用于估计包括掺合正电极材料的二次电池的状态的设备及其方法

摘要

本发明公开一种用于使用扩展卡尔曼滤波器估计二次电池的状态的设备，二次电池包括正电极、负电极以及介于两者之间的分隔物，正电极包括具有彼此不同的运行电压范围的第一正电极材料和第二正电极材料，负电极包括负电极材料。该设备包括传感器单元和控制单元，传感器单元用于以一定时间间隔测量二次电池的电压和电流，控制单元通过使用状态方程和输出方程实施扩展卡尔曼滤波器算法而估计二次电池的状态，二次电池的状态包括第一正电极材料、第二正电极材料或者负电极材料中的至少一个的荷电状态，状态方程包括作为状态变量的第一正电极材料、第二正电极材料或者负电极材料中的至少一个的荷电状态，并且输出方程包括作为输出变量的二次电池的电压。

主权项

一种用于估计包括掺合正电极材料的二次电池的状态的设备，其中所述二次电池包括正电极、负电极以及介于两者之间的分隔物，所述正电极包括具有彼此不同的运行电压范围的第一正电极材料和第二正电极材料，所述负电极包括负电极材料，所述设备包括：传感器单元，所述传感器单元被配置成以一定时间间隔测量所述二次电池的电压和电流；和控制单元，所述控制单元与所述传感器单元电连接并且被配置成通过使用状态方程和输出方程实施扩展卡尔曼滤波器算法而估计所述二次电池的状态，其中所述二次电池的状态包括所述第一正电极材料和所述第二正电极材料中的至少一个的荷电状态，其中所述状态方程包括作为状态参数的所述第一正电极材料和所述第二正电极材料中的至少一个的所述荷电状态，并且所述输出方程包括作为输出参数的所述二次电池的电压，其中从电路模型导出所述状态方程和所述输出方程，所述电路模型包括第一正电极材料电路单元和第二正电极材料电路单元，所述第一正电极材料电路单元和所述第二正电极材料电路单元分别对应于所述第一正电极材料和所述第二正电极材料并且彼此并联连接，并且可选地，所述电路模型包括负电极材料电路单元，所述负电极材料电路单元对应于所述负电极材料并且与所述第一正电极材料电路单元和所述第二正电极材料电路单元串联连接，并且所述第一正电极材料电路单元、所述第二正电极材料电路单元和所述负电极材料电路单元每个都包括作为可选元件的开路电压元件和/或阻抗元件，所述开路电压元件根据相应的电极材料的荷电状态而改变电压。