CN106785107A - 用于诊断电池系统问题的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于诊断车辆中的电池系统问题的方法和系统，其中所述方法区分各种电池系统部件的问题。更具体地，可以区分诸如连接松动、电池端子受腐蚀等的电池连接问题与作为整体的电池系统问题。可以收集并且使用大体上反映起动事件期间电池系统的性能的负载相关读数以及一个或多个非负载相关读数来确定是否存在电池系统问题且是否存在电池特有的问题。如果负载相关读数和/或非负载相关读数未能指示电池特有的问题，那么可以诊断电池连接问题。

Description

用于诊断电池系统问题的方法和系统
技术领域
本发明大体上涉及车辆电池系统，并且更特定地涉及确定和/或区分各种类型的电池系统问题。
背景技术
车辆健康管理系统通常诊断并且向驾驶员提醒各种车辆系统(包括车辆电池系统)的潜在问题。通常，如果车辆电池系统的部件存在问题(诸如电池特有的问题或一个或多个电池连接件的问题)，那么对作为整体的车辆电池系统的健康进行一般诊断。通过区分各种电池系统部件的问题，可避免需要作出额外的诊断工作来确认问题并且因此降低成本。例如，如果可区分电池连接问题与作为整体的电池系统问题，那么驾驶员能够快速和/或容易地修复电池连接问题而不产生大量工作或成本。
发明内容
根据一个实施例，提供了一种用于诊断车辆中的电池系统问题的方法。该方法包括收集一个或多个负载相关读数和一个或多个非负载相关读数的步骤。该负载相关读数反映起动事件期间该电池系统的性能。使用至少一个负载相关读数、至少一个非负载相关读数或一个或多个负载相关读数与非负载相关读数的组合来确定是否存在电池系统问题。当确定存在电池系统问题时，该方法包括确定是否存在电池特有的问题的步骤。当确定存在电池系统问题但不存在电池特有的问题时，诊断电池连接问题。
根据另一个实施例，提供了一种用于诊断车辆中的电池系统问题的方法。该方法包括收集一个或多个负载相关读数和一个或多个非负载相关读数的步骤。该方法进一步涉及使用一个或多个负载相关读数、一个或多个非负载相关读数或一个或多个负载相关读数与一个或多个非负载相关读数的组合来确定是否发生异常起动事件。如果确定发生异常起动事件，那么该方法涉及评估一个或多个负载相关读数、一个或多个非负载相关读数或一个或多个负载相关读数与一个或多个非负载相关读数的组合以确定是否存在电池连接问题。
根据另一个实施例，提供了一种用于车辆的电池系统。该电池系统包括电池、一个或多个电池连接件、经由至少一个该电池连接件电连接至该电池的一个或多个电池传感器以及控制模块。该控制模块配置成收集反映起动事件期间该电池系统的性能的一个或多个负载相关读数以及来自该一个或多个电池传感器的一个或多个非负载相关读数、使用该一个或多个负载相关读数来诊断电池系统问题和电池特有的问题，并且当存在电池系统问题诊断但不存在电池特有的问题诊断时诊断电池连接问题。
附图说明
下文将结合附图描述优选示例性实施例，其中相同标号代表相同元件，且其中：
图1是根据一个实施例的具有电池系统的车辆的示意图；
图2是示出可以结合车辆电池系统(诸如图1中说明的系统)使用的用于诊断电池系统问题的方法的实例的流程图；以及
图3至6示出了可以结合用于诊断电池问题的方法(诸如图2中说明的方法)或系统使用的示例性负载相关读数和/或非负载相关读数。
具体实施方式
本文所述的方法和系统可以用于更准确或精确地诊断电池系统问题。电池系统通常包括电池和促进电流至车辆中的各种电气部件的传输的一个或多个电池连接件。本文所述的方法和系统可以用于提醒或者通知驾驶员一个或多个电池连接件可能存在问题，而不是仅仅指示整个电池系统中的某个位置出现问题。这允许更稳定的车辆健康管理系统，因为可以区分一个或多个电池连接件的问题与更具体地与车辆电池本身有关的问题。在一个实施例中，该系统和方法使用一个或多个负载相关读数来诊断整个电池系统的问题。负载相关读数可以反映起动事件期间该电池系统的性能。接着，如果负载相关读数和/或一个或多个非负载相关读数未能指示电池本身特有的问题，那么该系统和方法可以假设一个或多个电池连接件出现问题。
为了说明和清楚起见，以下描述大体上涉及电池系统的实施例，在该电池系统中，电池是标准的12V至48V电池或SLI(启动-照明-点火)电池。电池可以是任何类型的，诸如铅酸、锂离子、超级电容器等。然而，应当明白的是，本方法和系统并非限制的意图，因为它们还可以用于诊断具有不同类型的电池、不同的电压电平或不同的电池系统部件的电池系统中的问题。因此，除与典型的SLI电池有关的这些实施例之外的与诊断电池系统问题有关的这些实施例保留在本发明的精神和范围内。
在一个实施例中，如果所涉及的电池是12V至48V铅酸型SLI电池，那么可能出现某些电池问题。例如，列举几种可能方案，可归属于作为整体的电池系统的问题可以包括长起动时间或无起动事件、低充电状态(SOC)、电气装置的性能降低(例如，时钟复位、灯调暗等)。本文所述的方法和系统可有助于区分更具体的电池连接问题与作为整体的电池系统问题。一种完成此目标的方式可包括评估一个或多个负载相关读数和/或一个或多个非负载相关读数以确定电池系统问题是否是电池特有的问题。如果电池系统问题并非电池所特有的，那么该方法和系统将电池系统问题诊断为电池连接问题。电池连接松动可起因于(例如)碎屑、灰尘或电缆的腐蚀或端子的腐蚀引起的电池电缆/端子接合处的腐蚀。在另一实例中，接地电缆连接至马达和/或车体框架的位置可能存在电池连接松动。电池连接问题还可能起因于诸如端子断裂的磨损或物理损伤。当然也一定可能存在其它类型的电池连接问题。
通常，由于电池连接问题，诸如起动电阻的负载相关读数将指示电池连接问题。另外，起动电阻增加以及电池电阻增加可指示电池连接松动或者故障。如果其它负载相关读数或非负载相关读数(诸如起动时间、开路电压或充电状态等)是正常的，那么可以诊断电池连接问题，从而区分该电池连接问题与一般的电池系统问题。通过诊断更具体的电池连接问题，车辆的驾驶员或用户能够避免不必要的维护成本、电池更换、保修成本等。因此，可以改善车辆健康管理系统的预测功能性。
参考图1，示出了示例性车辆10的某些部件，可以结合该部件使用本方法和系统。车辆10包括典型的内燃机(未示出)，且虽然图1中说明的特定车辆10的背景中提供了以下描述，但是应当明白的是，此车辆仅仅是示例性的且反而当然可以使用其它车辆。例如，本文所述的方法和系统可以结合具有电池的任何类型的车辆使用，列举几种可能方案，该车辆包括混合电动车(HEV)或电车(EV)。在一个实施例中，车辆10通常包括车辆电池系统12。车辆电池系统12可以包括电池20、电池连接件22、电气部件24、接地线26、一个或多个电池传感器28以及控制模块30。在另一个实施例中，电池系统12包括一个以上电池或双电池系统。
电池20可以是用于满足车辆的某些电气需求的电能的电源。如上所述，在此实施例中，电池20是铅酸电池，其可以是LN2型电池、LN5型电池、AGM电池、充溢型电池等。然而，电池20可以利用任何合适化学电池，诸如锂离子、超级电容器或(例如)某种其它电池技术。如先前提及，可以具有一个以上电池，或在一个实施例中，可以存在双电池系统。在此特定实例中，电池20可以有助于对诸如启动马达、电气装置(诸如灯或控制模块、信息娱乐装置等)的一个或多个点火系统部件供电。电池可以由许多个别电池单元组成，或电池系统可以包括多个电池，而非仅仅包括如图1中所示的单个电池20。本领域技术人员将明白的是，车辆电池可以根据任何数量的不同实施例提供、可以任何数量的不同配置连接，并且可以包括任何数量的不同子部件，如传感器、控制单元和/或本领域中已知的其它合适部件。
电池连接件22促进电流至电池系统12的各个部件的传送。电池连接件22包括电缆、电线、端子、耦合件等以有助于促进各个电路部件(包括电池20、电气部件24、一个或多个电池传感器28、反相器/转换器、交流发电机、马达或用于对电池20提供另外的充电的其它装置)以及任何其它可操作电路部件之间的连接。电池连接耦合件可以包括用于将电缆连接至电池20的相应端子的卷边和/或焊接的端子、凸耳等。电池连接件22可以包括接地线26，举几个例子，其可连接至马达和/或车辆10的车体框架。取决于电池系统12的期望设置和需求，电池系统装置(诸如电池20和电气部件24)可以经由一个或多个电池连接件22串联、并联连接或这二者的组合。
电气部件24可以包括需要电功率的任何装置或系统。如上文提及，在图1中说明的实施例中，电池20是标准的12V至48V铅酸电池，其可以用于对车辆10的许多电气部件24(包括但不限于点火系统装置、灯、风扇等)供电。在另一个实施例中，电池可以是高电压电池，其中其功率用于对车辆提供原动力。
电池传感器28可以包括任何各种不同的感测部件或元件，并且可以监测多个电池相关参数或状况(诸如电压、电流、SOC、健康状态(SOH)、功能状态、电池组的温度等)以提供可以由电池系统12使用的负载相关读数和/或一个或多个非负载相关读数。电池传感器28可以包括集成在电池系统12或电池20(例如，智慧型或智能电池)内、在外部位于电池系统12或电池20外侧或根据某种其它已知设置提供的传感器。在示例性实施例中，电池传感器28包括用于感测跨电池组24的总电压的一个或多个电压传感器、用于感测通过电池20的充电或放电电流的电流传感器、用于感测或检测电池20的温度的一个或多个温度传感器和本领域中已知的任何数量的其它传感器。在优选实施例中，电池传感器28包括在其中电压下降至阈值电平以下的实例中复位的电压事件计数器。例如，电压事件计数器可以在成功起动事件期间增加“一个数”，且在异常起动事件时下降至零，在该异常起动事件中，电压下降至例如阈值电平以下。可以通过起动事件期间的端子间电压界定成功起动事件，该电压高于电压阈值(例如，对于12V电池，电压为4.5V)。电压事件计数器可以与另一个车辆部件或装置(诸如控制模块30)集成或者是另一个车辆部件或装置(诸如控制模块30)的部分。在一个实施例中，电池系统12包括两个电池传感器28：与电池20的负端子耦合的智慧型电池传感器44以及霍尔效应电流传感器46。然而，应当理解的是，取决于期望实施方案，电池传感器28可以仅包括一个传感器或两个以上传感器。电池传感器28可以(例如，通过有线连接或无线地)电连接至控制模块30、更具体的电池控制模块或另一个具体的控制模块和/或任何其它合适装置并且配置成与其通信。
控制模块30可以用于控制、管控或者管理车辆10和/或其一个或多个部件或模块(例如，电池系统12)的某些操作或功能。在示例性实施例中，控制模块30是电池控制模块并且包括处理器32和存储器34。处理器32可以包括执行用于软件、固件、程序、算法、脚本等的指令的任何类型的合适电子处理器(例如，微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)等)。此处理器不限于任何一种类型的部件或装置。存储器34可以包括任何类型的合适电子存储器装置并且可以存储各种数据和信息。这包括(例如)：各种负载相关读数的感测到的值或参数；各种非负载相关读数的感测到的值或参数；查找表和其它数据结构；软件、固件、程序、算法、脚本和其它电子指令；部件特性和背景信息等。本方法-以及这些任务所需要的任何其它电子指令和/或信息-也可以存储或者保持在存储器34中使得控制模块30可以配置成执行下文更详细地描述的方法的一个或多个步骤。在另一个优选实施例中，本方法-以及这些任务所需要的任何其它电子指令和/或信息-可以存储在远处，诸如存储在呼叫中心40处，这允许仅仅在集中位置处进行更新而不更新或刷新每辆车。因此，呼叫中心可以包括其自身的控制模块50，该控制模块50具有用于执行本文所述的各种方法的一个或多个方面的处理器52和存储器54。控制模块30可以经由I/O装置和合适连接件(如通信总线)电连接至其它车辆装置和模块，使得它们可按照需要交互。另外，控制模块30不需要电连接在如图1中所示的电池系统内。当然，这些仅仅是控制模块30的某些可能设置、功能和能力，因为其它的当然是可能的。取决于特定实施例，列举几种可能方案，控制模块30可以是独立电子模块(例如，电池控制模块)，其可以结合或包括在车辆中的另一个电子模块(例如，发动机控制模块、混合控制模块、车体控制模块等)内，或其可以是较大网络或系统(例如，电池管理系统(BMS)、车辆能量管理系统等)的部分。
电池系统12可以包括少于、多于或除图1中说明的部件的部件。例如，如上文所提出，电池系统可以包括用于对电池充电的一个或多个部件(诸如马达、发电机、交流发电机等)或任何其它可操作电路部件。另外，本领域技术人员将明白的是，车辆电池可以根据任何数量的不同实施例提供、可以任何数量的不同配置连接，并且可以包括任何数量的不同子部件，如传感器、控制单元和/或本领域中已知的其它合适部件。再者，示例性车辆10的前述描述和图1中的图式仅仅旨在说明一种潜在的车辆设置并且以一般方式说明。取而代之的是，可以使用包括显著不同于图1中所示的任何数量的其它车辆设置和架构。
转向图2，示出了用于诊断电池系统问题(诸如，例如且不限于电池系统的电池或电池连接件(例如，上述电池系统12的电池20和/或电池连接件22)的问题)的示例性方法100。将明白的是，虽然以下描述主要涉及使用本方法来诊断结合标准的12V铅酸型电池的电池系统，但是本发明并无限制的意图。更确切地，本领域一般技术人员将明白的是，可以使用本方法来诊断其中使用不同电池类型或一个以上电池的电池系统问题。因此，本发明不限于任何一种特定类型的电池。
在一个特定实例中，可以在启动、点火或起动事件之后执行和/或起始方法100。且在一个实施例中，在行驶循环中可以在起动事件约五分钟之后执行该方法，使得该方法具有足够多的负载相关读数和/或非负载相关读数作为输入。在另一个实施例中，方法100可连续操作。然而，应当理解的是，取决于期望实施方案，可以在任何合适时间执行和/或起始该方法。另外，如本领域技术人员将明白的是，诸如“起动(crank)”、“起动(cranking)”、“启动”和“点火”的术语可以在本文互换使用。
方法100的步骤102收集一个或多个负载相关读数和/或一个或多个非负载相关读数。在一个实施例中，采样一个或多个负载相关读数和/或一个或多个非负载相关读数。如下文进一步详细地描述，负载相关读数通常涉及施用起动负载时的电池系统质量。在一个实施例中，可以从电池传感器28的输出获得或者导出负载相关读数和/或非负载相关读数。例如，智慧型电池传感器可以提供与流过电池的充电或放电电流、跨电池端子的电压和/或电池温度有关的读数和/或信息，其可以用于提供用于充电状态(SOC)或健康状态(SOH)计算的输入。还可以从控制模块(诸如发动机控制模块、车体控制模块、电池控制模块(诸如控制模块30))或另一个装置或模块获得负载相关读数和/或非负载相关读数。负载相关读数和/或非负载相关读数还可以与安装时已知的标准化电池质量(诸如电池的内部电阻)有关。本领域一般技术人员将明白可以用于提供负载相关读数和/或非负载相关读数的其它来源和计算衍生物。
负载相关读数通常包括与电池20的起动历史有关的任何电池系统相关参数。在一个实施例中，负载相关读数反映起动事件期间该电池系统12的性能。在优选实施例中，负载相关读数与异常起动事件(例如，长起动事件、无起动等)和正常起动事件二者有关。可以在步骤102中产生并且结合方法100使用的一个负载相关读数是起动电阻。起动电阻通常是指施用负载于电池时电阻的大小。举几个例子，起动电阻可以是测量的电阻值(例如，以Ohm或mOhm为单位)、由其它测量值导出的计算的电阻值(例如，起动电阻与起动事件期间的电流和电压成比例)或电阻比。对于不包括智慧型电池传感器的车辆，最大电流读数或测量值是不可用的，且因而可基于其它参数(例如通过起动期间的动态电阻(dV/dI))估算电池的电阻。本领域技术人员将明白的是，电阻取决于电池大小和类型，且电阻可以是基于测试的可校准值。在一个特定实施例中，起动电阻可以提供作为估算电池与起动器之间的电阻比(Rb/Rs)的起动电阻值(CRV)，并且可以根据以下等式提供：
(等式1)CRV＝(开路电压/起动事件期间的最小电压)-1
负载相关读数还可以包括电池的起动电压。起动电压通常表示起动事件期间该电池的正端子与负端子之间的电压差，且其与电池的起动历史有关，其中当电压下降至某个阈值以下时(例如，当施用负载时(诸如在起动事件期间)，对于12V电池，小于5.5V或更具体地小于4.5V)，其可以指示一个或多个异常起动事件的历史。在一个实施例中，可以通过计数器(诸如电压事件计数器)提供起动电压。可以通过比例-积分-微分控制器(PID控制器)提供电压事件计数器，该控制器可以是控制模块(诸如控制模块30、车体控制模块(BCM)或发动机控制模块(ECM))的部分。如果起动期间的最小电压大于阈值电压值(例如，对于12V电池，阈值电压值是5.5V或4.5V)，那么电压事件计数器可以递增。如果起动期间的最小电压低于阈值电压值，那么可以将电压事件计数器复位。换句话来说，电压事件计数器可以提供成功起动事件的计数，其中成功起动事件是由起动事件期间该电池的正端子与负端子之间的电压差(高于电压阈值)界定。如下文进一步详细地描述，在某些实施例中，可以使用起动电阻和/或一个或多个计数器复位来确定是否存在电池系统问题或电池特有的问题。
负载相关读数可以进一步包括起动事件(例如，以秒钟为单位)。如果起动时间大于某个阈值(例如，大于0.8秒钟)，那么可能存在电池系统问题或电池特有的问题。较长起动时间通常指示异常起动事件。
非负载相关读数通常包括与通常为电池本身所特有的质量有关的任何电池系统相关参数。应当理解的是，非负载相关读数与负载相关读数不一定完全互斥，且反之亦然。例如，某些非负载相关读数可以间接地指示电池的起动历史，然而又可能与特定电池质量有关。本文提供的负载相关读数和非负载相关读数的实例可以用作用于区分某些非负载相关读数与负载相关读数的框架，但是应当理解的是，所提供的实例并非限制意图，因为该系统和方法可以结合不同于明确描述的负载相关读数和/或非负载相关读数的组合。
非负载相关读数可以包括电池电阻(例如，内部电阻，而非起动电阻，诸如电池接受充电时的内部电阻)、电池电流、包括开路电压(OCV)和/或当电池在车辆使用期间(例如，当车辆正在操作时典型的电池使用，而非更具体的起动电压)充电或放电时跨电池端子的电压的电池电压、SOC以及电池温度。在某些实施例中，OCV优于负载下的电池电压，因为其可提供电池电压的更可靠的指示。OCV是当未连接外部负载时或当端子之间没有电流流动时跨电池端子的电压。
正如起动电阻，举几个例子，电池电阻可以是测量的电阻值(例如，以Ohm或mOhm为单位)、由其它测量值导出的计算的电阻值或电阻比。对于不包括智慧型电池传感器的车辆，最大电流读数或测量值是不可用的，且因而可基于其它参数(例如通过动态电阻(dV/dI))估算电池的电阻。本领域技术人员将明白的是，电阻取决于电池大小和类型，且电阻可以是基于测试的可校准值。在一个特定实施例中，电池电阻可以通过以下等式提供，其中充电电阻值(ChRV)表示电池电阻，电池电压和电池电流是基于负载的测量值或值，OCV是基于非负载的测量值或值，且k是包括最大电池容量和充电速率的系数因子：
(等式2)ChRV＝(((电池电压-OCV)/电池电流)*k)
一旦在步骤102中收集到一个或多个负载相关读数和/或一个或多个非负载相关读数，步骤104确定是否存在电池系统问题。在一个实施例中，异常起动事件可以决定电池系统问题。在更具体实施例中，可以使用一个或多个负载相关读数来确定是否存在电池历史问题。例如，高起动电阻可以指示电池系统问题。在一个实施例中，如果起动电阻大于10mOhm或诸如使用等式1计算的起动电阻比大于0.6，那么其可以决定电池系统问题。正常的12V铅酸电池中的典型电阻约为5mOhm。可以使用任何一个负载相关读数或非负载相关读数或负载相关读数与非负载相关读数的组合来确定是否存在电池系统问题。在优选实施例中，使用起动电压、起动电阻和电池电阻来确定是否存在电池系统问题。例如，如果电压计数器复位、起动电阻高于阈值电阻值，且电池电阻高于阈值电阻值(例如，类似于或相同于上文提供的起动电阻阈值)，那么可以确定存在电池系统问题。在另一个实施例中，如果电压计数器复位，那么可以确定存在电池系统问题。在又另一个实施例中，可以使用除负载相关读数或非负载相关读数之外的因素来确定是否存在电池系统问题。其它实施例当然也是可能的。如果不存在电池系统问题，那么该方法继续进行至步骤106，其中没有诊断到电池系统问题且该方法循环返回至开始。如果存在电池系统问题，那么该方法移动至步骤108。
步骤108查询一个或多个负载相关读数和/或一个或多个非负载相关读数是否指示电池特有的问题。如果电池系统问题是电池本身所特有的，那么该问题最可能不是电池连接问题。在替代中，如果电池系统问题并非电池本身所特有的，那么该问题最可能是电池连接问题。虽然存在某种根本原因分析，但是该方法100可指示更具体的电池连接问题而非仅仅总体上诊断电池系统问题。这可造成降低解决和/或诊断电池系统问题所涉及的成本，并且可提供车辆健康状态的更准确确定。
该方法可以充分利用起动和电池电阻将随着电池连接问题(诸如一个或多个电池连接松动)而增加的事实。通过关注一个或多个负载相关读数和/或非负载相关读数，该方法能够确定该问题有可能是电池连接问题。例如，如果车辆展现出高起动和电池电阻(例如，在正常状况下大于10mOhm)以及相对正常的起动时间(例如，对于12V电池，小于0.8秒钟)、相对正常的OCV(例如，对于12V电池，高于12.4V)和相对正常的SOC(例如，高于60％)，那么步骤108可以确定电池系统问题并非电池特有的问题，并且由此诊断电池连接问题(步骤112)。可以通过缓冲器(例如在一个实施例中约40个循环的缓冲器)提供或补充诸如起动时间和OCV的历史数据或信息。在另一个实施例中，如果车辆不满足两个以上非负载相关读数(例如，低SOC、低OCV等)的可接受阈值，那么步骤108可以确定可能存在电池特有的问题并且诊断电池系统问题。在又另一个实施例中，如果存在高起动和电池电阻，如果电池温度大于阈值(例如，-15℃)，如果OCV大于阈值(例如，12.4V)，如果SOC大于阈值(例如，60％)且如果起动时间大于阈值(例如，0.8秒钟)，那么可以诊断到电池连接问题。应当理解的是，如果存在电池连接问题和电池特有的问题，那么该方法将可能诊断到电池系统问题。在步骤108中，可以使用负载相关读数和/或非负载相关读数的片段的任何加权和/或可操作组合来指示潜在的电池特有的问题。另外，取决于电池系统中使用的电池的大小和类型，可以定制阈值。
图3至6提供了可以结合用于诊断电池问题的方法(诸如方法100)使用的负载相关读数和/或非负载相关读数的某些实例。图3说明了智慧型电池传感器的输出，在此实施例中该智慧型传感器每秒钟采集100次读数或测量值。图3示出了存在相对一致电压304时的振荡电流302，其可以用于有助于确定存在电池连接问题或并非电池特有的问题。在一个实施例中，图3中描绘的模式可以用作减少误报(例如，负载相关读数指示电池连接问题的验证)的方式。对于此特定实例中，当电池系统包括12V电池时，电压的范围介于约14V与15V之间，从而指示相对正常的性能。然而，电流在低电流幅值与大于约20Amp的高电流幅值之间振荡。相对正常电压电平下的此电流振荡可以用于验证存在电池连接问题。
图4说明可以指示良好电池的示例性参数。在此实例中，x轴表示约100天的时间周期。非负载相关读数包括OCV 410；跨电压端子的电压或高精度电池电压(HiPreBatV)412；SOC 414；电池电阻，或在此实例中，如上文等式2提供的充电电阻值(ChRV)416；以及电池温度418。负载相关读数包括起动电压，或在此实例中，电压事件计数器(VGdEvCnt)420；起动时间422；以及起动电阻，或在此实例中，如上文等式1提供的起动电阻值(CRV)424。示例性阈值被标示为水平加粗虚线。在某些实施例中可以使用电池温度来确定或者验证其它数据是否准确。例如，本领域技术人员将明白的是，电池电阻随着温度降低而增大。因此，在某些实例中可期望在诊断电池系统问题之前一直等到温度达到预定阈值水平。在图4中的实例中，负载相关读数420、422、424未能指示潜在的电池系统问题。另外，非负载相关读数410、412、414、416和418也未能指示潜在的电池系统问题，因为它们的相应值均落在示例性阈值内。因此，在此实例中，没有诊断出电池系统问题。
图5说明指示电池特有的问题的示例性参数。在此实例中，x轴表示约120天的时间周期。正如图4，非负载相关读数包括OCV 510；跨电压端子的电压或高精度电池电压(HiPreBatV)512；SOC 514；以及电池电阻，或在此实例中，如上文等式2提供的充电电阻值(ChRV)516；以及电池温度518。负载相关读数包括起动电压，或在此实例中，电压事件计数器(VGdEvCnt)520；起动时间522；以及起动电阻，或在此实例中，如上文等式1提供的起动电阻值(CRV)524。应当注意的是，y轴标度可以稍微不同于图4中所示的y轴标度，但是有助于将参数差异视觉化，示例性阈值标示为水平加粗虚线。在由两条垂直加粗虚线标示的每个曲线图上的点之后，已经更换了车辆电池。在由两条垂直加粗虚线标示的每个曲线图上的点之前，负载相关读数和非负载相关读数指示作为整体的电池系统问题，并且更具体地指示电池特有的问题。例如，起动时间522和起动电阻524高于此实例中的标示阈值。当观察到这些较高起动时间和较高电阻值时，电池问题518在可接受范围中。起动电压520指示异常起动事件，因为电压下降至起动期间的阈值电压以下。另外，至少某些非负载相关读数指示电池特有的问题。例如，OCV 510低于阈值，且电池电阻516始终高于可接受阈值。因此，在此实例中，诊断出电池系统问题。
图6说明指示电池连接问题的示例性参数。在此实例中，x轴表示约400天的时间周期。正如图4和5，非负载相关读数包括OCV 610；跨电压端子的电压或高精度电池电压(HiPreBatV)612；SOC 614；电池电阻，或在此实例中，如上文等式2提供的充电电阻值(ChRV)616；以及电池温度618。负载相关读数包括起动电压，或在此实例中，电压事件计数器(VGdEvCnt)620；起动时间622；以及起动电阻，或在此实例中，如上文等式1提供的起动电阻值(CRV)624。应当注意的是，y轴标度可以稍微不同于图4和5中所示的y轴标度，但是有助于将读数或参数差异视觉化，示例性阈值标示为水平加粗虚线。在由单条垂直加粗虚线标示的每个曲线图上的点之后，已经修复了电池连接问题。在由垂直加粗虚线标示的每个曲线图上的点之前，负载相关读数和非负载相关读数指示作为整体的电池系统问题，并且更具体地并不指示电池特有的问题(例如，读数指示电池连接问题)。例如，诸如起动电压620的负载相关读数指示电池系统问题。另外，由于如这些实例中提供的电压计数器，电池连接问题与电池特有的问题相比有可能更加影响起动电压。在此实例中，非负载相关读数并不指示存在电池特有的问题。例如，OCV 610、跨电池端子的电压612、SOC 614和电池电阻615全部大体上落在可接受阈值内。因此，非负载相关读数并不指示电池特有的问题，而负载相关读数指示存在电池系统问题，或更具体地一个或多个异常起动事件。因此，在此实例中，诊断出电池连接问题。
如果在步骤108中确定存在电池特有的问题，那么在步骤110中，诊断电池系统问题。如果不存在电池特有的问题，那么在步骤112中，诊断电池连接问题。在步骤110和112的一个实施例中，经由人机界面(HMI)、诸如智能电话、计算机、平板计算机等的电子装置或以任何其它可操作方式向驾驶员或车辆用户显示警告。例如，如果在步骤112中诊断出电池连接问题，那么驾驶员能够检查并且擦拭受腐蚀的电池端子并且可能避免电池系统或车辆需要进一步维护。
应当理解的是，以上描述并非对发明的界定，而是对本发明的一个或多个优选示例性实施例的描述。本发明不限于本文公开的特定实施例，而是由下面的权利要求书来唯一界定。另外，包括在前述描述中的声明涉及特定实施例，并且不能解释为限制本发明的范围或界定权利要求书中所使用的术语，除非术语或措词在上面进行了明确界定。各个其它实施例和对所公开实施例的各种改变以及修改对本领域技术人员而言显而易见。例如，步骤的具体组合和次序仅仅是一种可能性，因为本方法可以包括具有少于、多于或不同于此处示出步骤的步骤的步骤组合。所有这样的其它实施例、改变和修改均旨在属于所附权利要求书的范围。
如本说明书和权利要求书中所使用，属于“例如(for example)”、“例如(e.g.)”、“例如(for instance)”、“诸如”和“等”以及动词“包含”、“具有”、“包括”和它们的其它动词形式在结合一个或多个部件或其它项目的列表使用时，各自被解释为开放式，意指所述列表不应被视为排除其它、另外的部件或项目。其它术语是使用它们的最广泛的合理含义来解释，除非它们用于要求有不同解释的上下文中。

Claims (15)

1.一种用于诊断车辆中的电池系统问题的方法，所述方法包括以下步骤：
收集一个或多个负载相关读数和一个或多个非负载相关读数，其中负载相关读数反映起动事件期间所述电池系统的性能；
使用至少一个负载相关读数、至少一个非负载相关读数或一个或多个负载相关读数与非负载相关读数的组合来确定是否存在电池系统问题；
当确定存在电池系统问题时，那么确定是否存在电池特有的问题；以及
当确定存在电池系统问题但不存在电池特有的问题时，诊断电池连接问题。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述负载相关读数表示起动事件期间电池的起动电压、起动事件期间所述电池的起动电阻或用于起动事件的起动时间中的至少一者。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述起动电压表示起动事件期间所述电池的正端子与负端子之间的电压差。
4.根据权利要求3所述的方法，其中经由电压事件计数器提供所述起动电压，所述电压事件计数器提供成功起动事件的计数，所述成功起动事件是至少部分由起动事件期间所述电池的正端子与负端子之间的电压差(高于电压阈值)限定。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述非负载相关读数表示所述电池的开路电压(OCV)、所述电池的充电状态(SOC)和内部电池电阻中的至少一个。
6.根据权利要求1所述的方法，其中确定是否存在电池系统问题的所述步骤包括使用至少一个负载相关读数来确定是否存在电池系统问题并且使用至少一个非负载相关读数来确定是否存在电池特有的问题。
7.根据权利要求6所述的方法，其中比较所述至少一个非负载相关读数与对应的非负载读数阈值来确定是否存在电池特有的问题。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述至少一个负载相关读数包括起动电阻且所述至少一个非负载相关读数包括所述电池的内部电池电阻、所述电池的开路电压(OCV)和所述电池的充电状态(SOC)中的至少一者。
9.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在诊断电池连接问题之前验证存在电池问题的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，其中验证存在电池连接问题的所述步骤涉及使用稳定电压读数和振荡电流读数来验证所述电池连接问题。
11.根据权利要求1所述的方法，其中在起动事件之后起始所述方法。
12.一种用于诊断车辆中的电池系统问题的方法，所述方法包括以下步骤：
收集一个或多个负载相关读数和一个或多个非负载相关读数；
使用至少一个所述负载相关读数来确定是否发生异常起动事件；以及
当确定发生异常起动事件时，评估一个或多个负载相关读数、一个或多个非负载相关读数或一个或多个负载相关读数与一个或多个非负载相关读数的组合以确定是否存在电池连接问题。
13.根据权利要求12所述的方法，其中所述负载相关读数包括起动电压和起动电阻，且所述起动电压和起动电阻用于确定是否发生异常起动事件，且如果发生异常起动事件，那么评估一个或多个非负载相关读数来确定是否存在电池连接问题。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述评估步骤包括比较所述一个或多个非负载相关读数与对应的非负载读数阈值来确定是否存在电池连接问题。
15.一种用于车辆的电池系统，其包括：
电池；
一个或多个电池连接件；
一个或多个电池传感器，其经由至少一个所述电池连接件电连接至所述电池；以及
控制模块，其配置成：
收集反映起动事件期间所述电池系统的性能的一个或多个负载相关读数以及来自所述一个或多个电池传感器的一个或多个非负载相关读数、使用一个或多个负载相关读数来诊断电池系统问题和电池特有的问题，并且当存在电池系统问题诊断但不存在电池特有的问题诊断时诊断电池连接问题。
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