電池組和用于計算電池組的電能的方法
【專利摘要】一種電池組(10)，包括：彼此串聯(lián)的多個電芯(100)、電壓和電流測量單元(電壓和電流測量單元(200))、溫度測量單元(溫度測量單元(300))以及位于算術運算通信單元(400)內的計算單元(計算單元(420))。計算單元(420)基于電壓和電流計算電芯(100)的“第一電能平衡”，基于溫度確定電芯(100)的內部電阻，以及基于電流和內部電阻計算內部電阻的“第二電能平衡”。由此，計算單元(420)基于電芯(100)的第一電能平衡和內部電阻的第二電能平衡，來計算電芯(100)中累積的“累積電能平衡”(電能E(t))。
【專利說明】電池組和用于計算電池組的電能的方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電池組和用于計算電池組的電能的方法。

【背景技術】
[0002] 為了計算電池的剩余容量，提出了多種方法。
[0003] 專利文獻1(日本未審專利公開No. 2009-51351)公開了如下所述的車輛供電設 備。首先，基于引擎啟動時的車載電池的開路電壓值和車載電池的最小電壓值計算通過從 與剩余容量〇相當?shù)拈_路電壓值到完全充電的開路電壓值對最小電壓值的平方值進行積 分得到的積分值S，并且創(chuàng)建表格。此外，基于實際測量值來計算車載電池完全充電的積分 值S和電能E的系數(shù)K，并對其進行存儲。在使用所述車載電池期間，首先，根據(jù)最小電壓值 的實際測量值參照所述表格，得到積分值S。接下來，積分值S乘以系數(shù)K，以及車載電池的 剩余容量被計算為電能（單位：Wh)。
[0004] 相關文獻
[0005] 專利文獻
[0006] [專利文獻1]日本未審專利公開No. 2009-51351。


【發(fā)明內容】

[0007] 然而，關于專利文獻1中所公開的電能，沒有考慮車載電池（等同于本發(fā)明的電池 組）的內部電阻。由此原因，發(fā)明人認為以上方法不能得到準確的剩余電能。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電池組，包括：彼此串聯(lián)的多個電池單元；電壓和電流測 量單元，測量電池單元的電壓和電流；溫度測量單元，測量電池單元的溫度；以及計算單 元，基于電壓和電流計算電池單元的第一電能平衡，基于溫度確定電池單元的內部電阻，以 及基于電流和內部電阻計算內部電阻的第二電能平衡，從而基于電池單元的第一電能平衡 和內部電阻的第二電能平衡，來計算電池單元中累積的累積電能平衡。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明，提供了一種電池組，包括：彼此串聯(lián)的多個電池單元；電壓和電流測 量單元，測量電池單元的電壓和電流；溫度測量單元，測量電池單元的溫度；計算單元，基 于電池單元的電壓、電流和溫度計算電能變化，所述電能變化是電池單元中剩余的電能的 變化；以及存儲單元，存儲內部電阻數(shù)據(jù)，所述內部電阻數(shù)據(jù)是用于根據(jù)電池單元的溫度計 算電池單元的內部電阻的數(shù)據(jù)，其中，計算單元參照內部電阻數(shù)據(jù)來確定當前溫度下電池 單元的內部電阻，并且當所有電池單元的從基準時刻0到當前時刻t的電能變化被設置為 AE(t)且總內部電阻被設置為Rtemp(t)時，根據(jù)下式（1)計算電能變化AE(t)，所述總內部 電阻是電池單元的內部電阻的總和。
[0010] [式 1]
[0011]

【權利要求】
1. 一種電池組，包括： 彼此串聯(lián)的多個電池單元； 電壓和電流測量單元，測量所述電池單元的電壓和電流； 溫度測量單元，測量所述電池單元的溫度；以及 計算單元，基于所述電壓和電流計算所述電池單元的第一電能平衡，基于所述溫度確 定所述電池單元的內部電阻，以及基于所述電流和所述內部電阻計算所述內部電阻的第二 電能平衡，從而基于所述電池單元的所述第一電能平衡和所述內部電阻的所述第二電能平 衡，來計算所述電池單元中累積的累積電能平衡。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電池組，其中，所述計算單元還基于所述電流計算所述電池 單元的電量，以及基于所述累積電能平衡和所述電量計算能夠由所述電池單元輸出的實質 電能。
3. -種電池組，包括： 彼此串聯(lián)的多個電池單元； 電壓和電流測量單元，測量所述電池單元的電壓和電流； 溫度測量單元，測量所述電池單元的溫度； 計算單元，基于所述電池單元的所述電壓、所述電流和所述溫度計算電能變化，所述電 能變化是所述電池單元中剩余的電能的變化；以及 存儲單元，存儲內部電阻數(shù)據(jù)，所述內部電阻數(shù)據(jù)是用于根據(jù)所述電池單元的所述溫 度計算所述電池單元的內部電阻的數(shù)據(jù)， 其中，所述計算單元參照所述內部電阻數(shù)據(jù)來確定當前溫度下所述電池單元的所述內 部電阻，并且當所有所述電池單元的從基準時刻0到當前時刻t的所述電能變化被設置為 AE(t)且總內部電阻被設置為Rtemp(t)時，根據(jù)下式（1)計算所述電能變化AE(t)，所述總 內部電阻是所述電池單元的所述內部電阻的總和， [式1]
這里，V(t)是所有所述電池單元的總電壓，I(t)是所述電池單元的所述電流。
4. 根據(jù)權利要求3所述的電池組，其中，所述溫度測量單元測量第一電池單元的溫度， 所述第一電池單元是至少所述電池單元中的一個，以及 所述計算單元根據(jù)所述第一電池單元的所述溫度參照所述內部電阻數(shù)據(jù)以指定所述 第一電池單元的所述內部電阻，根據(jù)下式（3)計算所述電池單元的所述內部電阻的總和 Rtemp(t)，以及計算所述電能變化， [式2] Rtemp(t) = Nrs(t) - (3), 這里，N是所述電池單元的總數(shù)，rs(t)是所述第一電池單元的所述內部電阻。
5. 根據(jù)權利要求3或4所述的電池組，其中，在初始完全充電時刻被設置為基準時刻0 的情形下，所述存儲單元存儲初始電能，所述初始電能是所述基準時刻的所述電能，以及 所述計算單元通過所述初始電能與當前電能變化的和，計算當前電能。
6. 根據(jù)權利要求5所述的電池組，其中，所述計算單元計算劣化比率，并基于所述劣化 比率來修正所述總內部電阻，所述劣化比率是通過將之前緊鄰的完全充電時的所述電能與 用作基準的所述初始電能進行比較獲得的。
7. 根據(jù)權利要求6所述的電池組，其中，所述計算單元將之前緊鄰的總內部電阻乘以 所述劣化比率的倒數(shù)，并修正所述總內部電阻。
8. 根據(jù)權利要求1或2所述的電池組，還包括通信單元，所述通信單元將基于所述實質 電能的預測信號發(fā)送到外部設備。
9. 根據(jù)權利要求3-7中的任一項所述的電池組，還包括通信單元，所述通信單元將基 于所述電能的信號發(fā)送到外部設備。
10. -種用于計算電池組的電能的方法，包括： 測量步驟，測量彼此串聯(lián)的多個電池單元的電壓和電流，以及測量所述電池單元的溫 度； 基于所述電池單元的所述溫度來確定當前電池單元的內部電阻的步驟；以及 計算步驟，基于所述電壓和電流計算所述電池單元的第一電能平衡，基于所述溫度確 定所述電池單元的所述內部電阻，以及基于所述電流和所述內部電阻計算所述內部電阻的 第二電能平衡，從而基于所述電池單元的所述第一電能平衡和所述內部電阻的所述第二電 能平衡，來計算所述電池單元中累積的累積電能平衡。
11. 一種用于計算電池組的電能的方法，包括： 測量步驟，測量彼此串聯(lián)的多個電池單元的電壓和電流，以及測量所述電池單元的溫 度； 基于所述電池單元的所述溫度來確定當前電池單元的內部電阻的步驟；以及 計算步驟，基于所述電池單元的所述電壓、所述電流和所述溫度計算電能變化，所述電 能變化是所述電池單元中剩余的電能的變化， 其中，所述計算步驟包括以下步驟：當所有所述電池單元的從基準時刻〇到當前時刻t 的所述電能變化被設置為AE(t)且總內部電阻被設置為Rtemp(t)時，基于所述電池單元的 所述內部電阻，根據(jù)下式（1)計算所述電能變化ΛΕα)，所述總內部電阻是所述電池單元 的所述內部電阻的總和， [式3]
這里，V(t)是所有所述電池單元的總電壓，I(t)是所述電池單元的所述電流。
【文檔編號】H01M10/48GK104145190SQ201380011447
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年2月8日 優(yōu)先權日:2012年2月29日
【發(fā)明者】吉田忠大 申請人:Nec能源元器件株式會社