CN111516550B - 用于电池系统的可变最大电流保护的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

提出了用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的各种系统和方法。该系统可以包括电池模块、一个或多个车辆系统、具有监测电流参数的电池监测单元的电池管理系统、以及从电池监测单元接收电流参数的电池控制系统。电池控制系统可以被配置为识别电池模块的电流事件，确定电流事件的持续时间，将电流事件的持续时间与多个时间阈值比较，基于电流事件的持续时间确定电流参数，基于电流事件的持续时间和电流参数确定最大电流参数，以及控制一个或多个车辆系统使得一个或多个电池的电流不超过最大电流参数。

Description

用于电池系统的可变最大电流保护的方法和系统
技术领域
本发明属于电动车辆电池技术领域，具体涉及一种用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的系统、用于控制电池管理系统的电流的方法、以及用于确定电池模块的最大电流参数的非暂时性处理器可读介质。
背景技术
随着电池技术变得更加先进，电池在电动车辆(EV)内的使用也变得更加先进。在一些情况下，例如通勤车辆，EV旨在替代传统的燃机车辆，因为EV提供了更环保的解决方案。然而，对于最终替代燃机车辆的EV，EV必须能够同样地且安全地操作。EV的一个可能的缺点是电池安全性。电池运行，例如充电和放电过程，可能由于电池安全性而受到限制。然而，限制电池以避免过电流或欠电流可能影响EV的可用电流，这又可能影响EV的可操作性。由此，在充电和放电事件期间限制电池对于EV可能是重要的。因此，需要改进对EV内的电池充电和放电电流的限制和控制。
发明内容
描述了涉及用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的系统的各种实施例。用于控制电池系统的最大电流阈值的系统可以包括一个或多个车辆系统、具有一个或多个电池的电池模块、以及具有电池监测单元的电池管理系统，该电池监测单元监测电池模块的电流参数。用于控制最大电流阈值的系统还可以包括电池控制系统，其具有一个或多个处理器，可以从电池监测单元接收电流参数。所述电池控制系统可经配置以识别所述电池模块的电流事件，确定所述电流事件的持续时间，以及将所述电流事件的持续时间与多个时间阈值进行比较。电池控制系统还可以被配置为基于电流事件的持续时间确定电流参数，基于电流事件的持续时间和电流参数确定最大电流参数，以及控制一个或多个车辆系统使得一个或多个电池的电流不超过最大电流参数。在实施例中，电池控制系统可以进一步被配置为将最大电流参数与先前最大电流进行比较，基于最大电流参数和先前最大电流参数来确定电流转换，并且基于电流转换来控制一个或多个车辆系统。例如，电池控制系统可以控制一个或多个车辆系统，以基于电流转换改变一个或多个电池的电流。
可选地，将电流事件的持续时间与多个时间阈值进行比较可以包括将电流事件的持续时间与短脉冲阈值和长脉冲阈值进行比较以确定第一结果。在一些实施例中，第一结果可以指示电流事件的持续时间小于长脉冲阈值。基于第一结果，电池控制系统可被配置为基于电流参数计算电流均方根(RMS)值，将电流RMS值与长脉冲RMS值进行比较以确定第二结果，并且基于第二结果，基于短脉冲参数或短脉冲参数与长脉冲参数之间的电流转换确定最大电流参数。在其他实施例中，第一结果可以指示电流事件的持续时间大于长脉冲阈值。基于第一结果，电池控制系统可以被配置成基于电流参数计算电流RMS值，将电流RMS值与长脉冲RMS值和连续RMS值进行比较以确定第三结果，并且基于第三结果，基于短脉冲参数、长脉冲参数或连续参数中的至少一个确定最大电流参数。
本文还描述了一种用于控制电池管理系统的电流的方法。用于控制电池管理系统的电流的方法可以包括识别具有一个或多个电池的电池模块的电流事件，确定电流事件的持续时间，将电流事件的持续时间与多个时间阈值进行比较，基于电流事件的持续时间测定电流参数，基于电流事件的持续时间和电流参数确定最大电流参数，以及控制车辆系统使得一个或多个电池的电流不超过最大电流参数。该方法还可以包括将最大电流参数与先前最大电流参数进行比较，并且基于最大电流参数和先前最大电流参数来确定电流转换。在实施例中，将电流事件的持续时间与多个时间阈值进行比较可以包括将电流事件的持续时间与短脉冲阈值和长脉冲阈值进行比较以确定第一结果。第一结果可以指示电流事件的持续时间小于短脉冲阈值。基于第一结果，用于控制电池管理系统的电流的方法可以基于短脉冲参数确定最大电流参数。可选地，确定最大电流参数可以进一步基于一个或多个条件因素，包括一个或多个电池中的每一个的温度和充电状态。
在一些实施例中，第一结果可以指示电流事件的持续时间小于长脉冲阈值。在这样的实施方案中，基于第一结果，该方法可以包括基于电流参数计算电流均方根(RMS)值，将电流RMS值与长脉冲RMS值进行比较以确定第二结果，并且基于第二结果，基于短脉冲参数或短脉冲参数与长脉冲参数之间的电流转换来确定最大电流参数。在其他实施例中，第一结果可以指示电流事件的持续时间大于长脉冲阈值。在这样的实施方案中，基于第一结果，该方法可以包括基于电流参数计算电流RMS值，将电流RMS值与长脉冲RMS值和连续RMS值进行比较，以及确定第三结果。第三结果可以指示电流RMS值大于连续RMS值。在一些实施例中，基于第三结果，该方法可以包括基于连续参数确定最大电流参数。在其它实施例中，第三结果可以指示电流RMS值大于长脉冲RMS值。在这样的实施例中，基于第三结果，该方法可以包括基于长脉冲参数确定最大电流参数。而在其它实施例中，第三结果可以指示电流RMS值小于长脉冲RMS值。在这样的实施例中，基于第三结果，该方法可以包括基于短脉冲参数确定最大电流参数。
本文还描述了一种用于确定电池模块的最大电流参数的非暂时性处理器可读介质，其包括处理器可读指令。处理器可读指令可被配置为致使一个或多个处理器识别包括一个或多个电池的电池模块的电流事件，确定电流事件的持续时间，将电流事件的持续时间与多个时间阈值进行比较，基于电流事件的持续时间确定电流参数，基于电流事件的持续时间和电流参数确定最大电流参数，以及控制一个或多个车辆系统使得一个或多个电池的电流不超过最大电流参数。在一些实施例中，最大电流参数可以基于短脉冲参数、长脉冲参数或连续参数中的至少一个来确定。在其他实施例中，处理器可读指令可以进一步被配置为致使一个或多个处理器将最大电流参数与先前最大电流参数进行比较，基于最大电流参数和先前最大电流参数确定电流转换，以及控制一个或多个车辆系统从而基于电流转换改变一个或多个电池的电流。
附图说明
图1示出了根据本文公开的实施例的车辆内的电池系统的框图。
图2示出了根据本文公开的实施例的用于控制车辆内的电池系统的最大电流阈值的方法。
图3示出了根据本文公开的实施例的用于控制车辆内的电池系统的最大电流阈值的方法。
图4示出了根据本文公开的实施例的图3所示用于控制车辆内的电池系统的最大电流阈值的方法的延续。
具体实施方式
电池，尤其是锂离子电池，可能被各种条件损坏。通常，电池应避免：过充电、过放电、超温、欠温、过电压、欠电压和过电流。例如，过充电可能引起过热，这可能导致爆炸或起火。将电池过放电至低于某一阈值可永久地降低电池的能量容量。为了防止损坏，可以规定电池用于充电和放电的阈限值。这些阈限值可以基于电池的充电或放电的持续时间、充电或放电的速率或其他电池容量因素来设置。例如，电池可具有短脉冲放电阈限值，该短脉冲放电阈限值设置电池可在诸如五秒的短时间段内放电的最大电流量。也就是说，当放电五秒或更短时间时，电池不应放出比短脉冲放电阈限值更大的电流。这些阈限值通常是不考虑电池系统的运行动态或条件的常数。因为电池系统的运行动态可能影响电池的运行，例如电池的可用容量，所以在不考虑运行动态的情况下限制电池可能导致电池系统的不准确限制。电池运行动态的不准确限制可能导致过度限制，这可能影响由该电池供电的设备的工作。例如，对电动车辆(EV)内的电池的过度限制可能抑制EV的加速能力。
电池的实际限制可以根据运行动态和条件而改变。运行动态，例如充电状态(SOC)、温度和运行持续时间，可以改变电池充电和放电的速率和容量。例如，在温度较低的情况下，电池可能具有降低的能量容量和降低的充电或放电速率。在阈限值之间的切换也可能是低效和有问题的。因为阈限值是恒定值，所以在阈限值之间的切换可能导致电池充电或放电的可用性的突然变化。例如，五秒运行的电池可能在这五秒期间受到7C-速率的短脉冲放电限值的限制。超过五秒的继续运行可以将阈限值改变为4C-速率的长脉冲放电限值。放电阈限值从7C-速率突然降低到4C-速率可能突然降低电池的放电电流，影响正在汲取电池电流的设备。在电池是电动车辆(EV)的一部分的情况下，阈限值之间的突然变化可能影响EV的运行，例如突然降低加速或扭矩容量。
为了基于运行动态和条件为电池系统提供电流保护，阈限值可以基于一个或多个电池的动态和/或条件。例如，电池系统的阈限值可以基于电池系统内每个电池的运行持续时间、温度和SOC而改变。另外，为了使电池充电和放电速率以及能量容量的突然变化最小化，阈限值可以动态地转变。也就是说，代替基于电池运行持续时间从短脉冲阈限值切换到长脉冲阈限值，阈限值可以在一段时间内从短脉冲阈限值转变到长脉冲阈限值，从而对电池系统附近的任何设备运行提供最小影响。
关于这些实施例和附加实施例的进一步细节与附图相关联地提供。图1示出了电动车辆系统100内的电池系统120的框图。本文详述的系统和方法可在电动车辆(例如车辆101)内使用。电动车辆可以完全或部分地在电池系统(例如电池系统120)上运行。在一些实施例中，电池系统120可以是电池管理系统。在其它实施例中，电池系统120可以是车辆控制单元(VCU)。而在其它实施例中，电池系统120可以是并非车辆系统100的一部分的独立系统。电池系统120可以是管理电池系统的充电和放电以保护电池不在安全运行条件之外运行的任何电子系统。电池系统120可以包括电池模块110、电池监测单元130和电池控制系统140。电动车辆系统100可以包括车辆101、电池系统120、车辆系统150、天线160、蜂窝网络190、网络192和基于云计算的服务器系统194。
车辆101可以是指可以由车载电池系统(例如电池系统120)操作的各种形式的车辆。车辆101可以是客车、皮卡车、运动型多功能车、卡车、机动化推车、全地形车、摩托车、动力踏板车或一些其它形式的动力车辆。这种车辆可被配置为部分地或完全地由电池系统120供电。辅助电力可以由基于燃机的系统供应。因此，车辆101中的至少一些可以由电流供电。车辆101可以包括车辆系统150。车辆系统150可以包括发动机152和辅助系统154。辅助系统154可以包括车辆转向系统、加速和制动系统以及其它车载电气系统。这些系统中的每一个至少有时可以由电池系统120供电。也可以存在其他车辆系统，其可以至少在一些时间由电池系统120供电，诸如指示转弯和车道改变的信号系统，以及照亮道路或车辆101内部的照明系统。
电池系统120可以包括各种传感器和计算机化的部件，其作为图1中详细示出的各种部件来执行或起作用。这样的传感器和部件可以包括：电池控制系统140、电池监测单元130和电池模块110。电池模块110可以包括至少一个电池102。在实施例中，可以存在多个电池102。另外，在电池系统120内可以存在多于一个的电池模块110。电池监测单元130可以监测电池模块110内的每个电池102，或者电池监测单元130可以监测电池模块110。作为电池监测单元130的一部分，可以存在传感器132。传感器132可以包括温度传感器、容量传感器、电压传感器和用于电池模块110内的每个电池102的其他类似传感器。可以基于由传感器132提供的信息来估计充电状态(SOC)。在实施例中，传感器132例如可以包括专用于电池模块110的传感器，以确定电池模块110整体的容量。电池模块110整体的运行条件也可以根据由电池监测单元130为每个电池102收集的单独数据来计算。
电池监测单元130可以通过通信线路104与电池102通信，从而与电池模块110通信。电池监测单元130可将从传感器132收集的数据经由通信线路134传输到电池控制系统140。电池控制系统140可以进一步从车辆系统150和天线160接收和发送数据。在实施例中，电池控制系统140可以是电池管理系统或车辆控制单元(VCU)的一部分。电池控制系统140可以使用一个或多个非暂时性处理器可读介质来访问作为电池系统120或电动车辆系统100的一部分而本地存储的数据的一个或多个数据库或数据存储，所述非暂时性处理器可读介质可以包括存储器、硬盘和固态硬盘。电池系统120可以包括各种计算机化的部件，例如一个或多个处理器和通信总线。用作电池系统120的一部分的一个或多个处理器可以包括一个或多个专用处理器，其具有被硬编码为该一个或多个处理器的一部分的各种功能，例如专用集成电路(ASIC)。另外或替代地，一个或多个通用处理器可以用作电池系统120的一部分，其执行所存储的致使通用处理器执行专用功能的指令。因此，软件和/或固件可以用于执行电池系统120的至少一些功能。与图2、图3和图4相关联地提供了关于电池系统120的功能的进一步细节。
电池系统120可以经由通信线路142与车辆系统150通信。在实施例中，可以存在车辆控制接口(未示出)以便于车辆系统150和电池系统120之间的通信。例如，车辆控制接口可以转换来自电池系统120的指令或信号以控制发动机152或辅助系统154。来自车辆系统150的反馈(例如，车辆加速度、制动、发动机状态)可以由车辆控制接口提供给电池系统120。电池控制系统140也可以经由线路114与电池102通信，从而与电池模块110通信。电池控制系统140可以控制电池102对车辆系统150的电流充电和放电。例如，车辆系统150可向电池控制系统140指示车辆101正在加速并需要来自电池102的电力(例如，电流)。电池控制系统140然后可控制电池102的放电以向车辆系统150提供所需的电力。来自电池102的电流可以经由线路144从电池模块110传输到车辆系统150。然而，为了确保电池102不会过放电，电池控制系统140可以基于从电池监测单元130接收的数据来限制电池102的最大放电量。以此方式，电池控制系统140可以基于电池102的可用功率和最大电流限制来控制车辆系统150的电力要求。在实施例中，电池系统120可以基于电池102的最大电流限制来控制一个或多个车辆系统150。
在实施例中，还可以存在网络接口以便于电池系统120与各种外部源之间的通信。例如，网络接口可以使用天线160来与蜂窝网络190无线通信，该蜂窝网络可以是3G、4G、5G或一些其它形式的无线蜂窝网络。蜂窝网络190可以使用可以包括因特网的一个或多个网络192来与远程的基于云计算的服务器系统194通信。基于云计算的服务器系统194可以由向电池系统120提供数据和从其接收数据的实体来操作。例如，基于云计算的服务器系统194可以由电池系统120或电动车辆系统100的制造商或提供商操作(或代表其操作)。因此，基于云计算的服务器系统194可以能够与部署在地理上分散的车辆中的大量(例如，数千个)电池系统120通信。在一些实施例中，基于云计算的服务器系统194可以操作以存储从电池系统120收集的数据。例如，基于云计算的服务器系统194可以存储从电池系统120收集的关于电池102的过去运行动态的数据，诸如过去记录的电流参数。天线160还能够与其它形式的无线网络通信。例如，天线160可以用于与无线局域网(WLAN)通信，例如电池系统120具有访问许可的Wi-Fi网络。例如，当停放在家中时，车辆101可以在车辆所有者的Wi-Fi网络的范围内，通过该网络可以访问因特网和基于云计算的服务器系统194。可以与基于云计算的服务器系统194进行其他形式的基于网络的通信，诸如通过车辆乘员的移动设备到蜂窝网络或WLAN的蓝牙通信链路。
图2示出了用于控制车辆内的电池系统的最大电流阈值的方法200的实施例。方法200可以由图1的电动车辆系统100的电池系统120执行。例如，电池系统120可以安装在车辆上，并且电池系统120可以被配置为基于方法200控制车辆。在一些实施例中，方法200可以使用执行电池系统120的所有功能的替代系统或设备来执行。在其他实施例中，方法200可以使用引导电池系统120基于方法200而运行的替代系统或设备来执行。
在框210处，可以识别电池模块的电流事件。电池模块可以包括一个或多个电池，诸如包括电池102的电池模块110。电池模块的电流事件可以包括电池运行的任何启动。例如，电池模块内电流的任何启动，例如一个或多个电池的充电或放电过程，可以是一种电流事件。在实施例中，启动车辆可以是一种电流事件，而在其他实施例中，启动从包含一个或多个电池的电池模块汲取电力的任何车辆系统可以是一种电流事件。
在框220处，可以确定电流事件的持续时间。一旦在框210处识别出电流事件，计时器就可以开始对电流事件的持续时间进行计数。例如，在电流事件开始时，时间可以是零，但是随着电流事件继续，计时器可以继续计数。计时器可以继续对电流事件的持续时间进行计数，直到电流事件结束。当例如在一个或多个电池的充电或放电过程期间电池流入或流出的电流停止时，电流事件可以结束。例如，当EV启动并且车载电池管理系统启动时，计时器可以开始计数。当EV连同车载电池管理系统一起关闭时，计时器可以停止计数。
在框230处，可以将在框220处确定的电流事件的持续时间与一个或多个时间阈值进行比较以确定第一结果。时间阈值可以包括短脉冲阈值和长脉冲阈值。在实施例中，可以存在更多的时间阈值。短脉冲阈值可以小于长脉冲阈值。例如，短脉冲阈值可以是五秒，而长脉冲阈值可以是30秒。短脉冲阈值可以对应于电流事件的短持续时间，诸如电池运行五秒或更少秒数。长脉冲阈值可以对应于电流事件的较长持续时间，诸如电池运行5至30秒。并且持续超过30秒的电流事件的持续时间可以对应于连续事件。对应于每个时间阈值的实际时间量可以根据电池系统内使用的电池、车辆的类型和应用、以及电池和/或车辆的运行条件而变化。例如，短脉冲阈值的范围可以为1至5秒、5至10秒、10至20秒、20至30秒、30至40秒、40至50秒、50至60秒或大于60秒。长脉冲阈值的范围可以为5至15秒、15至30秒、30至45秒、45至60秒、60至75秒、75至90秒、或大于90秒。如下面更详细地讨论的，部分地由于电池运行的短持续时间，短脉冲阈值可以对应于电池的较大最大电流阈值。而部分地由于电池运行的较长持续时间，长脉冲阈值可以对应于电池的较小最大电流阈值。也就是说，电池越长，电池的最大电流阈值可能越低。
第一结果可以通过将电流事件的持续时间与一个或多个时间阈值进行比较来确定。例如，第一结果可以通过将电流事件的持续时间与短脉冲阈值和长脉冲阈值进行比较来确定。在各种实施例中，可以通过将电流事件的持续时间与诸如中间阈值的其它时间阈值进行比较来确定第一结果。第一结果可以指示电流事件的持续时间大于或小于所比较的(一个或多个)时间阈值。与每个时间阈值的比较可以按顺序或同时进行。在实施例中，可以首先将电流事件的持续时间与短脉冲阈值进行比较，以确定电流事件的持续时间是否大于短脉冲阈值。如果电流事件的持续时间大于短脉冲阈值，则可以将电流事件的持续时间与长脉冲阈值进行比较，以确定电流事件的持续时间是否大于长脉冲阈值。
在框240处，可以基于电流事件的持续时间来测定电流参数。在将电流事件的持续时间与时间阈值进行比较以确定第一结果之后，可以基于电流事件的持续时间来测定电流参数。例如，如果电流事件的持续时间是25秒，并且第一结果指示电流事件的持续时间大于五秒的短脉冲阈值，但是小于30秒的长脉冲阈值，则可以基于电流事件的25秒持续时间来测定电流参数。可以测定电池模块或电池模块内的每个单独电池的电流参数。在实施例中，诸如电池监测单元130的电池监测单元可以测定电流参数。而在其它实施例中，电池系统内的另一系统或装置可以测定电流参数。可以测定的电流参数可以包括电流(例如安培)、电流速率、C-速率、电压、电阻、能量容量、电势等。在实施例中，电流参数可以包括电池系统内的一个或多个电池的SOC和/或温度。
在框250处，可以确定最大电流参数。最大电流参数可以基于由电池系统确定的一个或多个结果来确定。在实施例中，可以基于在框230处确定的第一结果来确定最大电流参数。例如，第一结果可以指示电流事件的持续时间小于短脉冲阈值。然后，部分地基于该第一结果，可以基于短脉冲参数来确定最大电流参数。在第一结果指示电流事件的持续时间小于短脉冲阈值的实施例中，则可以没有框240。也就是说，当第一结果指示电流事件的持续时间小于短脉冲阈值时，可以基于电流事件的持续时间确定最大电流参数，而无需测定电流参数。
最大电流参数可以基于短脉冲参数、长脉冲参数或连续参数来确定。在实施例中，所确定的最大电流参数可以包括电流转换。电流转换可以包括将最大电流参数从第一最大电流参数转换为第二最大电流参数。例如，如果最大电流参数被确定为基于从短脉冲参数到长脉冲参数的电流转换，则所确定的最大电流参数可以从基于短脉冲参数的最大电流参数转换为基于长脉冲参数的最大电流参数。在实施例中，第一最大电流参数和第二最大电流参数之间的电流转换可以是指数的、对数的、线性的、成比例的、或允许两个最大电流参数之间的平滑转换的任何其他数学相关性。例如，如果第一最大电流参数是5C-速率，第二最大电流参数是3C-速率，则确定的最大电流参数可以包括从5C-速率到3C-速率的指数转换。
最大电流参数可以为电池模块设置电流参数的最大限值，例如电池模块的最大充电或放电速率。例如，确定的最大电流参数可以为电池模块设置5C-速率的最大放电限值。这可以表示电池模块可能不会以大于5C-速率放电。最大电流参数可以包括电流(例如安培)、电流速率、C-速率、电压、电阻、能量容量、电势等。在实施例中，最大电流参数还可以包括电池系统内的一个或多个电池的SOC和/或温度。在实施例中，最大电流参数可以是电池模块内每个单独电池特有的，或者可以是电池模块特有的。类似地，短脉冲参数和长脉冲参数可以包括电流(例如安培)、电流速率、C-速率、电压、电阻、能量容量、电势等。在实施例中，短脉冲参数和长脉冲参数可以包括电池系统内的一个或多个电池的SOC或温度。
在框260处，可以基于最大电流参数控制一个或多个车辆系统。如上所述，所确定的最大电流参数可为电池模块或电池模块内的电池的电流参数设置最大限值。电池模块(或电池)的电流参数的限值可以影响从电池模块获得电力的车辆系统。这样，电池控制系统可以控制车辆系统，使得车辆系统不超过电池模块(或电池)的最大电流参数。例如，在加速时，电动车辆(EV)内的发动机可以从电池控制系统请求或汲取大于5C-速率。然而，电池控制系统可以确定电池模块的最大电流参数为5C-速率。为了保护电池模块，电池控制系统可以控制发动机，使得发动机不从电池模块汲取大于5C-速率。在另一示例中，由EV内的制动系统产生的能量可用于对电池模块内的电池充电。然而，电池控制系统可以基于电池的温度和充电状态(SOC)确定用于充电的容量是有限的。因此，电池控制系统可以确定最大电流参数，并且可以使来自制动系统的超过最大电流参数的任何过多能量重定向以远离电池模块。类似地，可以基于最大电流参数控制其他车辆系统。
从图3开始，描述了根据实施例的用于控制车辆内的电池系统的最大电流阈值的方法300。在框310开始，可发起电流事件。电流事件的发起可以启动定时器(或计数器)以开始测定电流事件的持续时间。在实施例中，当电池模块或电池模块中的电池开始工作时，电流事件可以开始。如本文所使用的，与电池模块相关的任何讨论也可对应于电池模块内的电池。电池模块的运行可以包括到电池模块或来自电池模块的电流的任何变化，或者电池模块的容量的任何变化。在框310处可以触发计时器的示例性电流事件包括电池模块的充电或放电、或启动由电池模块供电的装置，例如EV。电流事件的发起可以表示为t0或t＝0。
在框320处，可以确定电流事件的持续时间。如上所述，一旦电流事件发起，计时器可以开始计数或测定电流事件的持续时间。可以以设定的时间频率n来测定持续时间。例如，设定的频率可以是10毫秒、100毫秒、1秒、5秒、1分钟或任何其他时间间隔。在实施例中，1秒间隔可以对应于电池模块的1赫兹间隔。电流事件的持续时间可以表示为tn或t＝n，其中n是某个时间频率。
在框330处，可以确定第一结果。可以在框330和/或框350处确定第一结果。第一结果可以指示电流事件(tn)的持续时间是否大于短脉冲阈值(TSP)以及电流事件(tn)的持续时间是否大于长脉冲阈值(TLP)。在框330处，第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)是否大于短脉冲阈值(TSP)。短脉冲阈值(TSP)可以是时间阈值，其区分短脉冲时间段和长脉冲时间段。也就是说，小于短脉冲阈值(TSP)的任何电流事件的持续时间可对应于短脉冲电池运行，而大于短脉冲阈值(TSP)的任何电流事件的持续时间可对应于长脉冲电池运行。当电池工作时，可用的电流和容量可能减小。因此，电池的最大运行极限也可以随时间变化以反映电池的操作可用性。在实施例中，短脉冲阈值(TSP)的范围可以从1到5秒、5到10秒、10到20秒、20到30秒、30到40秒、40到50秒、50到60秒或大于60秒。因此，在电流事件发起(t0)与短脉冲阈值(TSP)之间的任何电流事件的持续时间可以在短脉冲时间段内。例如，如果短脉冲阈值(TSP)被设置为5秒，则具有在电流事件发起(t0)与5秒(t5)之间的持续时间的任何电流事件可以在短脉冲时间段内。
在框330处，第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)大于短脉冲阈值(TSP)。如果第一结果指示电流事件的持续时间(tn)大于短脉冲阈值(TSP)，则方法300可以遵循“是”分支。但是如果电流事件的持续时间(tn)小于短脉冲阈值(TSP)，则方法300可以遵循“否”分支。在一些实施例中，框330可以包括确定电流事件的持续时间(tn)是否小于或等于短脉冲阈值(TSP)。在其它实施例中，框330可以包括确定电流事件的持续时间(tn)是否大于或等于短脉冲阈值(TSP)。然而，为了便于解释，以下讨论可能仅涉及电流事件的持续时间(tn)是大于还是小于短脉冲阈值(TSP)。
在框330处，第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)小于短脉冲阈值(TSP)。如果电流事件的持续时间(tn)小于短脉冲阈值(TSP)，则方法300可以包括框340。在框340处，可以基于一个或多个短脉冲参数(CSP,n)来确定最大电流参数(CMAX)。在实施例中，短脉冲参数(CSP,n)可以包括电流(例如，安培)、电流速率、C-速率、电压、电阻、能量容量、电势等。在其它实施例中，短脉冲参数(CSP,n)还可以包括电池系统内的一个或多个电池的SOC和/或温度。最大电流参数(CMAX)可以是电池运行的限值或最大阈值，超过该最大阈值电池运行会被限制或减少。最大电流参数(CMAX)可以指示限值，超过该限值电池运行可能是不安全的。这样，电池系统可以基于最大电流参数(CMAX)控制由电池供电的一个或多个系统，使得电池不超过最大电流参数(CMAX)。例如，如果电池放电事件的最大电流参数(CMAX)被确定为5C-速率，则超过5C-速率的电池放电可能存在损坏电池的风险。为了防止损坏，电池系统可以限制或防止电池超过最大电流参数(CMAX)运行。因此，由电池供电的EV的发动机可被控制为使得发动机不从电池或电池是其一部分的电池模块汲取或请求比最大电流参数(CMAX)更大的电流。最大电流参数(CMAX)可以对应于各种电池运行条件。例如，最大电流参数(CMAX)可以包括电流(例如，安培)、电流速率、C-速率、电压、电阻、能量容量、电势等。在其它实施例中，最大电流参数(CMAX)还可以包括电池系统内的一个或多个电池的SOC和/或温度。
在框340处，可以基于一个或多个短脉冲参数(CSP,n)来确定最大电流参数(CMAX)。当电流事件的持续时间小于短脉冲时间阈值时，短脉冲参数(CSP,n)可以对应于以设定频率n记录的一个或多个过去记录的电流参数。也就是说，当电池模块运行的持续时间小于短脉冲阈值(TSP)时，在短脉冲时间段内，可以记录对应于电池运行的电流参数。可以以每个时间频率n来记录电流参数(Cm)。例如，当电池运行的持续时间低于短脉冲阈值(TSP)时，可以以每个时间频率n记录电池模块的电流、C-速率、温度和SOC。在实施例中，一个或多个短脉冲参数(CSP,n)可以包括不基于电池运行的电流参数。例如，短脉冲参数(CSP,n)可以对应于电池制造商对短脉冲时间段内电池运行的最大电流的推荐。
短脉冲参数(CSP,n)可以存储在短脉冲列表中。相应的电池运行数据，例如C-速率、温度、SOC和持续时间，也可以存储在短脉冲列表中。当方法300确定最大电流参数(CMAX)是基于短脉冲参数(CSP,n)的时，则可以识别与电池模块的运行对应的短脉冲参数(CSP,n)。例如，如果电池模块具有65°F的温度、85％的SOC，并且已经运行了4秒的持续时间(t4)，则可以识别短脉冲列表上的短脉冲参数(CSP,4)，该短脉冲参数对应于65°F温度下、以85％SOC进行4秒电池运行。在实施例中，如果在短脉冲列表上没有用于确切电池运行的短脉冲参数(CSP,n)，则可以识别用于关联电池运行的短脉冲参数(CSP,n)。例如，如果电池运行包括70°F的温度，但是在短脉冲列表上仅存在65°F和75°F的短脉冲参数(CSP,n)，则可以使用外插或内插方法来确定短脉冲参数(CSP,n)。在一些实施例中，只有电流事件的持续时间可以用于识别短脉冲参数(CSP,n)，而在其他实施例中，只有温度或SOC可以用于识别短脉冲参数(CSP,n)。以这种方式，由电池控制系统确定的最大电流参数可以基于与电池模块相对应的实际和动态数据。
在框340之后，方法300可以返回到框320以确定电流事件的持续时间(Tn)。方法300可以连续地监测电池模块以确定从电流事件发起开始已经经过了多长时间。方法300可以继续确定电流事件的持续时间(Tn)，直到电流事件停止。例如，电池系统可以从由电池模块供电的EV开启的时间开始直到EV被关闭，以设定的时间频率n(例如1秒)监测电池模块。以这种方式，方法300可以是反馈和/或环路方法，提供对电池模块和由电池模块供电的相应装置(例如，EV)的动态控制。
在框330处，第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)大于短脉冲阈值(TSP)。如果电流事件的持续时间(tn)大于短脉冲阈值(TSP)，则方法300可经由“是”分支继续至框350。在框350处，第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)是否大于长脉冲阈值(TLP)。第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)大于长脉冲阈值(TLP)，或者第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)小于长脉冲阈值(TLP)。在一些实施例中，第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)是小于还是等于长脉冲阈值(TLP)。在其它实施例中，第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)是大于还是等于长脉冲阈值(TLP)。然而，为了便于解释，以下讨论可能仅涉及电流事件(tn)的持续时间是大于还是小于长脉冲阈值(TLP)。
长脉冲阈值(TLP)可以是在短脉冲时间段与长脉冲时间段之间以及长脉冲时间段与连续时间段之间进行区分的时间阈值。也就是说，小于长脉冲阈值(TLP)的任何电流事件的持续时间可以对应于长脉冲时间段(例如，长脉冲电池运行)，而大于长脉冲阈值(TLP)的任何电流事件的持续时间可以对应于连续时间段(例如，连续电池运行)。如上所述，当电池工作时，可用的电流、容量和/或C-速率可能降低。这对于电池运行的延长持续时间(例如连续的电池运行)可能是尤其真实的。因此，电池的最大运行限值可以随时间变化以反映电池的可用性。在实施方案中，长脉冲阈值(TLP)的范围可以为5至15秒、15至30秒、30至45秒、45至60秒、60至75秒、75至90秒或大于90秒。短脉冲阈值(TSP)与长脉冲阈值(TLP)之间的任何电流事件的持续时间可以在长脉冲时间段内。例如，如果短脉冲阈值(TSP)被设置为5秒并且长脉冲阈值(TLP)被设置为30秒，则具有5秒和30秒之间的持续时间的任何电流事件可以在长脉冲时间段内。
在框350处，第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)是否大于长脉冲阈值(TLP)。如果电流事件的持续时间(tn)大于长脉冲阈值(TLP)，则方法300可以遵循“是”分支。并且如果电流事件的持续时间(tn)小于长脉冲阈值(TLP)，则方法300可以遵循“否”分支。在实施例中，框330和框350可以是相同的框。在这样的实施例中，第一结果可以确定方法300是否继续到框340或者方法300是否继续到框360。例如，在框330处的第一结果可以指示电流事件的持续时间(tn)是否大于短脉冲阈值(TSP)以及电流事件的持续时间(tn)是否大于长脉冲阈值(TLP)。在这样的实施例中，如果第一结果指示电流事件的持续时间(tn)小于短脉冲阈值(TSP)，则方法300可以在框340处继续。然而，如果第一结果指示电流事件的持续时间(tn)大于短脉冲阈值(TSP)但小于长脉冲阈值(TLP)，则方法300可在框360处继续。如果第一结果指示电流事件的持续时间(tn)大于长脉冲阈值(TLP)，则方法300可以在框405处继续(在图4上)。
如图3所示，如果第一结果指示电流事件的持续时间(tn)小于长脉冲阈值(TLP)，则方法300可以经由“否”分支继续到框360。在框360处，可以确定第二结果。第二结果可以指示基于电流参数(Cm)的电流均方根(RMS)值是否大于长脉冲RMS值。可以测定电池模块或电池模块内的每个单独电池的电流参数(Cm)。在实施例中，电池监测单元，例如电池监测单元130，可以测定电流参数(Cm)。而在其它实施例中，电池系统内的另一系统或装置可以测定电流参数(Cm)。可以测定的电流参数(Cm)可以包括电流(例如安培)、电流速率、C-速率、电压、电阻、能量容量、电势等。在实施例中，电流参数(Cm)还可以包括一个或多个电池的SOC和/或温度。
在实施例中，电池系统可以在电池运行期间以时间间隔m测定电池模块的电流参数(Cm)，例如电流或C-速率。因此，电流参数可以表示为Cm，其中m是测定电流参数(Cm)的时间间隔。例如，如果时间间隔是10秒，则可以基于10秒的时间间隔来测定电池模块的电流参数(C10)。测定电流参数(Cm)的时间间隔m可以基于导致电流事件的持续时间(tn)的时间间隔，例如电流事件的持续时间的一部分(tn-m)或电流事件的整个持续时间(tn)。
基于电流参数(Cm)的电流RMS值可以是以时间间隔m测定的多个电流参数(Cm)的平均值的平方根。在实施例中，时间间隔m可以对应于短脉冲阈值(TSP)或长脉冲阈值(TLP)，而在其他实施例中，时间间隔m可以对应于电流事件的整个持续时间(tn)。例如，如果电流事件的持续时间(tn)是五秒，则可以以t5测定电流参数C5。如果采样时间被设置为1赫兹，则时间频率可以被设置为1秒的间隔。因此，在t0和t5之间的每秒，电池系统可以测定电池模块的电流参数(Cm)。以不同的时间间隔获取的每个电流参数可以由获取该参数的时间n来指明。例如C1、C2、C3、C4和C5。C1可以对应于以1秒(t1)测定的电池模块的电流参数，C2可以对应于以2秒(t2)测定的电池模块的电流参数，等等。
如上所述，在实施例中，时间间隔m可以与短脉冲阈值(TSP)或长脉冲阈值(TLP)有关。例如，如果短脉冲阈值(TSP)和长脉冲阈值(TLP)分别为10秒和30秒，则时间间隔可以分别为10秒和30秒。测定电流参数(Cm)的时间间隔m可以对应于电流事件的持续时间(tn)之前的时间段，时间tn-m＝n-m至t＝n。例如，如果电流事件的持续时间是40秒(t40)，并且短脉冲阈值(TSP)是10秒，则测定电流参数(Cm)的时间间隔中的一个可以包括10秒。测定电流参数(Cm)的时间频率n可以是t30(即tn-10＝40s-10s)、t31、t32…t40(即t＝n)。因此，相应的测定的电流参数(Cm)可以包括C30、C31、C32…和C40。
在示例性实施例中，电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000161
)可以基于时间间隔m的电流参数(Cm)。这种电流RMS值可以通过以下等式计算。
Figure GDA0003114232130000171
为了确定第二结果，可以将电流RMS值与长脉冲RMS值进行比较。长脉冲RMS值可以是对应于电流事件的持续时间(tn)的各种时间间隔的多个长脉冲参数(CLP,m)的平均值的平方根。与一个或多个短脉冲参数不同，一个或多个长脉冲参数(CLP,m)可以对应于时间间隔m，而非电流事件的持续时间tn。在实施例中，长脉冲参数(CLP,m)可以对应于由短脉冲阈值TSP确定的时间间隔m。长脉冲参数(CLP,m)可以包括电流(例如安培)、电流速率、C-速率、电压、电阻、能量容量、电势等。在实施例中，长脉冲参数(CLP,m)可以包括一个或多个电池的SOC和/或温度。
长脉冲参数(CLP,m)可以对应于在电流事件的持续时间(tn)大于长脉冲阈值(TLP)时所记录的过去记录的电流参数。在实施例中，长脉冲参数(CLP,m)可以对应于以时间间隔m记录的过去记录的电流参数。例如，长脉冲参数(CLP,m)可以包括当电池模块运行长于长脉冲阈值(TLP)时的事件所记录的电流参数测定值。当电池模块运行长于长脉冲阈值(TLP)时，则可以以设定的时间间隔m进行电流参数测定值的记录。可以记录长脉冲参数(CLP,m)和相应的测定值，以用于第二结果的将来计算。以这种方式，经由方法300确定的最大电流参数(CMAX)可以基于与电池模块相对应的实际动态数据。
长脉冲参数(CLP,m)可以存储在一个或多个长脉冲列表中。对应的电池运行数据(例如温度、SOC和持续时间)也可以存储在长脉冲列表中，其对应于大于短脉冲阈值(TSP)的过去电流事件的持续时间(tn)。当电池模块的电流参数(Cm)被记录的持续时间长于短脉冲阈值(TSP)时，则持续时间(tn)、电池模块(或电池模块中的每个单独电池)的温度、以及电池模块(或电池模块中的每个单独电池)的充电状态(SOC)可以对应于长脉冲列表上记录的电流参数而被记录。在长脉冲列表中，对于每个长脉冲参数(CLP,m)(例如，在长脉冲时间段内记录的电流参数)，可以存在电池模块(或者在实施例中，电池模块内的每个电池)的相应持续时间、C-速率、温度和SOC。应当注意，对于短脉冲参数或长脉冲参数所记录的电流参数(分别为CSP,n或CLP,m)可以不同于电流参数(Cm)。电流参数(Cm)可以对应于电池模块的实时测定值，而记录的电流参数(例如CSP,n或CLP,m)可以对应于电池模块的过去记录的测定值。在实施例中，电流参数(Cm)的实时测定值以及相关联的运行数据可以在方法300的进一步迭代中被记录并被用作所记录的电流参数，如CSP,n或CLP,m。
用于计算长脉冲RMS值的多个长脉冲参数(CLP,m)可以基于电池模块在时间间隔m期间的运行数据来识别。例如，如果电池模块具有65°F的温度、85％的SOC，并且已经运行了40秒的持续时间(t40)，其中时间间隔m基于短脉冲阈值TSP被设定为10秒，则可以在长脉冲列表上识别长脉冲参数(CLP,m)，其对应于在t31和t40之间的每个时间频率n的在65°F温度下具有85％的SOC的电池运行。这样识别的长脉冲参数可以表示为CLP,31、CLP,32、CLP,33、CLP,34等。在实施例中，如果在长脉冲列表上没有用于精确电池运行的长脉冲参数(CLP,m)，则可以识别用于关联电池运行的长脉冲参数(CLP,m)。例如，如果电池运行包括70°F的温度，但是在长脉冲列表上仅存在65°F和75°F的长脉冲参数(CLP,m)，则可以使用插值方法来确定长脉冲参数(CLP,m)。在一些实施例中，只有电流事件的持续时间可以用于识别长脉冲参数(CLP,m)，而在其他实施例中，只有温度或SOC可以用于识别长脉冲参数(CLP,m)。以这种方式，由方法300确定的第二结果可以基于与电池模块运行对应的实际动态数据。
在实施例中，基于电流事件的持续时间(tn)的时间间隔m的长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000181
)可以通过以下等式计算。
Figure GDA0003114232130000182
基于在框360处确定的第二结果，可以确定基于短脉冲参数(CSP,n)或所述短脉冲参数(CSP,n)与长脉冲参数(CLP,m)之间的电流转换的最大电流参数(CMAX)。如果第二结果指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000183
)小于长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000184
)，则方法300可以经由“否”分支继续到框370。如果第二结果指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000185
)大于长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000186
)，则方法300可以经由“是”分支继续到框380。
在框370处，可以基于一个或多个短脉冲参数(CSP,n)来确定最大电流参数(CMAX)。类似于框340，在框370处，可以从对应于电池模块的运行数据的一个或多个短脉冲列表中识别短脉冲参数(CSP,n)。在实施例中，可以使用多于一个短脉冲参数(CSP,n)来确定最大电流参数(CMAX)。如果在确定最大电流参数(CMAX)之后电池运行继续，例如在框370处，则方法300可以返回到框320并继续确定电流事件的持续时间tn。
在框380处，最大电流参数(CMAX)可以包括短脉冲参数(CSP,n)与长脉冲参数(CLP,m)之间的转换。在一些实施方案中，在框360处确定的第二结果可以指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000191
)大于长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000192
)。因此，方法300可以将最大电流参数(CMAX)从短脉冲参数(CSP,n)转换为长脉冲参数(CLP,m)。在实施例中，短脉冲参数(CSP,n)和长脉冲参数(CLP,m)之间的电流转换可以是指数的、对数的或线性的。例如，如果短脉冲参数(CSP,n)是5C-速率，而长脉冲参数(CLP,m)是3C-速率，则确定的最大电流参数(CMAX)可以包括从5C-速率到3C-速率的指数转换。在实施例中，一个或多个短脉冲参数(CSP,n)和/或一个或多个长脉冲参数(CLP,m)可以用于确定最大电流参数(CMAX)。
现在返回到框350，如果第一结果指示持续时间n大于长脉冲阈值(TLP)，则方法300可以经由“是”分支继续到图4所示的框405。关于方法300的其余讨论将参考图4继续。
在框405和435处，可以确定第三结果。第三结果可以指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000193
)是大于长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000194
)还是大于连续RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000195
)。在框405处，可以确定电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000196
)是否大于连续RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000197
)。在框405处确定的电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000198
)可以使用上面讨论的用于时间间隔m的等式和方法来计算。与长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000199
)类似，连续RMS值(RMS
Figure GDA00031142321300001910
)可以是对应于电流事件持续时间(tn)内的时间间隔m的多个连续参数(CCON,m)的平均值的平方根。在实施例中，连续参数(CCON,m)的时间间隔m可以对应于长脉冲阈值(TLP)。例如，如果长脉冲阈值(TLP)是30秒，则用于计算一个或多个连续参数的时间间隔m可以是30秒。因此，如果电流事件的持续时间tn为60秒，则用于计算连续RMS值(RMS
Figure GDA00031142321300001911
)的连续参数(CCON,m)可以包括CCON,31、CCON,32、CCON,33...和CCON,60。
在实施例中，连续参数(CCON,m)可以包括电流(例如安培)、电流速率、C-速率、电压、电阻、能量容量、电势等。在实施例中，连续参数(CCON,m)还可以包括电池系统内的一个或多个电池的SOC和/或温度。连续参数(CCON,m)可以对应于当电流事件的持续时间(tn)大于连续阈值(TCON)时的时间间隔m期间所记录的过去记录的电流参数。例如，当电池模块运行长于长脉冲阈值(TLP)时，连续参数(CCON,m)可以包括针对时间间隔m的记录的电流参数测定值。当电池模块运行长于长脉冲阈值(TLP)时，则可以在时间间隔m内以各个时间频率n进行电流参数测定值的记录。连续参数(CCON,m)和相应的测定值可以被记录，以用于将来确定第三结果。以这种方式，经由方法300确定的最大电流参数(CMAX)可以基于与电池模块相对应的实际动态数据。
连续参数(CCON,m)可以存储在一个或多个连续列表中。对应的电池运行数据(例如温度、SOC和持续时间)也可以存储在连续列表上，其对应于大于长脉冲阈值(TLP)的过去的电流事件的持续时间(tn)。当电池模块的电流参数(Cm)被记录的持续时间长于长脉冲阈值(TLP)时，则持续时间(tn)、电池模块(或电池模块内的每个单独电池)的温度、以及电池模块(或电池模块内的每个单独电池)的充电状态(SOC)可以对应于连续列表上记录的电流参数而被记录。在连续列表上，对于每个连续参数(CCON,m)(例如，在连续时间段内记录的电流参数)，可以存在电池模块(或者在实施例中，电池模块内的每个电池)的对应持续时间、C-速率、温度和SOC。应当注意，对于连续参数所记录的电流参数，例如连续参数(CCON,m)，可以不同于电流参数(Cm)。电流参数(Cm)可以对应于电池模块的实时测定值，而记录的电流参数(例如CCON,m)可以对应于电池模块的过去记录的测定值。在实施例中，电流参数(Cm)的实时测定值以及相关联的运行数据可以在进一步的迭代中被记录并被用作所记录的电流参数，例如CCON,m。
用于计算连续RMS值的多个连续参数(CCON,m)可以基于在电流事件的持续时间(tn)的时间间隔m内的电池模块的运行数据来识别。例如，如果电池模块具有65°F的温度、85％的SOC，并且已经运行了55秒的持续时间(t55)，并且具有基于30秒的长脉冲阈值的时间间隔m，则可以在连续列表上识别出一个或多个连续参数(CCON,m)，所述一个或多个连续参数(CCON,m)与在t26和t55之间的时间间隔m内、在65°F温度下SOC为85％的相应电池运行相关。这些识别的连续参数可以表示为CCON,26、CCON,27、CCON,28、CCON,29、...到CCON,55。在实施例中，如果在连续列表上没有用于确切电池运行的连续参数(CCON,m)，则可以识别用于关联电池运行的连续参数(CCON,m)。例如，如果电池运行包括85°F的温度，但是在连续列表上仅存在用于70°F和90°F的连续参数(CCON,m)，则可以使用外插或内插方法来确定连续参数(CCON,m)。在一些实施例中，只有电流事件的持续时间可以用于识别连续参数(CCON,m)，而在其他实施例中，只有温度或SOC可以用于识别连续参数(CCON,m)。以这种方式，由方法300确定的第三结果可以基于与电池模块运行对应的实际动态数据。
在实施例中，基于在电流事件的持续时间(tn)内的时间间隔m的连续RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000211
)可以通过以下等式计算。
Figure GDA0003114232130000212
基于在框405确定的第三结果，方法300可以遵循“是”分支到框410，或者遵循“否”分支到框435。如果第三结果指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000213
)小于连续RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000214
)，则方法300可以经由“否”分支继续到框435。如果第二结果指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000215
)大于连续RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000216
)，则方法300可以经由“是”分支继续到框410。
在框410处，方法300可以确定在在时间n-1处的电流事件的持续时间处的先前最大电流参数(CMAX,n-1)是否基于一或多个短脉冲参数(CSP,n)。先前最大电流参数(CMAX,n-1)可以是基于一个或多个短脉冲参数(CSP,n)、长脉冲参数(CLP,m)或连续参数(CCON,m)的最大电流参数。例如，在框410处，方法300可以确定先前最大电流参数(CMAX,n-1)是否是基于在时间n-1处的一个或多个短脉冲参数(CSP,n)确定的。如果在框410处确定先前最大电流参数(CMAX,n-1)是基于短脉冲参数(CSP,n)确定的，则方法300可以遵循“是”分支到框415。然而，如果在框410处确定先前最大电流参数(CMAX,n-1)不是基于短脉冲参数(CSP,n)确定的，则方法300可以遵循“否”分支到框420。
在框415处，最大电流参数(CMAX)可以包括短脉冲参数(CSP,n)与长脉冲参数(CLP,m)之间的转换。在一些实施例中，在框410处可以确定在持续时间n-1处的先前最大电流参数(CMAX,n-1)是基于短脉冲参数(CSP,n)确定的。因此，方法300可以将最大电流参数(CMAX)从短脉冲参数(CSP,n)转换为长脉冲参数(CLP,m)。在实施例中，短脉冲参数(CSP,n)和长脉冲参数(CLP,m)之间的电流转换可以是指数的、对数的或线性的。例如，如果短脉冲参数(CSP,n)是5C-速率，而长脉冲参数(CLP,m)是3C-速率，则确定的最大电流参数(CMAX)可以包括从5C-速率到3C-速率的指数转换。
在框420处，方法300可以确定在时间n-1处的电流事件的持续时间处的先前最大电流参数(CMAX,n-1)是否基于一或多个长脉冲参数(CLP,m)。先前最大电流参数(CMAX,n-1)可以是基于一个或多个短脉冲参数(CSP,n)、长脉冲参数(CLP,m)或连续参数(CCON,m)的最大电流参数。例如，在框420处，方法300可以确定先前最大电流参数(CMAX,n-1)是否是基于对应于时间n-1处的时间间隔m的一个或多个长脉冲参数(CLP,m)确定的。如果在框420处确定先前最大电流参数(CMAX,n-1)是基于长脉冲参数(CLP,m)确定的，则方法300可以遵循“是”分支到框425。然而，如果在框420处确定先前最大电流参数(CMAX,n-1)不是基于长脉冲参数(CLP,m)确定的，则方法300可以遵循“否”分支到框430。
在框430处，可以基于一个或多个连续参数(CCON,m)来确定最大电流参数(CMAX)。类似于框340和框370，可以从对应于电池模块的运行数据的一个或多个连续列表中识别连续参数(CCON,m)。在框425处，最大电流参数(CMAX)可以包括长脉冲参数(CLP,m)与连续参数(CCON,m)之间的转换。在一些实施例中，在框420处可以确定在持续时间n-1处的先前最大电流参数(CMAX,n-1)是基于长脉冲参数(CLP,m)确定的。因此，方法300可以将最大电流参数(CMAX)从长脉冲参数(CLP,m)转换为连续参数(CCON,m)。在实施例中，长脉冲参数(CLP,m)和连续参数(CCON,m)之间的电流转换可以是指数的、对数的或线性的。例如，如果长脉冲参数(CLP,m)是5C-速率，而连续参数(CCON,m)是3C-速率，则确定的最大电流参数可以包括从5C-速率到3C-速率的指数转换。
如上所述，如果第三结果指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000221
)小于连续RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000222
)，则方法300可以经由“否”分支继续到框435。在实施例中，可以在框435处确定第三结果的一部分。具体地说，可以确定电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000223
)是否大于长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000224
)。电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000225
)和长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000226
)可以基于上述等式和方法确定。如果在框435的第三结果指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000227
)大于长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000228
)，则方法300可以遵循“是”分支到框440。如果在框435的第三结果指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000231
)小于长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000232
)，则方法300可以遵循“否”分支到框455。
在框440处，方法300可以确定在时间n-1处的电流事件的持续时间处的先前最大电流参数(CMAX,n-1)是否基于短脉冲参数(CSP,n-1)。先前最大电流参数(CMAX,n-1)可以是基于时间n-1处的一个或多个短脉冲参数(CSP,n-1)的最大电流参数。例如，在框440处，方法300可以确定先前最大电流参数(CMAX,n-1)是否是基于短脉冲参数(CSP,n-1)确定的。如果在框440处确定先前最大电流参数(CMAX,n-1)是基于短脉冲参数(CSP,n-1)确定的，则方法300可以遵循“是”分支到框445。然而，如果在框440处确定先前最大电流参数(CMAX,n-1)不是基于短脉冲参数(CSP,n-1)确定的，则方法300可以遵循“否”分支到框450。
在框450处，可以基于长脉冲参数(CLP,m)来确定最大电流参数(CMAX)。类似于框430，可以从对应于电池模块的运行数据的一个或多个长脉冲列表中识别长脉冲参数(CLP,m)。在框445处，最大电流参数(CMAX)可以包括一个或多个短脉冲参数(CSP,n)与一个或多个长脉冲参数(CLP,m)之间的转换。在实施例中，最大电流参数(CMAX)的电流转换可以是从短脉冲参数(CSP,n)到长脉冲参数(CLP,m)。在实施例中，短脉冲参数(CSP,n)与长脉冲参数(CLP,m)之间的电流转换可以是指数的、对数的或线性的。
如上所述，如果在框435的第三结果指示电流RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000233
)小于长脉冲RMS值(RMS
Figure GDA0003114232130000234
)，则方法300可以遵循“否”分支到框455。在框455处，可以基于一个或多个短脉冲参数(CSP,n)来确定最大电流参数(CMAX)。类似于框370，可以从对应于电池模块的运行数据的一个或多个短脉冲列表中识别短脉冲参数(CSP,n)，以确定最大电流参数(CMAX)。
当方法300经由上述决策路径中的任何一个来确定最大电流参数(CMAX)时，由电池模块或电池模块内的一个或多个电池供电的一个或多个车辆系统可以被控制，使得电池模块或电池不超过最大电流参数(CMAX)。例如，一个或多个车辆系统可以包括发动机。一旦方法300确定了电池模块的最大电流参数(CMAX)，则可以控制发动机，使得发动机不从电池模块请求和/或汲取比最大电流参数(CMAX)更大的电流。因此，方法300可以确定最大电流参数(CMAX)并基于最大电流参数(CMAX)控制一个或多个车辆系统。
在实施例中，所讨论的参数(例如，Cm、CSP,n、CLP,m等)中的任何一个可以反映电池配置。例如，这些参数可以反映电池系统内有多少电池模块，电池和/或电池模块是串联还是并联，以及电池和/或电池模块是如何连接的。
以上讨论的方法、系统和设备是示例。各种配置可适当地省略、替代或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序来执行方法，和/或可以添加、省略和/或组合各个阶段。此外，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合。可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。而且，技术发展，并且因此，许多元件是示例，并且不限制本公开或权利要求的范围。
在描述中给出了具体细节以提供对示例配置(包括实现)的透彻理解。然而，可在没有这些具体细节的情况下实践配置。举例来说，已展示众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要的细节，以便避免混淆配置。本说明书仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，配置的前述描述将向本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
此外，配置可被描述为被描绘为流程图或框图的过程。尽管每个操作可以将操作描述为顺序的过程，但是许多操作可以并行或同时执行。另外，可以重新排列操作的顺序。过程可以具有未包括在图中的附加步骤。此外，所述方法的实例可由硬件、软件、固件、中间件、微码、硬件描述语言或其任何组合实施。当以软件、固件、中间件或微码实现时，执行必要任务的程序代码或代码段可存储在非暂时性计算机可读介质中，例如存储介质。处理器可以执行所描述的任务。
已经描述了若干示例性配置，在不背离本公开的精神的情况下，可以使用各种修改、替代构造和等效物。例如，上述元件可以是较大系统的组件，其中其它规则可以优先于本发明的应用或以其它方式修改本发明的应用。而且，在考虑上述元件之前、期间或之后可以采取多个步骤。

Claims (20)

1.一种用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的系统，所述系统包括：
电池模块，其包括一个或多个电池；
一个或多个车辆系统；
电池管理系统，其包括电池监测单元，所述电池监测单元监测所述电池模块的电流参数；以及
电池控制系统，其包括一个或多个处理器，所述电池控制系统从所述电池监测单元接收所述电流参数，其中所述电池控制系统被配置为：
识别所述电池模块的电流事件，
确定所述电流事件的持续时间，
将所述电流事件的持续时间与多个时间阈值比较，
基于所述电流事件的持续时间测定所述电流参数，
基于所述电流事件的持续时间和所述电流参数确定最大电流参数，以及
控制所述一个或多个车辆系统，使得所述一个或多个电池的电流不超过所述最大电流参数。
2.根据权利要求1所述的用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的系统，其中，所述电池控制系统被进一步配置为：
将所述最大电流参数与先前最大电流参数比较；
基于所述最大电流参数和所述先前最大电流参数确定电流转换；以及
基于所述电流转换控制所述一个或多个车辆系统。
3.根据权利要求2所述的用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的系统，其中，所述电池控制系统控制所述一个或多个车辆系统，从而基于所述电流转换改变所述一个或多个电池的电流。
4.根据权利要求1所述的用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的系统，其中，将所述电流事件的持续时间与所述多个时间阈值比较包括将所述电流事件的持续时间与短脉冲阈值和长脉冲阈值比较以确定第一结果。
5.根据权利要求4所述的用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的系统，其中，所述第一结果指示所述电流事件的持续时间小于所述短脉冲阈值，并且基于所述第一结果，所述电池控制系统被配置为基于短脉冲参数确定所述最大电流参数。
6.根据权利要求4所述的用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的系统，其中，所述第一结果指示所述电流事件的持续时间小于所述长脉冲阈值，并且基于所述第一结果，所述电池控制系统被配置为：
基于所述电流参数计算电流均方根(RMS)值；
将所述电流均方根(RMS)值与长脉冲均方根(RMS)值比较以确定第二结果；以及
基于所述第二结果，基于短脉冲参数、或所述短脉冲参数与长脉冲参数之间的电流转换来确定所述最大电流参数。
7.根据权利要求4所述的用于控制车辆内电池系统的最大电流阈值的系统，其中，所述第一结果指示所述电流事件的持续时间大于所述长脉冲阈值，并且基于所述第一结果，所述电池控制系统被配置为：
基于所述电流参数计算电流均方根(RMS)值；
将所述电流均方根(RMS)值与长脉冲均方根(RMS)值和连续均方根(RMS)值比较以确定第三结果；以及
基于所述第三结果，基于短脉冲参数、长脉冲参数或连续参数中的至少一个来确定所述最大电流参数。
8.一种用于控制电池管理系统的电流的方法，所述方法包括：
识别电池模块的电流事件，所述电池模块包括一个或多个电池；
确定所述电流事件的持续时间；
将所述电流事件的持续时间与多个时间阈值比较；
基于所述电流事件的持续时间测定电流参数；
基于所述电流事件的持续时间和电流参数来确定最大电流参数；以及
控制车辆系统，使得所述一个或多个电池的电流不超过所述最大电流参数。
9.根据权利要求8所述的用于控制电池管理系统的电流的方法，所述方法进一步包括：
将所述最大电流参数与先前最大电流参数比较；以及
基于所述最大电流参数和所述先前最大电流参数来确定电流转换。
10.根据权利要求8所述的用于控制电池管理系统的电流的方法，其中，将所述电流事件的持续时间与所述多个时间阈值比较包括将所述电流事件的持续时间与短脉冲阈值和长脉冲阈值比较以确定第一结果。
11.根据权利要求10所述的用于控制电池管理系统的电流的方法，其中，所述第一结果指示所述电流事件的持续时间小于所述短脉冲阈值，并且基于所述第一结果，基于短脉冲参数确定所述最大电流参数。
12.根据权利要求10所述的用于控制电池管理系统的电流的方法，其中，所述第一结果指示所述电流事件的持续时间小于所述长脉冲阈值，并且基于所述第一结果：
基于所述电流参数计算电流均方根(RMS)值；
将所述电流均方根(RMS)值与长脉冲均方根(RMS)值比较以确定第二结果；以及
基于所述第二结果，基于短脉冲参数、或所述短脉冲参数与长脉冲参数之间的电流转换来确定所述最大电流参数。
13.根据权利要求10所述的用于控制电池管理系统的电流的方法，其中，所述第一结果指示所述电流事件的持续时间大于所述长脉冲阈值，并且基于所述第一结果：
基于所述电流参数计算电流均方根(RMS)值；
将所述电流均方根(RMS)值与长脉冲均方根(RMS)值和连续均方根(RMS)值比较；以及
确定第三结果。
14.根据权利要求13所述的用于控制电池管理系统的电流的方法，其中，所述第三结果指示所述电流均方根(RMS)值大于所述连续均方根(RMS)值，并且基于所述第三结果，基于连续参数确定所述最大电流参数。
15.根据权利要求13所述的用于控制电池管理系统的电流的方法，其中，所述第三结果指示所述电流均方根(RMS)值大于所述长脉冲均方根(RMS)值，并且基于所述第三结果，基于长脉冲参数确定所述最大电流参数。
16.根据权利要求13所述的用于控制电池管理系统的电流的方法，其中，所述第三结果指示所述电流均方根(RMS)值小于所述长脉冲均方根(RMS)值，并且基于所述第三结果，基于短脉冲参数确定所述最大电流参数。
17.根据权利要求8所述的用于控制电池管理系统的电流的方法，其中，确定所述最大电流参数还基于一个或多个条件因素，所述一个或多个条件因素包括所述一个或多个电池中的每个的温度和充电状态。
18.一种用于确定电池模块的最大电流参数的非暂时性处理器可读介质，其包括处理器可读指令，所述处理器可读指令被配置为致使一个或多个处理器：
识别电池模块的电流事件，所述电池模块包括一个或多个电池；
确定所述电流事件的持续时间；
将所述电流事件的持续时间与多个时间阈值比较；
基于所述电流事件的持续时间测定电流参数；
基于所述电流事件的持续时间和所述电流参数来确定最大电流参数；以及
控制一个或多个车辆系统，使得所述一个或多个电池的电流不超过所述最大电流参数。
19.根据权利要求18所述的用于确定电池模块的最大电流参数的非暂时性处理器可读介质，其中，所述处理器可读指令进一步被配置为致使所述一个或多个处理器：
将所述最大电流参数与先前最大电流参数比较；
基于所述最大电流参数和所述先前最大电流参数来确定电流转换；以及
控制所述一个或多个车辆系统，从而基于所述电流转换改变所述一个或多个电池的电流。
20.根据权利要求18所述的用于确定电池模块的最大电流参数的非暂时性处理器可读介质，其中，所述最大电流参数是基于短脉冲参数、长脉冲参数或连续参数中的至少一个确定的。
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