用于估计高电压电池的可用功率的装置和方法与流程

本申请依据35U.S.C.§119(a)要求于2015年9月8日在韩国知识产权局提交的第10-2015-0127091号韩国专利申请的权益，其全部内容引入本文以作参考。

技术领域

本发明涉及用于估计高电压电池的可用功率的装置和方法，更具体地说涉及一种用于当生态环境友好的车辆中的电流传感器或电压传感器发生故障时估计高电压电池的可用功率的装置和方法，其基于装备有低电流测量模块和高电流测量模块的电流传感器以及电压传感器来计算高电压电池的可用功率。

背景技术：

生态环境友好型车辆是指通过使用高电压电池操作电动机而驱动的车辆，并且包含混合动力电动车辆(HEV)、电动车辆(EV)、插电式混合动力电动车辆(PHEV)、燃料电池电动车辆(FCEV)等等。

用于估计高电压电池的可用功率的常规装置装备有用以测量高电压电池的电压的电压传感器和用以测量电流的电流传感器，以估计高电压电池的可用功率。

当电压传感器或电流传感器中的任一者损坏(即，传感器无法测量电压或电流)时，用于估计高电压电池的可用功率的常规装置降低一定量的在该传感器损坏之前刚(即，当电压传感器和电流传感器两者均正常时)计算出的可用功率用以估计可用功率，同时监测其中未发生故障的传感器的测量值。具体来说，用于估计可用功率的装置在电压传感器损坏时，将指示电压传感器故障的数据传输到控制器局域网(CAN)；在电流传感器损坏时，将指示电流传感器故障的数据传输到控制器局域网(CAN)。

此外，当电压传感器和电流传感器两者均损坏时，用于估计高电 压电池的可用功率的常规装置阻断继电器以便保护高电压电池，并使高电压电池不能工作以防使用。在此情形中，生态环境友好的车辆停止运转。

近年来，已开发基于装备有低电流测量模块和高电流测量模块的电流传感器以及电压传感器来计算高电压电池的可用功率的生态环境友好型车辆。

需要一种用于在当这样的生态环境友好车辆中的电流传感器或电压传感器损坏时估计高电压电池的可用功率的方法。

技术实现要素：

本发明提供通过估计当电流传感器或电压传感器(特别是生态环境友好型车辆中的电流传感器或电压传感器)发生故障时的高电压电池可用功率，从而可防止在车辆驱动期间车辆停机以确保乘客安全的用于估计高电压电池的可用功率的装置及其方法，其基于装备有低电流测量模块和高电流测量模块的电流传感器以及电压传感器而计算高电压电池的可用功率。

根据本发明的一个方面，用于估计高电压电池的可用功率的装置包括：存储器，其被配置为存储记录了与高电压电池的荷电状态(SoC)值对应的可用功率的表；电压传感器，其被配置为测量高电压电池的电压；电流传感器，其装备有用于测量高电压电池的低电流的第一模块和用于测量高电流的第二模块；以及控制器，其被配置为在电压传感器为正常时通过使用电压和低电流或者电压和高电流来估计可用功率，并在当电压传感器损坏时在通过使用低电流或高电流计算SoC值之后搜索与SoC值对应的可用功率。

根据本发明的另一方面，基于装备有低电流测量模块和高电流测量模块的电流传感器以及电压传感器来估计高电压电池的可用功率的方法包括：由存储器存储记录了与高电压电池的荷电状态(SoC)值对应的可用功率的表；在电压传感器为正常时通过使用电压和低电流或者电压和高电流来估计可用功率；在电压传感器损坏时通过使用低电流或高电流而计算SoC值；以及从存储器搜索与所计算的SoC值对应的可用功率。

附图说明

通过以下详细描述结合附图，本发明的目的、特征和优点会变得更加明显，其中：

图1为说明根据本发明实施方式的用于估计高电压电池的可用功率的装置的构造的框图；且

图2为说明根据本发明实施方式的用于估计高电压电池的可用功率的方法的流程图。

附图中各元件的符号

10：存储器

20：电压传感器

30：电流传感器

31：第一模块

32：第二模块

40：控制器

具体实施方式

应理解，本文使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语包括通常的机动车，例如，包括多功能运动车(SUV)、公共汽车、卡车、各种商务车的客车，包括各种船只和船舶的水运工具，飞行器等等，并且包括混合动力车、电动车、插入式混合电动车、氢动力车和其它代用燃料车(例如，来源于石油以外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力车是具有两种或多种动力源的车辆，例如，具有汽油动力和电动力的车辆。

本文使用的术语仅仅是为了说明具体实施方式，而不是意在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个、一种、该(a、an、the)”也意在包括复数形式，除非上下文中另外清楚指明。还应当理解的是，在说明书中使用的术语“包括(comprises和/或comprising)”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组。如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关所列项的任何和 所有组合。在整个说明书中，除非明确地描述为相反情况，否则词语“包括”及其变型应理解为暗示包含所述的元件而不排除任何其它元件。此外，在说明书中描述的术语“单元”、“某某器”和“模块”意味着用于处理至少一个功能和操作的单元，并且可以通过硬件组件或软件组件及其组合来实施。

此外，本发明的控制逻辑可以实现为包含可由处理器、控制器等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的实例包括但不限于，ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、快闪驱动器、智能卡和光学数据存储装置。计算机可读记录介质还可以分布在连接网络的计算机系统中，以便，例如通过远程信息处理(telematics)服务器或控制器局域网(CAN)以分布式模式存储和执行计算机可读介质。

参看附图详细描述本发明的示例性实施方式。在整个附图中使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。可省略本文中引入的众所周知的功能和结构的详细描述，以避免混淆本发明的主题对象。

图1为说明根据本发明实施方式的用于估计高电压电池的可用功率的装置的构造的框图。

如图1中所示，根据本发明实施方式的用于估计高电压电池的可用功率的装置可包括存储器10、电压传感器20、电流传感器30和控制器40。

参照各个元件，存储器10可存储记录了与高电压电池的荷电状态(SoC)值对应的可用功率的表。SoC值的单位为百分比(％)。

接下来，电压传感器20可测量高电压电池的电压。然而，电压传感器20可能在故障的情况下不能够测量电压，并因此无法将电压值传输到控制器40。

接下来，电流传感器30可测量高电压电池的电流。具体来说，电流传感器30可设置有用于测量低电流的第一模块31和用于测量高电流的第二模块32。此处，第一模块31的测量值范围可为例如±30A，且第二模块32的测量值范围可为例如±350A。

具体来说，电流传感器30在当第一模块31中发生故障时无法测量低电流，在当第二模块32中发生故障时无法测量高电流。

接下来，控制器40可执行总体控制使得以上各个元件可正常执行其自身功能。

当电压传感器20和电流传感器30中发生故障时由控制器40估计高电压电池的可用功率的过程如下。

当电压传感器20正常时，且当电流传感器30的第一模块31损坏时，那么通过使用由电压传感器20测得的电压值和由第二模块32测得的电流值估计可用功率。

当电压传感器20正常时，且当电流传感器30的第二模块32损坏时，那么通过使用由电压传感器20测得的电压值和由第一模块31测得的电流值估计可用功率。

当电压传感器20正常时，且当电流传感器30的第一模块31和第二模块32损坏时，那么通过减小在电压传感器20和第一模块31或第二模块32损坏之前刚(即，当电压传感器和电流传感器两者均正常时)计算出的可用功率并同时监测由电压传感器20测得的电压值而估计可用功率。

当电压传感器20损坏时，且当电流传感器30的第一模块31损坏时，那么使用由第二模块32测得的高电流计算SoC值，并从存储于存储器10中的表搜索与所计算的SoC值对应的可用功率。将所搜索的可用功率估计为可用功率。

当电压传感器20损坏时，且当电流传感器30的第二模块32损坏时，那么控制器40使用由第一模块31测得的低电流计算SoC值，并从存储于存储器10中的表搜索与所计算的SoC值对应的可用功率。将所搜索的可用功率估计为可用功率。

当电压传感器20损坏时，且当电流传感器30的第一模块31和第二模块32损坏时，那么切断继电器从而不使用高电压电池。

综上所述，基于电压传感器20，当电压传感器20中未发生故障时，可基于由电压传感器20测得的电压和由第一模块31与第二模块32当中未损坏的模块测得的电流来估计可用功率。然而，当电压传感器20、第一模块31和第二模块32全部损坏时，可阻止使用高电压电池。

另一方面，当电压传感器20中发生故障时，且当第一模块31和第二模块32中的任一模块损坏时，可通过使用由未损坏的模块测得的 电流来计算SoC，并从存储器10读取对应的可用功率。

因此，当电压传感器20未损坏时，可估计可用功率，当电压传感器20损坏时，可从存储器10读取可用功率。然而，当第一模块31和第二模块32都损坏而电压传感器20未损坏时，在之前刚刚以常规方式计算出的可用功率可一定程度地降低并将其估计为当前可用功率。此外，当电压传感器20、第一模块31和第二模块32全部损坏时，可阻止使用高电压电池。因此，可阻断高电压电池和负载的连接。

本发明可在生态环境友好型车辆中的电流传感器或电压传感器损坏时有效估计高电压电池的可用功率，其基于装备有低电流测量模块和高电流测量模块的电流传感器以及电压传感器来计算高电压电池的可用功率。

另一方面，在本发明中，计算SoC值的技术利用公知的电流积分方法。电流积分方法也被称作库仑计数(Coulomb counting)，其测量电池的电流并将测得的电流相对于时间积分以计算SoC值。

图2为说明根据本发明实施方式的用于估计高电压电池的可用功率的方法的流程图，并显示基于装备有低电流测量模块和高电流测量模块的电流传感器30以及电压传感器20来估计高电压电池的可用功率的过程。

首先，存储器10可存储记录有与高电压电池的荷电状态(SoC)值对应的可用功率的表(步骤201)。

当电压传感器20正常时，随后控制器40可通过使用由电压传感器20测得的电压和由低电流测量模块测得的低电流或者使用由电压传感器20测得的电压和由高电流测量模块测得的高电流来估计可用功率(步骤202)。

当电压传感器20损坏时，随后控制器40可通过使用由低电流测量模块测得的低电流或由高电流测量模块测得的高电流来计算SoC值(步骤203)。

之后控制器40可从存储器10搜索与所计算的SoC值对应的可用功率(步骤204)。所搜索的可用功率可被估计为当前可用功率。

如上文所描述，本发明可通过在生态环境友好型车辆中的电流传感器或电压传感器发生故障时估计高电压电池的可用功率而防止在车 辆驱动期间车辆停机以确保乘客安全，其基于装备有低电流测量模块和高电流测量模块的电流传感器以及电压传感器而计算高电压电池的可用功率。

本发明的上述方法可以以可由各种计算机手段执行且记录在计算机可读记录介质中的程序命令形式来实施。在此情况下，计算机可读记录介质可包含单独的程序命令、数据文件和数据结构或它们的组合。此外，上述程序命令包括由编译器产生的机器语言代码和可由计算机使用解译器执行的高级语言代码。以上硬件装置可被配置为根据至少一个软件模块操作以执行本发明的操作，或者软件模块可被配置为根据硬件装置操作。

尽管上文已经详细地描述本发明的示例性实施方式，但应清楚地理解，可呈现给本领域技术人员的本文所教导的基本发明构思的各种变化和修改仍将落在所附权利要求界定的本发明的精神和范围内。