CN102738857B - 蓄电池单格电池的电荷状态的平衡 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蓄电池单格电池的电荷状态的平衡。提供了用于平衡车辆的蓄电池组的单格电池单元的电荷状态的方法和系统。电压传感器每一个都在第一时间测量相应的单格电池单元的第一电荷状态值，和在第一时间之后的第二时间测量相应单格电池单元的第二电荷状态值。电流传感器测量蓄电池组的电流。控制器联接到电压传感器和电流传感器。控制器使用第一电荷状态值、第二电荷状态值、和电流将电荷状态平衡在预定的标定值附近。

Description

蓄电池单格电池的电荷状态的平衡

技术领域

本发明总体涉及车辆蓄电池领域，并且更具体地涉及用于平衡例如在电动车辆或混合动力电动车辆内的蓄电池组中的单格电池电荷状态的方法和系统。

背景技术

某些车辆，特别是电动车辆和混合动力电动车辆，利用蓄电池组作为动力。蓄电池组中包括各种蓄电池单格电池。随着蓄电池组被使用和单格电池的老化，单格电池可能需要在它们的电荷状态方面进行平衡。不过，当前的技术在某些情况下可能不会提供最优的单格电池平衡，例如在单格电池中的一些但并非全部已被更换的情况下，或者在某些单格电池已经在与蓄电池组内的其它单格电池不同的时间被更换的情况下。

因此，期望提供一种用于平衡蓄电池组的单格电池的电荷状态的改进的方法。还期望的是提供一种用于平衡蓄电池组的单格电池的电荷状态的改进的程序产品和系统。而且，本发明的其它可取的特征和特点将通过结合附图和前面的技术领域和背景技术，从后续的具体描述和所附权利要求中变得明显。

发明内容

根据示例性实施例，提供了一种用于平衡车辆的蓄电池组的多个单格电池单元的电荷状态的方法。该方法包括如下步骤：在第一时间确定多个单格电池单元中每一个的电荷状态的第一值，在第一时间之后的第二时间确定电荷状态的第二值，确定在第一时间和第二时间之间的蓄电池组电流，和利用电荷状态的第一值、电荷状态的第二值和电流来将电荷状态平衡在预定的标定值附近。

根据另一示例性实施例，提供了一种用于平衡车辆的蓄电池组的多个单格电池单元的电荷状态的程序产品。该程序产品包括程序和非瞬态计算机可读存储介质。该程序构造为至少便于在第一时间确定多个单格电池单元的每一个的电荷状态的第一值，在第一时间之后的第二时间确定电荷状态的第二值，确定在第一时间和第二时间之间的蓄电池组电流，和利用电荷状态的第一值、电荷状态的第二值和电流来将电荷状态平衡在预定的标定值附近。非瞬态计算机可读存储介质存储该程序。

根据另一个示例性实施例，提供了一种用于平衡车辆的蓄电池组的多个单格电池单元的电荷状态的系统。所述系统包括多个电压传感器，电流传感器和控制器。多个电压传感器中的每一个被构造为在第一时间测量多个单格电池单元中的相应一个的第一电荷状态值，和在第一时间之后的第二时间测量多个单格电池单元中的相应一个的第二电荷状态值。电流传感器构造成测量蓄电池组的电流。控制器被联接到多个电压传感器和电流传感器。控制器被构造成利用电荷状态的第一值、电荷状态的第二值和电流来将电荷状态平衡在预定的标定值附近。

本发明还提供了如下方案：

方案1. 一种用于平衡车辆的蓄电池组的多个单格电池单元的电荷状态的方法，

所述方法包括以下步骤：

在第一时间确定所述多个单格电池单元中每一个的第一电荷状态值；

在第一时间之后的第二时间确定所述多个单格电池单元中每一个的第二电荷状态值；

确定第一时间和第二时间之间的该蓄电池组的电流；和

使用所述第一电荷状态值、第二电荷状态值、和所述电流通过处理器来将所述电荷状态平衡在预定的标定值附近。

方案2. 如方案1的方法，其中：

确定第一电荷状态值的步骤包括如下步骤：

在第一时间通过电压传感器测量所述多个单格电池单元中每一个的第一电压值；和

使用所述第一电压值确定所述多个单格电池单元中每一个的第一电荷状态值；以及

确定第一电荷状态值的步骤包括如下步骤：

在第二时间通过所述电压传感器测量所述多个单格电池单元中每一个的第二电压值；和

使用所述第二电压值确定所述多个单格电池单元中每一个的第二电荷状态值。

方案3. 如方案2的方法，其中确定电流的步骤包括如下步骤：

在第一时间和第二时间之间连续地积分所述蓄电池组的电流，从而产生积分电流。

方案4. 如方案3的方法，其中平衡电荷状态的步骤包括如下步骤：

使用第一电荷状态值、第二电荷状态值、和所述蓄电池组的所述积分电流计算所述多个单格电池单元中每一个的要被放电的电荷量；和

运行多个单格电池单元中每一个的电阻器直到所述电荷量被放电。

方案5. 如方案4的方法，还包括如下步骤：

计算为达到所述预定的标定值要从所述多个单格电池单元中每一个移除的电荷量；和

使用要被移除的电荷量和所述多个单格电池单元中每一个的当前电荷状态计算所述多个单格电池单元中每一个的放电时间。

方案6. 如方案5的方法，其中每个单格电池单元的当前电荷状态包括第二电荷状态值。

方案7. 如方案5的方法，其中计算放电时间的步骤包括如下步骤：

计算所述多个单格电池单元中每一个的每小时的安培变化率；和

使用所述每小时的安培变化率通过所述处理器计算所述放电时间。

方案8. 一种用于平衡车辆的蓄电池组的多个单格电池单元的电荷状态的程序产品，所述程序产品包括：

构造成至少便于下列内容的程序：

在第一时间连续地确定所述多个单格电池单元中每一个的第一电荷状态值；

在第一时间之后的第二时间确定所述多个单格电池单元中每一个的第二电荷状态值；

确定第一时间和第二时间之间的该蓄电池组的电流；和

使用所述第一电荷状态值、第二电荷状态值、和所述电流将所述电荷状态平衡在预定的标定值附近；和

存储该程序的非瞬态计算机可读存储介质。

方案9. 如方案8的程序产品，其中所述程序进一步构造为至少便于如下内容：

在第一时间通过电压传感器测量所述多个单格电池单元中每一个的第一电压值；

在第二时间通过所述电压传感器测量所述多个单格电池单元中每一个的第二电压值；

使用所述第一电压值确定所述多个单格电池单元中每一个的第一电荷状态值；和

使用所述第二电压值确定所述多个单格电池单元中每一个的第二电荷状态值。

方案10. 如方案8的程序产品，其中所述程序进一步构造为至少便于如下内容：

在第一时间和第二时间之间连续地积分所述电流，从而产生积分电流。

方案11. 如方案10的程序产品，其中所述程序进一步构造为至少便于以下内容：

使用第一电荷状态值、第二电荷状态值、和所述积分电流计算所述多个单格电池单元中每一个的要被放电的电荷量；和

运行多个单格电池单元中每一个的电阻器直到所述电荷量被放电。

方案12. 如方案11的程序产品，其中所述程序进一步构造为至少便于以下内容：

计算为达到所述预定的标定值要从所述多个单格电池单元中每一个移除的电荷量；和

使用要被移除的电荷量和所述单格电池单元的当前电荷状态计算所述多个单格电池单元中每一个的放电时间。

方案13. 如方案12的程序产品，其中每个单格电池单元的当前电荷状态包括第二电荷状态值。

方案14. 如方案12的程序产品，其中所述程序进一步构造为至少便于以下内容：

计算所述多个单格电池单元中每一个的每小时的安培变化率；和

使用所述每小时的安培变化率计算所述放电时间。

方案15. 一种用于平衡车辆的蓄电池组的多个单格电池单元的电荷状态的系统，所述系统包括：

多个电压传感器，所述多个电压传感器中每一个都被构造成在第一时间测量所述多个单格电池单元中每一个的第一电荷状态值和在第一时间之后的第二时间测量所述多个单格电池单元中每一个的第二电荷状态值；和

电流传感器，其构造成测量该蓄电池组的电流；和

控制器，其联接到所述多个电压传感器和所述电流传感器，并且构造成使用所述第一电荷状态值、第二电荷状态值和所述电流将所述电荷状态平衡在预定的标定值附近。

方案16. 如方案15的系统，其中所述控制器还被构造成：

在第一时间和第二时间之间积分所述电流，从而产生积分电流；和

使用所述第一电荷状态值、第二电荷状态值和所述积分电流将所述电荷状态平衡在预定的标定值附近，

使用所述电荷状态和所述积分电流将所述电荷状态平衡在预定的标定值附近。

方案17. 如方案16的系统，还包括：

多个电阻器，多个电阻器中每一个都构造成被联接到所述多个单格电池单元中对应的一个；

其中所述控制器被进一步构造成：

通过所述处理器使用所述电荷状态和所述蓄电池组的在第一时间和第二时间之间的积分电流计算所述多个单格电池单元中每一个的要被放电的电荷量；和

提供指令以运行所述多个单格电池单元中每一个的电阻器直到所述电荷量被放电。

方案18. 如方案17的系统，还包括：

多个晶体管，多个晶体管中每一个都联接到处理器并且联接到所述多个电阻器中的相应一个，并且都被构造成基于由所述控制器提供的指令激活所述多个电阻器中的相应一个。

方案19. 如方案18的系统，其中所述控制器进一步被构造成：

计算为达到所述预定的标定值要从所述多个单格电池单元中每一个移除的电荷量；和

使用要被移除的电荷量和所述多个单格电池单元中每一个的当前电荷状态计算所述多个单格电池单元中每一个的放电时间。

方案20. 如方案15的系统，其中所述控制器包括：

处理器；和

存储器，其联接到所述控制器并构造成存储所述预定的标定值。

附图说明

下面结合下列附图描述本发明，其中相同的标记表示相同的元件，其中：

图1是用于实施在车辆例如电动车辆或混合动力电动车辆中的，包括蓄电池组和控制器的蓄电池组系统的功能框图；和

图2是根据示例性实施例的用于平衡车辆的蓄电池组的单格电池单元的电荷状态的方法的流程图，其可与图1的蓄电池组系统一起使用。

具体实施方式

下面的具体描述本质上仅是示例性的，并且并不意在限制本公开或者其应用和使用。而且，绝不意在受在前面的背景技术或者后面的具体描述中出现的任何理论所约束。

图1是车辆的蓄电池组系统100的功能框图。在一个示例性实施例中，蓄电池组系统100用于电动车辆，例如电动汽车。在另一示例性实施例，蓄电池组系统100用于混合动力电动车辆，例如混合动力电动汽车。

如图1所示，蓄电池组系统100包括蓄电池组102和控制系统104。蓄电池组102包括各种单格电池单元106。每个单格电池单元106包括一个或多个蓄电池组单格电池（本文中也称为蓄电池单格电池或单格电池）108。具体来说，每个单格电池单元106包括独自可平衡的单元，其中它的一个或多个蓄电池单格电池108可一起被平衡。

在一个示例中，每个单格电池单元106包括一个蓄电池单格电池108。在另一示例中，每个单格电池单元106包括两个蓄电池单格电池108。在又一示例中，每个单格电池单元106包括三个蓄电池单格电池108。在另外的示例中，每个单格电池单元106包括四个或更多的蓄电池单格电池108。在单格电池单元106包括多个蓄电池单格电池108的示例中，单格电池单元106的该多个蓄电池单格电池108被并联地用物理方法束缚在一起，并且单格电池单元106的多个蓄电池单格电池108的单格电池电压不会彼此不同，除非蓄电池单格电池108被彼此断开。

控制系统104联接到102。控制系统104利用每个单格电池单元106的多个测得的电荷状态值、蓄电池组102的在不同时间点之间的连续测得的测得电流，并利用预定的电荷状态标定值来平衡蓄电池组102的单格电池单元106的电荷状态。控制系统104利用根据示例性实施例的下面参照图2进一步描述的方法200的各步骤来平衡单格电池单元106的电荷状态。

如图1所示，控制系统104包括电压传感器单元110、电流传感器112、电阻器单元114、晶体管单元116、和控制器118。电压传感器单元110包括多个电压传感器120。优选地，电压传感器单元110包括用于蓄电池组102的每个单格电池单元106的独立的电压传感器120。每个电压传感器120对应于单格电池单元106中不同的相应一个，并且被构造成在不同时间点处测量相应的单格电池单元106的电压。电压传感器单元110向电压传感器单元110提供电压测量结果以用于处理并用于根据下面参照图2进一步描述的方法200的各步骤平衡单格电池单元106的电荷状态。

电流传感器112构造成被联接到蓄电池组102。电流传感器112测量蓄电池组102的电流。电流传感器112将电流测量结果提供到控制器118以用于处理并用于根据下面参照图2进一步描述的方法200的各步骤平衡单格电池单元106的电荷状态。在某些实施例中，可使用多个电流传感器112。

电阻器单元114包括多个电阻器122。优选地，电阻器单元114包括用于蓄电池组102的每个单格电池单元106的独立的电阻器122。每个电阻器122被构造成被联接到单格电池单元106中的不同的相应一个。每个电阻器122通过放电引起对单格电池单元106的相应一个的电荷状态的调节，由此平衡单格电池单元106。

晶体管单元116包括多个晶体管124。优选地，晶体管单元116包括用于蓄电池组102的每个单格电池单元106的独立的晶体管124。换句话说，晶体管单元116包括用于电阻器单元114的每个电阻器122的独立的晶体管124。每个晶体管124被构造成联接到电阻器122的不同的相应一个。每个晶体管124被构造成基于由控制器118提供的指示将电阻器122中的相应一个打开或关闭，由此平衡单格电池单元106。

控制器118联接到电压传感器单元110、电流传感器112和晶体管单元116。控制器118从电压传感器单元110和电流传感器112接收电压值。控制器118处理这些值并利用它们来将蓄电池组102的单格电池单元106的电荷状态平衡在预定的标定电荷状态值附近。控制器118通过提供到晶体管单元116的指示来在计算得到的时间量上激活和去激活各种电阻器122，由此基于由控制器118处理的电压、电流和/或其它值来将单格电池单元106的电荷状态调节到预定的电荷状态值附近，从而实现电荷状态调节。

如图1所示，控制器118包括计算机系统130。在某些实施例中，控制器118还可包括传感器112、120中的一个或多个，电阻器122，晶体管124，和/或一个或多个其它装置。另外，应当理解，控制器118可在其它方面区别于图1中所示的实施例，例如区别在于控制器118可被联接到或者以其它方式利用一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统。

在描述的实施例中，计算机系统130被联接到传感器120中的每一个。计算机系统130执行控制器118的功能，例如在从电压传感器单元110和电流传感器112接收信号或信息方面，在处理这些信号或信息方面，和在通过提供到晶体管单元116的相应指示来平衡单格电池单元106方面。在优选的实施例中，根据方法200中的步骤以及下面将进一步描述的各种步骤、子方法、和图2中的属于它们的图形解释来执行这些或其它功能。

在描述的实施例中，计算机系统130包括处理器132、存储器134、接口136、存储装置138和总线140。处理器132执行计算机系统130和控制器118的计算和控制功能，并且可包括任何类型的处理器或多个处理器、单个集成电路例如微处理器、或者联合地工作以实现处理单元的功能的任何合适数量的集成电路装置和/或电路板。在工作中，处理器132执行包含在存储器134内的一个或多个程序144，并且由此控制控制器118和计算机系统130的整体运行，优选地在执行本文描述的方法的步骤方面，例如方法200的步骤以及下面进一步描述的各种步骤、子方法和图2中属于它们的图形说明。

存储器134可以是任何类型的适合的存储器。这可包括各种类型的动态随机访问存储器（DRAM），例如SDRAM，各种类型的静态RAM（SRAM），和各种类型的非易失性存储器（PROM、EPROM和闪存）。总线140用于在计算机系统130的各种部件之间传送程序、数据、状态或其它信息或信号。在优选的实施例中，存储器134存储着上述的程序144，以及一个或多个存储值146，包括用于平衡蓄电池组102的单格电池单元106的上述预定的标定电荷状态值。在某些实施例中，存储器134被定位成和/或被共同定位成与处理器132在相同的计算机芯片上。

接口136允许例如从系统驱动器和/或另一个计算机系统到计算机系统130的通信，并且可使用任何合适的方法和设备来实现。其可包括一个或多个网络接口来与其它系统和部件通信。接口136还可包括一个或多个网络接口来与技师通信，和/或一个或多个存储接口来连接存储设备，例如存储装置138。

存储装置138可以是任何适合类型的存储设备，包括直接访问存储装置，例如硬盘驱动器、闪存系统、软盘驱动器和光盘驱动器。在一个示例性实施例中，存储装置138包括程序产品，存储器134可从该程序产品获得程序144，程序144执行本公开的一个或多个方法的一个或多个实施例，例如方法200以及下面进一步描述的各种步骤、子方法和图2中的属于它们的图形说明。在另一个示例性实施例中，程序产品可被直接存储在存储器134和/或盘（例如盘142）中和/或以其它方式被存储器134和/或盘（例如盘142）访问，例如下面所描述的。

总线140可以是连接计算机系统和部件的任何适合的物理或逻辑手段。这包括但不限于直接硬接线连接、光纤、红外的且无线的总线技术。在工作中，程序144被存储在存储器134中被由处理器132执行。

应当理解，虽然这个示例性实施例是在全功能计算机系统的背景下被描述的，但是本领域技术人员会认识到，本公开的机理能够通过一种或多种非瞬态计算机可读信号传递介质被以程序产品的方式分配，该非瞬态计算机可读信号传递介质用于存储程序及其指令并实现该程序产品的分配，例如传递该程序并在其内包含用于使计算机处理器（例如处理器132）执行且实施该程序的计算机指令的非瞬态计算机可读介质。这种程序产品可采用各种形式，并且无论用于执行该分配的计算机可读信号传递介质的特定类型如何，本公开都同样适用。信号传递介质的示例包括：诸如软盘、硬盘、存储卡和光盘的可记录介质，以及如何数字和模拟通信联线的传输介质。类似地还应该理解的是，计算机系统130也可在其它方面区别与图1中描述的实施例，例如区别在于计算机系统130可被联接到一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统，或者可以其它方式利用一个或多个远程计算机系统和/或其它控制系统。

图2是根据示例性实施例的用于平衡车辆的蓄电池组的单格电池单元的电荷状态的方法200的流程图。方法200可与根据示例性实施例的图1的蓄电池组系统100一起使用。

如图2所示，方法200包括选择蓄电池组的电荷状态的预定的标定值的步骤（步骤202）。预定的标定值是离线选择的，并且优选地在蓄电池组的运行之前被选择。预定的标定值是用于平衡单格电池单元的固定的电荷状态值，并且与方法200过程中任何测量的单格电池单元的电荷状态值无关。

预定的标定值优选地被作为图1的存储器134的存储值146存储在存储器134中，以用于图1的处理器132在平衡图1的蓄电池组102的单格电池单元106时的后续获取和使用。标定值可是基于一些因素被事先选择，这些因素可例如包括蓄电池组的类型，使用蓄电池组的车辆的类型，蓄电池组的使用窗口，和与蓄电池组有关的单格电池化学。

在某些实施例中，预定的标定值可以是单格电池单元的电荷状态容量的约百分之五十（50％），从而表示运行窗口的中点，并且最小化电荷状态的整体偏离。在其它实施例中，可以使用其它值。例如，如果对于特定的蓄电池组和/或车辆来说在电荷状态值的上部范围中的偏离比在电荷状态值的下部范围内的偏离更容易被控制，那么预定的标定值可以比百分之五十（50％）小很多。相反，如果对于特定的蓄电池组和/或车辆来说电荷状态值的下部范围中的偏离比电荷状态值的上部范围中的偏离更容易被控制，那么预定的标定值可比百分之五十（50％）大很多。

在第一时间为单格电池单元测量电压（步骤204）。在优选的实施例中，在第一时间点为图1的单格电池单元106中的每一个测量电压。优选地通过与相应的单格电池单元106相关的图1中的电压传感器120测量电压，并且该电压值由图1中的电压传感器单元110提供给图1中的处理器132以进行处理。在一个实施例中，第一时间表示当图1的蓄电池组102在车辆的点火循环过程中第一次被激活或激发时的时间点或时间段。

在第一时间为单格电池单元确定电荷状态（步骤206）。优选地通过图1的处理器132使用来自步骤204的针对步骤204中所述的第一时间的电压来为图1的单格电池单元106中每一个确定电荷状态。在一个实施例中（例如，用于与没有电压滞后的单格电池化学一起使用），各个单格电池单元的电荷状态可通过二维查询表确定，该二维查询表比较在蓄电池被单独放置（没有充电和放电）足够长的时间之后的电压和温度。在另一实施例中（例如，用于与显示电压滞后的单格电池化学一起使用），必须考虑蓄电池的近期历史，并且可使用复杂的蓄电池状态估计器（BSE）来监测重要的参数并产生属于蓄电池的电荷状态和其它重要信息。

而且，测量蓄电池组的电流（步骤208）。在优选的实施例中，图1的蓄电池组102的电流通过图1的电流传感器112在上面步骤204和206中所述的第一时间、下面步骤212中所述的第二时间、和/或这两个时间之间的一个或多个时间点时被测量。电流值通过图1的电流传感器112被提供到图1的处理器132以用于处理。在一个实施例中，在第一和第二时间之间连续地测量蓄电池组的电流。在优选的实施例中，步骤208中的电流测量在上面步骤204和206中所述的第一时间和下面步骤212中所述的第二时间之间以连续的方式进行，并且电流值由图1的电流传感器112连续地提供给图1的处理器132以用于处理。

在时间段上对蓄电池组的电流求积分（步骤210）。具体来说，在步骤204和206的第一时间和步骤212的第二时间之间对步骤208的测得电流求积分。处理器132优选地在第一时间和第二时间之间对电流值进行积分以在平衡蓄电池组的单格电池单元时所用。

在第二时间测量单格电池单元的电压（步骤212）。在优选实施例中，在第二时间点为图1的单格电池单元106中每一个测量电压。优选地通过与相应的单格电池单元106相关的电压传感器120测量电压，并且通过图1的电压传感器单元110将电压值提供给图1的处理器132以进行处理。

第二时间（如在步骤212中所述的并且也如在步骤208和210中所述的）在上面步骤204和206中所述的第一时间之后。在一个实施例中，第二时间代表了当图1的蓄电池组102在步骤204和206的第一时间的点火循环之后的车辆后续点火循环期间被第一次激活或激发时的时间点或时间段。在另一实施例中，第二时间代表了在和步骤204和206的第一时间处于同一点火循环中、但是在该点火循环期间在之后时间的时间点或时间段。

在第二时间为单格电池单元确定电荷状态（步骤214）。优选地通过图1的处理器132使用来自步骤212的第二时间的电压来为图1的单格电池单元106中的每一个确定电荷状态。该计算类似于在上面步骤206中执行的计算，但是是针对之后的时间段。

在某些实施例中，还可以确定在第二时间时的单格电池单元的电荷状态是否与第一时间时的相应单格电池单元的电荷状态至少有要求的预定百分比差异。在一个实施例中，预定百分比等于在所有各种单格电池单元中的为百分之十（10％）或更大差异的平均值。在这样一个实施例中，如果第二时间时的电荷状态与第一时间时的同一或相应的单格电池单元的电荷状态相比的差异不是至少百分之十（10％），那么该方法必须在等更长时间并且将第二时间重新选择为未来的某个其它时间，其中电荷状态从上述的第一时间段到新选择的时间段已经增加或降低至少百分之十（10％）。此时在所述的上述标准被满足的新时间点，步骤212的电压会被重新测量，并且重新计算步骤214的电荷状态。然后这个新时间点会被认为是用于方法200的目的的第二时间。然后方法200继续，开始于步骤216，如下直接所述。如所提及的，上面的，所要求的预定百分比差异在不同实施例中可以变化。

还对将要使单格电池单元的电荷状态与预定的标定值一致的每个单格电池单元计算电荷状态的变化（步骤216）。具体来说，在某些实施例中，对于每个单格电池单元，计算步骤214的第二时间（或某个其它当前时间）的电荷状态和步骤202的预定的标定值之间的差。优选地通过图1的处理器132利用步骤214的电荷状态和从图1的存储器134的存储值146获得的预定的标定值来对图1的单格电池单元106中的每一个计算这个电荷状态差。

而且，计算电荷状态的变化率（步骤218）。具体来说，计算步骤206的电荷状态与步骤214的电荷状态之间的在它们的第一时间段和第二时间段之间的变化率，或者斜率。优选地由图1的处理器132通过从步骤214的电荷状态减去步骤206的电荷状态再用得到的差除以步骤210的积分电流来为图1的单格电池单元106中的每一个计算电荷状态的变化率。

然后执行关于需要从每个单格电池移除以满足电荷状态目标的电荷量（例如要求的安培-小时数）的计算（220）。在一个实施例中，使用下面的方程来计算要从每个单格电池移除的安培-小时量：

其中代表所要求的安培-小时数，n代表特定的单独的单格电池单元，代表在第二时间点时该单格电池单元的电荷状态，代表该单格电池单元的目标电荷状态，m代表在两个电荷状态采集点之间（即，在上述第一和第二时间段之间）的该单格电池单元的电荷状态相对于积分的安培-小时的斜率或变化，而min代表括号中的表达在所有单格电池单元中的最小值。在使用这个方程时，其是特定单格电池单元的为满足电荷状态目标所要消耗的安培-小时与任意单格电池单元的为满足电荷状态目标所要消耗的安培-小时数的建议基线或最小值之间的差。

在某些实施例中，可为每个单格电池单元计算放电时间（步骤222）。具体来说，对于每个单格电池单元，计算将会导致从该单格电池单元的等于步骤220的计算量的安培-小时放电的时间量。优选地相对于图1的电阻器单元114的相应的电阻器122需要由图1的晶体管单元116的相应的晶体管124运行或激活以放出图1的相应的单格电池单元106的安培-小时，从而使消耗的安培-小时等于上面步骤220中所计算的安培-小时所经过的时间量，来计算图1的每个单格电池单元106的放电时间。移除步骤220中计算的安培-小时的结果是单格电池单元中的每一个的电荷状态在单格电池单元的平均电荷状态等于目标电荷状态时将被平衡在步骤202的目标电荷状态。因此，电荷状态将被平衡在目标电荷状态（等于步骤202的预定的标定值）。

然后单格电池单元都被平衡（步骤224）。在一个实施例中，图1的处理器132提供指令到图1的晶体管124以激活或打开图1中的它们相应的电阻器122，直到消耗了在步骤220计算的要求数量单位的电荷（例如安培-小时）。在这样一个实施例中，指令包括电阻器122必须运行以移除期望数量安培-小时的时间量。在任一种情况中，此后电阻器122运行直到步骤220中计算的安培-小时已经从图1中的对应于每个特定的电阻器122的单格电池单元106中每一个移除。

因此，以上参照图2描述的方法200，以及以上参照图1描述的蓄电池组系统100，能够实现潜在地改善对车辆的高压蓄电池组的单格电池单元的平衡。这些单格电池单元是参照固定的、预定的标定点被平衡的。这允许这些单格电池单元被高效地参照固定点平衡，而不是要求蓄电池组像现有技术一样被连续地重新平衡，尤其是在新旧单格电池被组合地一起用于蓄电池组中的情况下。

应当理解的是，所公开的系统、方法和程序产品可以不同于在附图中描绘和本文中描述的那些。例如，蓄电池组系统（包括蓄电池组、控制器、和/或其各种部件）可不同于图1中所描述和参照图1所描述的。而且，应当理解的是，方法200的某些步骤可不同于图2-3所描绘的和参照图2-3所描述的。同样地还应该理解的是，方法200的某些步骤可同时进行或以不同于图2-3所描绘的和参照图2-3所描述的顺序进行。同样地还应该理解的是，所公开的方法、系统和程序产品可与任何数量的不同类型的汽车、轿车、运动型多用途车、卡车、任何数量的其它不同类型的车辆联合地实施和/或使用。而且，所公开的系统、方法、和程序产品也可在各种其它应用中被使用，例如备用电源，例如用于电信或建筑的后备电力。

虽然在前面的详细描述中给出了至少一个示例性实施例，但应该理解的是还存在大量的变型。应该理解的是，一个或多个示例性实施例仅作为示例，并且并不是用来限制本发明的范围、应用性或构造。相反，前面的具体描述将为本领域技术人员提供方便的指导以实施该一个或多个示例性实施例。应当理解的是，在不脱离如所附权利要求和其合法等同方式所限定的本发明的范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

Claims (13)

1.一种用于平衡车辆的蓄电池组的多个单格电池单元的电荷状态的方法，

所述方法包括以下步骤：

在第一时间确定所述多个单格电池单元中每一个的第一电荷状态值；

在第一时间之后的第二时间确定所述多个单格电池单元中每一个的第二电荷状态值；

确定第一时间和第二时间之间的该蓄电池组的电流；和

使用所述第一电荷状态值、第二电荷状态值、和所述电流通过处理器来将所述电荷状态平衡在预定的标定值附近。

2.如权利要求1所述的方法，其中：

确定第一电荷状态值的步骤包括如下步骤：

在第一时间通过电压传感器测量所述多个单格电池单元中每一个的第一电压值；和

使用所述第一电压值确定所述多个单格电池单元中每一个的第一电荷状态值；以及

确定第二电荷状态值的步骤包括如下步骤：

在第二时间通过所述电压传感器测量所述多个单格电池单元中每一个的第二电压值；和

使用所述第二电压值确定所述多个单格电池单元中每一个的第二电荷状态值。

3.如权利要求2所述的方法，其中确定电流的步骤包括如下步骤：

在第一时间和第二时间之间连续地积分所述蓄电池组的电流，从而产生积分电流。

4.如权利要求3所述的方法，其中平衡电荷状态的步骤包括如下步骤：

使用第一电荷状态值、第二电荷状态值、和所述蓄电池组的所述积分电流计算所述多个单格电池单元中每一个的要被放电的电荷量；和

运行多个单格电池单元中每一个的电阻器直到所述电荷量被放电。

5.如权利要求4所述的方法，还包括如下步骤：

计算为达到所述预定的标定值要从所述多个单格电池单元中每一个移除的电荷量；和

使用要被移除的电荷量和所述多个单格电池单元中每一个的当前电荷状态计算所述多个单格电池单元中每一个的放电时间。

6.如权利要求5所述的方法，其中每个单格电池单元的当前电荷状态包括第二电荷状态值。

7.如权利要求5所述的方法，其中计算放电时间的步骤包括如下步骤：

计算所述多个单格电池单元中每一个的每小时的安培变化率；和

使用所述每小时的安培变化率通过所述处理器计算所述放电时间。

8.一种用于平衡车辆的蓄电池组的多个单格电池单元的电荷状态的系统，所述系统包括：

多个电压传感器，所述多个电压传感器中每一个都被构造成在第一时间测量所述多个单格电池单元中每一个的第一电荷状态值和在第一时间之后的第二时间测量所述多个单格电池单元中每一个的第二电荷状态值；和

电流传感器，其构造成测量该蓄电池组的电流；和

控制器，其联接到所述多个电压传感器和所述电流传感器，并且构造成使用所述第一电荷状态值、第二电荷状态值和所述电流将所述电荷状态平衡在预定的标定值附近。

9.如权利要求8所述的系统，其中所述控制器还被构造成：

在第一时间和第二时间之间积分所述电流，从而产生积分电流；和

使用所述第一电荷状态值、第二电荷状态值和所述积分电流将所述电荷状态平衡在预定的标定值附近，

使用所述电荷状态和所述积分电流将所述电荷状态平衡在预定的标定值附近。

10.如权利要求9所述的系统，还包括：

多个电阻器，多个电阻器中每一个都构造成被联接到所述多个单格电池单元中对应的一个；

其中所述控制器被进一步构造成：

通过处理器使用所述电荷状态和所述蓄电池组的在第一时间和第二时间之间的积分电流计算所述多个单格电池单元中每一个的要被放电的电荷量；和

提供指令以运行所述多个单格电池单元中每一个的电阻器直到所述电荷量被放电。

11.如权利要求10所述的系统，还包括：

多个晶体管，多个晶体管中每一个都联接到处理器并且联接到所述多个电阻器中的相应一个，并且都被构造成基于由所述控制器提供的指令激活所述多个电阻器中的相应一个。

12.如权利要求11所述的系统，其中所述控制器进一步被构造成：

计算为达到所述预定的标定值要从所述多个单格电池单元中每一个移除的电荷量；和

使用要被移除的电荷量和所述多个单格电池单元中每一个的当前电荷状态计算所述多个单格电池单元中每一个的放电时间。

13.如权利要求8所述的系统，其中所述控制器包括：

处理器；和

存储器，其联接到所述控制器并构造成存储所述预定的标定值。