本说明书总体上涉及用于在高压多阵列电池的插电式充电期间检测高压多阵列电池的劣化的方法和系统。
背景技术：
1、诸如锂(li)离子电池的牵引电池是混合动力电动车辆、插电式混合动力电动车辆和电池电动车辆(分别为hev、phev和bev)的组成部分。电池通常由具有多个单独的电池电芯的一个或多个阵列构成，其中电池电芯被设计成操作持续指定的时间范围(通常为多年)或指定的使用英里数。牵引电池为车辆推进和附件特征提供电力。在操作期间，牵引电池可以基于工况进行充电或放电。期望检测到电池包中的电池电芯的任何过早劣化或功能损失以向用户提供警报，使得可以在潜在的进一步劣化或功能损失之前维修电池。劣化或功能损失可能是由多种机制引起的，包括高电阻内部短路、低电阻内部短路和电池电芯内部的部件上的析锂。过量容量损失的另一种机制包括电池电芯内部的加速化学变化。通过常规手段检测电池电芯劣化并不可靠，并且电池电芯劣化事件的性质以及相对较低的劣化速率对明确检测提出了挑战。
2、解决电池电芯劣化的尝试包括监测电池电芯级别下的电压变化率。chikkannanavar等人在u.s.9840161中示出了一种示例性方法。其中，一种电池管理系统包括控制器，所述控制器被配置为响应于在电池电芯的放电期间电压的变化率在预定义持续时间内超过第一阈值超过预定次数而输出错误信号。此外，chikkannanavar等人示出了车辆电池管理系统，所述车辆电池管理系统包括控制器，所述控制器被配置为：响应于在再充电事件期间使电池电芯部分放电时所述电池电芯的电压变化率超过第一阈值，或者响应于所述变化率超过小于所述第一阈值的第二阈值的情况的数量超过计数阈值，输出错误信号。
技术实现思路
1、然而，本文的发明人已认识到此类系统的潜在问题。作为一个示例，在电池电芯级别下监测电池电芯劣化的系统对于执行计算以识别电池电芯的电压相对于诸如时间、荷电状态等的另一个参数的变化的处理器来说可能是计算密集的。例如，如果在针对每个电池电芯执行计算的电池电芯级别完成，则具有192个串联电芯的电池包的计算将包括192次计算。除了计算密集之外，这种计算方法可能需要过长的持续时间，例如，电池包的电池电芯进一步劣化的时间。替代地，执行计算以检测阵列级别或电池级别下的电池电芯的电压变化可能使得捕获各个电池电芯劣化具有挑战性。例如，可能不一定在400v至800v电池中识别出阵列或电池的单个电池电芯的电池电芯电压的下降。另外，由于高压电池的大小和功率，校准高压电池(例如，400v-800v)的计算方法可能具有挑战性。因此，需要一种用于检测多电芯电池包的电池电芯的电压的异常变化的方法，所述方法减少计算次数并减少检测异常变化所花费的时间，同时维持或提高电池电芯级别下的劣化检测的准确性。
2、在一个示例中，上述问题可以通过一种在车辆的高电压多阵列电池的插电式充电期间的方法来解决，所述方法包括：响应于所述高压多阵列电池的至少一个电芯阵列的最大电芯电压偏差的差值的变化率超过预定阈值，中止插电式充电并将诊断故障代码(dtc)记录在所述车辆的存储器中。通过这种方式，与常规方法相比，电芯劣化或功能损失事件与检测到事件之间的时间可以减少，这可以进一步减少事件与对其的响应之间的时间。
3、作为一个示例，电芯阵列的最大电芯电压偏差的差值的变化率是电芯阵列的瞬时最大电芯电压偏差与最大电芯电压偏差的历史移动平均值之间的差值。可以通过识别阵列的每个电池电芯(例如，每个电池电芯同时被识别)的瞬时电压、识别阵列的分别具有瞬时电压的最大电压和最小电压的第一电池电芯和第二电池电芯并且在排除第一电池电芯和第二电池电芯的电压的情况下计算阵列的平均电压来计算瞬时最大电芯电压偏差。可以以类似于计算瞬时最大电芯电压偏差的方式计算在收集瞬时电压的时间之前的一段时间内的历史移动平均值。预定阈值可以是电芯阵列的最大电芯电压偏差的差值的变化率的非零正值，等于或高于所述非零正值，阵列的一个或多个电池电芯的劣化可能发生。例如，变化率的值可以大于电池电芯被配置为充电的变化率，因此当电芯阵列的最大电芯电压偏差的差值的变化率超过预定阈值，这可以指示一个或多个电池电芯的电压比期望的更快或更慢地变化，这可以指示相应的电池电芯的劣化或功能损失。此外，可以引入电池电流变化率标准，使得最大电芯电压偏差检测的变化率可以更准确。
4、通过计算电池电芯阵列而不是阵列的每个电池电芯的瞬时最大电芯电压偏差和最大电芯电压偏差的历史移动平均值，本文描述的方法减少了对处理器的计算需求，增加了计算速度并且减少了检测一个或多个电池电芯的劣化的时间。本文描述的方法包括计算每个阵列的最大电芯电压偏差的差值的变化率，而不是计算高压多阵列电池的阵列的每个电池电芯的电芯电压的导数。通过在高压多阵列电池的充电期间检测电芯电压的此类变化，可以预期电芯劣化和/或电芯功能损失，并且可以调整高压多阵列电池的操作(例如，插电式充电操作)以减少电池电芯的进一步劣化。
5、应当理解，提供以上
技术实现要素：
是为了以简化的形式介绍在具体实施方式中进一步描述的一系列概念。这并不意味着识别所要求保护的主题的关键或必要特征，所述主题的范围由具体实施方式之后的权利要求唯一地限定。此外，所要求保护的主题不限于解决上文或本公开的任何部分中提及的任何缺点的实施方式。
1.一种用于在车辆(100)的高电压多阵列电池(120)的插入式充电期间检测电池电芯劣化的方法(400)，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述最大电芯电压偏差的所述差值的所述变化率是瞬时最大电芯电压偏差与最大电芯电压偏差的历史移动平均值之间的差值。
3.根据权利要求2所述的方法，其中通过以下操作来计算所述瞬时最大电芯电压偏差：
4.根据权利要求2所述的方法，其中计算所述瞬时最大电池电压偏差包括计算(410)所述高压多阵列电池的阵列中的电池电压增量的变化而不是计算所述高电压多阵列电池的每个电芯阵列中的每个电芯的每个电芯电压的导数。
5.根据权利要求1所述的方法，其中记录其中最大电芯电压偏差的差值的所述变化率超过所述预定阈值的情况的计数，并且响应于所述计数超过计数阈值而中止所述插电式充电并且记录所述dtc。
6.根据权利要求1所述的方法，其还包括：响应于所述高压多阵列电池的至少一个电芯阵列的最大电芯电压偏差的差值的所述变化率超过所述预定阈值，执行所述高压多阵列电池的电池断电。
7.根据权利要求6所述的方法，其还包括：响应于所述高压多阵列电池的至少一个电芯阵列的所述最大电芯电压偏差的所述差值的所述变化率超过所述预定阈值，在第一持续时间内启用所述高压多阵列电池的禁止重新起动动作。
8.根据权利要求1所述的方法，其还包括：响应于所述高压多阵列电池的至少一个电芯阵列的所述最大电芯电压偏差的所述差值的所述变化率超过所述预定阈值，监测所述高压多阵列电池的潜在的热事件并且输出指示对外部热监测的需求的通知。
9.根据权利要求8所述的方法，其中监测潜在的热事件包括监测所述高压多阵列电池的温度和温度变化率，并且响应于所述温度超过温度阈值或所述温度变化率超过温度变化率阈值，向显示装置输出热事件通知并将热dtc记录在所述车辆的所述存储器中。
10.一种插电式车辆(100)，其包括：
11.根据权利要求10所述的插电式车辆，其中所述高压多阵列电池的每个阵列包括多个电芯，并且通过计算阵列的第一电芯的电池电芯电压与所述阵列的排除所述第一电芯、具有最大电压的第二电芯和具有最小电压的第三电芯的电池电芯的平均电压之间的差值的最大值来计算每个阵列的最大电芯电压偏差。
12.根据权利要求10所述的插电式车辆，其中中止所述插电式充电包括调整所述电力转换模块以停止由充电器供应到所述充电端口的电力被输送到所述高压多阵列电池。
13.根据权利要求10所述的插电式车辆，其中中止所述插电式充电并记录所述dtc还包括向显示装置输出通知，所述通知指示插电式充电已经中止。
14.根据权利要求10所述的插电式车辆，其中中止所述插电式充电还包括调整所述充电端口的配置以将充电连接器与所述充电端口断开连接。
15.根据权利要求10所述的插电式车辆，其中中止所述插电式充电还包括调整所述充电端口的配置以在第一持续时间内防止充电连接器连接到所述充电端口。