CN104904092A - 能量存储控制系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种给电网提供电力的系统包括与电网相连的能量存储装置和与能量存储装置相连以在休眠期内测量能量存储装置的状态的传感器，该休眠期对应于以下时间段，在该时间段期间，流过能量存储装置的电流被减小到允许评估能量存储装置的状态的水平。该系统还包括与用于测量能量存储装置的状态的传感器相连的控制器。该控制器可选择地建立用于能量存储装置的休眠期。所述休眠期通过在正常运行中断的最小化和对更新能量存储装置状态的测量结果的需求之间的优化来建立。

Description

能量存储控制系统和方法

相关申请

本申请要求于2012年12月28日提交的美国临时专利申请序列号61/751,409和于2013年3月15日提交的美国临时专利申请序列号61/800,208的依照35U.S.C.119(e)的权益，这两份申请兹被援引纳入。

背景技术

除非本文另有指明，否则本部分中所述的资料不是本申请的权利要求的现有技术，而且并不因为加在此部分中而被认为是现有技术。

采用一个或多个电池系统以支持推进功能、起停功能和/或再生制动功能的车辆可被称为xEV，在这里，术语“xEV”被定义为包含所有下述的电动车辆或其任何变型或者组合。

“起停车辆”被定义为这样的车辆，它能在车辆停止时熄火燃烧发动机并使用电池(能量存储)系统继续给包括娱乐系统、导航系统、照明系统或其它电子装置在内的装载于车辆上的耗电装置供电以及在需要推进力时重新起动发动机。缺少制动再生或电动推进使“起停车辆”有别于其它形式的xEV。

如本领域技术人员将理解的，混合动力电动车辆(HEV)融合了内燃机(ICE)推进系统和电池供电型电动推进系统例如48伏、130伏或300伏系统。术语“HEV”可以包括混合动力电动车辆的包含例如像制动再生、电动推进和起停这样特点的任何变型。

一种特定类型的xEV是微混合动力车辆(mHEV或micro-HEV)。微混合动力车辆一般在被限定为低于60伏的低电压下运行。微混合动力车辆一般提供起停功能并因其采用制动再生功能而有别于“起停车辆”。制动再生电力的范围一般能从2千瓦至最高12千瓦，但也可出现其它数值。微混合动力车辆也能提供一定程度的电动推进力给车辆。如果有，则推进力大小一般将不足以为车辆提供全动力。

全混合动力系统(FHEV)和轻混合动力系统(Mild-HEV)可以使用一个或多个电动机、只使用内燃机或者使用两者来提供动力和其它电力给车辆。FHEV一般是高电压(大于60伏)，通常在200至400伏之间。轻混合动力系统一般在60至200伏之间运行。根据车辆的大小，Mild-HEV能提供10至20千瓦的制动再生或推进力，而FHEV提供15至100千瓦。Mild-HEV系统也可以在例如加速过程中施加一定程度的动力辅助来补充所述内燃机，而FHEV通常可以在短时间内以电动机作为唯一的推进力来源并通常采用电动机作为比Mild-HEV更大的推进力来源。

另外，插电式电动汽车(PEV)是可由外电源如壁插座来充电的任何车辆，并且储蓄在可充电电池组中的能量驱动车轮或有助于驱动车轮。PEV是xEV的子范畴，其包括全电电动车辆或电池电动车辆(BEV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)和混合动力电动车辆和传统内燃机车辆的电动车辆变形。BEV完全由电力驱动并缺少内燃机。PHEV具有内燃机和电动力源，此时电动力能提供全部或几乎全部的车辆推进需求。PHEV能采用纯电动模式(“EV模式”)、纯内燃模式和混合模式中的一种或多种。

与仅采用内燃机和传统电力系统的更传统的燃油动力车辆相比，上述xEV可带来许多优点，所述传统电力系统一般是由铅酸电池供电的12伏系统。例如，与传统车辆相比，xEV可产生更少的不希望有的排放物并可显示出更高的燃油效率，而且在某些情况下，这样的xEV可完全无需使用汽油，就像在某些类型的BEV中出现的那样。

随着xEV技术不断发展，人们需要为这种车辆提供改进的动力源(如电池系统或模块)。例如人们希望增大这种车辆在无需电池再充电情况下可行驶的距离。另外，改善这种电池的性能并降低与电池系统相关的成本也可能是符合期望的。

人们已发现，传统的xEV在功能上受到为其电动机/发电机和车辆附件供电的其电能系统的限制。电动机一般通过需要蓄能的电源来供电，该电源适用于大功率放电以及适用于由各种不同行驶状况所产生的用电需求。

车辆电池需要小心管理以促成正确稳定的运行。可以测量电池的各种特性，包括温度、电压、电流和其它。须由可测特性例如总电容和“荷电状态”(SOC)来评估其它状态，荷电状态是电池中可用电能大小的量度。对于xEV，电池特性对其被测时的状况敏感。因此，可能难以同时既使用电池又表述电池特性。在电动车辆或混合动力车辆中，SOC允许估算出车辆可驶过的潜在距离。

作为典型车辆运行的一部分，频繁地进行SOC评估。评估SOC的手段有许多，但大多数方法采用了两种主要方法的一些组合：电压查找和电流积分。电压查找法利用电池的开路电压随荷电状态而变的事实。此方法将采用转换函数来允许被测电压用作确定SOC的手段。电流积分法以已知的SOC和电池的总电容开始并且加上/减去电池的电荷吞吐量。

这些方法中的每一种方法都有明显的不足。电压查找法遇到以下事实：当电流为零且电池完全平衡时(这实际上很少见)，电池的端子电压只等于开路电压。而且，对于某些电池化学作用，开路电压在SOC数值的宽广范围内都是近似恒定的，使得电压成为差的SOC预测指标。电流积分遇到以下事实：精度因测量误差、偏压和不统一的电池库伦效率而逐渐降低。

状态评估且尤其是SOC评估对于大多数形式的锂离子电池的使用来说是重要的。这是因为电池如果在规定工作状况以外被操作话就可能受损或变得不稳。另外，锂离子缺少在镍-金属化学作用和铅-酸化学作用中发现的“氧化还原”反应或“顶充”反应，此时电池过充(在极限范围内)产生无害的副产物。因此，安全运行要求以一定的合理精确程度知晓SOC。

一般，能量存储装置的可靠状态评估如SOC评估只能很少见地进行。例如只能偶尔执行基于开路电压的SOC评估并且只有当车辆未正被驾驶时。因此，能量存储装置的SOC的任何评估在车辆操作过程中变得越来越不精确，因为从最后的精确测量之后的时间延长。这种效果对微混合动力车辆、轻混合动力车辆和混合动力电动车辆而言尤其如此，因为充电/放电工作周期相对密集。

为了克服这些不准确的SOC评估，传统的做法简单提供一个用于运算误差的大裕度。提供用于运算误差的大裕度可能显著增大电池尺寸，增加车辆整体成本。没有相应提高精度地缩小误差范围可能导致能量存储装置的过充或未充满，这可能造成能量存储装置的不稳定、故障和/或寿命缩短。

因此，需要一种系统和方法，它们允许精确评估车辆电池中所用的能量存储装置的状态，尤其是那些车辆如采用大功率制动再生和电动推进功能的微混合动力车辆、轻混合动力车辆和混合动力电动车辆。

发明内容

本文披露了能量存储控制系统和方法。

在一个方面，一种用于提供电力给车辆电网的系统包括与该电网相连的能量存储装置和与该能量存储装置相连以测量休眠期内的能量存储装置的状态的传感器，该休眠期对应于以下时间段，在该时间段期间，流过能量存储装置的电流被减小至允许状态评估的水平。该系统还包括被连接至该传感器的用于依据可用数据来评估能量存储装置的状态的控制器，所述可用数据可包括电压数据、电流数据、温度数据和其它数据。该控制器建立用于能量存储装置的休眠期。所述休眠期通过在尽量减小正常车辆运行的中断和更新能量存储装置状态的测量结果的需求之间的优化来建立。

在另一方面，提供一种用于控制给电网施加储蓄电力的计算机执行方法。ESS与该电网相连以提供储蓄电力电流给电网以供电网负载运行。所述ESS包括一个或多个能量存储装置，它们可包含铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池、锌溴电池、锂硫电池、液流电池、多价金属电池和金属空气电池以及其它类型电池。同样，可采用不同类型的电容器如电解电容器、双电层电容器(EDLC)、锂电容器、赝电容器、非对称电容器、超级电容器或其它类型电容器。在ESS包括许多能量存储装置的情况下，这些装置可直接或是通过调整装置如DC/DC变换器、开关或类似器件相互电连接。其中一个或多个所述的能量存储装置也能直接或通过调整装置被连接至车辆电网。该方法包括建立能量存储装置的休眠期，在所述休眠期内，流过能量存储装置的电流被减小至允许状态评估的水平。另外，所述休眠期是通过在尽量减小车辆正常运行的中断和更新能量存储装置测量结果的需求之间的优化而建立的。该方法进一步包括测量在该休眠期内的“休眠”能量存储装置的状态。

在又一个方面，计算系统包括处理单元和存储指令的存储装置，所述指邻可在由该处理单元执行时运行，以造成该处理单元执行测量休眠期内的能量存储装置状态的方法。该方法包括建立休眠期，在该休眠期内，流过能量存储装置的电流被减小至允许状态评估的水平。减小流过该装置的电流可通过使该装置从车辆电网物理断开或者通过使用控制器来保持减小电流来实现。此方法也测量能量存储装置的状态，在休眠期内自传感器接收关于能量存储装置的状态的信息，存储关于能量存储装置的信息，并确定对关于状态的存储信息的精度的置信水平。该方法还包括评估将由能量存储装置断开造成的正常运行中断的程度，并且依据对存储状态精度的置信水平和能量存储装置断开所造成的策略中断的程度来确定何时建立用于新状态测量和能量存储装置的新状态的存储的休眠期。

在另外一个方面，一种用于提供电力给车辆电网的系统包括能量存储系统，它具有与车辆电网相连的多个能量存储装置。该系统还包括建立用于所述多个能量存储装置中的每一个能量存储装置的休眠期的控制器，在所述休眠期内，流过各自能量存储装置的电流被减小至近似为零安培，该休眠期是根据运行策略建立的，以便没有不利地影响到车辆正常运行。

通过阅读以下在合适情况下参照附图的详述说明，本领域普通技术人员将会清楚了解这些以及其它的方面、优点和替代方式。另外应该理解的是，在发明内容部分和本文的其它部分中给出的公开内容是想要仅举例性而不是限制性地详述实施方式。

附图简介

当参照附图来阅读以下详细说明时，将会更好地理解本文的这些和其它的特征、方面和优点，在这些附图中，相同的符号代表相同的零部件，其中：

图1是根据本发明的一个实施例的车辆(xEV)的立体图，其具有为车辆贡献全部动力或部分动力的电池系统；

图2是根据本发明的一个实施例的呈混合动力电动车辆(HEV)形式的图1的xEV实施例的示意剖视图；

图3是根据本发明的一个实施例的呈微混合动力电动车辆(mHEV)形式的图1的xEV实施例的示意剖视图；

图4是图3的mHEV实施例的示意图，示出根据本文的一个实施例的在整个mHEV内的动力分配；

图5是示出了可控能量存储系统的组成部件的框图；

图6是图5所示的能量存储装置的元件的功能框图；

图7是在传统现有技术的动力系统中的能量存储装置如电池的充放电的示例性曲线图；

图8是在受控能量存储动力系统中的能量存储装置如电池的充电和放电的示例性曲线图；

图9是控制器所执行的电池使用策略的实施例的流程图；

图10是涉及当电流流动非近零时能量存储装置的模型拟合工作过程的实施例的流程图；

图11是控制器所执行的电池使用策略的另一实施例的流程图，该控制器优化测量质量可接受性和设定能量存储装置至近零电流的能力，而没有过分中断车辆正常运行；

图12是示出了较短的休眠期如何导致可测状态的评估状态的精度降低的曲线图；

图13是示出了能量存储系统的控制器的组成部件的框图；和

图14是示出了示例计算机程序产品的概念局部图的示意图。

具体描述

在以下的详细说明中，参照形成说明书一部分的附图。在附图中，相似的符号一般标识相似的零部件，除非文字另有所指。在具体描述、附图和权利要求书中描述的示范性实施方式不是想起到限制作用。可以在不脱离本文所述主题的精神或范围的情况下采用其它实施方式并做出其它改动。将会容易理解，如在此总体描述且如图所示的本发明的各方面可以按照各种各样的不同体现形式来安排、替代、组合和划分以及设计，所有这些在本文中都明确加以考虑。

如上所述，存在几种不同类型的xEV。虽然某些车辆生产商如特斯拉(Tesla)只生产xEV并因此能以xEV为起点来设计车辆，但大多数车辆生产商主要生产传统内燃机。因此，当其中一位生产商也想生产xEV时，其通常采用其中一种传统车辆平台为起点。如能认识到地，当车辆最初被设计成采用由单个铅酸电池供电的传统电动系统并只采用内燃机为原动力时，将这样的车辆转变成其HEV形式可能产生许多组装问题。例如FHEV不仅采用这些传统组成部件，而且须加入一个或多个电动机连同其相关零部件。又例如，mHEV也不仅采用这些传统组成部件，也须将较高电压的电池(如48伏锂离子电池模块)连同其它组成部件如皮带式一体化起动发电机安放在车辆中以补充或替代12伏铅酸电池，该皮带式一体化起动发电机有时被称为如以下还详述的皮带交流发电机起动机(BAS)。因此，如果电池系统可被设计成减轻这样的组装问题，则它将使得把传统车辆平台转变为xEV更便宜高效。如本文所用，BAS不是想要局限于皮带交流发电机起动机，因为可采用其它类型的驱动装置。

本文所述的电池系统可被用来提供电力给许多不同类型的xEV以及其它的能量存储应用装置(如输电网电力储蓄系统)。这样的电池系统可以包括一个或多个电池模块，每个电池模块具有多个电池单元(如锂离子电化学电池单元)，它们布置成提供有效用于给例如xEV的一个或多个组成部件供电的特定电压和/或电流。当前所述的实施方式包含能提供超过一种电压的锂离子电池模块。特别是，某些所披露的电池系统可提供第一电压(如12伏)给例如采用传统起动马达的燃烧发动机的电打火系统和/或支持传统的12伏附件负载，并且可提供第二电压(如48伏)以便例如在燃烧发动机不工作时给BAS供电和给一个或多个车辆附件供电，以便用在例如微混合动力系统中。确实，在一些实施方式中，不仅单个电池系统可提供两种电压(如12伏和48伏)，而且其也能由具有等于传统12伏铅酸电池的形状系数的电池组提供所述两种电压，于是使得把传统车辆组装转变成mHEV变得更加简单、便宜和高效。

本实施方式也包括物理电池模块特征、组装组成部件、制造和组装技术等，其帮助提供所述的具有期望形状系数(如对应于传统铅酸电池的尺寸)的电池模块和系统。另外，如下所详述的，所披露的电池模块实施方式包括许多传热装置(如散热器、液体冷却块、传热泡沫材料、相变材料(PCM)等)，其可被用来在运行中被动或主动地保持电池模块的一个或多个温度。

通过前面所述，图1是呈汽车(如轿车)形式的xEV10的立体图，该汽车具有根据本实施方式的电池系统20用于如上所述地给车辆10提供全部动力或部分动力(如电力和/或原动力)。虽然xEV10可以是任何上述类型的xEV，但作为具体例子，xEV10可以是这样的mHEV，其包括配备有微混合动力系统的内燃机，该微混合动力系统包括起停系统，该起停系统可利用电池系统(能量存储系统)20在起停周期内给至少一个或多个附件(如AC、灯、控制台等)以及内燃机的打火系统供电。

另外，虽然xEV10如图1所示为轿车，但车辆类型在其它实施方式中可以是不同的，所有这些车辆都打算落入本文的范围内。例如xEV10可以是包括卡车、公共汽车、工业车辆、摩托车、游艺车、舟艇或可受益于电力使用的任何其它类型车辆的车辆代表。另外，虽然电池系统20如图1所示位于后备箱或车辆尾部中，但根据其它实施方式，电池系统20的设立位置可改变。例如，电池系统20的位置可根据车辆内的可用空间、车辆的期望重量平衡、与电池系统20(如电池管理系统、排风或冷却装置等)连用的其它组成部件的设立位置和各种其它考虑来选择。

图2示出了图1的xEV10的实施方式的局剖示意图，其以具有电池系统20的HEV形式来提供，该电池系统包括一个或多个电池模块22。尤其是，如图2所示的电池系统20朝向车辆10的后部布置在油箱12附近。在其它实施方式中，电池系统20可紧邻油箱12来布置，设置在车辆10的后部的单独隔舱中(如后备箱)，或者设置在xEV10内的其它合适位置。另外，如图2所示，内燃机14可被设置用于当xEV10利用汽油动力来推进车辆10的时候。车辆10也包括电动机16、动力分配装置17和作为传动系统的一部分的发电机18。

如图2所示的xEV车辆10可单独由电池系统20、单独由燃烧发动机14或者既由电池系统20也由发动机14来提供动力或驱动。应该注意，在这种做法的其它实施方式中，可采用其它类型的车辆和车辆传动系统配置，并且图2的示意图不应被认为是在限制本申请所述主题的范围。根据各不同实施方式，电池系统20的尺寸、形状和设置位置、车辆类型、xEV技术类型和电池化学尤其可以不同于所示或所述的情况。

电池系统20可以总体包括一个或多个电池模块22，每个电池模块具有如以下详述的多个电池单元(如锂离子电化学电池)。电池系统20可包括用于将多个电池模块22相互连接和/或连接至车辆用电系统的其它组成部件的特征或零部件。例如电池系统20可以包括负责监视并控制一个或多个电池模块22的电性能或热性能的特征。

图3示出了图1的xEV10的另一实施方式的示意剖视图，其以具有电池系统20的mHEV10形式来提供。如上所述，用于与mHEV10的微混合动力系统连用的电池系统20可以包括单个电池，该电池提供第一电压(如12伏)和第二电压(如48伏)并在尺寸方面基本等于在传统内燃机中使用的12伏铅酸电池。于是在转变成mHEV前，这样的电池系统20可被安放在mHEV 10内的已容置传统电池的位置处。例如如图3所示，mHEV 10可包括与典型的燃烧发动机车辆的铅酸电池相似地定位(如在车辆10的引擎罩下方)的电池系统20A。又例如在一些实施方式中，mHEV 10可以包括位于mHEV 10的质量中心附近的例如在司机座椅或乘客座椅下方的电池系统20B。再例如在某些实施方式中，mHEV 10可以包括位于后排乘客座椅下方或靠近车辆后备箱的电池系统20C。应该认识到，在一些实施方式中，将电池系统20(如电池系统20B或20C)定位在车辆内部中或附近可允许使用来自车辆内部的空气冷却电池系统20(如利用如以下详述的散热器或强制空冷设计)。

图4是图3的mHEV 10的实施方式的示意图，其具有设置在车辆10的引擎罩下方的能量系统21并包括电池系统20。如以上所提到且如下所详述地，电池系统20可进一步具有与典型的铅酸电池相当的尺寸以限制或消除mHEV10的设计改动来适应电池系统20。另外，如图4所示的电池系统20是三端子电池，其能提供两种不同输出电压。例如，第一端子24可提供接地连接，第二端子26可提供12伏输出，第三端子30可提供48伏输出。如图所示，电池模块22的48伏输出可被耦接至BAS 29，其可被用于在起停周期内起动内燃机33，而电池模块22的12伏输出可被耦接至传统打火系统(如起动机马达28)以在BAS29未被如此使用时起动内燃机33。也应该理解，BAS 29也可获得来自再生制动系统等(未示出)的能量以便再充电该电池模块22。

应该认识到电池模块22的48伏输出和12伏输出也可被供给mHEV 10的其它组成部件。可采用根据本实施方式的48伏输出的组成部件的例子包括散热器冷却风扇、气候控制风扇、电动力转向系统、主动悬挂系统、电动空调系统、自动泊车系统、冷却式座椅、电动油泵、电动增压器/电动涡轮增压器、电动水泵、加热式座椅、加热式风挡/除霜器和引擎打火系统。可采用根据本实施方式的12伏输出的组成部件的例子包括窗升降马达、阅读灯、胎压监视系统、天窗马达控制系统、电动座椅、报警系统、信息娱乐联网功能、导航功能、车道偏离警告系统、电动驻车制动器和外光源。上述例子不是穷举性的，所列的例子之间可能有交叠。确实，例如在一些实施方式中，以上与48伏负载相关被列出的功能相反可以采用12伏输出，反之亦可。

在所示的实施方式中，电池模块22的48伏输出可被用来给mHEV 10的一个或多个附件供电。例如如图4所示，电池模块22的48伏输出可被耦接至mHEV 10的加热、通风和空调(HVAC)系统32(如包括压缩机、加热线圈、风扇、泵等等)，以允许司机在车辆运行期间内控制mHEV 10内部温度。当内燃机33已熄火且没有通过发动机充电提供任何电力时，这在mHEV 10中在空转期间内是尤其重要的。还如图4所示，电池模块22的48伏输出可被耦接至车辆控制板34，车辆控制板可以包括娱乐系统(如收音机、CD/DVD播放器、荧光屏等)、警告灯和指示器、用于操控mHEV 10的控制系统等等。因此，应认识到48伏输出可以在某些情况下提供更高效的电压，在该电压下运行mHEV10的附件(如相比于12伏)，尤其当内燃机33熄火(如在起停周期内)时。也应该认识到，在一些实施方式中，电池模块22的48伏输出也可被供给mHEV 10的任何其它合适的组成部件和/或附件(如灯、开关、门锁、窗用马达、刮雨器等等)。

而且，如图4所示的mHEV 10包括车辆控制单元/模块(VCM)36，其可控制车辆10的各组成部件的一个或多个运行参数，并且VCM 36可包括至少一个存储器和至少一个被编程来执行这样任务的处理器。与mHEV 10的其它组成部件一样，电池模块22可通过一条或多条通信线38被联接至VCM 36，从而VCM 36可接收来自电池模块22的输入，确切说是来自电池模块22的电池控制模块(BCM)的输入(如下详述)。例如VCM 36可接收来自电池模块22的与各个参数相关的输入如荷电状态和温度，并且VCM36可利用这些输入来确定何时充电和/或放电该电池模块22，何时中断电池模块22的充电，何时起动和停止mHEV 10的内燃机33，是否使用BAS 29或起动机28等。

如上所述，在微混合动力车辆、轻混合动力车辆和混合动力电动车辆中，需要测量或评估可能是能量存储系统(ESS)的众多储蓄装置之一的能量存储装置的各种状态以维持正确的功能，包括电动推进、制动再生和其它功能。作为ESS状态的一个例子，SOC表示就电池单元为提供能量或接收能量所具有的额定容量而表示的当前/目前电容，并且其是保证电池模块/电池组的电池单元的安全充放电所需要的参数之一。因此，SOC提供电池单元的当前状态并允许电池单元在适用于电池单元和电池组寿命延长的水平下安全地充放电。因此，SOC有助于电池单元和电池组的管理。另外，因为SOC依据从被测的电池单元电压和温度参数获得荷电水平，故可充电的电池单元可显示随时间温度而变的放电特性。

如图所示，SOC通常以能量存储装置(即电池单元或电池组)电容的百分比形式来测量，此时充满电的能量存储装置为100％，放完电的为0％。充满电/放完电的定义取决于能量存储装置的化学作用和应用。可与能量存储装置的额定电容相关地说明提到SOC，因此如果能量存储装置具有100％的SOC，则它处于能量存储装置的满额定电容。能量存储装置的实际电容已知随时间而恶化，此时能量存储装置的最大电容和电力输入/输出随时间而减小，因为能量存储装置的化学作用和内部性能恶化。

已知的是根据评估的能量存储装置状况来控制车辆中的电网以便优化电力使用、管理能量存储装置的有效使用寿命并提高车辆的燃油经济性。伴随更好的评估，变得可以通过缩小电池尺寸来实现成本降低。不幸的是，想要这样做的现有计划遇到了无法获得关于能量存储装置状态的精确信息的问题。当能量存储装置处于休眠且没有从中汲取能量时，非常准确的评估能量存储装置的状态如荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)、电容或电阻只能间接地偶尔进行。

当车辆处于运行时，在电池处于休眠时完成测量的机会很少。因为偶尔进行能量存储装置状态的高精度测量，故能量存储装置状态的任何存储评估结果在最后精确测量以后的时间内的不准确性增强。因为许多能量存储装置如电池在良好控制的条件下最佳工作，故精确知道能量存储装置的状态且保持能量存储装置在可接受的条件范围内工作是重要的。应对此问题的一种做法是“快充”某些类型的电池，从而电池被充满。此做法效率低下并且没有为将来的充电留下多少空间。已接受的另一种做法是电池的被测状态或评估状态是不准确的并且仅提供了用于运算误差的大范围。可惜的是这种做法也是昂贵的。

因而，本做法针对的是电力控制系统，其所执行的电池使用策略有助于在车辆运行中的电池状态评估。这些评估在电池休眠期内进行，其对应于允许SOC的评估/估算的电池电流水平。在一个实施方式中，与能量存储装置相连的传感器被用来在休眠期内测量能量存储装置的状态，该休眠期对应于此时流过能量存储装置的电流被减小到允许评估状态如电阻、电容、开路电压(OCV)、荷电状态(SOC)和健康状态(SOH)的程度的时间跨度。

在一个实施方式中，允许这种评估的电流水平可以等于零或近似为零。该电池使用策略被设置成保证电池在车辆的驱动模式中具有定期的或可选择建立的休眠期以方便状态评估。这些休息点的建立是通过依据以下两个标准的优化：1)尽量减少对在其它方面最佳的策略的中断，和2)需要执行状态评估动作的迫切性。在一个实施方式中，休眠点策略进一步体现为与休眠事件的频率相关地优化休眠事件的持续时间。因此，该策略建立了允许这些休眠事件的筹划减少的适当的休眠事件时期。在组合式能量存储系统情况下，这些休眠点针对一个能量存储装置/组成部件来选择，而其余的能量存储装置和/或其它电力发生装置(如发电机)可以继续应对和支持任何或全部的车辆负载要求。

状态评估的例子尤其可以包括SOC、剩余电容、电阻、退化和在ESS中的一个或多个能量存储装置的电池单元之间的电荷失衡。该休眠期也可以提供缓解可能在休眠期内暴露出的任何问题如失衡的机会。或者，这些问题可以在进一步的休眠期内来解决。

根据本文，SOC是通过将在休眠期内的预测电池电压与开路电压和SOC之间的已知关系相比较而专门确定的。作为本文的另一方面，可以在许多温度下建立开路电压和SOC之间的关系，并且可以在SOC评估中利用能量存储装置的温度。如果这些变量和状态时已知或被发现能预测SOC，则其它的变量和状态也可以被用来评估SOC。预测能力也适用于其它状态。

可测电池状态测量的另一个例子可以借助通过将OCV设定至被测端子电压来确定SOC来获得。所述SOC是其中一个可测状态，而SOC和OCV之间的关系是确定性的。如果OCV是已知的，则可以确定SOC，反之亦然。因为OCV只等于用于张弛电池的端子电压，故需要经过足以用于精确测量的时间后在张弛电池上获得OCV。

虽然在图1-4中所示为轿车，但车辆10的类型可以是实施专用的，因而可以在其它实施方式中是不同的，所有这些实施方式旨在落入本文范围内。例如车辆10可以是卡车、公共汽车、工业车辆、摩托车、游艺车、舟艇或任何其它类型的车辆。在车辆具有内燃机(ICE)的情况下，内燃机位于车辆内的发动机舱中。

ESS的示例性实施例包括一个或多个能量存储装置并被配置应用在微混合动力车辆中，其具有许多功能如起停和再生制动。如图5所示，ESS100包括电池模块22，其包括成对的(双)能量存储装置(E1)102和(E2)104、电压/电流/功率流调整装置106和ESS控制器或控制单元108。在一个实施方式中，调整装置106可以是DC/DC转换器单元。如图所示，能量存储装置102被连接至电附件110，能量存储装置104被连接至起动机单元28和发电机/交流发电机单元29。如上所述，起动机单元28和发电机/交流发电机单元29可以被合并成一体化起动发电机，其提供起动机功能和发电机功能。

如图所示，起动机单元28和发电机/交流发电机被联接至ICE 33，其又被联接至驱动系35。或者，电附件110可以就位在能量存储装置102和调整装置106之间。另外，电附件110和能量存储装置102可以就位在调整装置106的相对两侧。能量存储装置102在ESS 100内的这些不同位置可以支持能量存储装置102的不同电压来满足电附件110的不同电力需求。另外，依据发电机/交流发电机29的动力需求，能量存储装置102和104可被连接至发电机/交流发电机29，并且其各自的功率流可以通过调整装置106被单独控制。在一个实施方式中，能量存储装置102可以具有使其适用于高功率条件下的高电流运行的特性，例如在起动和回收再生事件中。

在一个实施方式中，能量存储装置102和104可以都位于调整装置106的一侧。即，能量存储装置102和104可以位于电附件110和调整装置106之间或者在发电机/交流发电机29和调整装置106之间。或者，能在任何电动车辆中实施的ESS 100可以是组合电池系统，其配置成支持高电力负载并提供电力冗余。

还是参见图5，车辆10可以包括一个或多个车辆控制单元例如VCM 36，其可提供输入数据给ESS 100，该数据用来帮助与所述一个或多个能量存储装置的可测状态评估相关地做出决定。如上所述，电附件110可包括多个附件(耗电负载)，其与电网负载相关联，电网负载能根据哪些不同的附件和其它装置被不时供电而随着时间改变。电网负载接收由ESS 100经图6所示的电网250如车辆电网所提供的电力。

在一个实施方式中，E1 100可以是电池、电容器和任何类型的能量存储装置。可以采用不同类型的电池如铅酸电池、锂离子电池、镍氢电池、锌溴电池、锂硫电池、液流电池、多价金属电池和金属-空气电池和其它类型的电池。同样可以使用不同类型的电容器，例如电解电容器、双电层电容器(EDLC)、锂电容器、赝电容器、非对称电容器、超级电容器或其它类型的电容器。

根据本文，E1 102和E2 204由ESS控制器108根据可测状态信息来可选择地控制，所述可测状态信息通过将ESS控制器108链接至E1 102和E2 104的数据网络来获得。ESS控制器108基于自VCM 36收到的信息和其它存储参数被配置成可选择地命令调整装置106来使得其中一个所述能量存储装置E1102、E2 104与电网断开。

与能量存储装置E1 102和E2 104相关的术语“断开”的使用不一定是指物理断开。相反，当能量存储装置E1 102和E2 104被断开时，它仅意味着它们停止供应大于零的、接近零的或约为零的电流至电网或从电网接收这样的电流。根据本文，实现这种断开以将流过E1 102和/或E2 104的电流减小至接近零或约为零。该“断开”可借助减小电力输出设定值、实际物理断开(如通过开关)或其它手段来实现。

约为零或接近零应被理解为是指正好为零或者足够接近于零从而能够精确完成能量存储装置的状态测量。约为零或接近零的电流的准确值将主要取决于能量存储装置的性质和被测的能量存储装置的特定状态并且可能需要根据经验来定。在一个实施方式中，约为零或接近零优选是从零到5安培的电流，更优选是从零到100毫安的电流。在任何情况下，约为零的或接近零的电流处于为了加强能量存储装置E1 102和E2 104的可测状态的确定所需要的任何低水平。

电流是否足够低取决于电池或其它能量存储装置的性质和类型和期望被测的特定可测状态。如上所述，在许多情况下该电流可以为大约一百毫安的数量级，但可以高达5安培或可能更高。虽然术语接近零或约为零是要包含正好为零，但不是总能容易获得正好为零的电流，但接近零电流最好尽可能接近零。

如在本申请中所用的，其中一个能量存储装置E1 102和E2 104的可测状态可以包括以下的存储装置状况：温度，电压，电容量，极化，使用年限，电阻，健康，剩余使用寿命，电荷和可测的任何其它电池参数。这些状况由分别与能量存储装置E1 102和E2 104相关联的状况传感器122、124来提供，所述传感器适合于被测的特定状况。状况传感器122和124可分别被直接或间接连接于能量存储装置E1 102和E2 104。

如上所述，车辆10具有ICE 33，并且ESS 100被联接至电力产生系统140，其包括起动机单元29和发电机/交流发电机28。在运行中，电力产生系统140被配置成充电该能量存储装置E1 102和E2 104。在一个实施方式中，电力产生系统140包括用于通过交流发电机、发电机或类似装置产生再生制动的机构以及可选的再生能量发生装置如太阳能面板(未示出)。

另外，电力产生系统140包括多个传感器(未示出)，它们确定电力产生单元的状况如温度、RPM、电力输出等。电力产生单元的状态或状况自电力产生系统140被传送至ESS控制器108，其被配置成采用该信息来确定何时最适于对能量存储装置E1 102和E2 104中的一个或两者进行电池状态测量。

测定最好采用以下所述的最佳过程来进行，以在流过能量存储装置E1 102和E2 104的电流被设定为接近零时使车辆10正常运行的中断最少。另外，电力产生系统140的运行由VCM 36依据发自ESS控制器108的控制信号来控制。

除了能量存储装置E1 102和E2 104以外，也可以有一个或多个其它能量存储单元(未示出)，它可以是与其中一个所述能量存储装置E1 102和E2 104同类型的或不同类型的。

返回参见图5，ESS 100包括分别联接至能量存储装置102和104的受控开关单元142和144，受控切换单元可选择地由ESS控制器108致动以将相关的能量存储装置102或104连接至电网，并且因此连接至与电网相连的任何其它存储装置、电力产生系统140和车辆附件110。再次应该认识到，术语“受控开关单元”旨在包含任何可控电子装置，其中流过该装置的电流可以通过提供控制信号给该装置的控制输入来控制，它可以是或不是传统的电子开关如双向三端晶闸管等。当能量存储装置102或104通过受控开关单元142或144被连接至该网络时，可以通过该电网和各自的受控开关来接收充电电流。而且，当能量存储装置102被连接至该电网时，放电电流或充电电流可以从通过受控开关单元144被连接至电网的能量存储装置104中引出。每个受控开关单元142和144应被理解为是任何能够控制电流流动的电器件。当通过打开各自受控开关单元142或144使能量存储装置102或104与电网断开时，流过能量存储装置102或104的任何充电电流或放电电流被中断并且具有零值或接近零值。

根据本公开的一个重要方面，在这些特意产生的电流约为零或接近零的间歇期间内，通过分别与能量存储装置102、104相连且被传送至ESS控制器108的其中一个或多个所述状况传感器122和124来完成状态测量。状况传感器122和124可以但不一定包括用于确定电压、温度、电容、电流的传感器，这些参数可被直接测量以产生对荷电状态、极化、电阻或其它特性的评估。

现在参见图7，在已知的现有技术系统的情况下，虽然电池充放电电流402确实流过零期间404和406，但接近零电流的时间太短、太少见或者太短太少见而无法优化可测电池状态测量的完成，其只能通过约为零的或接近零的电流的较长时间来优化。

在如图7所示的传统电池运行中遇到的零点只是伴随电池或其它能量存储装置的从充电状况至放电状况或反之的跃迁率而生的。它们是计划外的或者不是为了提高内部电池状态的估算精度而人为引发的。另外，接近零电流的时间段通常不足以完成精确状态测量。例如，在电池情况下，如果想要确定荷电状态，则理想地将允许电池在被测前休眠许多分钟。但通常这样的长期休眠太干扰而无法实现车辆正常运行。根据本公开，休眠期被选择成短于理想情况，但仍有足够持续时间，因而可以计划张弛状况以评估在存在完全张弛的情况下的测量状态。依据所述电池，约1分钟的休眠时间可能足以评估荷电状态。电流为零或接近零的短持续时间只是所述存储装置的特性，出现零交叉点时的特定时间可能对于定期监视的最佳比率而言太少见。

另一方面，如图8所示，根据本公开，ESS控制器108被配置成建立预选能量存储装置的计划休眠期502。计划休眠期502的持续时间可以具有完成此时经过能量存储装置的电流504基本为零或接近零的预选期望时长或持续时期的一定期待。但在预选的期望能量存储装置的计划休眠期502内的任何时刻，车辆要求可能造成计划休眠期的既定时长的中断。对大致时期的期待机会做出评估。但计划休眠期502的实际持续时间在由计划休眠期造成的车辆运行中断超出渐增测量精度需求时结束。确定何时或是否计划休眠期502结束在休眠期内被连续评估。当休眠期结束时，在计划休眠期结束前所收集的无论何种数据被用来限定能量存储装置的可测状态的新评估并且也确定对该状态评估的置信水平。该数据可以是与能量存储装置状态相关的数据(即电池数据)、与车辆运行状态相关的数据(即外加于能量存储装置的车辆数据)或环境数据。如果新评估结果的置信水平大于原评估结果的置信水平，则更新状态评估。如果否，则维持原评估结果。

尽管这些休眠期54是按计划的，而不仅仅是对于在正常运行过程中从放电状态转至荷电状态的电池偶然发生的。相反，它们是特意强加的。另外，如果计划休眠期的预选持续时间实际发生并且没有因为车辆10的动力需求而提前结束，则休眠期54可具有既定持续时间，其被专门选择而长到足以帮助并允许借助状况传感器122、124的各种状态测量。基本接近零的电流的这些相对长的休眠期54可以是至少数十秒长，从10秒到超过1分钟，这取决于正在进行哪种特定状态测量和对车辆10提出哪些其它要求。另一方面，在如图6所示的在能量存储装置的标准运行中的零交叉点一般具有比能量存储装置的状态的精确评估所需要的短许多的持续时间。在行驶操作中的充放电事件的顺序将提供自然的机会来限定电池休眠事件。例如在顺坡下行时，交流发电机可被用来支持用电载荷，而电池被设定为接近零电流。或者，根据一个实施方式，对于双能量存储系统，一个能量存储系统可以被关闭而另一个电池在再生制动过程中被充电。

一般，在休眠期内收集电压读数以关联该能量存储装置的SOC。但是，能量存储装置的电压水平的稳定时间可能比期望的长。如上所述，车辆10的一些运行模式可能无法给这样的休眠期提供机会来允许荷电状态稳定下来。在某些情况下，降低精度以得益于测量时间需求是可以接受的。例如在某些情况下，即使在几分钟时间后也无法达到完全张弛，但较短的时间可以允许获得数据，其允许模型参数的确定，而这又容许足够精确地预测剩余张弛曲线。

现在参见图9，在一个实施方式中，ESS 100的一连串连续运行或者程序可以在至少部分由ESS 100供电的车辆10在步骤600被起动时开始。在车辆100的先前运行中，ESS控制器108在非易失存储器单元620中存储每个能量存储装置102和104的最后或最近的测量状态和每个测量结果的相关置信水平。一旦车辆10又被起动，则由ESS控制器108的处理单元在步骤604重新得到/读取该最后的存储状态测量结果和置信水平。

随后，在步骤606中，ESS控制器108被配置成支持车辆正常运行，并且从ESS控制器108的相关时钟(未示出)的状态确定在针对每个能量存储单元所完成的最后状态测量之后的时间。在步骤608，ESS控制器108被配置成确定任何特定能量存储装置的电流是否接近零。如果电流已经接近零，则可以在步骤618中评估一个或多个ESS状态及其置信水平。假定步骤608的结果为否定的，则在步骤610，部分依据来自相关时钟的车辆运行数据631来完成最后存储的可测电池状态确定的电流质量或对其的置信水平的评估。另外，用于特定被感测状况的状况传感器122、124的固有精度水平可以被预存在ESS控制器108的传感器信息单元632内。在这样的情况下，传感器精度水平被与最后测量信息的时间结合使用来计算最后状态测量的当前质量或对其的置信水平。可以从源自制造商的传感器说明中获得的精度信息。或者，ESS控制器108可以从传感器所携带的数据中自动读取传感器精度水平以保证精度。

接着，在步骤612，基于在步骤610完成的计算，确定最后的可测电池状态测量结果的质量或者对其的置信水平是否可以接受。依据存储在ESS控制器208内的先前置信水平的比较而针对每个能量存储装置202和204进行所述确定。针对最佳结果，依据经验来确定最低置信水平。

如果质量水平是可接受的，则ESS控制器108被配置成重复在步骤606处开始的上一个循环。如果质量是不可接受的，则在步骤614，ESS控制器108被配置成基于上述一些因素来确定用于所述能量存储单元的接近零电流的休眠期是否应该被建立。如果是否定的，则ESS控制器108被配置成反循环至步骤606。如果是肯定的，则ESS控制器208被配置成在步骤616中确定其中哪个能量存储装置102和104可以被设定为零并要致动适当的受控开关142或144以使相关联的能量存储装置102或104同电网250断开，从而将电流设定至零。

在该近零电流的休眠期内，在步骤618中完成一次或多次测量并且重新评估能量存储装置102或104的可测状态。与此同时，确定对新评估结果的新置信水平。通常而言，对新评估结果的置信水平将会在紧接在完成新的估算之后是最高的。

该新的评估结果和置信水平随后被存在感器信息单元632内，代替原先存储量，并且ESS控制器108进至步骤606，接着进至步骤608。在步骤608，如果仍然在维持休眠期且电流接近零，则ESS控制器108被配置成进而在步骤618确定新状态测量结果和新置信水平，并在步骤620再次更新传感器信息单元632。此循环反复持续进行，此时重复的更新被存在传感器信息单元632中，直到休眠期结束且电流不再为零。ESS控制器108被配置成在最后更新和确定最后可测状态确定的质量或对其的置信水平之后继续重新计算时间，直到在步骤612再次确定该质量是不可接受的。

计算该可测状态和置信水平取决于测量特性。不同的可测状态(例如荷电状态和健康状态等)要求不同的测量标准。用于确定不同的可测状态的不同类型的测量传感器可能要求该休眠期比其它的更长。一些可测状态确定将在该休眠期比最佳情况短时产生低的置信水平。另一方面，一些状态测量要求比其它时候更多的数据来估算，因而因为不同的数据量而存在置信水平的波动。

例如荷电状态要求来自张弛均衡电压能量存储装置的电压测量。但因为均衡过程在一些情况下需要许多分钟，故必须依据许多因素评估张弛过程：来自电压变化趋势的均衡状态的投影对张弛过程中的时间，或者已知的张弛趋势对用于特定条件组合的时间。

置信水平也依赖于能量存储装置的性质和其化学作用。基于过去经验来预测的装置的使用方式也影响到预期测量质量。关于化学作用，如果电池必须在能进行精确测量之前被张弛，则电池化学的性质及其内部状况将决定休眠期对于一定的置信水平应有多长。例如电容可以快速张弛，从而允许快速进行测量。或者，高容量的大电池可能花许多分钟。另外，测量持续时间影响到数据量和休眠期的持续时间。所有数据最好被存起来，而无论接近零的电流休眠期持续多长时间。该持续时间影响到评估质量，因为可测电池状态的可测状态数据作为状态对时间、如电压对时间的函数被收集起来。接着，拟合随时间变化的趋势并外推出张弛状态下的渐近线。更多数据允许更精确的拟合和更好的评估。

关于建立置信水平的其它考虑内容是测量质量。数据如何好地拟合于电化学张弛曲线极度依赖于化学并且影响到测量质量。例如可能由传感器现象学引起的数据噪音也可能有影响。

关于图9的步骤610，评估状态测量的质量可以通过考虑多项信息来确定。增加在最后测量之后所经过的时间造成了对评估可测状态的置信水平的降低。最新更新的质量取决于许多因素，包括关于所用传感器质量的传感器信息、化学作用、休眠持续时间和数据至模型的拟合。质量越高，电流传感器越少出错，于是产生对评估可测状态的精度的更高置信水平。

最后测量的质量也取决于系统能确定在接近零电流或零电流时的被测状态的能力。这种能力依赖于被测状态的性质。例如，如果要确定SOC，则评估状态测量的精度取决于电压测量的精度和表征特定电池化学作用的开路电压(OCV)对荷电状态(即OCV对SOC)的斜率。

确定何时执行电压读取取决于两个因素，它们象征性地被表示为在图9的步骤612和614中做出的决定。关于质量是否可接受的问题，已经指出了在最后更新之后的更多时间导致评估质量的下降，但测量可接受质量也包含其它考虑条件。应该考虑车辆运行指标(如燃油经济性)对测量状态不精确的敏感性。评估不精确的定量指标也是一个因素。另外，依据在能量存储装置可被设定为零之前的预期持续时间和预期接近零电流的休眠期的持续时间执行测量的预期好处应该相对于事件持续时间被平衡。

在图9的步骤614中，确定其中一个所述能量存储装置102和104是否能被设定至接近零电流影响到了车辆运行。这取决于目前的所预测的车辆运行模式，包括在可获得零电流之前的预期持续时间和预期零电流事件的持续时间等。确切说，将电流设定至零的决定影响到了燃料经济性和其它车辆指标如车辆动力、电池潜在老化和其它因素。

质量是否可接受和能量存储装置电流是否可设定至接近零电流的两个决定可以通过平衡这些考虑条件被相互优化。这可以通过优化执行测量而不是保持正常运行对车辆功能的影响和差的质量评估可能对能量存储装置成功继续运行的不利影响的比较来实现。

这最好通过采用就像如图10所示的用于实时判断是否执行优化事件的优化过程(方法)进行。一个或多个潜在成本函数的优化应该依据几个考虑条件。应该考虑能量存储装置使用寿命、燃油经济性、车辆稳定性和乘客舒适性。另外，子组件优化带来的对其它组成部件的影响应该是考虑因素。例如一个能量存储装置的优化可能增加对其它电池或交流发电机等的负载要求。

现在参见图10，根据所提出的电池使用策略，ESS控制器108被配置成在步骤702触发/启动至少其中一个能量存储装置102和104的休眠期(即接近零电流的情况)。接着，ESS控制器108在步骤704确定电流是否还是接近零或等于零。如果是，则ESS控制器108在步骤706继续积累数据以确定能量存储装置102或104的期望状态。否则，ESS控制器108被配置成在步骤708使用在电流已接近零或等于零时收集的数据和在电流不等于零时收集的任何其它数据以拟合在电池模型中。电池模型可以是电化学模型、等效电路模型或任何其它合适模型中的一个。在收集数据的模型拟合之后，ESS控制器108在步骤710利用至少其中一个不确定模型来确定测量不确定性，该不确定模型涉及测量不定、模型拟合不定或任何其它的不定来源。随后，ESS控制器108在步骤712利用测量数据和评估的不确定性来评估电池状态值或水平以及状态不定水平。

现在参见图11，在最后状态测量以后的时间或者在最后更新以后的时间作为车辆运行数据631从ESS控制器108的用于每个所述能量存储装置102、104的相关时钟630的状态来提供。由该运行数据631，在步骤802中，如果已经启动了休眠期的话，则ESS控制器208确定休眠期的预期持续时间。而且，也接收了车辆运行数据631的ESS控制器108在步骤804完成可测状态评估值的当前质量。在步骤804中完成的当前状态评估质量的计算也是依据传感器信息单元632，包含传感器精度在内。如果进行新测量的话，在步骤802和804中的确定被用于在步骤806中确定评估结果的预期改善。该评估结果随后在步骤808被传送至该处理过程的优点分支。

在步骤808后，ESS控制器108被配置成在步骤803产生用于测量的成本指标。在步骤805，ESS控制器108随即在步骤807使用成本系数来确定因获得改善的测量状态评估而导致的成本降低，这随后被添加至运行总额。成本系数的确定依据车辆成本指标809，其包含燃油经济性、老化影响系数和其它潜在可能的系数。

在建立计划休眠期的判断的另一方面，在步骤810，ESS控制器108量化(评估)将会因所建立的计划休眠期而出现的车辆10中断的程度。ESS控制器108在步骤812将此量化结果传送至工作过程的缺点分支。在该缺点分支内，ESS控制器108在步骤811中确定每个成本指标。接着，在步骤813，ESS控制器108使用来自车辆成本指标809的车辆成本指标，并且在步骤813确定由车辆碰撞所引起的增大成本，该成本被添加至运行总额。在步骤814，造成休眠期的各自成本的运行总额被用来确定降低的优势成本是否胜过增大的车辆成本。如果回答是肯定的，则在步骤816，如果未出现计划休眠期则启动计划休眠期，或者如果计划休眠期已经开始则继续该计划休眠期。如果判定为否，则在步骤818中停止该休眠期(若已开始)并且不使休眠期开始(若尚未开始)。

现在参见图12，提供一曲线图，其示出随着在休眠期内的状态测量后的时间推移而评估可测状态减少。计划114中的不确定性是由测量不确定性(准确性和精度)、有限的数据量和可用来拟合数据的任何模型的合适性引起的。

总体上，本公开的所存储的使用策略保证了将会建立偶尔的或定期的休眠期以在车辆10行驶过程中方便状态测量动作。该休眠期的定时将根据对另外最佳的或正常的车辆运行相对于需要执行可测状态确定的紧迫性以及休眠期持续时间相对于休眠期频率的破坏程度降到最低的一般标准来选择。在混合动力车辆中，休眠期可以发生在ICE 33能通过交流发电机或发电机承受负载时。休眠期机会取决于车辆类型。对于双电池系统，一个电池可以休眠而另一个承受负载。另外，可测的电池状态测量将包括对因状态评估而发现的问题例如需要执行电池单元平衡的考虑。

如图13所示，ESS控制器108包括正常运行程序/模块1002、休眠期确定模块1004、状态评估模块1006和电池模型拟合模块1008。ESS控制器208还包括微处理单元1010和存储单元1012。微处理单元1010可在单芯片上实现。例如可以采用各种不同的体系结构，包括专用的或嵌入的微处理器(μP)、微控制器(μC)或者其任意组合。存储单元1012可以是现在已知的或将来研发出的任何类型的存储器，包括但不限于易失存储器(例如RAM)、非易失存储器(例如ROM、闪存器等等)或者其任意组合，其可以存储例如可由处理单元获取并执行的软件。

在一些实施方式中，所披露的方法可以作为计算机程序指令来实施，该计算机程序指令按照可机读格式在计算机可读介质上被编码。图14示意性示出示例计算机程序产品1100的概念性局部图，其包括用于在计算装置上执行计算机处理的、根据本文所述的至少一些实施方式安排的计算机程序。在一个实施方式中，利用信号承载介质1101来提供示例性的计算机程序产品1100。信号承载介质1101可以包含一个或多个编程指令1102，其在由处理单元执行时可以提供以上关于图1至12所述的功能性或一部分功能性。因此，例如参见如图9至11所示的实施方式，可以通过一个或多个与信号承载介质1101相关的指令采取其各自步骤中的一个或多个特征。

在一些例子中，信号承载介质1101可包含非临时性计算机可读介质1103例如但不限于硬盘驱动器、存储器等。在一些实施方式中，信载介质1101可包含计算机可读介质1104例如但不限于存储器、读/写(R/W)CD、R/WDVD等等。在一些实施方式中，信号承载介质1101可包含通信介质1105例如但不限于数字通信介质和/或模拟通信介质(如光纤缆、波导、有线通信链路等等)。

所披露的实施方式中的一个或多个可以单独地或组合地提供在控制微混合动力车辆和轻混合动力车辆中的能量存储系统中有效的一种或多种技术效果。本说明书中的技术效果和技术问题是示例性而非限制性的。应该注意，本说明书所述的实施方式可以具有其它的技术效果并且能解决其它的技术问题。

虽然只是示出并描述了本文的一些特征和实施方式，但本领域技术人员可以想到许多改动和变化(如各零部件的大小、设定尺寸、结构、形状和比例、参数值(如温度、压力等)、安装布置形式、材料使用、颜色、方位取向等等的变化)，而没有实质上脱离如权利要求书所述主题的新颖教导和优点。任何过程或方法步骤的顺序或次序可根据替代实施方式被改变或重新编排。因此应该理解，所附权利要求书打算涵盖所有这样的落入本文的真正精神内的改动和改变。另外，为了提供对实施例的准确描述，可能没有描述实际实施方式的所有特征(即那些与目前想到的本发明最佳实施方式无关的特征，或者那些与实现所要求保护的发明无关的特征)。应认识到，在改进任何这样的实际实施方式时，就像在任何工程项目或设计项目中那样可以做出许多实施具体决定。这样的改进尝试可能是复杂而耗时的，但对从本文获益的本领域技术人员来说仍然是设计、制造和生产的常规工作，没有过重的试验负担。

Claims (30)

1.一种用于提供电力给车辆电网的系统，包括：

与该电网相连的能量存储装置；

与该能量存储装置相连的传感器，该传感器用于测量在休眠期内该能量存储装置的状态，其中该休眠期对应于以下时间段，在该时间段期间，流过该能量存储装置的电流被减小到允许能够评估该能量存储装置的状态的程度；和

控制器，该控制器接收来自该传感器的数据并依据数据评估该能量存储装置的状态，其中该控制器通过在对正常车辆操作的中断最小化和对能量存储装置的状态的测量结果更新要求之间优化来建立所述休眠期。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，该数据是电池数据。

3.根据权利要求1所述的系统，其中，该数据是外在于电池的车辆数据。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，允许状态评估的电流水平约为零。

5.根据权利要求1所述的系统，还包括：

用于将关于电力产生单元的状况的信息提供给该控制器的附加传感器，其中当该电力产生单元能应对源自该能量存储装置与该电网断开的增大负荷时，该控制器使用来自该电力产生单元的信息建立附加休眠期。

6.根据权利要求1所述的系统，还包括：

附加能量存储装置，其与该电网相连以向该电网提供附加电流用于电网负载的运行；和

附加传感器，在该附加能量存储装置通过该控制器已从该电网断开时，该附加传感器接收来自该传感器的数据并测量该附加能量存储装置的状态，以便在用于该附加能量存储装置的休眠期内将蓄存的电流减小至接近零，在该附加能量存储装置能应对该电网的负载要求时，该控制器建立用于该能量存储装置的附加休眠期。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，该控制器确定在能量存储装置的最后状态测量以后的时间长短，并且至少部分依据在能量存储装置的状态最后测量以后的所述时间长短来计算对能量存储装置的最后状态测量的精度的置信水平。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，该传感器具有预定精度水平，其中该控制器存储该传感器的预定精度水平并且至少部分依据该传感器的预定精度水平来计算对能量存储装置的最后状态测量的精度的置信水平。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，该控制器被编程用于：

存储对能量存储装置状态测量的预选最低置信水平，

计算对从能量存储装置的最后状态测量所获得的测量结果的置信水平，

将该最后的能量存储装置状态测量的测量结果与该预选最低信息指数水平相比较，和

至少部分依据所述比较将该能量存储装置断开以允许能量存储装置的更新状态测量。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，该控制器被编程用于：

确定是否将能量存储装置电流设定至允许状态评估将会不利地影响到正常运行的水平，

将能量存储装置的最后状态测量的测量结果与预选最低信息指数水平相比较，和

依据所述确定和比较将该能量存储装置断开以允许能量存储装置的新状态测量。

11.根据权利要求1所述的系统，其中，该电网是车辆电网。

12.一种用于控制将储能量存储力施加至车辆电网的计算机执行方法，其中能量存储装置被连接至该车辆电网以提供储蓄电力电流给该电网以供电网负载的运行，该方法包括：

建立能量存储装置休眠期，在该能量存储装置休眠期内，流过该能量存储装置的电流被减小至允许能量存储装置的状态评估的水平，其中，通过在对正常车辆运行的中断的最小化和对能量存储装置的状态测量结果更新的需求之间的优化来建立该休眠期，和

在该休眠期内测量能量存储装置状态。

13.根据权利要求12所述的计算机执行方法，还包括：

控制与该电网相连的电力产生单元以便在被连接至该电网时将所产生的电力供给该能量存储装置。

14.根据权利要求12所述的计算机执行方法，还包括：

可选择地从附加能量存储装置提供附加电流给该电网以供电网负载运行。

15.根据权利要求12所述的计算机执行方法，其中，该能量存储装置是第一能量存储装置，并且该方法还包括：

从第二能量存储装置提供电力给该电网，和

在第二能量存储装置能够应对电网的负载需求时，建立用于第一能量存储装置的休眠期。

16.根据权利要求12所述的计算机执行方法，还包括：当电力产生单元能应对由该能量存储装置的断开引起的增大负荷时，建立该休眠期。

17.根据权利要求12所述的计算机执行方法，还包括：

存储借助传感器测量的能量存储装置的状态的最近测量结果；和

存储对能量存储装置的状态测量的存储结果的置信水平。

18.根据权利要求12所述的计算机执行方法，还包括：

确定在最后状态测量以后的时间长短；和

至少部分依据在最后状态测量以后的时间长短来计算对最后状态测量的精度的置信水平。

19.根据权利要求12所述的计算机执行方法，还包括：

存储该传感器的预定精度水平；和

至少部分依据该传感器的预定精度水平来计算对最后状态测量的精度的置信水平。

20.根据权利要求12所述的计算机执行方法，还包括：

存储对状态测量结果的预选最低置信水平；

计算对从最后状态测量获得的测量结果的信息指数水平；

将最后发生的状态测量的测量结果与该预选最低置信水平比较；和

至少部分依据所述比较将该能量存储装置断开以允许新的状态测量。

21.根据权利要求12所述的计算机执行方法，还包括：

确定是否将能量存储装置电流设定至将允许能量存储系统的状态的评估将会不利地影响到正常运行的水平；

比较最后发生的状态测量的测量结果与预选的最低置信水平；和

响应于所述确定机构和比较机构，将该能量存储装置断开以允许新的状态测量。

22.一种计算系统，包括：

处理单元和存储指令的存储装置，所述指令在由该处理单元执行时可运行，以使得该处理单元执行用于测量在休眠期内能量存储装置的状态的方法，其中该能量存储装置在车辆电网范围内提供电力，该方法包括：

建立休眠期，在该休眠期内，流过能量存储装置的电流被减小到允许评估能量存储装置的状态的水平，其中减小电流可以通过使该能量存储装置从车辆电网物理断开或者通过使用保持该减小电流的控制器来完成，使该能量存储装置从该电网断开以便电网负载运行，从而减小流过该能量存储装置的电流至近零以测量能量存储装置状态；

在该休眠期内，从传感器接收关于能量存储装置的状态的信息，并且存储关于该能量存储装置的信息；

确定对关于状态的存储信息的精度的置信水平；

评估将由该能量存储装置的断开所造成的正常运行中断的程度；和

依据对存储状态精度的置信水平和能量存储装置断开将造成的策略中断的程度来确定何时建立休眠期以用于新的状态测量和能量存储装置的新状态的存储。

23.根据权利要求22所述的计算系统，还包括：

控制与该电网相连的电力产生单元以在被连接至该电网时提供所产生的电力来充电该能量存储装置；和

至少部分依据正由该电力生产单元所产生的用于充电该能量存储装置的电力量来确定何时建立该休眠期。

24.根据权利要求22所述的计算系统，其中，该能量存储装置是第一能量存储装置并且可选择地从第二能量存储装置提供附加电流给该电网以供电网负载运行。

25.根据权利要求22所述的计算系统，其中，该能量存储装置是第一能量存储装置，并且该方法还包括：

控制与该电网相连的第二能量存储装置；和

仅当第二能量存储装置能够应对该电网的负载需求时，建立用于第一能量存储装置的休眠期。

26.根据权利要求22所述的计算系统，还包括：

监视电力产生单元的运行；和

当该电力产生单元能应对由该能量存储装置的断开所引起的增大负荷时，建立该休眠期。

27.根据权利要求22所述的计算系统，还包括：

确定在与再生电源相连的能量存储装置的状态的最后测量以后的时间长短；和

至少部分依据在最后状态测量以后的时间长短来计算对最后状态测量的精度的置信水平。

28.一种用于控制给电网提供电力的计算机执行方法，包括：

从能量存储装置提供电流给该电网以供电网负载运行；

利用开关减小流过该能量存储装置的电流至允许在休眠期评估能量存储装置的状态的水平；和

在休眠期内在一定的精度水平范围内测量能量存储装置的状态。

29.根据权利要求28所述的计算机执行方法，还包括：

建立运行策略；

监视电力产生单元的运行；

存储状态的最后测量结果；

建立对状态的最后测量结果的下降的置信水平；和

通过在正常运行的中断的最小化和对最后状态测量结果的降低的置信水平之间的优化来建立何时出现休眠期。

30.一种用于提供电力给车辆电网的系统，包括：

与该车辆电网相连的第一能量存储装置；

与该车辆电网相连的第二能量存储装置；

控制器，该控制器建立用于第一能量存储装置和第二能量存储装置中的每一个的休眠期，在所述休眠期内，流过各自能量存储装置的电流被减小至允许评估能量存储装置的状态的水平，该休眠期依据策略来建立以便不会不利地影响到车辆的正常运行。