CN111316115B - 用于检测电池单元中的自放电缺陷的方法 - Google Patents

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Abstract

所述方法用于在具有多个电池单元(1，2，3，4)的储电电池(10)中检测单元(1，2，3，4)中的自放电缺陷，其中：至少部分地对这些电池单元(1，2，3，4)进行电荷平衡；对这些电池单元(1，2，3，4)进行驰豫；针对每个电池单元(i)，计算所述单元(i)在该平衡和驰豫期间的电荷平衡(Σi)；并且针对每个电池单元(i)，根据在该平衡和驰豫期间针对所述单元(i)计算的该电荷平衡(∑i)来检测所述单元(i)的任何自放电缺陷。

Description

用于检测电池单元中的自放电缺陷的方法
技术领域
本发明涉及对具有多个单元的储电电池的控制，该储电电池尤其旨在结合到机动车辆中。
背景技术
电动推进的机动车辆尤其包括纯粹电动推进的车辆、混合动力车辆或可再充电混合动力车辆。此类车辆配备有具有大量电池单元的储电电池。这些单元可以串联安装和/或并联安装。
作为一般规则，形成储电电池的这些单元具有彼此相似的特性。然而，在电池的寿命期间，这些单元可能会出现偏差或差异。例如，可能会存在单元容量的偏差、单元电阻的偏差、或者可能暂时存在单元电荷状态的偏差或单元温度的偏差。这些偏差会导致储电电池的每个单元的不同程度老化以及这些单元健康状态的偏差。
储电电池总体上直接受与其组成单元有关的偏差的影响，并且尤其受电荷状态的偏差的影响。实际上，随着这些单元之间的电荷差异增大，电池的总可用容量减小。
克服此问题的通常方式是对这些单元进行定期平衡。此平衡可以直接由以自主方式操作的电池管理系统进行。例如，单元平衡可以是耗散的，这在于通过使单元对电阻朝向目标电荷状态放电来平衡单元的电荷状态。借助于这种解决方案，负荷状态的偏差可以保持低于阈值，从而限制了电池的总可用容量的下降。
然而，这种解决方案并不完全令人满意。实际上，储电电池的单元可能会遇到内部问题，这些问题会导致随时间推移而快速增加的自放电。这种自放电会增加电池单元之间的电荷状态偏差。如果自放电变得太大，则平衡系统会失去其有效性并最终变得无法补偿储电电池的单元之间的电荷状态偏差。这通常导致储电电池容量的快速且相当大的下降、或甚至导致单元击穿，从而导致整个储电电池击穿。
文献CN 105527583描述了一种检测电池组中的自放电的方法，其中，在单元的端子处的电压在两个预定时刻之间明显变化的情况下检测到电池单元的自放电缺陷。尽管这种方法可以使得能够在单元中检测到自放电缺陷，但是仍然可能有自放电缺陷未检测到和/或发出错误的自放电缺陷警告。因此，需要提出一种检测自放电缺陷的更可靠的方法。
此外，CN 105527583中描述的方法需要在两个电压测量时刻之间电池的较长驰豫时间。因此，该方法仅可以在较长的车辆不活动时段期间、例如在车辆保持处于停车位上时使用。此类暂停很少发生。因此对自放电缺陷的检测被延误或甚至不可能进行。
发明内容
鉴于以上内容，本发明的目的是在早期阶段检测到储电电池的单元的自放电缺陷，以便避免单元之间的电荷状态偏差。
为此目的，提出了一种用于在具有多个电池单元的储电电池中检测单元中的自放电缺陷的方法，其中：
-至少部分地对这些电池单元的电荷进行平衡，
-对这些电池单元进行驰豫，
-针对每个电池单元，计算所述单元在该平衡和驰豫期间的电荷平衡，并且
-针对每个电池单元，基于针对所述单元计算的在该平衡和驰豫期间的该电荷平衡来检测所述单元的任何自放电缺陷的可能存在。因此，通过对电池单元的平衡的有效性进行分析来检测单元的自放电缺陷。这使得对此电池的每个单元中的任何自放电缺陷的检测更加可靠。
有利地，针对每个电池单元，考虑从以下各项中选择的至少一个量来计算所述单元在该平衡和驰豫期间的该电荷平衡：紧接在开始对所述单元进行平衡之前针对所述单元要平衡的电荷，紧接在结束对所述单元进行驰豫之后针对所述单元要平衡的电荷，以及在该平衡期间所述单元放电的电荷量。
优选地，针对任何电池单元，使用以下关系来计算所述单元在该平衡和驰豫期间的该电荷平衡：
∑i＝qi,平衡(t2)+Δqi(T)-qi,平衡(t1)
其中，“∑i”表示所述单元在该平衡和驰豫期间的该电荷平衡，
“qi,平衡(t)”表示在时刻t针对所述单元要平衡的电荷，
“Δqi(T)”表示在时间间隔T期间所述单元放电的电荷量，
“t1”表示紧接在开始对所述单元进行平衡之前的时刻，
“t2”表示紧接在结束对所述单元进行驰豫之后的时刻，并且
“T”表示期间已经对该单元的电荷执行平衡的时段。
在一个实施例中，针对每个单元，该平衡包括：计算针对所述单元要平衡的电荷的步骤；以及执行该平衡的步骤，在该步骤中，计算所述单元放电的电荷量；并且只要针对所述单元要平衡的电荷严格大于所述单元放电的电荷量，就继续该平衡步骤。
其中将要平衡的预计电荷与实际放电的电荷量进行比较的这个实施例允许特别精确的平衡。因此，提高了检测自放电缺陷的准确性。
在另一个实施例中，针对每个单元，该平衡包括：计算针对所述单元要平衡的电荷的步骤；以及基于所计算的针对所述单元要平衡的电荷来计算所述单元的平衡时间的步骤，其中，在所计算的平衡时间期间执行该平衡。
基于对预计平衡时间的计算的这个实施例需要相对较少的计算资源来检测自放电缺陷。
有利地，针对每个单元，基于从以下各项中选择的至少一个参数来计算针对所述单元要平衡的电荷：所述单元的电荷状态、目标单元的电荷状态、所述单元的容量、目标单元的容量、所述单元的健康状态、目标单元的健康状态、所述单元的零电流电压、目标单元的零电流电压、所述单元的标称容量以及目标单元的标称容量。
优选地，针对每个单元，基于从以下各项中选择的至少一个参数来计算所述单元在某个时段期间放电的电荷量：平衡电阻、在所述时段内的时刻在所述单元的端子处的电压、储电电池的单元的平衡电流、以及该储电电池的单元的标称电压。
在一个实施例中，在以下情况下检测到第一电池单元中存在自放电缺陷：对于除了该第一电池单元之外的任何第二电池单元，紧接在结束对所述第二单元进行驰豫之后所述第二单元要平衡的电荷严格大于紧接在开始对所述第二单元进行平衡之前所述第二单元要平衡的电荷，并且在该平衡和驰豫期间所述第二单元放电的电荷量不为零。
这种实施例使得能够在其电荷状态与目标单元的电荷状态相对应的电池单元中检测到自放电缺陷。
针对每个单元，还可以提供的是在以下情况下检测到所述单元中存在自放电缺陷：在该平衡和驰豫期间所述单元的所计算电荷平衡超过严格为正的阈值，所述阈值是基于从以下各项中选择的至少一个误差来确定的：紧接在开始对所述单元进行平衡之前针对所述单元要平衡的电荷的误差，紧接在结束对所述单元进行驰豫之后针对所述单元要平衡的电荷的误差，以及在该平衡和驰豫期间所述单元放电的电荷量的误差。
通过应用这样的阈值，可以考虑到与该储电电池相关的不准确来源，这些不准确来源会阻止检测或者相反地会导致错误的检测。
有利地，针对任何单元，所述阈值是基于针对所述单元要平衡的电荷的误差来确定的，所述误差是根据以下表达式针对任何时刻计算的：
δqi,平衡＝|Qi.δSOCi|+|SOCi.δQi|+|Q目标.δSOC目标|+|SOC目标.δQ目标|
其中，“δqi,平衡”表示在所述时刻所述单元要平衡的电荷的误差，
“δSOCi”表示所述单元的电荷状态的误差，
“δQi”表示所述单元的电荷的误差，
“SOCi”表示在所述时刻所述单元的电荷状态，
“Qi”表示在所述时刻所述单元的电荷，
“δSOC目标”表示该目标单元的电荷状态的误差，
“δQ目标”表示该目标单元的电荷的误差，
“SOC目标”表示在所述时刻该目标单元的电荷状态，并且
“Q目标”表示在所述时刻该目标单元的电荷。
优选地，针对任何单元，所述阈值是基于在某个时间间隔期间所述单元放电的电荷量的误差来确定的，所述误差是通过使用以下表达式来计算的：
Figure GDA0003543032090000051
其中，“T”表示所述时间间隔，
“δΔqi(T)”表示在所述时间间隔期间所述单元放电的电荷量的误差，
“R平衡”表示用于该平衡的电阻，并且
对于属于所述时间间隔的任何时刻τ，“Vi(τ)”表示在该时刻τ在所述单元的端子处测得的电压。
针对任何单元，还可以基于在某个时间间隔期间所述单元放电的电荷量的误差来提供对所述阈值的确定，所述误差是通过使用以下表达式来计算的：
δΔqi(T)＝|T.δI平衡|
其中，“T”表示所述时间间隔，
“δΔqi(T)”表示在所述时间间隔期间所述单元放电的电荷量的误差，并且
“δI平衡”表示该储电电池的这些单元的平衡电流的误差。
如以下所解释的，这些误差计算考虑了储电电池中遇到的大多数不准确。以这种方式，精化了对阈值的计算，并且因此提高了检测自放电缺陷的可靠性。
附图说明
从单纯以非限制性示例并且参照附图提供的以下说明中将显现本发明的其他目的、特性和优点，在附图中：
-图1示意性地示出了储电电池，
-图2示意性地示出了根据本发明的示例性实施例的检测方法；
-图3示出了三个曲线图，这些曲线图展示了对于针对图1的电池的单元要平衡的电荷的计算，
-图4示出了曲线图，该曲线图展示了根据第一操作情况的、图1的电池的单元在平衡和驰豫期间的电荷平衡，并且
-图5示出了曲线图，该曲线图展示了根据第二操作情况的、图1的电池的单元在平衡和驰豫期间的电荷平衡。
具体实施方式
参照图1，示意性地示出了储电电池10。电池10被设计为结合到电动推进的机动车辆中，以用于为属于该机动车辆的动力传动系的电动牵引机器供电。
电池10包括两个端子14。电池10包括四个电池单元(分别表示为1、2、3和4)。在所展示的示例中，单元1、2、3和4串联连接。然而，在不偏离本发明的范围的情况下，应可行的是使单元并联连接，或者可替代地使一些单元并联连接并且使剩下的单元串联连接。类似地，在不偏离本发明的范围的情况下，明显可行的是具有不同数量的单元。
电池10具有到管理系统12的信息连接。管理系统12也被称为英文表述“batterymanagement system(电池管理系统)”或被称为缩写“BMS”。系统12管理在电池10的寿命期间所使用的各种方法。例如，如以下所解释的，管理系统12管理对电池10的单元进行平衡的方法。
单元1、2、3、4中的每个单元都与对应的平衡电路16相关联。在所展示的示例中，平衡电路16对于电池10的所有单元而言是相同的。对于任何单元1、2、3或4，与此单元相关联的平衡电路16包括连接到此单元的两个端子的电路18。在电路18中，开关20与平衡电阻22串联连接。然而，本发明不限于这种形式的平衡电路。特别地，还应可行的是使单个平衡电路对电池10的所有单元共用并且能够分别执行对这些单元中的任何一个单元的平衡。
系统12设置有用于接收与单元1、2、3和4相关的数据的硬件装置和软件装置，如由虚线箭头23所表示的。系统12设置有用于基于所接收的数据来确定与单元1、2、3和4相关的中间数据的硬件装置和软件装置。
例如，对于从单元1、2、3和4中选择的任何单元i，在对此单元i进行平衡期间，系统12能够接收单元i的端子处的电压vi以及流过单元i的电流Ii,平衡。系统12能够确定单元i的零电流电压OCVi(也被称为英文表述“open circuit voltage(开路电压)”)和单元i的电荷状态SOCi(也被称为英文表述“state of charge(电荷状态)”)。
如虚线箭头24所表示的，系统12设置有用于使分别与单元1、2、3和4相关联的开关20打开和闭合的硬件装置和软件装置。因此，对于任何单元i(其中，i处于从1到4的范围内)，如果系统12认为必须进行对单元i的平衡，则该系统使与单元i相对应的平衡电路16的开关20闭合。由单元i释放的电能在与单元i相关联的平衡电路16的平衡电阻22中耗散。如果系统12认为必须停止对单元i的平衡，则该系统使与单元i相关联的平衡电路16的开关20打开。
现在将参照图2至图5来描述根据本发明的对检测自放电缺陷的方法的执行。执行该方法以便使用管理系统12来检测电池10的单元1、2、3和4中的自放电缺陷。图2中示意性地展示了根据本发明的执行该方法的示例。
根据本发明的方法包括对电池10的单元的电荷进行平衡的第一阶段P01。在描述阶段P01时，可以参照图3，该图示出了各个单元1、2、3和4的容量Q1、Q2、Q3和Q4的分布的第一曲线图26。这些容量以高斯曲线分布示出。图3所包含的第二曲线图28展示了随单元1、2、3和4的电荷状态SOC而变化的、所述单元的零电流电压OCV之间的关系。
阶段P01包括第一步骤E01，在该步骤中，确定目标参数。更确切地，确定目标电荷状态SOC目标和目标容量Q目标。在所展示的示例中，目标电荷状态SOC目标和目标容量Q目标被定义为具有最低电荷状态的单元i的电荷状态SOCi和容量Qi。在图3的情况下，目标电荷状态SOC目标对应于单元4的电荷状态SOC4，并且目标容量Q目标被定义为等于单元4的容量Q4：
Figure GDA0003543032090000081
阶段P01包括第二步骤E02，在该步骤中，计算针对电池10的单元要平衡的预计电荷。针对任何单元i，针对单元i要平衡的预计电荷qi,平衡对应于为了相对于目标单元使单元i平衡而必须放电到与单元i相关联的平衡电路16的电阻22中的电荷。为此目的，可以应用以下等式：
qi,平衡＝SOCi×Qi-SOC目标×Q目标 (2)
在所展示的示例中，有利地假设电池10的单元的容量之间不存在偏差。因此，如果Q表示所有单元的容量，则可以通过应用以下等式来计算电荷qi,平衡：
qi,平衡＝(SOCi-SOC目标)×Q (3)
根据本发明的方法不限于以上通过示例描述的计算。在变体的第一示例中，针对任何单元i，在不偏离本发明的范围的情况下，可以通过应用以下等式来计算电荷qi,平衡：
qi,平衡＝f(OCVi)×(SOHi×Qi,标称)-f(OCV目标)×(SOH目标×Q目标,标称)
(4)
在这个等式中，函数f表示其图形表示与图3的曲线图28相对应的函数，SOHi表示单元i的健康状态(也被称为英文术语“stateofhealth(健康状态)”)，Qi,标称表示单元i的标称容量，SOH目标表示目标健康状态，并且Q目标,标称表示目标标称容量。例如，目标健康状态SOH目标和目标标称容量Q目标,标称分别是目标单元的健康状态和标称容量，在这种情况下是单元4的健康状态SOH4和标称容量Q4,标称。
在管理系统12设置有用于分别确定单元1至4中的每个单元的健康状态的装置的情况下，尤其可以使用根据变体的第一示例的等式。
根据依据本发明的方法的变体的第二示例，可以选择确定目标电荷状态SOC目标的不同方式。例如，目标电荷状态SOC目标可以是电池10的单元的电荷状态的平均值。这可能导致单元i的要平衡的预计电荷qi,平衡取负值。然而，由于平衡系统是耗散的，因此不可能对相应的单元进行再充电。因此，在这种情况下，针对任何单元i，当对要平衡的预计电荷qi,平衡的计算给出负结果时，此电荷自动定义为等于零。
在图3的第三曲线图48上示意性地示出了各个单元1、2、3和4的要平衡的预计电荷q1,平衡、q2,平衡、q3,平衡和q4,平衡。曲线图48针对从单元1、2、3和4中选择的每个单元i示出了所述单元的电荷qi以及目标单元的电荷(在这种情况下为q4)。针对每个单元i(其中，i处于1到4的范围内)，要平衡的预计电荷qi,平衡由向下指向的竖直箭头示意性地表示。如曲线图48所示，目标单元4的要平衡的预计电荷q4,平衡等于零。
阶段P01包括第三步骤E03，在该步骤中，进行对电池10的单元的平衡。为此目的，系统12使与要平衡的每个单元相关联的开关20闭合。同时，在每个时刻t以及针对电池10的每个单元i，系统12计算在时刻t单元i实际放电的电荷量Δqi(t)。针对电池10的任何单元i，可以根据以下表达式来计算在时刻t单元i实际放电的电荷量：
Figure GDA0003543032090000091
现在，欧姆定律规定：
Figure GDA0003543032090000092
其中，R平衡是平衡电路16的电阻22的值。
因此，可以通过应用以下等式来计算量Δqi(t)：
Figure GDA0003543032090000093
针对电池10的任何单元i，系统12不断将要平衡的预计电荷qi,平衡与实际放电的电荷量Δqi(t)进行比较。只要要平衡的预计电荷qi,平衡严格大于实际放电的电荷量Δqi(t)，开关20就保持闭合。如果电荷qi,平衡变得等于或大于量Δqi(t)，则打开与单元i相关联的开关20。然后，终止对单元i的平衡。
由于针对单元4要平衡的预计电荷q4,平衡为零，因此在任何时刻t，该单元实际放电的电荷量Δq4(t)不可能严格小于要平衡的预计电荷。因此，在所展示的示例中，在步骤E03期间，不闭合与单元4相关联的开关20。
根据依据本发明的方法的变体的第三示例，可以基于所计算的平衡时间来控制平衡。在该方法的变体的这个示例的步骤E02中，针对电池10的任何单元i，使用针对单元i要平衡的预计电荷qi,平衡来计算单元i的平衡时间ti,平衡。通过应用以下等式来计算单元i的此平衡时间ti,平衡：
Figure GDA0003543032090000101
其中，
Figure GDA0003543032090000102
其中，V标称是电池10的单元的标称电压。在变体的第三示例中，假设单元的平衡电阻的偏差和标称电压的偏差为零。因此，假设平衡电流Ii,平衡对于所有单元而言是相同的并且表示为I平衡。
鉴于以上内容，针对电池10的任何单元i，可以通过应用以下公式来计算平衡时间ti,平衡：
Figure GDA0003543032090000103
在变体的第三示例的步骤E03中，针对电池10的任何单元i，在时刻t1与时刻t1+ti,平衡之间，系统12将与单元i相关联的开关20设置为闭合状态，其中，t1是开始进行平衡的时刻。
变体的第三示例的有利之处在于：不需要不断地计算所有单元的量Δqi(t)。因此，减少了在计算资源方面的需求。然而，平衡变得更加近似，因为使用了单元的标称电压(其是恒定的)代替实际电压(其在电池10的使用期间会变化)来计算平衡时间。
在变体的第四示例中，可以以不同的方式来计算在时刻t单元i实际放电的电荷量Δqi(t)。在变体的这个第四示例中，针对任何单元i，通过应用以下等式来计算量Δqi(t)：
Δqi(T)＝I平衡×ti,平衡 (11)
作为一般规则，只有在车辆的任务期间(即当车辆正在行驶并且处于控制下时)才可能进行平衡。于是，平衡时间通常太短而无法允许在单次任务中对所有单元进行平衡。在这种情况下，平衡被中断，并且在一段中断时间之后恢复。
在所展示的示例性实施例中，当在中断之后恢复平衡时，更新目标参数。这个选择是有利的，尤其是因为当恢复平衡时单元可能处于高电荷状态。
然而，本发明不限于这个选择，并且应可行的是存在变体的第五示例，在该示例中，当在中断之后恢复平衡时，不更新目标参数。这个第五示例的有利之处在于其需要更少的计算资源。
于是，根据本发明的检测方法包括针对电池10的每个单元的对该单元进行驰豫的阶段P02。在阶段P02期间，在驰豫时间Tr期间单元的电流保持等于零。
在所展示的示例性实施例中，基于电池10的单元的平衡时间ti,平衡来计算驰豫时间Tr。更确切地，时间Tr大体上等于电池10的单元的平衡时间ti,平衡的平均值乘以范围在从0.5到1内的系数。
图4示出了在经历根据本发明的方法的平衡阶段P01和驰豫阶段P02的电池10的单元i中的电荷随时间的变化。单元i(图4中示出了其中的电荷变化)不经受由于自放电缺陷导致的任何电荷损失。
平衡在时刻t1开始并且在平衡时段T期满之后中断。时段T可以小于或等于针对单元i计算的平衡时间ti,平衡。如果平衡被中断，则对单元i进行驰豫直到时刻t2。
正方形32示意性地示出了单元i在时刻t1的电荷qi(t1)。正方形34展示了单元i在时刻t2的电荷qi(t2)。水平线36表示目标单元在时刻t1的电荷q目标(t1)。水平线38表示目标单元在时刻t2的电荷q目标(t2)。第一竖直向下箭头40表示在时刻t1估计的针对单元i要平衡的预计电荷qi,平衡(t1)。第二竖直向下箭头42表示在平衡期间单元i实际放电的电荷量Δqi(T)。第三竖直向下箭头44示意性地示出了在时刻t2估计的针对单元i要平衡的预计电荷qi,平衡(t2)。
如上文所提及的，在图4的情况下，单元i不展现任何自放电缺陷。因此，与单元i的电荷相关的数据符合以下等式：
qi,平衡(t2)＝qi,平衡(t1)-Δqi(T) (12)
图5示出了在经历与图4中的平衡阶段P01和驰豫阶段P02相同的阶段的单元i中的电荷随时间的变化。单元i(图5中示出了其电荷变化)经受由于明显的自放电缺陷导致的电荷损失。
如在图4中那样，平衡在时刻t1开始并且在平衡时段T期满之后中断，然后单元i被驰豫直到时刻t2。
图5的曲线图与图4的曲线图的不同之处在于：第四竖直向下箭头46示意性地示出了在根据本发明的方法的阶段P01和P02期间单元i由于自放电而放电的电荷量Δqi,s(T+Tr)。
由于在图5的情况下单元i展现了自放电缺陷，因此与该单元的电荷相关的数据无法符合等式(12)。而是，在图5的情况下，与单元i的电荷相关的数据符合以下等式：
qi,平衡(t2)＝qi,平衡(t1)-Δqi(T)-Δqi,s(T+Tr) (13)
在其中单元i展现出非常大的自放电缺陷、或者其中平衡时间间隔T和/或驰豫时间间隔Tr非常大的极端情况下，在时刻t1与时刻t2之间放电的电荷量可能大于在时刻t1计算的单元i要放电的预计电荷qi,平衡(t1)。
在这种情况下，
qi,平衡(t1)-Δqi(T)-Δqi,s(T+Tr)<0 (14)
鉴于以上内容，针对电池10的任何单元i，可以通过应用以下等式计算单元i的电荷平衡∑i来检测单元i的自放电缺陷：
∑i＝qi,平衡(t2)+Δqi(T)-qi,平衡(t1) (15)
在理论模型中，针对电池10的任何单元i，如果电荷平衡∑i为零，则不存在单元i的自放电缺陷。
相反地，针对电池10的任何单元i，如果已经计算出严格为正的平衡∑i，则存在单元i的自放电缺陷。在这种情况下，可以通过应用以下等式来计算单元i由于自放电而放电的电荷量Δqi,s(T+Tr)：
qi,s(T+Tr)＝qi,平衡(t1)-qi,平衡(t2)-qi(T) (16)
可以通过应用以下等式来估计单元i的自放电电流Ii,s：
Figure GDA0003543032090000131
前文已经示出了用于通过计算电荷平衡∑i来检测电池10的单元i中自放电缺陷的存在的理论模型。然而，此模型不适用于目标单元。现在将详细说明用于检测目标单元中的自放电缺陷的另一种计算。
针对这种计算，需要检测目标单元在检测方法的过程中是否比电池10的其他单元更快地放电。更确切地，针对电池10的任何单元i，其中单元i是除了目标单元之外的单元，如果
qi(t2)>qi(t1)，其中，qi(T)≠0 (18)
则在目标单元中检测到自放电缺陷。
因此，可以使用以上示出的理论模型来检测电池10的任何单元中的自放电缺陷。然而，实际上，必须应用阈值来实现有效检测，以便考虑到会阻止检测或者相反地会导致错误的检测的所有不准确来源。
特别地，针对电池10的任何单元i，在计算针对单元i要平衡的预计电荷qi,平衡时可能会发生不准确。这些不准确可能尤其是由以下因素引起的：
-电压传感器测量到零电流电压OCVi，
-在测量到零电流电压OCVi之前不足的驰豫时间，
-对包含电荷状态SOCi的值随电压OCVi变化的映射的近似，
-确定健康状态SOHi时的近似，这些近似仅能借助于计算或数学模型来估计，
-出厂容量Qi的公差的偏差。
在这些计算中，必须考虑前述不准确，不仅是考虑与单元i相关的量，还要考虑与目标单元相关的量。
在计算在驰豫时间间隔T期间单元i实际放电的电荷量Δqi(T)时可能会发生其他不准确。
根据所展示的示例，针对电池10的任何单元i，由以下等式给出实际放电的电荷量Δqi(t)：
Figure GDA0003543032090000141
在这种情况下，不准确的起源尤其包括：
-电阻R平衡的变化性，该电阻可以随着温度而变化，
-电压传感器测量到单元i的端子处的电压。
针对电池10的任何单元i，还可以由以下等式得到实际放电的电荷量Δqi(t)：
Δqi(T)＝I平衡×ti,平衡 (11)
在这种情况下，不准确的起源尤其包括由电流传感器测得的平衡电流I平衡(并且被假设对于所有单元都相等)与流过单元i的真实平衡电流Ii,平衡之间的差异。
鉴于以上内容，在所展示的示例中，针对任何单元i，定义了组合有所有以上提及的不准确的阈值εi。为了计算阈值εi，将详细说明用于计算针对单元i要平衡的预计电荷的误差δqi,平衡和单元i实际放电的电荷量的误差δΔqi(T)。针对电池10的任何单元i，基于以下等式：
qi,平衡＝SOCi×Qi-SOC目标×Q目标 (2)
可以获得针对单元i要平衡的预计电荷的一阶微分：
Figure GDA0003543032090000142
此等式可以进行如下简化：
dqi,平衡＝QidSOCi+SOCidQi-Q目标dSOC目标-SOC目标dQ目标 (20)
针对电池10的任何单元i，因此如下计算针对单元i要平衡的预计电荷的误差δqi,平衡：
δqi,平衡＝|Qi.δSOCi|+|SOCi.δQi|+|Q目标.δSOC目标|+|SOC目标.δQ目标|
(21)
其中，δSOCi表示单元i的电荷状态的误差，δQi表示单元i的容量的误差，δSOC目标表示目标单元的电荷状态的误差，并且δQ目标表示目标单元的容量的误差。
用于计算误差δqi,平衡的以上等式对于时刻t1和时刻t2是有效的。例如，针对电池10的任何单元i，以一般方式估计的电荷状态SOCi的3％误差等效于用0.03来代替δSOCi的出现。这同样适用于δQi的出现。
为了获得对误差δqi,平衡的甚至更准确的计算，可以使用以下等式来进一步分析误差δQi和δSOCi：
qi,平衡＝f(OCVi)×(SOHi×Qi,标称)-f(OCV目标)×(SOH目标×Q目标,标称)
(4)
在这种情况下，针对电池10的任何单元i，在对单元i进行驰豫之后基于零电流电压来计算电荷状态SOCi，误差δSOCi由以下因素引起：
-在测量到零电流电压OCVi之前不足的驰豫时间，
-电压传感器测量到零电流电压OCVi，
-对包含电荷状态SOCi的值随电压OCVi变化的映射的近似，针对此映射的敏感度dOCV/dSOC随电压OCVi而变化，因为该敏感度是非线性函数。
关于实际放电的电荷量的误差δΔqi(T)，针对电池10的任何单元i，可以由以下等式得到量Δqi(T)：
Figure GDA0003543032090000151
基于这个表达式，可以获得单元i实际放电的电荷量的一阶微分：
Figure GDA0003543032090000152
此等式可以进行如下简化：
Figure GDA0003543032090000153
针对电池10的任何单元i，因此如下计算单元i实际放电的电荷量的误差δΔqi(T)：
Figure GDA0003543032090000161
其中，δR平衡表示平衡电阻R平衡的误差，并且δγ表示单元i的端子处的电压的误差。
单元i的端子处的电压的误差δγ本质上是白噪声。因此，在所展示的示例性实施例中，假设误差δγ等于零。还可以由以下等式得到量Δqi(T)：
Δqi(T)＝I平衡×ti,平衡 (11)
通过获得一阶微分，我们得到：
Figure GDA0003543032090000162
针对电池10的任何单元i，然后可以如下计算单元i实际放电的电荷量的误差δΔqi(T)：
δΔqi(T)＝|T.δI平衡|+|I平衡.δT| (26)
其中，δI平衡表示平衡电流的误差，并且δT表示平衡时间的误差。
误差δT通常可以被认为是零，因为其是可忽略的。
鉴于以上内容，针对电池10的任何单元i，可以通过应用以下两个简化等式之一来计算误差δΔqi(T)：
Figure GDA0003543032090000163
以及δΔqi(T)＝|T.δI平衡| (28)
针对电池10的任何单元i，基于以下等式：
∑i＝qi,平衡(t2)+Δqi(T)-qi,平衡(t1) (15)
考虑到上述误差，可以写出用于计算平衡∑i的等式：
∑i＝(qi,平衡(t2)±δqi,平衡(t2))+(Δqi(T)±δΔqi(T))-(qi,平衡(t1)±δqi,平衡(t1))(29)
因此，等式(29)还可以写成：
∑i＝(qi,平衡(t2)+Δqi(T)-qi,平衡(t1))±(δqi,平衡(t2)+δΔqi(T)+δqi,平衡(t1))(30)
因此，必须使用先前针对误差δqi,平衡(t1)、δqi,平衡(t2)和δΔqi(T)所写出的等式来如下定义阈值ε：
ε＝δqi,平衡(t2)+δΔqi(T)+δqi,平衡(t1) (31)
因此，现在已经在理论上并且在实际上描述了检测电池10的任何单元中的自放电缺陷的方式。参照图2，根据本发明的方法包括：使用等式(15)来计算电荷平衡∑i的第三阶段P03，以及通过使用等式(31)、(21)、(27)和(28)来计算阈值εi的第四阶段P04。最后，该方法包括将平衡∑i与阈值εi进行比较的第五阶段P05。在阶段P05中，如果对于任何单元i,平衡∑i大于或等于阈值εi，则检测到单元i的自放电缺陷。另外，在阶段P05期间，进行前述测试以通过观察是否满足等式(18)的条件来检测目标单元是否具有自放电缺陷。
通过使用以这种方式计算的阈值，可以避免有自放电缺陷未检测到以及对不存在的自放电缺陷的错误检测。特别地，阈值εi适合于考虑会影响储电电池(尤其是结合了电动推进的机动车辆的类型的储电电池)的单元的大多数不准确。以这种方式，最大化了根据本发明的检测方法的可靠性。
一般来说，根据本发明的方法可以用于在早期阶段检测电池的单元中的自放电缺陷，而无需添加任何硬件设备，只需简单地通过软件修改即可。
特别地，根据本发明的方法不需要在较长的驰豫时段之后对单元的电荷状态进行比较。因此，根据本发明的方法使得能够加速对自放电缺陷的检测，从而可以更频繁并且因此在更早期的阶段进行这种检测。

Claims (8)

1.一种用于在具有多个电池单元(1，2，3，4)的储电电池(10)中检测单元(1，2，3，4)中的自放电缺陷的方法，其中：
-至少部分地对这些电池单元(1，2，3，4)的电荷进行平衡，
-对这些电池单元(1，2，3，4)进行驰豫，
-针对每个电池单元i，计算所述单元i在该平衡和驰豫期间的电荷平衡∑i，并且
-针对每个电池单元i，基于针对所述单元i计算的在该平衡和驰豫期间的该电荷平衡∑i来检测所述单元i的任何自放电缺陷的可能存在，
其中，针对每个电池单元i，考虑从以下各项中选择的至少一个量来计算所述单元i在该平衡和驰豫期间的该电荷平衡∑i：紧接在开始对所述单元i进行平衡之前针对所述单元i要平衡的电荷qi,平衡(t1)，紧接在结束对所述单元i进行驰豫之后针对所述单元i要平衡的电荷qi,平衡(t2)，以及在该平衡期间所述单元i放电的电荷量Δqi(T)，
其中，针对任何电池单元i，通过应用以下关系来计算所述单元i在该平衡和驰豫期间的该电荷平衡∑i：
∑i＝qi,平衡(t2)+Δqi(T)-qi,平衡(t1)
其中，“∑i”表示所述单元i在该平衡和驰豫期间的该电荷平衡，
“qi,平衡(t)”表示在时刻t针对所述单元i要平衡的电荷，
“Δqi(T)”表示在时间间隔T期间所述单元i放电的电荷量，
“t1”表示紧接在开始对所述单元i进行平衡之前的时刻，
“t2”表示紧接在结束对所述单元i进行驰豫之后的时刻，并且
“T”表示期间已经对该单元i的电荷执行平衡的时段。
2.如权利要求1所述的方法，其中，针对每个单元i，该平衡包括：计算针对所述单元要平衡的电荷qi,平衡的步骤(E02)；以及执行该平衡的步骤(E03)，在该步骤中，计算所述单元i放电的电荷量Δqi(t)；并且只要针对所述单元i要平衡的电荷qi,平衡严格大于所述单元i放电的电荷量Δqi(t)，就继续该平衡步骤(E03)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其中，针对每个单元i，该平衡包括：计算针对所述单元i要平衡的电荷qi,平衡的步骤；以及基于所计算的针对所述单元i要平衡的电荷qi,平衡来计算所述单元i的平衡时间ti,平衡的步骤，其中，在所计算的平衡时间ti,平衡期间执行该平衡。
4.如权利要求1或2所述的方法，其中，针对每个单元i，基于从以下各项中选择的参数来计算针对所述单元要平衡的电荷qi,平衡：所述单元i的电荷状态SOCi、目标单元的电荷状态SOC目标、所述单元i的容量Qi、目标单元的容量Q目标、所述单元i的健康状态SOHi、目标单元的健康状态SOH目标、所述单元i的零电流电压OCVi、目标单元的零电流电压OCV目标、所述单元i的标称容量Qi,标称以及目标单元的标称容量Q目标, 标称；和/或其中，针对每个单元i，基于从以下各项中选择的至少一个参数来计算所述单元i在时段T期间放电的电荷量Δqi(T)：平衡电阻R平衡、在属于所述时段T的时刻t在所述单元i的端子处的电压vi(t)、储电电池(10)的单元(1，2，3，4)的平衡电流I平衡、以及该储电电池(10)的单元(1，2，3，4)的标称电压V标称。
5.如权利要求1或2所述的方法，其中，在以下情况下检测到第一电池单元中可能存在自放电缺陷：对于除了该第一电池单元之外的任何第二电池单元i，紧接在结束对所述第二单元i进行驰豫之后所述第二单元i要平衡的电荷qi,平衡(t2)严格大于紧接在开始对所述第二单元i进行平衡之前所述第二单元i要平衡的电荷qi,平衡(t1)，并且在该平衡和驰豫期间所述第二单元i放电的电荷量Δqi(T)不为零。
6.如权利要求1或2所述的方法，其中，针对每个单元i，在以下情况下检测到所述单元i中可能存在自放电缺陷：在该平衡和驰豫期间所述单元的所计算电荷平衡∑i超过严格为正的阈值ε1，所述阈值ε1是基于从以下各项中选择的至少一个误差来确定的：紧接在开始对所述单元i进行平衡之前针对所述单元i要平衡的电荷的误差δqi,平衡(t1)，紧接在结束对所述单元i进行驰豫之后针对所述单元i要平衡的电荷的误差δqi,平衡(t2)，以及在该平衡和驰豫期间所述单元i放电的电荷量的误差δΔqi(T)。
7.如权利要求6所述的方法，其中，针对任何单元i，所述阈值εi是基于针对所述单元i要平衡的电荷的误差δqi,平衡来确定的，所述误差δqi,平衡是根据以下表达式针对任何时刻t计算的：
δqi,平衡＝|Qi.δSOCi|+|SOCi.δQi|+|Q目标.δSOC目标|+|SOC目标.δQ目标|
其中，“δqi,平衡”表示在所述时刻所述单元i要平衡的电荷的误差，
“δSOCi”表示所述单元i的电荷状态的误差，
“δQi”表示所述单元i的电荷的误差，
“SOCi”表示在所述时刻t所述单元i的电荷状态，
“Qi”表示在所述时刻t所述单元i的电荷，
“δSOC目标”表示目标单元的电荷状态的误差，
“δQ目标”表示目标单元的电荷的误差，
“SOC目标”表示在所述时刻t目标单元的电荷状态，并且
“Q目标”表示在所述时刻t目标单元的电荷。
8.如权利要求6所述的方法，其中，针对任何单元i，所述阈值是基于在时间间隔T期间所述单元i放电的电荷量的误差δΔqi(T)来确定的，所述误差δΔqi(T)是通过使用以下表达式中的至少一个表达式来计算的：
Figure FDA0003543032080000031
其中，“T”表示所述时间间隔，
“δΔqi(T)”表示在所述时间间隔T期间所述单元i放电的电荷量的误差，
“R平衡”表示用于该平衡的电阻，
对于属于所述时间间隔的任何时刻τ，“Vi(τ)”表示在该时刻τ在所述单元i的端子处测得的电压，并且
“δI平衡”表示该储电电池(10)的这些单元(1，2，3，4)的平衡电流的允许偏差。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019127408A1 (de) * 2019-10-11 2021-04-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Kalibrierung eines Balancing-Systems in einem Batteriesystem
CN111873852B (zh) * 2020-07-01 2022-02-11 广州小鹏汽车科技有限公司 一种动力电池自放电监测方法及装置、车辆、存储介质
JP2022179015A (ja) * 2021-05-21 2022-12-02 株式会社日立製作所 蓄電池システム、それを備えた鉄道車両、及び異常電池検知方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101535827A (zh) * 2006-10-30 2009-09-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于在电池非平衡时确定电池的荷电状态的设备和方法
CN105480104A (zh) * 2014-10-02 2016-04-13 罗伯特·博世有限公司 多个电池单元的单元对称化方法和执行该方法的电池系统
KR101725498B1 (ko) * 2015-12-03 2017-04-10 현대오트론 주식회사 배터리 관리 시스템의 누설 진단 장치 및 방법
CN106814319A (zh) * 2015-11-28 2017-06-09 华南理工大学 一种锂离子电池自放电检测系统
JP2017110969A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 横河電機株式会社 蓄電サービスシステム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2004203624B2 (en) * 1999-01-18 2006-01-05 The Soul Warrior Pty Ltd Energy monitoring and charging system
KR101073277B1 (ko) * 2006-08-07 2011-10-12 주식회사 엘지화학 하이브리드 전기 자동차용 배터리 팩의 셀 밸런싱 방법 및이를 위한 장치
JP2010032412A (ja) 2008-07-30 2010-02-12 Sanyo Electric Co Ltd 車両用の電源装置
DE102012214878A1 (de) * 2012-08-22 2014-02-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Ladungsausgleich bei der Fertigung und/oder Reparatur eines Batteriesystems
US20160018468A1 (en) * 2014-07-21 2016-01-21 Richtek Technology Corporation Method of estimating the state of charge of a battery and system thereof
JP6419046B2 (ja) 2015-09-15 2018-11-07 本田技研工業株式会社 蓄電システムの故障形態判定装置
KR20170065322A (ko) * 2015-12-03 2017-06-13 현대오트론 주식회사 배터리 밸런싱 장치 및 방법
KR20170070525A (ko) * 2015-12-14 2017-06-22 현대오트론 주식회사 자율 배터리 밸런싱 장치 및 그 방법
CN106908727A (zh) * 2015-12-22 2017-06-30 郑州比克电池有限公司 精准检测锂离子电池自放电的方法
CN105527583B (zh) * 2016-02-05 2018-08-03 华霆（常州）动力技术有限公司 电池组自放电检测方法、电池组控制器及系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101535827A (zh) * 2006-10-30 2009-09-16 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于在电池非平衡时确定电池的荷电状态的设备和方法
CN105480104A (zh) * 2014-10-02 2016-04-13 罗伯特·博世有限公司 多个电池单元的单元对称化方法和执行该方法的电池系统
CN106814319A (zh) * 2015-11-28 2017-06-09 华南理工大学 一种锂离子电池自放电检测系统
KR101725498B1 (ko) * 2015-12-03 2017-04-10 현대오트론 주식회사 배터리 관리 시스템의 누설 진단 장치 및 방법
JP2017110969A (ja) * 2015-12-15 2017-06-22 横河電機株式会社 蓄電サービスシステム

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