述的方法持續(xù)地確定單體阻抗以及取決于例如單體電流、溫度或荷電狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)置信系數(shù)。

然而，us8,269,502主要涉及確定電池的單個(gè)單體的健康狀態(tài)，并且因此需要進(jìn)一步改進(jìn)準(zhǔn)確地確定包括多個(gè)電池單體的完整電池的健康狀態(tài)的過程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供用于確定當(dāng)計(jì)算健康狀態(tài)時(shí)所使用的參數(shù)是否可靠的方法，即，所測量的參數(shù)是否使得能夠用于電池健康狀態(tài)的基本正確的計(jì)算。所述目的通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法被至少部分地實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了用于確定包括多個(gè)電池單體的電池的健康狀態(tài)參數(shù)值的可靠性的方法，該方法包括以下步驟：接收電池的多個(gè)所測量的參數(shù)值，用于健康狀態(tài)參數(shù)；將所測量的參數(shù)值與至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較；以及如果健康狀態(tài)參數(shù)值滿足至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，則確定所測量的健康狀態(tài)參數(shù)值是可靠的。

在下面以及在整個(gè)描述各處的詞語“健康狀態(tài)參數(shù)值”應(yīng)該被解釋為能夠當(dāng)計(jì)算電池的健康狀態(tài)時(shí)使用的參數(shù)值。取決于具體的電池應(yīng)用，電池的健康狀態(tài)能夠被相當(dāng)不同地計(jì)算。計(jì)算電池的健康狀態(tài)的各種方法對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是眾所周知的，并且因此下面的描述將主要集中在能夠用于計(jì)算電池的健康狀態(tài)的不同參數(shù)的描述上，并且不集中在具體的計(jì)算上。

此外，應(yīng)當(dāng)容易地理解，本發(fā)明涉及確定包括多個(gè)單體的完整電池的健康狀態(tài)參數(shù)值的可靠性，并且不涉及電池的單獨(dú)的單體。電池可以包括多于例如50個(gè)電池單體，諸如例如200個(gè)單體。

此外，“預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)”應(yīng)當(dāng)被理解為能夠?qū)τ诓煌愋偷膮?shù)而不同的標(biāo)準(zhǔn)。例如，溫度參數(shù)的預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)與電壓參數(shù)的預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比自然不同。然而，預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)還可以對于具體的參數(shù)而不同。例如，并且如將在下面進(jìn)一步描述的，一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是，單體溫度不可以超過一定極限，而另一預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是，在最熱的電池單體和最冷的電池單體之間的溫度差不可以相差太多。因此，存在溫度參數(shù)的兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。此外，具體的標(biāo)準(zhǔn)可以由使用者單獨(dú)地設(shè)定，并且因此可以取決于具體的應(yīng)用而不同。

測量健康狀態(tài)參數(shù)值的一種方法是采用kalman濾波器，也被稱為線性二次估計(jì)。這種方法對于諸如電池的動態(tài)系統(tǒng)的參數(shù)測量的領(lǐng)域的技術(shù)人員是眾所周知的，因此不進(jìn)一步描述。

本發(fā)明基于以下理解，通過確定用于計(jì)算電池健康狀態(tài)的參數(shù)值是否可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)正確地所計(jì)算的健康狀態(tài)。此外，當(dāng)計(jì)算電池的健康狀態(tài)時(shí)使用的參數(shù)值可以由于許多原因在電池的某些狀況或狀態(tài)下不可靠，這將在下面被進(jìn)一步描述。本發(fā)明旨在提供對在這些狀況或狀態(tài)下測量的參數(shù)被分類出為不可靠的解決方案。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是如果確定健康狀態(tài)參數(shù)是不可靠的，則基于此不可靠的值所計(jì)算的健康狀態(tài)不會足夠正確，并且因此根據(jù)本發(fā)明的方法確定計(jì)算不應(yīng)被執(zhí)行，因?yàn)榻Y(jié)果將不提供電池的健康狀態(tài)的可靠的表示。因此，本發(fā)明提供利用所測量的參數(shù)值確定是否適合于計(jì)算電池的健康狀態(tài)的方法。通過僅當(dāng)這樣做的參數(shù)值是可靠的時(shí)，計(jì)算電池的健康狀態(tài)，才能夠進(jìn)行電池的真實(shí)狀態(tài)的基本正確的計(jì)算。此外，利用本發(fā)明能夠確定，來自利用以上健康狀態(tài)參數(shù)值的健康狀態(tài)計(jì)算的結(jié)果與電池的使用者已經(jīng)得到的結(jié)果相比是否提供電池健康狀態(tài)的更加可靠和正確的估計(jì)。因此，如果其提供與已經(jīng)得到的結(jié)果相比更加正確和可靠的結(jié)果，則可以確定為計(jì)算電池健康狀態(tài)。

利用本發(fā)明，例如，將增加何時(shí)用新電池替換電池的可預(yù)測性。因此，電池的使用者將知道電池的狀態(tài)并且不需要例如過早或過晚更換電池。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠?yàn)閮?yōu)化的容量控制電池的操作，用于在近似全部時(shí)間提供電容量。這又將增加燃料效率并且因此為車輛的擁有者降低總操作成本。此外，還可以基于準(zhǔn)確地所計(jì)算的健康狀態(tài)適配電池壽命的校準(zhǔn)/確定的維修間隔，使得這種間隔的時(shí)間段可以增加或減少。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是當(dāng)導(dǎo)函數(shù)dy/dx的絕對值高于預(yù)定的閾值極限時(shí)測量所接收到的電池的多個(gè)參數(shù)值，其中：

y＝電池的所測量的電壓值；并且

x＝電池的所計(jì)算的荷電狀態(tài)。

因此，如果電壓-荷電狀態(tài)曲線的梯度低于特定值，則確定不執(zhí)行健康狀態(tài)的計(jì)算。這是有利的，因?yàn)槿绻麑?dǎo)函數(shù)為零，或接近零，則可以確定特定的電壓值對應(yīng)于與電池的“正確的”荷電狀態(tài)值相比過高或過低的荷電狀態(tài)值。此外，如果梯度接近零，則電池電壓的小的增加或減少將導(dǎo)致電池荷電狀態(tài)的相當(dāng)大的增加/減少，這因此使得當(dāng)計(jì)算電池健康狀態(tài)時(shí)，使用這些值是不合適的，因?yàn)樗?jì)算的荷電狀態(tài)的準(zhǔn)確性不足，這將提供不可靠的健康狀態(tài)的計(jì)算。優(yōu)選地，上面的導(dǎo)函數(shù)可適用于所謂的開路單體電壓曲線。

應(yīng)該容易地理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知如何計(jì)算電池的荷電狀態(tài)，并因此將這種計(jì)算的描述從本發(fā)明的描述省略。此外，上面的導(dǎo)函數(shù)可能導(dǎo)致正值或負(fù)值，并且因此當(dāng)確定所測量的值是否可靠以使用在健康狀態(tài)計(jì)算中時(shí)，分析這些值的絕對值是重要的。例如，對于開路單體電壓值，導(dǎo)函數(shù)一般總是提供正值。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是電池單體的平均溫度在預(yù)定的溫度范圍內(nèi)。

如果電池單體的平均溫度過高或過低，則可能不適合于計(jì)算電池的健康狀態(tài)，因?yàn)闇囟戎悼赡懿怀浞值孛枋鰡误w的真實(shí)特性。因此，該方法確定不適合于執(zhí)行電池的健康狀態(tài)計(jì)算。例如，在單體溫度的測量在電池被充電或放電的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行的情況中，電池單體的平均溫度可以高于“正?！薄４送?，確定溫度在特定范圍內(nèi)可能是重要的，該范圍基本對應(yīng)于當(dāng)對電池健康狀態(tài)建模時(shí)的測試溫度范圍。因此，優(yōu)選地，溫度范圍應(yīng)該與測試溫度范圍近似相同，使得減小由于溫度差造成的計(jì)算錯(cuò)誤。

此外，其它健康狀態(tài)參數(shù)值可能對過熱或過冷的電池具有負(fù)面影響，因此如果電池溫度過高/低，這不僅使得溫度參數(shù)值本身不可靠，則其它健康狀態(tài)參數(shù)值還可能被認(rèn)為不可靠。電池溫度一般由電池的電流產(chǎn)生。因此，溫度的偏差可能是電流流過電池的結(jié)果，并且所測量的溫度可能因此不提供足夠準(zhǔn)確或可靠的值。此外，并且如下所描述的，優(yōu)選地，溫度測量應(yīng)該在電池被充電或放電之后的預(yù)定的時(shí)間段進(jìn)行，以便變得足夠可靠。在溫度測量在電池的充電/放電之后的預(yù)定的時(shí)間段的結(jié)束之前進(jìn)行的情況中，溫度可能不“收斂”到其真實(shí)極限，因此使得這些所測量的值較不準(zhǔn)確/可靠。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是：在執(zhí)行電池的先前的充電/放電之后的預(yù)定的時(shí)間段接收所測量的參數(shù)值。

因此，在執(zhí)行計(jì)算之前，電池將被允許充分“休息”，因此這使得所計(jì)算的健康狀態(tài)可靠。在電池的充電/放電不久之后的時(shí)間段可能提供不同單體的所測量參數(shù)的過大的偏差，并且因此不提供健康狀態(tài)的可靠的計(jì)算。因此，電池不在穩(wěn)定狀態(tài)中。此外，如果所測量參數(shù)值例如為溫度，則如果在接收參數(shù)值的時(shí)段期間，溫度趨于增加/減少，則可以確定電池不在穩(wěn)定狀態(tài)中。因此，如果電池的溫度在接收參數(shù)值的時(shí)段期間增加或減少，則可以確定電池的充電/放電被執(zhí)行為在時(shí)間上太接近該測量。然而，在測量涉及電池荷電狀態(tài)的情況中，自從先前的荷電狀態(tài)計(jì)算以來的時(shí)間段不應(yīng)超過預(yù)定的時(shí)間段。如上所述，荷電狀態(tài)應(yīng)該當(dāng)導(dǎo)函數(shù)為“高”時(shí)計(jì)算，因此，健康狀態(tài)計(jì)算應(yīng)該在這種電池荷電狀態(tài)的計(jì)算之后特定的時(shí)間段內(nèi)執(zhí)行。如果健康狀態(tài)計(jì)算在自從進(jìn)行荷電狀態(tài)計(jì)算以來相當(dāng)“長”的時(shí)段之后進(jìn)行，則荷電狀態(tài)值可能不足夠可靠。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是：多個(gè)所測量的參數(shù)值的值在預(yù)定的范圍內(nèi)。

因此，所測量的值的散布必須在預(yù)定的范圍內(nèi)從而被確定為可靠。經(jīng)常，電池對高溫和/或低溫敏感，并且因此在不同電池單體之間的溫度的大的散布可能不不提供電池健康狀態(tài)的足夠正確的計(jì)算。在單體之間的散布可以是對于任何類型的健康狀態(tài)參數(shù)，諸如電池荷電狀態(tài)、電池電壓、電池溫度等。將在下面進(jìn)一步描述各種參數(shù)。

根據(jù)示例實(shí)施例，預(yù)定的范圍可以從所測量的參數(shù)值的平均值測量。

因此，如果所測量的值與測量的平均值偏差太多，則可以確定不應(yīng)執(zhí)行健康狀態(tài)計(jì)算。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，健康狀態(tài)參數(shù)可以是電池的單體溫度，諸如接收多個(gè)所測量的電池單體溫度。

如上所述，經(jīng)常，電池對高溫和/或低溫敏感。例如，在不同電池單體之間的溫度的大的散布可能不提供電池健康狀態(tài)的足夠正確的計(jì)算。當(dāng)計(jì)算電池的健康狀態(tài)時(shí)，電池的溫度也可能是要考慮的重要參數(shù)，因?yàn)殡姵販囟瓤赡苡绊戨姵氐钠渌鶞y量的參數(shù)，諸如例如電池電壓。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，健康狀態(tài)參數(shù)可以是電池的單體電壓，使得接收多個(gè)所測量的電池單體電壓。

因此，當(dāng)計(jì)算健康狀態(tài)時(shí)，可能重要的進(jìn)一步參數(shù)能夠用于考慮。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是：每一個(gè)電池單體的所測量的單體電壓低于預(yù)定的上電壓極限。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是：每一個(gè)電池單體的所測量的單體電壓高于預(yù)定的下電壓極限。

如果單體電壓值高于預(yù)定的上電壓極限或低于預(yù)定的下電壓極限，則具有低電壓值或高電壓值的單體可能由于某些原因而損壞。因此，基于這些值計(jì)算電池健康狀態(tài)可能不提供電池的“真實(shí)”健康狀態(tài)的可靠的結(jié)果。此外，所測量的單體電壓可以與所測量的單體電壓的平均值的偏差比較，并且如果偏差過于嚴(yán)重，則其可能表明所測量的單體電壓將提供不可靠的健康狀態(tài)值。

此外，如果單體電壓的差異在單體之間過于嚴(yán)重，即在最低單體電壓和最高單體電壓之間的范圍超過預(yù)定的電壓單體散布范圍，則可能存在電池系統(tǒng)中的不平衡，該不平衡可能由在沒有對電池執(zhí)行平衡的情況下已經(jīng)使用電池過久或在沒有使用的情況下已經(jīng)使電池休息過久等造成。然而，難以斷定在電池系統(tǒng)中是否存在不平衡，并且因此可能不認(rèn)為來自健康狀態(tài)計(jì)算的結(jié)果足夠可靠，因?yàn)殡y以知道與電池的真實(shí)特性對應(yīng)的計(jì)算的結(jié)果。因此，在執(zhí)行健康狀態(tài)計(jì)算之前，電池單體需要充分的被平衡。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，所述方法可以進(jìn)一步包括借助于所接收的參數(shù)值計(jì)算每個(gè)電池單體的荷電狀態(tài)值的步驟。

因此，所測量的參數(shù)可以用于計(jì)算電池荷電狀態(tài)，并且因此所述方法此后可確定所計(jì)算的荷電狀態(tài)是否可靠。因此提供進(jìn)一步參數(shù)用于確定是否應(yīng)該執(zhí)行電池的健康狀態(tài)的計(jì)算。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是：每一個(gè)電池單體的所計(jì)算的荷電狀態(tài)值在預(yù)定的范圍內(nèi)。

由于如上所述的相同的原因，如果電池的不同單體的荷電狀態(tài)超出特定的范圍，則其可能表示電池的健康狀態(tài)的計(jì)算將不提供足夠準(zhǔn)確的電池的健康狀態(tài)，即，不可靠的結(jié)果。對于其它所測量的參數(shù)也可能是重要的方面的是，不同電池單體的荷電狀態(tài)處于荷電狀態(tài)的近似相同水平。

根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)可以是：與電池單體的所計(jì)算的荷電狀態(tài)值的平均值的偏差在預(yù)定的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供能夠連接到包括多個(gè)電池單體的電池的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括控制單元，該控制單元被配置成接收電池的多個(gè)所測量的參數(shù)值，用于健康狀態(tài)參數(shù)；將所測量的參數(shù)值與至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較；以及如果健康狀態(tài)參數(shù)值滿足至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，則確定所測量的健康狀態(tài)參數(shù)值是可靠的。

第二方面的效果和特征很大程度上類似于上述的與本發(fā)明的第一方面有關(guān)的效果和特征。

根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序包括用于當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序時(shí)執(zhí)行上述方法的步驟的程序代碼裝置。

根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供攜帶計(jì)算機(jī)程序的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，該計(jì)算機(jī)程序包括用于當(dāng)在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行程序時(shí)執(zhí)行上述方法的步驟的程序代碼裝置。

本發(fā)明的第三方面和第四方面的效果和特征很大程度上類似于上述的與本發(fā)明的第一方面的有關(guān)的效果和特征。

當(dāng)研究所附權(quán)利要求書以及下面的描述時(shí)，本發(fā)明的進(jìn)一步特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明的不同特征可以組合從而創(chuàng)造除了在下面描述的實(shí)施例之外的實(shí)施例。例如，當(dāng)確定是否適合于計(jì)算電池健康狀態(tài)時(shí)，上述的各種參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)能夠單獨(dú)使用或與其它標(biāo)準(zhǔn)組合使用。

附圖說明

本發(fā)明的上面的以及額外的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將通過下面的本發(fā)明的示例性實(shí)施例的說明性以及非限制性的詳細(xì)描述而被更好的理解，其中：

圖1是圖示設(shè)置有能夠采用用于確定健康狀態(tài)參數(shù)值是否可靠的方法的電池的車輛的示例實(shí)施例的側(cè)視圖；

圖2是確定計(jì)算電池健康狀態(tài)是否可靠的示例實(shí)施例的流程圖；

圖3是圖示當(dāng)參數(shù)值可靠時(shí)的示例的開路單體電壓曲線圖；并且

圖4是用于確定健康狀態(tài)參數(shù)值的可靠性的方法的示例實(shí)施例的流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖更完全地在下文描述本發(fā)明，在附圖中示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，本發(fā)明可以以許多不同形式體現(xiàn)并且不應(yīng)被解釋為限于本文闡述的實(shí)施例；相反，這些實(shí)施例為了徹底性和完整性而被提供。在描述各處，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。

具體參照附圖1，提供設(shè)有電池(未示出)的車輛1。電池包括多個(gè)電池單體，所述多個(gè)電池單體能夠取決于具體的電池操作模式而充電和放電。在圖1中描繪的車輛1是巴士，將在下面詳細(xì)描述的用于確定健康狀態(tài)參數(shù)值的可靠性的發(fā)明的方法尤其適合于該巴士。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，提供了用于確定計(jì)算電池健康狀態(tài)是否可靠的示例實(shí)施例的流程圖。在圖2中的流程圖包括：第一部，該第一部與健康狀態(tài)參數(shù)值的當(dāng)前準(zhǔn)確性有關(guān)，在下面稱作參數(shù)準(zhǔn)確性狀態(tài)模塊202；和第二部，該第二部與健康狀態(tài)參數(shù)值的當(dāng)前狀態(tài)有關(guān)，在下面稱作參數(shù)狀態(tài)狀態(tài)模塊204。

根據(jù)圖2中描繪的非限制性示例實(shí)施例，從參數(shù)準(zhǔn)確性狀態(tài)模塊202開始，其包括：荷電狀態(tài)準(zhǔn)確性狀態(tài)206；溫度準(zhǔn)確性狀態(tài)208；和電壓準(zhǔn)確性狀態(tài)210。參數(shù)準(zhǔn)確性狀態(tài)模塊202的主要目的是當(dāng)進(jìn)行測量或計(jì)算時(shí)，確定所測量的或所計(jì)算的參數(shù)是否足夠準(zhǔn)確。

參數(shù)準(zhǔn)確性狀態(tài)模塊202的荷電狀態(tài)準(zhǔn)確性狀態(tài)206與能夠在計(jì)算電池的健康狀態(tài)中使用的所計(jì)算的荷電狀態(tài)參數(shù)值的準(zhǔn)確性有關(guān)。電池的荷電狀態(tài)能夠通過所測量的電壓值、所測量的電流值或所測量的電壓值和所測量的電流值的組合來計(jì)算。連同下面圖3的描述，給出圖示開路單體電壓曲線的荷電狀態(tài)的電壓-荷電狀態(tài)曲線的示例。因此，荷電狀態(tài)準(zhǔn)確性的確定取決于所測量的電壓和/或電流有多準(zhǔn)確。下面將描述影響電壓值、電流值以及電壓值和電流值的組合的準(zhǔn)確性的因素。

從電壓值開始，當(dāng)確定電壓值是否足夠準(zhǔn)確時(shí)的一個(gè)決定性的參數(shù)是在荷電區(qū)域的何種狀態(tài)中測量電壓值。這些區(qū)域?qū)⒃谙旅骊P(guān)于圖3被進(jìn)一步描述。

影響所測量的電壓值的準(zhǔn)確性的另一參數(shù)是當(dāng)進(jìn)行電壓測量時(shí)，或更具體地，自從電池先前充電或放電以來，電池“休息”了多長時(shí)間。因此，如果自從對電池充電/放電以來的時(shí)間段在進(jìn)行電壓測量之前的某些時(shí)間段內(nèi)，即，在接近電池的先前的充電/放電的時(shí)間執(zhí)行電壓測量，則認(rèn)為所測量的電壓值較不準(zhǔn)確。因此，所測量的電壓值與對電池充電/放電的電流相關(guān)地改變。如果用電流對電池充電，則所測量的電壓值因此將不表示電池的真實(shí)狀態(tài)，并且因而被認(rèn)為不可靠。此外，在執(zhí)行電池的充電/放電之后，電壓值將需要一些時(shí)間收斂到其“真實(shí)”值。

此外，所測量的電壓值還取決于在進(jìn)行測量的時(shí)刻的電池溫度。例如，增加的溫度將增加電池的電阻，并且因此，對于恒定電流，提供高于可能是真實(shí)情況的所測量的電壓值。因此，如果當(dāng)進(jìn)行測量時(shí)，電池的溫度不在特定的范圍內(nèi)，則不認(rèn)為電壓值是準(zhǔn)確的。此外，如果在電池單體之間的溫度差不在特定的溫度范圍內(nèi)，則所測量的電壓值可能高于或低于如果單體的溫度在特定溫度范圍內(nèi)的情況的電壓值。此外，如上所述，在進(jìn)行溫度測量的時(shí)段期間，電池單體的溫度不應(yīng)變化太多，即，優(yōu)選地，相對穩(wěn)定狀態(tài)的溫度能夠計(jì)算可靠的電池健康狀態(tài)。

此外，電壓值的準(zhǔn)確性還可以取決于在電池單體之間的電壓值的分布。如果在最大單體電壓和最低單體電壓之間的差超出預(yù)定的能夠接受的電壓范圍，則可以確定總體所測量的電池電壓是不準(zhǔn)確的。

當(dāng)開始確定所測量的電流是否準(zhǔn)確時(shí)，對于提供可靠的健康狀態(tài)計(jì)算，其它參數(shù)也可能是重要的。例如，其可以與在進(jìn)行電流測量的時(shí)刻檢查電池是否被電流充電或放電有關(guān)。此外，如果當(dāng)電流較不穩(wěn)定時(shí)測量電流，即電流測量趨向于隨著時(shí)間波動，則認(rèn)為電流測量是不準(zhǔn)確的。與電流的準(zhǔn)確性相關(guān)的另一參數(shù)是對于所有電池單體的積分電流的和。當(dāng)電壓-荷電狀態(tài)導(dǎo)函數(shù)低于預(yù)定的閾值時(shí)，這可能對何時(shí)使用積分的電流值用于計(jì)算荷電狀態(tài)感興趣。自然地，由于與上述相同的原因，溫度也是用于確定所測量的電流是否準(zhǔn)確的重要方面。

最后，當(dāng)確定借助于電壓和電流兩者計(jì)算的荷電狀態(tài)是否是準(zhǔn)確的時(shí)，確定電壓和電流的上述參數(shù)的組合是準(zhǔn)確的可能是重要的。

因此，利用至少一些上述參數(shù)，能夠確定所計(jì)算的荷電狀態(tài)準(zhǔn)確性狀態(tài)206是否足夠準(zhǔn)確。

轉(zhuǎn)到溫度準(zhǔn)確性狀態(tài)208，此準(zhǔn)確性狀態(tài)與電池的測量溫度的準(zhǔn)確性有關(guān)，其能夠用于計(jì)算電池的健康狀態(tài)。如上所述，當(dāng)確定諸如所測量的電壓和電流的其它參數(shù)是否是準(zhǔn)確的時(shí)，電池的溫度可以是重要方面。然而，溫度參數(shù)本身也在健康狀態(tài)計(jì)算中提供，并且因此其準(zhǔn)確性對于在計(jì)算電池健康狀態(tài)之前考慮可以是重要的。

當(dāng)確定所測量的電池溫度是否準(zhǔn)確時(shí)，有許多能夠被考慮的方面。例如，如果沒有提供給電池的足夠的傳感器，即，不足夠量的電池單體設(shè)置有溫度傳感器，則可能認(rèn)為溫度測量不準(zhǔn)確。例如，可以確定至少每隔一個(gè)單體應(yīng)當(dāng)設(shè)置有溫度傳感器以便提供被認(rèn)為準(zhǔn)確的溫度測量。這當(dāng)然取決于具體的電池以及電池的具體應(yīng)用，對于一些應(yīng)用，可能足夠的是，每三個(gè)單體、乃至每四個(gè)單體設(shè)置有溫度傳感器。

還可以通過驗(yàn)證在電池單體的最大溫度和電池單體的最低溫度之間的差在預(yù)定的范圍內(nèi)，即溫度的散布在特定的以及被接受的溫度范圍內(nèi)而確定溫度的準(zhǔn)確性。此外，另一方面是從兩個(gè)相鄰的溫度傳感器測量的溫度必須不相差太多。如果是這種情況，則可以確定溫度測量不足夠準(zhǔn)確。更進(jìn)一步，溫度傳感器自身的準(zhǔn)確性也可是要考慮的方面。如果傳感器的準(zhǔn)確性不足，則因此不認(rèn)為所測量的溫度值是準(zhǔn)確的。作為溫度準(zhǔn)確性的最后示例，如果溫度隨時(shí)間的變化變化過于迅速或緩慢，則可能不認(rèn)為在此時(shí)間段期間進(jìn)行的溫度測量足夠準(zhǔn)確以用于健康狀態(tài)計(jì)算中。

應(yīng)當(dāng)注意，經(jīng)常在單體的表面上或在單體的電極處測量電池單體的溫度。一個(gè)要考慮的進(jìn)一步方面是在單體的核和單體的表面之間的溫度差是否使得在單體的表面上或單體的電極上的所測量溫度充分描述單體的“真實(shí)”溫度。這可能是如果自從對電池充電或放電以來測量在時(shí)間上太接近地進(jìn)行的情況。因?yàn)閱误w核被加熱并且單體表面被冷卻，所以難以評估在表面上所測量的溫度是否描述單體溫度的真實(shí)特性。因此，為了確定動態(tài)所測量的溫度是準(zhǔn)確的，優(yōu)選地，測量應(yīng)該在利用/從電流對電池充電/放電之后的一定時(shí)間段進(jìn)行。此外，在電池已經(jīng)暴露到“嚴(yán)重”充電/放電的情況中，單體的核可以具有比單體的表面高的溫度，在此之后花費(fèi)一定的時(shí)間段直至單體的溫度和表面的溫度已收斂到基本相同的溫度水平為止。

因此，利用至少一些上述參數(shù)，能夠確定所測量的溫度準(zhǔn)確性狀態(tài)208是否足夠準(zhǔn)確。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到電壓準(zhǔn)確性210，此準(zhǔn)確性狀態(tài)與不同單體的所測量的電壓值的準(zhǔn)確性有關(guān)。所測量的電壓值的準(zhǔn)確性可以取決于在測量的時(shí)刻的特定的溫度。因此，如果當(dāng)測量電池電壓時(shí)溫度過高，則可能不認(rèn)為所測量的電壓值足夠可靠或足夠準(zhǔn)確以當(dāng)計(jì)算電池健康狀態(tài)時(shí)提供可靠的值。此外，影響所測量的電池電壓的準(zhǔn)確性的其它參數(shù)例如為如關(guān)于圖3在下面進(jìn)一步描述的，在哪個(gè)開路單體電壓區(qū)域進(jìn)行測量，或如上所述的，自從先前對電池充電/放電以來的時(shí)間段等。

利用荷電狀態(tài)準(zhǔn)確性206、溫度準(zhǔn)確性208和電壓準(zhǔn)確性210，能夠提供參數(shù)準(zhǔn)確性值212。因此，如果確定206中的所計(jì)算的荷電狀態(tài)是準(zhǔn)確的，208中的溫度測量是準(zhǔn)確的并且210中的電壓是準(zhǔn)確的，從而認(rèn)為電池參數(shù)值準(zhǔn)確。

然而，應(yīng)當(dāng)容易地理解，參數(shù)準(zhǔn)確性值212表示能夠僅借助于荷電狀態(tài)準(zhǔn)確性206、溫度準(zhǔn)確性208或電壓準(zhǔn)確性210中的一個(gè)提供準(zhǔn)確的電池參數(shù)，為接收表示電池的準(zhǔn)確性的參數(shù)值而提供所有準(zhǔn)確性值不是必要條件。如上所述，不同的參數(shù)對于一些應(yīng)用比對于其它更重要，并且因此可能僅考慮對于特定應(yīng)用重要的特定參數(shù)是重要的。

而現(xiàn)在轉(zhuǎn)到電池狀態(tài)狀態(tài)模塊204，其包括荷電狀態(tài)214,、溫度狀態(tài)216和電壓狀態(tài)218。電池狀態(tài)狀態(tài)模塊204的主要目的是能夠確定電池的狀態(tài)是否使得其有益于計(jì)算電池健康狀態(tài)。因此，電池狀態(tài)狀態(tài)模塊204確定參數(shù)值的水平是否將提供基本可靠的、即基本準(zhǔn)確的所計(jì)算的健康狀態(tài)值。為了能夠確定電池已老化多少，所測量的以及在計(jì)算電池的老化中所使用的參數(shù)值需要與當(dāng)電池是新的時(shí)的參考參數(shù)值相比。當(dāng)電池是新的時(shí)，在某些情形下進(jìn)行各種參數(shù)的測量，并且因此對記錄影響用于確定電池的老化的參數(shù)的情形感興趣，以便保證提供了電池健康狀態(tài)的計(jì)算的可靠的結(jié)果。

首先，荷電狀態(tài)214的狀態(tài)確定荷電狀態(tài)的所計(jì)算的狀態(tài)是否使得其有助于可靠地所計(jì)算的健康狀態(tài)值，即，荷電狀態(tài)是可靠的。例如，如果當(dāng)如下描述的導(dǎo)函數(shù)高于預(yù)定的閾值時(shí)計(jì)算荷電狀態(tài)值，則荷電狀態(tài)的狀態(tài)可以確定為可靠。

溫度狀態(tài)216確定所測量的溫度的狀態(tài)是否使得其有助于可靠地所計(jì)算的健康狀態(tài)值。如果所測量的溫度的平均值在特定的范圍內(nèi)，即，當(dāng)進(jìn)行測量時(shí)，電池過熱或過冷，則所測量的溫度值可以確定為可靠的。此外，單獨(dú)的單體溫度不應(yīng)該與電池的平均溫度偏差太多，以便使它們的值被認(rèn)為是可靠的。

最后，電壓狀態(tài)218確定所測量的電壓是否使得其將有助于可靠地所計(jì)算的電池的健康狀態(tài)值。當(dāng)研究電壓值時(shí)，如果在自從執(zhí)行先前的電池平衡以來預(yù)定的時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行電壓測量，則能夠確定電壓值是可靠的。因此，如果在不同單體的電壓值之間的散布在預(yù)定的電壓范圍內(nèi)，則能夠認(rèn)為電壓值可靠。研究電池單體電壓的范圍能夠是重要的方面，因?yàn)槔缒軌驗(yàn)閮蓚€(gè)測量提供相似的平均值，但是在最高電池單體電壓和最低電池單體電壓之間的散布在測量之間差別顯著。因此，只認(rèn)為具有在預(yù)定的范圍內(nèi)散布的單體電壓的電壓平均值是可靠的。因此，可以認(rèn)為在執(zhí)行電池的平衡不久之后電壓值可靠，因?yàn)樵陔姵仄胶庵螅妷旱纳⒉紝p小。

此外，如果電壓值過高或過低，則可以認(rèn)為電壓值不可靠。更具體地，如果單體的電壓值的水平過高或過低，則這可能表示所討論的單體損壞。因此，當(dāng)一個(gè)單體或多個(gè)單體損壞時(shí)，基于電壓值計(jì)算電池的健康狀態(tài)不提供足夠可靠的健康狀態(tài)值。

此外，對于荷電狀態(tài)214、溫度狀態(tài)216和電壓狀態(tài)218的狀態(tài)，還可能對確定每個(gè)參數(shù)的值的散布感興趣，即，單體值如何偏離其它單體值，或如何偏離單體的所計(jì)算的平均值等。

利用上面的電池的狀態(tài)214、216、218，電池狀態(tài)模塊220通過使用上述參數(shù)確定電池狀態(tài)是否有益于提供可靠的健康狀態(tài)計(jì)算。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，電池狀態(tài)模塊220不一定依賴于從各種參數(shù)的全部、即從荷電狀態(tài)215、溫度狀態(tài)216或電壓狀態(tài)218的狀態(tài)接收狀態(tài)。由于如上所述的與參數(shù)準(zhǔn)確性模塊212的描述相關(guān)的相同原因，僅從模塊中的一個(gè)接收輸入就可以足夠了。

最后，參數(shù)準(zhǔn)確性模塊212和電池狀態(tài)模塊220將它們的結(jié)果提供給健康狀態(tài)確定狀態(tài)模塊230。健康狀態(tài)確定狀態(tài)模塊230基于來自參數(shù)準(zhǔn)確性模塊212和電池狀態(tài)模塊220所接收的輸入確定所測量的參數(shù)值是否被認(rèn)為可靠地用于計(jì)算電池的基本準(zhǔn)確的健康狀態(tài)。

雖然圖2圖示出健康狀態(tài)確定狀態(tài)模塊230應(yīng)當(dāng)接收來自參數(shù)準(zhǔn)確性模塊212和電池狀態(tài)模塊220兩者的輸入，但是本發(fā)明應(yīng)被理解為與僅接收來自參數(shù)準(zhǔn)確性模塊212和電池狀態(tài)模塊220中的一個(gè)的輸入的健康狀態(tài)確定狀態(tài)模塊230同樣地起作用。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖示開路單體電壓曲線圖300的圖3。曲線圖300圖示電池電壓302如何取決于電池的荷電狀態(tài)304。在圖3中的曲線圖300分為五段306、308、310、312、314。電池能夠由示出增加的電壓和增加的電池的荷電狀態(tài)的箭頭316所表示地被充電，或由示出電壓的減小以及電池的荷電狀態(tài)的減小的箭頭318所表示地被放電。下面將主要描述由箭頭316圖示的電池荷電狀態(tài)的曲線圖。

在第一段306中，從空態(tài)對電池充電。因此，電壓-荷電狀態(tài)的導(dǎo)函數(shù)相對陡，即，與荷電狀態(tài)304的增加相比，電壓302的增加相對大。相反，當(dāng)對電池放電時(shí)，第一段306表示電池將很快沒電。

在曲線圖300的第二段308中，電壓-荷電狀態(tài)的導(dǎo)函數(shù)與第一段306相比已經(jīng)稍微減小，但是電池的電壓302仍然隨增加的荷電狀態(tài)304而增加，并且關(guān)于其整體容量而言，電池的電壓水平仍然在其低區(qū)域中。

在曲線圖的第三段310中，上面限定的導(dǎo)函數(shù)近似為零。因此，在此段中的電池的荷電狀態(tài)304仍然增加但是電壓水平保持近似相同。

在曲線圖的第四段312和第五段314中，導(dǎo)函數(shù)已經(jīng)增加使得電池電壓302增加并且荷電狀態(tài)304也增加。在第五段314中，電池的荷電水平已經(jīng)幾乎到達(dá)其全部容量。

現(xiàn)在，如上面關(guān)于圖2所描述的，在特定時(shí)間點(diǎn)期間測量電壓值可能提供不能被認(rèn)為足夠準(zhǔn)確的參數(shù)值。在圖3中，這被導(dǎo)函數(shù)近似為零的第三段所310圖示。更具體地，如果當(dāng)電池荷電狀態(tài)在第三段310中時(shí)進(jìn)行電壓測量，則電池的對應(yīng)的荷電狀態(tài)的準(zhǔn)確性將相對不確定，因?yàn)殡妷?02的小變化將提供荷電狀態(tài)304的相對大的變化。因此，在第三段310中，可能難以利用所測量的電壓值提供準(zhǔn)確的，或近似準(zhǔn)確的荷電狀態(tài)值，因此使得所測量的電壓值以及荷電狀態(tài)值在第三段310處不準(zhǔn)確。在曲線圖300的第一段306、第二段308、第四段312和第五段314中，導(dǎo)函數(shù)高于預(yù)定的所接受的閾值，并且所測量的電壓值將對應(yīng)于相對準(zhǔn)確的荷電狀態(tài)值。因此，在這些段中的所測量的電壓值以及對應(yīng)的荷電狀態(tài)值被認(rèn)為足夠準(zhǔn)確用于提供可靠的健康狀態(tài)計(jì)算。

此外，如果荷電狀態(tài)計(jì)算在有益于這樣做的時(shí)間點(diǎn)處執(zhí)行，即在上述的第一段306、第二段308、第四段312或第五段314中的一個(gè)中執(zhí)行，則能夠認(rèn)為荷電狀態(tài)值是可靠的。

然而，雖然所測量的電壓值和對應(yīng)的荷電狀態(tài)值被認(rèn)為準(zhǔn)確，但是其它參數(shù)值可能導(dǎo)致確定為不執(zhí)行健康狀態(tài)計(jì)算。例如，雖然電壓-荷電狀態(tài)是在曲線圖300的第一段306、第二段308、第四段312或第五段314中的一個(gè)中，但是諸如溫度的其它參數(shù)可以具有如此大的在單體之間的散布使得確定這將使所計(jì)算的健康狀態(tài)不可靠?？赡軐?dǎo)致不執(zhí)行健康狀態(tài)計(jì)算的決定的其它參數(shù)值在上面參照圖2給出。

為了總結(jié)根據(jù)本申請的發(fā)明的方法，參照圖示根據(jù)本發(fā)明的方法的示例實(shí)施例的流程圖的圖4。根據(jù)圖4中描繪的示例，所述方法的第一步驟s1是從電池接收所測量的健康狀態(tài)參數(shù)值。例如，所測量的健康狀態(tài)參數(shù)值能夠是與圖2和圖3的描述相關(guān)的上述那些中的任一個(gè)。所測量的健康狀態(tài)參數(shù)值與能夠當(dāng)計(jì)算電池的健康狀態(tài)時(shí)使用的參數(shù)有關(guān)。

此后，所測量的健康狀態(tài)參數(shù)值與至少一個(gè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)比較s2。所述至少一個(gè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)在上面描述并且能夠?qū)τ陔姵氐牟煌瑓?shù)以及不同的應(yīng)用領(lǐng)域而被不同地設(shè)定。

最后，如果健康狀態(tài)參數(shù)值滿足至少一個(gè)預(yù)定的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，則確定s3所測量的健康狀態(tài)參數(shù)值是可靠的。因此，所述方法能夠進(jìn)一步確定基于接收的所測量的健康狀態(tài)參數(shù)值的狀態(tài)健康參數(shù)計(jì)算是否會提供準(zhǔn)確的結(jié)果，即，來自計(jì)算的結(jié)果是否將表示基本與電池的真實(shí)行為對應(yīng)的電池的健康狀態(tài)。

應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于在上面描述的以及在附圖中圖示的實(shí)施例；相反，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)可，可以在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)做出許多改變和修改。