MXPA06011388A - Estimador del estado de carga de bateria. - Google Patents

Estimador del estado de carga de bateria.

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MXPA06011388A
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Abstract

Un modulo de control de bateria para un sistema de baterias comprende un modulo de medicion de tension que calcula la tension de la bateria y un modulo de medicion de corriente que calcula la corriente de la bateria. Un modulo del estado de la carga (SOC) que se comunica con los modulos de medicion de corriente y tension y que estima el SOC.

Description

ESTIMADOR DEL ESTADO DE CARGA DE BATERÍA Campo de la Invención La presente invención se refiere a sistemas de baterías , y de manera más particular, a sistemas de seguimiento o rastreo del estado de la carga para sistemas de baterías .
Antecedentes de la Invención Los sistemas de baterías podrían ser utilizados para proporcionar energía eléctrica en una amplia diversidad de aplicaciones . Las aplicaciones de transportación de ejemplo incluyen los vehículos eléctricos híbridos (HEV, por sus siglas en inglés) , los vehículos eléctricos (EV, por sus siglas en inglés ) , los vehículos de trabaj o pesado (HDV, por sus siglas en inglés ) y los vehículos con sistemas eléctricos de 42 voltios. Las aplicaciones fijas de ejemplo incluyen la energía eléctrica de soporte o respaldo para sistemas de telecomunicaciones, alimentaciones de energía eléctrica ininterrumpida (UPS, por sus siglas en inglés) , y aplicaciones de generación de energía distribuida. Los ejemplos de los tipos de baterías que son utilizadas incluyen las baterías de hidruro de metal de níquel (NiMH, por sus siglas en inglés) , las baterías de plomo-ácido y otros tipos de baterías . Un sistema de baterías podría incluir una pluralidad de sub-paquetes de baterías que son conectadas en REF . 176037 serie y/o en paralelo. Los sub-paquetes de baterías podrían incluir una pluralidad de baterías que son conectadas en paralelo y/o en serie. La energía eléctrica máxima y/o mínima que puede ser suministrada por las baterías, los sub-paquetes de baterías y/o sistemas de baterías varía con respecto al tiempo como una función de la temperatura de las baterías, del estado de carga de la batería (SOC, por sus siglas en inglés) y/o del envejecimiento de la batería. Por lo tanto, la estimación exacta del SOC de la batería es importante para determinar la energía máxima y mínima. La energía que puede ser proporcionada o que puede ser originada en una batería es una función del estado de la carga. Cuando el estado de carga de la batería es conocido y es objetivo durante la operación, puede mantenerse una relación óptima entre la capacidad de aceptación de amperios-hora en la carga y de suministro de amperios-hora en la descarga. Puesto que ésta relación óptima puede ser mantenida, existe una necesidad reducida de sobre-dimensionar el sistema de baterías para garantizar una ayuda adecuada de energía y la regeneración de la energía. Por ejemplo, en aplicaciones de transportación, tales como HEVs o EVs, es importante que el sistema de control del tren de transmisión de potencia conozca el límite máximo y/o mínimo de la energía eléctrica del sistema de baterías. Normalmente, el sistema de control del tren de transmisión de potencia recibe una petición de entrada de energía a partir del pedal del acelerador. El sistema de control del tren de transmisión de potencia interpreta la petición de energía con relación al límite máximo de energía del sistema de baterías (cuando el sistema de baterías está alimentando las ruedas) . Los límites mínimos de energía podrían ser relevantes durante la recarga y/o frenado regenerativo. El exceso de los límites máximo y/o mínimo de energía podría dañar las baterías y/o el sistema de baterías y/o podría reducir la vida operativa de las baterías y/o del sistema de baterías. La capacidad de estimación de la SOC batería con exactitud ha sido problemática en cierto modo, de manera particular, cuando el sistema de baterías incluye baterías de NiMH.
Sumario de la Invención Un módulo de control de batería para un sistema de baterías comprende un módulo de medición de tensión que calcula la tensión de la batería y un módulo de medición de corriente que calcula la corriente de la batería. Un módulo del estado de carga (SOC) se comunica con los módulos de medición de corriente y tensión y además, estima el SOC en base a la tensión de relajación. En otras características, el módulo SOC permite la estimación SOC cuando una variación u oscilación calificada de la carga sigue la oscilación y relajación de la descarga. El módulo SOC permite la estimación SOC cuando una oscilación calificada de la descarga sigue la oscilación y relajación de la carga. El módulo SOC acumula la oscilación de carga durante el proceso de carga e identifica la oscilación calificada de carga cuando la oscilación acumulada de carga se encuentre dentro de una ventana de oscilación de carga. El módulo SOC acumula la oscilación de descarga durante el proceso de descarga e identifica la oscilación calificada de descarga cuando la oscilación acumulada de descarga se encuentra dentro de una ventana de oscilación de la descarga. Todavía en otras características, el módulo SOC monitorea los periodos de reposo durante los cuales la batería no está cargando ni descargando. El módulo SOC permite la estimación SOC cuando el periodo de reposo es más grande que un umbral o magnitud. El módulo SOC permite la estimación SOC durante el proceso de carga cuando un primer periodo entre la oscilación calificada de carga y la oscilación y relajación anterior de descarga sea menor que un tiempo predeterminado permitido. El módulo SOC permite la estimación SOC durante el proceso de carga cuando un segundo periodo entre la oscilación calificada de descarga y la oscilación y relajación de carga anterior sea menor que un tiempo predeterminado permitido.
Un módulo de control de batería para un sistema de baterías comprende un módulo de medición de tensión que calcula la tensión de la batería y un módulo de medición de corriente que calcula la corriente de la batería. Un módulo de estado de carga (SOC) se comunica con los módulos de medición de corriente y tensión y estima el SOC en base a la relación límite de energía. En otras características, el módulo SOC acumula la oscilación" de carga durante el proceso de carga, además, identifica la corriente máxima durante la oscilación de la carga y almacena la corriente máxima de carga, la oscilación de carga y el límite de energía de carga. El módulo SOC acumula la oscilación de la descarga durante el proceso de descarga, también identifica la corriente máxima durante la oscilación de descarga y almacena la corriente máxima de descarga, una oscilación de descarga y el límite de energía de descarga. El módulo SOC determina si la oscilación de carga es más grande que un negativo de la oscilación retenida de descarga. En otras características, el módulo SOC determina si la corriente máxima es aproximadamente igual a un negativo de la corriente retenida de descarga. El módulo SOC incluye una tabla de búsqueda. El módulo SOC busca el SOC como una función de la relación límite de energía cuando la oscilación de carga sea más grande que la oscilación retenida de descarga y la corriente máxima sea aproximadamente igual al negativo de la corriente retenida de descarga. El módulo SOC determina si la oscilación de descarga es más grande que un negativo de la oscilación retenida de carga. Todavía en otras características, el módulo SOC determina si la corriente máxima es aproximadamente igual a un negativo de la corriente retenida de carga. El módulo SOC incluye una tabla de búsqueda. El módulo SOC busca el SOC como una función de la relación del límite de energía cuando la oscilación de descarga sea más grande que la oscilación retenida de carga y la corriente máxima sea aproximadamente igual al negativo de la corriente retenida de carga. Un módulo de control de batería para un sistema de baterías comprende un módulo de medición de tensión que calcula la tensión de la batería -y un módulo de medición de corriente que calcula la corriente de la batería. Un módulo del ' estado de carga (SOC) se comunica con los módulos de medición de corriente y tensión y estima el SOC cuando una oscilación acumulada de carga durante el proceso de carga sea más grande que o igual a la oscilación acumulada de descarga durante la descarga anterior y un negativo de la corriente de carga se encuentra dentro de una ventana predeterminada de un negativo de la corriente retenida de descarga durante la descarga anterior. En otras características, el módulo SOC estima el SOC cuando una oscilación acumulada de descarga durante el proceso de descarga es más grande que o igual a la oscilación acumulada de carga durante una carga anterior y un negativo de una corriente de descarga se encuentra dentro de una ventana predeterminada de un negativo de una corriente retenida de carga durante la carga anterior. Un módulo de control de batería para un sistema de baterías comprende un módulo de medición de tensión que calcula la tensión de la batería y un módulo de medición de corriente que calcula la corriente de la batería. Un módulo del estado de carga (SOC) se comunica con los módulos de medición de corriente y tensión y estima el SOC cuando una oscilación acumulada de descarga durante el proceso de descarga sea más grande que o igual a una oscilación acumulada de carga durante una carga anterior y un negativo de una corriente de descarga se encuentra dentro de una ventana predeterminada de un negativo de una corriente retenida de carga durante la carga anterior. Las áreas- adicionales de aplicabilidad de la presente invención serán aparentes a partir de la descripción detallada que se proporciona de aquí en adelante. Debe entenderse que la descripción detallada y los ejemplos específicos, mientras que indican la modalidad preferida de la invención, se pretenden utilizar con propósitos sólo de ilustración y no se pretende que limiten el alcance de la invención.
Breve Descripción de las Figuras La presente invención será entendida de manera más completa a partir de la descripción detallada y las figuras que la acompañan, en donde: La Figura 1 es un diagrama de bloque funcional de un sistema de baterías que incluye sub-paquetes de baterías, módulos de control de batería y un módulo de control maestro; La Figura 2 es un diagrama de bloque funcional más detallado de un módulo de control de batería; La Figura 3 es un circuito equivalente de una batería; La Figura 4 es una gráfica de la corriente de la batería como una función del tiempo; Las Figuras 5A y 5B son diagramas de flujo que ilustran las etapas de un procedimiento de tensión de relajación para estimar el estado de la carga; La Figura 6 es una gráfica de la corriente de la batería como una función de tiempo con la oscilación de carga y descarga y los eventos de carga y descarga mostrados; y La Figura 7 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento de relación de energía del estimado del estado de carga de la batería.
Descripción Detallada de la Invención La siguiente descripción de la(s) modalidad(es) preferida (s) sólo es de ejemplo por naturaleza y no se pretende en modo alguno que limite la invención, su aplicación o usos. Para propósitos de claridad, los mismos números de referencia serán utilizados en las figuras para identificar los mismos elementos. Como se utiliza en la presente, el término módulo o dispositivo se refiere a un circuito integrado de aplicación especifica (ASIC) , un circuito electrónico, un procesador (compartido, dedicado, o de grupo) y una memoria que ejecuta uno o más programas de software o firmware, un circuito lógico de combinación y/u otros componentes adecuados que proporcionen la funcionalidad descrita. Como se utiliza en la presente, el término oscilación de corriente se refiere a la corriente integrada con respecto a una duración durante la cual la carga (polaridad) se encuentra en una dirección. La oscilación de carga podría ser expresada en unidades de amperios-segundo o A-s. Un sistema de ejemplo que puede ser utilizado para calcular el SOC será mostrado, aunque las personas expertas en la técnica apreciarán que podrían utilizarse otros sistemas. A continuación, con referencia a la Figura 1, se muestra una modalidad de ejemplo de un sistema de baterías 10 que incluye los sub-paquetes de baterías M, 12-1, 12-2,..., y 12-M (en forma colectiva, son denominados como sub-paquetes de baterías 12) . Los sub-paquetes de baterías M, 12-1, 12- 2,..., y 12-M incluyen N series conectadas con las baterías 20-11, 20-12,..., y 20-NM (que son denominadas en forma colectiva como las baterías 20) . Los módulos de control de batería 30-1, 30-2,... y 30-M (que son denominados en forma colectiva como los módulos de control de batería 30) son asociados con cada uno de los sub-paquetes de baterías 12-1, 12-2,..., y 12-M, de manera respectiva. En algunas modalidades, M es igual a 2 ó 3, aunque podrían utilizarse más o menos sub-paquetes. En algunas modalidades, N es igual a 12-24, aunque podrían utilizarse más y/o menos baterías. Los módulos de control de batería 30 detectan la tensión y la corriente proporcionada por los sub-paquetes de baterías 12. En forma alterna, los módulos de control de batería 30 podrían monitorear una o más baterías individuales 20 en los sub-paquetes de baterías 12 y la escala adecuada y/o ajuste es realizado. Los módulos de control de batería 30 se comunican con el módulo de control maestro 40 utilizando conexiones inalámbricas y/o alámbricas. El módulo de control maestro 40 recibe los límites de energía a partir de los módulos de control de batería 30 y genera un límite de energía colectiva. El SOC puede ser calculado para cada módulo, en grupos y/o en forma colectiva. El módulo de control de batería 30 podría ser integrado con el módulo de control maestro 40 en algunas modalidades. A continuación, con referencia a la Figura 2 , son mostrados algunos de los elementos de los módulos dé control de batería 30. Los módulos de control de batería 30 incluyen un módulo de medición de tensión y/o corriente 60 que calcula la tensión a través del sub-paquete de baterías 12 y/o a través de una o más baterías individuales 20 en el sub-paquete de baterías 12. Los módulos de control de batería 30 además incluyen un módulo del estado de carga (SOC) de la batería 68 que calcula en forma periódica el SOC de las baterías 20 en los sub-paquetes de baterías 12. En una implementación, el módulo SOC 68 utiliza una estimación de la relación de energía y/o 'procedimiento V0, como será descrito más adelante. En otra implementación, el módulo SOC 68 utiliza un procedimiento de estimación SOC de la tensión de relajación, como será descrito más adelante. El módulo SOC 68 podría emplear una tabla de búsqueda 70, fórmulas y/u otros métodos. Un módulo límite de energía 72 calcula el límite máximo de corriente Inmr el límite de tensión Vlím y/o el límite de energía Plím para el sub-paquete de baterías 12 y/o una o más baterías 20 en el sub-paquete de baterías 12, como será adicionalmente descrito más adelante. Los límites podrían ser los límites máximo y/o mínimo. Un módulo de control de contactor 74 regula uno o más contactores (no se muestran) que son asociados con el control y/o conexión de las baterías 20 en los sub-paquetes de baterías 12. Un circuito de reloj o sincronizado 76 genera una o más señales de reloj para uno o más módulos dentro del módulo de control de batería 30. A continuación, con referencia a la Figura 3, se muestra un circuito equivalente para la batería 20, en donde R0 representa la resistencia ohmica de la batería, VP representa la tensión de polarización, V0 representa el circuito abierto o tensión de relajación, I representa la corriente de la batería y V representa la tensión de la batería. V e l son valores medidos. RP varía con la temperatura, la duración de la corriente aplicada y el SOC. V0 y R0 varían principalmente con el SOC. VP es igual a la corriente medida J veces RP. Utilizando el circuito equivalente y las reglas de tensión de Kirchoff para la batería 20, V = V0 + VP + IR0. La tensión de relajación es relativamente insensible a la temperatura y demanda de corriente y es un buen indicador del SOC. Un conjunto de impulsos especializados de corriente puede ser utilizado para acondicionar la batería de manera que produzca tensiones de relajación dependientes del SOC. Este procedimiento es referido en la presente como estimación SOC de la tensión de relajación. A continuación, con referencia a la Figura 4, se muestra la corriente de batería como una función del tiempo. La corriente que es más grande que cero, por ejemplo, en 100-1, 100-2, 100-3 y 100-4, es la corriente de carga. La corriente que es menor de cero, por ejemplo, en 102-1, 102-2 y 102-3 es la corriente de descarga. Las áreas por debajo de la curva entre los puntos 106 y 108 y los puntos 110 y 112 son definidas como la variación u oscilación de la carga en A-s. El área por debajo de la curva de corriente entre los puntos 108 y 110 es definida como la oscilación de descarga en A-s. A continuación, con referencia a las Figuras 5A y 5B, son mostradas las etapas de un método para implementar un procedimiento de estimación SOC de la tensión de relajación. El procedimiento de estimación de la tensión de relajación monitorea la corriente de la batería durante un par de impulsos de energía, después, verifica la tensión de relajación después de cada impulso y finalmente, determina el SOC utilizando la tabla de búsqueda 70. El procedimiento de la tensión de relajación fue derivado en base a la observación de las respuestas de tensión a los impulsos a través de un intervalo de operación de las temperaturas tales como -15° C a 45° C. Las tensiones de relajación fueron afectadas por las amplitudes de la oscilación, las amplitudes de los impulsos y si la batería fue traída desde la parte superior de la carga o la parte inferior de la carga.
En las Figuras 5A y 5B, el control comienza con la etapa 150. En la etapa 152, son medidas la corriente y la tensión. En la etapa 154, el control determina si la corriente medida es la corriente de carga (la corriente es > que cero o un umbral predeterminado) . Si fuera verdadera la etapa 154, el control acumularía la oscilación de carga y reajustaría la oscilación de descarga en la etapa 156. En la etapa 158, el control establece una variable de reposo igual a cero. En la etapa 162, el control determina si la oscilación acumulada de carga se encuentra dentro de una ventana predeterminada. La ventana podría incluir los umbrales superior e inferior. En algunas implementaciones, los umbrales superior e inferior se encuentran entre el 10% y el 100% de la capacidad de la batería, aunque podrían utilizarse otros valores. Si no, el control impediría la búsqueda SOC después de la carga en la etapa 163 y regresaría a la etapa 152. Si la etapa 162 fuera verdadera, el control continuaría con la etapa 164 y determinaría si la última oscilación y relajación ocurrieron en la descarga. Como se utiliza en la presente, el término de relajación se refiere a la tensión de la batería que se aproxima asintóticamente a la tensión de relajación. Si no, el control continuaría con la etapa 163. Si la etapa 164 fuera verdadera, el control permitiría o activaría la búsqueda SOC después de la carga en la etapa 166. Si la etapa 154 fuera falsa, el control continuaría con la etapa 174. En la etapa 174, el control determina si la corriente medida es la corriente de descarga (la corriente es < que cero o un umbral predeterminado) . Si la etapa 174 fuera verdadera, el control acumularía la oscilación de descarga y reajustaría la oscilación de carga en la etapa 176. En la etapa 178, el control ajusta la variable de reposo igual a cero. En la etapa 182, el control determina si la oscilación acumulada de descarga se encuentra dentro de una ventana predeterminada. La ventana podría incluir umbrales superiores e inferiores que podrían ser similares a los umbrales de oscilación acumulada de carga o diferentes de los mismos. Si no, el control impediría la búsqueda SOC después de la descarga en la etapa 183 y regresaría a la etapa 152. Si la etapa 182 fuera verdadera, el control continuaría con la etapa 184 y determinaría si la última oscilación y relajación ocurrió en la carga. Si no, el control continuaría con la etapa 183. Si la etapa 184 fuera verdadera, el control permitiría o activaría la búsqueda SOC después de la descarga en la etapa 186. Si la etapa 174 fuera falsa, el control continuaría en la Figura 5B con la etapa 200 e incrementaría la variable de reposo. En la etapa 202, el control determina si el tiempo de reposo es adecuado comparando el tiempo de reposo con un umbral o magnitud. En algunas implementaciones, una cantidad aproximada de 120 segundos se utiliza como un umbral, aunque podrían utilizarse otros valores. Si la etapa 202 fuera verdadera, el control determinaría si el tiempo previsible es menor que un tiempo de umbral Tht?me en la etapa 204. En algunas implementaciones, el tiempo permisible es igual a 240 segundos, aunque podrían utilizarse otros valores. El exceso de este valor tiende a indicar que los impulsos no fueron lo suficientemente controlados para una estimación SOC. Si la etapa 204 fuera verdadera, el control continuaría con la etapa 206 y determinaría si la búsqueda SOC después de la carga es activada o permitida. Si la etapa 202 fuera verdadera, el control buscaría el SOC como una función de la tensión de relajación en la etapa 208 y impediría la búsqueda SOC después de la carga en la etapa 210 y el control regresaría a la etapa 152. Si la etapa 206 fuera falsa, el control continuaría con la etapa 212 y determinaría si la búsqueda SOC después de la descarga es activada o permitida. Si la etapa 212 fuera verdadera, el control buscaría el SOC como una función de la tensión de relajación en la etapa 214 y impediría la búsqueda SOC después de la descarga en la etapa 216 y el control regresaría a la etapa 152. Si las etapas 202, 204 ó 212 fueran falsas, el control regresaría a la etapa 152. El procedimiento de estimación SOC de la relación de energía monitorea pares de impulsos de energía. El método calcula la relación de capacidades de energía en la carga y la descarga cuando las variaciones u oscilaciones de los pares de impulsos sean aproximadamente iguales. El SOC es una función de la relación de energía y se determina a través- de una tabla de búsqueda. El algoritmo fue derivado mientras se intenta utilizar las entradas de corriente y tensión para resolver la tensión de relajación V0. La ecuación de tensión, puesto que la energía máxima o mínima es mantenida en un límite de tensión, es V?±m = V0 + Vp + IiímRo- La sustitución del cálculo para V0 + VP a partir de un intervalo de muestreo anterior en la ecuación para V?±m produce V?±m = ( V - IR0) + InmRo- En este caso, se supone que V0 + V para el intervalo de muestreo de corriente es aproximadamente igual a V0 + VP del intervalo de muestreo anterior (en otras palabras, V0 + VP = Vt=?-? - It=?-?Ro) . Esta aproximación sería válida si el intervalo de muestreo fuera lo suficientemente pequeño debido a que las condiciones de la batería y ambientales son muy similares. Por ejemplo, en algunas implementaciones podría utilizarse el intervalo de muestreo 10 ms < T < 500 ms, aunque también podrían utilizarse otros intervalos de muestreo. En una modalidad, T = 100 ms. Los intervalos de muestreo de 1 segundo han sido utilizados con buenos resultados. Si el intervalo de muestreo fuera- determinado que es excesivo en duración, entonces, Ro sería incrementado como una constante o como una variable en función de la temperatura. Resolviendo para I??m produce lo siguiente: Por lo tanto, debido a que Püm = Vnm Ii±m, l "ílirma — yl«id > En el momento que el límite de energía es establecido para una oscilación de carga o descarga y la corriente medida, los valores medidos de corriente y tensión son almacenados. Cuando la corriente sea invertida, la amplitud de la oscilación pasa al lado negativo de la oscilación retenida, y la corriente es aproximadamente igual a la magnitud de la corriente retenida, por lo tanto, es efectuado el cálculo del límite de la energía. La relación de energía es calculada tomando Pnm en la carga dividida entre -Püm en la descarga para ciclos adyacentes. Aún cuando V0 y VP ya no se encuentren más en la ecuación, sus contribuciones son reflejadas en las mediciones de corriente y tensión, las cuales son fusiones de ambas de la polarización aumentada y la V0. La tensión de polarización Vp durante una oscilación de carga es aproximadamente igual a la tensión de polarización VP durante la oscilación de descarga de una magnitud aproximadamente igual. Utilizando esta aproximación, se utiliza la estimación SOC de la relación de energía para remover la VP del cálculo. El uso de la relación del límite de energía tiene el efecto de adicionar la consideración de la energía de descarga baja en una SOC baja y la aceptación de carga baja en la SOC alta en la determinación señalada de la carga. En la Figura 6, se muestra la corriente de la batería. La presente invención monitorea la oscilación de carga y descarga y declara los eventos de carga, y descarga de acuerdo con ciertas circunstancias. Un evento de oscilación de carga sucede cuando la oscilación de carga es más grande que un umbral de oscilación de carga. Un evento de descarga sucede cuando la oscilación de descarga es más grande que un umbral de oscilación de descarga. Las magnitudes o umbrales podrían referirse o estar basadas en un evento anterior de carga o descarga. Por ejemplo, un umbral de oscilación de carga podría ser establecido igual al valor absoluto de un evento anterior de descarga. Un umbral de oscilación de descarga podría ser establecido igual al valor absoluto del evento anterior de carga. Todavía otros procedimientos podrían ser utilizados para determinar los umbrales de carga y descarga. Como se utiliza en la presente, el término reivindicación se refiere a las situaciones cuando un evento de carga o descarga es seguido por una reivindicación de descarga o carga y cuando sean cumplidas otras condiciones descritas más adelante. La ocurrencia del evento de descarga es determinada en forma independiente a partir de la ocurrencia de la reivindicación de descarga con criterios diferentes. El algoritmo busca ambas en forma simultánea. Por ejemplo, el punto de la reivindicación sucede en el momento que la oscilación del área de descarga es igual a la oscilación previa de carga. El punto de evento sucede cuando la corriente de relación contra la corriente de carga MIN es aproximadamente igual a la corriente de relación en el evento de carga contra la corriente de carga MAX. Este sería el caso si L = K en la Figura 7. En algunas implementaciones, L y K se encuentran entre 1 y 2, aunque otros valores podrían ser utilizados. A continuación, con referencia a la Figura 7, el método de estimación SOC de la relación de energía de acuerdo con la presente invención se muestra en detalle adicional. El control comienza con la etapa 250. En la etapa 250, el control mide la corriente y la tensión. En la etapa 258, el control determina si existe una corriente de carga. La corriente de carga es definida por la corriente positiva por encima de cero o un umbral predeterminado positivo. Si la etapa 258 fuera verdadera, el control continuaría con la etapa 262 y acumularía la oscilación de carga. En la etapa 264, el control determina si la corriente durante la oscilación de carga pasa un valor máximo y si es más grande que Currentmá?/K. cuando la etapa 264 sea verdadera, el control almacena los valores de la corriente, la oscilación de carga y el límite de energía en la etapa 266. Si no, el control continuaría a través de la etapa 266 a la etapa 270. En la etapa 270, el control determina si la oscilación es más grande que la oscilación anterior de descarga. Si no, el control no realizaría una reivindicación SOC en la etapa 272 y el control continuaría con la etapa 254. Si la etapa 270 fuera verdadera, el control determinaría si la corriente es aproximadamente igual a la corriente retenida de descarga -IDR (en otras palabras dentro de los umbrales superior e inferior de la misma) en la etapa 274. Si la etapa 274 fuera falsa, el control no realizaría una reivindicación SOC en la etapa 276 y el control continuaría con la etapa 254. Si la etapa 274 fuera verdadera, el control buscaría un SOC como una relación del límite de energía con el límite de energía retenida en la etapa 280. Si la etapa 258 fuera falsa, el control continuaría con la etapa 278 y determinaría si está presente la corriente de descarga. La corriente de descarga está presente cuando la corriente de descarga es menor que cero o un umbral predeterminado negativo. Si la etapa 278 fuera falsa, el control regresaría a la etapa 254. Si la etapa 278 fuera verdadera, el control continuaría con la etapa 282 y acumularía la oscilación de descarga. En la etapa 284, el control determina si la corriente durante la oscilación de descarga pasa un valor mínimo y es menor que Currentmin/L . cuando la etapa 284 sea verdadera, el control almacena los valores de corriente, la oscilación de descarga y el límite de energía en la etapa 286. Si no, el control continuaría a través de la etapa 286 hasta la etapa 290. En la etapa 290, el control determina si la oscilación de descarga es más grande que la oscilación anterior de carga. Si no, el control no realizaría una reivindicación SOC en la etapa 292 y el control continuaría con la etapa 254. Si la etapa 290 fuera verdadera, el control determinaría si la corriente es aproximadamente igual a la corriente retenida de carga -ICR (en otras palabras dentro de los umbrales superior e inferior de la misma) en la etapa 294. Si la etapa 294 fuera falsa, el control no realizaría una reivindicación SOC en la etapa 296 y el control continuaría con la etapa 294. Si la etapa 294 fuera verdadera, el control buscaría un SOC como una relación del límite de energía con el límite retenido de energía en la etapa 300. Aquellas personas expertas en la técnica ahora pueden apreciar a partir de la descripción precedente que las enseñanzas amplias de la presente invención pueden ser implementadas en una variedad de formas. Por lo tanto, mientras que esta invención ha sido descrita en conexión con ejemplos particulares de la misma, el alcance verdadero de la invención no debe ser limitado de este modo, debido a que otras modificaciones serán aparentes para la persona experta en base al estudio de las figuras, la especificación y las siguientes reivindicaciones. Se ' hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (18)

  1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Un módulo de control de batería para un sistema de baterías, caracterizado porque comprende: un módulo de medición de tensión que calcula la tensión de la batería; un módulo de medición de corriente que calcula la corriente de la batería; y un módulo del estado de carga (SOC) que se comunica con los módulos de medición de corriente y tensión y que estima el SOC en base a la tensión de relajación.
  2. 2. El módulo de control de batería de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo SOC permite la estimación SOC cuando una oscilación calificada de carga sigue una oscilación y relajación de descarga.
  3. 3. El módulo de control de batería de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo SOC permite la estimación SOC cuando la oscilación calificada de descarga sigue una oscilación y relajación de carga.
  4. 4. El módulo de control de batería de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el módulo SOC acumula la oscilación de carga durante el proceso de carga e identifica la oscilación calificada de carga cuando la oscilación acumulada de carga se encuentra dentro de una ventana de oscilación de carga.
  5. 5. El módulo de control de batería de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el módulo SOC acumula la oscilación de descarga durante el proceso de descarga e identifica la oscilación calificada de descarga cuando la oscilación acumulada de descarga se encuentra dentro de una ventana de oscilación de descarga.
  6. 6. El módulo de control de batería de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el módulo SOC monitorea los periodos de reposo durante los cuales la batería no está realizando los procesos de carga y descarga.
  7. 7. El módulo de control de batería de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque el módulo SOC permite la estimación SOC cuando el periodo de reposo sea más grande que un umbral .
  8. 8. El módulo de control de batería de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el módulo SOC permite la estimación SOC durante el proceso de carga cuando un primer período entre la oscilación calificada de carga y la oscilación y relajación anterior de descarga sea menor que un tiempo predeterminado permitido.
  9. 9. El módulo de control de batería de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el módulo SOC permite la estimación SOC durante el proceso de carga cuando un segundo periodo entre la oscilación calificada de descarga y la oscilación y relajación anterior de carga sea menor que un tiempo predeterminado permitido.
  10. 10. Un método de operación de un módulo de control de batería para un sistema de baterías, caracterizado porque comprende : medir la tensión de la batería; medir la corriente de la batería; y estimar el estado de la carga (SOC) en base a la tensión de relajación, la tensión de la batería y la corriente de la batería.
  11. 11. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque comprende permitir la estimación SOC cuando la oscilación calificada de carga siga una oscilación y relajación de descarga.
  12. 12. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque comprende permitir la estimación SOC cuando la oscilación calificada de descarga siga una oscilación y relajación de carga.
  13. 13. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado además porque comprende: acumular la oscilación de carga durante el proceso de carga; e identificar la oscilación calificada de carga cuando la oscilación acumulada de carga se encuentre dentro de una ventana de oscilación de carga. -
  14. 14. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque comprende: acumular la oscilación de descarga durante el proceso de descarga; e identificar la oscilación calificada de descarga cuando la oscilación acumulada de descarga se encuentre dentro de una ventana de oscilación de descarga.
  15. 15. El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque comprende monitorear los periodos de reposo durante los cuales la batería no está realizando los procesos de carga ni de descarga.
  16. 16. El método de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado además porque comprende permitir la estimación SOC cuando el periodo de reposo sea más grande que un umbral .
  17. 17. El método de conformidad con la reivindicación 11, caracterizado además porque comprende permitir la estimación SOC durante el proceso de carga cuando un primer periodo entre la oscilación calificada de carga y la oscilación y relajación anterior de descarga sea menor que un tiempo predeterminado permitido.
  18. 18. El método de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado además porque comprende permitir la estimación SOC durante el proceso de carga cuando un segundo periodo entre la . oscilación calificada de descarga y la oscilación y relajación anterior de carga sea menor que un tiempo predeterminado permitido.
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