用于确定车辆中电池状态的方法和仪器技术

一种用于确定车辆中电池状态的方法，所述方法包括：确定电池的初始温度和初始充电状态；控制初始充电状态SoC不超过预定阈值并且初始温度T不低于预定阈值；基于电池的初始温度和初始充电状态确定电流阈值；启动车辆的发动机；对电池进行预定充电时间段t1的充电；在充电时间段t1期间的两个预定时间点测量至电池的两个充电电流I1和I2；基于测量的充电电流在时间t3＝t1+t2确定预期的电流值；比较所述预期电流值与电流阈值；并且如果预期电流值低于电流阈值则确定电池有故障。

Method and apparatus for determining the state of a battery in a vehicle

A method for determining the battery state in the vehicle, the method includes determining the initial temperature and battery state of charge; control the initial state of charge SoC does not exceed a predetermined threshold and the initial temperature of T is not less than a predetermined threshold; the initial temperature and battery charging condition to determine the current threshold based on the vehicle's engine to start;; charging time T1 predetermined charging of the battery; two I1 charging current during the charging time of I2 and T1 two for a predetermined time point measurement to the battery; charging current measurement = t1+t2 is expected to determine the current value in time based on T3; comparing the current value of the expected current threshold; and if the expected current the current value is lower than the threshold to determine the battery fault.

【技术实现步骤摘要】
用于确定车辆中电池状态的方法和仪器
本专利技术涉及用于确定车辆中电池状态的方法和装置。
技术介绍
12V电池在历史上总是遭到与质保索赔相关的频繁更换，从而导致成本很高。对于为什么在过质保期之前更换电池总是有若干不同的原因。这些更换的主要原因之一是由于车间使用的电池测试方法的不精确判断。很难迅速地且不从车辆去除电池就执行电池测试。精确的电池测试方法典型地花几天时间并且需要较大的昂贵且固定的测试设备。手持电池检验器通常用于确定与质保索赔有关的电池健康，利用高频和低压来计算电池的阻抗。阻抗在某种程度上也用于确定电池的健康。然而，由于手持检测器不能给电池放电或充电，也没有考虑到温度或充电状态，因此不那么可靠。常规的手持检测器已经放弃了的基于实验室对电池的更彻底评估显示大部分电池仅低充电但仍然具有超出继续服务的足够容量。因此，期望提供一种用于确定车辆中电池状态的改进方法，从而避免在电池的实际寿命结束之前丢弃起作用的电池。US6,424,158公开了用于执行自动和快速诊断测试和使用与快速可变负载结合的充电器给电池充电的方法和系统。然而，所公开电池检验器得到的结果仍然不够精确。
技术实现思路
鉴于上述及其现有技术的其它缺陷，本专利技术的一个目的在于提供一种用于确定电池状态以减少被错误地丢弃的电池的数量的改进方法和系统。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于确定车辆中电池状态的方法，所述方法包括：确定电池的初始温度和初始充电状态(stateofcharge，简称SoC)；控制以使初始充电状态(SoC)不超过预定阈值并且初始温度T不低于预定阈值；基于电池的初始温度和初始充电状态计算电流阈值；启动车辆的发动机；对电池充电达预定充电时间段t1；在充电时间段t1期间的两个预定点处测量至电池的两个充电电流I1和I2；基于测量的充电电流，确定在时间t3＝t1+t2处的预期电流值；将预期电流值与电流阈值相比较；并且如果预期电流值低于电流阈值则确定电池有故障。本专利技术基于这样的认识：使用在计算某个预定充电循环之后的可接受阈值电流时考虑电池的初始充电状态和温度的方法能高精度地确定电池状态即电池是否健康。藉此，提供了一种不需要从车辆去除电池的迅速可靠的方法。对于特定的电池类型，假定SoC、T与阈值电流之间的关系是已知的，这将在下面进一步详述。当今电池通常装备有所谓的电池监控传感器(BatteryMonitorSensor，简称BMS)，其连续地监控电池的电压、电流和温度。BMS还可以例如通过在车辆运行期间将来自电池的电流累积来确定电池的SoC。通过利用可从BMS获得的信息，用于确定车辆中电池状态的更精确方法也可用于出于实际原因不能完成复杂和耗时测试的车间环境中。藉此，与当确定电池是否应当更换时在警告方面经常犯错误的之前方法相比，被错误地丢弃电池更少了。例如如果不能在发动机的启动阶段期间释放足够高的电流或如果能量储备低到不能支撑车辆运转时的所需功能，认为电池有故障。如果能够令人满意地工作至少一年并且更优选工作五年，认为电池是健康的。原则上，根据本专利技术各种实施例的方法可用在包括用于给电池充电的设备的任何车辆中。最通常地，所述方法旨在与包括能够给电池充电的内燃发动机的常规车辆中的12V和24V电池一起使用。根据本专利技术的一个实施例，所述方法可进一步包括：如果所述预期电流值高于电流阈值，则关闭所述发动机；对于所述电池，在预定时间段t4使用车辆电气系统负载产生恒定电流，在时间段t4之后测量电池电压；将测量的电池电压与预定电压阈值比较；并且如果测量的电池电压低于电压阈值则确定电池有故障。除了在充电之后能够提供足够的电流外，当电池受到负载时电池也应当能够提供足够的电压。因此，如果电池经过电池充电的第一阶段，则执行第二测试阶段，在第二测试阶段，电池受到负载并且藉此被放电，并且随后测量得到的电压以确保电池能够提供所需的电压。因此，如果电池经过所述方法的第一阶段(其可被称为充电阶段)和随后的阶段(其可被称为放电阶段)，则认为电池是健康的。在本专利技术的一个实施例中，充电阈值的初始状态可有利地低于或等于70％。如果充电状态高于大约70％，则电池可能更难接收充电，使得测试的充电阶段不可靠。因此，在启动测试之前确保充电状态不高于70％。如果确定充电状态过高，则负载可施加于电池直至充电状态降低至70％或更低。根据本专利技术的一个实施例，初始电池温度阈值可有利地大于或等于0℃。对于低于0℃的低电池温度，当施加负载并且电流来自电池时电池在接受充电和保持稳定电压这两方面都有困难。因此，如果电池的温度过低，则不启动测试。电池可因此被加热以使得能够开始测试。在本专利技术的一个实施例中，可在t1-10s时测量充电电流I1并且在t1时测量充电电流I2。藉此，在两次测量之间以固定时间段测量两个充电电流，使得能够确定在时间t3时的预期电流值。此外，t1可例如为2分钟(min)±10％并且t2可为1分钟(min)±10％。应注意到，上述时间段是示例，并且在其它时间执行所述方法是完全可能的，只要相应地调整所述方法的其它参数即可。根据本专利技术的一个实施例，可通过外推法(extrapolation)有利地计算预期电流值。在本专利技术的一个实施例中，电流阈值Ith被计算为Ith(SoC,T)＝p1+p2SoC+p3T+p4SoCT+p5T2+p6SoCT2+p7T3，其中，p1-p7是根据实验确定的参数。对于特定类型电池以及给定的初始充电和温度状态，在执行预定的充电阶段之后，参数p1-p7用于计算预期电流值。用于特定电池类型的参数能例如在执行更严格测试的实验室环境中获得。根据本专利技术的一个实施例，使用所述车辆的交流发电机执行电池的充电步骤。藉此，所述方法的执行可以不需要车辆外部的其它动力来源。可选地，也可使用DC/DC充电器。根据本专利技术的一个实施例，用于电池的电流负载有利地为20A±10％。电流负载应当是恒定的并且足够高以使得在当施加电流负载时且当交流发电机与电池断开时的放电阶段期间电池被放电至可测量的程度。根据本专利技术的一个实施例，t4是4分钟(min)±10％，并且预定电压阈值是11V。对于典型的12V电池，已经确定在近似4min的放电阶段之后电池电压高于或等于11V就指示了健康的电池。根据本专利技术的第二方面，提供了一种电池检测器，包括：被配置为连接于车辆的通信接口的通信接口；控制单元，被配置为与车辆通信以：确定电池的初始温度和初始充电状态；控制以使初始充电状态不超过预定阈值并且初始温度不低于预定阈值；启动车辆的发动机；对电池进行预定充电时间段t1的充电；在充电期间的两个预定时间点测量至电池的两个充电电流I1和I2；基于所测量的充电电流确定在时间t3＝t1+t2处的预期电流值；基于电池的初始温度和初始充电状态确定电流阈值；将预期电流值与电流阈值比较；并且如果预期电流值低于电流阈值则提供电池有故障的指示。根据本专利技术的一个实施例，电池检验器进一步被配置为：如果所述预期电流值高于电流阈值，则关闭所述发动机；在预定时间段t4利用车辆电气系统负载产生用于电池的恒定电流，在所述时间段t4之后测量电池电压；将所测得的电池电压与预定的电压阈值比较；并且如果所测得的电池电压低于电压阈值则提供电池有故障的指示。通常用于车间的电池检验器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定车辆中电池的状态的方法，所述方法包括：确定所述电池的初始温度T和初始充电状态SoC；控制以使所述初始温度不低于预定阈值并且所述初始充电状态不超过预定阈值；基于所述电池的所述初始温度和所述初始充电状态确定电流阈值Ith；启动所述车辆的发动机；对所述电池充电预定充电时间段t1；在所述充电时间段t1期间的两个预定时间点测量至所述电池的两个充电电流I1和I2；基于所测量的充电电流确定在时间t3＝t1+t2处的预期电流值；将所述预期电流值与所述电流阈值相比较；并且如果所述预期电流值低于所述电流阈值，则确定所述电池有故障。

【技术特征摘要】
2015.09.17 EP 15185633.31.一种用于确定车辆中电池的状态的方法，所述方法包括：确定所述电池的初始温度T和初始充电状态SoC；控制以使所述初始温度不低于预定阈值并且所述初始充电状态不超过预定阈值；基于所述电池的所述初始温度和所述初始充电状态确定电流阈值Ith；启动所述车辆的发动机；对所述电池充电预定充电时间段t1；在所述充电时间段t1期间的两个预定时间点测量至所述电池的两个充电电流I1和I2；基于所测量的充电电流确定在时间t3＝t1+t2处的预期电流值；将所述预期电流值与所述电流阈值相比较；并且如果所述预期电流值低于所述电流阈值，则确定所述电池有故障。2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：如果所述预期电流值高于所述电流阈值，则关闭所述发动机；在预定时间段t4使用车辆电气系统负载形成对于所述电池的恒定电流负载，在所述时间段t4之后测量电池电压；将所测量的电池电压与预定电压阈值相比较；并且如果所测量的电池电压低于所述预定电压阈值，则确定所述电池有故障。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述预定的初始充电状态阈值低于或等于70％。4.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，所述初始电池温度阈值大于或等于0℃。5.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，在t1-10s处测量所述充电电流I1并且在t1处测量所述充电电流I2。6.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，t1是2分钟±10％。7.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，t2是1分钟±10％。8.根据前述权利要求任意一项所述的方法，其中，通过外推法计...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·拉松，A·恩斯特伦，L·弗兰森，M·特恩格伦，F·福格尔贝里，P·托松，P·阿尔姆哈根，E·瓦尔，D·米迪霍尔姆，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：瑞典,SE