CN103163472B - 电池传感器及电池充电状态的演算方法 - Google Patents

电池传感器及电池充电状态的演算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电池传感器及其充电状态的演算方法。根据本发明的一面的通过电池传感器的所述演算方法包括：在车辆的点火器在关闭状态的睡眠模式中确认是否发生从车辆电池已设定的睡眠模式的消耗电流以上的过电流的步骤；发生所述过电流时，确认所述过电流的持续时间及其平均值的步骤；确认所述平均值及所述持续时间的乘积是否为超过已设定的第一临界值及小于已设定的第二临界值的步骤；当达到上述步骤条件时，利用所述平均值及所述持续时间来算出初始化补偿值的步骤；及维持所述睡眠模式中已设定的一定时间以上后转换为一般模式时，测量所述车辆的电池的开路电压，并利用所述初始化补偿值及所述开路电压值来算出电池初始值的步骤。

Description

电池传感器及电池充电状态的演算方法
技术领域
本发明涉及智能型电池传感器，更详细地说是涉及可以提高电池传感器的初始化效率性的电池传感器及其充电状态的演算方法。
背景技术
近年来，车辆中经常安装有用于监控车辆电池的智能型电池传感器（IBS，IntelligentBatterySensor）。
智能型电池传感器，预测电池的电解液温度、充电状态（SOC；StateOfCharge）及老化程度，并通过本地互联网络（LIN；LocalInterconnectNetwork）通信将预测值传达到主控制器，主控制器利用预测值来判断车辆的发电控制（AlternatorManagementSystem）或ISG（IdleStop&Go）控制条件等。
智能型电池传感器，是通过在电池初始值上加上电流变化量的积分来计算充电状态。
以往的智能型电池传感器，在维持一定时间的睡眠模式（SleepMode）后转换为一般模式（NormalMode）时，将电池的开路电压（OCV；OpenCircuitVoltage）设定为初始值。
因此，以往的智能型电池传感器需要维持一定时间以上的本地互联网络通信的OFF（睡眠模式）状态，并且电池的放电电流需要在100mA以上时才能够算出初始值。
发明内容
（要解决的技术问题）
本发明是在如上所述的技术背景下创出的，其目的在于提供电池传感器及其充电状态演算方法，车辆的点火器在关闭状态下发生过电流时，算出初始化补偿值，并根据初始化补偿值来补偿开路电压来算出电池初始值。
（解决问题的手段）
根据本发明的一面的通过电池传感器的电池充电状态演算方法，其特征在于，包括：在车辆的点火器在关闭（IgnitionOff）状态的睡眠模式中确认是否发生从车辆电池已设定的睡眠模式的消耗电流以上的过电流的步骤；发生所述过电流时，确认所述过电流的持续时间及其平均值的步骤；确认所述平均值及所述持续时间的乘积是否为超过已设定的第一临界值及小于已设定的第二临界值的步骤；所述平均值及所述持续时间的乘积超过已设定的第一临界值及小于已设定的第二临界值时，利用所述平均值及所述持续时间来算出初始化补偿值的步骤；及维持所述睡眠模式中已设定的一定时间以上后转换为一般模式时，测量所述车辆的电池的开路电压，并利用所述初始化补偿值及所述开路电压值来算出电池初始值的步骤。
根据本发明的另一面的电池传感器，其特征在于，包括：电流测量部，测量车辆电池的放电电流；计时器；及控制部，当车辆的点火器在关闭（IgnitionOff）状态的睡眠模式中所述放电电流发生所述睡眠模式的消耗电流以上的过电流时，通过所述计时器来确认所述过电流的持续时间，当所述持续时间及所述过电流的平均值的乘积超过已设定的第二临界值时，转换为一般模式，并利用已设定的电池初始值来演算所述电池的充电状态（SOC）。
（发明的效果）
根据本发明，可以改善以往的为了提高启动性能而使用间歇性且瞬间性的过电流导致无法执行电池初始化演算的问题，从而可以减少电池初始化演算的误差，并且可以提升精确度。
附图说明
图1是图示本发明的电池传感器的构成图。
图2是图示本发明的电池充电状态演算方法的流程图。
具体实施方式
通过参照附图与以下详述的实施例，本发明的优点、特征以及实现他们的方法会更加明确。但本发明不限于以下所公开的实施例，是可以由多种不同的形态实现的。本发明的实施例只是为了完整地公开本发明，并为了让本发明所属技术领域的普通技术人员容易理解发明范畴而提供的，本发明是以权利要求书的记载为准。一方面，本说明书中使用的技术用语是用于说明实施例，并非用来限定本发明。在说明书中提及的单数形式，在没有特别限定的情况下，则包括复数形式。说明书中使用的“包括（comprises）”或“包括的（comprising）”不排除为，在提及到的元件、步骤、动作和/或是组件以外，存在或添加其以外的一个以上的的其他元件、步骤、动作和/或是组件。
接下来，参照附图对本发明的实施例进行详细地说明。图1是图示了根据本发明的实施例的电池传感器的构成图。
如图1所示，根据本发明的实施例的电池传感器10，包括：电流测量部110、计时器130、电压测量部140及控制部120。
电流测量部110，测量电池的充/放电电流并传达给控制部120。
计时器130，根据控制部120的控制来测量电池的过电流持续时间。
电压测量部140，根据控制部120的控制来测量电池的电压。
控制部120，确认由电流测量部110测量电池充/放电电流，并确认是否输出已设定的睡眠模式的消耗电流（例如，30mA）以上的过电流。控制部120，在输出已设定的睡眠模式的消耗电流以上的过电流时，会确认过电流是否对充电状态验算引起影响。此处，睡眠模式可以为，关闭车辆所有的电子设备，并关闭点火器（IgnitionOff）后，维持电子设备的锁定（Lock）状态的模式。
具体地说是，控制部120，通过计时器130确认过电流的持续时间，并在过电流的平均值（Iov）与持续时间（tov）的乘积在已设定的第一临界值以下时，判断为不会对充电状态演算引起影响，并且不额外设定初始化补偿值（即，将初始化补偿值设定为0）。此处，第一临界值是用于判断电气负荷是否会对电池的充电状态演算引起影响的基准定数，会通过实验来决定，例如可以为200[mA·s]。
控制部120，过电流对充电状态演算引起影响或可以通过初始化补偿值来进行补偿的程度时，算出初始化补偿值，并考虑初始化补偿值来算出电池初始值。
具体地说是，控制部120，在过电流的平均值（Iov）与持续时间（tov）的乘积超过第一临界值并小于第二临界值时，通过如下的数学式1所示，会利用过电流的平均值与持续时间的乘积来算出初始化补偿值（compensation）。此处，第二临界值是用于当电气负荷对电池的充电状态验算会引起影响时，判断是否为可以通过初始化补偿值来进行补偿的程度的基准定数，会通过实验来决定，例如可以为400[mA·s]。
【数学式1】
初始化补偿值(compensation)＝比例常数(Iov×tov)
控制部120，在过电流对电池充电状态验算引起影响，且超过了可以通过初始化补偿值来进行补偿的程度时会立即进入一般模式，并不会算出额外的电池初始值。此时，控制部120，利用电池的充电电流积算与之前算出的电池初始值来演算电池充电状态。
控制部120，在睡眠模式下，未超过可以通过初始化补偿值来进行补偿的程度的状态来维持4小时以上后确认进入到一般模式时，会确认通过电压测量部140测量的电池开路电压（OCV）。之后，控制部120，如下的数学式2所示，会利用已设定的初始化补偿值及开路电压来算出电池初始值（SOC1）。
【数学式2】
SOC1＝OCV-初始化补偿值
控制部120，在过电流的平均值与持续时间的乘积超过第二临界值时，会从睡眠模式转换为一般模式。此外，控制部120，如下的数学式3所示，会利用之前算出的电池初始值（SOC1）及电池电流的积分值来计算电池充电状态（SOC）。此处，电池电流的积分值可以为进入一般模式后电池充/放电电流的积分值。
【数学式3】
SOC＝SOC1+∫Idt
此时，通过数学式3的电池的充电状态计算是，需要有设定之前算出的电池初始值才行。但是，电池初始值在车辆制造工序中至少会去设定一次，因此用户的车辆运行中可以一直存在有之前设定的电池初始值。
如上所述，本发明可以改善以往的为了提高启动性能而使用间歇性且瞬间性的过电流导致无法执行电池初始化演算的问题，从而可以减少电池初始化演算的误差，并且可以提升精确度。
下面，参照图2对根据本发明的实施例的电池充电状态演算方法进行说明。图2是图示根据本发明的实施例的电池充电状态演算方法的流程图。
参照图2，电池传感器10，在进入睡眠模式时，会确认电池放电电流，并确认是否发生已设定的睡眠模式的消耗电流以上的过电流（S210）。
此时，睡眠模式为关闭各个车辆电子设备，并关闭点火器（IgnitionOff）的状态，车辆在睡眠模式下只会消耗mA单位的低电流（例如，30mA）。因此，睡眠模式中，过电流会在车辆搁置中为了提高启动性能而驱动燃料泵或引擎控制器等时发生。
电池传感器10，确认发生过电流时，会持续监控过电流来确认过电流的持续时间（tov）及过电流的平均值（Iov）（S220）。
电池传感器10，会确认过电流的平均值与持续时间的乘积是否超过已设定的第一临界值（S230）。此处，第一临界值是用于判断电气负荷是否会对电池的充电状态演算引起影响的基准定数，例如可以为200[mA·s]。
电池传感器10，在过电流的平均值与持续时间的乘积超过第一临界值时，会确认是否在第二临界值以下（S250）。此处，第二临界值是用于当电气负荷对电池的充电状态验算会引起影响时，判断是否为可以通过初始化补偿值来进行补偿的程度的基准定数，例如可以为400[mA·s]。
电池传感器10，过电流的平均值与持续时间的乘积超过第二临界值时，会从睡眠模式转换为一般模式（S270）。
电池传感器10，如上述数学式3所示，利用之前算出的电池初始值（SOC1）及电池电流的积分值来计算电池充电状态（SOC）（S280）。
此时，通过数学式3的电池充电状态计算是，需要设定有之前算出的电池初始值。但是，电池初始值在车辆制造工序中至少会去设定一次，因此用户的车辆运行中可以一直存在有之前设定的电池初始值。
另一方面，电池传感器10，在过电流的平均值与持续时间的乘积在第一临界值以下时，会将初始化补偿值决定为0（S240）。
电池传感器10，在过电流的平均值（Iov）与持续时间（tov）的乘积在第二临界值以下时，会通过上述数学式1来算出初始化补偿值（S260）。
电池传感器10，在算出初始化补偿值之后，会维持睡眠模式，并会确认睡眠模式是否持续了4小时以上（S290）。
电池传感器10，在睡眠模式持续4小时以上时，会从睡眠模式转换为一般模式（S300）。
电池传感器10，测量电池的开路电压，并如上述数学式2所示，会利用开路电压及初始化补偿值来算出电池初始值（SOC1）（S310）。
如上所述，本发明为了在车辆搁置时（睡眠模式中）提高启动性能而通过引擎控制器或燃料泵等的间歇性驱动来瞬间流动过电流的情况下，不直接转换为一般模式而是维持睡眠模式，从而在过电流持续流动时算出初始化补偿值，之后正常地转换一般模式时，可以通过初始化补偿值来补偿电池开路电压来算出电池初始值。
因此，可以改善以往的为了提高启动性能而使用间歇性且瞬间性的过电流导致无法执行电池初始化演算的问题，从而可以减少电池初始化演算的误差，并且可以提升精确度。
以上参照附图对本发明的构成进行了详细地说明，但这仅仅是例示性的实施例，本发明所属技术领域的普通技术人员应当理解，能够从中实现多种变形及等同的其他实施例。因此，本发明的保护范围不应当局限于上述实施例，而是应当由所附的技术范围来确定。

Claims (6)

1.一种电池充电状态演算方法，涉及电池传感器的电池充电状态演算方法，其特征在于，包括：
在车辆的点火器在关闭状态的睡眠模式中确认是否发生从车辆电池已设定的睡眠模式的消耗电流以上的过电流的步骤；
发生所述过电流时，确认所述过电流的持续时间及其平均值的步骤；
确认所述平均值及所述持续时间的乘积是否为超过已设定的第一临界值，并且小于已设定的第二临界值的步骤；
所述平均值及所述持续时间的乘积超过已设定的第一临界值，并且小于已设定的第二临界值时，利用所述平均值及所述持续时间来算出初始化补偿值的步骤；及
维持所述睡眠模式中已设定的一定时间以上后转换为一般模式时，测量所述车辆的电池的开路电压值，并利用所述初始化补偿值及所述开路电压值来算出电池初始值的步骤。
2.根据权利要求1所述的电池充电状态演算方法，其特征在于，所述算出初始化补偿值的步骤，包括：
所述平均值及所述持续时间的乘积在所述已设定的第一临界值以下时，将所述初始化补偿值决定为0。
3.根据权利要求1所述的电池充电状态演算方法，其特征在于，还包括：
所述平均值及所述持续时间的乘积超过所述已设定的第二临界值时，从所述睡眠模式转换为所述一般模式的步骤；及
通过之前设定的所述电池初始值及转换为所述一般模式后的电池电流的积算来演算所述电池的充电状态的步骤。
4.一种电池传感器，其特征在于，包括：
电流测量部，测量车辆电池的放电电流；
计时器；及
控制部，当车辆的点火器在关闭状态的睡眠模式中所述放电电流发生所述睡眠模式的消耗电流以上的过电流时，通过所述计时器来确认所述过电流的持续时间，当所述持续时间及所述过电流的平均值的乘积超过已设定的第二临界值时，转换为一般模式，并利用已设定的电池初始值来演算所述电池的充电状态。
5.根据权利要求4所述的电池传感器，其特征在于，
所述控制部，在所述平均值及所述持续时间的乘积在所述已设定的第二临界值以下并超过已设定的第一临界值以上时，利用所述平均值及所述持续时间来算出对于所述电池初始值的补偿值，所述平均值及所述持续时间的乘积在所述已设定的第一临界值以下时，将所述补偿值决定为0。
6.根据权利要求5所述的电池传感器，其特征在于，
在维持所述睡眠模式中已设定的一定时间以上后转换为所述一般模式时，通过电压测量部来测量所述电池的开路电压，并通过所述补偿值来补偿所述开路电压来算出所述电池初始值。
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