CN111284363B - 基于推进力丧失评估来控制具有可充电能量储存包的设备的运行 - Google Patents

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Abstract

一种基于推进力丧失评估来控制具有带有多个电池单元的可充电能量储存包的设备的运行的系统和方法。控制器被配置为获得可充电能量储存包的荷电状态数据和开路电压。控制器被配置为根据所选择的数据集获得荷电状态差异因子(dSOC)。荷电状态差异因子(dSOC)被限定为荷电状态的最小值与多个电池单元的荷电状态的平均值之间的差值。控制器被配置为部分地基于荷电状态差异因子(dSOC)和多个参数(Pi)来控制设备的运行，包括升起多个标志中的一个或多个标志，每个标志向用户传输相应的信息。

Description

基于推进力丧失评估来控制具有可充电能量储存包的设备的 运行
技术领域
本发明总体上涉及一种控制具有可充电能量存储包的设备的运行的系统和方法。纯电动汽车和混合动力汽车的使用在过去几年中已经大大增加，诸如电池电动汽车、车窗延长电动汽车、混合动力电动汽车、插入式混合动力电动汽车和燃料电池混合动力电动汽车。混合动力电动汽车、纯电动汽车和其他电动运输设备的推进力来源通常是具有多个电池单元的可充电能量存储单元。
发明内容
本文公开了一种基于推进力丧失评估来控制具有可充电能量储存包的设备的运行的系统和方法。可充电能量储存包具有多个电池单元。该系统包含具有处理器和其上记录有指令的有形的非瞬态存储器的控制器。处理器对指令的执行使得控制器获得荷电状态数据和可充电能量储存包的开路电压。控制器被配置为确定第一荷电状态线和第二荷电状态线，从而使得荷电状态数据与开路电压的比率在第一荷电状态线与第二荷电状态线之间是常数，第一荷电状态线处及上方的荷电状态数据被限定为所选择的数据集。
控制器被配置为根据所选择的数据集获得荷电状态差异因子(dSOC)。荷电状态差异因子(dSOC)被限定为多个电池单元的荷电状态的最小值与多个电池单元的荷电状态的平均值之间的差值。控制器被配置为部分地基于荷电状态差异因子(dSOC)来获得多个参数(Pi)。控制器被配置为部分地基于荷电状态差异因子(dSOC)和多个参数(Pi)来控制设备的运行，包含升起多个标志中的一个或多个标志，每个标志向用户传输相应的信息。例如，本地用户可以经由设备中的用户界面接收相应的信息，而位于远处的用户可以通过管理单元接收相应的信息。
多个参数(Pi)可以包括在大小为W个数据传输的窗口上获得的差异均值(Mt)。时间t处的差异均值(Mt)可以限定为：
Figure BDA0002090039150000021
多个参数(Pi)可以包括在大小为W个数据传输的窗口上且部分地基于差异均值(Mt)获得的差异斜率(St)。时间t处的差异斜率(St)可以限定为：/>
Figure BDA0002090039150000022
多个参数(Pi)可以包含在大小为W个数据传输的窗口上且部分地基于差异均值(Mt)获得的差异标准偏差(SDt)。时间t处的差异标准偏差(SDt)可以限定为：/>
Figure BDA0002090039150000023
控制器可以被配置为确定多个参数(Pi)是否每个都在相应的阈值(Ti)之上，以及荷电状态差异因子是否大于差异阈值(dSOC＞X)。如果多个参数(Pi)中的每一个的至少一个各自在相应的阈值(Ti)之上且荷电状态差异因子大于差异阈值(dSOC＞X)是真的，并且出现在第一频率阈值(F1)之上，则控制器被配置为升起多个标志中的第一个标志。
如果在时间t处的设备的里程表读数与在时间t-1处的里程表读数之间的差值为零，且在时间t处的荷电状态与在时间t-1处荷电状态之间的差值的绝对值小于噪声阈值，则可以建立无荷电停车实例。如果当前数据传输是在无荷电停车实例之后收集的，且设备已经停车的天数大于预限定停车时间阈值，则在获得多个参数之前，控制器可以被配置为通过关闭时间校正因子来修改荷电状态差异因子。关闭时间校正因子可以部分地基于设备停车的天数。
如果当前数据传输是在无荷电停车实例之后收集的，则控制器可以被配置为将平均电池单元恢复(ABS[Vt，avg-Vt-1，avg])确定为时间t处的平均电压与时间t-1处的平均电压之间的差值的绝对值，且将最小电池单元恢复(ABS[Vt，min-Vt-1，min])确定为时间t处的最小电压与时间t-1处的最小电压之间的差值的绝对值。如果平均电池恢复与最小电池单元恢复之间的差值的绝对值非零，且出现在第二频率阈值(F2)之上，则控制器被配置为升起多个标志中的第二个标志。
如果当前数据传输是在充电实例和驱动实例中的至少一个之后收集的，则在获得多个参数之前，控制器可以被配置为通过平衡校正因子来修改荷电状态差异因子。平衡校正因子可以部分地基于充电实例和驱动实例中的至少一个的持续时间。
控制器可以被配置为部分地基于预限定的缓冲值和充电事件之前的预限定的过去时段内的最低荷电状态值来确定理论最小荷电状态。控制器可以被配置为确定荷电状态差异因子(dSOC)达到理论最小荷电状态的理论时间。如果理论时间大于校准时间，则控制器被配置为升起多个标志中的第三个标志。
系统可以包含电流传感器和电压传感器，电流传感器和电压传感器可运行地连接到可充电能量储存包且被配置为向控制器提供相应的数据。荷电状态数据可以部分地基于来自电流传感器和电压传感器中至少一个的相应数据。
本发明的上述特征和优点以及其他特征和优点在结合附图时从以下执行本发明的最佳模式的详细描述中变得显而易见。
附图说明
图1是用于控制具有可充电能量储存包和控制器的设备的运行的系统的示意图；
图2是示出图1的可充电能量储存包的荷电状态(SOC)相对于电压(V)的示意性示例图表；
图3是可由图1的控制器执行的方法的示意流程图；
图4是示出图1的可充电能量储存包中多个电池单元的荷电状态值的示意性示例图表；
图5是示出图1的可充电能量储存包在预限定时间窗口内的荷电状态差异因子(dSOC)的示意性示例图表；以及
图6是示出图1的可充电能量储存包的荷电状态(SOC)和荷电状态差异因子(dSOC)随时间变化的示意性示例图表。
具体实施方式
参考附图，其中相同的附图标记指代相同的组件，图1示意性地展示了用于控制具有可充电能量储存包12的设备14的运行的系统10。可充电能量储存包12可以包含不同化学性质的电池单元，包括但不限于锂离子电池、锂铁电池、镍金属氢化物电池和铅酸电池。设备14可以是移动平台，诸如但不限于标准客车、运动型多功能车、轻型卡车、重型汽车、全地形车、小型货车、公共汽车、运输汽车、自行车、机器人、农具、运动相关装备、船、飞机、火车或其他运输设备。在图1中示出的实施例中，设备14包括至少一个轮16。设备14可以采取许多不同的形式且包括多个和/或替代的组件和设施。
参考图1，可充电能量储存包12包含多个电池单元18，这些电池单元可以以串联、并联或两者的组合的方式连接。多个电池单元18中的每一个可以包含一个或多个子电池单元，诸如第一子电池单元20A、第二子电池单元20B和第三子电池单元20C。虽然图1中的示例示出了96个电池单元(见图1中的电池单元1、电池单元2、电池单元48、电池单元49、电池单元95、电池单元96)，但是应当理解的是，可充电能量储存包12中的电池单元和子电池单元的数量可以基于手头的应用而变化。
参考图1，控制器C与可充电能量储存包12通信。控制器C包含至少一个处理器P和至少一个存储器M(或非瞬态、有形的计算机可读存储介质)，其上记录有用于执行方法100的指令，下面参考图3进行描述。存储器M可以储存控制器可执行指令集且处理器P可以执行储存在存储器M中的控制器可执行指令集。参考图3，方法100含括多个推进力丧失评估模块，诸如第一评估模块I、第二评估模块II、第三评估模块III和第四评估模块IV。
参考图1，系统10可以包含用户界面26，用于显示信息以及促进控制器C与设备14的用户之间的通信。用户可以包含但不限于设备14的乘客、设备14的所有者和运营设备14的车队的公司。例如，设备14可以由乘车共享公司拥有并运行，并且用户可以是公司的雇员。用户可以从用户界面26接收信息(其可以是视觉的、听觉的或以其他形式)。
参考图1，控制器C可以被配置为经由管理单元30与远离设备14定位的用户通信。在一个实施例中，控制器C可以经由接入点32和无线网络34与管理单元30通信。接入点32用于广播无线信号，各种设备可以检测并“收”到无线信号。无线网络34可以是使用无线分发方法链接多个设备的无线局域网(LAN)。无线网络34可以是连接几个无线局域网的无线城域网(MAN)。无线网络34可以是覆盖诸如邻近城镇和城市的大区域的无线广域网(WAN)。无线网络34可以包含蓝牙连接。蓝牙技术是用于短距离传输固定和移动电子设备数据的一种开放的无线技术标准，并且创建在2.4GHz频段内运行的个人网络。应当理解的是，可以采用其他类型的连接。管理单元30和无线网络34可以采用本领域技术人员可用的电路和组件。
参考图1，电压传感器22被配置为将可充电能量储存包12的电压传送给控制器C。电流传感器24被配置为向可充电能量储存包12提供电流数据。控制器C可以被配置为向管理单元30发送信息，本文称为数据传输。在一个示例中，控制器C采用Ping软件实用程序，其通过向目标主机发送互联网控制消息协议(ICMP)回应请求封包并等待ICMP回应来运行。每个数据ping代表一个数据收集实例。控制器C可以被配置为每次设备14通电和断电时发送数据传输。数据传输可以包括但不限于电流、电压、可充电能量储存包12的荷电状态和设备14的里程表读数。例如，设备14可以被配置为每行程发送两次数据传输，一次在行程开始时且一次在行程结束时。应当理解的是，数据传输的数量可以基于手头的应用而变化。
图2是迹线60的示意性示例，描绘了可充电能量储存包12在竖直轴上的荷电状态(图2中的荷电状态)和在水平轴上的开路电压(图2中的电压)。开路电压被理解为无负载电路的电压。可充电能量储存包12的荷电状态(SOC)可以基于来自电流传感器24、电压传感器22和本领域技术人员可用的各种数学模型的数据来估计。荷电状态指的是相对于可充电能量储存包12已经完全充电之后可用于做功的储存的电荷。荷电状态可以被视为对可充电能量储存包12的潜在能量的评估，其在最小0％和最大100％之间延伸。
荷电状态及其衍生因子影响设备14的效率和功率可用性且可以用于调节设备14的运行的目的。参考图3，设备14的运行可以经由多个标志来控制，诸如框130中的第一个标志、框140中的第二个标志、框150中的第三个标志和框152中的第四个标志。每个标志可以包含将经由用户界面26传送给本地用户或者经由管理单元30传送给远程用户的特定消息。标志可以请求用户将荷电状态保持在相应的百分比之上，直到可充电能量储存包12可以被维修或更换。例如，框130中的第一个标志可以向用户指示第一评估模块I指示需要进一步评估的问题。这个信息使得管理此类设备14的车队的用户能够调度设备进行维修以及应该多快调度维修。由标志提供的信息使得维修人员能够缩小需要评估的问题的范围或查明问题。
现在参考图3，示出了储存在图1的控制器C上并由控制器C执行的方法100的流程图，开始和结束分别用“S”和“E”表示。方法100不需要以本文列举的特定顺序应用。此外，应当理解的是可以省略一些步骤。方法100可以被动态地执行。如本文所用，术语‘动态’和‘动态地’描述实时执行的步骤或过程，且其特征在于监控或以其他方式确定参数的状态或在例程执行期间或例程执行的迭代之间定期地或周期性地更新参数的状态。方法100可以在设备14通电时连续运行。
方法100可以从图3的框101开始，其中控制器C被编程以获得所选择的数据集。参考图2，可充电能量储存包12的荷电状态和开路电压(见迹线60)由控制器C获得。参考图2，控制器C被配置为确定第一荷电状态线62和第二荷电状态线66，从而使得第一荷电状态线62与第二荷电状态线66之间的线性区域64具有恒定斜率，即(SOC/V)的比率在第一荷电状态线62与第二荷电状态线66之间是常数。在图2中所示出的非限制性示例中，第一荷电状态线62处于0.6(60％)。第一荷电状态线62处及之上的荷电状态被限定为所选择的数据集。
如框101，控制器C被编程为根据所选择的数据集获得荷电状态差异因子(dSOC)。图4是示出可充电能量储存包12的荷电状态的示意性示例图表。每个点200代表多个电池单元18中的一个的荷电状态。多个电池单元18的最小荷电状态由线202指示。线204指示平均荷电状态，而线206指示多个电池单元18的最大荷电状态。在具有N个电池单元的可充电能量储存包12中，时间t处的荷电状态差异因子(dSOC)被限定为N个电池单元的平均荷电状态(见图4的线204)与N个电池单元的最小荷电状态(见图4的线202)之间的差值，如下：
Figure BDA0002090039150000071
参考图5，示出了可充电能量储存包12的荷电状态差异因子(dSOC)的示意性示例图表，其中水平轴300指示时间。多个点302反映窗口306上不同时间处的荷电状态差异因子(dSOC)。
如图2的框102，控制器C被配置为确定是否满足使能条件。如果是，方法100前进到框104(第一评估模块I)。如果不是，方法100前进到框106(第二评估模块II)和框108(第三评估模块III)，这将在下面描述。例如，使能条件可以是设备14的关闭时间模式已经被使能。当不需要第一评估模块I时，可以禁用关闭时间模式。
在图3的框104中，控制器C被配置为确定在无荷电停车实例之后是否已经收集了当前数据传输。如果是，方法100前进到框110。如果不是，方法100前进到框116，如下面所描述。如果在时间t处的设备14的里程表读数和在时间t-1处的里程表读数之间的差值为零且在时间t处荷电状态与在时间t-1处荷电状态之间的差值的绝对值小于噪声阈值，则可以建立无荷电停车实例。换句话说：
(ODOt-ODOt-1＝0)且
ABS[SOCt-SOCt-1]＜噪声阈值(例如2％)。
在框110中，控制器C被配置为确定设备14已经停车的天数(图3中的Dp)以及这是否大于预限定的停车时间阈值(图3中的D0)。如果是，方法100前进到框112。如果不是，如线109所指示，方法100前进到框106(第二评估模块II)和框108(第三评估模块III)。在框112中，控制器C被配置为确定荷电状态差异因子的关闭时间校正因子。如果设备14已经长时间停车而没有充电，则荷电状态倾向于下降，且荷电状态差异因子倾向于增加而不一定指示缺陷。这是由关闭时间校正系子来解释的。
图6是示出荷电状态(SOC)和荷电状态差异因子(dSOC)随时间变化的示意性示例图表。水平轴400指示自循环以来没有充电或放电的天数。第一竖直轴402对应于第一迹线404，其指示荷电状态随时间的变化。如图6中所看到的，荷电状态(SOC)随时间衰减。第二竖直轴406对应于第二迹线408，第二迹线408指示荷电状态差异因子(dSOC)随时间的变化。荷电状态差异因子(dSOC)随时间的变化而增加且接近渐近值。可以基于荷电状态差异因子(dSOC)随时间变化的所观察的行为来创建查找表。例如，在30天时，荷电状态差异因子(dSOC)的增加近似为8％。可以基于查找表来设置特定持续时间的关闭时间校正因子，对于这个示例，当持续时间为30天时，关闭时间校正因子被设置为8％。方法100从框112前进到框114，这将在下面描述。
现在参考图3的框116，控制器C被配置为确定当前数据传输是在充电实例或驱动实例之后收集的。如果是，方法100前进到框118，其中控制器C被配置为确定充电持续时间(在充电实例之后)或驱动持续时间(在驱动实例之后)。
在框120中，控制器C被配置为部分地基于充电持续时间和驱动持续时间中的至少一个来确定荷电状态差异因子的平衡校正因子。设备14可以被编程为具有用于包12的自平衡补救动作，以自动地以较高的荷电状态放电多个电池单元18，以使它们降低到更接近具有最小荷电状态值的多个电池单元18的水平。平衡校正因子是考虑这个补救动作的调谐或校准参数且可以通过观察类似于设备14的多个设备的平均行为来获得。例如，观察健康的设备中每一小时的驱动发生的荷电状态差异(dSOC)的减少量，并且从其推导出平衡校正因子。在非限制性示例中，对于每一小时的驱动，平衡校正因子可以选择在0.05％与0.25％之间。
参考图3，从框112和框120，方法100前进到框114，在该框中，控制器C被配置为部分地基于关闭时间校正因子和平衡校正因子中的至少一个来确定校正的荷电状态差异因子，如下：
校正的荷电状态差异因子＝dSOC-当前偏移。
当前偏移＝先前偏移+关闭时间校正因子，或
当前偏移＝先前偏移-平衡校正因子
先前偏移是当前迭代之前迭代的“当前偏移”。在方法100的第一次迭代中，先前偏移可以被初始化为零。
参考图3，在框106(第二评估模块II)中，控制器C被配置为部分地基于荷电状态差异因子(dSOC)获得多个参数(Pi)。多个参数(在时间t)在相应的预限定的窗口中获得。多个参数(Pi)可以包含在时间t处在大小为W个数据传输的窗口上获得的差异均值(Mt)。窗口大小W可以基于迭代优化过程来调谐。差异均值(Mt)可以限定为：
Figure BDA0002090039150000093
多个参数(Pi)可以包含在时间t处在大小为W个数据传输的窗口上且部分地基于差异均值(Mt)获得的差异斜率(St)。参考图5，示出了可充电能量储存包12的荷电状态差异因子(dSOC)的示意性示例图表。水平轴300指示时间。多个点302反映了不同时间的荷电状态差异因子(dSOC)。在窗口306上生成最佳拟合线304。斜率(St)可以根据在窗口306处的最佳拟合线304获得。差异斜率(St)可以限定为：
Figure BDA0002090039150000091
多个参数(Pi)可以包含在时间t处在大小为W个数据传输的窗口上且部分地基于差异均值(Mt)获得的差异标准偏差(SDt)。差异标准偏差(SDt)可以限定为：/>
Figure BDA0002090039150000092
多个参数(Pi)可以包含多个电池单元18的荷电状态的最大值(见图4的线202)与最小值(见图4的线206)之间的差值。多个参数(Pi)可以包含荷电状态差异因子(dSOC)本身。应当理解的是，多个参数(Pi)可以包括上面描述的五个参数中的一个或多个与部分基于荷电状态差异因子(dSOC)的其他参数的组合。
方法100从框106前进到框122和框124。在框122中，控制器C被配置为确定多个参数(Pi)是否在相应的阈值(Ti)之上，换句话说，是否为(Pi＞Ti)。相应的阈值可以通过在测试电池中校准或者通过将健康电池与具有性能缺陷的电池进行比较的实验条件来设置。在非限制性示例中，多个参数(P1、P2、P3、P4和P5)及其相应的阈值(T1、T2、T3、T4和T5)可以限定如下：
P1＝ST，T1＝0.1与0.5之间。
P2＝MT，T2＝2与6之间。
P3＝SDT，T3＝0.1与0.5之间。
P4＝dSOC，T4＝2％与6％之间。
P5＝(最大荷电状态-最小荷电状态)，T5＝3％与8％之间。
在图3的框124中，控制器C被配置为确定荷电状态差异因子是否大于差异阈值(dSOC＞X)。在一个示例中，差异阈值(X)可以设置在7％与15％之间的范围内。差异阈值(X)被选择为足够高以指示关注。如果荷电状态差异因子(dSOC)是多个参数(Pi)中的一个，则差异阈值(X)被选择为在相应的阈值(Ti)之上。
如框126，如果框122和框124中的任一个为真(即，框中的至少一个条件为真)，则方法100前进到框128，控制器C被配置为确定是否超过第一频率阈值(F1)。换句话说，一旦满足标准，控制器C被配置为以足够的频率检查其是否保持为真，以便防止瞬态情况，且使得决策更稳健。在一个示例中，如果框122和框124中的任一个对于10个先前实例中的7个是真的(F1＝7/10)，则超过第一频率阈值(F1)。第一频率阈值(F1)的幅度是基于手头的应用来选择的，其中选择更大的幅度是为了更大的鲁棒性。
如果超过第一频率阈值(F1)，则方法100前进到框130，在该框中升起第一个标志。第一个标志可以被配置为经由图1的用户界面26鼓励用户将荷电状态保持在足够的水平，直到可充电能量储存包12可以被维修或更换。在一个示例中，框130中的第一个标志可以(经由管理单元30)向定位于远处的维修人员指示第一评估模块I指示需要进一步评估的问题。第一个标志可以被配置为限制可充电能量储存包12向设备14提供的功率。
现在参考第三评估模块III，如图3的框108，控制器C被配置为确定在无荷电停车实例之后是否已经收集了当前数据传输。如果是，方法100前进到框132。如果不是，方法100退出第三评估模块III并前进到框106。如上所注，如果在时间t处设备的里程表读数与在时间t-1处的里程表读数之间的差值为零，且在时间t处的荷电状态与在时间t-1处的荷电状态之间的差值的绝对值小于噪声阈值，则可以建立无荷电停车实例。换句话说：
(ODOt-ODOt-1＝0)且
ABS[SOCt-SOCt-1]＜噪声阈值(例如2％)。
在图3的框132中，控制器C被配置为将平均电池恢复(Ravg＝ABS[Vt，avg-Vt-1，avg])确定为时间t处的平均电压与时间t-1处的平均电压之间的差值的绝对值，并将最小电池恢复(Rmin＝ABS[Vt，min-Vt-1，min])确定为时间t处的最小电压与时间t-1处的最小电压之间的差值的绝对值。这里，平均和最小电池单元分别是可充电能量储存包12两端具有平均和最小电压的电池单元。
根据框134，控制器C被配置为确定平均电池单元恢复(Ravg)和最小电池单元恢复(Rmin)之间的差值的绝对值是否非零，即，DR＝ABS(Ravg-Ramin)，DR＞0。如果是，方法100前进到框136，在该框更新计数器(计数器可以嵌入控制器C中)。如果不是，方法100返回到框132。方法100从框136前进到框138，在该框控制器C被配置为确定是否超过第二频率阈值(F2)。例如，如果对于100个先前停车的实例中的5个，DR＞0，则可能超过第二频率阈值(F2)。如果超过第二频率阈值(F2)，则方法100前进到框140，在该框中升起第二个标志。第二个标志可以被配置为经由图1的用户界面26鼓励用户将荷电状态保持在足够高的水平，直到可充电能量储存包12可以被维修或更换。在一个示例中，框140中的第二个标志可以(经由管理单元30)向维修人员指示第三评估模块III指示需要进一步评估的问题。第二个标志可以被配置为限制可充电能量储存包12向设备14提供的功率。
方法100从框130(如线131所指示)、框138(如果不满足第二频率阈值(F2)，见线139)和框140(见线139)前进到框142。如框142，如果第一个标志或第二个标志被升起，则方法100前进到框146(第四评估模块IV)。如果不是，则退出方法100。在图3的框146中，控制器C被配置为将用户可能经历的理论最小荷电状态确定为充电事件之前的预限定的过去时段内的最低荷电状态值与预限定的缓冲值或余量之间的差值。控制器C可以被编程为在充电事件之前的预限定的过去时段(例如，先前的60天)内保存观察到的最低荷电状态。例如，如果在最近60天内观察到的最低荷电状态是40％且预限定的缓冲值被选择为5％，则理论上的最小荷电状态将是差值，即35％。
在框148中，控制器C被配置为确定荷电状态差异因子(dSOC)达到理论最小荷电状态的理论时间和该理论时间是否大于校准时间。理论时间可以如下获得：
Figure BDA0002090039150000121
Figure BDA0002090039150000122
如果理论时间大于校准时间，则方法100前进到框150，在该框升起第三个标志。第三个标志可以被配置为通知用户潜在的实质性故障且建议用户寻求维修。第三个标志可以被配置为将设备14的运行转换到替代运行模式，诸如限制设备14的功耗和速度的“跛行回家”模式。如果理论时间不大于校准时间，则方法100前进到框152，在该框升起第四个标志。第四个标志可以被配置为通知用户潜在的中度故障且建议用户寻求维修。
总之，系统10(经由方法100的执行)部分地基于荷电状态差异因子生成多个指示符且过滤指示符以鲁棒地检测潜在的早期推进力丧失。因此，系统10(和方法100的执行)通过提供对设备14的控制(包括升起多个标志中的一个或多个)来改善设备14的功能。系统10提供的技术优势在于减少了由于推进力丧失导致的失速设备的发生且减少了由于长期停车情形导致的推进力丧失的假阳性指示符。系统100含括在无荷电停车期间的电池恢复和用于自平衡的条件监控。
图3中的流程图展示了根据本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和运行。在这点上，流程图或框图中的每个框可以代表模块、代码段或代码部分，其包括用于实施(多个)指定逻辑功能的一个或多个可执行指令。还将注意到的是，框图和/或流程图说明中的每个框以及框图和/或流程图说明中的框的组合可以由执行特定功能或动作的基于特定目的硬件的系统或者特定目的硬件和计算机指令的组合来实施。这些计算机程序指令也可以储存在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以引导控制器或其他可编程数据处理装置以特定方式运行，从而使得储存在计算机可读介质中的指令产生包含实施在流程图和/或框图的一个或多个框中指定的功能/动作的指令的制品。
图1的控制器C可以是设备14的其他控制器的整体部分或者是可运行地连接到该设备的其他控制器的独立模块。控制器C包含计算机可读介质(也称为处理器可读介质)，包含参与提供可以由计算机(例如，计算机的处理器)读取的数据(例如，指令)的非瞬态(例如，有形)介质。此类介质可以采取多种形式，包含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含例如光盘或磁盘以及其他永久存储器。易失性介质可以包含例如动态随机存取存储器(DRAM)，其可以构成主存储器。此类指令可以由一个或多个传输介质传输，传输介质包含同轴电缆、铜线和光纤，且包含导线(导线包括耦合到计算机的处理器的系统总线)。一些形式的计算机可读介质包含，例如，软盘、柔性盘、硬盘、磁带、其他磁介质、只读光盘存储器、数字视盘、其他光学介质、穿孔卡、纸带、其他具有孔的图案的物理介质、随机存取存储器、可编程只读存储器、电可编程只读存储器、闪存电可擦可编程只读存储器、其他存储器芯片或盒式磁带或计算机可以读取的其他介质。
本文描述的查找表、数据库、数据仓库或其他数据储存器可以包含用于储存、访问和检索各种数据的各种机制，包括分层数据库、文件系统中的一组文件、专有格式的应用数据库、关系数据库管理系统(RDBMS)等。每个此类数据储存器可以包含在采用诸如上面提到的运行系统中的一个的计算机操作系统的计算设备中，并且可以经由网络以多种方式中的一种或多种来访问。文件系统可以从计算机操作系统访问，并且可以包含以各种格式储存的文件。除了用于创建、储存、编辑和执行储存的过程的语言之外，关系数据库管理系统还可以采用结构化查询语言(SQL)，诸如上面提到的PL/SQL语言。
详细描述和附图或图是对本发明的支持和描述，但是本发明的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于执行所要求保护的发明的一些最佳模式和其他实施例，但是存在用于实践所附权利要求中限定的本发明的各种替代设计和实施例。此外，附图中所示出的实施例或本说明书中提到的各种实施例的特征不一定被理解为彼此独立的实施例。相反，在实施例的一个示例中描述的每个特征可以与来自其他实施例的一个或多个其他期望的特征相结合，导致其他实施例没有用文字或参考附图来描述。因此，此类其他实施例落入所附权利要求的范围的框架内。

Claims (10)

1.一种基于推进力丧失评估来控制具有带有多个电池单元的可充电能量储存包的设备的系统，所述系统包括：
控制器，所述控制器包含处理器和其上记录有指令的有形的非瞬态存储器，所述处理器对所述指令的执行使得所述控制器：
获得所述可充电能量储存包的荷电状态和开路电压；
确定第一荷电状态线和第二荷电状态线，从而使得所述荷电状态与所述开路电压的比率在所述第一荷电状态线与所述第二荷电状态线之间是常数，所述第一荷电状态线处及上方的所述荷电状态被限定为所选择的数据集；
根据所述所选择的数据集获得荷电状态差异因子(dSOC)，所述荷电状态差异因子(dSOC)被限定为所述多个电池单元的所述荷电状态的最小值与所述多个电池单元的所述荷电状态的平均值之间的差值：
部分地基于所述荷电状态差异因子(dSOC)来获得多个参数；以及
部分地基于所述荷电状态差异因子(dSOC)和所述多个参数(Pi)来控制所述设备的运行，包含升起多个标志中的一个或多个标志，每个标志向用户传输相应的信息。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述多个参数(Pi)包含：
在大小为W个数据传输的窗口上获得的差异均值(Mt)，时间t处的所述差异均值(Mt)被限定为：
Figure FDA0004100055480000011
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述多个参数(Pi)包含：
在大小为W个数据传输的所述窗口上部分地基于差异均值(Mt)获得的差异斜率(St)，在时间t处的所述差异斜率(St)被限定为：
Figure FDA0004100055480000021
4.如权利要求2所述的系统，其中，所述多个参数(Pi)包含：
在大小为W个数据传输的所述窗口上且部分地基于差异均值(Mt)获得的差异标准偏差(SDt)，在时间t处的所述差异标准偏差(SDt)被限定为：
Figure FDA0004100055480000022
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为：
确定所述多个参数(Pi)是否每个都在相应的阈值(Ti)之上；
确定所述荷电状态差异因子是否大于差异阈值(dSOC>X)；以及
如果所述多个参数(Pi)中的至少一个参数各自在相应的阈值(Ti)之上且所述荷电状态差异因子大于所述差异阈值(dSOC>X)是真的，并且出现在第一频率阈值(F1)之上，则所述控制器被配置为升起所述多个标志中的第一个标志。
6.如权利要求1所述的系统，其中：
所述控制器被配置为经由当前数据传输接收所述设备的里程表读数；
如果在时间t处的所述设备的所述里程表读数与在时间t-1处的里程表读数之间的差值为零，且在时间t处荷电状态与在时间t-1处荷电状态之间的差值的绝对值小于噪声阈值，则建立无荷电停车实例；
如果所述当前数据传输是在所述无荷电停车实例之后收集的，且所述设备已经停车的天数大于预限定停车时间阈值，则在获得所述多个参数之前，所述控制器被配置为通过关闭时间校正因子来修改所述荷电状态差异因子；以及
所述关闭时间校正因子部分地基于所述设备停车的所述天数。
7.如权利要求1所述的系统，其中：
如果当前数据传输是在充电实例和驱动实例中的至少一个之后收集的，则在获得所述多个参数之前，所述控制器被配置为通过平衡校正因子来修改所述荷电状态差异因子；以及
所述平衡校正因子部分地基于所述充电实例和所述驱动实例中的所述至少一个的持续时间。
8.如权利要求1所述的系统，其中：
所述控制器被配置为经由当前数据传输接收所述设备的里程表读数；
如果在时间t处的所述设备的里程表读数与在时间t-1处的所述里程表读数之间的差值为零，且在所述时间t处的所述荷电状态与在所述时间t-1处的所述荷电状态之间的差值的绝对值小于噪声阈值，则建立无荷电停车实例；
如果所述当前数据传输是在所述无荷电停车实例之后收集的，则所述控制器被配置为：
将平均电池单元恢复(ABS[Vt,avg–Vt-1,avg])确定为所述时间t处的平均电压和所述时间t-1处的所述平均电压的差值的绝对值；
将最小电池单元恢复(ABS[Vt,min–Vt-1,min])确定为所述时间t处的最小电压与所述时间t-1处的所述最小电压的差值的绝对值；以及
如果所述平均电池单元恢复与所述最小电池单元恢复之间的差值的绝对值非零，且出现在第二频率阈值(F2)之上，则所述控制器被配置为升起所述多个标志中的第二个标志。
9.如权利要求1所述的系统，其中，所述控制器被配置为：
部分地基于预限定的缓冲器和充电事件之前的预限定的过去时段内的最低荷电状态值来确定理论最小荷电状态；
确定所述荷电状态差异因子(dSOC)达到所述理论最小荷电状态的理论时间；以及
如果所述理论时间大于校准时间，则所述控制器被配置为升起所述多个标志中的第三个标志。
10.一种基于推进力丧失评估来控制具有带有多个电池单元的可充电能量储存包的设备的运行的方法，所述设备具有带有处理器和有形的非瞬态存储器的控制器，所述方法包括：
经由所述控制器获得所述可充电能量储存包的荷电状态和开路电压；
经由所述控制器确定第一荷电状态线和第二荷电状态线，从而使得所述荷电状态和所述开路电压的比率在所述第一荷电状态线与所述第二荷电状态线之间为常数；
将所述第一荷电状态线处和之上的所述荷电状态限定为所选择的数据集；
经由所述控制器，在时间t处根据所述所选择的数据集确定荷电状态差异因子(dSOC)，所述荷电状态差异因子(dSOC)被限定为所述荷电状态的最小值与所述多个电池单元的所述荷电状态的平均值之间的差值；
部分地基于所述荷电状态差异因子(dSOC)来获得多个参数；以及
部分地基于所述荷电状态差异因子(dSOC)和所述多个参数(Pi)来控制所述设备的运行，包括升起多个标志中的一个或多个标志，每个标志向用户传输相应的信息。
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