許一些電壓波動(dòng)但不超 過(guò)預(yù)定數(shù)量，診斷功能可W防止虛假指示。當(dāng)檢測(cè)到的電壓波動(dòng)的數(shù)量超過(guò)預(yù)定數(shù)量時(shí)，可 W輸出診斷標(biāo)志。
[0077] 圖7描繪了用于電池測(cè)量診斷系統(tǒng)300診斷電池電壓傳感器問(wèn)題的可能的流程 圖。上述EKF或一些其他的估計(jì)方案可W在控制器中被實(shí)施并用于產(chǎn)生阻抗參數(shù)估計(jì)值。 在診斷電壓測(cè)量問(wèn)題中的第一步驟302可W用于檢查估計(jì)模型是否收斂。該可W指示參數(shù) 估計(jì)值接近于真實(shí)值?？蒞通過(guò)將模型輸出與測(cè)量的值進(jìn)行比較來(lái)檢查收斂。如果經(jīng)過(guò)預(yù) 定的時(shí)間段，在模型輸出和測(cè)量的值之間的差的幅值低于預(yù)定值，則估計(jì)值可W被認(rèn)為已 收斂。例如，可W使用測(cè)量的端電壓和估計(jì)的端電壓。
[007引如果參數(shù)估計(jì)值已收斂，則可W從阻抗參數(shù)估計(jì)值計(jì)算估計(jì)的端電壓（304)?？蒞根據(jù)使用來(lái)自EKF的估計(jì)的狀態(tài)的等式（18)計(jì)算電池單元或電池組的端電壓。V。。的值可 W被得出作為SOC的函數(shù)或可W被估計(jì)為估計(jì)模型的一部分。
[0079] 在測(cè)量的端電壓和估計(jì)的端電壓之間的差的幅值可W被計(jì)算并與闊值進(jìn)行比較 (306)。如果所述差的幅值大于預(yù)定闊值e_max，則異常的電壓測(cè)量可存在。在該種情況下， 可W更新診斷估計(jì)器0 (308)。診斷估計(jì)器可W是積累時(shí)間步長(zhǎng)的數(shù)量的計(jì)數(shù)器，在所述時(shí) 間步長(zhǎng)中，所述差的幅值超過(guò)預(yù)定幅值。每當(dāng)所述差的幅值大于預(yù)定闊值e_max時(shí)，診斷估 計(jì)器可W遞增。診斷估計(jì)器可W保持對(duì)所述差的幅值超過(guò)預(yù)定闊值的時(shí)間步長(zhǎng)的數(shù)量的累 加計(jì)數(shù)?？蛇x擇地，當(dāng)所述差的幅值小于或等于預(yù)定闊值時(shí)，診斷估計(jì)器可W遞減或重置。
[0080] 可如下的等式形式來(lái)表達(dá)更新過(guò)程。
[0084] 可W將診斷估計(jì)器0與闊值進(jìn)行比較（310)。當(dāng)診斷估計(jì)器0大于校準(zhǔn)值E時(shí)， 可W報(bào)告電池電壓測(cè)量診斷標(biāo)志（310)。電壓測(cè)量診斷標(biāo)志可被用于向操作者提醒存在問(wèn) 題。電壓測(cè)量診斷標(biāo)志還可W觸發(fā)在非易失性存儲(chǔ)器中的診斷代碼的存儲(chǔ)W便隨后檢索。
[0085] 診斷估計(jì)器可W基于差而遞增，所述差指示電壓的改變不同于基于電流的改變的 預(yù)期的電壓的改變。例如，在正常狀態(tài)下，增加的充電電流（例如，流入電池的電流）或減 少的放電電流（例如，從電池流出的電流）可W引起上升的電壓。測(cè)量的電流可W實(shí)際指 示減小的充電電流或增加的放電電流。可W通過(guò)電壓差和測(cè)量的電流的非匹配行為使針對(duì) 診斷估計(jì)器的遞增條件符合。當(dāng)電壓的改變和電流測(cè)量值的改變不匹配時(shí)，更有可能存在 電壓測(cè)量診斷狀況。
[0086] 診斷估計(jì)器還可W基于針對(duì)預(yù)定時(shí)間步長(zhǎng)的電池開路電壓和電池端電壓之間的 失配而遞增。例如，當(dāng)電池正在放電并且開路電壓小于端電壓時(shí)，診斷估計(jì)器可W遞增。當(dāng) 電池正在充電并且開路電壓大于端電壓時(shí)，診斷估計(jì)器也可W遞增。
[0087] 當(dāng)診斷估計(jì)器0還未大于校準(zhǔn)值E時(shí)，電池電壓估計(jì)可W繼續(xù)運(yùn)行。在該種情況 下，系統(tǒng)可W固定阻抗參數(shù)值（312)，而不是使用來(lái)自當(dāng)前的時(shí)間步長(zhǎng)的阻抗參數(shù)估計(jì)值。 系統(tǒng)可W將阻抗參數(shù)值固定為來(lái)自選擇的先前的時(shí)間步長(zhǎng)的阻抗參數(shù)值，在選擇的先前的 時(shí)間步長(zhǎng)中，差的幅值小于或等于預(yù)定闊值。選擇的先前的時(shí)間步長(zhǎng)可W是差的幅值小于 或等于預(yù)定闊值的最近的時(shí)間步長(zhǎng)。用于估計(jì)V2的EKF等式可W表達(dá)為：
[00 能]
(21)
[0089] 其中，值n是大于或等于零的整數(shù)，使得
[0090]
(22)
[0091] 控制器可W使用來(lái)自最后的執(zhí)行間隔的估計(jì)的阻抗參數(shù)值，在所述執(zhí)行間隔中， 電壓測(cè)量未呈現(xiàn)任何的電壓測(cè)量診斷狀態(tài)。在電壓測(cè)量診斷狀態(tài)下，因?yàn)橛捎诋惓５碾妷?測(cè)量使得估計(jì)阻抗參數(shù)的任何嘗試可能不準(zhǔn)確，所W阻抗參數(shù)可W被暫時(shí)凍結(jié)。除了凍結(jié) 所述值之外，系統(tǒng)可W暫時(shí)暫停執(zhí)行參數(shù)估計(jì)算法。
[0092] 如果差的幅值小于或等于預(yù)定闊值e_max，則電壓測(cè)量可W正確地運(yùn)行。在該種情 況下，系統(tǒng)可W繼續(xù)如描述的使用EKF估計(jì)阻抗參數(shù)（314)?？蒞使用EKF估計(jì)參數(shù)，并可 W使用估計(jì)的阻抗參數(shù)來(lái)估計(jì)電壓。
[0093] 在控制器被加電的同時(shí)，描述的邏輯可W被執(zhí)行?？刂破鲾嚯姞顟B(tài)可W被檢查 (316)。在點(diǎn)火循環(huán)（例如，鑰匙在點(diǎn)火器中化eyinignition))期間，控制器可W被視為 被加電。此外，電池控制器可W在其他的狀態(tài)下運(yùn)行，加電狀態(tài)可W被視為電池控制器活躍 的任意時(shí)間。當(dāng)電池控制器已經(jīng)斷電時(shí)，邏輯可W停止執(zhí)行（320)。
[0094] 圖8描繪了電池電壓測(cè)量診斷系統(tǒng)400的框圖。系統(tǒng)可W實(shí)施擴(kuò)展卡爾曼濾波器 408來(lái)估計(jì)阻抗參數(shù)和系統(tǒng)電壓。濾波器中的輸入可W是S0C410、電池溫度412、測(cè)量的 電池電流414和電池電壓測(cè)量值416。電池電壓測(cè)量值416可W是電池單元電壓或整個(gè)電 池組的電壓。附加的輸入426可W是指示在當(dāng)前的時(shí)間步長(zhǎng)期間阻抗參數(shù)不應(yīng)被更新的輸 入。附加的輸入426還可W指示阻抗參數(shù)應(yīng)該被固定在先前值。濾波器408的輸出418可 W是估計(jì)的阻抗參數(shù)和估計(jì)的系統(tǒng)電壓。該些值可W被輸入到可W輸出電池或電池單元的 端電壓（420)的電壓估計(jì)器402。求和元件404可W提供作為估計(jì)的電壓和測(cè)量的電壓之 間的差的輸出（422)。然后可W如先前描述地處理所述差（406)。所述差的幅值可W與預(yù) 定闊值進(jìn)行比較。如果在大于預(yù)定時(shí)間或大于預(yù)定數(shù)量的時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，所述幅值在預(yù)定闊 值之上，則可W輸出電壓測(cè)量診斷（424)。另外，當(dāng)所述幅值大于預(yù)定闊值時(shí)，可W輸出輸出 信號(hào)（426)W將阻抗參數(shù)固定在先前值。
[0095] 當(dāng)在電壓測(cè)量中存在異常時(shí)，描述的方案可W通過(guò)呈現(xiàn)參數(shù)估計(jì)來(lái)改善參數(shù)估計(jì) 方案的性能。通過(guò)現(xiàn)有的診斷功能不容易檢測(cè)諸如電壓測(cè)量尖峰的狀況。可W在控制器中 利用附加的硬件元件來(lái)實(shí)施檢測(cè)方案。可W通過(guò)該個(gè)電壓測(cè)量的附加處理來(lái)提高車輛和電 池的性能。
[0096] 盡管在上面描述了示例性實(shí)施例，但是該些示例性實(shí)施例并不意在描述本發(fā)明的 所有可能的形式。相反，在說(shuō)明書中使用的詞語(yǔ)是描述性詞語(yǔ)而非限制性詞語(yǔ)，應(yīng)理解的 是，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行各種改變。另外，可組合多種實(shí)施方式 的實(shí)施例的特征，W形成本發(fā)明的進(jìn)一步的實(shí)施例。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種車輛，包括： 牽引電池，包括多個(gè)電池單元；以及 至少一個(gè)控制器，被配置為：（i)當(dāng)測(cè)量的電壓和基于阻抗參數(shù)估計(jì)的電壓之間的差 的幅值小于或等于預(yù)定值時(shí)，在多個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)基于測(cè)量的電壓輸出阻抗參數(shù)；（ii)當(dāng)測(cè)量 的電壓和基于阻抗參數(shù)估計(jì)的電壓之間的差的幅值大于預(yù)定值時(shí)，基于來(lái)自所述時(shí)間步長(zhǎng) 中選擇的先前一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的阻抗參數(shù)估計(jì)值輸出阻抗參數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為：響應(yīng)于在大于 預(yù)定數(shù)量的時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)，測(cè)量的電壓和基于阻抗參數(shù)估計(jì)的電壓之間的差的幅值大于預(yù)定 值，而輸出診斷標(biāo)志。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述時(shí)間步長(zhǎng)中選擇的所述先前一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng) 是測(cè)量的電壓和基于阻抗參數(shù)估計(jì)的電壓之間的差的幅值小于或等于預(yù)定值的最近的時(shí) 間步長(zhǎng)。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的車輛，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為：還基于測(cè)量的 電流輸出阻抗參數(shù)。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的車輛，其中，所述至少一個(gè)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(guò)測(cè)量的電流的改變指示的預(yù)期電壓改變時(shí)， 基于來(lái)自所述時(shí)間步長(zhǎng)中選擇的所述先前一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的阻抗參數(shù)估計(jì)值輸出阻抗參數(shù)。
【專利摘要】公開了一種用于電池電壓的基于模型的診斷。一種混合動(dòng)力車輛或電動(dòng)車輛包括牽引電池。電池測(cè)量診斷系統(tǒng)對(duì)測(cè)量的電壓和估計(jì)的電壓進(jìn)行比較。估計(jì)的電壓基于阻抗參數(shù)估計(jì)值和電池的等效電路模型。當(dāng)測(cè)量的電壓和估計(jì)的電壓之間的差的幅值大于閾值時(shí)，阻抗參數(shù)估計(jì)值基于來(lái)自先前的時(shí)間步長(zhǎng)的阻抗參數(shù)估計(jì)值。如果在預(yù)定數(shù)量的時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)所述幅值超過(guò)閾值，則輸出電壓測(cè)量診斷標(biāo)志。這樣的邏輯使電壓測(cè)量尖峰對(duì)估計(jì)的大小的影響最小化，并且可以向操作者指示上述狀況。
【IPC分類】G01R31/36
【公開號(hào)】CN104977543
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510163067
【發(fā)明人】王旭, 常曉光
【申請(qǐng)人】福特全球技術(shù)公司
【公開日】2015年10月14日
【申請(qǐng)日】2015年4月8日
【公告號(hào)】DE102015206048A1, US20150285867