CN108333518B - 电池健康状况评估 - Google Patents

电池健康状况评估 Download PDF

Info

Publication number
CN108333518B
CN108333518B CN201810031943.9A CN201810031943A CN108333518B CN 108333518 B CN108333518 B CN 108333518B CN 201810031943 A CN201810031943 A CN 201810031943A CN 108333518 B CN108333518 B CN 108333518B
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
vehicle
voltage
vehicle battery
determining
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810031943.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108333518A (zh
Inventor
艾德·M·杜达尔
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ford Global Technologies LLC
Original Assignee
Ford Global Technologies LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ford Global Technologies LLC filed Critical Ford Global Technologies LLC
Publication of CN108333518A publication Critical patent/CN108333518A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108333518B publication Critical patent/CN108333518B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/80—Exchanging energy storage elements, e.g. removable batteries
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L58/00—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles
    • B60L58/10—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries
    • B60L58/24—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries
    • B60L58/25—Methods or circuit arrangements for monitoring or controlling batteries or fuel cells, specially adapted for electric vehicles for monitoring or controlling batteries for controlling the temperature of batteries by controlling the electric load
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644—Constructional arrangements
    • G01R31/3647—Constructional arrangements for determining the ability of a battery to perform a critical function, e.g. cranking
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/392—Determining battery ageing or deterioration, e.g. state of health
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

一种车辆包括电池健康状况评估系统。一经确定环境温度等于或超过第一温度，车辆电池就被电力地加载。在加载期间测量电池的电压。电压平台的幅值被确定。一经确定平台的幅值小于目标电压，电池就被识别为不适用。

Description

电池健康状况评估
技术领域
本发明涉及一种电池健康状况(battery health)评估方法和系统。
背景技术
包括自主机动车辆的机动车辆可以具有用由电池提供动力的电动马达起动的内燃发动机。当电池接近其使用寿命的尽头时，可能无法保持足够的能量来起动发动机。有时甚至操作人员可能不会识别电池弱化的征兆。自主车辆可能无法做出这样的诊断，或者可能缺乏足够的人机界面来让人类进行这样的诊断。
发明内容
根据本发明，提供一种计算装置，该被编程用于进行以下操作：
一经确定环境温度等于或超过第一温度，就电力地加载车辆的车辆电池；
在加载期间测量电池的电压；
确定电压平台的幅值；和
一经确定平台的幅值小于目标电压，就将电池识别为不适用(inadequate)。
根据本发明的一个实施例，其中该计算装置还被编程用于进行以下操作：一经确定平台的幅值等于或大于目标电压，就再次加载电池，进行电池电压的第二次测量，并且识别第二电压平台，确定第二平台的幅值，并且一经确定第二平台的幅值小于目标电压，就将电池识别为不适用。
根据本发明的一个实施例，其中电池的加载是通过使起动机马达通电来实现的以及该计算装置还被编程用于在加载车辆电池之前卸除发动机的燃料。
根据本发明的一个实施例，其中电池的加载是通过使起动机马达通电来实现的。
根据本发明的一个实施例，该计算装置还被编程用于在加载车辆电池之前卸除车辆发动机的燃料。
根据本发明的一个实施例，该计算装置还被编程用于针对环境温度调整目标电压。
根据本发明的一个实施例，其中目标电压在七十华氏度的环境温度下是9.5伏特。
根据本发明的一个实施例，该计算装置还被编程用于当车辆电池被识别为不适用时，预定更换电池。
根据本发明的一个实施例，该计算装置还被编程用于将车辆引导至服务设施以安装更换电池。
根据本发明的一个实施例，该计算装置还被编程用于当车辆不能行驶至服务设施时请求移动电池服务。
根据本发明，提供一种确定并且响应车辆电池的健康状况的方法，该方法包含以下步骤：
一经确定环境温度等于或超过第一温度，就电力地加载车辆的车辆电池；
在加载期间测量电池的电压；
确定电压平台的幅值；和
一经确定平台的幅值小于目标电压，就将电池识别为不适用。
根据本发明的一个实施例，该方法还包含以下步骤：一经确定平台的幅值等于或大于目标电压，就再次加载电池，进行电池电压的第二次测量，并且识别第二电压平台，确定第二平台的幅值，并且一经确定第二平台的幅值小于目标电压，就将电池识别为不适用。
根据本发明的一个实施例，其中通过使起动机马达通电来实现电池的加载以及该方法还包含在加载车辆电池之前卸除发动机的燃料。
根据本发明的一个实施例，其中通过使起动机马达通电来实现电池的加载。
根据本发明的一个实施例，该方法还包含在加载车辆电池之前进一步卸除车辆发动机的燃料的步骤。
根据本发明的一个实施例，该方法还包含针对环境温度调整目标电压的步骤。
根据本发明的一个实施例，其中目标电压在七十华氏度的环境温度下是9.5伏特。
根据本发明的一个实施例，该方法还包含当车辆电池被识别为不适用时预定更换电池的步骤。
根据本发明的一个实施例，该方法还包含将车辆引导至服务设施以安装更换电池的步骤。
根据本发明的一个实施例，该方法还包含当车辆不能行驶至服务设施时请求移动电池服务的步骤。
附图说明
图1是具有示例性电池健康状况评估系统的示例性车辆的示意图；
图2是示例性车辆电池健康状况评估系统的示意性框图；
图3A和3B共同是由电池健康状况评估系统执行的过程的示例性流程图；
图4是电池加载事件期间电压对时间的示例性图表。
具体实施方式
介绍
一种车辆包括电池健康状况评估系统。一经确定环境温度等于或超过第一温度，车辆电池就被电力地加载。加载期间测量电池的电压。电压平台的幅值被确定。一经确定平台的幅值小于目标电压，电池就被识别为不适用。
本说明书中阐述的相对取向和方向(作为示例，上方、下方、底部、向前、向后、前部、后部、后方、外侧、内侧、向内、向外、横向、左侧、右侧)未作为限制，而是为了便于读者想象所描述的结构的至少一个实施例。这样的示例性方向是从坐在驾驶员座椅中面向仪表板的乘员的视角来看。在附图中，相同的附图标记在全部附图中表示相同的部件。
示例性系统元件
参考图1至3，用于示例性车辆12的示例性电池健康状况评估系统10包括示例性电池14和能够检测电池14的电压的示例性电池电压传感器16。如在本说明书中使用的术语“电池健康状况”意思是电池用于储存足以在寒冷的环境温度(例如，零华氏度)下起动车辆12的内燃发动机20的电能的能力。该系统和方法允许在温暖的环境温度(例如，70华氏度)下评估电池健康状况，预计在寒冷的环境温度下可能发生的可能的发动机起动问题。
电池14向车辆12的电气部件提供电力，车辆12的电气部件可以包括用于将内燃发动机20的曲轴(未示出)旋转至目标转速的电动起动机马达，即起动机18，将内燃发动机20的曲轴(未示出)旋转至目标转速作为发动机起动过程的一部分。起动机18使曲轴达到目标转速的能力部分地是起动机18可从电池14获得的电能大小的函数。电池14可以在其使用之后和使用过程中对其进行再充电以恢复其储存的电能。电池可以以众所周知的方式由交流发电机或发电机进行再充电。马达18可以是马达-发电机，以众所周知的方式充当发电机以及马达。
可以通过用电池电压传感器16测量电池14的正端子和负端子之间的电压来确定可从电池14获得的电能。在这种测量期间，通过使起动机18通电以起动发动机20(即，旋转曲轴)来电力地加载电池14。
电池寿命有限。使电池放电并且对电池14进行再充电会逐渐降低电池14的健康状况，即电池储存能量的能力。在储存电能的能力开始减弱之前，电池14只能维持有限次数的充电和放电循环。用于起动内燃发动机20的电池14的使用寿命大体上随电池储存和提供用于起动车辆的发动机20的足够的电能的能力的丧失而结束。
电池14的可用电能受到电池14温度的影响，随着温度的降低而减少。使曲轴旋转以起动发动机20所需的能量也受到发动机温度的影响，随着温度的降低而增加。电池14被预期用于在零华氏度的温度下提供足够的电力来起动发动机。基于在零华氏度的情况下电池在负载下可以提供达预定时间段(例如，30秒)的电流来评估电池。如此测量的电流被称为冷起动安培，通常缩写为CCA。
人类车辆操作者可以能够辨别出电池14处于弱化(weakened)的状态。暗示电池弱化的线索包括更长的起动时间、更慢的起动转速、发动机怠速时前灯变暗、和/或诸如电动车窗的电气附件的不稳定性能。及时关注这些事件、和新电池的采购和安装将允许车辆12在不使车辆以及其操作者和乘客被搁浅的情况下继续操作。未注意到这些信号可以导致车辆12因无法起动而被禁用。所描述的电池健康状况评估系统通过在温暖的环境状态(例如，70华氏度)下测试电池14来预测弱化的电池，以避免寒冷的环境状态(例如，零华氏度)下电池14的故障。
系统10还包括计算装置，例如电子控制单元(“ECU”)22。车辆12可以是具有引导系统(pilot system)24的自主车辆(如该术语在下面进行限定)。引导系统24可以包括连接至ECU 22的多个传感器和多个致动器。
引导系统24的传感器可以包括多个车辆情境感知传感器(situationalawarenesssensors)或自主车辆传感器(“AV传感器”)26。AV传感器26可以包括安装在车辆乘客舱内的传感器，并且该传感器可以另外地被安装在车辆的车顶30上的保护壳28中或在车辆的护板中的车辆的外部。优选的位置可以取决于传感器的类型。下面提供可以使用的传感器的几种示例性类型的标识。在允许自主车辆操作的车辆12中，引导系统24可以包括电池健康状况评估系统10，以允许健康状况评估系统10引导车辆12的操作。
如图2所示，ECU 22可以由单个计算装置组成，或者可以替代地由多个计算机(例如，ECU)组成，该多个计算机包括例如动力传动系统计算机(其自身潜在地包含发动机计算机和传动装置计算机)、信息娱乐系统计算机、底盘系统计算机、约束系统计算机、车辆安全系统计算机等。ECU 22包括电子处理器32和相关联的存储器34。系统24还可以包括车辆网络36，车辆网络36包括一个或多个有线和/或无线通信介质，诸如示例性系统控制器局域网(“CAN”)总线或局域互联网(“LIN”)和/或其他通信接口。网络36在包括ECU 22和部件与辅助系统的电池健康状况评估系统10和引导系统24的元件之间提供传输介质或提供连接包括ECU22和部件与辅助系统的电池健康状况评估系统10和引导系统24的元件的传输介质，该部件与辅助系统包括例如发动机20、发动机传感器38、多个制动单元40、制动传感器42、与车轮46相关联的车轮转速传感器44、转向致动器48、转向传感器50、乘员传感器52、转向指示灯(未示出)、和/或车辆情境感知传感器26。
车辆12包括四个车轮46，四个车轮46中的每个可以包括轮胎。车轮46中的每个可以与制动单元40中的一个相关联。车轮转速传感器44可以被集成到制动单元40中。转向致动器48和相关联的转向传感器被包含在车辆12的转向系统内。例如，发动机20可以是提供全部推进力的内燃发动机，或者可以是与电动马达相结合，即所谓的混合动力传动系统。发动机20可以包括或不包括或连接至提供转矩和速度比的变速器。发动机20可以是靠近车辆12的前部的单个装置，或者发动机20可以替代地位于车辆12的其他位置。
发动机20、制动单元40、起动机马达18、电池14和转向致动器48中的每个都被示出为通过网络36直接连接至ECU 22，但是可以替代地或另外地直接连接至ECU 22。发动机20、制动单元40和转向致动器48中的每个都可以包括从ECU 22接收指令的各自的电子控制器。
ECU 22的存储器34包括一种或多种形式的计算机可读介质，并且储存可由处理器32执行的指令，以执行包括本文公开的这种操作的各种操作。处理器32可以读取并执行这样的指令。ECU 22包括用于在完全自主模式下自主地操作自主车辆12的编制程序。
为了本公开的目的，术语“自主车辆”被用于指代以完全自主模式运行的车辆。完全自主模式被定义为：处于完全自主模式时，车辆12的推进(通常通过如本文所限定的包括发动机20的动力传动系统)、制动和转向中的每个在大体上所有情况下都由ECU 22控制。在半自主模式下，车辆12的推进、制动和转向中的一个或两个由ECU 22控制，并且在非自主模式下，车辆12的推进、制动和转向都不由ECU 22控制。
ECU 22的存储器34也储存数据。数据可以包括从各种装置收集的所收集的数据。通常，所收集的数据可以包括来自地图数据库的任何数据、和可以由任何数据收集装置搜集的任何数据、和/或从这些数据计算出的数据，数据收集装置包括发动机传感器38、车轮转速传感器44、转向传感器50、乘员传感器52、AV传感器26、电池电压传感器16。示例性转向传感器50可以包括齿条位置传感器和/或横向加速度传感器。示例性AV传感器26可以包括车辆环境和位置传感器以及诸如雷达传感器、光探测和测距(LIDAR)传感器、视觉传感器(例如，摄像机)、全球定位系统(“GPS”)传感器、天线等的定位传感器。雷达传感器既可以用于定位其他物体，也可以用于利用多普勒效应来确定这些其他物体的相对速度。前面的示例并不旨在于限制。其他类型的数据收集装置可以用于向ECU 22提供数据。数据还可以包括在ECU 22中由所收集的数据和其它计算的数据计算出的计算的数据。
电池电压传感器16提供与电池14的正端子和负端子之间的电压幅值成比例的电压信号。图4示出了电池14的正端子和负端子之间的电压幅值的示例性曲线图。时间沿轴线54的箭头方向沿水平轴线54增加。电压沿轴线56的箭头方向沿垂直轴线56增加。以实线示出的第一曲线58A是在新的状态下电池14的示例性电池电压曲线58A。以虚线示出的第二曲线58B是不能再用(即不适用)状态下电池14的示例性电池电压曲线58B。当电池14在预定的低温下没有保持用于以足够高的转动速度转动发动机曲轴来起动发动机20的足够的电能时，电池14处于不适用状态。零华氏度是示例性温度。
示出了经过健康状况测试周期的新电池14的示例性性能的曲线58A在第一电压V1A处开始。电压V1A是电池14未加载时由电池14提供的电压的幅值。标识为12伏特电池的电池的V1A的示例值可以是12.5伏特。在健康状况测试周期的开始时间TSA处，电力负载被施加在电池14上。该负载可以等同于起动负载。可从电池14获得的电压的幅值在曲线58A的初始响应部分60A期间在波谷时间TTA处下降至电压V2A。V2A的示例值可以是6伏特。曲线58A可以包括在时间TTA处开始的初始波谷或平台部分62A。波谷或平台部分62A可以延伸至时间TRA处，在该时间TRA处，初始恢复部分64A随着电压从突然施加的起动负载恢复而开始。在时间TPA处，电压可以在起动负载下以电压V3A稳定在起动平台66A处。新电池在70华氏度下的V3A的示例值可以是11.5伏特。起动负载可以在健康状况测试周期结束的时间TFA处终止。从在TSA处开始施加起动负载到在TFA处终止起动负载所经过的时间可以是30秒。随着终止起动负载，电池14如降低负载恢复部分68A所示逐渐恢复其电压输出。在恢复部分68A结束期间，可以花费10秒或更多秒，电池14的电压输出大体上恢复至V1A。
示出了经过健康状况测试周期的不适用状态下的电池14的示例性性能的曲线58B开始于第一电压V1B处。电压V1B是电池14未加载时由电池14提供的电压的幅值。标识为12伏特电池的电池的V1B的示例值可以是12.5伏特。在健康状况测试周期的开始时间TSB处，电力负载被施加在电池14上。该负载可以等同于起动负载。可从电池14获得的电压的幅值在曲线58B的初始响应部分60B期间在波谷时间TTB处下降至电压V2B。V2B的示例值可以是3伏特。曲线58B可以包括在时间TTB处开始的初始波谷或平台部分62B。波谷或平台部分62B可以延伸至时间TRB，在时间TRB处，初始恢复部分64B随着电压从突然加载的起动负载恢复而开始。在时间TPB处，电压可以在起动负载下以电压V3B稳定在起动平台66B处。不能再用(即，不适用)的电池在70华氏度下的V3B的示例值可以是9.5伏特。起动负载可以在健康状况测试周期结束的时间TFB处终止。从在TSB处开始施加起动负载到在TFB处起动负载终止所经过的时间可以是30秒。随着起动负载终止，电池14如降低负载恢复部分68B所示逐渐恢复其电压输出。在恢复部分68B结束期间，可以花费10秒或更多秒，电池14的电压输出大体上恢复至V1B。
ECU 22可以被编程用于识别起动平台的幅值。下面描述车辆12识别和响应电池14不适用的方法或过程70。
过程
图3A和3B示出了可以被包括在储存在车辆12的ECU 22中的程序指令中的示例性电池健康状况评估过程70。ECU 22执行如下所述的图3A和3B所示的步骤。用于执行过程70的计算机程序可以例如当如可以与响应于车辆乘客的接近或触摸而启动车辆相关联的发出接通电源命令时，在开始框71中具体化。
接下来，判定框72确定何时是时候检查电池14。可以基于用于这种检查的预定频率来建立检查电池的时间，预定频率诸如每月一次。可以以这样的频率来检查电池。在车辆没有乘客的情况下执行电池检查也是可取的，以避免乘客将电池健康状况检查过程的执行误解为车辆故障。例如，在车辆已经停车超过一小时的情况下可以进行电池测试。电池测试的频率可以随着电池老化而增加，特别是在电池超过预定使用年限之后，例如，四年。
当判定框72确定不是时候检查电池14时，则过程70移动至结束框73并且过程70终止。
当确定是时候检查电池14时，过程70可以移动至判定框74。判定框74确定车辆12是否靠近(例如在30公里内)服务设施，在该服务设施处，电池可以被更换，并且从该服务设施可以派送包括服务车辆的移动电池服务。可以预期可能需要更换电池来做出这样的确定。作为附加的预防措施，ECU可以与建议车辆的当前位置和耗尽电池电力的可能性的基于云的网络97进行通信，该基于云的网络97包括例如车辆服务网络或车队运行网络。替代地，ECU 22可以将车对外界(V2X)的消息发送到最近的服务设施或网络97。V2X消息系统是局域网系统，并且可以是车辆对车辆(V2V)、车辆对行人(V2P)、车辆对基础设施(V2I)和车辆对电网(V2G)网络系统的集合体。可以使用来自GPS传感器的数据和可用的地图数据来确定与服务位置的接近度。当车辆12不靠近服务设施时，过程70移动至结束框75，并且过程70结束。
当确定车辆12靠近服务设施时，过程70可以移动至过程框76。过程框76重置如下所述用于控制电池健康状况测试周期的重复次数的变量X。变量X可以被重置为零值。然后，过程70移动至用于确定环境温度的过程框。
然后，过程70移动至判定框78。判定框78确定环境温度是否大于或等于预定的环境温度T1，例如，70华氏度。当环境温度未达到或超过目标温度T1时，过程移至结束框79并且终止。
当判定框78确定环境温度大于或等于温度T1时，过程70移动至过程框80。过程框80基于测得的环境温度值来计算目标起动电压。目标起动电压对于环境温度而言可以是电量充足的电池的最小可接受的电压。存储器34中的查找表可以用于确定当前环境温度下的起动电压，该起动电压对应于目标冷起动电流目标，即在预定温度(例如零华氏度)下的目标。电量充足的电池可以被定义为提供大于电压V3B的起动电压的电池。因此，不适用的电池提供等于或小于V3B的起动电压。
在确定V3B的目标值的情况下，过程70移动至用于禁用发动机点火装置的过程框82。禁用发动机点火装置的示例性方式是关闭燃料供应。禁用奥托循环(Otto cycle)发动机的发动机点火装置的替代方式是禁用发动机20的火花塞的操作。
过程70在禁用发动机点火装置之后还可以使与起动发动机无关的预选配件通电，以增加电池14上的负载。示例性配件可以包括车灯(该车灯包括前灯和尾灯)、以及车厢空气循环风扇马达、发动机冷却风扇马达和车窗户除霜器。这种加载可以与起动车辆12同时进行，并且在起动车辆发动机20时还必须由电池14维持。
在过程框84之后、或与过程框84同时进行，由电池14给起动机马达18通电。为了相对于使起动机马达18仅通电一次而增加电池健康状况的确定性，起动机马达可以被多次通电。三次是示例性重复次数。如图4所示，起动机马达18在时间TSA/TSB处开始通电。在起动机马达18通电期间，按照过程框88测量电池端子之间的电压。电池电压传感器16可以用于测量电池电压。可以选择性地在起动机马达18通电之前或与起动机马达18通电同时开始这种测量。测量可以以每秒四个采样的频率进行。采样频率并不重要。尽管采样可以以更高的频率完成，但是系统操作不需要这样做。随着通电达预定的时间段，例如从10秒到30秒的时间范围，也可以以较低的频率进行采样。
过程框89在过程框88之后。ECU 22可以使用电压测量数据根据过程框89来识别电压平台。过程70前进至判定框90。
判定框90确定测得的电压是否大于诸如V3B的目标电压。判定框90的逻辑可以将例如测得的电压为66A、66B的起动平台与例如V3B的目标电压进行比较。当测得的电压的起动平台超过目标电压时，过程70移动至过程框92。
过程框92将变量X的值增加1。过程70移动至判定框94并且检查变量X是否已达到预定值N。值N是电池14经历用于确定电池健康状况的健康状况测试周期(即，加载和测量)的次数。值N可以等于三。
过程70移动至框94，框94确定X的当前值是否等于或超过选定的N的值。当X大于或等于N时，过程70移动至过程框95。
过程框95恢复燃料供应和附件设置，使得车辆系统如在电池健康状况测试周期开始之前那样。在由过程框95恢复之后，过程70返回至判定框72。替代地，代替返回至判定框72，过程70可以在车辆12后续操作期间终止并重新起动。当X不大于或等于N，也就是说，当X小于N时，过程70返回至框86，以再次使起动机马达18通电，并且测量电池端子之间的电压。
当判定框90确定测得的电压不大于目标电压时，过程70可以如过程框96所示恢复燃料供应和附件设置。
接下来，过程70可以使得ECU将电池14识别为不适用，并且按照过程框98来预定更换电池。可以基于更换电池的预定来推断识别电池14为不适用。可以通过与例如包括上面提到的车辆服务网络或车队运行网络的基于云的网络97的通信来进行这种预定。
在已经预定更换电池之后，过程70移动至判定框100。判定框100确定车辆12是否能够行驶至服务设施，并且预定电池时服务设施与更换电池的预期目的地是否一致。当车辆12不能够行驶至服务设施时，如当电池不适用以起动发动机20时，过程70移动至过程框102。过程框102请求移动电池服务以携带新电池并且将安装新电池安装在车辆12中。可以通过基于云的网络97发送消息来进行这种请求。一旦请求已经被传送，过程70就在结束框104处终止。
当判定框100确定车辆12能够行驶至服务设施时，过程框106引导车辆12行驶至服务设施。然后，过程框108确认已经安装了新电池。一旦新电池的安装已经被确认，过程70就在结束框110处终止。
结论
已经公开了一种用于检查车辆电池的健康状况的示例性系统和方法。
如本文所使用的，副词“大体上”是指形状、结构、测量值、数量、时间等可以偏离准确描述的几何形状、距离、测量值、数量、时间等，这是因为材料、加工、制造、数据传输、计算速度等中存在缺陷。
关于在本说明书中对ECU的引用，诸如本文讨论的那些计算装置大体上各自包括可由一个或多个计算装置(诸如上述那些)执行的指令，并且用于执行上述过程的框或步骤。例如，上面讨论的过程框被呈现为计算机可执行指令。
通常，计算系统和/或装置可以采用任意数量的计算机操作系统，包括但决不限于各种版本和/或各种变体的福特同步
Figure BDA0001546769810000121
操作系统、AppLink/Smar设备连接中间件、微软
Figure BDA0001546769810000122
操作系统、微软
Figure BDA0001546769810000131
操作系统、Unix操作系统(例如由加利福尼亚州的红木海岸甲骨文公司发行的
Figure BDA0001546769810000132
操作系统)、由纽约阿蒙克IBM发行的AIX UNIX系统、Linux操作系统、由加利福尼亚州的苹果有限公司发行的Mac OSX以及iOS操作系统、由加拿大滑铁卢黑莓股份有限公司发行的黑莓OS以及由开放手机联盟和谷歌有限公司开发的Android操作系统、或由QNX软件系统提供的用于娱乐信息节目的
Figure BDA0001546769810000133
车辆平台。计算装置的示例包括但不限于车载计算机、计算机工作站、服务器、台式机、笔记本电脑、便携式电脑或掌上电脑或一些其他的计算系统和/或装置。
计算机和计算装置总体上包括计算机可执行指令，其中该指令可以由一个或多个诸如上面所列的计算装置执行。计算机可执行指令可以由计算机程序编译或解释，计算机程序采用多种编程语言和/或技术创建，这些编程语言和/或技术包括但并不限于单独地或组合的JavaTM、C、C++、Matlab、Simulink、Stateflow、Visual Basic、JavaScript、Perl、HTML等。这些应用程序中的一些可以在诸如Java虚拟机、Dalvik虚拟机等的虚拟机上被编译和执行。通常，处理器(例如微处理器)例如从存储器、计算机可读介质等接收指令，并且执行这些指令，由此完成包括这里所描述的一个或多个程序的一个或多个程序。这样的指令或其他数据可以采用各种计算机可读介质存储和传输。计算装置中的文件通常是储存在诸如存储介质、随机存取存储器等的计算机可读介质上的数据的集合。
存储器可以包括计算机可读介质(也简称为处理器可读介质)，该计算机可读介质包括参与提供可以由计算机(例如计算机处理器)读取的数据(例如指令)的任意非暂时性(例如有形的)介质。这样的介质可以采用多种形式，包括但不限于非易失性介质和易失性介质。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘或其他永久性存储器。易失性介质可以包括例如典型地构成主存储器的动态随机存取存储器(DRAM)。这样的指令可以通过一种或多种传输介质，包括同轴线缆、铜线和光纤，包括内部包含耦接于ECU的处理器的系统总线的线缆。计算机可读介质的常规形式包括，例如软盘、柔性盘、硬盘、磁盘、任何其他磁性介质、CD-ROM(只读光盘驱动器)、DVD(数字化视频光盘)、任何其他光学介质、穿孔卡片、纸带、具有孔图案的任何其他物理介质、RAM(随机存取存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、FLASHEEPROM(闪速电可擦除可编程只读存储器)、任何其他存储器芯片或盒，或者任何其他计算机可读取的介质。
数据库、数据仓库或本发明所公开的其他数据存储可以包括用于储存、访问和检索各种数据的各种机制，该数据包括分层数据库、系统文件的文件组、具有专有格式应用程序的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每一个这样的数据库存储通常包括在采用了例如上述之一的计算机操作系统的计算装置内，并且通过网络以任意一种或多种方式被访问。文件系统可以从计算机操作系统访问，并且可以包括以多种形式存储的文件。除了用于创建、储存、编辑、执行存储程序的语言，RDBMS通常采用结构化查询语言(SQL)，例如前面所述的过程化SQL(PL/SQL语言)。
在一些示例中，系统元件是在一个或多个计算装置(例如服务器、私人电脑等)上实施的计算机可读指令(例如软件)，该指令存储在与此相关(例如盘、存储器等)的计算机可读介质上。计算机程序产品可以包含这样存储于计算机可读介质用于实施上述功能的指令。
关于这里所述的媒介、程序、系统、方法、启发式等，应理解的是虽然这样的程序等的步骤已经被描述为按照一定的顺序排列发生，
但这样的程序可以采用以这里描述的顺序之外的顺序完成的描述的步骤实施操作。进一步应该理解的是，某些步骤可以同时执行，可以添加其他步骤，或者可以省略这里所述的某些步骤。换言之，这里的程序的描述提供用于说明某些实施例的目的，并且不应该以任何方式解释为限制要求保护的发明。
相应地，应理解的是上面的描述的目的是说明而不是限制。在阅读上面的描述时，除了提供的示例外许多实施例和应用对于本领域技术人员都是显而易见的。本发明的范围应参考所附权利要求以及与权利要求所要求的权利等效的全部范围而确定，而不是参考上面的说明而确定。可以预期的是这里所讨论的技术将出现进一步的发展，并且所公开的系统和方法将可以结合到这样的进一步的实施例中。总之，应理解的是本发明能够进行修正和变化，并且仅由下面的权利要求所限定。
在权利要求中所使用的所有术语旨在给予其最宽泛的合理的解释以及应被本领域的技术人员理解为其最常用的意思，除非在这里做出了明确的相反的指示。特别地，单数冠词“一”、“该”、“所述”等的使用应该理解为表述一个或多个所示元件，除非作出了与此相反的明确限制。

Claims (14)

1.一种确定并且响应车辆电池的健康状况的方法，所述方法包含以下步骤：
一经确定环境温度等于或超过第一温度，就电力地加载车辆的车辆电池；
在加载期间测量所述车辆电池的电压；
确定电压平台的幅值；
一经确定所述电压平台的所述幅值小于目标电压，就将所述车辆电池识别为不适用；和
当所述车辆电池被识别为不适用时预定更换电池。
2.根据权利要求1所述的方法，还包含以下步骤：一经确定所述电压平台的所述幅值等于或大于所述目标电压，就再次加载所述车辆电池，进行所述车辆电池电压的第二次测量，并且识别第二电压平台，确定所述第二电压平台的幅值，并且一经确定所述第二电压平台的所述幅值小于目标电压，就将所述车辆电池识别为不适用。
3.根据权利要求2所述的方法，其中通过使起动机马达通电来实现所述车辆电池的加载以及该方法还包含在加载所述车辆电池之前卸除发动机的燃料。
4.根据权利要求1所述的方法，其中通过使起动机马达通电来实现所述车辆电池的加载。
5.根据权利要求4所述的方法，还包含在加载所述车辆电池之前进一步卸除车辆发动机的燃料的步骤。
6.根据权利要求3所述的方法，还包含在确定所述第二电压平台的所述幅值小于所述目标电压的情况下使所述起动机马达通电之后恢复加注燃料的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，还包含针对环境温度调整所述目标电压的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述目标电压在七十华氏度的环境温度下是9.5伏特。
9.根据权利要求1所述的方法，还包含将所述车辆引导至服务设施以安装所述更换电池的步骤。
10.根据权利要求9所述的方法，还包含当所述车辆不能行驶至所述服务设施时请求移动电池服务的步骤。
11.根据权利要求1所述的方法，还包含确定何时是时候检查所述车辆电池的步骤。
12.一种储存用于执行如权利要求1-11中任一项所述的方法的指令的计算机可读介质。
13.一种被编程用于执行如权利要求1-11中任一项所述的方法的计算机。
14.一种包括权利要求13所述的计算机的车辆。
CN201810031943.9A 2017-01-18 2018-01-12 电池健康状况评估 Active CN108333518B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/408,453 US10144306B2 (en) 2017-01-18 2017-01-18 Battery health evaluation
US15/408,453 2017-01-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108333518A CN108333518A (zh) 2018-07-27
CN108333518B true CN108333518B (zh) 2022-04-29

Family

ID=61256292

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810031943.9A Active CN108333518B (zh) 2017-01-18 2018-01-12 电池健康状况评估

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10144306B2 (zh)
CN (1) CN108333518B (zh)
DE (1) DE102018100990A1 (zh)
GB (1) GB2561049A (zh)
MX (1) MX2018000510A (zh)
RU (1) RU2709360C2 (zh)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2019831B1 (en) * 2017-10-30 2019-05-08 Anwb B V Method and apparatus for indicating a state of health of a battery
JP2019187130A (ja) * 2018-04-12 2019-10-24 トヨタ自動車株式会社 自動運転車両の制御装置
KR20200075118A (ko) * 2018-12-12 2020-06-26 현대자동차주식회사 차량의 배터리 관리 서버 및 방법
JP7088096B2 (ja) * 2019-03-20 2022-06-21 トヨタ自動車株式会社 車両用電池制御装置
US11209492B2 (en) 2019-10-02 2021-12-28 Continental Automotive Systems, Inc. Method and system for determining battery state of health
EP3909804A1 (en) * 2020-05-13 2021-11-17 Ningbo Geely Automobile Research & Development Co. Ltd. A method for achieving a desired operational state in a vehicle
US11653127B2 (en) * 2020-06-10 2023-05-16 Bridgestone Mobility Solutions B.V. Monitoring voltage measurements for a vehicle battery
CN114035095B (zh) * 2021-11-02 2023-12-22 江苏博强新能源科技股份有限公司 基于电压曲线拐点识别的锂电池soh估计方法、介质及设备
CN114475290B (zh) * 2022-02-28 2022-09-02 广东工业大学 一种高速公路上的电动汽车能量交换方法
US11527786B1 (en) * 2022-03-28 2022-12-13 Eatron Technologies Ltd. Systems and methods for predicting remaining useful life in batteries and assets

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028616A (en) * 1976-03-10 1977-06-07 Stevens Carlile R Battery analyzer
US4665370A (en) * 1980-09-15 1987-05-12 Holland John F Method and apparatus for monitoring and indicating the condition of a battery and the related circuitry
US5281919A (en) * 1988-10-14 1994-01-25 Alliedsignal Inc. Automotive battery status monitor
US5900734A (en) * 1997-12-22 1999-05-04 Munson; Edward J Low battery voltage detection and warning system
WO2000067359A1 (en) * 1999-05-05 2000-11-09 Midtronics, Inc. Energy management system for automotive vehicle

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5721688A (en) 1996-09-06 1998-02-24 Madill Technologies, Inc. Apparatus and method for electrical system measurements including battery condition, resistance of wires and connections, total electrical system quality and current flow
US6633165B2 (en) 1997-11-03 2003-10-14 Midtronics, Inc. In-vehicle battery monitor
US6469512B2 (en) 2000-01-12 2002-10-22 Honeywell International Inc. System and method for determining battery state-of-health
US20110082621A1 (en) 2009-10-02 2011-04-07 Eric Berkobin Method and system for predicting battery life based on vehicle battery, usage, and environmental data
US9753093B2 (en) 2010-03-11 2017-09-05 Ford Global Technologies, Llc Vehicle and method of diagnosing battery condition of same
US9784229B2 (en) 2011-03-09 2017-10-10 Ford Global Technologies, Llc Vehicle initiated remote engine start for battery charge maintenance and driver initiated remote engine start for vehicle preconditioning having battery charge maintenance priority
US8849497B2 (en) 2012-03-01 2014-09-30 GM Global Technology Operations LLC Vehicle health prognosis

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4028616A (en) * 1976-03-10 1977-06-07 Stevens Carlile R Battery analyzer
US4665370A (en) * 1980-09-15 1987-05-12 Holland John F Method and apparatus for monitoring and indicating the condition of a battery and the related circuitry
US5281919A (en) * 1988-10-14 1994-01-25 Alliedsignal Inc. Automotive battery status monitor
US5900734A (en) * 1997-12-22 1999-05-04 Munson; Edward J Low battery voltage detection and warning system
WO2000067359A1 (en) * 1999-05-05 2000-11-09 Midtronics, Inc. Energy management system for automotive vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
GB2561049A (en) 2018-10-03
US20180201151A1 (en) 2018-07-19
CN108333518A (zh) 2018-07-27
US10144306B2 (en) 2018-12-04
MX2018000510A (es) 2018-11-09
DE102018100990A1 (de) 2018-07-19
RU2018101717A3 (zh) 2019-07-26
RU2018101717A (ru) 2019-07-17
GB201800771D0 (en) 2018-02-28
RU2709360C2 (ru) 2019-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108333518B (zh) 电池健康状况评估
US10800278B2 (en) Vehicle low-voltage energy system control
JP7001349B2 (ja) 自動運転制御装置
CN108216198B (zh) 增强型发动机和电池操作
US9776635B2 (en) Apparatus and method to maximize vehicle functionality and fuel economy with improved drivability during engine auto stop-start operations
US10752116B2 (en) Vehicle backup electrical power system
CN108734336B (zh) 基于云的连接能量预算管理器
US10363932B2 (en) SSC-SCC system for increasing SSC distance using SSC and method for controlling the same
US11529886B2 (en) Power supply during vehicle off state
US11091106B2 (en) Hybrid power network for a vehicle
US20220402479A1 (en) Traction-battery control in hybrid powertrain
CN110893770A (zh) 车辆电力管理故障
US11391257B2 (en) Power supply during vehicle startup
US11285814B2 (en) Discharge testing of vehicle batteries
CN103358914B (zh) 用于车辆的直流转换器诊断
US20220009429A1 (en) Vehicle electrical power system
US10439427B2 (en) Determining a fuel quantity to charge a vehicle battery
CN112631645A (zh) 车辆软件检查
US11745593B1 (en) Testing of vehicle batteries
US20220063527A1 (en) Electrical transfer device
CN115583240B (zh) 跟车方法、装置、车辆及介质
KR20210020533A (ko) 차량 및 그 제어 방법
CN117284163A (zh) 车辆控制方法、装置、车辆及存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant