CN103158571B - 一种确定车辆用高电压电池的退化的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于确定车辆高电压电池的退化的技术。更具体地，取决于高电压电池的退化程度获得与当前正在缓慢充电的高电压电池的预定电压变化对应的充电容量变化。配备有具有与该高电压电池相同的规格的高电压电池的车辆被用于获取当前正在缓慢充电的高电压电池的充电容量和电压。根据充电容量和电压计算对应于预定电压变化的充电容量变化。将对应于预定电压变化的充电容量变化与取决于退化程度的对应于预定电压变化的充电容量变化进行比较，从而确定相关退化程度。

Description

一种确定车辆用高电压电池的退化的方法及系统

相关申请的交叉引用

本申请要求在2011年12月8日提交的韩国专利申请第10-2011-0130852号的优先权，该申请全部内容引入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及高电压电池的退化的确定方法，其中该高电压电池安装在电动车、插入式混合电动车等中。

背景技术

高电压电池通常安装在电动车(EV)、插入式电动车(PHEV)等中，从而存储待作为车辆的驱动力被提供的电能。结果，这些高电压电池的容量或者状态直接影响车辆的驾驶里程。

高电压或者非高电压电池的一个已知特性是，当电池被连续使用时，其实际上不可避免退化现象，而该现象降低电池的存储容量。随着退化的进展，在车辆驾驶里程和/或加速用动力中，即使指示相同的充电状态(SOC)，也出现劣化现象。如果该现象未被准确地检测，用户时常不确定为何随时间的推移，他们的车辆开始具有较短的行驶距离、较少的加速度、和/或动力，从而，经销商因充电状态不准确而不能检测出这些问题的根源。

不幸地，在当前正在开发的EV/PHEV中，还尚未提供能够准确估计电池退化的方法。

上述的目的仅是为了帮助更好地理解本发明的背景，并不意在表明本发明落在本领域技术人员已知的相关技术的范围内。

发明内容

因此，本发明提供用于确定车辆高电压电池的退化的方法，该方法能够更加准确地估计安装在EV/PHEV等中的高电压电池的退化，从而提高实际SOC的准确性，并且确保车辆稳定的行驶状态。

为了实现上述目标，本发明的至少一个示例性实施方式提供了确定车辆用高电压电池的退化的方法。更具体地，通过获得取决于高电压电池的退化程度的与当前正在充电(慢地)的高电压电池的预定电压变化对应的充电容量变化而开始本方法。然后，在配备有具有和该高电压电池相同的规格的高电压电池的车辆中，获取当前正在充电的高电压电池的充电容量和电压。根据从该车辆获取的充电容量和电压计算对应于预定电压变化的充电容量变化。将已计算的对应于预定电压变化的充电容量变化，与上述已获得的取决于退化程度的对应于预定电压变化的充电容量变化进行比较，从而基于该特定电池的当前退化确定其相关退化程度。

进一步地，在本发明的一些示例性实施方式中，当安装在车辆内的高电压电池缓慢充电时，获得对应于预定电压变化的充电容量变化，并且将其与由具有和当前正在缓慢充电的高电压电池相同的规格的高电压电池中的取决于高电压电池退化程度的、对应于预定电压变化的充电容量变化所组成的数据进行比较，从而确定相关退化程度。

此外，本发明提供确定车辆用高电压电池的退化的方法，其包括a)测量安装在车辆中的高电压电池的电流、电压以及温度；b)确定高电压电池的所测量的温度和电流是否满足预定退化程度确定条件；c)响应于确定退化程度确定条件得到满足，获得与高电压电池的预定电压变化对应的充电容量变化；以及d)将所计算的对应于预定电压变化的充电容量变化与通过针对具有和该高电压电池相同的规格的多个高电压电池，测量取决于各自的退化程度的对应于预定电压变化的充电容量变化而构成的数据进行比较，从而获得安装在车辆中的高电压的退化程度。

附图说明

从结合附图的以下详细说明中将更清晰地理解本发明的上述和其它目的、特征及优点，其中：

图1是示出根据本发明的示例性实施方式的确定车辆用高电压电池的退化的方法的流程图；

图2是示出根据本发明的示例性实施方式的取决于高电压电池的退化程度的与高电压电池缓慢充电过程中的电压变化对应的充电容量变化的图；

图3是示出根据本发明的示例性实施方式的与退化至不同程度的高电压电池的SOC对应的电压变化的图；并且

图4是示出本发明的示例说明的实施方式应用于车辆的示例性实施方式的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的实施方式。

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。

参考图1，示出根据本发明的通过例如车辆内的控制器或者电池管理系统确定车辆用高电压电池的退化的方法。具体地，该方法包括底图(base map)构造步骤S10、数据获取步骤S20、变化计算步骤S30、以及退化程度确定步骤S40。底图构造步骤S10配置成获得取决于高电压电池的退化程度的与当前正在缓慢充电的高电压电池的预定电压变化对应的充电容量的变化。数据获取步骤S20配置成，在配备有具有与该高电压电池相同的规格的高电压电池的车辆中，获取当前正在缓慢充电的高电压电池的充电容量和电压。变化计算步骤S30配置成根据通过各个传感器从车辆获取的充电容量和电压，计算对应于预定电压变化的充电容量变化。退化程度确定步骤S40配置成，将已在变化计算步骤S30中计算的对应于预定电压变化的充电容量变化，与已在底图构造步骤S10中获得的取决于退化程度的对应于预定电压变化的充电容量变化进行比较，从而确定相关退化程度。

在本发明的一些示例说明的实施方式中，这些步骤可由一个或多个控制器、处理器、或者管理系统(例如，电池管理系统(BAS))以计算机程序的形式执行，其中该计算机程序存储在非暂时性计算机可读介质上。更具体地，与本发明的计算机程序有关的控制逻辑可实施为含有通过处理器、控制器等执行的可执行程序指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的例子包括但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、优盘、智能卡和光学数据存储装置。还能够在网络耦合的计算机系统中分布计算机可读记录介质，使得例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分散的方式存储并且执行计算机可读介质。

因此，本发明的示例说明的实施方式意在获得与安装在车辆内的高电压电池的缓慢充电的过程中的预定电压变化对应的充电容量变化，并且将对应于预定电压变化的充电容量变化与包括数据的底图进行比较，从而确定相关退化程度，其中该数据由取决于具有和缓慢充电过程中的高电压电池相同的规格的高电压电池的退化程度的、对应于预定电压变化的充电容量变化所组成。

参考图2，以曲线图的形式示出取决于高电压电池已退化的程度的与高电压电池缓慢充电过程中的电压变化对应的充电容量变化。图2中的三条曲线分别为与初始使用的高电压电池、已退化8％的高电压电池、以及已退化10％的高电压电池的电压对应的充电容量的图示。可以看出，充电容量变化显示出与从3.7V至4V的电压变化对应的不同值。本发明使用这些特性来获得更加准确的电池当前充电状态的表示。也就是说，术语“对应于预定电压变化的充电容量变化”是指与从3.7V至4V的预定电压变化对应的、根据各个高电压电池的退化程度而改变的充电容量变化。

在底图构造步骤S10中，本发明的示例说明的实施方式的控制单元获得在对退化成不同状态的高电压电池缓慢充电时与已如上述规定的预定电压变化对应的相关高电压电池的充电容量变化，并且以底图的形式存储充电容量变化。例如，该数据地图可以是下表1。

表1

退化程度

初始

10％

20％

30％

40％

50％

充电容量变化

A％

B％

C％

D％

E％

F％

在该表中，满足A>B>C>D>E>F。

在底图构造步骤S10中，通过使用在已退化各个百分比的高电压电池上进行的缓慢充电测试获取充电容量和电压，并且通过根据充电容量和电压计算对应于预定电压变化的充电容量变化，来获得取决于退化程度的对应于预定电压变化的充电容量变化。

在数据获取步骤S20中，为了获得目标车辆用高电压电池的充电容量，可使用对流入高电压电池的充电电流进行积分并获得充电容量的方法，或者将为高电压电池计算的SOC值转化成充电容量并获得充电容量的方法。

如上所述，当将与测量目标车辆的高电压电池的预定电压变化对应的充电容量变化与在底图构造步骤S10中构造的数据进行比较时，能够计算相关退化程度。

在均一的温度范围和均一的电流范围条件下执行底图构造步骤S10和数据获取步骤S20。优选地，在关于SOC的电压特性不管高电压电池的退化程度如何都保持均一的电压区域内，获得与高电压电池的预定电压变化对应的充电容量变化。也就是说，当高电压电池的温度过高或者过低时，高电压电池的电压特性发生极大的变化，从而使测量的准确性劣化。因此，更理想的是，仅当电池处于某个温度范围内时进行这些测量。此外，当电流过低时，也显示出与上述相似的特性。

因此，为了消除这样的不准确性，可适当地选择特定的温度范围和电流范围，由此通过实验等能够获得准确的电压特性。

同时，参考图3，将描述在关于SOC的电压特性不管高电压电池的退化程度如何都保持均一的电压区域内获得与高电压电池的预定电压变化对应的充电容量变化的过程。也就是说，图3是示出与已退化至不同程度的高电压电池的SOC相关的电压变化的图示。

在图3中，当SOC从约25％至35％变化时，不管高电压电池的退化程度如何，显示出几乎相同的电压特性。在相应于这样的SOC范围的从3.8V至3.9V的均一的电压范围内，当获得对应于预定电压变化的充电容量变化时，可以排除SOC影响地更准确地对退化程度进行比较。

用于参考，图4是示出本发明的技术被应用于车辆的实施方式的流程图。本发明的实施方式包括第一至第四步骤S101至S104。第一步骤S101配置成测量安装在车辆中的高电压电池的电流、电压以及温度。第二步骤S102配置成确定高电压电池的所测量的温度和电流是否满足预定退化程度确定条件。第三步骤S103配置成，如果在第二步骤S102中确定退化程度确定条件得到满足，获得对应于预定电压变化的充电容量变化。在第四步骤S104中，将第三步骤S103中计算的对应于预定电压变化的充电容量变化与通过测量取决于各自退化程度的对应于预定电压变化的充电容量变化而构造的数据进行比较。针对具有与该高电压电池相同的规格的高电压电池完成该步骤，从而获得安装在车辆中的高电压电池的退化程度。因此，本发明的示例说明的实施方式的第三步骤S103相应于数据获取步骤S20和变化计算步骤S30，并且第四步骤S104相应于退化程度确定步骤S40。

应注意，在第三步骤S103和第四步骤S104中，在关于SOC的电压变化特性不管高电压电池的退化程度如何都保持均一的电压范围内，获得对应于预定电压变化的充电容量变化。

有利地，通过考虑安装在EV/PHEV等中的高电压电池的退化，本发明的示例说明的实施方式提供了更准确的电池充电状态，从而确保车辆的稳定的行驶状态。

尽管为了说明的目的已公开本发明的优选实施方式，然而本领域技术人员应明白，可以在不偏离权利要求所公开的本发明的范围和精神的情况下进行各种变更、添加和替换。

Claims (5)

1.一种确定车辆用高电压电池的退化的方法，包括：

a)通过车辆中的控制器，获得取决于高电压电池的退化程度的与当前正在缓慢充电的高电压电池的预定电压变化对应的多个充电容量变化；

b)通过所述控制器，获取当前正在缓慢充电的高电压电池的充电容量和电压，其中所述充电容量和电压来自具有与所述高电压电池相同的规格的高电压电池的另一车辆；

c)根据从车辆获取的所述充电容量和电压计算对应于所述预定电压变化的充电容量变化；以及

d)将已在c)中计算的对应于所述预定电压变化的充电容量变化，与已在a)中获得的取决于所述退化程度的对应于所述预定电压变化的多个充电容量变化进行比较，从而针对高电压电池的当前状态确定相关退化程度，

其中，在均一的温度范围和均一的电流范围内执行a)和b)；并且

在关于SOC的电压特性不管高电压电池的退化程度如何都保持均一的电压区域内，获得与高电压电池的所述预定电压变化对应的充电容量变化。

2.根据权利要求1所述方法，其中通过使用在多个已退化至各个程度的高电压电池上进行的缓慢充电测试获取多个充电容量和电压，来获得a)中取决于所述退化程度的对应于所述预定电压变化的多个充电容量变化，并且其中根据所获取的所述多个充电容量和电压计算对应于所述预定电压变化的多个充电容量变化。

3.根据权利要求1所述的方法，其中通过对流入高电压电池的充电电流进行积分，获得b)中车辆的高电压电池的充电容量。

4.根据权利要求1所述的方法，其中通过把为高电压电池计算的充电状态(SOC)值转化成充电容量，获得b)中车辆的高电压电池的充电容量。

5.一种确定车辆用高电压电池的退化的方法，包括：

a)通过控制器，测量安装在车辆中的高电压电池的电流、电压以及温度；

b)通过所述控制器，确定高电压电池的所测量的温度和电流是否满足预定的退化程度确定条件；

c)响应于确定所述退化程度确定条件得到满足，获得与高电压电池的预定电压变化对应的充电容量变化；以及

d)通过所述控制器，将所计算的对应于所述预定电压变化的充电容量变化与通过针对具有和所述高电压电池相同的规格的多个高电压电池，测量取决于各自的退化程度的对应于预定电压变化的充电容量变化而构成的数据进行比较，从而获得安装在车辆中的高电压电池的退化程度，

其中在关于充电状态(SOC)的电压变化特性不管高电压电池的退化程度如何都保持均一的电压范围内，获得c)和d)中的对应于所述预定电压变化的充电容量变化。