CN114545278A - 汽车蓄电池老化预测方法、系统、车辆及存储介质 - Google Patents

汽车蓄电池老化预测方法、系统、车辆及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车蓄电池老化预测方法、系统、车辆及存储介质，包括以下步骤：获取蓄电池的电压、电流、温度和荷电状态SOC；计算蓄电池的内阻Ri；将蓄电池的内阻Ri与蓄电池在当前荷电状态SOC下的理论老化内阻门槛值R进行对比；若蓄电池在当前荷电状态SOC下的内阻Ri大于理论老化内阻门槛值R，则表示蓄电池的寿命到期，发出报警信息，否则表示蓄电池的寿命处于正常状态。本发明能够准确预测蓄电池的老化问题。

Description

汽车蓄电池老化预测方法、系统、车辆及存储介质
技术领域
本发明属于汽车电器技术领域，具体涉及一种汽车蓄电池老化预测方法、系统、车辆及存储介质。
背景技术
目前，用户判断汽车用铅酸蓄电池荷电状况，一般都是通过观测置于蓄电池顶部的荷电状态指示器（俗称“电眼”）的颜色。当“电眼”颜色为绿色，代表蓄电池荷电良好；当“电眼”颜色为黑色，代表蓄电池电量不足；当“电眼”颜色为白色，代表蓄电池失效。“电眼”的原理是测试蓄电池电解液的密度，“电眼”是一个固定比重的塑料件，随着电解液比重的变化，塑料件的位置发生变化，颜色也随着变化。但蓄电池状态不仅跟电解液密度有关，还跟极板腐蚀、硫化等众多状态相关，由此造成“电眼”显示精准度较低。而且由于“电眼”与蓄电池的上盖的接触为物理性接触，长期使用后易出现蓄电池内部电解液沿接触处的缝隙渗出的现象，影响用户的使用，目前大部分车辆均已取消“电眼”。这就使得用户无法通过相关的手段监测蓄电池的状态。
当蓄电池老化到一定程度导致失效后，车辆并不能主动提醒消费者，容易导致车辆被抛锚在路上或车库，严重影响用户的体验感。
因此，有必要开发一种新的汽车蓄电池老化预测方法、系统、车辆及存储介质。
发明内容
本发明提供一种汽车蓄电池老化预测方法、系统、车辆及存储介质，能准确预测蓄电池的老化问题。
第一方面，本发明所述的一种汽车蓄电池老化预测方法，包括以下步骤：
获取蓄电池的电压、电流、温度和荷电状态SOC；
计算蓄电池的内阻Ri；
将蓄电池的内阻Ri与蓄电池在当前荷电状态SOC下的理论老化内阻门槛值R进行对比；若蓄电池在当前荷电状态SOC下的内阻Ri大于理论老化内阻门槛值R，则表示蓄电池的寿命到期，发出报警信息，否则表示蓄电池的寿命处于正常状态。
可选地，计算蓄电池的内阻Ri，具体为：
在整车熄火x h后，新风系统开启，在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1，并将内阻R1作为内阻Ri。
可选地，计算蓄电池的内阻Ri，具体为：
整车起动时计算蓄电池的内阻R2，并将内阻R2作为内阻Ri。
可选地，计算蓄电池的内阻Ri ，具体为：
整车熄火x h后，新风系统开启，在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1；
在整车起动时计算蓄电池的内阻R2；
通过蓄电池的内阻R1和蓄电池的内阻R2预测蓄电池的内阻Ri。
可选地，在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1，具体为：
R1=（U2-U1）/I1 ；
其中：U1为新风系统工作最终点的电压，U2为新风系统工作最开始点的电压，I1为新风系统工作过程中的电流。
可选地，在整车起动时计算蓄电池的内阻R2，具体为：
R2=（U4-U3）/（I3-I2）；
其中，U4为整车起动前的电压，U3为整车起动过程中的最低电压，I3为整车起动过程中的最大电流，I2为整车起动前的电流。
可选地，在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1，具体为：
R1=（U2-U1）/I1 ；
其中：U1为新风系统工作最终点的电压，U2为新风系统工作最开始点的电压，I1为新风系统工作过程中的电流；
在整车起动时计算蓄电池的内阻R2，具体为：
R2=（U4-U3）/（I3-I2）；
其中，U4为整车起动前的电压，U3为整车起动过程中的最低电压，I3为整车起动过程中的最大电流，I2为整车起动前的电流；
所述预测蓄电池内阻Ri，具体为：
Ri=（R1+R2）/2。
可选地，所述理论老化内阻门槛值R为根据蓄电池当前的荷电状态SOC、环境温度T，从T-SOC-R插值表中获取当前蓄电池的理论老化内阻门槛值R。
可选地，所述T-SOC-R插值表的建立方法为：
在起动时，计算理论老化内阻门槛值R：
R=（Voc-Istarter*Rcable-Vstarter）/ Istarter；
其中：Voc为T温度下的蓄电池开路电压，通过蓄电池对应的SOC来获取；Istarter为T温度下起动电机工作点的电流；Rcable为T温度下线束的电阻值；Vstarter为T温度下起动电机工作点的电压；
通过理论老化内阻门槛值R的计算方法计算出不同温度下，蓄电池荷电状态SOC对应的理论老化内阻门槛值R，即得到不同温度下，蓄电池荷电状态SOC对应的理论老化内阻门槛值R的对应关系表，即T-SOC-R插值表。
可选地，若蓄电池在当前荷电状态SOC下的内阻Ri大于理论老化内阻门槛值R时，BCM车身控制单元发送报警信息至组合仪表单元和车载T-BOX单元，车载T-BOX单元再将报警信息发送至手持终端，以提醒用户及时的更换蓄电池；如此时预测蓄电池的内阻Ri不大于理论老化内阻门槛值R，则表明蓄电池寿命处于正常的状态，BCM车身控制单元不执行动作。
第二方面，本发明所述的一种汽车蓄电池老化预测系统，包括蓄电池传感单元、BCM车身控制单元、组合仪表单元、车载T-BOX单元和手持终端，蓄电池传感单元安装在蓄电池的负极端，并与BCM车身控制单元电连接，BCM车身控制单元分别与组合仪表单元、车载T-BOX单元电连接，车载T-BOX单元与手持终端进行无线通信；蓄电池传感单元实时检测蓄电池的电压、电流、温度和荷电状态SOC，并将其发送给BCM车身控制单元，在蓄电池的寿命到期时，将报警信息发送到组合仪表单元进行显示和/或将报警信息通过车载T-BOX单元发送到手持终端显示；所述汽车蓄电池老化预测系统被配置为能执行如本发明所述的汽车蓄电池老化预测方法的步骤。
第三方面，本发明所述的一种车辆，采用如本发明所述的汽车蓄电池老化预测系统。
第四方面，本发明所述的一种存储介质，其内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用是能执行如本发明所述的汽车蓄电池老化预测方法的步骤。
本发明具有以下优点：本发明能够精准预测出蓄电池的老化状态，当车辆蓄电池寿命到期时，若车辆处于停放状态则通过手机主动提醒驾驶员，若车辆处于使用状态则在车辆上电时通过组合仪表主动提醒驾驶员，通过及时地预警从而杜绝了车辆因蓄电池问题引发抛锚。
附图说明
图1是本实施例的原理框图；
图2是本实施例的流程图；
图中，1—蓄电池传感单元，2—BCM车身控制单元，3—组合仪表单元，4—车载T-BOX单元，5—手持终端，6—蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图2所示，本实施例中，一种汽车蓄电池老化预测方法，包括以下步骤：
获取蓄电池的电压、电流、温度和荷电状态SOC；
计算蓄电池的内阻Ri；
将蓄电池的内阻Ri与蓄电池在当前荷电状态SOC下的理论老化内阻门槛值R进行对比；若蓄电池在当前荷电状态SOC下的内阻Ri大于理论老化内阻门槛值R，则表示蓄电池的寿命到期，发出报警信息，否则表示蓄电池的寿命处于正常状态。
在其中一个实施例中，计算蓄电池的内阻Ri，具体为：
在整车熄火x h后，新风系统开启，在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1，并将内阻R1作为内阻Ri。
在其中一个实施例中，计算蓄电池的内阻Ri，具体为：
在整车起动时计算蓄电池的内阻R2，并将内阻R2作为内阻Ri。
在其中一个实施例中，计算蓄电池的内阻Ri ，具体为：
整车熄火x h后，新风系统开启，在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1；
在整车起动时计算蓄电池的内阻R2；
通过蓄电池的内阻R1和蓄电池的内阻R2预测蓄电池的内阻Ri。
如图1所示，本实施例中，一种蓄电池老化状态监测系统，包含蓄电池传感单元1、BCM车身控制单元2、组合仪表单元3、车载T-BOX单元4和手持终端5。蓄电池传感单元1安装于蓄电池6的负极端，读取蓄电池6的电压、电流、温度、荷电状态SOC等数据，并通过CAN总线传输给BCM车身控制单元2，蓄电池老化预测的算法集成在BCM车身控制单元2中，当蓄电池6在此SOC下经算法计算出的实际的内阻Ri大于理论老化的内阻门槛值R时，BCM车身控制单元2会将此时的老化信息通过CAN总线传输给组合仪表单元3和车载T-BOX单元4，同时T-BOX单元4也会把蓄电池6的老化信息传输给手持终端5，给用户提示蓄电池6需更换等信息。
本实施例中，一种蓄电池老化状态监测系统，基于蓄电池内阻状态的预测来实现。蓄电池6的内阻可通过内阻检测仪来测量，但是需要将蓄电池6从车上卸下，不能实时的进行检测。实车上的蓄电池6的充放电环境较为复杂，由于智能发电机的存在，根据整车的负载、蓄电池的荷电状态SOC、发动机的状态、车况等，发电机的输出电压和输出电流均为变化的，这就使得蓄电池端的电压和电流始终在变化，不能准确地计算出蓄电池6的内阻。这就要求蓄电池端的输出负载必须为恒定或接近线性，而且要求电流达到足够大的值，确保蓄电池下降的曲线斜率较大，因此可基于停车后的新风系统和起动工况来实现，同时新风系统和起动工况运行时电流差异较大，新风系统工作时一般为10A左右，起动工况下一般为200A -600A，不同电流下得到蓄电池6的内阻会比较精确。新风系统在用户在停车xh后，鼓风机外循环x1挡位开启工作x2min，在此过程中，蓄电池的放电电流恒定，电压下降的趋势接近线性。起动工况下，起动瞬间到蓄电池电压跌落到最低处的曲线可近似为线性。因此在新风系统过程中预测蓄电池内阻R1并作为作为内阻Ri，或在车辆起动过程中的预测蓄电池电阻R2并作为内阻Ri。为了计算更加准确，作为较佳实施例，在新风系统过程中预测蓄电池内阻R1和在车辆起动过程中的预测蓄电池电阻R2，并根据蓄电池内阻R1和蓄电池电阻R2预测出蓄电池内阻Ri。
本实施例中，新风系统过程中预测蓄电池内阻R1：
R1=（U2-U1）/I1 （1）
其中：U1为新风系统工作最终点的电压，U2为新风系统工作最开始点的电压，I1为新风系统工作过程中的电流。
本实施例中，车辆起动过程中的预测蓄电池电阻：
R2=（U4-U3）/（I3-I2） （2）
其中，U4为整车起动前的电压，U3为整车起动过程中的最低电压，I3为整车起动过程中的最大电流，I2为整车起动前的电流。
预测的蓄电池内阻为Ri：
Ri=（R1+R2）/2（3）
本实施例中，所述的蓄电池理论老化内阻门槛值R可通过理论计算得到，在起动时：
R=（Voc-Istarter*Rcable-Vstarter）/ Istarter （4）
其中：Voc为T温度下的蓄电池开路电压，可通过蓄电池对应的SOC来获取；Istarter为T温度下起动电机工作点的电流；Rcable为T温度下线束的电阻值；Vstarter为T温度下起动电机工作点的电压。Istarter、Rcable和Vstarter可通过提前的测试来获取。
通过公式（4）可建立不同温度下，蓄电池荷电状态SOC对应的理论老化内阻门槛值R，也就是T-SOC-R插值表。
如图2所示，为蓄电池老化监测功能的系统逻辑。蓄电池传感单元1实时监测蓄电池单元6的电压、电流、温度、荷电状态SOC等状态，并将这些状态数据发送至BCM车身控制单元2。整车熄火x1h后，新风系统开启，此时整车网络处于唤醒状态，BCM车身控制单元2通过内置的算法计算此时蓄电池的内阻R1。此功能结束后，整车网络进入休眠状态。整车起动时，BCM车身控制单元2通过内置的算法计算此时蓄电池的内阻R2。通过新风系统和起动工况，预测蓄电池的内阻Ri。然后BCM车身控制单元2根据蓄电池6当前的荷电状态SOC、环境温度T，从T-SOC-R插值表中获取当前蓄电池6的理论老化内阻门槛值R。如此时预测蓄电池的内阻Ri大于理论老化内阻门槛值R，BCM车身控制单元2发送报警信息至组合仪表单元3和车载T-BOX单元4，车载T-BOX单元4再将报警信息发送至手持终端5，以提醒用户及时的更换蓄电池。如此时预测蓄电池的内阻Ri不大于理论老化内阻门槛值R，则表明蓄电池6寿命处于正常的状态，BCM车身控制单元2不执行动作。
本实施例中，一种车辆，采用如权本实施例中所述的汽车蓄电池老化预测系统。
本实施例中，一种存储介质，其内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用是能执行如本实施例中所述的汽车蓄电池老化预测方法的步骤。

Claims (13)

1.一种汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取蓄电池的电压、电流、温度和荷电状态SOC；
计算蓄电池的内阻Ri；
将蓄电池的内阻Ri与蓄电池在当前荷电状态SOC下的理论老化内阻门槛值R进行对比；若蓄电池在当前荷电状态SOC下的内阻Ri大于理论老化内阻门槛值R，则表示蓄电池的寿命到期，发出报警信息，否则表示蓄电池的寿命处于正常状态。
2.根据权利要求1所述的汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于：计算蓄电池的内阻Ri，具体为：
在整车熄火x h后，新风系统开启，在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1，并将内阻R1作为内阻Ri。
3.根据权利要求1所述的汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于：计算蓄电池的内阻Ri，具体为：
在整车起动时计算蓄电池的内阻R2，并将内阻R2作为内阻Ri。
4.根据权利要求1所述的汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于：计算蓄电池的内阻Ri，具体为：
整车熄火x h后，新风系统开启，在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1；
在整车起动时计算蓄电池的内阻R2；
通过蓄电池的内阻R1和蓄电池的内阻R2预测蓄电池的内阻Ri。
5.根据权利要求2所述的汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于：在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1，具体为：
R1=（U2-U1）/I1 ；
其中：U1为新风系统工作最终点的电压，U2为新风系统工作最开始点的电压，I1为新风系统工作过程中的电流。
6.根据权利要求3所述的汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于：在整车起动时计算蓄电池的内阻R2，具体为：
R2=（U4-U3）/（I3-I2）；
其中，U4为整车起动前的电压，U3为整车起动过程中的最低电压，I3为整车起动过程中的最大电流，I2为整车起动前的电流。
7.根据权利要求4所述的汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于：在新风系统工作时计算蓄电池的内阻R1，具体为：
R1=（U2-U1）/I1 ；
其中：U1为新风系统工作最终点的电压，U2为新风系统工作最开始点的电压，I1为新风系统工作过程中的电流；
在整车起动时计算蓄电池的内阻R2，具体为：
R2=（U4-U3）/（I3-I2）；
其中，U4为整车起动前的电压，U3为整车起动过程中的最低电压，I3为整车起动过程中的最大电流，I2为整车起动前的电流；
所述预测蓄电池内阻Ri，具体为：
Ri=（R1+R2）/2。
8.根据权利要求1至7任一所述的汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于：所述理论老化内阻门槛值R为根据蓄电池当前的荷电状态SOC、环境温度T，从T-SOC-R插值表中获取当前蓄电池的理论老化内阻门槛值R。
9.根据权利要求8所述的汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于：所述T-SOC-R插值表的建立方法为：
在起动时，计算理论老化内阻门槛值R：
R=（Voc-Istarter*Rcable-Vstarter）/ Istarter；
其中：Voc为T温度下的蓄电池开路电压，通过蓄电池对应的SOC来获取；Istarter为T温度下起动电机工作点的电流；Rcable为T温度下线束的电阻值；Vstarter为T温度下起动电机工作点的电压；
通过理论老化内阻门槛值R的计算方法计算出不同温度下，蓄电池荷电状态SOC对应的理论老化内阻门槛值R，即得到不同温度下，蓄电池荷电状态SOC对应的理论老化内阻门槛值R的对应关系表，即T-SOC-R插值表。
10.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7或9所述的汽车蓄电池老化预测方法，其特征在于：若蓄电池（6）在当前荷电状态SOC下的内阻Ri大于理论老化内阻门槛值R时，BCM车身控制单元（2）发送报警信息至组合仪表单元（3）和车载T-BOX单元（4），车载T-BOX单元（4）再将报警信息发送至手持终端（5），以提醒用户及时的更换蓄电池（6）；如此时预测蓄电池的内阻Ri不大于理论老化内阻门槛值R，则表明蓄电池（6）寿命处于正常的状态，BCM车身控制单元（2）不执行动作。
11.一种汽车蓄电池老化预测系统，包括蓄电池传感单元(1)、BCM车身控制单元(2)、组合仪表单元(3)、车载T-BOX单元(4)和手持终端(5)，蓄电池传感单元(1)安装在蓄电池(6)的负极端，并与BCM车身控制单元(2)电连接，BCM车身控制单元(2)分别与组合仪表单元(3)、车载T-BOX单元(4)电连接，车载T-BOX单元(4)与手持终端(5)进行无线通信；蓄电池传感单元(1)实时检测蓄电池(6)的电压、电流、温度和荷电状态SOC，并将其发送给BCM车身控制单元（2），在蓄电池(6)的寿命到期时，将报警信息发送到组合仪表单元(3)进行显示和/或将报警信息通过车载T-BOX单元(4)发送到手持终端(5)显示；其特征在于：所述汽车蓄电池老化预测系统被配置为能执行如权利要求1至10任一所述的汽车蓄电池老化预测方法的步骤。
12.一种车辆，其特征在于：采用如权利要求10所述的汽车蓄电池老化预测系统。
13.一种存储介质，其特征在于：其内存储有计算机可读程序，所述计算机可读程序被调用是能执行如权利要求1至10任一所述的汽车蓄电池老化预测方法的步骤。
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