CN104347897A - 用于调整蓄电池电压限值的方法和系统 - Google Patents

Abstract

用于调整蓄电池的电压限值的方法和系统。在一些实施中，电压数据可以从车用蓄电池的多蓄电池节的每一个中接收。可以使用该电压数据计算车用蓄电池的电压补偿。可以通过确定取自多个蓄电池节的每一个的平均电压与所有蓄电池单元的最小电压和来自具有最低平均单元电压的蓄电池节的平均单元电压之中的至少一个之间的差值，计算电压补偿。该电压补偿然后可以应用以动态地调整与车用蓄电池有关的电压限值从而防止车用蓄电池中的任何蓄电池单元超过该电压限值。

Description

用于调整蓄电池电压限值的方法和系统

技术领域

本发明涉及用于调整蓄电池例如车用蓄电池的电压限值的方法和系统。例如，在一些实施例和实施中，本发明涉及用于动态地调整高压电动车辆蓄电池的一个或多个电压限值的方法和系统。

背景技术

客车通常包括操作车辆电气系统和动力传动系统的蓄电池。例如，车辆通常包括12V铅酸车用蓄电池，其配置成向车辆起动器系统（例如，起动马达）、照明系统和/或点火系统供应电能。在电动、燃料电池（"FC"）和/或混合动力车中，高压（"HV"）蓄电池系统可以用来为车辆的电传动部件（例如电动马达等等）提供电力。

在某些设计中，包含在车辆中的蓄电池系统可以包括一节或多节（section）。例如，车用蓄电池系统可以包括蓄电池组，其包括一节或多节蓄电池单元（battery cell），就像用于电动车辆的许多当前蓄电池系统一样，包括用于增程型电动车辆（EREV）的可再充电能量储存系统（RESS）。对这类蓄电池中的单元的充电过量或充电不足可能损坏这些单元。

用于电动车辆的许多蓄电池系统因此包括电压上限和/或电压下限以防止这类单元损坏。然而，这些电压限值通常是静态的，并且通过利用基于温度的查询表来应用。此外，这些电压限值通常没有利用有关单元与单元或节与节之间的电压变化的信息。

因此，本发明人已经确定，会需要提供克服上述一个或多个限制和/或现有技术的其他限制的用于调整蓄电池例如电动车辆蓄电池的电压限值的方法和装置。

发明内容

本文公开了用于调整蓄电池例如电动车辆或混合电动车辆的车用蓄电池的电压限值的方法和系统。在一些实施例中，这类蓄电池的电压限值可以动态地进行调整，并且可以合并来自蓄电池的多个单元和/或多个蓄电池节的电压信息。

在许多当前车用蓄电池系统中，电压限值作为温度的函数进行计算。在本发明的一些实施例和实施中，可以对这个预置值应用补偿。在一些这样的实施例和实施中，所述补偿可以动态地进行应用，从而，当一个或多个单元和/或蓄电池节内的电压随着时间而变化时，这个补偿值改变。

在一些实施例和实施中，所述补偿可以计算为目标电压与蓄电池组的平均值之间的差值。对于电压下限，该目标电压可以包括电压最不足节（weakest section）平均电压，或者，替代地，可以包括蓄电池组中的最小单元电压。对于电压上限，该目标电压可以包括电压最不足节平均电压或蓄电池组中的最大单元电压。可以应用该补偿以提高静态电压下限和/或降低静态电压上限。在一些实施例和实施中，该补偿可以配置成在目标电压与平均电压例如蓄电池组的平均电压之间的差值按幅度增大时按幅度增大。在一些实施例和实施中，该补偿可以进一步地配置成根据电流吞吐量按幅度朝着静态限值（其方向与前述补偿值相反）降低。

通过这种方式，一个或多个实施例和/或实施可以用来更有效地防止单元过电压和欠电压。一些实施例和实施可以进一步地用来向控制系统提示电压最不足的蓄电池节的限值，该控制系统可以使用蓄电池组平均电压进行控制。

在一些实施中，一种用于动态地调整蓄电池电压限值的方法可以包括从蓄电池的至少多个蓄电池单元接收电压数据。在一些实施中，该至少多个蓄电池单元可以包括蓄电池的全部蓄电池单元。

可以使用该电压数据计算一个或多个蓄电池电压限值的电压补偿。可以使用该至少多个蓄电池单元的平均电压计算该电压补偿。在一些实施中，可以使用来自该至少多个蓄电池单元的最低电压值计算该电压补偿。在一些实施中，可以使用来自该至少多个蓄电池单元的最高电压值计算该电压补偿。

在蓄电池包括多个蓄电池节的一些实施中，可以使用具有电压最不足的平均单元电压的蓄电池节（电压最不足的蓄电池节）的平均电压计算该电压补偿。更详细地，在一些实施中，可以通过计算该至少多个蓄电池单元的平均电压与来自该至少多个蓄电池单元的最低电压值或蓄电池内的多个蓄电池节中具有电压最不足平均单元电压的蓄电池节的平均电压之间的差值，计算该电压补偿。在一些实施中，可以通过计算该至少多个蓄电池单元的平均电压与来自该至少多个蓄电池单元的最高电压值或蓄电池内的多个蓄电池节中具有电压最不足平均单元电压的蓄电池节的平均电压之间的差值，计算该电压补偿。

该电压补偿可以用来调整与蓄电池有关的电压限值以防止该至少多个蓄电池单元中的任何蓄电池单元超过电压限值。该电压限值可以包括电压下限或电压上限。在一些实施中，电压下限和电压上限都可以动态地进行调整。

然后可以从蓄电池的该至少多个蓄电池单元的至少一个子集获得更新的电压数据，在这之后，可以使用更新的电压数据计算蓄电池的更新的电压补偿。在应用了电压补偿之后，然后可以应用更新的电压补偿，用来调整与蓄电池有关的电压限值以防止该至少多个蓄电池单元中的任何蓄电池单元超过电压限值。通过这种方式，电压限值可以根据当前的电压变化范围动态地进行更新，并且在一些实施例和实施中，可以由此根据电压最不足的蓄电池节和/或蓄电池单元电压提供防护。

在一些实施中，应用电压补偿的步骤可以包括以电压补偿量调整静态电压限值。例如，许多现有蓄电池系统包括静态电压限值。在本发明的一些实施例和实施中，该静态电压限值可以根据本文其他地方论述的一个或多个参数动态地进行调整以进一步提供对充电过量和充电不足状态的防护。

在根据本文公开的一个或多个原理的方法的另一例子中，通过从车用蓄电池的多个蓄电池节的每一个接收电压数据，多节车用蓄电池的电压限值可以动态地进行调整。该车用蓄电池可以包括多个蓄电池节的每一个内的多个蓄电池单元。可以使用该电压数据计算车用蓄电池的电压补偿。在一些实施中，可以通过确定取自多个蓄电池节的每一个的平均电压与所有蓄电池单元的最小电压和来自具有最低平均单元电压的蓄电池节的平均单元电压之中的至少一个之间的差值，计算电压补偿。

该电压补偿然后可以应用以动态地向上调整与车用蓄电池有关的电压下限从而防止车用蓄电池中的任何蓄电池单元超过该电压下限。

在一些实施中，可以通过确定多个蓄电池节的每一个的每个蓄电池单元的平均电压与所有蓄电池单元的最小电压和来自具有最低平均单元电压的蓄电池节的平均单元电压之中的至少一个之间的差值，计算电压补偿。

在一些实施中，在向上调整该电压下限之后，可以降低该电压下限，和/或，在向下调整该电压上限之后，可以提高该电压上限。例如，在对静态电压限值做出电压限值调整的实施和实施例中，可以朝着该静态电压限值驰豫电压限值。在一些实施中，可以响应于该多个蓄电池单元的至少一个子集处于充电状态这样的指示，执行电压限值的驰豫（relaxation）。在一些这样的实施中，驰豫量可以与电流吞吐量有相互关系。

在用于动态地调整车用蓄电池电压限值的系统的实施例的一个例子中，该系统可以包括车用蓄电池，该车用蓄电池包括多个蓄电池节。该系统可以进一步地包括电压传感器和电压限值调整模块，该电压传感器配置成检测来自该多个蓄电池节的至少一个的电压，该电压限值调整模块配置成从该电压传感器接收电压数据并且使用该电压数据计算电压补偿。该电压限值调整模块可以进一步地配置成应用电压补偿以调整与车用蓄电池有关的电压限值从而防止车用蓄电池超过电压限值。

在该多个蓄电池节的每一个都包括多个蓄电池单元的实施例中，该电压限值调整模块可以配置成防止任何蓄电池单元超过该电压限值。该电压限值可以是电压下限或电压上限。在一些实施例中，可以应用电压下限和电压上限两者。在一些这样的实施例中，该电压限值调整模块可以配置成应用电压补偿以调整电压上限，并且可以进一步地配置成应用电压补偿以调整电压下限。

该电压限值调整模块可以进一步地配置成相对于静态电压限值应用一个或多个电压补偿。该电压限值调整模块可以进一步地配置成在预定条件期间朝着静态电压限值调整电压限值。该预定条件可以包括车用蓄电池的一个或多个单元和/或节处于充电状态的指示。在一些这样的实施例中，该预定条件可以包括与车用蓄电池有关的阈值充电电流。

本发明涉及下列技术方案。

技术方案1. 一种用于动态调整蓄电池的电压限值的方法，所述方法包括的步骤有：

从蓄电池的至少多个蓄电池单元接收电压数据；

使用所述电压数据计算所述蓄电池的电压补偿；

应用所述电压补偿以调整与所述蓄电池有关的电压限值以防止所述至少多个蓄电池单元中的任何蓄电池单元超过所述电压限值；

从所述蓄电池的所述至少多个蓄电池单元的至少一个子集接收更新的电压数据；

使用所述更新的电压数据计算所述蓄电池的更新的电压补偿；以及

在应用了所述电压补偿之后应用所述更新的电压补偿以调整与所述蓄电池有关的所述电压限值以防止所述至少多个蓄电池单元中的任何蓄电池单元超过所述电压限值。

技术方案2. 如技术方案1所述的方法，其中，所述至少多个蓄电池单元包括所述蓄电池的全部蓄电池单元。

技术方案3. 如技术方案1所述的方法，其中，所述电压限值包括电压下限。

技术方案4. 如技术方案1所述的方法，其中，使用所述至少多个蓄电池单元的平均电压计算所述电压补偿。

技术方案5. 如技术方案4所述的方法，其中，使用来自所述至少多个蓄电池单元的最低电压值计算所述电压补偿。

技术方案6. 如技术方案4所述的方法，其中，所述蓄电池包括多个蓄电池节，并且其中，使用具有电压最不足的平均单元电压的蓄电池节的平均电压计算所述电压补偿。

技术方案7. 如技术方案4所述的方法，其中，通过计算所述至少多个蓄电池单元的平均电压与来自所述至少多个蓄电池单元的最低电压值和所述蓄电池内多个蓄电池节中具有电压最不足平均单元电压的蓄电池节的平均电压中的一者之间的差值，计算所述电压补偿。

技术方案8. 如技术方案1所述的方法，其中，应用所述电压补偿的步骤包括用所述电压补偿量调整静态电压限值。

技术方案9. 一种用于动态调整多节车用蓄电池的电压限值的方法，所述方法包括的步骤有：

从车用蓄电池的多个蓄电池节的每一个接收电压数据，其中，所述车用蓄电池包括多个蓄电池节的每一个内的多个蓄电池单元；

使用所述电压数据计算所述车用蓄电池的电压补偿，其中，通过确定取自所述多个蓄电池节的每一个的平均电压与所有蓄电池单元的最小电压和来自具有最低平均单元电压的蓄电池节的平均单元电压之中的至少一个之间的差值，计算所述电压补偿；以及

应用所述电压补偿以动态地向上调整与所述车用蓄电池有关的电压下限，其中，所述电压下限配置为防止所述车用蓄电池中的任何蓄电池单元超过所述电压下限。

技术方案10. 如技术方案9所述的方法，其中，通过确定所述多个蓄电池节的每一个的每个蓄电池单元的平均电压与所有蓄电池单元的最小电压和来自具有最低平均单元电压的蓄电池节的平均单元电压之中的至少一个之间的差值，计算所述电压补偿。

技术方案11. 如技术方案9所述的方法，进一步地包括降低所述电压下限。

技术方案12. 如技术方案11所述的方法，其中，降低电压下限的步骤是响应于所述多个蓄电池单元的至少一个子集处于充电状态的指示执行的。

技术方案13. 如技术方案12所述的方法，其中降低电压下限的步骤包括降低电压限值一定量，该量与充电状态相关的电流吞吐量相关联。

技术方案14. 一种用于动态地调整车用蓄电池的电压限值的系统，包括：

车用蓄电池，其包括多个蓄电池节；

电压传感器，其配置成感测来自所述多个蓄电池节的至少一个的电压；和

电压限值调整模块，其配置成从所述电压传感器接收电压数据并且配置成使用所述电压数据计算电压补偿，其中，所述电压限值调整模块进一步地配置成应用所述电压补偿以调整与所述车用蓄电池有关的电压限值从而防止所述车用蓄电池超过所述电压限值。

技术方案15. 如技术方案14所述的系统，其中，所述多个蓄电池节的每一个都包括多个蓄电池单元，并且其中，所述电压限值调整模块配置成防止任何蓄电池单元超过所述电压限值。

技术方案16. 如技术方案14所述的系统，其中，所述电压限值包括电压下限。

技术方案17. 如技术方案14所述的系统，其中，所述电压限值调整模块配置成应用电压补偿以调整电压上限，并且所述电压限值调整模块进一步地配置成应用电压补偿以调整电压下限。

技术方案18. 如技术方案14所述的系统，其中，所述电压限值调整模块配置成相对于静态电压限值应用所述电压补偿，并且其中，所述车用蓄电池配置为从而避免超过所述静态电压限值。

技术方案19. 如技术方案18所述的系统，其中，所述电压限值调整模块配置成在预定条件期间朝着所述静态电压限值调整所述电压限值。

技术方案20. 如技术方案19所述的系统，其中，所述预定条件包括与所述车用蓄电池有关的阈值充电电流。

附图说明

参照附图描述本发明的非限制和非穷举实施例，包括本发明的不同实施例在内，其中：

图1是说明与用于动态地调整车用蓄电池电压下限的系统的一个实施例有关的各个参数之间的关系的图表。

图2是说明用于调整蓄电池电压限值的方法的一个例子的流程图。

图3示出包括用于调整车用蓄电池电压限值的系统的一个实施例的车辆。

图4是说明用于动态调整车用蓄电池电压下限的方法的一个例子的流程图。

图5是说明用于动态调整车用蓄电池电压上限的方法的一个例子的流程图。

具体实施方式

下面提供按照本发明的不同实施例的系统和方法的详细说明。虽然描述了若干实施例，但是应当理解，本发明不局限于这里公开的任何一个具体实施例，而是包含众多替代、改型和等同。此外，虽然为了提供对本文所公开的实施例的全面了解在下面的描述中阐述了众多特定的细节，但是，一些实施例能够在没有这些细节的一些或全部的情况下实施。此外，为了清楚起见，相关技术中已知的某些技术材料没有进行详细描述以免不必要地弄混本发明。

参照附图将最好地理解本发明的实施例，其中，相同的部件会用相同的数字表示。所公开实施例的部件，如本文附图中大体上描述和解释的，能以多种不同的配置方式进行布置和构造。因此，下面对本发明的系统和方法的实施例的详细描述不是意图限制本发明所要求保护的范围，而仅仅是本发明的可行实施例的代表。此外，方法的步骤未必需要按照任何特定顺序以至连续地执行，也不需要这些步骤仅仅执行一次，除非另作说明。

本文公开的系统和方法的实施例可以用来调整与蓄电池有关的一个或多个电压限值。在一些实施例和实施中，这样的调整可以动态地进行，并且可以针对车用蓄电池系统例如电动、燃料电池或混合动力车中的蓄电池系统而做出。本文公开的一些实施例可以对增程型电动车辆（EREV）的可充电能量储存系统（RESS）特别有用。

一些实施例可以配置成计算和/或应用一个或多个电压上限和/或电压下限，它们考虑了蓄电池节与节和/或单元与单元之间的变化以防止具有最低/最高电压的蓄电池节或单元超过电压限值。在一些实施例中，这可以通过动态地计算对静态电压限值的电压补偿来实现，该补偿能够根据一个或多个蓄电池条件/参数降低上限和/或升高下限。

在一些实施例中，电压补偿可以计算为目标电压与蓄电池组的平均电压之间的差值。对于电压下限，在一些实施例中，该目标电压可以是电压最不足节平均电压或是整个蓄电池组中的最小单元电压。对于电压上限，该目标电压可以是电压最不足节平均电压或是整个蓄电池组中的最大单元电压。在一些实施例中，如下文更详细描述的，一个或多个电压补偿可以配置成在目标电压与蓄电池组平均电压之间的差值增大时增大，并且可以进一步地配置成根据预定条件例如电流吞吐量反向地朝着静态限值降低。

一些实施例和实施可以用在经销商保养整修算法中，当与具有不同使用年限的蓄电池节的蓄电池组一起使用时，这允许进行蓄电池节更换，特别是那些根据电压最不足节提供保护的实施例。构思的是，其它实施例可以被其它非整修程序采用，因为一些实施例可以替代地根据最小单元电压而不是最小节电压。

现在将更详细地结合附图论述某些实施例和实施的更多细节。图1描述与用于动态地调整车用蓄电池电压下限的系统的一个实施例有关的各个参数之间的关系的图表。时间（单位为秒）在100的X轴上描述，电压（单位为伏）在102的Y轴上描述。

静态电压最低限度用线110描述。如前面论述的，在一些实施例，电压最低限度110可以应用为温度的函数。然而，对本发明来说，这样的电压最低限度仍然可以被看做是"静态的"，因为，如下文更详细论述的，在一些实施例中，可以针对这样的"静态"电压最低限度应用本发明实施例提供的电压补偿。应当理解的是，一些实施例可以进一步地或替代地包括静态电压最高限度。

调整的电压最低限度用线120描述。调整的电压最低限度可以通过向110处描述的静态电压最低限度应用电压补偿而计算。图1还在130描述了整个蓄电池组随时间的平均单元电压，在140描述了蓄电池组的电压最不足蓄电池节的平均电压。在该描述的实施例中，通过向静态电压最低限度110应用线130与140之间的差值而计算调整的电压最低限度120。然而，可构思替代的实施例。例如，一些实施例可以配置成将调整电压限值计算和/或应用为整个蓄电池组的最小单元电压与蓄电池组平均电压之间的差值。

如线120描述的，调整的电压最低限度随着线130与140之间的差值的增大而升高。然而，一些实施例还可以配置成在某些预定条件期间降低调整的电压最低限度。例如，图1中的图表还描述了调整的电压最低限度120，其响应于充电状态在点112处朝着静态电压最低限度110下降。在一些实施例中，调整的电压最低限度可以配置成（在一些实施例朝着静态电压最低限度）下降一定量，该量与充电状态相关的电流吞吐量相互关联。其它实施例可以配置成响应于电流吞吐量的任何指示朝着静态限值移动预定量。

例如，在一些实施例中，充电状态的10%变化可以导致从动态电压限值回到静态限值。因而，对于45安培小时容量的蓄电池组，例如，1小时内4.5安培的净充电电流（充电电流-放电电流）可以导致动态限值驰豫回到静态限值。在一些实施例中，朝着静态限值的驰豫可以以多次离散迭代进行。例如，在一些实施例中，充电状态的每2%增加（或减小）可以导致电压限值朝着静态限值的20%驰豫（动态与静态限值之间差值的20%）。

在一些实施例中，朝着静态最低限度（或最高限度）的电压驰豫可以例如配置成把电压驰豫量结合到蓄电池的一个或多个单元和/或节增加（或消除）的充电量。例如，充电状态的每1%、3%或5%增加或消减可以导致电压限值的相应的预定降低或增大。

图2是说明用于调整蓄电池电压限值的方法200的一个例子的流程图。方法200可以从步骤205开始，在此，可以应用静态电压限值。在一些实施中，步骤205可以包括应用静态电压最低限度。在其它实施中，步骤205可以包括应用静态电压最高限度。还在其它实施中，步骤205可以包括应用静态电压最低限度和静态电压最高限度两者。在一些实施中，静态电压限值可以配置成作为温度的函数而变化。然而，对本发明来说，这样的电压限值仍然可以被看做是"静态的"，因为它们不根据蓄电池相关电压读数而变化。

在步骤205之后，可以在步骤210处计算电压补偿。该电压补偿可以计算为蓄电池相关的第一动态检测电压与第二动态检测电压之间的差值。优选地，第一动态检测电压包括提供对蓄电池总电压的评定的电压，第二动态检测电压包括提供对蓄电池组的低端电压的评定的电压，例如蓄电池组中的电压最不足单元的电压活蓄电池组中电压最不足节的电压。

例如，在一些实施中，第一动态检测电压可以包括整个车用蓄电池组上的平均电压，第二动态检测电压可以包括目标电压。该目标电压可以包括电压最不足的蓄电池节和/或具有最低总电压的蓄电池节的平均电压。替代地，该目标电压可以包括整个蓄电池组上的最小单元电压。

在步骤215处，计算的电压补偿可以与前一补偿值作比较，如果有前一补偿值的话。如果前一补偿值小于该电压补偿，过程200可以前进到步骤220，在此，可以更新新的电压补偿。在一些实施中，可以相对于静态电压限值例如静态电压最低限度更新该新的电压补偿。在其它实施中，可以相对于前一电压补偿值更新该新的电压补偿，如果有前一补偿值的话。在一些实施中，步骤220可以配置成在该电压补偿与前一电压补偿的差值为预定量的情况下才更新该新的电压补偿，从而避免该（多个）动态电压限值随着这两个动态检测电压之间的每次变化而连续变化，而不管变化多小。然而，在其它实施例和实施中，该动态电压限值可以随着补偿值的变化而连续变化。

如果，在步骤215，前一补偿值大于计算的电压补偿，那么过程可以从步骤215直接前进到步骤225。替代地，如果前一补偿值小于该计算的电压补偿，过程200可以在已经更新了新的电压补偿之后从步骤220前进到步骤225。步骤225可以包括确定与蓄电池的一个或多个单元和/或节相关的电压是否增大和/或检测电流是否流入（或流出）一个或多个单元和/或节以对那些单元/节充电/放电。

例如，在一些实施中，步骤225可以包括寻找有关该多个蓄电池单元的至少一个子集是否处于充电状态的指示。在配置成改变电压上限的实施例中，步骤225可以包括检测至少一个阈值量的放电电流。在一些实施中，步骤225可以包括检测特定电流。例如，步骤225可以包括检测至少一个阈值量的充电电流。在其它实施中，步骤225可以包括检测任何量的充电电流。

响应于该多个蓄电池单元的至少一个子集处于充电状态的指示，过程200可以前进到步骤230，在此，可以进行驰豫电压限值调整。在电压限值是电压下限的实施中，例如，步骤230可以包括降低该电压限值。在电压限值是电压下限并且使用静态电压限值的实施中，步骤230可以包括朝着静态限值降低/驰豫电压下限。在一些实施中，步骤230可以包括调整该电压限值一定量，该量与充电状态相关的电流吞吐量相互关联。在一些实施例，该电流吞吐量可以通过对恒定充电电流计时而计算。

如果检测到无充电电流，检测到不足的充电电流，或是以其它方式接收到该多个蓄电池单元的至少一个子集不处于充电状态的指示，过程200可以从步骤225前进到步骤235，在此，可以对更新的补偿是否高于预定最大补偿值作出判定。替代地，如图2所示，如果接收到该多个蓄电池单元的至少一个子集处于充电状态的指示，过程200可以从步骤230前进到步骤235。

如果计算的补偿值高于最大补偿值，那么过程200然后可以前进到步骤240，在此，把补偿电压设置为最大补偿值。在步骤240之后，可以在步骤250处把电压限值应用为最大电压补偿值加上任何静态电压限值。

如果，另一方面，计算的补偿值小于最大补偿值，那么在步骤245把电压限值应用为计算的补偿值加上任何静态电压限值。从步骤245或步骤250，过程200然后可以回到步骤210，在此，可以计算更新的电压补偿，并且该过程可以重复以根据来自蓄电池的更新的电压数据/读数动态且连续地更新该电压补偿。

下面描述图2所绘过程的简化实施。最开始，可以设置静态电压最低限度（VoltFloor）为温度的函数。然后，可以计算电压补偿（DeltaVolt）例如为该蓄电池组的平均电压（PackAvgVoltage）减去目标电压（TargetVoltage）。TargetVoltage可以是例如蓄电池组中的电压最不足节平均电压（这可能对整修蓄电池组和/或带有不同节的组最有用）或最小单元电压。

然后可以如下应用更新的电压限值。如果DeltaVolt(k)>前一补偿值(Offset(k-1))，那么该更新的电压补偿（Offset（k））可以设置为Offset(k)=RateLimit(DeltaVolt(k)-Offset(k-1))+Offset(k-1))。如果检测到充电电流（在一些实施中，是预定充电电流），那么更新的电压限值可以设置为Offset(k)=(max(DeltaVolt(k),Offset(k-1))-(Offset(k-1)-DeltaVolt(k))*CurrentAdjFactor(k))-Offset(k-1))+Offset(k-1)。CurrentAdjFactor(k)可以例如如下应用：

CurrentAdjFactor(k)=Current(k)/(36000*Capacity)*(SOCRecover%)

因而，式中，36000=（3600秒/小时）/0.1秒（抽样时间），Capacity=45安培小时，并且SOC Recover%=10%，CurrentAdjFactor(k)=Current(k)/((36000*45)*0.1))=162,000。因此，例如，假定Current(k)=4.5安培，在一个小时内，SOC将增大约10%。

如果DeltaVolt(k)<Offset(k-1)，那么该更新的电压补偿Offset(k)可以不管，即，Offset(k)=Offset(k-1)。正如以上的讨论，在一些实施中，还可以进行比较以确保电压限值不超过最高电压补偿（MaxOffset）。换句话说，如果Offset(k)>MaxOffset，那么Offset(k)=MaxOffset。该更新的电压限值然后可以计算和/或应用为静态电压限值VoltFloor加上Offset(k)，如果有的话。

图3示出包括用于调整车用蓄电池电压限值的系统的一个实施例的车辆300。车辆300可以机动车、船舶、飞机和/或任何其它类型的车辆，并且可以包括内燃机（"ICE"）传动系统、电动机传动系统、混合式发动机传动系统、FC传动系统和/或适合合并本文公开的系统和方法的任何其它类型的传动系统。车辆300可以包括蓄电池系统302。蓄电池系统302可以用来为电传动系统部件（例如在电动、混合或FC动力系统中）提供电力。在一些实施例中，蓄电池系统302可以配置成向各种车辆系统包括例如车辆起动系统（例如起动马达）、照明系统、点火系统和/或类似的供应电能。

蓄电池系统302可以包括蓄电池电子设备304。蓄电池电子设备304可以配置成监测和控制蓄电池系统302的某些运行。例如，蓄电池电子设备304可以配置成监测和控制蓄电池系统302的充电、放电和/或平衡运行。在某些实施例中，蓄电池电子设备304可以可通信地连接一个或多个传感器（例如传感器306）、致动装置（例如继电器）、通讯装置和/或配置成使蓄电池电子设备304能够监测和控制蓄电池系统302的运行的系统。

蓄电池系统302可以包括一个或多个蓄电池组312，大小合适地制作且配置成向车辆300提供电力。每个蓄电池组312可以包括一个或多个蓄电池节314。蓄电池节314可以包括一个或多个蓄电池单元，利用任何适当的蓄电池技术，包括，例如铅酸、镍金属氢化物（"NiMH"）、锂离子（"Li-Ion"）、锂离子聚合物、锂空气、镍镉（"NiCad"）、包括吸收玻璃棉（"AGM"）的阀控铅酸（"VRLA"）、镍锌（"NiZn"）、熔盐（例如ZEBRA蓄电池）和/或其它适当的蓄电池技术。传感器306可以包括电压传感器，配置成检测来自一个或多个蓄电池节314的电压。

车辆300还可以包括电压限值调整模块320。电压限值调整模块可以配置成从一个或多个电压传感器306接收电压数据，并且可以进一步地配置成使用该电压数据计算电压补偿。电压限值调整模块320可以进一步地配置成应用电压补偿以调整与蓄电池系统302有关的电压限值从而防止车用蓄电池超过电压限值。

电压限值调整模块320可以包括定位在存储装置和/或机器可读存储介质内的任何类型的计算机指令或计算机可执行的程序代码。电压限值调整模块320可以例如包括计算机指令的一个或多个物理块或逻辑块，它们可以发展成例行程序、程序，对象、部分、数据结构等等，执行一个或多个任务或实施特定的抽象数据类型。

在某些实施例中，电压限值调整模块320可以包括存储在存储装置的不同位置中的完全不同的指令，一起实施模块的所述功能。实际上，模块可以包括单个指令或许多指令，并且可以分布在几个不同的代码段上、在不同的程序之中并且贯穿几个存储装置。另外，数据例如电压数据可以保存在相同的存储装置中，或是贯穿几个存储装置，并且可以在穿过网络的数据库中的记录字段中联系在一起。

在一些实施例中，电压限值调整模块320可以配置成防止车辆中的任何蓄电池单元超过电压限值。电压限值调整模块320应用的电压限值可以包括电压下限或电压上限。在一些实施例中，电压限值调整模块320可以配置成计算和/或应用电压下限和电压上限这两者。

电压限值调整模块320可以配置成相对于静态电压限值应用电压补偿从而使得电压限值包括相对于静态电压限值的电压补偿。电压限值调整模块320可以进一步地配置成在预定条件期间朝着静态电压限值调整电压限值。在一些实施例中，该预定条件可以包括与车用蓄电池系统302有关的阈值充电电流。

蓄电池电子设备304可以进一步地配置成向包括在车辆300中的其它系统提供信息和/或从包括在车辆300中的其它系统接收信息。例如，蓄电池电子设备304可以可通信地连接电压限值调整模块320，如图3中所示。在其它实施例，电压限值调整模块320可以是蓄电池电子设备304的一部分。还在其它实施例中，电压限值调整模块320可以执行在一个场所处的远程计算机上并且经由通信网络连接到车辆300，或者可以分布在多个场所并且通过通信网络互连。

一些实施例和实施可以配置成实施单独的方法用于动态调整电压上限和用于动态调整电压下限。因此，图4和图5说明了用于分别动态调整电压下限和电压上限的方法的实施的例子。

图4开始于步骤405，在此可以开始方法400。在步骤410，下限补偿，如果有的话，可以作为"最后补偿"存储。如果没有前一下限补偿，下限补偿可以存储为零。这可以在后面的步骤中提供与历史记录的比较。

在前一补偿存储为最后补偿之后，方法400可以前进到步骤415，在此，可以计算蓄电池中的所有单元（或者所有单元的至少一个子集）的平均电压与"目标单元"的平均或最小电压之间的差值。该"目标单元"可以是例如定义为一组蓄电池节中的"电压不足"的蓄电池节中的单元，该组蓄电池节具有不同的使用年限或者特定蓄电池节或整个蓄电池组的最小单元电压。

步骤420然后可以执行为IF/ELSEIF/ELSE函数。更详细地，如果平均电压与目标单元电压之间的当前差值大于或等于最后补偿，那么，在步骤425，当前补偿就可以设置为当前差值。

如果平均电压与目标单元电压之间的当前差值小于最后补偿，方法400可以前进到步骤430。步骤430可以包括检测蓄电池电流是否在充电。在一些实施中，步骤430可以包括检测蓄电池充电的阈值量。如果蓄电池电流在充电或是充电充足，过程可以前进到步骤435，在此，当前补偿可以计算且设置为最后补偿与当前差值之间的值。当前补偿从最后差值移动的多少可以取决于检测到的电流、估计的蓄电池容量和/或代表着充电状态从历史事件向"复原"运动的量的校准值（SOC_R）的大小。

在一些实施中，这个计算可以使用下列方程式进行：

在这样的实施中，MAX函数可以用在这个方程式中，因为数值是正的（包括电流）。当SOC_R是大数字时，需要大的电流从最后补偿消减大的数值。这种情形将保持更长时期的更多历史记录，对于给定了电流而言。

如果在步骤430检测到无电流或者电流不够和/或充电状态的变化，就不对来自前一补偿的补偿做出改变。换句话说，在步骤440，该补偿可以设置为前一补偿。

在一些实施中，当前补偿可以是梯度受限的。换句话说，在这样的实施中，可以允许在任意方向从最后补偿移动不超过一个的阈值量。

可以在步骤445应用绝对限值和/或梯度限值，如果需要的话，以调整该补偿。在一些实施中，该补偿可以受到限制从而绝不小于零或大于校准值。对于电池单元级而言，这个可以是例如最大为1伏。

然后在步骤450，可以把最终的补偿值加到静态下限。因为该补偿是正的，它将升高下限。

动态调整电压上限的一个实施的例子在图5中的500处示出。在车辆还使用动态调整电压下限的方法的一些实施例中，使用的变量名可能因软件代码而不同以免在上下限计算中共享数据，除非输入信号是相同的。

过程500开始于步骤505。在步骤510，上限补偿可以设置为"最后补偿"。这可以在后面的步骤中提供与历史记录的比较。在步骤520，可以计算所有单元或所有单元的至少一个子集的平均值与一组目标单元的平均值之间的差值。在一些实施中，该"目标单元"可以是定义为一组蓄电池节中的"电压最不足"的节中的单元，该组蓄电池节具有不同的使用年限。替代地，该目标单元可以是具有特定蓄电池节的最高电压或整个蓄电池组中所有单元的最大单元电压的单元。

过程500然后可以继续为IF/ELSEIF/ELSE函数。如果当前步骤的差值小于上次步骤的补偿，那么，在步骤525，当前补偿就可以设置为当前差值。在图5所述过程的上限计算中，这些值将是负数。

步骤530可以包括检测蓄电池电流是否在放电。在一些实施中，步骤530可以包括检测电池放电的阈值量。如果蓄电池电流在放电（电流<0）或是充分放电，过程可以前进到步骤535，在此，当前补偿可以计算为最后补偿与当前差值之间的值。在一些实施中，当前补偿从最后差值移动的多少可以取决于电流、估计的蓄电池容量和/或可代表着充电状态从历史事件向"复原"运动的量的校准值（SOC_R）的大小。在一些实施中，这个值（SOC_R）可以不同于电压下限调整过程例如过程400使用的相应的SOC_R值。

在一些实施中，这个计算可以使用下列方程式进行：

MIN函数可以用在这里，因为数值是负的（包括电流）。这个函数的使用因此将产生选中的最大负数。

如果与步骤520和530有关的两个条件都不满足，就不对来自前一补偿的补偿做出改变。换句话说，在步骤540，该补偿可以设置为最后补偿。

在一些实施中，当前补偿可以是梯度受限的。换句话说，在任意方向从最后补偿仅允许移动一定量。一些实施可以进一步地或者替代地配置成应用绝对限值。因此，例如，在一些实施中，该补偿可以配置成从而绝不超过零和/或小于校准级阈值。对于电池单元级而言，这个可以是例如最小为-1伏。可以在步骤545向补偿应用任何绝对和/或梯度限值，在这之后，在步骤550，可以把最终的补偿值加到和/或应用到静态上限。因为该补偿是负的，它将降低电压上限。

在一些实施例和实施中，一个或多个这些计算可以按单元电压的比例执行并且与蓄电池组级电压成比例以用在车用蓄电池控制系统中。这样的算法可以用来，在用蓄电池组电压进行控制时，考虑蓄电池组的单元与单元之间或节与节之间的电压上下限的变化。

在前的说明书已经参照不同实施例进行了描述。然而，本领域普通技术人员将意识到，在不脱离本发明范围的情况下可以做出不同的改型和变化。例如，根据具体应用或考虑到与系统运转相关的许多成本职能，可以以替代的方式实施各个操作步骤以及用于执行操作步骤的部件。因此，可以去掉或改变任何一个或多个步骤，或与其它步骤组合。此外，本发明关注于说明性，而不是限制性，所有这类改型都意图涵盖在其范围内。同样地，益处、其它优点和问题解决方案已经在上文参照不同实施例进行了描述。然而，益处、优点、问题解决方案以及引起任何益处、优点、问题解决方案的出现或使它们变得更明显的任何因素不是要看做关键的、必需的或是必要特征或因素。

本领域技术人员将意识到，在不脱离本发明的基础原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行很多改变。因此，本发明的范围应当仅仅由下列权利要求限定。

Claims (10)

1.一种用于动态调整蓄电池的电压限值的方法，所述方法包括的步骤有：

从蓄电池的至少多个蓄电池单元接收电压数据；

使用所述电压数据计算所述蓄电池的电压补偿；

应用所述电压补偿以调整与所述蓄电池有关的电压限值以防止所述至少多个蓄电池单元中的任何蓄电池单元超过所述电压限值；

从所述蓄电池的所述至少多个蓄电池单元的至少一个子集接收更新的电压数据；

使用所述更新的电压数据计算所述蓄电池的更新的电压补偿；以及

在应用了所述电压补偿之后应用所述更新的电压补偿以调整与所述蓄电池有关的所述电压限值以防止所述至少多个蓄电池单元中的任何蓄电池单元超过所述电压限值。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少多个蓄电池单元包括所述蓄电池的全部蓄电池单元。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述电压限值包括电压下限。

4.如权利要求1所述的方法，其中，使用所述至少多个蓄电池单元的平均电压计算所述电压补偿。

5.如权利要求4所述的方法，其中，使用来自所述至少多个蓄电池单元的最低电压值计算所述电压补偿。

6.如权利要求4所述的方法，其中，所述蓄电池包括多个蓄电池节，并且其中，使用具有电压最不足的平均单元电压的蓄电池节的平均电压计算所述电压补偿。

7.如权利要求4所述的方法，其中，通过计算所述至少多个蓄电池单元的平均电压与来自所述至少多个蓄电池单元的最低电压值和所述蓄电池内多个蓄电池节中具有电压最不足平均单元电压的蓄电池节的平均电压中的一者之间的差值，计算所述电压补偿。

8.如权利要求1所述的方法，其中，应用所述电压补偿的步骤包括用所述电压补偿量调整静态电压限值。

9.一种用于动态调整多节车用蓄电池的电压限值的方法，所述方法包括的步骤有：

从车用蓄电池的多个蓄电池节的每一个接收电压数据，其中，所述车用蓄电池包括多个蓄电池节的每一个内的多个蓄电池单元；

使用所述电压数据计算所述车用蓄电池的电压补偿，其中，通过确定取自所述多个蓄电池节的每一个的平均电压与所有蓄电池单元的最小电压和来自具有最低平均单元电压的蓄电池节的平均单元电压之中的至少一个之间的差值，计算所述电压补偿；以及

应用所述电压补偿以动态地向上调整与所述车用蓄电池有关的电压下限，其中，所述电压下限配置为防止所述车用蓄电池中的任何蓄电池单元超过所述电压下限。

10.一种用于动态地调整车用蓄电池的电压限值的系统，包括：

车用蓄电池，其包括多个蓄电池节；

电压传感器，其配置成感测来自所述多个蓄电池节的至少一个的电压；和

电压限值调整模块，其配置成从所述电压传感器接收电压数据并且配置成使用所述电压数据计算电压补偿，其中，所述电压限值调整模块进一步地配置成应用所述电压补偿以调整与所述车用蓄电池有关的电压限值从而防止所述车用蓄电池超过所述电压限值。