用于電池電壓的基于模型的診斷的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請總體上設(shè)及診斷電池電壓測量。
【背景技術(shù)】
[0002] 電動車輛和混合動力電動車輛包括牽引電池，W提供并儲存用于車輛推進的能 量。牽引電池可W包括多個單獨的電池單元。電池單元和/或牽引電池的電壓可W被測量 并被用于計算其他的電池特性，諸如荷電狀態(tài)（SOC)和功率容量。測量的電壓還可W用于 防止?fàn)恳姵氐倪^度充電和過度放電。
[0003] 由于測量的電壓是用于控制牽引電池的關(guān)鍵量，因此許多系統(tǒng)診斷電池電壓測量 問題?？蒞通過控制器進行電壓測量?？刂破骺蒞具有用于測量并轉(zhuǎn)換電壓的適當(dāng)?shù)碾娐贰?各種電阻值和電容值可W被配置為對電壓進行濾波和測量。被濾波和測量的電壓可W被輸 入到模數(shù)（AD)轉(zhuǎn)換器中W被轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。該些組件中的任意一個組件可W導(dǎo)致致使測 量的電壓值不正確的問題?？赡艿膯栴}可W包括組件的短路或間斷連接。該會導(dǎo)致測量的 電壓值的突變。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 一種車輛包括具有多個電池單元的牽引電池和至少一個控制器。所述至少一個控 制器被配置為：當(dāng)測量的電壓和基于阻抗參數(shù)估計的電壓之間的差的幅值小于或等于預(yù)定 值時，在多個時間步長基于測量的電壓輸出阻抗參數(shù)；當(dāng)測量的電壓和基于阻抗參數(shù)估計 的電壓之間的差的幅值大于預(yù)定值時，基于來自所述時間步長中選擇的先前的一個時間步 長的阻抗參數(shù)估計值輸出阻抗參數(shù)。所述至少一個控制器還可W被配置為；響應(yīng)于在大于 預(yù)定數(shù)量的時間步長內(nèi)，測量的電壓和基于阻抗參數(shù)估計的電壓之間的差的幅值大于預(yù)定 值而輸出診斷標(biāo)志。所述時間步長中選擇的所述先前一個時間步長可W是測量的電壓和基 于阻抗參數(shù)估計的電壓之間的差的幅值小于或等于所述預(yù)定值的最近的時間步長。所述至 少一個控制器還可W被配置為；還基于測量的電流輸出阻抗參數(shù)。所述至少一個控制器還 被配置為：當(dāng)所述幅值大于預(yù)定值并且所述差指示電壓改變不同于通過測量的電流的改變 指示的預(yù)期電壓改變時，基于來自所述時間步長中選擇的所述先前一個時間步長的阻抗參 數(shù)估計值輸出阻抗參數(shù)。
[0005] 一種車輛包括具有多個電池單元的牽引電池和至少一個控制器。所述至少一個控 制器被配置為：響應(yīng)于在預(yù)定數(shù)量的時間步長內(nèi)，在多個時間步長中的每個時間步長測量 的電池單元電壓和基于阻抗參數(shù)估計的電池單元電壓之間的差的幅值大于預(yù)定值，而輸出 診斷標(biāo)志。預(yù)定數(shù)量的時間步長可W是非連續(xù)的。所述至少一個控制器還可W被配置為：當(dāng) 所述差小于或等于預(yù)定值時，在多個時間步長基于測量的電池單元電壓估計阻抗參數(shù)。所 述至少一個控制器還可W被配置為；當(dāng)所述差大于預(yù)定值時，在多個時間步長基于來自所 述時間步長中選擇的先前一個時間步長的阻抗參數(shù)估計阻抗參數(shù)。所述時間步長中選擇的 所述先前一個時間步長可W是所述差小于或等于預(yù)定值的最近的時間步長。所述至少一個 控制器還可w被配置為：基于電池單元的等效電路模型來估計阻抗參數(shù)和所估計的電池單 元電壓。所述至少一個控制器還可W被配置為；還響應(yīng)于在預(yù)定數(shù)量的時間步長內(nèi)所述差 指示電壓改變不同于通過測量的電流的改變指示的預(yù)期電壓改變，輸出診斷標(biāo)志。
[0006] 一種電池電壓估計的方法包括；在多個時間步長通過控制器測量電壓；當(dāng)測量的 電壓和基于阻抗參數(shù)估計值的估計的電壓之間的差的幅值小于或等于預(yù)定值時，基于阻抗 參數(shù)估計值輸出估計的電壓；當(dāng)所述差的幅值大于預(yù)定值時，基于來自所述時間步長中選 擇的先前一個時間步長的阻抗參數(shù)輸出估計的電壓。所述方法還可W包括；響應(yīng)于在預(yù)定 數(shù)量的時間步長內(nèi)所述差的幅值大于預(yù)定值而輸出診斷標(biāo)志。當(dāng)所述差的幅值小于或等于 預(yù)定值時，阻抗參數(shù)估計值可W基于測量的電壓。所述方法還可W包括；測量電池電流，其 中，當(dāng)所述差的幅值小于或等于預(yù)定值時，阻抗參數(shù)估計值還基于測量的電池電流。所述方 法還可W包括；當(dāng)所述差的幅值大于預(yù)定值并且所述差指示電壓改變不同于通過電池電流 的改變指示的預(yù)期電壓改變時，基于來自所述時間步長中選擇的所述先前一個時間步長的 阻抗參數(shù)估計值輸出估計的電壓。所述時間步長中選擇的所述先前一個時間步長可W是所 述差的幅值小于或等于預(yù)定值的時間步長中的最近的一個時間步長。所述方法還可W包 括：基于電池的等效電路模型在所述多個時間步長估計阻抗參數(shù)并估計電壓。所述方法還 可W包括；響應(yīng)于W下情況中的至少一種而輸出診斷標(biāo)志；在放電期間，在預(yù)定數(shù)量的時 間步長內(nèi)電池開路電壓小于測量的電壓；在充電期間，在預(yù)定數(shù)量的時間步長內(nèi)電池開路 電壓大于測量的電壓。
【附圖說明】
[0007] 圖1是示出了典型的動力傳動系統(tǒng)和儲能組件的混合動力車輛的示圖。
[000引 圖2是由多個電池單元組成并由電池能量控制模塊監(jiān)測和控制的可能的電池組 布置的示圖。
[0009] 圖3是示例的電池單元等效電路的示圖。
[0010] 圖4是示出對于典型的電池單元的可能的開路電壓（Voc)相對于電池荷電狀態(tài) (S0C)的關(guān)系的曲線圖。
[0011] 圖5是示出電流和測量的電壓隨時間的可能的性能的曲線圖。
[0012] 圖6是示出在從圖5的曲線圖選擇的時間間隔內(nèi)的電流和測量的電壓的可能的性 能的曲線圖。
[0013] 圖7是示出用于檢測電壓測量診斷的操作的可能的順序的流程圖。
[0014] 圖8是示出用于診斷電壓測量條件的可能的系統(tǒng)的框圖。
【具體實施方式】
[0015] 根據(jù)需要，將本發(fā)明的詳細(xì)實施例公開于此；然而，將要理解的是，所公開的實施 例僅是本發(fā)明的可各種方式和替換方式實施的示例。附圖不必然按比例繪制；一些特 征可W被夸大或縮小W示出特定組件的細(xì)節(jié)。因此，在此所公開的特定結(jié)構(gòu)性和功能性細(xì) 節(jié)不被解釋為是限制性的，而僅作為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員W不同方式采用本發(fā)明的典 型性基礎(chǔ)。
[0016] 在此描述了本公開的實施例。然而，應(yīng)理解的是，公開的實施例僅為示例，并且其 他實施例可采用多種和替代的形式。附圖不一定按比例繪制；可放大或最小化一些特征w示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而僅作為 用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員W多種形式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 將理解的是，參照任一附圖示出和描述的多種特征可與一個或更多個其他附圖中示出的特 征組合W產(chǎn)生未明確示出或描述的實施例。示出的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表性 實施例。然而，與本公開的教導(dǎo)一致的特征的多種組合和修改可期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤?br>[0017]圖1描繪了典型的插電式混合動力電動車輛她V)。典型的插電式混合動力電動 車輛12可W包括機械地連接到混合動力傳動裝置16的一個或更多個電機14。電機14可 W能夠作為馬達或發(fā)電機運轉(zhuǎn)。另外，混合動力傳動裝置16機械地連接到發(fā)動機18?；?合動力傳動裝置16還機械地連接到驅(qū)動軸20,驅(qū)動軸20機械地連接到車輪22。當(dāng)發(fā)動機 18開啟或關(guān)閉時，電機14可W提供推進和減速能力。電機14還用作發(fā)電機，并且能夠通 過回收在摩擦制動系統(tǒng)中通常將作為熱損失掉的能量來提供燃料經(jīng)濟效益。通過允許發(fā)動 機18W更有效的速度運轉(zhuǎn)并允許混合動力電動車輛12在特定狀況下隨著發(fā)動機18關(guān)閉 而W電動模式運轉(zhuǎn)，電機14還可W減少車輛排放。
[001引牽引電池或電池組24儲存可W被電機14使用的能量。車輛電池組24通常提供 高電壓DC輸出。牽引電池24電連接到一個或更多個電力電子模塊。一個或更多個接觸器 42在斷開時可W使?fàn)恳姵?4與其他組件隔離，并在閉合時使?fàn)恳姵?4連接到其他組 件。電力電子模塊26還電連接到電機14,并且提供在牽引電池24和電機14之間的雙向傳 輸能量的能力。例如，典型的牽引電池24可W提供DC電壓，而電機14可W使用S相AC電 流W運轉(zhuǎn)。電力電子模塊26可W將DC電壓轉(zhuǎn)換為被電機14使用的S相AC電流。在再生 模式下，電力電子模塊26可朗尋來自用作發(fā)電機的電機14的S相AC電流轉(zhuǎn)換為被牽引電 池24使用的DC電壓。在此的描述同樣適用于純電動車輛。對于純電動車輛，混合動力傳 動裝置16可W是連接到電機14的齒輪箱，并且發(fā)動機18可W不存在。
[0019] 牽引電池24除了提供用于推進的能量之外，還可W提供用于其他車輛電氣系統(tǒng) 的能量。車輛可W包括DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊28,DC/DC轉(zhuǎn)換器模塊28將牽引電池24的高電 壓DC輸出轉(zhuǎn)換為與其他車輛負(fù)載兼容的低