[发明专利]利用车辆起动期间的电池电压监测电池健康状态的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及对电池健康状态的监测。

背景技术

车辆的电力供应系统必须支持依靠电能运行的多种车辆功能。这些功能包括正常的车辆操纵装置和安全相关装置，例如后窗除雾器、防抱死制动/稳定系统、照明系统等。除这些装置以外，车辆的电力供应系统还支持舒适性、便利性和娱乐装置。一些实例包括：空气调节、加热的座椅、视频/音频系统、和附件出口便利装置(accessory outlet convenience device)。此外，随着新的线控技术(例如，线控转向、线控制动等)的出现，必定需要更多的来自车辆电力系统的电力。结果，各种车辆电气装置的不断增加的电力需求会缩短车辆电池的使用寿命。

电池中的电力消耗（drain）不仅与所使用电气装置的数量有关，而且与这些电气装置的电汲取(electrical draw)和用途有关。因此，车载电池状态监测系统试图确定电池会在什么时候失效。车载车辆健康状态(SOH)信息通常是由等效电路电池模型的模型参数导出的，该等效电路电池模型在起动（cranking）期间需要使用昂贵的电流传感器来测量大电流。这些方法在所选电池模型参数上使用恒定阈值来确定电池的寿命末期，但是由于电池类型、车辆起动系统和运行环境的变化，因此对该恒定阈值的校准是复杂的。

发明内容

实施例的优点是提供一种简单且具有成本效益的、基于车辆起动期间的电池电压信号的相应特征来监测电池健康状态以及确定电池寿命末期的方法和装置。

实施例构思了一种确定电池健康状态的方法。在发动机起动阶段开始时在与起动器接合相对应的第一次电压降发生时测量初始电池电压V1。在发动机起动阶段的剩余时间内，对电池电压进行监测。在发动机起动阶段的剩余时间内，确定最低电池电压V2。确定最低电池电压V2和在发动机起动阶段开始时的初始电池电压V1之间的电压差是否小于电压阈值。作为对电压差小于电压阈值的响应，确认为低的电池健康状态。

实施例构思了一种确定电池健康状态的方法。在发动机起动阶段开始时在起动器接合的瞬间测量初始电池电压V1。在发动机起动阶段期间确定第一电压峰值。在检测出第一电压峰值之时和发动机起动阶段结束之时之间的时间间隔内，确定最低电压V2。确定最低电压和初始电池电压之间的电压差。将该电压差与电压阈值进行比较。如果该电压差小于电压阈值，则确定该电池具有低的电池健康状态。作为对电压差小于电压阈值的响应，执行控制动作来确认低的电池健康状态。

附图说明

图1是根据实施例的确定电池健康状态的方法的流程图。

图2是在发动机起动阶段期间测量出的电池电压波形的实例。

图3是在发动机起动阶段期间测量出的电池电压波形的实例。

具体实施方式

电力供应系统包括电源(例如车辆电池)，用于保持储存能量，以便给各种车辆电气系统和部件提供能量。虽然该电力供应系统可以包括额外的用于在发动机运行时增加提供给车辆系统和部件的电力的发电部件(例如，交流发电机)，但主要是车辆电池负责在发动机起动阶段期间给起动车辆提供电力。

车辆起动系统通常包括但不限于：车辆电池、起动电动机、和点火开关。当把点火钥匙插入点火开关并将其转向起动位置时，电能给起动器内的电磁线圈提供能量，从而导致起动器小齿轮与发动机的飞轮啮合。起动电动机的小齿轮驱动飞轮以使车辆发动机起动。当发动机已起动时，放开点火钥匙，起动电动机的小齿轮从飞轮收回，由此终止发动机起动阶段。这被称为发动机起动阶段。

图1示出了确定车辆中电池的健康状态的实施例的方法的流程图。该方法通过监测发动机起动阶段期间的电池电压特性来确定电池健康状态。将起动器接合时的初始电池电压与在发动机起动阶段期间从电池获得的最低电压进行比较，提供了用于确定电池的功率容量(power capability)的数据。

在步骤10，确定是否存在发动机起动请求。可以通过监测起动器继电器或者提供识别发动机起动请求的信号的其他电气装置，来检测发动机起动请求。在步骤11，作为对检测到存在发动机起动请求的响应，在整个发动机起动阶段期间，对电池电压进行监测。在步骤12，在发动机起动过程期间在起动器接合时，在第一次电压降发生之后记录电池电压。第一次电压降通常是在给起动器线圈提供电力从而给起动器线圈提供能量之后发生。这可以被定义为在时刻T₁的初始电池电压V₁。