CN102180096A - 监控车辆电池的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及监控车辆电池的方法，具体地，一种用于监控车辆电池的方法包括：在车辆和控制模块处于停机状态时运行定时器。所述方法在定时器测量的第一时间增量之后唤醒所述控制模块且设置第二时间增量。如果需要，则所述方法对电池的第一荷电状态采样，并且基于采样的第一荷电状态在第二时间增量到期之前确定电池是否需要充电。确定电池是否需要充电可以包括将第一荷电状态与阈值荷电状态进行比较，或者与第二时间增量之后测量到的第二荷电状态进行比较。可以经由通信路径从车辆发送诊断消息，并且如果电池需要充电，则向可由车辆操作者访问的接收点发送警告消息。

Description

监控车辆电池的方法

技术领域

本公开涉及在车辆不运行时监控车辆的电池。

背景技术

机动车包括可运行来推动车辆并且对车载车辆电子设备供能的动力系。动力系或传动系通常包括通过多速动力变速器给最终传动系统供能的发动机。许多车辆通过往复活塞式内燃发动机（ICE）供能。

混合动力车辆使用多个替代动力源推动车辆，从而最小化对发动机供能的依赖。例如，混合动力电动车辆（HEV）将电能与化学能合并，并且将其转换成机械能来推进车辆并给车辆系统供能。HEV通常采用一个或多个电机器（马达/发电机），其单独运行或者与内燃机结合运行来推动车辆。

电机器将动能转换到可以被存储在能量存储设备中的电能。然后，来自能量存储设备的电能可以被转换回动能，用于推动车辆。电动车辆还包括用于推动车辆的一个或多个电机器和能量存储设备。传统车辆可以包括电机器以将发动机的动能转换为电能，该电能被存储在起动、照明和点火（SLI）电池中。

发明内容

提供一种用于监控具有控制模块和定时器的车辆的电池的方法。所述方法包括：在车辆处于停机状态并且控制模块也处于停机状态时运行定时器。所述方法在定时器测量的第一时间增量逝去或经过之后唤醒所述控制模块，并且设置第二时间增量。如果需要，则所述方法对电池的第一荷电状态采样。所述方法基于采样的第一荷电状态在第二时间增量到期之前确定电池是否需要充电。确定电池是否需要充电可以包括将第一荷电状态与阈值荷电状态进行比较。

所述方法还可以包括在定时器测量到的第二时间增量逝去或经过之后唤醒控制模块且对电池的第二荷电状态采样。确定电池是否需要充电可以包括将电池的第二荷电状态与第一荷电状态进行比较。

车辆可以被配置为使用通信路径选择地通信，且所述方法还包括经由通信路径发送诊断消息。所述诊断消息包括电池是否需要充电。如果电池需要充电，则可以向可由车辆的操作者访问的接收点发送警告消息。

根据下面结合附图对实现本发明的最佳模式和其他实施例进行的详细描述，本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点将是明显的。

本发明还提供如下方案：

方案1. 一种监控具有控制模块和定时器的车辆的电池的方法，其包括：

在所述车辆处于停机状态时运行所述定时器；

在所述控制模块处于停机状态时运行所述定时器；

在所述定时器测量到的第一时间增量之后唤醒所述控制模块；

设置第二时间增量；

对所述电池的第一荷电状态采样；以及

基于所述第一荷电状态在所述第二时间增量到期之前确定所述电池是否需要充电。

方案2. 如方案1所述的方法，其特征在于，确定所述电池是否需要充电包括将所述第一荷电状态与阈值荷电状态进行比较。

方案3. 如方案1所述的方法，其特征在于，其还包括：

基于所述定时器测量到的所述第二时间增量唤醒所述控制模块；

对所述电池的第二荷电状态采样；以及

通过将所述第二荷电状态与所述第一荷电状态进行比较确定所述电池是否需要充电。

方案4. 如方案3所述的方法，其特征在于，其还包括：

设置第三时间增量；以及

基于所述第二荷电状态与所述第一荷电状态在所述第三时间增量到期之前确定所述电池是否需要充电。

方案5. 如方案4所述的方法，其特征在于，所述车辆被配置为使用通信路径选择地通信，并且还包括经由所述通信路径发送诊断消息，其中，所述诊断消息包括所述电池是否需要充电。

方案6. 如方案5所述的方法，其特征在于，其还包括：如果所述电池需要充电，则经由所述通信路径向接收点发送警告消息，其中，所述接收点可由所述车辆的操作者访问。

方案7. 如方案6所述的方法，其特征在于，所述诊断消息还包括所述第一荷电状态。

方案8. 如方案7所述的方法，其特征在于，所述接收点是电话号码、移动电话号码、电子邮件地址和即时消息账户之一。

方案9. 如方案8所述的方法，其特征在于，所述通信路径包括无线局域网、蜂窝网络、蓝牙协议和卫星通信之一。

方案10. 如方案9所述的方法，其特征在于，所述车辆还包括燃料箱且还包括：

对所述燃料箱的燃料水平采样；以及

基于所述燃料水平确定所述燃料箱是否需要再加燃料和确定所述电池是否需要充电。

方案11. 如方案10所述的方法，其特征在于，所述警告消息还包括所述燃料箱是否需要再加燃料。

方案12. 一种监控具有控制模块和定时器的车辆的电池的方法，其包括：

在所述车辆处于停机状态时运行所述定时器；

在所述控制模块处于停机状态时运行所述定时器；

在所述定时器测量到的第一时间增量之后唤醒所述控制模块；

设置第二时间增量；以及

确定所述第一时间增量是否需要对所述电池的第一荷电状态采样，如果是，则：

对所述电池的所述第一荷电状态采样；以及

基于所述电池的所述第一荷电状态在所述第二时间增量到期之前确定所述电池是否需要充电。

方案13. 如方案12所述的方法，其特征在于，所述车辆被配置为使用通信路径选择地通信，并且还包括：

经由所述通信路径发送诊断消息，其中，所述诊断消息包括所述电池是否需要充电；以及

如果所述电池需要充电，则经由所述通信路径向接收点发送警告消息，其中，所述接收点可由所述车辆的操作者访问。

方案14. 如方案13所述的方法，其特征在于，所述接收点是电话号码、移动电话号码、电子邮件地址和即时消息账户之一。

方案15. 如方案14所述的方法，其特征在于，所述通信路径包括无线局域网、蜂窝网络、蓝牙协议和卫星通信之一。

方案16. 如方案15所述的方法，其特征在于，其还包括：

如果所述电池需要充电，则经由所述通信路径发送远程起动命令；以及

使用所述远程起动命令远程起动所述车辆，使得在所述车辆的所述操作者不直接访问所述车辆的情况下对所述电池充电。

方案17. 如方案16所述的方法，其特征在于，所述远程起动命令由所述操作者从所述接收点发送。

附图说明

图1是车辆及相关联通信示图的示意性描述；以及

图2是用于监控车辆电池的方法或算法的示意性流程图。

具体实施方式

参照附图，其中，在若干附图中，相同的标号对应于相同或相似的组件，图1示出可与所要求保护的发明一起使用的车辆10的示意性描述。车辆10包括电池12，电池12可以是起动、照明和点火（SLI）电池、混合电池、电池组或其他电能存储设备。车辆10可以是传统车辆、混合动力车辆或电动车辆。特别是关于混合动力车辆或电动车辆配置，车辆10可以包括多个电池12，电池12可以向动力系（没有在图1中单独示出）供能以推动车辆。

尽管相对于机动车应用详细描述本发明，但是本领域中的普通技术人员将认识到本发明的较广泛应用。本领域中的普通技术人员将认识到：术语诸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”等用于说明附图并且不表示对由随附权利要求所限定的本发明范围的限制。

车辆10还包括与电池12和车辆10的其他组件通信的控制模块14。车辆10可以包括发动机16作为原动机和牵引装置。此外，一个或多个电机器（未示出）-诸如电力牵引马达或马达/发电机-可以被包括作为额外或替代原动力用于车辆10的动力系。发动机16可以被配置为通过提供经由一个或多个电机器转换为电能的机械能给电池12充电。可替代地，如果车辆10是纯电动车辆，则电池12的充电可通过使车辆10通电到电源来发生。

控制模块14可以具有分布式控制器架构、可以是基于微处理器的电控制单元（ECU）、可以合并到车辆10的发动机控制模块（ECM）。控制模块14包括具有适量可编程内存的存储介质，且能够存储和执行影响对车辆10的组件的控制的一个或多个算法。控制模块14可以包括与车辆10通信或彼此通信的多个控制模块或组件。控制模块14还可以配置为执行除了在此描述之外的算法、方法或任务。

当车辆10处于运行或操作时，控制模块14通常处于“开启状态”，当车辆10没有处于运行或操作时，控制模块14通常处于“停机状态”。控制模块14的这些开启状态和停机状态还可以分别被称为活跃状态和休眠状态。

车辆10的运行通常在使用车辆或者准备使用车辆时发生，诸如点火开启或发动机16正在运转或怠速时。此外，在电动车辆或混合电动车辆中，运行可在点火开启和发动机16关闭时发生。车辆10的开启状态和停机状态还可以按照车辆移动或被驱动的能力来表示。如果车辆10不能被驱动-诸如当车辆10处于在安全系统防护下停放并且没有操作者-则车辆10处于停机状态。相反-诸如当车辆10停放以及怠速时-则车辆10准备驱动并且能够驱动，且处于开启状态。

车辆10的某些配置可以不包括传统的（基于钥匙）点火，并且可以每当车辆10的操作者（驾驶员）在车辆10的附近时运行车辆10。例如，每当密钥扣（key fob）或远程安全设备（未示出）处于车辆内时或者每当按下起动按钮（未示出）时，可以运行车辆10。

车辆10包括与控制模块14通信的定时器18。定时器18可以被包括在控制模块14架构内或者被配置为单独的组件。虽然车辆10没有运行且控制模块14处于休眠，但是定时器18构造成运行、流逝、计数或增量。因此，即使车辆10和控制模块14都关闭，定时器18也能被配置为运行，从而提供在车辆10和控制模块14都关闭或休眠期间确定时间长度的机制。

定时器18还被配置为定期地唤醒控制模块14。在时间增加之后，定时器18唤醒控制模块14，以允许或命令控制模块14执行算法或处理。定时器18可以被配置为基于预定的和预设的时间增量唤醒控制模块14，或者可以被配置为改变唤醒控制模块14之间的时间增量。

例如，并且不是限制，定时器18可以被配置为每当车辆10停放并且不运行7天（一周）时唤醒控制模块14。可选地，定时器18可以被配置为合并车辆10的一个或多个条件，并且计算唤醒控制模块14之前和之间的可变时间增量。作为另一示例，定时器18可以与温度计（未示出）通信且基于车辆10停放位置的周围温度调整时间增量。如果车辆10是插电式混合动力车或插电式电动车，则定时器18可以在计算和设置时间增量时合并车辆10是否插电。

在初始或第一时间增量流逝之后，定时器18唤醒控制模块14且设置随后、接下来的或第二时间增量。在接下来的时间增量逝去之后，定时器18将再次唤醒控制模块14。

在唤醒之后，控制模块14被配置为采样、测试或确定电池12的荷电状态（SOC）。荷电状态等同于电池12的电量计，表示所存储的可被车辆10消耗的电能。荷电状态的单位可以被表示为百分点（0% =空，100% =满）。充电通常是指增加电池12的荷电状态；而相反地，放电通常是指减小电池12的荷电状态。

许多电池的荷电状态随着时间减小。这可被称为自放电。自放电的速度或速率取决于电池12的类型。此外，由于自放电是化学反应，因此，电池12的温度可以改变自放电的速率。

如果车辆10保持停放且不运行一延长的时间段，则电池12可能自放电且将荷电状态降低到阈值水平以下。在阈值水平处或在阈值水平以下-其将基于车辆10和电池12的类型改变-电池12可能不具有充足的存储能量来推动车辆10或者起动发动机16。因此，可能优选地是，在荷电状态减小到阈值水平以下之前，车辆的操作者起动发动机且给电池12充电。

控制模块14还被配置为确定车辆10的条件是否需要对电池12的荷电状态采样。例如，如果定时器测量到的初始时间增量是2天，且当车辆初始停放且处于停机状态时电池12的荷电状态是100%，则控制模块14可以确定在如此短的时间之后不必对电池12的荷电状态采样。因此，控制模块14可以记录或存储第一增量之后没有采样荷电状态并且使用该数据来确定在经过由定时器18测量到的第二时间增量唤醒之后是否需要采样。

当控制模块14确实确定应该对电池12的荷电状态采样时，控制模块14采样并记录电池12的第一荷电状态。为了确定荷电状态，控制模块14可以测试电池12的电流和电压。使用该电流和电压，控制模块14可以参照查找表确定电池12的荷电状态。可以将额外条件诸如采样时电池12或车辆10的周围温度并入荷电状态的计算或估计中。

一旦控制模块14确定电池12的第一荷电状态，则控制模块14基于电池12的第一荷电状态确定电池12是否需要在下一时间增量到期之前需要充电。例如，但不限制，如果电池的第一荷电状态是95%且下一时间增量是2天，则荷电状态不可能在下一时间增量经过之前减小到阈值水平之下。

可替代地，控制模块14可以将第一荷电状态与阈值荷电状态进行比较，以确定电池12是否需要充电。在这种配置下，控制模块14将在下一时间增量到期立即或在下一时间增量到期之前考虑低于需要给电池12充电的阈值状态的任何第一荷电状态。

车辆10和控制模块14还可以被配置为用于与通信路径20选择性通信，诸如经由天线22。因此，在确定荷电状态是否需要对电池12充电时，控制模块14可以将该数据通信到车辆10的操作者。

控制模块14可以被配置为经由通信路径20发送诊断消息。所述诊断消息可以包括数据例如电池12是否需要充电、电池12的第一荷电状态和电池12的第二荷电状态。可替代地，控制模块14可以仅被配置为在车辆10上对电池12的荷电状态采样，而确定电池12是否需要充电可在车辆10外来做出。

如果电池12需要充电，则控制模块14可以经由通信路径20向接收点24发送警告消息。所述警告消息可以与诊断消息合并或者与诊断消息分离。接收点24是车辆10的操作者可以访问的设备，从而操作者可以知道需要对电池12充电。

例如，且不进行限制，接收点24可以是电话号码、移动电话号码、电子邮件地址、即时消息帐户、社交网络帐户或类似通信接口。因此，一旦操作者通过（例如）电话呼叫、文本消息、电子邮件消息或即时消息接收到警告消息，操作者就能够起动车辆10的发动机16或者给电池12充电。

通信路径20被配置为向接收点24传递诊断消息、警告消息或两者。通信路径20可以通过或包括（不限制）：无线局域网（例如，Wi-Fi或热点）、蜂窝网络、蓝牙协议、卫星通信或无线电波。例如，控制模块14可以被配置为直接向操作者的移动电话（接收点24）发送文本消息。控制模块14可以使用多个通信路径20作为诊断消息和警告消息的可选或冗余传递方法。

控制模块14可以使用网络26向接收点24分发、分析或路由诊断消息和警告消息。例如，天线22可以通过无线信号将警告消息通信到网络26中的计算机，其然后可以将警告消息转换为电子邮件且将电子邮件发送到操作者。网络26可以包括处理诊断消息的计算机，以根据控制模块14收集的数据确定电池12的荷电状态是否需要充电。此外，网络26可以存储诊断消息，用于以后使用或者用于维修车辆10和电池12。

通信路径20、接收点24和控制模块14还可以被配置为允许远程起动车辆10以给电池12充电。例如，如果操作者接收到电子邮件警告消息，则操作者可以能够通过通信路径20发送远程起动命令。远程起动命令可经由电子邮件中的链路、通过答复警告消息或由操作者通过接收点24的其他通信来发送。

操作者可以知道车辆10的位置，使得操作者可以确定在操作者不能直接访问车辆10的情况下条件是否允许远程起动车辆10。可替代地，车辆10的一些配置可以具有传感器（未示出），其能够确定在操作者不能直接访问车辆10的情况下车辆10周围的条件是否允许远程起动车辆10。在这种情况下，可以在不与操作者交互的情况下发送远程起动命令，诸如通过网络26的自动处理或者通过控制模块14本身。

控制模块14可以被配置为识别多个阈值荷电状态值。例如，且不进行限制，发现荷电状态低于第一阈值值可仅触发诊断消息，而发现荷电状态低于第二（更低的）阈值值可以触发向接收点24发送警报消息。类似地，如果可用且允许的话，则发现荷电状态低于第三（甚至更低的）阈值值可以触发自动远程起动命令。

如果车辆10不能远程起动，或者如果没有立即从接收点发送远程起动命令，则控制模块14被配置为返回到其停机或休眠状态。通过将控制模块14返回到休眠，保存电池12的动力使用直到定时器18测量到随后的（第三）时间增量。

在串联式混合动力系或十分依赖发动机16给电池12充电的其他车辆中，可用于运行发动机16的燃料水平对于随后的车辆10给电池12再充电能力会是重要因素。因此，控制模块14还可以对燃料箱28内的燃料水平采样。可以在基于燃料水平和电池12的荷电状态两者确定燃料箱28是否需要再加燃料时使用燃料水平。

如果电池12的荷电状态低于阈值水平，例如需要运行发动机16一些时间以给电池12再充电，并且也可以在推动车辆10时需要运行发动机16。然而，如果燃料箱28的燃料水平非常低，则推动车辆10和给电池12再充电的组合需求可能比操作者会另外预期更快地消耗燃料水平。因此，警告消息还可以包括燃料箱28是否需要再加燃料，从而操作者知道需求。

现在参照图2且继续参照图1，示出用于监控车辆（诸如车辆100）的电池（诸如电池12）的算法100。算法100被示出为示意性流程图。

算法100可以与图1中所示的控制策略和结构的部分或全部一起使用，并且可以被执行为控制模块14中的算法。然而，算法100还可以并入其他车辆或动力系布置、控制方案或控制结构，并且在图1示意性示出的组件之外具有适用性。

不需要图2所示的算法100的步骤的准确顺序。步骤可以重新排列，步骤可以省略，且可以包括额外步骤。算法100是监控车辆电池的基本示意性方法，但是可被补充在此讨论的额外特征。

算法100在初始步骤或开始步骤110开始，在步骤110期间，算法100监控车辆10的操作条件。响应于车辆操作者取出点火钥匙或者响应于车辆10被关闭和锁定，启动可发生。可替代地，算法100可以不考虑点火钥匙（无钥匙）状态不断地或循环运行，但是当车辆100不运行时仅进行步骤110之外的步骤。

一旦车辆10和控制模块14被关闭，算法100就进行到步骤112且在车辆10关闭时运行定时器18。定时器18在步骤114运行初始（第一）时间增量，然后在步骤116唤醒控制模块14。

在唤醒控制模块14之后，算法100在步骤118设置下一（第二）时间增量。在步骤120，算法100对电池12的荷电状态采样。步骤120还可以包括基于初始时间增量确定是否需要对荷电状态采样。

在步骤122，算法100根据在步骤120处所采样的至少荷电状态确定电池12是否需要充电。如果电池12不需要充电，则算法100进行到步骤124且使控制模块14返回到其停机状态（休眠模式）。在步骤126，算法100然后返回到开始步骤110，并将步骤114的时间增量重置为下一（第二）时间增量。

如果电池12确实需要充电，则算法100进行到步骤128且发送诊断消息。可以经由通信路径20发送诊断消息。在步骤130，可以向车辆10的操作者发送警告消息，从而操作者能够尽可能快地给电池12再充电。

在发送警告消息之后，算法100进行到步骤132且使控制模块14返回到其停机状态（休眠模式）。在步骤134，算法100然后返回到开始步骤110，并将步骤114的时间增量重置为下一（第二）时间增量。

尽管已经详细描述了实现本发明的最佳模式和其他实施例，但是本发明所属领域的技术人员将认识到在随附权利要求范围内的实现本发明的各种替代设计和实施例。

Claims (10)

1. 一种监控具有控制模块和定时器的车辆的电池的方法，其包括：

在所述车辆处于停机状态时运行所述定时器；

在所述控制模块处于停机状态时运行所述定时器；

在所述定时器测量到的第一时间增量之后唤醒所述控制模块；

设置第二时间增量；

对所述电池的第一荷电状态采样；以及

基于所述第一荷电状态在所述第二时间增量到期之前确定所述电池是否需要充电。

2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定所述电池是否需要充电包括将所述第一荷电状态与阈值荷电状态进行比较。

3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，其还包括：

基于所述定时器测量到的所述第二时间增量唤醒所述控制模块；

对所述电池的第二荷电状态采样；以及

通过将所述第二荷电状态与所述第一荷电状态进行比较确定所述电池是否需要充电。

4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，其还包括：

设置第三时间增量；以及

基于所述第二荷电状态与所述第一荷电状态在所述第三时间增量到期之前确定所述电池是否需要充电。

5. 如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述车辆被配置为使用通信路径选择地通信，并且还包括经由所述通信路径发送诊断消息，其中，所述诊断消息包括所述电池是否需要充电。

6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，其还包括：如果所述电池需要充电，则经由所述通信路径向接收点发送警告消息，其中，所述接收点可由所述车辆的操作者访问。

7. 如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述诊断消息还包括所述第一荷电状态。

8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述接收点是电话号码、移动电话号码、电子邮件地址和即时消息账户之一。

9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通信路径包括无线局域网、蜂窝网络、蓝牙协议和卫星通信之一。

10. 一种监控具有控制模块和定时器的车辆的电池的方法，其包括：

在所述车辆处于停机状态时运行所述定时器；

在所述控制模块处于停机状态时运行所述定时器；

在所述定时器测量到的第一时间增量之后唤醒所述控制模块；

设置第二时间增量；以及

确定所述第一时间增量是否需要对所述电池的第一荷电状态采样，如果是，则：

对所述电池的所述第一荷电状态采样；以及

基于所述电池的所述第一荷电状态在所述第二时间增量到期之前确定所述电池是否需要充电。

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