用于诊断电池平衡的故障的方法与流程

文档序号:11882859阅读:538来源:国知局

本发明涉及一种用于诊断电池平衡(cell balancing)的故障的方法,更具体涉及以下这种诊断电池平衡的故障的方法,该方法能够通过计算在先前行驶中计算的电池平衡剩余时间与在当前行驶中的电池平衡所需时间之间的时间差,来诊断电池平衡的操作故障。



背景技术:

通常情况下,使用以汽油或重油用作主要燃料的内燃机的车辆,会对空气污染造成一定影响。

因此,为了减少污染的产生,人们已做出很多努力来开发电动车辆或者混合动力车辆。

电动车辆是利用由电池输出的电能操作的电池电动机的车辆。

由于电动车辆利用由多个可充电的二次电池构成的一个电池组的蓄电池作为主要动力源,因此,电动车辆具有不存在废气且噪声减小的优势。

同时,混合动力车辆,作为使用内燃机的车辆与电动车辆中间阶段的车辆,使用两种或者多种动力源,例如内燃机和电池。

目前,人们已经开发出利用内燃机和燃料电池或者利用电池和燃料电池的混合动力车辆,其中,燃料电池通过在连续供应氢和氧时产生化学反应直接获得电能。

在如上所述的使用电池电动机的车辆中,为了改善动力源,将逐渐增加二次电池的数量,并且在电池管理系统(BMS)中需要能够有效管理彼此连接的多个电池和电池组的电池平衡的控制方法。

目前,在商用车辆中,当为了提供大量动力而将继电器与电动车辆中使用的电池组相连时,可以自然地平衡电池组之间的电压差。

然而,在现有技术中,难以控制电池平衡,因此电池组中的单元电池之间的电压差不会变小,并且在电池组中的单元电池之间产生电压差的情况下执行电池的充电和放电时,电池组中的单元电池之间的电压差会增大。



技术实现要素:

本发明致力于在完整保持现有技术优势的同时,解决现有技术中存在的上述问题。

本发明的一个方面提供一种用于诊断电池平衡的故障的方法,该方法能够通过计算在先前行驶中计算的电池平衡剩余时间与在当前行驶中的电池平衡所需时间之间的时间差,来诊断电池平衡的操作故障。

根据本发明的示例性实施例,一种在电池平衡电路中用于诊断电池平衡的故障的方法,该电池平衡电路使蓄电池的多个电池电压保持恒定,该方法包括以下步骤:第一步,通过在先前行驶中的电池平衡所需时间和电池平衡执行时间,计算电池平衡剩余时间;第二步,在第一步之后,确认在当前行驶中的电池平衡所需时间;第三步,计算第二步的电池平衡所需时间与第一步的电池平衡剩余时间之间的时间差;以及第四步,通过在第三步中计算的时间差来确定是否发生故障。

用于诊断电池平衡的故障的方法,在第一步之前还包括:第1-1步,确定电池平衡进入条件,即最小电池电压和不同电池之间的电压差是否为预定水平以上。

在第一步中,可以通过从电池平衡所需时间中减去电池平衡执行时间来计算电池平衡剩余时间。

在第三步中,可以通过从电池平衡所需时间中减去电池平衡剩余时间来计算时间差。

在第四步中,在时间差处于预定范围内的情况下,确定电池平衡正常;在时间差超出预定范围的情况下,确定电池平衡异常。

在预定范围内,以电池平衡执行时间为基准,当时间差为90%以上时,确定电池平衡未被操作;当时间差为-300%以下时,确定电池平衡被过度操作。

以电池平衡执行时间为基准,当时间差超过-300%且小于90%时,确定电池平衡被正常操作。

用于诊断电池平衡的故障的方法,在第四步确定已经发生故障之后还包括:第五步,确定是否在三个行驶循环内连续发生故障。

用于诊断电池平衡的故障的方法,还包括以下步骤:第六步,在第五步中,在三个行驶循环内未连续发生故障的情况下,重新控制电池平衡;以及第七步,在第五步中,在三个行驶循环内连续发生故障的情况下,诊断已发生电池平衡的故障。

其中在第四步中未发生故障的情况下,执行电池平衡执行步骤、点火装置关闭步骤、电池平衡结束步骤、以及电池平衡剩余时间储存步骤。

根据本发明的另一个示例性实施例,一种在电池平衡电路中用于诊断电池平衡的故障的方法,该电池平衡电路使蓄电池的多个电池电压保持恒定,该方法包括以下步骤:第一步,在确定电池平衡进入条件,即最小电池电压和不同电池之间的电压差是否处于预定水平以上,的第1-1步之后,当满足电池平衡进入条件时,通过从在先前行驶中的电池平衡所需时间中减去先前行驶中的电池平衡执行时间,计算电池平衡剩余时间;第二步,在第一步之后,确认当前行驶中的电池平衡所需时间;第三步,从第二步的电池平衡所需时间中减去第一步的电池平衡剩余时间来计算时间差;以及第四步,通过在第三步中计算的时间差处于预定范围的情况下确定电池平衡正常,在时间差超出预定范围的情况下确定电池平衡异常,从而确定是否发生故障。

在第四步中,当计算出的时间差处于预定范围内时,以电池平衡执行时间为基准,当时间差为90%以上时,确定电池平衡未被操作;时间差为-300%以下时,确定电池平衡被过度操作;时间差超过-300%且小于90%时,确定电池平衡被正常操作。

附图说明

从下文结合附图进行的详细描述中,本发明的上述及其他目的、特征和优势都将变得更加显而易见。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的用于诊断电池平衡的故障的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。

如图1所示,根据本发明的示例性实施例的用于诊断电池平衡故障的方法可包括:第一步(S10),在电池平衡电路中计算先前行驶中的电池平衡剩余时间;第二步(S20),确认在当前行驶中的电池平衡所需时间;第三步(S30),计算电池平衡所需时间与电池平衡剩余时间之间的时间差;以及第四步(S40),利用时间差确定是否已经发生故障。

电池平衡是指用于混合动力车辆的蓄电池的多个电池电压保持恒定,本发明涉及一种用于诊断电池平衡的故障的方法。

如图1所示,第一步(S10)可以是通过车辆的先前行驶中的电池平衡所需时间和电池平衡执行时间来计算电池平衡剩余时间的步骤。

此处,在第一步(S10)中,可以通过从电池平衡所需时间中减去电池平衡执行时间,来计算电池平衡剩余时间。

同时,在第一步(S10)之前,可经历第1-1步(S11),确定电池平衡进入条件即最小电池电压和不同的电池单元之间的电压差是否处于预定水平以上,并且当满足电池平衡进入条件时,前进到第一步(S10)。

第二步(S20)可以是在第一步(S10)之后,确认当前行驶中的电池平衡所需时间的步骤。

第三步(S30)可以是计算第二步(S20)的电池平衡所需时间与第一步(S10)的电池平衡剩余时间之间的时间差的步骤。

此处,在第三步(S30)中,可通过从电池平衡所需时间中减去电池平衡剩余时间来计算时间差。

第四步(S40)可以是通过在第三步(S30)中计算的时间差来确定是否发生故障的步骤。

此处,在第四步(S40)中,在时间差处于预定范围内的情况下,确定电池平衡正常;并且在时间差超出预定范围的情况下,确定电池平衡异常。

此处,用于确定正常和异常的预定范围为,以电池平衡执行时间为基准,当时间差为90%以上时,可以确定电池平衡未被操作(operate);当时间差为-300%以下时,可确定电池平衡被过度操作;当时间差超过-300%且小于90%时,可确定电池平衡正常操作。

表1示出与时间差有关的电池平衡的故障的诊断。

[表1]

同时,当在第四步(S40)之后,当确定已发生电池平衡的故障时,上述过程可前进到第五步(S50),确定是否在三个行驶循环中连续发生电池平衡的故障,从而确认电池平衡的故障是由软件引起的逻辑错误还是由硬件引起的故障。

此处,在用于诊断电池平衡的故障的方法中,如果在第五步(S50)中未在三个行驶循环内连续发生电池平衡的故障,则还可包括重新控制电池平衡的第六步(S60),并且在第五步(S50)中,在三个行驶循环内连续发生电池平衡故障的情况下,上述方法还可包括最终诊断发生电池平衡的故障的第七步(S70)。

即,在少于三个行驶循环的行驶循环内发生电池平衡故障的情况下,可以确定电池平衡的故障是由软件引起的控制逻辑错误,因此可以重新控制电池平衡。在三个以上行驶循环内连续发生电池平衡的故障的情况下,可确定电池平衡的故障是由硬件引起的电池平衡的故障,因此可以通过服务灯向驾驶者通知故障。

在本发明中,在检测到电池平衡的异常操作时,可通过操作控制,重新驱动或者强制结束电池平衡的执行,因此可以防止电路因高温而被烧坏,并且确保电池平衡的正常操作。

同时,在第四步(S40)中未发生电池平衡故障的情况下,可执行电池平衡执行步骤、IG关闭(点火装置关闭)步骤、电池平衡结束步骤,以及电池平衡剩余时间储存步骤。

如上所述,根据本发明的示例性实施例的混合动力车辆的在使蓄电池的多个电池电压保持恒定的电池平衡电路中,用于诊断电池平衡的故障的方法可包括:第一步(S10),在第1-1步(S11),确定电池平衡进入条件,即最小电池电压和不同单电池之间的电压差是否为预定水平以上之后,在满足电池平衡进入条件时,从先前行驶中的电池平衡所需时间中减去先前行驶中的电池平衡执行时间来计算电池平衡剩余时间;第二步(S20),在第一步(S10)之后,确认在当前行驶中的电池平衡所需时间;第三步(S30),通过从第二步(S20)的电池平衡所需时间中减去第一步(S10)的电池平衡剩余时间来计算时间差;以及第四步(S40),通过在第三步(S30)中计算的时间差处于预定范围内的情况下确定电池平衡正常,并且在时间差超出预定范围的情况下确定电池平衡异常的过程,来确定是否已经发生故障。

如上所述,根据本发明的示例性实施例,由于可以在不增加单独硬件的情况下,利用现有逻辑来诊断电池平衡操作是否异常,因此,可确保电池平衡控制的稳定性,可确定电池平衡的故障是否是由软件的逻辑错误导致的故障,还是由硬件的异常导致的故障,可在故障发生时强制结束电池平衡的执行,从而防止由于高温烧坏或点燃组件,因此能够提高稳定性,并且可防止由于电池平衡逻辑或电路的故障导致的电池电压之间的过大差,从而防止电池组的性能的劣化并且提高市销性。

在上文中,尽管本发明已经参考示例性实施例和附图进行了描述,但是本发明不限于此,在不违背在所附权利要求中所要求的本发明的精神和范围的情况下,可由本发明所属领域内的技术人员做出各种修改和变化。

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