电池组件的闭环热控制和参数估计的制作方法

本公开涉及电池的热控制。

背景技术：

1、车辆，包括汽油和柴油动力车辆，以及电动和混合动力电车，配备有电池存储，以用于诸如为电动机、电子装置和其他车辆子系统供电的目的。在一些情况下，管理电池存储系统的热特性会是一个挑战。例如，在低温情况下，电池的充电和放电会变得有限。因此，期望提供一种可以在各种条件下提供热管理能力的装置或系统。

技术实现思路

1、在一个示例性实施例中，一种用于电池组件的参数估计和热控制的装置包括电连接到电池组件的热管理模块，该热管理模块包括被配置为生成通过电池组件的交流信号的电路。该装置还包括控制器，该控制器被配置为基于电路和电池组件对ac信号的响应来估计电池组件的内部温度，该ac信号包括具有选定幅值和选定脉冲宽度的至少一个脉冲。控制器被配置为经由热管理模块将ac信号施加到电池组件，检测所述响应，基于所述响应计算一个或多个响应参数，所述一个或多个响应参数包括电池组件的经计算的电阻，以及基于经计算的电阻估计内部温度。

2、除了本文描述的一个或多个特征之外，控制器被配置为向电池组件施加ac电流以将电池组件加热到期望温度，并且基于估计的内部温度来控制ac电流的一个或多个参数。

3、除了本文描述的一个或多个特征之外，电路是包括电感器、电容器和半桥开关配置的准谐振电路。

4、除了本文描述的一个或多个特征之外，检测所述响应包括测量作为时间的函数的电压和电流。

5、除了本文描述的一个或多个特征之外，ac信号包括单个电流脉冲。

6、除了本文描述的一个或多个特征之外，所述响应包括具有第一幅值并且由通过电池组件的电流的初始上升限定的第一峰，以及具有低于第一幅值的第二幅值的后续第二峰。

7、除了本文描述的一个或多个特征之外，所述一个或多个响应参数包括所述电路和所述电池组件的电感和电容，并且所述内部温度基于经计算的电阻和所述电池组件的电量状态。

8、除了本文描述的一个或多个特征之外，基于第一幅值来计算电感，并且基于第一峰与第二峰之间的时间段来计算电容。

9、在另一示例性实施例中，一种估计电池组件的参数并对电池组件进行热管理的方法包括：经由电连接到电池组件的热管理模块将交流(ac)信号施加到电池组件，所述热管理模块包括被配置为生成ac信号的电路，所述ac信号包括具有选定幅值和选定脉冲宽度的至少一个脉冲。该方法还包括检测电路和电池组件对ac信号的响应，计算一个或多个响应参数，所述一个或多个响应参数包括电池组件的经计算的电阻，以及基于经计算的电阻估计内部温度。

10、除了本文描述的一个或多个特征之外，该方法包括向电池组件施加ac电流以将电池组件加热到期望温度，以及基于估计的内部温度来控制ac电流的一个或多个参数。

11、除了本文描述的一个或多个特征之外，所述电路是包括电感器、电容器和半桥开关配置的准谐振电路。

12、除了本文描述的一个或多个特征之外，检测所述响应包括测量作为时间的函数的电压和电流。

13、除了本文描述的一个或多个特征之外，ac信号包括单个电流脉冲。

14、除了本文描述的一个或多个特征之外，所述响应包括具有第一幅值并且由通过电池组件的电流的初始上升限定的第一峰，以及具有低于第一幅值的第二幅值的后续第二峰。

15、除了本文描述的一个或多个特征之外，所述一个或多个响应参数包括所述电路和所述电池组件的电感和电容，并且所述内部温度基于经计算的电阻和所述电池组件的电量状态。

16、除了本文描述的一个或多个特征之外，基于所述第一幅值计算所述电感，并且基于所述第一峰和所述第二峰之间的时间段计算所述电容。

17、在又一示例性实施例中，车辆系统包括具有计算机可读指令的存储器，以及用于执行计算机可读指令的处理装置，计算机可读指令控制处理装置以执行方法。该方法包括经由电连接到电池组件的热管理模块向电池组件施加交流(ac)信号，该热管理模块包括被配置为生成ac信号的电路，所述ac信号包括具有选定幅值和选定脉冲宽度的至少一个脉冲。该方法还包括检测电路和电池组件对ac信号的响应，计算一个或多个响应参数，所述一个或多个响应参数包括电池组件的经计算的电阻，以及基于经计算的电阻估计内部温度。

18、除了本文描述的一个或多个特征之外，该方法还包括向电池组件施加ac电流以将电池组件加热到期望温度，以及基于估计的内部温度控制ac电流的一个或多个参数。

19、除了本文描述的一个或多个特征之外，所述响应包括具有第一幅值并且由通过电池组件的电流的初始上升限定的第一峰，以及具有低于第一幅值的第二幅值的后续第二峰。

20、除了本文描述的一个或多个特征之外，所述一个或多个响应参数包括所述电路和所述电池组件的电感和电容，所述内部温度基于经计算的电阻和所述电池组件的电量状态，所述电感基于所述第一幅值来计算，并且所述电容基于所述第一峰和所述第二峰之间的时间段来计算。

21、当结合附图时，根据以下详细说明，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点是显而易见的。

技术特征：

1.一种用于电池组件的参数估计和热控制的装置，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电路是包括电感器、电容器和半桥开关配置的准谐振电路。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，检测所述响应包括测量作为时间的函数的电压和电流。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述ac信号包括单个电流脉冲。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述响应包括具有第一幅值并且由通过所述电池组件的电流的初始上升限定的第一峰，以及具有低于所述第一幅值的第二幅值的后续第二峰。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述一个或多个响应参数包括所述电池组件和所述电路的电感和电容，并且所述内部温度基于所述电池组件的电量状态和经计算的电阻。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述电感是基于所述第一幅值来计算的，并且所述电容是基于所述第一峰与所述第二峰之间的时间段来计算的。

8.一种估计电池组件的参数并对所述电池组件进行热管理的方法，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，还包括向所述电池组件施加ac电流以将所述电池组件加热到期望温度，并且基于所估计的内部温度来控制所述ac电流的一个或多个参数。

10.根据权利要求8所述的方法，其中检测所述响应包括测量作为时间的函数的电压和电流，所述响应包括具有第一幅值并且由通过所述电池组件的电流的初始上升限定的第一峰，以及具有低于所述第一幅值的第二幅值的后续第二峰，并且其中所述一个或多个响应参数包括所述电路和所述电池组件的电感和电容，并且所述内部温度基于经计算的电阻和所述电池组件的电量状态。

技术总结
一种用于电池组件的参数估计和热控制的装置，包括电连接到电池组件的热管理模块，该热管理模块包括被配置为生成通过电池组件的交流(AC)信号的电路。该装置还包括控制器，该控制器被配置为基于电路和电池组件对AC信号的响应来估计电池组件的内部温度，AC信号包括具有选定幅值和选定脉冲宽度的至少一个脉冲。所述控制器被配置为经由所述热管理模块将所述AC信号施加到所述电池组件，检测所述响应，基于所述响应计算一个或多个响应参数，所述一个或多个响应参数包括所述电池组件的经计算的电阻，以及基于所述经计算的电阻估计所述内部温度。

技术研发人员：C.S.纳穆杜里,N.S.西多
受保护的技术使用者：通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16