CN101184648B - 通过利用电池的内部电阻估算电池最大功率的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭露一种估算电池最大功率的方法，其是利用电池的内部电阻的相对简单的方式能经济地估算电池最大功率，并具有对电池最大功率的关联性且最大的影响。该方法的步骤包括：如果要估算电池的最大功率，则测量电池的内阻及温度，以及估算充电状态；以及从依温度与充电状态而查出该电池的内阻及最大功率的表中，读取睛对应于测量温度、估算充电状态、及测量电池的内部电阻的电池最大功率值。

Description

通过利用电池的内部电阻估算电池最大功率的方法和装置
技术领域
本发明是关于估算混合式电动车辆用的电池最大功率的方法，特别涉及通过利用电池的内部电阻估算电池最大功率的方法与装置，其中电池的内部电阻是各种环境参数中的一种，其对于安装在车辆上电池的最大功率有最显著的影响。
背景技术
电动车辆使用储存在电池里的电能作为能源。电动车辆用的电池主要使用锂离子聚合物电池，并且对锂离子聚合物电池的研究取得了进步。
根据存储在电池管理系统(Battery Management System，BMS)中的各种控制信息对安装在电动车辆上的电池的能量等进行控制。BMS功能中，已知是以电池最大功率的估算与通知形成混合式电动车辆里最重要的信息。
但是，因为电池最大功率，会根据温度、充电状态(SOC)、及健康状态(SOH)而敏感地改变，所以不能直接测量。因为电池最大功率具有非常强的非线性，因此不可能直接测量电池的最大功率。因此，已提出了一种间接估算电池最大功率的方法。
虽然如此，现有技术中揭露了仅使用上述参数，如：温度、充电状态及健康状态等，做为估算电池最大功率的方法。但未揭露利用与电池最大功率直接有关的电池的内部电阻，做为估算电池最大功率的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种估算电池最大功率的方法，其是利用电池的内部电阻的相对简单的方式，能经济地估算电池最大功率，所述电池的内部电阻具有对电池最大功率的关联性且最大的影响。
为了实现本发明的目的，提供了一种估算电池最大功率的方法，其包括：如果要求估算电池最大功率，则测量电池的内阻及温度，以及估算充电状态；以及从对应每个温度与每个充电状态所查出该电池的内阻及最大功率的表中，读取相对应于测量温度、估算充电状态、及测量电池的内部电阻的电池最大功率值。
本发明能容易并准确地利用对电池的最大功率具有影响的电池内部电阻以及各种参数，估算电池最大功率。
附图说明
图1是根据本发明优选实施例的形成电池最大功率表的方法的流程图。
图2是根据本发明优选实施例的电池最大功率表。
图3是根据本发明优选实施例的估算电池最大功率的装置结构框图。
图4是根据本发明优选实施例的估算电池最大功率的方法的流程图。
具体实施方式
请参考附图，以下所述为本发明优选实施例。
首先是根据本发明所述，形成电池最大功率表的方法，如图1。
测量员根据温度与充电状态以测量内阻值(步骤100)。此时，在测量电池的内部电阻值的同时，该环境，即温度及充电状态，处于特定电池的实际操作温度及实际操作的充电状态范围内。具体来说，关于内阻值的测量，优选地根据温度及充电状态来测量电压及电流，由此使用该测量的电压与电流的值计算出该内阻的值，以取代直接测量内阻值。
然后，测量员依照温度与充电状态，以与测量该内阻值相同的方法，实验性地测量该电池最大功率值(步骤102)。
接着，在步骤100及120的测量得到的值是彼此相关的，并且由此建立该电池的最大功率表，该表表示了电池最大功率与内阻值的关联性。之后，该电池最大功率表被储存在为相应电池而配备的电池管理系统的存储器中(步骤104)。如图2所示，在电池最大功率表中，映射该电池的内部电阻值及最大功率，其对应于温度和充电状态。
以下，将参考图3，描述使用该电池最大功率表对电池最大功率值进行估算的装置的结构。
控制器200完全控制图3中的各单元，并依本发明的优选实施例对电池最大功率进行估算的步骤。具体来说，在进行温度测量、估算充电状态、及计算内阻值之后，控制器200从电池最大功率表中读出最大功率值，其对应于所得到的温度、充电状态、与内阻值，以便很容易且迅速地估算该对应的电池的最大功率值。
存储器202储存了各种信息以及控制器200的处理程序。具体来说，如图2所示，依本发明的优选实施例，电池最大功率表储存在存储器中。
用于测量电流与电压的单元204对该电池的电流和电压进行测量，以估算对应的电池的最大功率，并将结果提供给控制器200。
温度传感器206测量温度，并将结果提供给控制器200。
用于估算充电状态的单元208估算该对应电池的充电状态，并将结果提供给控制器200。
以下，参考图4的流程图，将描述依本发明的较佳实施例的估算电池最大功率的方法，该方法可应用于估算电池最大功率的装置。
当要求估算电池的最大功率时，用于估算电池最大功率的装置的控制器200通过温度传感器206测量温度，及通过用于估算充电状态的单元208来估算该对应电池的充电状态(步骤300及302)。接着，该控制器200通过用于测量电流与电压的单元204来测量该对应电池的电流和电压，且依照所得到的该电流与电压，计算出该对应电池的内部电阻值(步骤306)。较佳地，当驱动配置有该电池的车辆时，测量一秒钟的实时电压和电流时，且由此通过使用所得到的电流和电压来计算出该内阻。
当完成内阻值的计算时，控制器200会从储存在存储器202中的该电池的最大功率表(步骤308)中读出该电池的最大功率，其对应于获得的温度、所估计的充电状态、以及计算出的内阻值。因此，完成了估算对应电池的最大功率。
工业实用性
根据本发明，预先形成了表，所述表显示了根据通过实验得到的温度及充电状态的电池的内电阻与最大功率的关系。之后，测量该实时内电阻、温度，以及充电状态，并且从表中读出相对于该测量结果的该电池的最大功率，因此不需要非线性以及无法直接测得的额外处理，即可容易且准确地估算出电池的最大功率。
虽然出于说明目的而描述了本发明的优选实施例，在不脱离本发明的权利要求与精神下，熟知此项技术的人士可能做出的各种修改、增加和取代。

Claims (5)

1.一种估算电池最大功率的方法，包括如下步骤：
当驱动配备有所述电池的车辆时，如果要求估算所述电池的最大功率，则测量该电池的内阻及温度，并估算其充电状态；以及
从表中读取与所测量的温度、所估算的充电状态及所测量的内阻相对应的电池最大功率值，在所述表中，根据所述温度、所述内阻和所述充电状态而映射所述电池的最大功率，
其中，通过对所述电池的实际操作温度和实际操作的充电状态范围内的温度和操作状态执行下述步骤来构造所述表：
根据所述温度和所述充电状态来测量该电池的内阻值；
根据所述温度和所述充电状态来测量该电池的最大功率值；以及
把所述温度、所述充电状态、所述内阻值和所述最大功率值记录为表的一行。
2.如权利要求1所述的方法，其中，通过测量所述电池的电流及电压而计算内阻。
3.如权利要求1所述的方法，其中，通过在预设时间内测量所述电池的电压及电流而计算内阻。
4.一种估算电池最大功率的装置，包括：
存储器，用于储存表，在所述表中，根据温度与充电状态而映射该电池的内阻及最大功率；
传感器，用于检测温度；
估算单元，用于估算电池的充电状态；
测量单元，用于测量电池的电压和电流；以及
控制器，用于通过温度传感器测量温度，通过该估算单元估算充电状态，且通过测量单元测量电池的电压及电流，从而计算电池的内阻，并且当驱动配置有所述电池的车辆时，在要求估算电池的最大功率时，从表中读取电池的最大功率值，所述最大功率值对应于所测量的温度、所估算的充电状态以及所计算的内阻，
其中，通过对所述电池的实际操作温度和实际操作的充电状态范围内的温度和操作状态执行下述步骤来构造所述表：
根据所述温度和所述充电状态来测量该电池的内阻值；
根据所述温度和所述充电状态来测量该电池的最大功率值；以及
把所述温度、所述充电状态、所述内阻值和所述最大功率值记录为表的一行。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述控制器在预设时间内测量所述电池的实时电压与电流，并使用所测量的电流与电压计算出内阻。
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