CN110764010B

CN110764010B - 用于监控车辆电池系统的系统和方法

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Publication number: CN110764010B
Application number: CN201810843783.8A
Authority: CN
Inventors: A·古普塔; 刘斌; 谢露
Original assignee: Cummins Inc
Current assignee: Cummins Inc
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2024-04-02
Anticipated expiration: 2038-07-27
Also published as: CN110764010A

Abstract

系统和装置包括第一电池、与第一电池联接的第二电池、和与第一电池和第二电池之一联接的控制器。控制器构造成接收指示系统电压的信息以及接收指示来自所述第一电池和所述第二电池之一联接的传感器的所述第一电池和所述第二电池的电压、温度、和电流的信息；所述的控制器进一步构造成确定所述第一电池和第二电池中每个的电池诊断状态。

Description

用于监控车辆电池系统的系统和方法

技术领域

本公开涉及监控车载电池。更具体地，本公开涉及确定车载电池健康状态的系统和方法。

背景技术

车辆包括车载电池，除其他事项外，用于为发动机的启动器提供动力以启动车辆的发动机并向一个或多个车辆子系统提供动力。因此，诸如充电状态、健康状态、和/或电池功能状态的电池的特性随着电池充电放电以向发动机的启动器和/或车辆子系统供电而随时间变化。

发明内容

一个实施例涉及一种系统。所述系统包括第一电池、与第一电池联接的第二电池、以及与第一电池和第二电池之一联接的控制器。所述控制器构造成接收指示系统电压的信息以及接收指示连接至所述第一电池和所述第二电池之一的传感器的所述第一电池和所述第二电池的电压、温度、和电流的信息；所述的系统还构造成确定所述第一电池和第二电池中每个的电池的诊断状态。

另一实施例涉及一种装置。所述装置包括电池诊断状态电路。所述电池诊断状态确定电路构造为从联接至所述第二电池的传感器上接收指示所述第二电池的电压、所述第二电池的电流以及所述第二电池的温度的信息。电池诊断状态确认电路进一步构造为基于所述第二电池的电压、第二电池的电流、以及第二电池的温度确定所述第二电池的第二电池诊断状态。所述电池诊断状态确认电路还构造为基于系统电压、第二电池的电流、以及第二电池的温度确定第一电池的第一电池诊断状态。

另一个实施方式涉及一种方法。所述方法包括接收指示包括联接至第二电池的第一电池的系统的系统电压的信息。所述方法还包括接收指示系统电压的信息以及接收来自与所述第一电池和所述第二电池之一联接的传感器的指示所述第一电池和所述第二电池的电压、温度、以及电流的信息。所述方法还包括确定所述第一电池和所述第二电池中的每一个的电池诊断状态。从以下结合附图的详细描述中，这些和其他特征以及其组织和操作方式将变得显而易见。

附图说明

图1是根据示例实施例的具有电池监控系统的车辆的示意图。

图2是根据示例实施例的图1的车辆的控制器的示意图。

图3是根据示例的实施例的图1的车辆的电池监控系统的示意图。

图4是根据示例的实施例的确定电池监控系统的第一电池和第二电池的诊断状态的方法的流程图。

图5是根据示例实施例的诊断电池监控系统的传感器的方法的流程图。

图6根据示例实施例示出第一电池和第二电池的电池参数。

具体实施方式

以下是与用来动态评估包括发动机和电池监控系统的车辆上施加的力并且基于由电池监控系统确定的电池系统的状态来改变发动机的运行模式的方法、装置和系统实施相关的各种概念的更详细的描述。上面介绍并在下面更详细讨论的各种概念可以以任意数量的方式来实施，因为所描述的概念不限于任何特定的实施方式。主要为了说明的目的提供了具体实施和应用的示例。

传统车辆可包括需要大量能量的电池供电系统，诸如由车载上的电池供电的发动机启动器。车辆可包括电池的电池诊断状态，其基于由电池传感器确定的数据。传统车辆可包括具有多于一个电池的电池系统。在这种实施例中，电池传感器与多于一个电池的每个电池接合以监控每个电池的诊断状态。因此，对于在车辆电池系统内使用的每个附加电池，电池监控成本增加。

总体上参考附图，本文公开的各种实施例涉及采用与第一电池和第二电池的至少一个接合的一个和/或多个传感器来动态评估车辆电池系统的第一电池和第二电池的至少一个的诊断状态的系统、装置和方法。

如图1所示，车辆10包括含有包括发动机26的动力总成22的发动机系统14、车辆子系统30、操作员输入/输出(I/O)设备34、与发动机26的一个或多个组件通信联接的传感器、和控制器38。车辆10还包括电池系统18，电池系统18包括第一电池42、第二电池46、电池传感器50、以及电池监控系统54。如下文更详细描述，在一些实施例中，电池监控系统54位于电池系统18中。在其他实施例中，电池监控系统54至少部分位于控制器38中。电池系统18可能为发动机系统14的组件(诸如发动机26启动器)提供动力，和/或为车辆子系统30提供动力。车辆10可以是公路车辆或非公路车辆，包括但不限于长途运输卡车、中程卡车(例如皮卡车)、公共汽车、垃圾卡车和其他类型的车辆。

车辆10的组件可以采用任意类型和任意数量的有线或无线联接来互相通信或与和车辆10分离的其他组件通信。例如，有线联接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线联接。无线联接可以包括因特网、Wi-Fi、蜂窝、无线电、蓝牙、ZigBee等。在一实施方式中，控制器局域网(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交互。CAN总线包括任意数量的有线和无线联接。因为控制器38可通信地联接到图1的车辆10的系统和组件，控制器38构造成接收来图1中所示的一个或多个组件相关的数据。例如，数据可包括由一个或多个传感器(例如传感器50)获得的与动力总成22、发动机26、电池系统18、和/或其他组件(例如，发动机、发电机、再生制动系统等)相关的运行数据。作为另一个示例，数据可以包括来自操作者I/O设备34的输入。控制器38和/或电池监控系统54可基于运行数据确定第一电池42和第二电池46的至少一个的电池诊断状态。控制器可基于运行数据和/或第一电池42和/或第二电池46的电池诊断数据确定如何控制发动机26、动力总成22、和车辆子系统30。

如图1所示，动力总成22包括发动机26、变速器62、驱动轴66、车轴差速器70、最终驱动器74、电磁设备78(例如，发电机、电动发电机(motor-generator)等)以及能量存储设备86。发动机26可被构造为任何发动机类型，包括火花点火式内燃发动机、压燃式内燃发动机和/或燃料电池及其他。发动机26可由任何燃料类型(例如，柴油、乙醇、汽油、天然气、丙烷、氢气等)提供动力。发动机26可包括空转-启动-停止模式，在该模式下，当发动机26处于空转状态长于预设空转时间阈值的一段时间后，发动机26关闭以节省能量并减少排气排放。响应于指示用户请求发动机26产生能量(例如，致动加速器等)的用户行为，重启发动机26。在根据空转-启动-停止模式控制发动机26的实施例中国，在进入空转-启动-停止模式前和/或当根据空转-启动-停止模式运行时停止发动机26前，控制器38确定在空转阶段停止发动机26前电池系统18具有足够或充足的能量重启发动机26。响应于确定电池系统18不具有充足的能量重启发动机26，控制器38在空转阶段停止发动机26。

类似地，变速器62可构造为任何类型的变速器，诸如无级变速器、手动变速器、自动变速器、自动-手动变速器、双离合变速器等。因此，随着变速器从齿轮构造向连续构造(连续可变变速器)变化，变速器62可包括各种设置(例如，用于齿轮传动的齿轮)，其基于由此接收(例如，从第二电磁设备82等)的输入速度影响不同输出速度。与发动机26和变速器一样，驱动轴66、差速器70和/或末端驱动装置74可依据应用构造为任何构造(例如，最终驱动器74在汽车应用中可构造为车轮，在船舶应用中可构造为螺旋桨等)。此外，驱动轴66可构造为任何类型的驱动轴，包括但不限于一体式、两件式、和套管式传动轴。

如图1所示，发动机26和第一电磁设备78机械联接在一起(例如，通过轴、齿轮箱等)。在一些实施例中，第一电磁设备78是同时具有发电能力和电动能力的单独设备。在一些实施例中，第一电磁设备78仅具有发电能力。根据一示例的实施例，发动机26被构造驱动第一电磁设备78以产生电能。如图1所示，第一电磁设备78电联接至能源存储设备86使得第一电磁设备78可将由此产生的能量提供给能量存储设备86用于存储。在一些实施例中，第一电磁设备78被构造为从电能存储设备86接收存储的电能以利于其运行。举例来说，第一电磁设备78可从电能存储设备86接收存储的电能以利于启动发动机26。

参照图1，车辆10包括车辆子系统30。车辆子系统30可包括其他组件，包括器械驱动或电驱动的车辆组件(例如，HVAC系统、灯、泵、风扇等)。车辆子系统30可包括用于减少排气排放的任何组件，例如，选择性催化还原(SCR)催化剂、柴油氧化催化剂(DOC)、柴油颗粒过滤器(DPF)、柴油机排气流体供应的柴油机排气流体(DEF)加料器、多个用于监测后处理系统的传感器(例如，氮氧化物(NOx)传感器、温度传感器等)，和/或其他组件。

结合图1参考图3，车辆10包括电池系统18。电池系统18与动力总成22和车辆子系统30联接以为动力总成22的动力组件和车辆子系统30提供动力。电池系统18包括第一电池42、第二电池46、电池传感器50、电池监控系统54以及通信设备90。通信设备是利用其他组件(例如无线或有线接口)通信的装置。通信设备90与控制器38进行有线或无线通信(例如，联接至控制器38)，通信设备90构造为在第一电池42、第二电池46、电池监控系统54和控制器38之间发送和接收信号。通信设备90在图3中以单独的组件示出。在另一实施例中，通信设备90可包含在电池监控系统54中。在示出的实施例中，第二电池46的正端子串联联接至第一电池42的负端子。第二电池46的正端子与通信设备90联接。第二电池46的负端子与电池监控系统43联接。电池监控系统54与通信设备90联接。第一电池42的负端子与能量分配线94联接以向动力总成22的组件和/或车辆子系统30提供动力。第一电池46的正端子与通信设备90联接。

尽管图3示出了第一电池42和第二电池46串联，在其他实施例中，第一电池42和第二电池46可并联。在所示的实施例中，第一电池42和第二电池46是串联的12V电池以形成24V电池系统18。在其他实施例，第一电池和第二电池46可具有不同电压。在所示的实施例中，电池传感器50与第二电池46联接。例如，电池传感器50可与第二电池46的正极联接。没有电池传感器直接与第一电池42联接。因此，没有关于第一电池42直接感测的数据。电池传感器50被构造为确定和获取指示第一电池诊断状态和第二电池诊断状态信息的至少一个。第一电池诊断状态可包括第一电池42的充电状态(SOC)、健康状态(SOH)、和/或功能状态(SOF)。第二电池诊断状态可包括第二电池的SOC、SOH、和/或SOF。SOF通常是指电池根据预设的电力需求提供电力的能力。

操作者I/O设备34可使得车辆10的操作员(或乘客或制造、服务或维修人员)与车辆10和控制器38通信。例如，操作员I/O设备34可允许车辆10的操作员将命令信号输入到车辆10的组件。作为示例，操作员I/O设备34可包括但不限于交互式显示器、触摸屏设备、一个或多个按钮和开关、语音命令接收器等。在一实施例中，操作员I/O设备34包括制动踏板或制动杆、加速器踏板、方向盘和/或加速器节流阀。

电池传感器50可被构造为监控车辆10的电池系统18的第一电池42和第二电池46的至少一个的运行性能。第一电池42和第二电池46中的另一个不包括与其联接的任何传感器。在所示的实施例中，电池传感器50与第二电池46联接。电池传感器50可确定第二电池46的电压V₂、第二电池46的温度T₂、第二电池46的电流I₂、和/或电池系统18的电压V。在其他实施例中，电池传感器50可包括多个与第一电池42和第二电池46之一联接的多个传感器。例如，电池传感器50可包括确定第二电池46的电压V₂的电压传感器、确定第二电池46的温度T₂的温度传感器、确定通过第二电池46的电流I₂的电流传感器、和/或确定电池系统18的系统电压V的电压传感器。

如图1所示的组件被示出为嵌入在车辆10中，因此控制器38可被构造为一个或多个电子控制单元(ECU)。控制器38可与变速器控制单元、排气后处理控制单元、动力总成控制模块、发动机控制模块等中的至少一个分离或包括在变速器控制单元、排气后处理控制单元、动力总成控制模块、发动机控制模块等中的至少一个中。控制器38的功能和结构在图3中将更详细地描述。在一些实施例中，电池监控系统54位于电池系统18中，并且与车辆10上的控制器38有线或无线通信(例如，联接)。在其他实施例中，电池监控系统54至少部分嵌入于控制器38中。

现在参照图2，根据示例的实施方式的图1的车辆10的控制器38的示意图被示出。如图2所示，控制器38包括具有处理器102和存储器设备106的处理电路98、电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、发动机控制电路118和通信接口122。通常，控制器38构造成基于由电池诊断状态确定电路110确定的电池系统状态控制发动机26的运行。更具体地，控制器38构造成响应电池系统状态控制发动机26的空转-启动-停止运行。在一些实施例中，电池诊断状态确定电路110可包含在如图2所示的控制器38中。在一些实施例中，电池诊断状态确定电路110可包含在如图2所示的控制器54中。

在一构造中，电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114以及发动机控制电路118嵌入为可由诸如处理器102的处理器执行的机器或计算机可读介质。如本文所述以及除其它用途之外，机器可读介质促进特定运行的执行以实现数据的接收和传输。例如，机器可读介质可以提供指令(例如，命令等)以例如获取数据。就这一点而言，机器可读介质可包括定义数据采集频率(或数据传输)的可编程逻辑。计算机可读介质可包括可以以包括但不限于Java等的任何编程语言和任何常规过程编程语言(诸如“C”编程语言或类似编程语言)编写的代码。计算机可读程序代码可以在一个处理器或多个远程处理器上执行。在后一种情况下，远程处理器可以通过任何类型的网络(例如CAN总线等)相互联接。

在另一构造中，电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、发动机控制电路118嵌入为诸如电子控制单元的硬件单元。这样，电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、发动机控制电路118可实现为包括但不限于处理电路、网络接口、外围设备、输入设备、输出设备、传感器等的一个或多个电路组件。在一些实施例中，电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、发动机控制电路118可以采取一个或多个模拟电路、电子电路(例如，集成电路(IC)、分立电路、片上系统(SOC)电路、微控制器等)、电信电路、混合电路以及任何其它类型的“电路”的形式。就此而言，电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断回路114、发动机控制电路118可包括达成或促进本文描述的操作实现的任何类型的组件。例如，本文描述的电路可以包括一个或多个晶体管、逻辑门(例如，NAND，AND，NOR，OR，XOR，NOT，XNOR等)、电阻器、多路复用器、寄存器、电容器、电感器、二极管、布线等)。电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、发动机控制电路118也可包括可编程硬件设备，例如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等。电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、和发动机控制电路118可包括一个或多个储存器设备，用于储存由电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、和发动机控制电路118的(一个或多个)处理器执行的指令。一个或多个存储设备和(一个或多个)处理器可具有与本文关于存储设备106和处理器102提供的定义相同的定义。在一些硬件单元构造中，电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、发动机控制电路118可以在地里上分散在车辆中的不同位置。可选的如所示，电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、和发动机控制电路118可嵌入在单独单元/壳体内，其被视为控制器38。

在所示的示例中，控制器38包括具有处理器102和存储器装置106的处理电路98。处理电路98构造为或构造来执行或实施例本文中与电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、和发动机控制电路118相关的指令、命令和/或控制过程。所描述的构造指示电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114以及作为机器或计算机可读介质的发动机控制电路118。然而，如上文所述，该说明并不意味着限制，因为本公开考虑了其他实施例，其中电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114以及发动机控制电路118构造为硬件单元或电池诊断状态确定电路110、电池传感器诊断电路114、发动机控制电路118其中之一构造为硬件单元。所有这些组合和变化都旨在落入本公开的范围内。

处理器102可被实施为一个或多个通用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、一组处理组件或者其他合适的电子处理组件。在一些实施例中，一个或多个处理器可以由多个电路共享(例如，电池诊断状态确定回路110、电池传感器诊断电路114和发动机控制电路118可包括或者以其他方式共享相同的处理器，在一些示例性实施例中，该处理器可以执行存储的或以其他方式经由存储器的不同区域访问的指令)。可选地或另外地，一个或多个处理器可构造成独立于一个或多个协同处理器来执行或以其他方式执行某些运行。在其他示例实施例中，两个或更多个处理器可通过总线联接以实现独立、并行、流水线或多线程指令执行。所有这些变化都意图落入本公开的范围内。存储器设备106(例如，RAM、ROM、闪存、硬盘存储器等)可以存储数据和/或计算机代码，有助于本文描述的各种方法。存储器设备106可以可通信地联接到处理器102以向处理器102提供计算机代码或指令以执行本文描述的至少一些处理过程。此外，存储器设备106可以是或包括有形的非瞬态易失性存储器或非易失性存储器。因此，存储器设备106可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件、或任何其他类型用于支持本文描述的各种活动和信息结构的信息结构。

通信接口122可包括有线和/或无线接口(例如插孔，天线，发射器，接收器，收发器，导线端子等)的任何组合，用于与各种系统、设备或网络进行数据通信。例如，通信接口122可以包括用于经由基于以太通信网络来发送和接收数据的以太网卡和端口和/或用于经由无线通信网络进行通信的Wi-Fi收发器。通信接口122可以被构造为经由局域网或广域网(例如，因特网等)进行通信并且可以使用各种通信协议(例如，IP、LON、蓝牙、ZigBee、无线电、蜂窝、近现场通信等)。

控制器38的通信接口122可促进控制器38与车辆10的一个或多个组件(例如动力总成22的组件、车辆子系统、操作员I/O设备34、传感器50、50等)之间的通讯。控制器38与车辆组件之间的通信可以经由任何数量的有线或无线联接(例如，IEEE 802等下的任何标准)。例如，有线联接可以包括串行电缆、光纤电缆、CAT5电缆或任何其他形式的有线联接。相比之下，无线联接可以包括因特网、Wi-Fi、蜂窝、蓝牙、ZigBee、无线电等。在一个实施方式中，控制器局域网(CAN)总线提供信号、信息和/或数据的交互。CAN总线可以包括任何数量有线和无线联接,提供信号、信息和/或数据交换。CAN总线可以包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，或者可以联接到外部计算机(例如，使用互联网服务提供商通过互联网)。

电池诊断状态确定电路110被构造以接收指示第一电池42诊断状态的信息以及指示第二电池46诊断状态的信息。电池诊断状态确定电路110可接收指示来自电池传感器50的第二电池46的电流(I₂)的信息、来自电池传感器50的第二电池46的温度(T₂)、指示第二电池46电压(V₂)的信息和指示电池系统18的系统电压(V)的信息。电池诊断状态确定电路110被构造为基于指示第一电池42的信息和指示第二电池46的信息确定第一电池42和第二电池46的电池诊断状态。如本文所用，术语“SOx”是指电池SOC、SOH和SOF的一种或多种。因此SOx₁是指第一电池42的SOC、SOH和SOF的一种或多种，而SOx₂是指二电池46的SOC、SOH和SOF的一种或多种。根据本文描述的实施例，只有SOC、SOH和SOF的一个用做SOx；而在其他实施例中，可以采用这些电池规制中的多个。第一电池42和第二电池46的SOx是分别是第一电池42和第二电池46的电压、电流和温度的函数，如等式(1)所示。

SOx＝F(V，I，T，) (1)。

因此，电池诊断状态确定电路110可采用等式(2)和由电池传感器50确定指示第二电池46的诊断状态的信息确定第二电池46的诊断状态。

SOx₂＝F(V₂，I₂，T₂) (2)

电池诊断状态确定电路110可采用等式(3)确定第一电池42的状态。

SOx₁＝F(V₁，I₁T₁) (3)

第二电池46的温度T₂通常与第一电池42的温度T₁相同。因此，可基于指示第二电池46温度的信息确定第一电池42的SOx。由于第一电池42和第二电池46串联，因此第一电池42的电流I₁与第二电池46的电流I₂基本相同。由于第一电池42和第二电池46串联，因此系统电压V是第一电池的电压V₁与第二电池的电压V₂的总和(例如，V＝V₁+V₂)。因此，电压V₁可采用公式(4)确定。

V₁＝V–V₂ (4)

因此，公式(3)可写作

SOx₁＝F((V-V₂)，I₂，T₂) (5)。

电池诊断状态确定电路110构造以向发动机控制电路118和/或操作员(例如，通过操作员I/O设备34)提供电池系统18的电池系统状态。电池系统状态基于第一电池42的SOx₁和第二电池46的SOx₂。更具体地，电池系统状态是基于SOx₁或SOx₂的比较，其分别指示第一电池42或第二电池46中的哪一个处于最差状况(例如，指示限制电池系统18输出的诊断状态)。第一电池42的SOx₁和第二电池46的SOx₂基于制造公差和运行可变性而不同。因此，由于最差SOx限制电池系统18输出，因此只有最差SOx可被报告至发动机控制电路118和/或报告至操作员。例如，相对较差的SOx可包括指示较少剩余电荷的SOC、指示电池较不健康的SOH、和/或指示较少电力输送能力的SOF。如本文所用，术语“限制器”用于指示两个(例如，第一电池42和第二电池46)或更多个电池的更差性能。因此，相对较差性能电池控制(例如，限制)电池系统18的运行。因此，电池诊断状态确定电路110构造成用第二电池46的诊断状态与第一电池42的诊断状态比较以确定电池系统状态。电池系统状态是基于第一电池42诊断状态和第二电池46诊断状态的限制器。电池诊断状态确定电路110构造以向发动机控制电路118和/或操作员I/O设备34提供电池系统状态。例如，电池诊断状态确定电路110可确定第一电池42的SOC剩余电荷10％以及确认第二电池46的SOC是剩余电荷50％。因此，电池系统18仅根据第一电池42的10％SOC放点而不损坏第一电池42。因此，电池诊断状态确定电路110设置第一电池42的SOx₁和第二电池46的SOx₂作为电池系统状态，其被提供给发动机控制电路118。因此，发动机控制电路118根据限制SOx采用电池系统18以防止损坏作为限制器的电池。在实施例中，其中电池诊断状态确定电路110构造成向操作员I/O设备34提供第一电池42和第二电池46的诊断状态的限制器，操作员I/O设备34可显示SOx数据和/或可提供电池系统18是否处于良好状态或电池系统18是否处于电池替换状态的指示。

电池诊断状态确定电路110已根据附图3的实施例描述，其中电池监控系统54与第二电池46联接。在其他实施例中，电池监控系统54与第一电池42联接。在这种实施例中，电池诊断状态确定电路与上文描述的构造相似。电池诊断状态确定电路110构造成采用等式(6)确定第一电池42的诊断状态。

SOx₁-F(V₁，I₁，T₁) (6)

电池诊断状态确定电路110构造成采用等式(7)确定第二电池46的诊断状态。

SOx₂＝F((V-V₁)，I₁，T₁) (7)

发动机控制电路118构造成接受来自电池诊断状态确定电路110的电池系统状态。电池控制电路118构造成电池系统状态与电池健康阈值进行比较。电池健康阈值可指示电池系统18需要的最小电池状态(例如，SOx)以提供充足的能量向发动机26的启动器提供动力。响应于确定电池系统状态处于电池健康阈值或高于电池健康阈值，发动机控制电路118构造为根据空转-启动-停止模式运行发动机。响应于确定电池系统状态低于电池健康阈值，发动机控制电路118在空转状态下运行发动机26。尽管关于空转-启动-停止模式描述了发动机控制电路118，发动机控制电路118可以相似手段控制其他车辆过程。

电池传感器诊断电路114构造成确定电池传感器50在产生准确数据。电池传感器诊断电路114体现在控制器38中。电池传感器诊断电路114包括温度测试和电压测试，温度测试构造以测试电池传感器50的温度传感能力，电压测试构造以测试电池传感器50的电压传感能力。关于温度测试，电池传感器诊断电路114包括等式ΔT＝T₁-T₂用以确定温度T₁，其中T₁是第一电池42的温度、T₂是第二电池46的温度、而ΔT是第一电池42的温度T₁与第二电池46的温度T₂之差。在所示的实施例中，ΔT的值设定为等于0，因为假定温度T₁和T₂基本相同。电池传感器诊断电路114构造以基于第一电池42和第二电池46充电和放电循环次数以及第一电池42和第二电池46正在运行或已经运行的周边温度确定预测温度。例如，电池传感器诊断电路114可基于查找表或数字模型确定预测温度。电池传感器诊断电路114基于预测温度确定第一电池42的SOx₁。例如，电池传感器诊断电路114可采用等式(5)和用预测温度替代T₁而确定SOx₁。电池传感器诊断电路114采用等式(2)和用预测温度替代T₂确定第二电池42的SOx₂。然后，电池传感器诊断电路114确定由电池传感器诊断电路114确定的SOx₁与SOx₂的差和由电池诊断状态确定电路110确定的SOx₁和SOx₂。在假设T₂＝T₁的情况下，电池诊断状态确定电路110基于传感的温度T₂，确定SOx₁和SOx₂。电池传感器诊断电路114采用预测温度确定SOx₁和SOx₂。因此，确定由电池诊断状态确定电路110确定的SOx₁和SOx₂的差以及由电池传感器诊断电路114确定的SOx₁和SOx₂可以确认T₂的感测值是可接收的。响应于确定的差小于温度差阈值，电池传感器诊断电路114构造为确定由电池状态确定电路110产生的SOx₁和SOx₂是准确的(例如，基于正确数据确定)。例如，采用温度温度T₂计算SOx₁和SOx₂。确定的差小于温度差阈值指示电池传感器诊断电路114使用的测量温度T₂是正确的。响应于确定的差大于温度差阈值，电池传感器诊断电路114构造为确定由电池诊断状态确定电路110确定的SOx₁和SOx₂是不准确的。电池传感器诊断电路114构造为响应于确定由电池诊断状态确定电路110确定的SOx₁和SOx₂是不准确，命令操作员I/O设备34以显示电池系统错误讯息。

关于电压测试，电池传感器诊断电路114构造为确定由电池状态确定电路110确定的电池系统电压V是否与由与系统电压V不同地确定的电池系统电压V₀一致。例如，电池传感器50和/或电池监控系统54不用于确定V₀。相反，另一个传感器和控制器38用于确定电压V₀。

电池传感器诊断电路114被构造为接收指示电池系统18的系统电压V₀的信息。电池传感器诊断电路114被构造为确定电池系统18的系统电压V₀。电池传感器诊断电路114被构造为确定系统电压V₀和由电池诊断状态确定电路110的系统电压V之间的差。响应于确定系统电压V₀和系统电压V之间的差低于电压差阈值，电池传感器诊断电路114构造为确定电压V是准确的。确定电压V是准确的指示采用电压V确定的SOx₁和SOx₂可以是准确的。响应于确定的差小于电压差阈值，电池传感器诊断电路114构造为确定由电池诊断状态确定电路110确定的电压V是不准确的。确定电压V是不准确的指示采用电压V确定的SOx₁和SOx₂是不准确的。电池传感器电路114构造为命令操作员I/O设备34以显示电池系统错误讯息。

响应于确定由电池诊断状态确定电路110确定的SOx₁和SOx₂和电压V是准确的，然后由电池诊断状态确定电路110确定的SOx₁和SOx₂被发送至发动机控制电路118。

图4示出示例的方法126，用于确定电池系统状态可接受以空转-开启-停止模式运行发动机26。在过程130，电池诊断状态确定电路110接收指示第一电池42的诊断状态的信息以及指示第二电池46诊断状态的信息。例如，电池诊断状态确定电路110可接收指示第一电池42和第二电池46之一的电流、温度、和电压的信息。在过程134，电池诊断状态确定电路110确定第一电池的SOx₁和第二电池的SOx₂。在过程138，电池诊断状态确定电路110比较第一电池42的SOx₁和第二电池46的SOx₂以确定电池系统状态。在过程142，电池诊断状态确定电路110设定第一电池42的SOx₁和第二电池46的SOx₂的限制器作为电池系统同状态。在过程146，电池诊断状态确定电路110向发动机控制电路118发送电池系统状态。在过程150，发动机控制电路118比较电池系统状态和电池健康阈值。在过程154，响应于确定电池系统状态处于电池健康阈值或高于电池健康阈值，发动机控制电路118根据空转-启动-停止模式运行发动机26。在过程158，响应于确定电池系统状态低于电池健康阈值，发动机控制电路118在空转状态运行发动机26。

返回过程142，电池诊断状态确定电路110向操作员I/O设备34(过程162)发送电池系统状态。在过程162，操作员I/O设备34可现实SOx数据和/或提供电池系统18是否处于好的状态或电池系统18是否处于电池更换状态的指示。

尽管在空转-启动-停止模式的上下文中描述本方法126，但是方法126可用于确定电池系统18的SOx对于需要来自电池系统18更高功率的其他的过程是可接受的。

图5示出用于诊断电池监控系统54的电池传感器50的示例方法166。在过程170，电池传感器诊断电路114接收指示第一电池42的温度T₁的信息以及指示第二电池46温度T₂的信息。在过程174，电池传感器诊断电路114确定第一电池42的温度T₁以及第二电池46的温度T₂。在过程178，电池传感器诊断电路114基于温度T₁确定第一电池42的以SOx₁及基于T₁确定第二电池46的温度的SOx₂。在过程180，然后电池传感器诊断电路114确定由电池传感器状态确定电路110确定的SOx₁和SOx₂的差(例如基于T₂和根据方法126)以及由电池传感器诊断电路114确定的SOx₁和SOx₂(例如，基于T₁)。在过程182，电池传感器诊断电路114比较确定的差和温度差阈值。在过程184，响应于确定的差小于差阈值，电池传感器诊断电路114确定由电池诊断状态确定电路110确定(例如，方法126)的SOx₁和SOx₂是准确的。在过程186，响应于确定的差大于差阈值，电池传感器诊断电路114确定由电池诊断状态确定电路110确定(例如，方法126)的SOx₁和SOx₂是不准确的。在过程190，电池诊断状态确定电路114命令操作员I/O设备34以显示电池系统错误讯息。

在过程194，电池传感器诊断电路114接收指示电池系统18的系统电压V₀信息。在过程198，电池传感器诊断电路114确定电池系统18的系统电压V₀。在过程202，电池传感器诊断电路114确定由电池创氨气诊断电路114确定的系统电压V₀与由电池诊断状态确定电路110确定的系统电压V之间的差。在过程206，电池传感器诊断电路114比较确定的差和电压阈值。在过程210，响应于确定的差低于电压阈值，电池传感器诊断电路114确定由电池诊断状态确定电路110确定的系统电压V是准确的。在过程214，响应于确定的差高于电压阈值，电池传感器诊断电路114确定由电池诊断状态确定电路110确定的系统电压V是不准确的。在过程218，电池传感器诊断电路114命令操作员I/O设备34以显示电池系统错误讯息。在过程222，响应于确定由电池诊断状态确定电路110确定的SOx₁和SOx₂和电压V是准确的，然后由电池诊断状态确定电路110确定的SOx₁和SOx₂(例如，基于T₂和V)被发送至发动机控制电路118。因此，基于由电池状态确定电路110确定的电池状态控制发动机26。

图6示出指示第一电池42和第二电池46的电池状态的信息。线226示出第一电池42的温度和第二电池46的温度。在所示的实施例中，第一电池42的温度和第二电池46的温度基本相同因此这些温度用相同的线示出。线230示出第一电池42的电流、第二电池46的电流、和电池系统18的电流。在所示的实施例中，第一电池42和第二电池46串联排布。因此，第一电池42、第二电池46、和电池系统18的电流用相同的线示出。线234示出第一电池42的电压。线238示出第二电池46的电压。线242示出电池系统18的总电压。第一电池42的电压与第二电池的电压相似，所以先234、238部分重合。总电压基本是第一电压和第二电压的总和。

本文中的权利要求元件不应被解释为根据35U.S.C.§112(f)的规定。除非元件使用短语“用于......的装置”明确叙述。

为了本公开的目的，术语“联接”是指两个构件直接或间接地彼此接合或联接。这种联接本质上可以是固定的或可移动的。例如，发动机的传动轴“联接”到变速器的表示可移动的联接。这种联接可以用两个构件或两个构件以及任何附加的中间构件来实现。例如，电路A可通信地“联接”到电路B的可表示电路A直接与电路B通信(即没有中间媒介)或与电路B间接通信(例如通过一个或多个中间媒介)。

尽管在图2中示出了各种具有特定功能的电路。应该理解的是，控制器38可以包括用于完成本文描述功能的任意数量的电路。例如，电路98-118的活动和功能可以组合在多个电路中或作为单个电路。可能包含附加功能的附加电路。此外，控制器38可以进一步控制超出本公开范围的其他活动。

如上所述并且在一个配置中，“电路”可以在机器可读介质中实现以供各种类型的处理器(诸如图2的处理器102)执行。例如可执行代码可识别的电路可以包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，其可以例如被组织为对象、过程或功能。尽管如此，所标识的电路的可执行文件不需要物理地位于一起，而是可以包括存储在不同位置的不同指令，这些指令在逻辑上联接在一起时构成电路并实现电路的所述目的。实际上，计算机可读程序代码的电路可以是单个指令或许多指令，并且甚至可以分布在几个不同的代码段、不同的程序之间以及跨几个存储器设备。类似地，运行数据可以在本文中在电路内被识别和说明，并且可以以任何合适的形式来体现并且被组织在任何适当类型的数据结构内。运行数据可以作为单个数据集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括不同存储设备)，并且可以(至少部分地)仅作为电子信号存在在系统或网络上。

尽管上面简要地定义了术语“处理器”，但术语“处理器”和“处理电路”意在广义解释。就此而言并且如上所述，“处理器”可以被实现为一个或多个通用处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)数字信号处理器(DSP)或其它被构造成执行由存储器提供的指令合适的电子数据处理组件。一个或多个处理器可以采取单核处理器、多核处理器(例如，双核处理器、三核处理器、四核处理器等)、微处理器等的形式。在一些实施方式中，一个或多个处理器多个的处理器可以在设备外部，例如，一个或多个处理器可以是远程处理器(例如，基于云的处理器)。备选地或附加地，该一个或多个处理器可以在该设备内部和/或本地。就此而言，给定电路或其组件可以被本地部署(例如，作为本地服务器、本地计算系统等的一部分)或远程部署(例如，作为诸如基于服务器的云之类的远程服务器的一部分)。为此，本文描述的“电路”可以包括分布在一个或多个位置的组件。

虽然本文的图表可能示出方法步骤的具体顺序和组成，但是这些步骤的顺序可与所描绘的不同。例如，可以同时执行或者部分同时执行两个或更多个步骤。而且，可以组合作为分离的步骤执行的一些方法步骤，可以将组合步骤执行的步骤分成分离的步骤，某些过程的顺序可以颠倒或以其他方式变化，分离的过程的性质或数量可以被改变或变化。根据替代实施例，任何元件或装置的顺序或序列可以变化或替换。所有这样的修改旨在被包括在如所附权利要求限定的本公开的范围内。这种变化将取决于所选择的机器可读介质和硬件系统以及设计人员的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。

出于说明和描述的目的已呈现了对实施方式的上述描述。并非旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式，并且根据上述教导可以进行修改和变化，或者可以从本公开中获得修改和变化。选择和描述实施方式是为了解释本公开的原理及其实际应用，以使本领域技术人员能够利用各种实施方式以及适合于预期的特定用途的各种修改。在不背离如所附权利要求所表达的本公开的范围的情况下，可以在实施方式的设计、运行条件和布置中做出其他替代、修改、改变和省略。

因此，可以在不脱离其精神或基本特征的情况下以其他具体形式来实施本公开。所描述的实施例在所有方面仅被认为是说明性的而非限制性的。因此，本公开的范围由所附权利要求而不是由前面的描述来指示。在权利要求的等同物的含义和范围内的所有变化都将被包含在其范围内。

Claims

1.一种用于监控车辆电池系统的系统，其特征在于，所述系统包括：

第一电池；

第二电池，所述第二电池与第一电池联接，第二电池的正端子串联联接至第一电池的负端子；

控制器，所述控制器与所述第一电池和所述第二电池之一联接，所述的控制器构造为：

接收指示系统电压的信息以及接收来自仅与所述第一电池和所述第二电池之一联接的传感器的指示所述第一电池和所述第二电池的电压、温度、和电流的信息；

基于接收的信息，确定所述第一电池和第二电池中的每一个的电池诊断状态;

将第一电池的电池诊断状态与第二电池的电池诊断状态进行比较，以确定电池系统状态；

将电池系统状态与电池健康阈值进行比较；以及

基于电池系统状态与电池健康阈值的比较运行发动机，其中，响应于确定电池系统状态处于电池健康阈值或高于电池健康阈值，根据空转-启动-停止模式运行发动机；以及，响应于确定电池系统状态低于电池健康阈值，在空转状态运行发动机。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的第一电池和所述第二电池串联以形成24伏（V）系统。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的电池诊断状态包括健康状态（SOC）、充电状态（SOC）以及功能状态（SOF）中的至少一个。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括发动机。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器仅联接至所述第二电池，以及指示电压、温度和电流的信息是针对所述第二电池，并且其中基于所述系统电压、由传感器确定的针对所述第二电池的指示电压、温度和电流的信息来确定所述的第一电池的所述电池诊断状态。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的控制器还被构造为向操作员显示所述第一电池诊断状态和所述第二电池诊断状态的限制器。

7.一种用于监控车辆电池系统的装置，其特征在于，包括：

电池诊断状态确定电路，所述电池诊断状态确定电路构造成：

从仅联接至第二电池的传感器上接收指示第二电池电压、所述第二电池的电流和所述第二电池的温度的信息，其中，第二电池的正端子串联联接至第一电池的负端子；以及

基于所述第二电池的电压、所述第二电池的电流、和所述第二电池的温度确定所述第二电池的第二电池诊断状态；

基于系统电压、所述第二电池的电流以及所述第二电池的温度确定所述第一电池的第一电池诊断状态；以及

将电池系统状态与电池健康阈值进行比较；以及

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一电池和所述第二电池串联以形成24伏（V）系统。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述的第一电池诊断状态和所述第二电池诊断状态的至少一个包括健康状态（SOC）、充电状态（SOC）、和功能状态（SOF）的至少一个。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，基于所述系统电压、由所述传感器确定的针对所述第二电池的电压、温度以及电流来确定所述第一电池的所述第一电池诊断状态，以及其中所述第一电池没有联接传感器。

11.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，还包括比较电路，所述比较电路构造为向操作员显示所述第一电池诊断状态和所述第二电池诊断状态的限制器。

12.一种用于监控车辆电池系统的方法，其特征在于，所述方法包括：

接收指示系统的系统电压的信息，所述系统包括联接至第二电池的第一电池，第二电池的正端子串联联接至第一电池的负端子；

接收指示系统电压的信息以及接收指示来自仅与所述第一电池和所述第二电池之一联接的传感器的所述第一电池和所述第二电池的电压、温度、和电流的信息；以及

确定所述第一电池和第二电池中的每一个的电池诊断状态；

将电池系统状态与电池健康阈值进行比较；以及

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一电池和所述第二电池串联以形成24伏（V）系统。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述的电池诊断状态包括健康状态（SOC）、充电状态（SOC）、和功能状态（SOF）的至少一个。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述的传感器仅联接至所述第二电池，以及指示所述电压、温度、和电流的信息是针对所述第二电池，并且其中基于所述系统电压、由传感器确定的指示所述第二电池的电压、温度和电流的信息确定所述第一电池的所述电池诊断状态。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括向操作员显示所述第一电池诊断状态和所述第二电池诊断状态的限制器。