CN110048175B - 电池系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池系统。ECU执行一种过程，所述过程包括以下步骤：获取最低温度TBmin和冷却空气的温度TC(S100)；获取风扇气流量(S102)；设置冷却系数(S104)；计算电阻值Rtmin(S106)；计算电流的均方根值(S108)；设置TBoffset1(S110)；计算电阻值Rtmax(S112)；计算温度指数Ftmax(S114)；计算温度指数Ftmin(S116)；计算评估函数ΔF(S118)；计算最大电流校正增益G(S120)；以及计算最大电流值Imax(S122)。

Description

电池系统

相关申请的交叉引用

该非临时申请是基于2018年1月16日向日本专利局提交的日本专利申请No.2018-004919，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及电池系统，且更特别地涉及包括电池组的电池系统，所述电池组被配置成包括并联连接的多个二次电池。

背景技术

日本专利公开No.2006-138750公开了一种用于监视二次电池块(电池组)的状态的电池监视设备。二次电池块由串联连接的多个并联电池单元块形成。多个并联电池单元块中的每个由并联连接的多个电池单元(二次电池)形成。

在该电池监视设备中，计算了通电之前和之后每个并联电池单元块中的电压改变量，并且计算了通电之前和之后二次电池块中的电流改变量。然后，根据计算的电压改变量和电流改变量计算每个并联电池单元块的内部电阻，以基于计算的内部电阻而确定电池单元的异常。

发明内容

在上面描述的电池监视设备中，虽然可以确定电池单元的异常，但是未考虑由并联电池单元块的电池单元之间出现的温度变化引起的电流变化。当并联电池单元块的电池单元之间出现温度变化时，电池单元之间的电阻变化增加，从而导致电池单元之间的电流变化增加。因此，即使基于在并联电池单元块中流动的总电流或平均电流而执行了电池保护控制，例如也可能无法保护其中有相对大的电流在并联电池单元块中流动的电池单元。

本公开的目的是提供能够实现适当的电池保护控制的电池系统，将由并联连接的多个二次电池之间的温度变化引起的电流变化纳入考虑。

根据本公开的一个方面的电池系统包括：电池组，所述电池组由并联连接的多个二次电池形成；冷却装置，所述冷却装置被配置成将冷却介质供应到电池组；以及控制器，所述控制器被配置成估计多个二次电池之间的由多个二次电池之间的温度变化引起的电流变化。多个二次电池包括第一电池和第二电池。控制器被配置成使用由第一电池的发热量以及由冷却装置对第一电池的冷却量来计算与第一电池的温度具有关联性的第一温度指数，所述第一电池具有多个二次电池之中的相对低的温度。所述控制器被配置成使用与电池组的发热状态有关的信息来设置温度附加值。所述控制器被配置成使用由第二电池的发热量以及由计算冷却装置对第二电池的冷却量来计算与第二电池的温度具有关联性的第二温度指数，所述第二电池具有通过将温度附加值与第一电池的温度相加而计算出的温度。控制器被配置成通过从第二温度指数减去第一温度指数来计算指示温度变化的程度的评估值。控制器被配置成使用计算的评估值和电池组的温度来估计电流变化的程度。

因此，使用设置的温度附加值计算第二温度指数，从而允许用高精确度计算评估值。因此，可以以高精确度估计被并联连接的多个二次电池之间由多个二次电池之间的温度变化引起的电流变化。因此，可以在多个二次电池上实现适当的电池保护控制。

在一个实施例中，与电池组的发热状态有关的信息是关于电池组中的电流的信息。控制器被配置成将当电流的均方根值较高时的温度附加值设置成比当均方根值较低时所设置的值高的值。

因此，可以基于电流的均方根值根据电池组的发热状态适当地设置温度附加值。

在一个实施例中，第一电池具有多个二次电池之中的最低温度。第二电池具有多个二次电池之中的最高温度。电池系统还包括检测装置，所述检测装置被配置成检测第一电池的温度。控制器被配置成使用检测装置获取第一电池的温度，并且通过将温度附加值与第一电池的温度相加来计算第二电池的温度。

因此，可以适当地计算指示温度变化的程度的评估值。

根据以下结合附图对本公开的详细描述，本公开的前述和其它目的、特征、方面和优点将变得更加明显。

附图说明

图1示意性地示出根据本公开的实施例的上面安装有电池系统的车辆的配置。

图2示出图1中所示出的电池组的具体配置的示例。

图3示出并联连接的多个电池单元的最高温度电池单元和最低温度电池单元中的温度变化的示例。

图4示出电池单元的温度与电阻之间的关系的示例。

图5是示出用于估计电池单元之间的电流变化的过程的流程图。

图6是用于确定等式(1)和等式(4)中使用的系数f的映射。

图7示出电池单元的电阻对温度的依赖性。

图8示出电池单元的电阻对剩余容量的依赖性。

图9示出并联连接的多个电池单元。

图10是最大电流校正增益G的映射。

图11示出电池单元的温度与电阻之间的关系。

具体实施方式

下文中将参考附图详细地描述本公开的实施例。应当注意，附图中相同或对应的部分用相同的符号加以指代，并且将不会重复描述。

图1示意性地示出根据本公开的实施例的上面安装有电池系统的车辆1的配置。在下面的描述中，作为示例，车辆1被描述成混合动力车辆。

参看图1，车辆1包括电池系统2、PCU(电源控制单元)30、MG(电动发电机)41、42、发动机50、动力分配装置60、驱动轴70和驱动轮80。

电池系统2包括电池组10、监视单元20、冷却装置24和ECU(电子控制单元)100。冷却装置24是用于向电池组10供应冷却介质(本实施例中的冷却空气)的装置，并且包括导管25、风扇26和温度传感器27。冷却介质可以是冷却剂。

发动机50是诸如汽油发动机或柴油发动机等的内燃发动机，所述内燃发动机将由空气燃料混合物的燃烧生成的燃烧能量转换成诸如活塞或转子等可移动构件的动能，从而输出原动力。动力分配装置60包括例如行星齿轮机构，其具有太阳齿轮、过桥齿轮和环形齿轮的三个旋转轴。动力分配装置60将从发动机50输出的原动力传输到MG 41和驱动轮80。

MG 41、MG 42各自是AC旋转电机，诸如三相AC同步电机，其具有嵌入在转子中的永磁体。MG 41主要用作由发动机50通过动力分配装置60驱动的发电机。由MG 41生成的电力被通过PCU 30供应到MG 42和电池组10中的至少一个。

MG 42主要作为电机操作，并且通过接收来自电池组10的电力和由MG 41生成的电力中的至少一个来驱动驱动轮80。来自MG 42的驱动力被传输到驱动轴70，并且传输到驱动轮80。另一方面，在车辆1的制动或下坡加速抑制期间，MG 42作为发电机操作并且再生电力。由MG 42生成的电力被通过PCU 30供应到电池组10。

电池组10被配置成包括并联连接的多个电池单元(后面将描述其具体配置)。每个电池单元是二次电池，诸如锂离子二次电池或镍金属氢化物二次电池。电池组10存储电力以便驱动MG 41、MG 42。也就是说，电池组10可以通过PCU 30供应电力给MG 41或MG 42。也可以在MG 41、MG 42发电期间通过PCU 30接收生成的电力而对电池组10充电。

监视单元20包括电压检测装置21、电流检测装置22和温度检测装置23。电压检测装置21检测电池组10中并联连接的多个电池单元的电压(下文中也称作“电池单元电压”)VBi。电流检测装置22检测电池组10中的充电/放电电流IB。温度检测装置23使用提供在电池组10等中的多个位置处的热敏电阻(1)到(j)等来检测电池组10的温度TB1到TBj。

导管25是通道，通过所述通道将冷却空气供应给电池组10。导管25设置有风扇26。虽然在该实施例中，风扇26提供在导管25上的空气入口侧处，但是风扇26也可以提供在导管25上的空气出口侧处。例如，风扇26基于来自ECU 100的控制信号而操作。温度传感器27检测通过导管25供应给电池组10的冷却空气的温度TC。

PCU 30基于来自ECU 100的控制信号而执行电池组10与MG 41之间的双向电力转换，或者电池组10与MG 42之间的双向电力转换。例如，PCU 30被配置成彼此独立地控制MG41、MG 42的状态，并且可以使MG 41进入再生(发电)状态，而使MG 42进入动力运行状态。PCU 30被配置成包括例如：两个逆变器，所述两个逆变器被提供以分别对应于MG 41、MG42；以及转换器，所述转换器能够将供应给每个逆变器的DC电压升高成等于或高于来自电池组10的输出电压的电压。

ECU 100被配置成包括CPU(中央处理单元)102、存储器(ROM(只读存储器)和RAM(随机存取存储器))105和输入/输出端口(未图示)，通过所述端口输入/输出各种信号。ECU100通过基于从每个传感器或每个检测装置接收的信号以及存储在存储器105中的程序和映射而控制发动机50和PCU 30来控制电池组10的充电/放电。

图2示出图1中示出的电池组10的具体配置的示例。参看图2，在该电池组10中，多个电池单元并联连接以形成块(或模块)，并且多个块串联连接以形成电池组10。具体地，电池组10包括串联连接的块10-1到10-M，并且块10-1到10-M中的每个包括并联连接的N个电池单元。

电压检测装置21包括电压传感器21-1到21-M。电压传感器21-1到21-M分别检测块10-1到10-M的电压。也就是说，电压传感器21-1检测形成块10-1的N个电池单元的电压VB1。类似地，电压传感器21-2到21-M分别检测形成块10-2到10-M的N个电池单元的电压VB2到VBM。电流检测装置22检测在块10-1到10-M中的每个中流动的电流IB。也就是说，电流检测装置22检测在每个块的N个电池单元中流动的总电流。

在以该方式被配置成包括并联连接的多个电池单元的电池组10中，并联连接的多个电池单元之间(下文中简称为“电池单元之间”)出现温度变化。例如，存在电池单元之间的初始电阻的变化(产品差异)。因为相对大的电流在具有相对低的电阻的电池单元中流动，所以具有较低初始电阻的电池单元可以具有相对高的温度。温度变化还取决于电池单元的布置(诸如，电池单元是否在壳体的中心附近或者在壳体内的末端附近)或壳体内的冷却结构(诸如冷却空气通道的配置)而出现。

图3示出并联连接的多个电池单元的最高温度电池单元和最低温度电池单元的温度变化的示例。最高温度电池单元指示具有并联连接的多个电池单元的最高温度的电池单元。最低温度电池单元指示具有并联连接的多个电池单元的最低温度的电池单元。参看图3，线L1和L2分别指示最低温度电池单元中的温度变化和最高温度电池单元中的温度变化，并且线L3指示最高温度电池单元与最低温度电池单元之间的温度差ΔT的变化。当电流IB在时间t0开始在电池组10中流动时，两个电池单元开始升高温度。取决于所指出的因素，每个电池单元的温度不同地升高，从而致使两个电池单元之间出现温差ΔT(温度变化)。

因为具有较高温度的电池单元具有比具有较低温度的电池单元低的电阻，所以电池单元之间的温度变化增加导致电池单元之间的电阻变化增加。因为相对大的电流在具有相对低的电阻的电池单元中流动，所以电池单元之间的电阻变化增加导致电池单元之间的电流变化增加。

图4示出电池单元的温度与电阻之间的关系的示例。参看图4，水平轴线指示电池单元的温度Tce，并且垂直轴线指示电池单元的电阻Rce。电池单元的温度Tce和电阻Rce具有这样的关系，使得电阻Rce随着温度Tce增加而降低，并且电阻变化相对于温度变化的大小随着温度降低而增加(曲线的斜率增加)。

点P1指示并联连接的多个电池单元的最低温度电池单元的温度与电阻之间的关系，而点P2指示并联连接的多个电池单元的最高温度电池单元的温度与电阻之间的关系。最高温度电池单元与最低温度电池单元之间的温度差ΔT(温度变化)致使两个电池单元之间出现电阻差ΔR(电阻变化)。反过来，该电阻差ΔR(电阻变化)致使最高温度电池单元与最低温度电池单元之间出现电流差(电流变化)。

以这种方式，电池单元之间的温度变化导致电池单元之间的电流变化增加。因此，即使使用在并联连接的多个电池单元(块)中流动的总电流(IB)和平均电流(IB/N)执行了电池保护控制而不对电流进行处理，也可能无法保护其中有相对大的电流流动的电池单元。

在根据该实施例的电池系统2中，估计了电池单元之间由电池单元之间的温度变化引起的电流变化。

就温度变化而言，通过实际检测每个电池单元的温度来测量温度变化实际上很困难。因此，在该实施例中，根据下面的描述确定最高温度电池单元的温度和最低温度电池单元的温度。

具体地，ECU 100使用提供在电池组10中的多个位置处的热敏电阻获取多个检测结果。ECU 100使用来自获取的多个检测结果的示出最低温度的检测结果确定最低温度电池单元的温度(TBmin)。ECU 100将通过将温度附加值与最低温度电池单元的确定温度相加而计算出的温度确定为最高温度电池单元的温度。在该实施例中，温度附加值指示电池组10中的电池单元之间的温度变化的最大值。

在这里，例如，假设温度附加值是固定值，电池组10中的电池单元之间的温度变化随着电池组10中发热量的增加而增加，从而致使温度附加值偏离适当的值。因此，可能会降低最高温度电池单元的温度估计的精确度。

因此，在该实施例中，ECU 100使用与电池组10的发热状态有关的信息设置温度附加值。在该实施例中，与电池组10的发热状态有关的信息是电流。ECU 100当电流的均方根值较高时，将温度附加值设置成较高的值，高于当均方根值较低时设置的值。因此，可以适当地设置温度附加值。

ECU 100为最高温度电池单元和最低温度电池单元中的每个计算与电池单元温度有关联性的温度指数(Ftmax,Ftmin)，将电池单元的热量生成和冷却纳入考虑。ECU 100设置评估函数(ΔF)，所述函数通过从最高温度电池单元的温度指数(Ftmax)减去最低温度电池单元的温度指数(Ftmin)指示电池单元之间的温度变化的程度。

因为电阻变化相对于温度变化的大小随着温度降低而增加，所以电池单元之间的电阻差ΔR(电阻变化)和得到的电流差(电流变化)可以随着温度降低而增加。因此，在根据该实施例的电池系统2中，使用电池组10的温度(如后面所描述，在该实施例中使用了由温度检测装置23检测的温度TB1到TBj中的最低温度(TBmin))与评估函数(ΔF)一起估计了电池单元之间的电流变化的程度(最大电流校正增益)。

现在参看图5，描述了估计电池单元之间的电流变化的过程。图5是示出用于估计电池单元之间的电流变化的过程的流程图。对于形成电池组10的每个块，在图1中所示出的ECU 100以规定的操作周期dt重复该流程图中所示出的过程。

在步骤(步骤在下文中称作S)100中，ECU 100获取电池组10中的最低温度TBmin和冷却空气的温度TC。ECU 100从使用温度检测装置23检测的多个温度TB1到TBj获取最低温度TBmin。ECU 100使用温度传感器27获取冷却空气的温度TC。

在S102中，ECU 100获取风扇26的气流量。例如，ECU 100可以基于风扇26的控制命令值而获取风扇26的气流量，或者可以基于供应到风扇26的功率或电压而获取风扇26的气流量，或者可以使用风扇26上提供的旋转速度传感器获取风扇26的气流量。

在S104中，ECU 100计算冷却系数h。ECU 100使用风扇26的气流量以及示出气流量与冷却系数h之间的关系的映射(或等式等)来设置冷却系数h。示出气流量与冷却系数h之间的关系的映射通过实验等来加以调整。气流量和冷却系数h具有这样的关系，使得冷却系数h的值随着气流量增加而增加。

在S106中，ECU 100计算并联连接的多个电池单元的最低温度电池单元的电阻值Rtmin。ECU 100通过以下等式(1)计算Rtmin，例如：

Rtmin(t)＝Rivmax×f(TBmin(t),RAHRmin(t))...(1)

等式(1)中的Rivmax表示电池单元之间存在的初始电阻的变化的最高值(产品差异)。通过实验等预先确定Rivmax。F是指示根据初始电阻值(将在后面描述的Rivmax或Rivmin)的电阻减小的系数，并且是具有电池单元的温度和剩余容量(RAHR)作为因数的函数(映射)。

在等式(1)中，"t"表示电流操作周期的操作值。TBmin是由温度检测装置23检测的温度TB1到TBj中的最低温度。RAHRmin表示每个块中的RAHR中的最低RAHR。

在S108中，ECU 100计算电流的均方根值IBa。ECU 100使用如下面的等式(2)中所示出的例如由电流检测装置22检测到的电流的电流值以及在紧接前一预确定周期中检测到的预确定数量的检测结果来计算电流的均方根值。ECU 100可以将通过用前一值与电流均方根值之间的差乘以规定的常数(平滑常数)k获得的值与前一值相加来计算电流值，例如如下面的等式(3)而不是等式(2)中所示：

在S110中，ECU 100设置偏移温度TBoffset1。偏移温度TBoffset1是用于使用最低温度电池单元的温度计算最高温度电池单元的温度的偏移温度，并且指示并联连接的多个电池单元之间的温度变化。ECU100使用例如均方根值的电流值和示出均方根值与偏移温度TBoffset1之间的关系的映射(或等式等)来设置偏移温度TBoffset1。示出均方根值与偏移温度TBoffset1之间的关系的映射通过实验等来加以调整。例如，均方根值和偏移温度TBoffset1具有这样的关系，使得电池组中的发热量随着均方根值增加而增加，致使温度变化增加，并且因此致使偏移温度TBoffset1的值增加。

在S112中，ECU 100计算并联连接的多个电池单元的最高温度电池单元的电阻值Rtmax。ECU 100通过以下等式(4)计算Rtmax，例如：

Rtmax(t)＝Rivmin×f(TBmin(t)+TBoffset 1,RAHRmin(t)+RAHRoffset)...(4)

等式(4)中的Rivmin表示电池单元之间存在的初始电阻的变化的最低值(产品差异)。因为最高温度电池单元具有比最低温度电池单元高的电池单元温度和比最低温度电池单元低的电阻，所以Rivmin被用于计算最高温度电池单元的电阻Rtmax，而Rivmax被用于计算最低温度电池单元的电阻Rtmin。通过实验等预先确定Rivmin。

如上面所描述，f是指示根据初始电阻值(Rivmax或Rivmin)的电阻减小的系数，并且是具有电池单元的温度和剩余容量(RAHR)作为因数的函数(映射)。在等式(4)中，最高温度电池单元的温度，也就是通过将偏移温度TBoffset1与最低温度电池单元的温度(TBmin)相加获得的值，被用作电池单元的温度的因数。偏移量RAHRoffset是用于使用RAHRmin计算指示每个块中的RAHR中的最高RAHR的RAHRmax的规定值。

在这里，图6是用于确定等式(1)和等式(4)中使用的系数f的映射。参看图6，基于电池单元的温度和剩余容量(RAHR)而确定系数f。基本上，系数f的值随着温度和RAHR减小而增加，并且系数f的值随着温度和RAHR增加而减小。通过实验等预先确定映射中的特定值。

图7示出电池单元的电阻对温度的依赖性。参看图7，水平轴线指示电池单元的温度Tce，并且垂直轴线指示电池单元的电阻Rce。温度Tce和电阻Rce具有这样的关系，使得电阻Rce随着温度Tce减小而增加，并且电阻Rce随着温度Tce增加而减小。

点P3指示并联连接的多个电池单元的最低温度电池单元的温度Tce与电阻Rce之间的关系。在该实施例中，如等式(1)中所示，使用示出电池组10中的最低温度的TBmin估计最低温度电池单元的电阻Rtmin。

点P4指示并联连接的多个电池单元的最高温度电池单元的温度Tce与电阻Rce之间的关系。在该实施例中，如等式(4)中所示，使用通过将温度偏移量TBoffset1与示出电池组10中的最低温度的TBmin相加获得的值将最高温度电池单元的Rtmax估计为最高温度电池单元的温度。

图8示出电池单元的电阻对剩余容量的依赖性。参看图8，水平轴线指示逐块的剩余容量(RAHR(％))，而垂直轴线指示电池单元的电阻Rce。RAHR和电阻Rce具有这样的关系，使得电阻Rce随着RAHR减小而增加。

点P5指示并联连接的多个电池单元的最低温度电池单元的电阻Rce与RAHR之间的关系。如根据附图可以理解，在RAHR较低的区域中，相对于电阻的变化RAHR变化的的灵敏度较高。因此，在该实施例中，如等式(1)中所示，使用指示每个块中的RAHR中的最低RAHR的RAHRmin来估计最低温度电池单元的电阻Rtmin。

点P6指示并联连接的多个电池单元的最高温度电池单元的电阻Rce与RAHR之间的关系。在该实施例中，如等式(4)中所示，使用通过将规定偏移量RAHRoffset与RAHRmin相加获得的值将最高温度电池单元的电阻Rtmax估计为最高温度电池单元的RAHR。

在S114中，ECU 100通过以下等式计算并联连接的多个电池单元的最高温度电池单元的温度指数Ftmax(第二温度指数)：

Ftmax(t)＝Ftmax(t-1)+Fk×(Qtmax(t)-Ctmax(t))...(5)

Qtmax(t)＝Qtmax(t-1)+Qktmax×(Rtmax(t)×Itmax(t)²×dt-Qtmax(t-1))

...(6)

Ctmax(t)

＝Ctmax(t-1)+Cktmax×(h(t)×(TBmin(t)+TBoffset2-TC(t))×dt-Ctmax(t-1))

...(7)

在每个等式中，Qtmax表示由最高温度电池单元的发热量(与通电相关联的热量生成项)，并且Ctmax表示最高温度电池单元的冷却量(通过冷却装置24的冷却项)。Fk是规定的校正系数。在等式(6)中，Itmax表示最高温度电池单元中的电流，而Qktmax是规定的常数(平滑常数)。Itmax是通过后面描述的等式(11)计算的。

在等式(7)中，TBoffset2是致使最高温度电池单元的该冷却项被计算为比最低温度电池单元的冷却项大的值的偏移值，将在后面进行描述。TC是由如上所述的温度传感器27(图1)检测到的冷却空气温度。H(t)是前面提及的冷却系数。

ECU 100计算Rtmax和Itmax，并且使用计算的Rtmax和Itmax通过等式(6)计算由最高温度电池单元的发热量Qtmax。然后，ECU100使用通过等式(7)计算的发热量Qtmax和冷却量Ctmax通过等式(5)计算最高温度电池单元的温度指数Ftmax(第二温度指数)。

在S116中，ECU 100通过以下等式计算并联连接的多个电池单元的最低温度电池单元的温度指数Ftmin(第一温度指数)：

Ftmin(t)＝Ftmin(t-1)+Fk×(Qtmin(t)-Ctmin(t))...(8)

Qtmin(t)＝Qtmin(t-1)+Qktmin×(Rtmin(t)×Itmin(t)²×dt-Qtmin(t-1))

...(9)

Ctmin(t)＝Ctmin(t-1)+Cktmin×(h(t)×(TBmin(t)-TC(t))×dt-Ctmin(t-1))...(10)

Qtmin表示由最低温度电池单元的发热量(与通电相关联的热量生成项)，并且Ctmin表示最低温度电池单元的冷却量(通过冷却装置的冷却项)。在等式(9)中，Itmin表示最低温度电池单元中的电流，而Qktmin是规定常数(平滑常数)。通过后面描述的等式(12)计算Itmin。

ECU 100计算Rtmin和Itmin，并且使用计算的Rtmin和Itmin通过等式(9)计算由最低温度电池单元的发热量Qtmin。然后，ECU 100使用计算的发热量Qtmin和通过等式(10)计算的冷却量Ctmin，通过等式(8)计算最低温度电池单元的温度指数Ftmin(第一温度指数)。

通过等式(4)计算上面的等式(6)中的Rtmax(最高温度电池单元的电阻)。通过等式(1)计算上面的等式(9)中的Rtmin(最低温度电池单元的电阻)。

通过以下等式估计上面的等式(6)中的Itmax(最高温度电池单元中的电流)和上面的等式(9)中的Itmin(最低温度电池单元中的电流)，所述等式假设如图9中所示，并联连接的多个电池单元中的每个是最高温度电池单元或最低温度电池单元，并且将电池单元中的一个的断开纳入考虑(断开可能会致使另一电池单元中电流增加，从而导致电流变化增加)：

N是每个块中的并联电池单元的数量(图2)。N1是并联连接的N个电池单元中的最高温度电池单元的数量，并且N2是断开的电池单元的数量。使用上面的等式(4)和(1)中计算的Rtmax(最高温度电池单元的电阻)和Rtmin(最低温度电池单元的电阻)以及图9中所示出的模型可以容易地导出这些等式(11)和(12)。

在该实施例中，当可以使用电池组10时电流变化最大的条件对应于N1＝1(最高温度电池单元中的电流密度最高)，并且当可以使用电池组10时的最差值被设置为N2(例如，对于N＝15，N2＝2)。

回到图5，在S118中，ECU 100通过从最高温度电池单元的温度指数Ftmax减去最低温度电池单元的温度指数Ftmin计算指示电池单元之间的温度变化的程度的评估函数ΔF，如下面的等式(13)中所示：

ΔF(t)＝Ftmax(t)-Ftmin(t)...(13)

在S120中，ECU 100使用计算的评估函数ΔF和示出电池组10中的最低温度的温度TBmin计算指示电池单元之间的电流变化的程度的最大电流校正增益G。

图10示出最大电流校正增益G的映射。参看图10，通过指示电池单元之间的温度变化的程度的评估函数ΔF和温度TBmin确定最大电流校正增益G。该最大电流校正增益G示出电流变化随着最大电流校正增益G的值增加而增加。一般而言，最大电流校正增益G的值随着评估函数ΔF的值增加(随着温度变化增加)并且随着温度TBmin降低而增加。

使用了示出电池组10中的最低温度的温度TBmin，因为电池单元之间的电流变化可以随着温度降低而增加。

图11示出电池单元的温度与电阻之间的关系。参看图11，水平轴线指示电池单元的温度Tce，并且垂直轴线指示电池单元的电阻Rce。如图11中所示，即使在电池单元之间具有相同的温度差ΔT(评估函数ΔF)的情况下，电池单元之间的电阻差ΔR(电阻变化)随着电池单元温度降低而增加，这致使电池单元之间的电流变化也增加。因此，在该实施例中，如图10的映射中所示，计算了最大电流校正增益G，不仅将指示电池单元之间的温度变化的程度的评估函数ΔF纳入考虑，还将电池组10的温度纳入考虑。此外，在该实施例中，示出电池组10中的最低温度的温度TBmin被用作最严格的温度条件。

回到图5，在S122中，ECU 100通过将电池组10中由电流检测装置22检测到的电流IB乘以最大电流校正增益G来计算最大电流值Imax。然后，虽然未特别地示出，但是ECU 100基于该最大电流值Imax而执行各种类型的限制控制，诸如限制电流IB，以便防止最大电流值Imax超出上限，或者限制电池组10的输入/输出，以便防止基于最大电流值Imax而计算的电力超出上限。

描述了基于如上所述的结构和流程图的根据本实施例的电池系统2的操作。

在电力是在车辆1的行驶期间从电池组10供应到MG 42的情况下，例如，获取电池组10中的最低温度TBmin和冷却空气温度TC(S100)。然后，获取风扇气流量(S102)，并且基于所述获取的风扇气流量而设置冷却系数h(S104)。

一旦确定了冷却系数h，就计算最低温度电池单元的电阻值Rtmin(S106)，计算电流的均方根值IBa(S108)，并且根据计算的均方根值IBa计算偏移温度TBoffset1(S110)。

然后，通过将偏移温度TBoffset1与最低温度电池单元的温度相加计算出的温度被设置成最高温度电池单元的温度，以计算最高温度电池单元的电阻值Rtmax(S112)。

使用计算的Rtmax和Rtmin计算了温度指数Ftmax和温度指数Ftmin(S114、S116)，并且计算了评估函数ΔF(S118)。

基于计算的评估函数ΔF、温度TBmin和图10中所示出的映射而计算了最大电流校正增益G，并且将计算的最大电流校正增益G和电流IB一起相乘，以计算最大电流值Itmax(S122)。

如上所述，根据本实施例的电池系统2，计算了指示电池单元之间的温度变化的程度的评估函数ΔF，并且使用该评估函数ΔF和电池组10的温度TBmin估计了电池单元之间的电流变化的程度(最大电流校正增益G的计算)。因此，可以使用通过用实际电流IB乘以该最大电流校正增益G获得的最大电流值Imax实现适当的电池保护控制。特别地，使用基于电流的均方根值IBa而设置的偏移温度offset1计算了第二温度指数，从而允许以高精确度计算评估函数(评估值)ΔF。因此，可以以高精确度估计并联连接的多个二次电池之间的由多个二次电池之间的温度变化引起的电流变化。因此，可以在多个二次电池上实现适当的电池保护控制。因此，可以提供能够实现适当的电池保护控制的电池系统，将由并联连接的多个二次电池之间的温度变化引起的电流变化纳入考虑。

此外，基于电流的均方根值而设置了偏移温度offset1，从而允许根据电池组的发热状态适当地设置偏移温度offset1。

下面描述变型。

虽然上面的实施例中已经将电池系统2描述成被安装在混合动力车辆上作为示例，但是电池系统2也可以安装在不同于如上面所描述的混合动力车辆的各种类型的车辆上，或者安装在不同于车辆的可移动主体上。

此外，虽然上面的实施例已经将电流变化描述成是在最低温度电池单元与最高温度电池单元之间计算的，但是也可以例如计算具有多个电池单元的相对低的温度的第一电池单元与具有的温度高于第一电池单元的温度达规定温度的第二电池单元之间的电流变化，以在将计算的电流变化纳入考虑的情况下执行适当的电池保护控制。例如，可以计算具有多个电池单元的第n个最低温度的第一电池单元与具有多个电池单元的第n个最高温度的第二电池单元之间的电流变化，以在将计算的电流变化纳入考虑的情况下执行适当的电池保护控制。

此外，虽然上面的实施例中已经将偏移温度offset1描述成是基于电流的均方根值而设置的，但是仅需要使用与电池组的发热状态有关的信息来设置偏移温度offset1。例如，可以基于电池组10的内部电阻而设置偏移温度offset1，或者可以基于电池组的内部电阻和电压而设置偏移温度offset1。例如，当电池组10的内部电阻和电压增加时，发热量增加以致使温度变化增加，并且因此，偏移温度offset1的值增加。

上面的变型可以完全或部分地被组合为适合于实现方式。

虽然已经详细描述和说明了本公开，但是应当清楚地理解，这仅仅是为了说明和举例而不应理解成是作为限制，本公开的范围由所附权利要求的项来解释。

Claims (3)

1.一种电池系统，包括：

电池组，所述电池组由并联连接的多个二次电池形成；

冷却装置，所述冷却装置被配置成将冷却介质供应到所述电池组；以及

控制器，所述控制器被配置成估计由在所述多个二次电池之间的温度变化引起的在所述多个二次电池之间的电流变化，

所述多个二次电池包括第一电池和第二电池，

所述控制器被配置成：

使用由所述第一电池的发热量以及由所述冷却装置对所述第一电池的冷却量来计算与所述第一电池的温度具有关联性的第一温度指数，所述第一电池具有所述多个二次电池之中相对低的温度，

使用与所述电池组的发热状态有关的信息，来设置温度附加值，

使用由所述第二电池的发热量以及由所述冷却装置对所述第二电池的冷却量来计算与所述第二电池的温度具有关联性的第二温度指数，所述第二电池具有通过将所述温度附加值与所述第一电池的所述温度相加而计算出的温度，

通过从所述第二温度指数减去所述第一温度指数，来计算指示所述温度变化的程度的评估值，以及

使用计算出的评估值和所述电池组的温度，来估计所述电流变化的程度。

2.根据权利要求1所述的电池系统，其中，

与所述电池组的发热状态有关的所述信息是关于所述电池组中的电流的信息，以及

所述控制器被配置成，将当所述电流的均方根值为较高时的所述温度附加值设置成比当所述均方根值为较低时所设置的值高的值。

3.根据权利要求1或2所述的电池系统，其中，

所述第一电池具有所述多个二次电池之中的最低温度，

所述第二电池具有所述多个二次电池之中的最高温度，

所述电池系统还包括检测装置，所述检测装置被配置成检测所述第一电池的所述温度，以及

所述控制器被配置成，使用所述检测装置来获取所述第一电池的所述温度，并且通过将所述温度附加值与所述第一电池的所述温度相加来计算所述第二电池的所述温度。

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