用于识别电池衰减的系统和方法与流程

本申请总体上涉及一种用于估计随时间变化的电池容量的系统。

背景技术：

混合动力车辆和电动车辆包括用于将储存的电能提供用于推进和其它车辆功能的高电压牵引电池。牵引电池的性能可随时间而变化。例如，可由牵引电池储存的能量的最大量通常随时间而减小。

技术实现要素：

在一些配置中，一种车辆电力系统包括控制器，所述控制器被配置为：根据电池容量估计值来操作电池，并且响应于电池荷电状态变化的基于电流的估计值与电池荷电状态变化的基于电压的估计值之间的差超过幅值阈值达到预定次数，基于多个所述差的平均值来改变所述电池容量估计值。

一些配置可包括以下特征中的一个或更多个。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：基于电池电流在关联的时间间隔上的积分以及电池容量估计值，对所述基于电流的估计值进行更新。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：基于与先前的点火周期关联的第一荷电状态值和与当前点火周期关联的第二荷电状态值之间的差，对所述基于电压的估计值进行更新。在所述车辆电力系统中，所述控制器配置为：测量先前的点火周期开始时的第一开路电压并且基于第一开路电压对第一荷电状态值进行估计，测量当前点火周期开始时的第二开路电压并且基于第二开路电压对第二荷电状态值进行估计。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：基于根据所述电池容量估计值而选择的多个特性曲线中的一个，对第一荷电状态值和第二荷电状态值进行估计。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：输出基于所述电池容量估计值的电池老化指示。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：将所述电池老化指示输出为所述电池容量估计值与寿命开始电池容量的比值。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：保存针对预定最大数量的时间间隔的多个所述差，其中，所述预定次数占所述预定最大数量的预定百分比。

在一些配置中，一种方法包括：响应于电池荷电状态变化的基于电流的估计值与电池荷电状态变化的基于电压的估计值之间的差超过幅值阈值达到预定次数，通过控制器改变电池容量估计值。所述方法还包括：根据所述电池容量估计值，通过控制器操作车辆的牵引电池。

一些配置可包括以下特征中的一个或更多个。所述方法可包括：根据电池电流在关联的时间间隔上的积分与所述电池容量估计值的商，通过控制器对所述基于电流的估计值进行更新。所述方法可包括：根据与先前的点火周期关联的第一荷电状态值和与当前点火周期关联的第二荷电状态值之间的差，通过控制器对所述基于电压的估计值进行更新。所述方法可包括：通过控制器输出基于所述电池容量估计值的电池老化指示。所述方法可包括：通过控制器保存针对预定最大数量的间隔时间的多个所述差，其中，所述预定次数占所述预定最大数量的预定百分比。

在一些配置中，一种车辆电力系统包括控制器，所述控制器被配置为：基于电池容量估计值输出电池老化指示，并且响应于电池荷电状态变化的基于电流的估计值与电池荷电状态变化的基于电压的估计值之间的差超过幅值阈值预定次数，基于多个所述差的平均值来改变所述电池容量估计值。

一些配置可包括以下特征中的一个或更多个。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：将所述电池老化指示输出为所述电池容量估计值与寿命开始电池容量的比值。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：基于电池电流在关联的时间间隔上的积分和所述电池容量估计值，对所述基于电流的估计值进行更新。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：基于与先前的点火周期关联的第一荷电状态值和与当前点火周期关联的第二荷电状态值之间的差，对所述基于电压的估计值进行更新。在所述车辆电力系统中，所述控制器还配置为：测量先前的点火周期开始时的第一开路电压并且基于第一开路电压对第一荷电状态值进行估计，测量当前点火周期开始时的第二开路电压并且基于第二开路电压对第二荷电状态值进行估计。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：基于根据所述电池容量估计值而选择的多个特性曲线中的一个，对第一荷电状态值和第二荷电状态值进行估计。在所述车辆电力系统中，所述控制器被配置为：选择将开路电压与荷电状态关联的多个特性曲线中的一个以用于操作牵引电池，并且响应于与当前选择的特性曲线关联的差超过与下一个寿命阶段的特性曲线关联的差达到所述预定次数，选择所述下一个寿命阶段的特性曲线以用于操作牵引电池。

附图说明

图1是示出典型的动力传动系统和能量储存组件的混合动力车辆的示图。

图2是由多个电池单元组成并且由电池能量控制模块监测和控制的可行的电池组布置的示图。

图3是示出在电池的寿命期间的可行的开路电压/荷电状态曲线的曲线图。

图4是用于估计电池容量的可行的操作序列的流程图。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用各种可替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各个特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的多种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。

图1描绘了典型的插电式混合动力电动车辆(phev)。典型的插电式混合动力电动车辆112可包括机械地连接到混合动力传动装置116的一个或更多个电机114。电机114能够作为马达或发电机运转。另外，混合动力传动装置116机械地连接到发动机118。混合动力传动装置116还机械地连接到驱动轴120，驱动轴120机械地连接到车轮122。当发动机118被开启或关闭时，电机114可提供推进和减速能力。电机114还用作发电机，并且可通过回收在摩擦制动系统中通常将作为热损失掉的能量来提供燃料经济性效益。电机114还可通过允许发动机118以更高效的转速运行并允许混合动力电动车辆112在特定条件下以发动机118关闭的电动模式运行来减少车辆排放。

牵引电池或电池组124储存能被电机114使用的能量。车辆电池组124通常提供高电压直流(dc)输出。牵引电池124可电连接到一个或更多个电力电子模块。当一个或更多个接触器142断开时，一个或更多个接触器142可将牵引电池124与其它组件隔离，而当一个或更多个接触器142闭合时，一个或更多个接触器142可将牵引电池124连接至其它组件。电力电子模块126还可电连接到电机114，并且在牵引电池124和电机114之间提供双向传输能量的能力。例如，牵引电池124可提供dc电压，而电机114可能使用三相交流(ac)来运转以起作用。电力电子模块126可将dc电压转换为三相ac电以操作电机114。在再生模式下，电力电子模块126可将来自用作发电机的电机114的三相ac电转换为与牵引电池124兼容的dc电压。在此的描述同样适用于纯电动车辆。对于纯电动车辆，混合动力传动装置116可以是连接到电机114的齿轮箱，并且发动机118可以不存在。

牵引电池124除了提供用于推进的能量之外，还可为其它车辆电气系统提供能量。车辆112可包括dc/dc转换器模块128，dc/dc转换器模块128将牵引电池124的高电压dc输出转换为与低电压车辆负载兼容的低电压dc供电。dc/dc转换器模块128的输出可电连接到辅助电池130(例如，12v电池)。低电压系统可电连接到辅助电池。其它高电压负载146(诸如，压缩机和电加热器)可连接到牵引电池124的高电压输出。电力负载146可具有适时地操作和控制电力负载146的关联的控制器。

车辆112可以是电动车辆或插电式混合动力车辆，在所述车辆中，牵引电池124可通过外部电源136进行再充电。外部电源136可连接到电插座。外部电源136可电连接到充电器或电动车辆供电设备(evse)138。外部电源136可以是由电力公司提供的电力分配网络或电网。evse138可提供电路和控制，以调节和管理在电源136和车辆112之间的能量的传输。外部电源136可将dc或ac电力提供到evse138。evse138可具有用于插入到车辆112的充电端口134中的充电连接器140。充电端口134可以是被配置为将电力从evse138传输到车辆112的任何类型的端口。充电端口134可电连接到充电器或车载电力转换模块132。电力转换模块132可调节从evse138供应的电力，以将合适的电压水平和电流水平提供给牵引电池124。电力转换模块132可与evse138接口连接，以协调至车辆112的电力的输送。evse连接器140可具有与充电端口134的对应的凹入紧密配合的插脚。可选地，被描述为电耦合或电连接的各个组件可使用无线感应耦合来传输电力。

一个或更多个车轮制动器144可被提供用于使车辆112减速并且防止车辆112的运动。车轮制动器144可以是液压致动的、电致动的或它们的某种组合。车轮制动器144可以是制动系统150的一部分。制动系统150可包括操作车轮制动器144的其它组件。为简单起见，附图描绘了制动系统150和车轮制动器144中的一个之间的单个连接。隐含了制动系统150和其它的车轮制动器144之间的连接。制动系统连接可以是液压的和/或电气的。制动系统150可包括控制器，以监测和协调车轮制动器144的操作。制动系统150可监测制动组件并控制用于车辆减速的车轮制动器144。制动系统150可对驾驶员命令作出响应，并且还可自主运行，以实现诸如稳定性控制的功能。当被其它控制器或子功能请求时，制动系统150的控制器可实现应用被请求的制动力的方法。

车辆112内的电子模块可经由一个或更多个车辆网络进行通信。车辆网络可包括多个用于通信的信道。车辆网络的一个信道可以是串行总线(诸如，控制器局域网(can))。车辆网络的信道中的一个可包括由电气电子工程师协会(ieee)802标准族定义的以太网。车辆网络的其它信道可包括模块之间的离散连接，并且可包括来自辅助电池130的电力信号。可通过车辆网络的不同的信道传输不同的信号。例如，可通过高速信道(例如，以太网)传输视频信号，而可通过can或离散信号传输控制信号。车辆网络可包括帮助在模块之间传输信号和数据的任何硬件组件和软件组件。在图1中未示出车辆网络，但是可以隐含了车辆网络可连接到在车辆112中存在的任何电子模块的意思。可存在车辆系统控制器(vsc)148，以协调各种组件的操作。

牵引电池124可根据各种化学配方被构造。典型的电池组化学成分可以是铅酸、镍金属氢化物(nimh)或锂离子。图2示出了n个电池单元202简单串联配置的典型的牵引电池组124。然而，其它电池组124可由串联连接或并联连接或以它们的某种组合进行连接的任何数量的单独的电池单元组成。电池管理系统可具有一个或更多个控制器，诸如，监测和控制牵引电池124的性能的电池能量控制模块(becm)206。电池组124可包括用于测量多个电池组水平特性的传感器。电池组124可包括一个或更多个电池组电流测量传感器208、电池组电压测量传感器210和电池组温度测量传感器212。becm206可包括用于与电池组电流测量传感器208、电池组电压测量传感器210以及电池组温度测量传感器212接口连接的电路。becm206可具有非易失性存储器，使得当becm206处于掉电状态时数据可被保存。保存的数据在下一个点火开关周期时可以是可用的。

除了电池组水平特性之外，还可测量和监测的电池单元202的水平特性。例如，可测量每个电池单元202的端电压、电流和温度。系统可使用一个或更多个传感器模块204来测量电池单元202的特性。取决于性能，传感器模块204可测量电池单元202中的一个或多个的特性。电池组124可利用多达nc个传感器模块204来测量所有电池单元202的特性。每个传感器模块204可将测量值传输给becm206，以进行进一步的处理和协调。传感器模块204可将信号以模拟或数字形式传输至becm206。在一些配置中，传感器模块204的功能可合并到becm206内。也就是说，传感器模块204的硬件可被集成为becm206中的电路的一部分，并且becm206可负责原始信号的处理。becm206还可包括与一个或更多个接触器142进行接口连接以使接触器142断开和闭合的电路。

计算电池组的各种特性会是有用的。诸如电池功率容量、电池容量和电池荷电状态的量可用于控制牵引电池124以及从牵引电池124接收电力的任何电力负载的操作。电池功率容量是牵引电池124可提供的最大功率量或牵引电池124可接收的最大功率量的量度。获知电池功率容量允许电力负载被管理，使得请求的功率在牵引电池124可处理的限制内。

电池容量是可储存在牵引电池124内的能量的总量的度量。电池容量可以以安培-小时为单位进行表示。与电池容量有关的值可被称作安培-小时值。牵引电池124的电池容量可在牵引电池124的寿命中减小。

荷电状态(soc)给出了在牵引电池124中剩余多少电荷的指示。soc可被表示为牵引电池124中剩余的总电荷相对于电池容量的百分比。与燃料表类似，可输出soc值以通知驾驶员牵引电池124中剩余多少电荷。soc还可被用于控制电动车辆或混合动力电动车辆的操作。可通过各种方法来完成soc的计算。一种可行的计算soc的方法是执行牵引电池电流在时间上的积分。这是本领域所公知的安培-小时积分。

描述的组件可以是车辆电力系统的一部分，所述车辆电力系统被配置为管理和控制提供到牵引电池124的电力以及从牵引电池124输出的电力。车辆电力系统可操作牵引电池124，以管理牵引电池124的荷电状态。可根据与当前荷电状态相比较的目标荷电状态对牵引电池124进行充电或放电。例如，当当前荷电状态大于目标荷电状态时，可对牵引电池124进行放电。可通过命令电机114的扭矩以从牵引电池124汲取电流或向牵引电池124提供电流来实现对牵引电池124的操作。牵引电池124的操作还可包括：命令发动机118运转以向电机114提供电力，从而对牵引电池124进行充电。

牵引电池124的容量可随着时间以及车辆的使用而减小。这可被称作牵引电池124的老化。电池衰减或老化被表征为电池容量和充电/放电功率容量的减小。如果控制策略未被更新以考虑电池老化，则电池衰减可影响混合动力车辆的性能和燃料经济性。为了适当地控制车辆112，随着牵引电池124老化获知电池容量是有用的。

图3描绘了作为荷电状态的函数的电池单元202的开路电压(ocv)的曲线图300。寿命开始(bol)曲线302可表示在电池单元202产生之后不久的ocv-soc关系。寿命终止(eol)曲线306可表示在电池单元202的预期使用寿命中使用之后的ocv-soc关系。寿命中期(mol)曲线304可表示在bol和eol之间的某一时间的ocv-soc关系。电池管理系统可依赖于特性关系来基于开路电压确定soc。观察到的是，所述关系在电池单元的寿命期间发生变化。因此，被配置有bol关系的电池管理系统不可以基于电池寿命终止时的电压来确定准确的soc。这可能导致这样的问题，即soc可能未被适当地识别并且电池可能在预期的操作范围之外被操作。这样的操作可能会导致额外的老化并且可能限制车辆性能。

为使得牵引电池124在整个使用寿命阶段期间以最佳的状况来工作，可利用电池健康(或老化)状态来更新控制策略。为了根据电池老化来调整控制策略，与电池健康有关的信息可被提供给becm206。为了确定电池健康状态，可开发用于表示电池健康的参数，并且可开发用于在车辆使用寿命期间追踪和报告所述参数的值的方法。通过估计电池容量，可调整车辆控制策略以保持可接受的车辆性能。例如，soc窗限制(例如，最小soc窗限制、低soc窗限制、高soc窗限制和最大soc窗限制)可定义正常的soc操作范围。随着电池容量衰减，可调整soc窗限制以确保：(i)在低soc窗限制与高soc窗限制之间存在足够的能量；(ii)存在足够的电力去启动发动机以满足排放标准；(iii)电池过充保护对传感器测量不准确度或误差保持稳健。

很多混合动力车辆被配置为在窄的操作范围内操作牵引电池124以最大化电池寿命。ocv-soc曲线在该操作范围内可能相对平坦，使得难以识别真实的电池容量。在相对平坦的范围内大的soc变化可导致小的ocv变化。在一些配置中，牵引电池可被过度设计，使得其能够提供比车辆所需的电力和能量更高的电力和能量。在这样的配置中，操作牵引电池的soc窗限制可比电池能够操作的soc范围更窄。随着牵引电池老化，真实的soc可能摆脱控制器206的施加的soc窗限制。然而，尽管超出soc窗限制，但是电池仍然可提供可接受的性能。此外，soc窗限制可被扩展以允许对牵引电池进行更多的使用(例如，bev或phev应用)。

使用现有的控制策略，可在远超出可接受的soc窗限制之外对牵引电池进行操作。随着电池老化和真实的最小soc下降到soc窗限制以下，牵引电池可能不能提供足够的电力以启动和操作车辆。例如，牵引电池的放电功率可随着电池老化而降低并且在较低的soc值处操作。监测电池老化状态以确保不达到该操作点可以是有用的。电池老化状态可被用于当牵引电池接近牵引电池不能支持车辆功率需求的状况时产生警告。

很多电池操作策略依赖于来自牵引电池124的bol的参数。可通过在与bol电池容量有关的操作期间的安培-小时积分来估计soc。随着电池老化，电池容量将减小，因此针对与bol电池容量有关的相同量的安培-小时积分的soc变化的值将小于针对与真实的电池容量有关的相同的安培-小时积分的soc变化的值。结果可能是控制器报告的soc变化小于真实的soc变化。在其它配置中，通过使用开路电压测量和诸如在图3中表示的曲线的表来估计soc。随着电池老化(例如，ocv-soc曲线变化)，牵引电池124的实际soc可能落在推荐的限制以外。此外，becm206可能不知道该状况，并且可能继续操作牵引电池124从而导致更多的退化。由于电池退化可导致电池容量的减小和电池内部充电电阻和放电电阻的增大，所以用于估计电池容量衰减的系统可能是有益的。

各种自学习算法可用于估计电池容量。becm206可被配置为在车辆112的操作期间估计牵引电池容量。电池容量学习策略可以是现有技术中已知的任何算法或策略。例如，电池充电容量可被估计为电池电流吞吐量(throughput)除以荷电状态(soc)值的差。这种方法是基于知道独立于电池容量获得的两个单独的soc值的。电池容量可被计算为：

其中，soci和socf分别是在时间ti和tf处的荷电状态值，i是流向电池或从电池流出的电流。电池电流吞吐量可被定义为电池电流在时间段内的积分。当在控制器206内实现所述积分时，所述积分可由乘以采样时间的电流值的和来代替。通过对等式(1)进行重新整理，soc的变化可如下被计算：

荷电状态值可以是基于在两个点火开关接通周期/点火开关断开周期中采样的测量电压的。对于锂离子电池而言，众所周知的是，在电池已经静置(rest)足够的时间之后，端电压大致等于电池的开路电压(即，vt＝voc)。可在系统上电时测量端电压，并且可根据开路电压推导得到荷电状态。可经由测试数据或制造商数据获得荷电状态与开路电压之间的关系(参见图3)。吞吐量值可在每个点火周期期间被累积，并且被存储在非易失性存储器中以供在下一个点火周期中使用。当在紧接着的后续点火周期中上电时，可对端电压进行采样。电池容量的其它方法可同样适用于在此描述的系统和方法。

becm206可被配置为产生表示牵引电池124的老化的参数。仪表组152可被配置为以数字或模拟形式将老化值显示为百分比值。在一些配置中，仪表组152可被配置为将老化值显示为柱状图。仪表组152可被配置为显示容量衰减值或容量保留值(capacityretentionvalue)。容量衰减值和/或容量保留值可以是占bol电池容量的百分比。在一些配置中，牵引电池124的老化可被分类成多个预定离散状态中的一个。当容量保留值大于第一预定阈值时，牵引电池124可被分类为处于bol状态。当容量保留值小于比第一预定阈值小的第二预定阈值时，牵引电池124可被分类为处于老化状态或eol状态。当容量保留值在第一预定阈值和第二预定阈值之间时，牵引电池124可被分类为处于mol状态。在一些配置中，仪表组152可被配置为显示指示牵引电池124的寿命状态的输出。仪表组152可显示消息，所述消息根据老化值将电池的老化指示为新的、寿命中期或寿命终止。仪表组152可针对每个寿命状态显示不同颜色的消息或符号。绿色可表示bol状态，黄色可表示mol状态，红色可表示eol状态。电池寿命指示可帮助车辆所有者理解即将到来的车辆维护需求。

becm206可被配置为产生和/或接收用于建立通电状况期间和断电状况期间的时间间隔的时钟信息。becm206可存储与存储在非易失性存储器中的值关联的时间戳。该时间戳允许基于时间间隔对所述值进行后续处理。

在点火开关接通时，becm206可测量电池的端电压。如果电池静置时间超过预定时间量，则开路电压可等于端电压。becm206可被配置为通过使用先前存储的点火开关断开时间与当前时间之间的差来确定静置时间。可根据基于ocv-soc特性表的开路电压估计值来确定点火开关接通时的电池soc。becm206可将开路电压和soc值与关联的时间戳一起存储在非易失性存储器中供以后使用。当发生点火开关接通状况时，becm206可更新时间信息和电池温度信息。

在点火周期期间，becm206可被配置为计算累积的电流吞吐量值。becm206可计算点火周期期间的电池电流的积分。

在点火周期结束(例如，请求点火开关断开)时，becm206可将累积的电流吞吐量值(以及关联的时间戳)存储在非易失性存储器中，以用于随后的点火周期。另外，becm206可通过各个温度传感器(包括电池温度传感器、环境空气温度传感器和车厢温度传感器)测量温度信息或接收温度信息。此外，当发生点火开关断开状况时，becm206可将温度信息与关联的时间戳一起存储在非易失性存储器中供以后使用。停车时间可被计算为在点火开关断开时存储的时间戳的值与点火开关接通时接收到的时间之间的时间差。温度信息可包括电池温度、环境温度和车厢温度。

电池容量衰减可受牵引电池124的温度历史的影响。becm206可在点火开关接通状况期间测量牵引电池124的一个或更多个温度。可在点火开关接通状况之后的初始化时测量牵引电池124的温度。牵引电池124的温度可在点火开关断开状况之前被立即测量并且存储在非易失性存储器中。

becm206可实现电池寿命模型。可通过电池寿命模型导出电池容量保留值或电池容量衰减值。电池寿命模型可输入牵引电池温度、累积的电池电流吞吐量和性能参数(诸如，soc和电压)。电池容量保留值或电池容量衰减值可被用作电池老化指示。

电池寿命模型可包括停车寿命模型。响应于转变到点火开关接通状况，可触发停车寿命更新。停车寿命更新可包括加载来自车辆网络的温度信息以及存储在becm206的非易失性存储器中的信息的热模型。保存的数据可包括来自先前的停车时间段期间(shutdown)的电池单元温度和时间戳数据和来自当前的点火周期的电池单元温度和时间戳数据。温度数据可包括当车辆在先前的点火周期期间关闭时存储的一个或更多个电池单元温度。温度数据可包括当车辆在先前的点火周期期间关闭时的车厢温度。时间数据可包括becm206在当前点火周期中开启的时间。时间数据可包括becm206在车辆最后操作期间关闭的时间。温度数据和时间数据可被用作对车辆热模型的输入。

becm206可包括到其它计算机器的(例如，通过云联网的)连接以接收附加数据。在联网部署中，becm206可连接到在服务器-客户端网络环境中的服务器或客户端机器中操作的计算装置或者在对等(或分布式)网络环境中的对等机器中操作的计算装置。becm206还可连接到车辆外部的装置。当becm206与车辆外部的装置连接时，becm206可被配置为接收先前停车时间段期间的环境温度数据。becm206还可经由时间和车辆位置使用和加载存储在车辆中的统计环境温度。可将环境温度输入到车辆热模型中，以计算停车时间段期间的电池单元温度历史。车辆热模型随后可输出所述温度历史。

估计的温度历史可被用作对电池寿命模型的输入。电池寿命模型可使用存储在becm206中的温度历史和其它电池参数，来计算停车时间段期间的电池容量保留或电池容量衰减。当完成时，更新的容量保留值或容量衰减值可被用作其它计算的初始值。一旦初始容量保留值或初始容量衰减值可用，则可执行电池模型。

电池模型可计算当前车辆操作状况期间的电池容量保留或电池容量衰减。可基于电池单元温度、电池电流、电池soc、电池电压和时间数据来更新容量保留值或容量衰减值。电池模型可输出电池容量估计值。

来自电池模型的估计的容量可与在车辆通电或断电时利用测量的ocv值计算的容量进行比较。测量的ocv值和离线确定的ocv-soc曲线可被用于确定来自电池模型的估计的电池容量的任何误差。电池ocv-soc曲线可随电池老化而变化。如果在电池寿命内ocv相对于soc的变化小于在整个车辆寿命期间的车辆传感器准确度或灵敏度能力的范围，则可只使用针对新的电池单元离线测量的一条ocv-soc曲线。在其它配置中，可使用如在图3中描绘的多条ocv-soc曲线。例如，可定义离线测量的电池单元的bolocv-soc曲线、molocv-soc曲线和eolocv-soc曲线。将被使用的曲线的数量可取决于寿命期间的ocv变化的大小以及测量传感器可感测的范围。

针对单个存储的ocv-soc曲线的情况提供系统的示例。当触发容量比较功能时，系统可加载来自先前的点火周期的soc(ocv1)和来自另一先前的点火周期或当前点火周期的soc(ocv2)。可将ocv-soc数据存储为查找表。可使用内插来获得在表中的存储的数据点之间的值。可通过利用ocv值索引到查找表中来获得soc值。系统还可加载在ocv1测量时间与ocv2测量时间之间的累积的电流积分量。当模型与(基于ocv的)测量的数据之间的soc误差超过预定边界时，系统可实现包括与所述误差有关的信息的缓冲区(buffer)。误差记录可包括从soc误差的第一记录开始计数的记录的预定最大周期数量n的数据。

第一估计的荷电状态变化可以是基于对荷电状态变化的基于电流的估计的。容量比较功能可基于在先前的时间段中的累积的电流积分来计算soc的变化。soc的变化可被计算为：

其中，积分项是在最后一个时间段中积分的累积的电流量。可在分母中使用来自电池模型和停车寿命模型的估计的电池容量。soc值的变化提供了因与来自电池模型的容量有关的安培-小时积分而产生的soc的预期变化。可在相应的时间间隔中测量电池电流并对电池电流进行积分。

第二估计的荷电状态变化可以是基于荷电状态变化的基于电压的估计值的。soc变化还可被确定为基于两个电压测量值的soc差。基于ocv值的soc变化可被表示为：

δsococv＝soc(ocv1)-soc(ocv2)(4)

其中，soc(x)基于ocv值从soc-ocv曲线或表中被导出。ocvx值可在电池已经静置持续至少预定量的时间之后的时间被测量。例如，可在两个连续的点火周期开始时获得ocvx值。

可计算两个soc值变化之间的差的大小。可将所述差的大小与误差阈值进行如下比较：

|δsocah-δsococv|＞ε(5)

其中，ε是预定误差大小，当超过该预定误差大小时可对电池容量进行更新。

容量比较可检查基于电流积分的soc变化与基于ocv差的soc变化之间的差。如果所述差的大小(例如，绝对值)小于或等于阈值ε，则不需要对电池容量进行调整。如果所述差的绝对值大于阈值ε，则可标记容量更新状况。所述差的信息可被记录在缓冲区中。大于阈值的差的大小可指示电池容量值是不准确的。

可利用等式(6)来计算基于模型的容量与基于ocv的容量之间的差。当容量被标记为已更新时，容量差值可被存储在缓冲区中以用于未来的容量更新。由于fhev和mhev中的正常soc操作范围(例如，保持在soc-ocv曲线的相对平坦部分中的soc)，所以基于ocv的容量学习可能由于从ocv导出的soc对电池单元电压传感器准确度是敏感的而引入大的误差。由电池模型产生的容量可能比基于ocv的容量更准确。基于模型的容量可被用于电池控制器，并且ocv可被用于检查是否存在比较大的soc变化的差。

控制器可将n个记录的缓冲区存储在非易失性存储器中，以用于容量计算。n个记录中的每个可表示多个时间间隔中的一个。在每个更新时间段，可将当前缓冲区索引与最大索引进行比较，以确定缓冲区是否已满。如果缓冲区已满(例如，n≥nmax)，则可用当前数据替换缓冲区中的最早的数据。缓冲区可保存最近的n个值的值。

为了确定电池容量是否应该被更新，可分析缓冲区条目以确定所述差是否是重复发生的事件。可计算所述差的大小超过阈值的次数与记录的缓冲区条目的总数的比值。如果所述比值超过预定值，则电池容量可被调整。如果所述比值未超过预定值，则电池容量可保持在当前值。例如，如果80％的缓冲区条目超过阈值，则电池容量值可被更新。另外，这种过滤有助于使基于测量值中的噪声的电池容量的变化最小化。

可根据存储在缓冲区中的所述差的平均值来改变电池容量。可清除或重置缓冲区，使得该处理可被重复执行。所述差值的平均值可被计算为所述差值的总和除以soc差满足等式(5)的采样的数量nε。电池容量更新可被计算为：

该策略通过对使用两个不同的方法的soc变化进行比较来确定电池容量变化。所述比较的一部分是包括来自模型的估计的电池容量的电流积分部分。所述比较的另一部分是ocv导出的soc变化。随着电池容量变化，两个部分可提供不同的soc变化。当两者之间的误差持续大于预定数量的样本时，可更新电池容量值。

所描述的逻辑可被用于选择表示电池寿命的当前阶段的ocv-soc曲线。可基于当前ocv-soc曲线(例如，图3中的曲线302)计算soc变化。还可针对下一个寿命阶段的ocv-soc曲线(例如，图3中的曲线304)计算soc变化。可利用两个基于soc的变化值来计算所述差的大小。可将得到的不同的大小进行比较。当针对当前曲线的所述差的大小大于针对下一个电池寿命阶段的所述差的大小时，控制器可调整当前ocv-soc曲线的选择。当该状况持续预定数量的周期时，控制器可改变ocv-soc曲线选择。可在牵引电池的寿命中重复执行该处理。结果将会是：在电池寿命终止时，将使用eolocv-soc。老化指示可以是基于选择的曲线的。例如，如果当前选择mol曲线，则老化指示可指示牵引电池的mol状态。

估计的电池容量值可被用于提供牵引电池的老化指示。可计算估计的电池容量与bol电池容量的比值。该比值可指示剩余电池容量(例如，容量保留)所占的百分比。在其它配置中，可从百分之一百中减去容量保留以获得容量衰减值。

可将估计的电池容量值和/或电池容量保留值/电池容量衰减值存储在非易失性存储器中，以保存点火周期之间的值。容量保留值/容量衰减值可被显示为连续的值或百分比。容量保留值/容量衰减值可被转换，以指示离散的寿命状态。例如，显示器可向操作者指示bol状态、mol状态和eol状态。每个寿命状态可转换为容量保留值/容量衰减值的范围。

图4是描绘可在becm206中实现的可行的操作序列的流程图。所述序列可在进入框400以车辆处于点火开关接通状况开始。在操作402，可如所描述的对电池容量估计值进行更新。容量估计可包括来自基于温度历史的停车时间和因车辆操作而产生的操作时间的贡献。在操作404，基于电流积分和容量来计算soc的基于电流的估计值。所述基于电流的估计值可以是基于在关联的时间间隔上的电池电流的积分和电池容量估计值的。

在操作406，基于两个电压测量值来计算soc的基于电压的估计值。可基于与先前的点火周期关联的第一荷电状态值和与当前点火周期关联的第二荷电状态值之间的差，来更新所述基于电压的估计值。控制器可测量先前的点火周期开始时的第一开路电压并且基于第一开路电压估计第一荷电状态值，并且还可测量当前点火周期开始时的第二开路电压并且基于第二开路电压估计第二荷电状态值。可基于根据电池容量估计值而选择的多个特性曲线中的一个来估计第一荷电状态值和第二荷电状态值。

在操作408，计算基于电流的soc估计值与基于电压的soc估计值之间的差或误差。在操作410，可处理和管理存储的信息的缓冲区。例如，可检索和处理存储的值。控制器可被配置为保存针对预定最大数量的时间间隔的差。

在操作412，将误差大小与阈值进行比较。如果误差大小超过幅值阈值，则可执行操作414。在操作414，可计算误差大小超过幅值阈值的次数。可通过对存储在缓冲区中的超过幅值阈值的误差大小的数量进行计数来获得所述次数。另外，确定来自缓冲区数据的具有大于幅值阈值的误差大小的样本所占的百分比。在操作416，将该百分比与阈值进行比较。可选地，可将差超过幅值阈值的次数与预定值进行比较。如果该百分比超过预定百分比，则执行操作418。在操作418，基于存储在缓冲区中的误差的平均值来改变或调整电池容量。然后，执行可进行到操作420。

如果所述误差大小小于或等于阈值或者所述百分比小于或等于预定百分比，则执行操作420。在操作420，计算容量保留值/容量衰减值。在操作422，可计算电池老化，并且可将电池老化输出到仪表组。电池老化可被计算为电池容量估计值与寿命开始电池容量的比值。

在操作424，可选择与电池老化指示关联的ocv-soc曲线以用于即将到来的周期。控制器可被配置为：选择将开路电压与荷电状态关联的多个特性曲线中的一个，以用于操作牵引电池。响应于与先前选择的特性曲线关联的差超过与下一个寿命阶段的特性曲线关联的差达到预定次数，控制器可选择该下一个寿命阶段的特性曲线以用于操作牵引电池。然后，可根据估计的电池容量和选择的特性曲线来操作牵引电池。可在每个点火周期重复执行该操作序列。

在此公开的处理、方法或算法可被传送到处理装置、控制器或计算机/通过处理装置、控制器或计算机来实现，所述处理装置、控制器或计算机可包括任何现有的可编程电子控制单元或者专用的电子控制单元。类似地，所述处理、方法或算法可以以多种形式被存储为可被控制器或计算机执行的数据和指令，所述多种形式包括但不限于永久地存储在非可写存储介质(诸如，rom装置)上的信息以及可变地存储在可写存储介质(诸如，软盘、磁带、cd、ram装置以及其它磁介质和光学介质)上的信息。所述处理、方法或算法还可被实现为软件可执行对象。可选地，所述处理、方法或算法可使用合适的硬件组件(诸如，专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置)或者硬件组件、软件组件和固件组件的组合来被整体或部分地实现。

尽管在上面描述了示例性实施例，但是这些实施例并不意在描述了权利要求所涵盖的所有可能的形式。在说明书中使用的词语是描述性词语而非限制性词语，应该理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可进行各种改变。如前所述，各个实施例的特征可被组合，以形成可能未被明确描述或示出的本发明的进一步的实施例。尽管各个实施例可能已被描述为提供优点或者在一个或更多个期望的特性方面优于其它实施例或现有技术的实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，一个或更多个特征或特性可被折衷，以实现期望的整体系统属性，期望的整体系统属性取决于具体的应用和实施方式。这些属性可包括但不限于成本、强度、耐久性、生命周期成本、可销售性、外观、包装、尺寸、维护保养方便性、重量、可制造性、装配的容易性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术的实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外，并且可被期望用于特定的应用。