CN111465866A - 使用成对样本相关性的传感器故障检测 - Google Patents
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Abstract
公开了一种用于电池系统中的电流传感器故障检测的电池系统和成对样本相关性方法。所述方法包括：从被配置为测量电池的电池电压的电压传感器接收电池电压样本序列，并且从被配置为测量电池的电池电流的电流传感器接收电池电流样本序列；确定在预定数量的样本之上电池电压样本的改变和在预定数量的样本之上电池电流样本的改变；检查电池电压样本的改变和电池电流样本的改变的比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围内；以及基于该比率是否在预期范围内来检测电流传感器中的故障。
Description
技术领域
该文档中公开的设备和方法涉及电池系统，并且更特别地涉及电池系统中的传感器故障检测。
背景技术
电池系统经常包括一个或多个传感器，所述一个或多个传感器被配置为在运行期间监测诸如电流和电压之类的电池参数。在许多应用中，电池参数的可靠监测对于电池系统的安全和高效操作是关键的。在某些汽车应用中，车载诊断（OBD）规程要求双边合理性检查，以用于检测当前传感器故障。用于检测电池系统的电流传感器中的故障的当前现有技术通常需要包括第二冗余电流传感器。系统比较两个不同电流传感器的值。如果传感器的值相差太大，系统将怀疑有故障。因此，提供一种用于检测仅具有一个电流传感器的电池系统中的电流传感器故障的系统和方法将是有利的。
发明内容
公开了一种电流传感器故障检测的方法。所述方法包括：从被配置为测量电池的电池电压的电压传感器接收电池电压样本序列，并且从被配置为测量电池的电池电流的电流传感器接收电池电流样本序列；确定在预定数量的样本之上电池电压样本的改变和在预定数量的样本之上电池电流样本的改变；检查电池电压样本的改变和电池电流样本的改变的比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围内；以及基于该比率是否在预期范围内来检测电流传感器中的故障。
公开了一种电池系统。该电池系统包括包括：电池，其可操作地连接以向至少一个负载提供电力；电压传感器，其被配置为测量电池的电池电压；电流传感器，其被配置为测量电池的电池电流；以及控制器，其可操作地连接到电压传感器和电流传感器。控制器被配置为：从电压传感器接收电池电压样本的序列并且从电流传感器接收电池电流样本的序列；确定在预定数量的样本之上电池电压样本的改变和在预定数量的样本之上电池电流样本的改变；检查电池电压样本的改变和电池电流样本的改变的比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围内；以及基于该比率是否在预期范围内来检测电流传感器中的故障。
附图说明
在结合附图来理解的以下描述中解释用于检测电池系统中的传感器故障的系统和方法的前述方面和其他特征。
图1示出了根据本公开的电池系统。
图2示出了检测电池系统中的电流传感器故障的方法。
图3示出了电池电压样本和电池电流样本的示例性序列。
具体实施方式
为了促进理解本公开的原理的目的，现在将参考在附图中所图示的以及在以下撰写的说明书中所描述的实施例。理解到，不意图借此对本公开范围的任何限制。此外理解到，本公开包括对所图示的实施例的任何变更和修改，并且包括如本公开所关于的领域中的技术人员通常将想到的本公开原理的另外应用。
图1示出了根据本公开的电池系统100。在至少一个实施例中，电池系统100被集成到车辆中，所述车辆诸如电动车辆或完全/轻度/微型混合电动车辆。电池系统100包括电池102，该电池102可操作地被连接并且配置为向负载104提供电力。在至少一个实施例中，电池102包括多个彼此串联和/或并联连接的个体电池单元106，以在正电池端子108与负电池端子110之间提供电池102的输出电压（例如12伏、48伏、200+伏）。电池单元106可以包括诸如镍金属氢化物或锂离子之类的各种类型的电池单元中的任一个。
负载104连接到电池102，并且被配置为在操作期间从电池102接收电力。在一些实施例中，负载104经由高端开关112连接到正电池端子108，并且经由低端开关114连接到负电池端子110。开关112和114可以包括诸如继电器或接触器之类的机电开关，或者诸如功率金属氧化物半导体场效应晶体管（功率MOSFET）或绝缘栅双极晶体管（IGBT）之类的电子开关。在一些实施例中，负载104可以包括车辆的牵引马达或车辆电气系统。在一些实施例中，电池系统100可以包括被连接在电池102与一些或全部负载104之间的各种电力电子器件（未示出），其诸如被配置为将电池电压步降到车辆电气系统的电压的DC/DC转换器。
电池系统100进一步包括电流传感器116、电压传感器118和温度传感器120。电流传感器116被配置为测量流过电池102的电池电流I。在一个实施例中，电流传感器116包括与电池102串联布置的分流电阻器，该分流电阻器提供与电池电流I成比例的电压。在一个实施例中，电流传感器116包括霍尔效应传感器，该霍尔效应传感器与电池102串联布置并且被配置为测量电池电流I。电压传感器118与电池102并联连接，并且被配置为测量跨电池102的正电池端子108和负电池端子110的电池电压U。在一些实施例中，电压传感器118进一步被配置为测量电池102的个体单元106的电压。温度传感器120被配置为测量电池102的电池温度T。在一个实施例中，温度传感器120包括若干个个体温度传感器，并且测量到的电池温度T可以是来自不同传感器的若干个测量的最小值、最大值或平均值。
电池系统100进一步包括控制器122，该控制器122可操作地连接到电流传感器116、电压传感器118和温度传感器120。控制器122被配置为从电流传感器116和电压传感器118接收电池电压U和电池电流I的测量值。控制器122至少被配置为检测电流传感器116的传感器故障。控制器122通常包括至少一个处理器和至少一个相关联的存储器，在所述至少一个相关联的存储器上存储有程序指令，该程序指令由至少一个处理器执行以实现所描述的功能。本领域普通技术人员将认识到，“控制器”或“处理器”包括处理数据、信号或其他信息的任何硬件系统、硬件机制或硬件组件。控制器122可以包括具有中央处理单元、多个处理单元或用于实现特定功能的专用电路的系统。在一些实施例中，控制器122是电池管理系统或其组件，其被配置为除了传感器故障检测之外还服务于其他功能。在一些实施例中，控制器122可操作地连接到开关112和114，并且被配置为命令开关112和114打开和关闭。在一些实施例中，控制器122可操作地连接到输出设备124，并且被配置为操作输出设备124以生成听觉或视觉警报。输出设备124可以包括扬声器、灯、显示屏等。
下面描述了用于检测电池系统中传感器故障的各种方法。在所述方法的描述中，方法正在执行一些任务或功能的陈述是指控制器或通用处理器执行被存储在可操作地连接到控制器或处理器的非暂时性计算机可读存储介质中的编程指令，以操纵数据或操作系统100中的一个或多个组件来执行任务或功能。特别地，上面的控制器122可以是这样的控制器或处理器，并且执行的程序指令可以存储在存储器中。此外，所述方法的步骤可以以任何可行的时间次序执行，而不管各图中所示的次序或描述步骤所用的次序。
图2示出了用于检测在诸如电池系统100的电池系统中的传感器故障的方法200。本文中被称为“成对样本相关性”方法的方法200通过比较两个传感器信号的相对行为（即，信号随时间的相对改变，其与相对幅度相反），来评估两个传感器信号之间的相关性水平，所述两个传感器信号的关系在小区域内近似为线性。这样，所述方法对于检测在所述传感器中的一个中的增益故障是最有用的。另外，方法200在本文中被描述为应用于具有单个电流传感器和电压传感器的电池系统，并且用于检测电流传感器中的增益故障的目的。然而，所述方法可以类似地应用于具有测量相互关联的信号的传感器的其他应用。
方法200开始于接收电池电压样本序列和电池电流样本序列的步骤（框210）。特别地，关于在本文中详细描述的实施例，电流传感器116被配置为生成与流过电池102的电池电流I有关的测量样本序列。类似地，电压传感器118被配置为生成与跨电池102的电池端子108和110的电池电压U有关的测量样本序列。控制器122被配置为接收来自电流传感器116的电池电流样本序列和来自电压传感器118的电池电压样本序列。在一些实施例中，电流传感器116和电压传感器118可以替代地被配置为生成模拟测量信号，所述模拟测量信号由控制器122采样以提供电池电流样本序列和电池电压样本序列。
图3示出了电池电压和电池电流样本的示例性序列。特别地，曲线302示出了由电压传感器118生成并且由控制器122接收的电池电压样本304的序列。类似地，曲线306示出了由电流传感器116生成并且由控制器122接收的电池电流样本308的序列。如所示出的，电池电压样本304和电池电流样本308跨越从t = 0到t = 18的多个时间步长。在至少一个实施例中，每个时间步长之间的特定持续时间是电流传感器116和电压传感器118的采样率的函数。在一些实施例中，电流传感器116和电压传感器118被配置有共同的采样率，并且时间步长与电流传感器116和电压传感器118的共同采样周期相一致。在其他实施例中，传感器116和118中的一个具有是传感器116和118中的另一个的倍数的采样率，并且时间步长可以与传感器116和118的采样周期中较长者相一致，或者否则与采样周期的公共倍数、诸如最小公倍数相一致。
返回到图2，方法200继续进行确定电池电压样本的改变和电池电流样本的改变的步骤（框220）。特别地，关于本文中详细描述的实施例，控制器122被配置为确定在预定数量的样本之上电池电压的改变
以及在预定数量的样本之上电池电流的改变
。特别地，在至少一个实施例中，控制器122被配置为基于表达式
来计算电池电压的改变
，其中s是当前时间步长的指数，并且w是为一或更大的正整数的采样窗口的预定宽度。类似地，在至少一个实施例中，控制器122被配置为基于表达式
来计算电池电流的改变
，其中d是电流相对于电压的延迟，以补偿电池电流I与电池电压U之间的任何相位差，所述相位差是正整数或负整数或零。例如，d = 1将使电压样本
与先前的电流样本
相互关联，并且d = -2将使电压样本
与后续的电流样本
相互关联。电池电流I与电池电压U之间的相位差可以是电流传感器116与电压传感器118之间的时延的小差异以及电池电路中的任何电抗的结果。图3图示了示例性电池电压窗口310和电池电流窗口312，其中电流时间步长s = t = 10并且窗口宽度w = 2。另外，如所示出的，d = -3，以便补偿电池电流I相对于电池电压U的三个时间步长的延迟。
方法200继续进行检查电池电压样本的改变和电池电流样本的改变的比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围内的步骤（框230）。特别地，关于本文中详细描述的实施例，控制器122被配置为计算电池电压的改变
和电池电流的改变
的比率。在至少一个实施例中，控制器122被配置为根据表达式
计算该比率，但是还可以根据表达式
计算反比。
控制器122被配置为将该比率与在形成比率
的情况下电池102的估计电阻R进行比较，或者与在形成比率
的情况下电池102的估计电导
进行比较。在一些实施例中，控制器122被配置为从温度传感器120接收温度测量T，并且使用被存储在相关联的存储器中的电池102的数学模型或电阻对温度查找表，基于测量的温度T来确定电池102的估计电阻R。
如果该比率与电池102的估计电阻或电导不足够相似，则可以怀疑在传感器116和118中的一个中有故障。特别地，电池电流和电池电压的相对行为在很大程度上受欧姆定律支配。因此，当传感器116和118恰当运转时，预期该比率对应于电池102的内部电阻或内部电导。在一些实施例中，控制器122被配置为确定比率
是否在估计电阻R的预定范围内，或者替代地，确定比率
是否在估计电导
的预定范围内。特别地，在一个实施例中，控制器122被配置为根据表达式
确定该比率是否在电阻R的估计范围内，其中
是在负方向上的估计电阻R中的误差（例如-50%），并且其中
是在正方向上的估计电阻R中的误差（例如59%）。替代地，在形成比率
的情况下，控制器122被配置为根据表达式
确定该比率是否在电导
的估计范围内。在一个实施例中，控制器122被配置为根据测量温度T、温度传感器120的性能、电池102的单元老化、脉冲分布、电池102的充电状态、电池电流I的极性和/或电池电压U与电池电流I之间的未补偿相位差来随时间周期性地调节误差
和/或误差
。此外，在一些实施例中，控制器122被配置为根据电池102的制造可变性来调节误差
和/或误差
，其作为恒定的或一次性的调节。
在一些实施例中，控制器122被配置为响应于该比率在电阻R或电导
的估计范围之外，检测电流传感器116和电压传感器118中的一个中的故障。在至少一个实施例中，使用其他检测过程来检测电压传感器118中的故障，并且控制器122被配置为响应于该比率在电阻R或电导
的估计范围之外来检测电流传感器116的故障。在这样的实施例中，控制器122可以进一步被配置为响应于检测到传感器故障而执行某个种类的改善操作。在一个实施例中，控制器122被配置为响应于检测到故障而操作开关112和114断开，从而将电池102的端子108和110与负载104断开连接。在一个实施例中，控制器122被配置为响应于检测到故障而操作输出设备124以生成听觉或视觉警报，从而向用户告警检测到的传感器故障。在一个实施例中，控制器122被配置为将指示检测到的传感器故障的信号传输到更高级别的控制器以供进一步处理，进一步处理诸如使用在使用中监测性能比率（IUMPR）或其他实时监测技术的车载诊断（OBD）评估。在一个实施例中，控制器122被配置为基于传感器故障的检测而本身执行车载诊断（OBD）评估。
然而，在许多实施例中，方法200替代地继续进行存储该比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围之外的步骤（框240）。特别地，关于本文中详细描述的实施例，控制器122被配置为存储该比率是否在电阻R或电导
的估计范围之外。在一个实施例中，控制器122被配置为响应于该比率在电阻R或电导
的估计范围之外而使计数器递增（或省略使计数器递增的步骤）。这样，控制器122被配置为对检查失败和/或通过的次数进行计数。在一个实施例中，控制器122被配置为存储与相应时间步长相关联的比较结果（例如，通过或失败，内部或外部）。
方法200通过重复如下步骤来继续：针对电池电压和电池电流样本的连续时间步长，确定电池电压样本的改变和电池电流样本的改变（框220），检查电池电压样本的改变和电池电流样本的改变的比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围内（框230），以及存储该比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围之外（框240）。特别地，对于多个连续的重复，控制器122被配置为使时间步长s递增至少一个时间步长，并且将电池电压的改变和电池电流的改变的比率与已知的电阻或电导进行比较。特别地，在至少一个实施例中，对于多个连续的重复，控制器122被配置为使时间步长s递增一，并且重新评估表达式
或如上面讨论的其反比。在每个重复之后，控制器122被配置为基于结果使计数器递增，或者以其他方式将结果与相应的时间步长相关联地存储。
在预定数量的重复之后，方法200继续进行在预定数量的重复期间确定该比率在预期范围之外的次数的步骤（框250）。特别地，在预定数量的连续重复之后，控制器122被配置为在预定数量的连续重复期间确定该比率在电阻R或电导
的估计范围之外的次数。在其中计数器响应于每次该比率在电阻R或电导
的估计范围之外而递增的实施例中，控制器122被配置为从计数器读取值以确定所述次数。在其他实施例中，控制器122被配置为从存储器读取与预定数量的连续重复的先前时间步长相关联的结果，并且对该比率在电阻R或电导
的估计范围之外的次数进行计数。
如果确定的次数超过预定阈值，则方法200继续进行响应于此检测电流传感器中的故障的步骤（框260）。特别地，控制器122被配置为响应于所确定的该比率在电阻R或电导
的估计范围之外的次数超过预定阈值（例如20%），检测电流传感器116和电压传感器118中的一个中的故障。在至少一个实施例中，使用其他检测过程来检测电压传感器118中的故障，并且控制器122被配置为响应于所确定的次数超过预定阈值（例如20%）来检测电流传感器116的故障。在一个实施例中，控制器122被配置为根据测量温度T、温度传感器120的性能、电池102的单元老化、脉冲分布、电池102的充电状态、电池电流I的极性和/或电池电压U与电池电流I之间的未补偿相位差来随时间周期性地调节预定阈值。另外，在一些实施例中，控制器122被配置为根据电池102的制造可变性来调节预定阈值，其作为恒定的或一次性的调节。
在一些实施例中，响应于检测到传感器故障，控制器122可以进一步被配置为执行某个种类的改善操作。在一个实施例中，控制器122被配置为响应于检测到故障而操作开关112和114断开，从而将电池102的端子108和110与负载104断开连接。在一个实施例中，控制器122被配置为响应于检测到故障而操作输出设备124以生成听觉或视觉警报，从而向用户告警检测到的传感器故障。在一个实施例中，控制器122被配置为将指示检测到的传感器故障的信号传输到更高级别的控制器以供进一步处理，进一步处理诸如使用在使用中监测性能比（IUMPR）或其他实时监测技术的车载诊断（OBD）评估。在一个实施例中，控制器122被配置为基于传感器故障的检测而本身执行车载诊断（OBD）评估。
在检测到或未检测到电流传感器中的故障之后，方法200返回到重复如下步骤的过程直到已经执行了另一个预定数量的重复：针对电池电压和电池电流样本的连续时间步长，确定电池电压样本的改变和电池电流样本的改变（框220），检查电池电压样本的改变和电池电流样本的改变的比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围内（框230），以及存储该比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围之外（框240）。
在一些实施例中，方法200进一步包括确定是否满足以下边界条件的步骤：（1）电池温度超过最小温度阈值，（2）电池电压样本的改变超过最小电压改变阈值，和/或（3）电池电流样本的电流值超过最小电流阈值（框270）。特别地，在检查该比率是否在电阻R或电导
的估计范围之外之前，控制器122被配置为确定是否满足特定边界条件。如果不满足边界条件，则控制器122被配置为跳过检查该比率是否在电阻R或电导
的估计范围之外的步骤，并且简单地前进到过程的下一个时间步长。在一个实施例中，边界条件是当前电池温度T大于最小温度阈值
，或者换言之，必须满足表达式
，以避免由于在低温度下单元内部电阻的大改变所致的误差。在一个实施例中，边界条件是电池电压的改变
大于电池电压阈值的最小改变
，或者换言之，必须满足表达式
，以避免用电池电压的最小改变进行检查。在一个实施例中，边界条件是当前电池电流
大于最小电池电流阈值
，或者换言之，必须满足表达式
，以在必要的情况下避免在低电流下进行检查。在一个实施例中，控制器122被配置为确定边界条件
、
和
中的每一个是否被满足，并且仅响应于所有边界条件都被满足而检查该比率是否在电阻R或电导
的估计范围之外。在一个实施例中，控制器122被配置为根据测量温度T、温度传感器120的性能、电池102的单元老化、脉冲分布、电池102的充电状态、电池电流I的极性和/或电池电压U与电池电流I之间的未补偿相位差来随时间周期性地调节最小温度阈值
、电池电压阈值的最小改变
和/或最小电池电流阈值
。此外，在一些实施例中，控制器122被配置为根据电池102的制造可变性来调节最小温度阈值
、电池电压阈值的最小改变
和/或最小电池电流阈值
，其作为恒定的或一次性的调节。
本文中描述的成对样本相关性方法通过使得控制器122能够检测电流传感器116中的故障而不必包括次级电流传感器来改进电池系统100的运转。此外，在包括次级电流传感器的电池系统中，成对样本相关性方法使得控制器122能够通过检测电流传感器116中的故障、特别是增益故障，来提供另外的冗余。与一些其他方法不同，本文中公开的成对样本相关性方法仅需要小量数据来开始产生结果（例如两个样本），这对于诸如电池系统中的故障检测之类的实时应用是有利的。此外，每个相关性检查的低计算成本使得所述方法能够在低性能和低成本的硬件上连续运行。由于校准变量的直观性质（例如，如上面讨论的，针对参数
、
、
、
和/或
的值或预定的通过/失败阈值）以及校准变量之间的低相互依赖性，成对样本相关性方法易于被校准。成对样本相关性方法有利地具有更容易被实现的逻辑，因为要么针对每个新样本（对于每个新样本，满足边界条件）要么每次执行高级评估时来执行每种类型的计算。这与取决于其他计算的结果执行或不执行某些计算的算法形成对比。
虽然在附图和前述描述中已经详细图示和描述了本公开，但是本公开应当被认为是说明性的，并且不在特性中进行限制。理解到，仅优选实施例已被呈现，并且期望在本公开的精神范围内的所有改变、修改和另外的应用都得到保护。
Claims (20)
1.一种电流传感器故障检测的方法，包括：
从被配置为测量电池的电池电压的电压传感器接收电池电压样本序列，并且从被配置为测量电池的电池电流的电流传感器接收电池电流样本序列；
确定在预定数量的样本之上电池电压样本的改变和在预定数量的样本之上电池电流样本的改变；
检查电池电压样本的改变和电池电流样本的改变的比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围内；以及
基于所述比率是否在预期范围内来检测电流传感器中的故障。
2. 根据权利要求1所述的方法，确定电池电压样本的改变和电池电流样本的改变进一步包括：
将电池电压样本的改变确定为在第一时间步长的电池电压样本值与在第二时间步长的电池电压样本值之间的差，第二时间步长是在第一时间步长之后的第一预定数量的时间步长；以及
将电池电流样本的改变确定为在第三时间步长的电池电流样本值与在第四时间步长的电池电流样本值之间的差，第四时间步长是在第三时间步长之后的第一预定数量的时间步长，第三时间步长是在第一时间步长之前或之后的第二预定数量的时间步长。
3. 根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
从被配置为测量电池温度的温度传感器接收电池温度测量；以及
基于电池温度测量来确定预期范围。
4.根据权利要求1所述的方法，检测进一步包括：
基于所述比率在预期范围之外来检测故障。
5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
重复针对电池电压样本和电池电流样本的连续时间步长进行确定和检查的步骤；
对于检查的每个重复，存储所述比率是否在预期范围之外；
在检查的预定数量的重复之后，确定所述比率在预期范围之外的预定数量的重复的次数；以及
响应于所述次数超过预定阈值来检测故障。
6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括：
基于（i）电池的单元老化、（ii）电池的充电状态、（iii）电池电流的极性以及（iv）电池电流与电池电压之间的相位差中的至少一个，调节预期范围和预定阈值中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的方法，检查进一步包括：
仅在（i）电池的电池温度超过最小温度阈值、（ii）电池电压样本的改变超过最小电压改变阈值以及（iii）电池电流样本的电流值超过最小电流阈值中的至少一个的情况下执行检查。
8.根据权利要求7所述的方法，进一步包括：
基于（i）电池的单元老化、（ii）电池的充电状态、（iii）电池电流的极性以及（iv）电池电流与电池电压之间的相位差中的至少一个，调节最小温度阈值、最小电压改变阈值和最小电流阈值中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于检测到故障，操作输出设备以生成（i）听觉警报和（ii）视觉警报中的一个。
10.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
响应于检测到故障，操作至少一个开关以将电池与至少一个负载断开连接。
11.一种电池系统，包括：
电池，其可操作地连接以向至少一个负载提供电力；
电压传感器，其被配置为测量电池的电池电压；
电流传感器，其被配置为测量电池的电池电流；以及
控制器，其可操作地连接到电压传感器和电流传感器，所述控制器被配置为：
从电压传感器接收电池电压样本的序列并且从电流传感器接收电池电流样本的序列；
确定在预定数量的样本之上电池电压样本的改变和在预定数量的样本之上电池电流样本的改变；
检查电池电压样本的改变和电池电流样本的改变的比率是否在针对（i）电池电阻和（ii）电池电导中的一个的预期范围内；以及
基于所述比率是否在预期范围内来检测电流传感器中的故障。
12. 根据权利要求11所述的电池系统，所述控制器进一步被配置为：
将电池电压样本的改变确定为在第一时间步长的电池电压样本值与在第二时间步长的电池电压样本值之间的差，第二时间步长是在第一时间步长之后的第一预定数量的时间步长；以及
将电池电流样本的改变确定为在第三时间步长的电池电流样本值与在第四时间步长的电池电流样本值之间的差，第四时间步长是在第三时间步长之后的第一预定数量的时间步长，第三时间步长是在第一时间步长之后的第二预定数量的时间步长。
13.根据权利要求11所述的电池系统，进一步包括：
温度传感器，其被配置为测量电池的温度，
其中所述控制器进一步被配置为：
从温度传感器接收电池温度测量；以及
基于电池温度测量来确定预期范围。
14.根据权利要求11所述的电池系统，所述控制器进一步被配置为：
响应于所述比率在预期范围之外来检测故障。
15.根据权利要求11所述的电池系统，所述控制器进一步被配置为：
重复针对电池电压样本和电池电流样本的连续时间步长进行确定和检查；
对于检查的每个重复，存储所述比率是否在预期范围之外；
在检查的预定数量的重复之后，确定所述比率在预期范围之外的预定数量的重复的次数；以及
响应于所述次数超过预定阈值来检测故障。
16.根据权利要求15所述的电池系统，所述控制器进一步被配置为：
基于（i）电池的单元老化、（ii）电池的充电状态、（iii）电池电流的极性以及（iv）电池电流与电池电压之间的相位差中的至少一个，调节预期范围和预定阈值中的至少一个。
17.根据权利要求11所述的电池系统，所述控制器进一步被配置为：
仅在（i）电池的电池温度超过最小温度阈值、（ii）电池电压样本的改变超过最小电压改变阈值以及（iii）电池电流样本的电流值超过最小电流阈值中的至少一个的情况下执行检查。
18.根据权利要求17所述的电池系统，所述控制器进一步被配置为：
基于（i）电池的单元老化、（ii）电池的充电状态、（iii）电池电流的极性以及（iv）电池电流与电池电压之间的相位差中的至少一个，调节最小温度阈值、最小电压改变阈值和最小电流阈值中的至少一个。
19.根据权利要求11所述的电池系统，所述控制器进一步被配置为：
响应于检测到故障，操作输出设备以生成（i）听觉警报和（ii）视觉警报中的一个。
20.根据权利要求11所述的电池系统，所述控制器进一步被配置为：
响应于检测到故障，操作至少一个开关以将电池与至少一个负载断开连接。
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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