專利名稱：用于在電化學(xué)系統(tǒng)中對擴(kuò)散建模的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)動車領(lǐng)域，更確切地，涉及用于電化學(xué)系統(tǒng)中對擴(kuò)散建模的 方法和裝置，例如與機(jī)動車結(jié)合使用的電池系統(tǒng)。
技術(shù)背景電池在機(jī)動車中得至'j廣泛使用。例如，出于對節(jié)約燃料和減少車輛排放的期望，已開發(fā)出帶有復(fù)雜電池系統(tǒng)的混合電動車(HEVS)。HEV有幾種不同的，。并行HEV同時采用內(nèi)燃機(jī)(ICE)和電動機(jī)驅(qū)動 車輛，而串行HEV采用電動機(jī)驅(qū)動車輛并采用ICE發(fā)電和驅(qū)動電動機(jī)。第三種 HEV，被稱作"啟動/停止"HEV，其中ICE驅(qū)動車輛且當(dāng)^fi靜止時采用電子 系統(tǒng)操作 。當(dāng)ffi開始移動時所述ICE重啟。所有類型的HEV的共同點(diǎn)是電池，當(dāng)電池向 或車用部#$1供能量時經(jīng) 歷各種充電和放電循環(huán)。知道由電池的充電狀態(tài)(SOC)表示的電池狀態(tài)非常 重要。為了做出有關(guān)電池的決定，例如什么時候積極地給電池充電，知道電池 的SOC是非常重要的。目前已發(fā)展了不同的用于確定SOC的方法。 一種確定SOC的方法是基于 采用電池系統(tǒng)的等效電路來對電池建模。該對電池建模的等效電路說明了如電 池板上表面電荷等要素。這種方法和系統(tǒng)在2003年10月28日公布的名為"State of Charge Method and Apparatus "的美國專利NO.6,639,385和2003年2月8日申 請的名為"Method and Apparatus for Generalized Recursive Least-Squares Process for Battery State of Charge and State of Health"的美國申請US2004/0162683中公 開。雖然現(xiàn)有等效電路提供了確定電池SOC狀態(tài)的有效模型，但該電路無法說明電池系統(tǒng)中的擴(kuò)散。因此，希望提供在電化學(xué)系統(tǒng)中對擴(kuò)散建模的方法和裝置。此外，本方面 的必要的特征和特點(diǎn)將通過以下的詳細(xì)說明、權(quán)利要求、并結(jié)合附圖和前述技術(shù)fM^背景技術(shù)來清楚描述。發(fā)明內(nèi)容依據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，用于確定電化學(xué)電池中擴(kuò)散電壓的方法包括步 驟估算在前擴(kuò)散電壓，采用基于擴(kuò)散電路模型的等式和在前擴(kuò)散電壓來計(jì)算 新擴(kuò)散電壓，和將在前擴(kuò)散電壓設(shè)置為等于新擴(kuò)散電壓。計(jì)算新擴(kuò)散電壓的步 驟可重復(fù)。依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，車輛的能量管理控制器包括處理器和與其耦合 的存儲器。該處理器配置為采用基于擴(kuò)散電路模型的等式和估算的擴(kuò)散電壓來 確定初始擴(kuò)散電壓并計(jì)算擴(kuò)散電壓。該處理器經(jīng)一步配置為采用擴(kuò)散電壓來確 定電池條件參數(shù)。該存儲器配置為存儲電池^f牛參數(shù)。依據(jù)另一實(shí)施例，混合電動車包括內(nèi)燃機(jī)、配置為用作發(fā)電機(jī)以產(chǎn)生充電 電壓的電動發(fā)電機(jī)、和與電動發(fā)電機(jī)耦合的電池。發(fā)動機(jī)控制計(jì)算機(jī)與內(nèi)燃機(jī)、 電動發(fā)電機(jī)和電池耦合。該發(fā)動機(jī)控制計(jì)算機(jī)包括處理器，配置為估算初始擴(kuò) 散電壓和采用基于擴(kuò)散電路模型的等式和初始擴(kuò)散電壓來計(jì)算擴(kuò)散電壓。該處 理器進(jìn)一步配置為采用擴(kuò)散電壓來確定電池的充電狀態(tài)。該發(fā)動機(jī)控制計(jì)算機(jī) 進(jìn)一步包括與處理器都和的用于存儲關(guān)于電池的多個參數(shù)的存儲器。


本發(fā)明在下文中將結(jié)合附圖描述，其中相同的數(shù)字表示相同的元件，及圖1描述了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的混合電動車的典型實(shí)施例的方框亂圖2是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的帶有擴(kuò)散電路元件的等效電路的典型實(shí)施例電路圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的描述電容上電荷和時間常數(shù)之間關(guān)系的曲線圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)描述擴(kuò)散電壓禾鵬逝時間之間關(guān)系的曲線圖；和 圖5是根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)用于確定擴(kuò)散電壓(Vdiff)的典型方法的流程圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明以下的詳細(xì)說明實(shí)質(zhì)只是一種示范，而不是對本發(fā)明以及本發(fā)明應(yīng) 用和4頓柳蹄'j。此外也不受本發(fā)明前述背景技術(shù)或以下詳細(xì)說明所公開的理 論的限制。圖1是對描述本發(fā)明有用的混合電動力車輛(HEV) 100的典型實(shí)施例方 框圖。在正文開始前，需要注意的是本發(fā)明可在多種車輛電池系統(tǒng)中實(shí)施，且 不限于在HEV中的應(yīng)用。此外，雖然其它鄉(xiāng)的HEV在本發(fā)明的范圍內(nèi)，在 圖1的典型實(shí)例中，HEV100描述為并纟于HEV。HEV 100包括與內(nèi)it機(jī)(ICE) 102耦合的第一電動發(fā)電機(jī)(MOGEN) 104， 二者均與動力傳動系統(tǒng)106耦合，動力傳動系統(tǒng)與后輪101耦合。第一MOGEN 104經(jīng)由第一DC到DC轉(zhuǎn)換器110和第一功率逆變器模塊108與電池組116耦 合。發(fā)動機(jī)控制計(jì)^m (ECC) 114經(jīng)由第一DC到DC轉(zhuǎn)換器110和第一功率 逆變器模塊108與ICE 102和第一MOGEN 104耦合。在一個典型實(shí)施例中， 可選的第二MOGEN 122與前輪103耦合。該第二MOGEN 122與第二功率逆 變器模塊120和第二 DC到DC轉(zhuǎn)換器118耦合。第一MOGEN 104可作為電動miE行以驅(qū)動HEV100或作為發(fā)電機(jī)運(yùn)^亍以 給電池組116充電。在圖1中，第一MOGEN 104通過動力傳動系統(tǒng)106操作 后輪101 。在典型實(shí)施例中，第二 MOGEN 122可Mil第二功率逆變器模塊120 和第二 DC到DC轉(zhuǎn)換器118用于驅(qū)動tm 103。雖然圖1將第一 MOGEN 104 和第二 MOGEN 122描述為單機(jī)組，但也可分別為其提供與蟲的電動機(jī)和發(fā)電 機(jī)。ICE102可用于驅(qū)動HEV100。此外，ICE102可操作第一MOGEN104產(chǎn) 生AC電壓。該AC電壓可通過第一功率逆變器模i央108轉(zhuǎn)換成DC電壓以向電 池組116充電。ICE 102可以是任何設(shè)計(jì)用于ffi的ICE 102。第一DC到DC轉(zhuǎn)換器110可將由第一 MOGEN 104生成和由第一功率逆 變器模塊108轉(zhuǎn)換的AC電壓轉(zhuǎn)換成對電池組116充電所需的更高DC電壓。當(dāng) 電池組116用于運(yùn)行第一 MOGEN 104時，織一DC到DC轉(zhuǎn)換器110可逐步 降低來自電池組116的電壓。ECC 114用作能量管理控制器以監(jiān)測電池參數(shù)以朋作混合系統(tǒng)控制器以 控制車用部件如第一 MOGEN 104、第二 MOGEN 122、和ICE102的操作。在 一個實(shí)施例中，ECC 114監(jiān)測參數(shù)如電池電流、電池電壓、電池充電狀態(tài)(SOC)、 內(nèi)電阻、功率輸出等。在一個典型實(shí)施例中，ECC 114包括用于在其它電池和 系統(tǒng)參數(shù)中確定擴(kuò)散電壓和SOC的，器113。存儲器115與處理器113耦合 且可存儲 例如多個電池條件參數(shù)。在本發(fā)明中，在ECC 114確定的擴(kuò)散電 壓可用于計(jì)算SOC或其它電池條件參數(shù)。ECC 114可是是單個控制^l或可以是 分布于HEV 100的兩個或更多個控制器的組合。在一個典型實(shí)施例中，電池組116包括多個串聯(lián)連接的電池。電池組116 可用于向第一 MOGEN 104 ^f共動力以操作動力傳動系統(tǒng)106或驅(qū)動HEV 100。電池組116可fflil第一MOGEN 104主動充電和/^i!31再生制動系統(tǒng)(未示出) 被動充電。在一個典型實(shí)施例中，電池組116包括多個鎳氫(NiMH)電池，盡 管也可被采用其它電池化學(xué)，例如鉛酸、鋰離子、鋰聚離子等。圖2描述了電池等效電路200的典型實(shí)施例，該等效電路包括擴(kuò)散電路元 件202和傳統(tǒng)的等效電路201 。該傳統(tǒng)的等效電路201包括滯后電壓源VH、串 聯(lián)電池電壓源V0、和串聯(lián)電阻IW。在點(diǎn)204和206之間，定義了開路電壓Voc。該開路電壓等于滯后電壓源VH和電池電壓源Vo之和。電容Qi與電阻Rct并聯(lián)耦合。傳統(tǒng)等效電路201的元件是已知的可用于對電池行為進(jìn)行建模并說明如電 池板上表面電荷等因素的傳統(tǒng)等效電路的一部分。該傳統(tǒng)等效電路201和期亍 為在2003年10月28日公布的名為"State ofCharge Method and Apparatus"的美 國專利NO.6,639,385和2003年2月8日申請的名為"Method and Apparatus for Generalized Recursive Least-Squares Process for Battery State of Charge and State of Health"的美國申請US2004/0162683中公開，，此被結(jié)合使用。本發(fā)明的電池等效電路200包括擴(kuò)散電路元件202以對電池中的擴(kuò)散電壓 進(jìn)行建模。擴(kuò)散電路元件202包括與可變電阻IW并聯(lián)耦合的擴(kuò)散電容Cdiffo可變電阻IW是擴(kuò)散電容上電荷Ucap的函數(shù)，其可，為&ff=J"(^P) 等式l 該擴(kuò)散電路元件202具有時間常數(shù)r ，等于擴(kuò)散電容和可變電阻的乘積^=A#xC# 等式2 由于可變電阻IW是擴(kuò)散電容上電荷U^p的函數(shù)，所以時間常數(shù)T也將作 為擴(kuò)散電容上電荷Ucap的函數(shù)。因此，擴(kuò)散電路元件202的行為與時間常數(shù)r相關(guān)。擴(kuò)散電路在單元202對電化電池中的擴(kuò)散31禾呈進(jìn)行建模。擴(kuò)散是響應(yīng)濃度 梯度的離子運(yùn)動。擴(kuò)散離子以與離子擴(kuò)散率和梯度大小直接成比例的速率從高 濃度區(qū)域向低濃度區(qū)域的傳輸。在電化學(xué)過程中，梯度由在電極的反應(yīng)物轉(zhuǎn)換 到生成物產(chǎn)生。例如，在鉛酸電池中，電池放電時在正極的反應(yīng)為尸6 + S042— o尸6 94 + 2e— 等式3換句話說，在這個例子中，反應(yīng)物Pb (鉛)和^>42-(硫鵬陰離子)轉(zhuǎn)換為 生成物PbS04(硫酸鉛)，當(dāng)最靠近電極的^>42-反應(yīng)物被被消耗用于形成固體 PM04時，來自電池中大量電解液的更多《542-離子會往里移動以補(bǔ)充消耗的W42-。如果電極處^2-的消耗率皿了從電解液擴(kuò)散到電極的W42-的擴(kuò)散率， 則當(dāng)反應(yīng)繼續(xù)時電極表面局部^>42-濃度將會下降。局部sct濃度和剩余電角 中的^2-濃度的差異形成了提供擴(kuò)散驅(qū)動力的梯度。該梯度的發(fā)展程度取決于 電極處的反應(yīng)率和擴(kuò)散物質(zhì)的擴(kuò)散率。在系統(tǒng)中依靠電化學(xué)反應(yīng)的特性和電化 學(xué)電池的設(shè)計(jì)，梯度可發(fā)展成、液相、固相和氣相。在電化學(xué)電池中，在擴(kuò)散物質(zhì)中造成能量存儲和釋放的濃度梯度被表示為 電壓瞬態(tài)，其可在電化學(xué)電池的電子終端獲得。電壓瞬態(tài)的大小和變化率與反 應(yīng)物質(zhì)的擴(kuò)散率和梯度大小成比例。梯度働大，電壓瞬態(tài)變化越大且越快， 以及梯度11M小，電壓瞬M化越小且越慢。如圖3所示擴(kuò)散電路元件202對這個行為進(jìn)行建模，曲線302描述了擴(kuò)散 電容上電荷Ucap和時間常數(shù)t之間的指數(shù)關(guān)系。例如，在曲線302上的點(diǎn)304 處，低時間常數(shù)t值在擴(kuò)散電容上具有大電荷。低時間常數(shù)值處擴(kuò)散電容上的 大電荷表示在擴(kuò)散電路元件202中大快速變化電壓的發(fā)生。這4 大的梯度。當(dāng)時間常數(shù)較大時，曲線302上的點(diǎn)306表示擴(kuò)散電容上的低電荷。這代 表小的梯度。時間常數(shù)t和擴(kuò)散電容上電荷U^之間的關(guān)系在Jl^兩個極值之 間呈指數(shù)變化。擴(kuò)散電路元件202中的擴(kuò)散電壓Va^可由以下擴(kuò)散電壓等式表示 「踏="敬At + exp(- x r踏,卜& 等式4其中I是在時間At流經(jīng) /^[電路元件202的電流，A^是擴(kuò)散電容的倒數(shù) (1/C踏)，、A,是前一時間段的時間常數(shù)值，以及 ,—^是前一時間段的擴(kuò)散 電壓值。時間常數(shù)t的計(jì)算從計(jì)算電容上電荷開始U，=^~x]^ 等式5銀電容上電荷的ilffi于計(jì)算時間常數(shù)t :x y::卿' 等式6從等式6計(jì)算的時間常數(shù)t值通常限制在等式4所采用的某最小值和最大 值時間。在典型實(shí)施例中，Am, u一，和^。^的值可艦查詢表獲得，該查詢 表由對所涉及的電化學(xué)系統(tǒng)獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)組成。這些值也可以是 鵬、充電 狀態(tài)、和電化學(xué)系統(tǒng)壽命的函數(shù)。這，可存儲在ECC 114的存儲器115中。在典型實(shí)施例中，擴(kuò)散電壓等式(等式4)與提取所需參數(shù)的電池狀態(tài)算法一起 使用。在該實(shí)施例中，該算法可采用響應(yīng)于M^變化、SOC和電化學(xué)系統(tǒng)壽命 的4和^_ ,值，而不用查表。為了計(jì)算擴(kuò)散電壓Vd^，在操作的第一時間段需要擴(kuò)散電壓的初始值以啟 動擴(kuò)散電壓的計(jì)算。在典型實(shí)施例中，擴(kuò)散電壓的初始值可通過首先在開路電 路靜止時期觀測電化學(xué)系統(tǒng)的電壓變化來估算。例如，在車輛應(yīng)用中，當(dāng)車輛 停止(切斷)時最后測量的開路電壓和當(dāng)車輛啟動(接通)時首先測量的開路 電壓可用于估算初始擴(kuò)散電壓。切斷狀態(tài)和接通狀態(tài)間的消逝時間toff也可用于 找到初始的擴(kuò)散電壓。在切斷狀態(tài)和接通狀態(tài)間的消逝時間確定后，擴(kuò)散電壓的初始值可以被估算。圖4描述了擴(kuò)散電壓V腿相對時間t的曲線402。曲線402描述了開路中擴(kuò) 散電壓Vi隨時間從非常高的值到非常低的值的衰減。經(jīng)過消逝時間(W)的 任意兩個所測量開路電壓(AV)之間的差額，例如接通和切斷之間的開路電壓 差額，可以鵬寸到曲線402上。AV和W的給定組合將與曲線402中唯一的位 置相符，在啟動時Va的初始值對應(yīng)于數(shù)據(jù)與曲線在時間間隔W結(jié)束時的交點(diǎn)。 例如，在典型實(shí)施例中，曲線402的點(diǎn)404 {樣 上次停止(切斷)時觀懂 的擴(kuò)散電壓，以及曲線402的點(diǎn)406代表當(dāng)車輛在上次停止(切斷)后啟動時 測量的擴(kuò)散電壓。點(diǎn)406 #^表初始擴(kuò)散電壓。確定初始擴(kuò)散電壓的一種方法是在曲線402上選擇一個高擴(kuò)散電壓值V孤 且在時間W消逝后計(jì)算預(yù)計(jì)的擴(kuò)散電壓結(jié)束值。將這兩個擴(kuò)散電壓值的差額與 如上所述的在最后切斷和最后接通時觀糧的兩個電壓值的差額比較。如果兩個 差額在預(yù)定的寬容度內(nèi)匹配，則消逝時間段后計(jì)算的擴(kuò)散電壓值可用作為等式4 的擴(kuò)散電壓的初始值。如果這兩個差額不能在預(yù)定的寬容度內(nèi)匹配，貝U用在曲線402上所選擇的 更低擴(kuò)散電壓開始值來重復(fù)該計(jì)算。該過程通過在曲線上以某個預(yù)定量遞減擴(kuò) 散電壓的開始值而被重復(fù)，直到發(fā)現(xiàn)戶; i十算的擴(kuò)散電壓差額Vdiff值與在切斷和 接通時所測量的電壓差額相匹配。如果計(jì)算的擴(kuò)散電壓結(jié)束值在多次迭代后到 達(dá)一個很小值且仍然找不到匹配，則擴(kuò)散電壓的初始《魏用缺省值"0" V。為了減少找到初始擴(kuò)散電壓的所需時間，可應(yīng)用更多的復(fù)雜搜索例程去找到已測 繊與曲線402的匹配，且這對列程在本發(fā)明的教導(dǎo)中。圖5描述的是在電池組116中計(jì)算擴(kuò)散電壓Vi的典型方法的流程圖。在 第一個步驟中，步驟502，首先確定自車輛啟動以來是否是第一次計(jì)算擴(kuò)散電壓。
如果是自車輛啟動后第一次計(jì)算擴(kuò)散電壓，在步驟504，估算初始擴(kuò)散電 壓。在典型實(shí)施例中，初始擴(kuò)散電壓可采用戰(zhàn)與圖4關(guān)聯(lián)的方法來估算。在 估算初始擴(kuò)散電壓后，該方法繼續(xù)步驟508，期每在下文詳細(xì)討論。
如果不是自 啟動后第一次計(jì)算擴(kuò)散電壓，在步驟506，采用等式4計(jì) 算擴(kuò)散電壓。等式4禾U用擴(kuò)散電壓的在前值計(jì)算當(dāng)前擴(kuò)散電壓。在步驟504中 估算初始擴(kuò)散電壓的理由在于用擴(kuò)散電壓的在前值計(jì)算當(dāng)前值必要性。
在步驟508，在步驟504計(jì)算了初始擴(kuò)散電壓之后或在步驟506用在前擴(kuò) 散電壓計(jì)算了當(dāng)前擴(kuò)散電壓之后達(dá)到該步驟，采用等式5計(jì)算電容上電荷U， 在步驟508確定的電容上電荷Ueap在步驟510被用于采用等式6計(jì)算時間常數(shù) t 。計(jì)算的時間常數(shù)t被存儲以供在步驟512進(jìn)一步4OT。
在典型實(shí)施例中，時間常數(shù)t與其它與電池劍牛相關(guān)的參數(shù)一起存儲在存 儲器115中。此外，在一個實(shí)施例中，步驟504-510中執(zhí)行的計(jì)算 地采用 ECC 114的處理器113來完成。傳統(tǒng)等效電路201連同擴(kuò)散電路元件202，可接著用于確定用于電池中總 電壓的等式<formula>formula see original document page 11</formula> 等式7
該等式可用作遞歸等式以確定電池電壓。
電池中的電荷狀態(tài)可采用以下關(guān)系式確定<formula>formula see original document page 11</formula> 等式8
其中w是加權(quán)因子，soc;iM:庫倫積^H十算的電荷狀態(tài)以及soCv是基于電壓的電荷狀態(tài)。SOCe可采用積分法確定以及用于SOCv的等式可從電池中總電壓導(dǎo)出。這種等式的推導(dǎo)在2003年10月28日公開的名為"State of Charge Method and Apparatus "的美國專利N0.6,639,385和2003年2月8日申請的名為"Method and Apparatus for Generalized Recursive Least-Squares Process for Battery State of Charge and State of Health"的美國申請US2004/0162683中公開。在這些參考文 獻(xiàn)中，該計(jì)算是在沒有考慮擴(kuò)散電壓的計(jì)算的情況下完成的。在本發(fā)明中，該 模型包括受擴(kuò)散作用的電壓且所述等式可適用于說明擴(kuò)散電壓。"雖然在本發(fā)明的上述詳細(xì)說明中至少描述了一個典型實(shí)施例，但應(yīng)該知道 存在大量的變化。且還應(yīng)該明白所述典型實(shí)施例只是舉例，而不是以任何方式 對本發(fā)明的范圍，使用和結(jié)構(gòu)的限制。更確切地，上述詳細(xì)說明將為所述領(lǐng)域 技術(shù)人員提供實(shí)現(xiàn)本發(fā)明典型實(shí)施例的指示，其應(yīng)該理解為在不脫離權(quán)利要求所要求的本發(fā)明的范圍內(nèi)可對典型實(shí)施例中描述的組成部件的功能和布置進(jìn)行 改變。
權(quán)利要求
1、一種在電化學(xué)電池中確定擴(kuò)散電壓的方法，該方法包括估算在前擴(kuò)散電壓；采用基于擴(kuò)散電路模型的等式和在前擴(kuò)散電壓來計(jì)算新擴(kuò)散電壓；將在前擴(kuò)散電壓設(shè)置為等于新擴(kuò)散電壓；和重復(fù)計(jì)算新擴(kuò)散電壓的步驟。
2、 如禾又利要求1所述的方法，其中計(jì)算新擴(kuò)散電壓的步驟包括釆用從 擴(kuò)散電路模型導(dǎo)出的等式，該^M包括與可變電阻耦合的擴(kuò)散電容。
3、 如權(quán)利要求2所述的方法，其中計(jì)算新擴(kuò)散電壓的步驟包括采用從 擴(kuò)散電路模型導(dǎo)出的等式，其中可變電阻是基于擴(kuò)散電容上的電荷。
4、 如權(quán)利要求3所述的方法，其中計(jì)算新擴(kuò)散電壓的步驟包括采用基 于擴(kuò)散電容上的電荷而變化的時間常數(shù)。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其中計(jì)算新擴(kuò)散電壓的步驟包括使時間 常數(shù)和擴(kuò)散電容上的電荷成指數(shù)關(guān)系。
6、 如禾又利要求1所述的方法，其中估算在前擴(kuò)散電壓的步驟進(jìn)一步包 括采用在車輛停止時觀懂的電壓和在 啟動時觀懂的電壓來估算在前擴(kuò)散電 壓。
7、 如權(quán)利要求6所述的方法，其中估算在前擴(kuò)散電壓的步驟進(jìn)一步包括將第一電壓確定為在車輛停止時測量的切斷電壓和在 啟動時測量的接通電壓之間的差觀基于擴(kuò)散電壓相對時間的預(yù)定曲線^i^擇開始擴(kuò)散電壓； 基于開始擴(kuò)散電壓及車輛停止時和車輛啟動時之間的消逝時間來確定所確定的擴(kuò)散電壓；如果開始擴(kuò)散電壓和所確定的擴(kuò)散值之間的差額在預(yù)定量內(nèi)匹配第一 電 壓，貝IJ將在前擴(kuò)散電壓估算為所確定的擴(kuò)散電壓。
8、 如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括將擴(kuò)散電壓與電化學(xué)電池電 壓相關(guān)聯(lián)。
9、 如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括基于電化學(xué)電池電壓來估算電荷狀態(tài)。
10、 一種用于糊的能量管理控制器，包括處理器，被配置為確定初始擴(kuò)散電壓；采用基于擴(kuò)散電路模型的等式和估算的擴(kuò)散電壓來計(jì)算擴(kuò)散電壓； 采用擴(kuò)散電壓來確定電池^#參數(shù)；和與處理器耦合的存儲器，該存儲器配置為存儲電池條件參數(shù)。
11 、如權(quán)利要求10所述的控制器，其中擴(kuò)散電路卞翅包括與可變電阻耦 合的擴(kuò)散電容。
12、 如權(quán)利要求11所述的控制器，其中可變電阻基于擴(kuò)散電容上的電荷 而變化。
13、 如權(quán)利要求12所述的控制器，其中基于擴(kuò)散電路模型的等式包括基 于擴(kuò)散電容上的電荷而變化的時間常數(shù)。
14、 如權(quán)利要求13所述的控制器，其中時間常數(shù)和擴(kuò)散電容上的電荷成 遞減指數(shù)關(guān)系。
15、 如權(quán)利要求10所述的控制器，其中電池條件參數(shù)是相應(yīng)電池的充電 狀態(tài)。
16、 如權(quán)利要求10所述的控制器，其中處理器進(jìn)一步配置為 將第一電壓確定為在車輛停止時測量的切斷電壓和在^IS啟動時測量的接通電壓之間的差額；基于擴(kuò)散電壓相對時間的預(yù)定曲線*^擇開始擴(kuò)散電壓； 基于第一擴(kuò)散電壓及車輛停止時和車輛啟動時之間的消逝時間來確定所確定的擴(kuò)散電壓；如果開始擴(kuò)散電壓和所確定的擴(kuò)散電壓之間的差額在預(yù)定量內(nèi)匹配第一電 壓，貝U將初始擴(kuò)散電壓估算為所確定的擴(kuò)散電壓。
17、 如權(quán)利要求10所述的控制器，其中處理器進(jìn)一步配置為將擴(kuò)散電壓 與相關(guān)電池的總電壓相關(guān)聯(lián)。
18、 如權(quán)利要求17所述的控制器，其中處理器進(jìn)一步配置為基于總電壓 來估算電荷狀態(tài)。
19、 一種混合電動力 (HEV)包括內(nèi)燃機(jī)與內(nèi)燃機(jī)耦合的電動發(fā)電機(jī)，該電動發(fā)電機(jī)配置用作為生成充電電壓的發(fā)電機(jī)；與電動發(fā)電機(jī)耦合的電池；和與內(nèi)燃機(jī)、電動發(fā)電機(jī)和電池耦合的發(fā)動機(jī)控制計(jì)算機(jī)，該發(fā)動機(jī)控制計(jì)嶽幾包括處理器，配置為 估算初始擴(kuò)散電壓；采用基于擴(kuò)散電路才翅的等式和初始擴(kuò)散電壓來計(jì)算擴(kuò)散電壓；禾口 采用擴(kuò)散4J1來確定電池充電狀態(tài)；和與處理器耦合的存儲器，用于存儲與電池條件相關(guān)的多個參數(shù)。 20、如權(quán)利要求19所述的HEV，其中處理器進(jìn)一步配置為 將第一電壓確定為在HEV停止時測量的電池切斷電壓和在HEV啟動時測量的電池接通電壓之間的差額；基于擴(kuò)散電壓相對時間的預(yù)定曲線來確定開始擴(kuò)散電壓； 基于擴(kuò)散電壓的估算值及與HEV停止時和HEV啟動時之間的消逝時間相等的消逝時間來確定所確定的擴(kuò)散電壓；如果開始擴(kuò)散電壓和所確定的擴(kuò)散電壓之間的差額在預(yù)定量內(nèi)匹配第一電壓，貝鵬初始擴(kuò)散電壓估算為所確定的擴(kuò)散電壓。
全文摘要
用于在電化學(xué)系統(tǒng)中對擴(kuò)散建模的方法和裝置。一種在電化學(xué)電池(例如，結(jié)合機(jī)動車使用的電池)中確定擴(kuò)散電壓的方法包括估算在前擴(kuò)散電壓，采用基于擴(kuò)散電路模型和在前擴(kuò)散電壓的等式來計(jì)算新擴(kuò)散電壓，以及將在前擴(kuò)散電壓設(shè)置成等于新擴(kuò)散電壓。接著，計(jì)算新擴(kuò)散電壓的步驟可被重復(fù)。
文檔編號G01R31/36GK101226229SQ200710306178
公開日2008年7月23日 申請日期2007年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月6日
發(fā)明者B·J·科奇, D·R·弗里施, R·S·科內(nèi)爾 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司