用于诊断电池电芯缺陷的装置和方法_2

文档序号:8527367阅读:来源:国知局
有组合。
[0039]除非另外定义,否则本文使用的所有术语,包括技术和科学术语,均具有和本领域的技术人员通常理解的含义相同的含义。
[0040]应进一步理解,术语,比如常用词典中所使用的术语,应被解释为具有与相关技术及本发明的上下文中的含义一致的含义,并且不在理想化或过于正式的意义上进行解释,除非在本文中明确地如此定义。
[0041]在下文中,下面将参照附图更详细描述根据本发明构思的实施方式的用于诊断电池电芯缺陷的装置和方法。
[0042]图1是示出了根据本发明构思的实施方式的用于诊断电池电芯缺陷的装置100的配置的框图。参照图1,用于诊断电池电芯缺陷的装置100可以包括电池110、电池管理系统(BMS) 120、控制器130和输出端140。BMS120可以被配置成通过以下方式执行电池110的电池电芯缺陷诊断,当电池110的电芯电压达到给定的下限电压时,分析在电池110的电芯电压达到给定的下限电压之前的特定时间内电池110的实际使用电力的行为,并只当电池在车辆中允许的电力极限值内使用时才监测电芯电压偏差。控制器130可以被配置成控制BMS120。如果检测电池电芯缺陷,则输出端140可以被配置成以图形、文字、声音和/或警示灯照明的组合形式输出缺陷检测的结果。
[0043]电池110可以包括串联和/或并联配置的电池电芯(未示出)。电池电芯可以是用于电动车辆的电池,例如镍金属电池或锂离子电池。
[0044]这里,电动车辆的实例可以包括电动车辆(EV)、混合电动车辆(HEV)、插电式混合电动车辆(PHEV)、燃料电池车辆等。
[0045]输出端140可以包括显示系统、声音系统和/或警示灯以便以图形、文字、声音和/或警告灯照明的组合形式输出缺陷检测的结果。这些组件可以包括在车辆集群内部或外部。
[0046]控制器130可以被配置成控制诸如电池110、BMS120和/或输出端140的组件,和
/或传输和接收数据信号以对数据信号进行控制。
[0047]图2是示出了图1中所示的BMS120的详细配置的框图。参照图2,BMS120可以包括感测部210、计算部220、监测部230、确定部240和存储部250。感测部210可以被配置成感测电池110(参见图1)以生成感测信息。计算部220可以被配置成使用所生成的感测信息来计算实际使用电力和多个电池电芯的每一个电芯电压。监测部230可以被配置成使用所计算的实际使用电力来以电力监测集的形式存储关于电池是否被过度使用的信息。确定部240可以被配置成当所计算的电芯电压达到预设下限电压值时,使用电力监测集和电芯电压偏差来确定多个电池电芯中的每一个是否出现故障。存储部250可以被配置成根据故障状态以诊断故障码(DTC)的形式存储缺陷检测。
[0048]感测部210可以包括感测电池110(参见图1)的电流的电流传感器;感测电池110的电压的电压传感器;感测电池I1的电力的电力传感器;感测电池110的温度的温度传感器等。尤其是,电流传感器和电压传感器可以被配置成单独感测电池110中包括的电池电芯。因此,电流传感器和电压传感器中的每一个都可以针对每个电池电芯进行安装以对其进行感测,或每个传感器也可以针对所有电池电芯进行安装以对其进行感测。
[0049]因此,感测部210可以生成感测信息,感测信息可以包括电压、电流、电力、温度、荷电状态(SOC)、健康状态(SOH)等。
[0050]存储部250可以被包括在BMS120中作为分开的存储部。存储部250可以是非易失性存储器比如硬盘驱动器、闪存、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、静态RAM(SRAM)、铁电RAM (FRAM)、相变RAM (PRAM)或磁性RAM (MRAM),和/或诸如动态随机存取存储器(DRAM)、同步动态随机存取存储器(SDRAM)或双倍数据速率-SDRAM (DDR-SDRAM)的易失性存储器的组合。
[0051]因此,存储部250可以被配置成存储程序码和/或数据、电力监测集、预设查找表等以实现通过以下方式执行电池110的电池电芯缺陷诊断的算法,当电池110的电芯电压达到给定的下限电压时,在电池110的电芯电压达到给定的下限电压之前的一定时间内分析真正使用的电池110电力的行为,并只当电池在车辆中允许的电力极限值内使用时才监测电芯电压偏差。
[0052]这里,电力监测集可以是作为比较特定时间内的所计算的实际使用电力是否大于可用电力极限值的结果的数字数据。尤其是,电力监测集可以是被存储用于确定高电压电池在一定时间内在汽车中是否被过度使用的数据集。
[0053]例如,当所计算的实际使用电力大于当前可用电力极限值时,电力监测集可以为“1”,而当所计算的实际使用电力小于当前可用电力极限值时,电力监测集可以为“O”。另夕卜,可用电力极限值可以根据预设查找表与电池的感测信息的匹配情况来确定。
[0054]因此,当电池110 (参见图1)在一秒的特定时间内在可用电力极限值Powerlimit内全部使用时,存储的数据形式可以是“0000000000”。在这种情况下,数据形式的每个数字都可以表示与存储参考的时间(为looms)对应的比较结果。
[0055]例如,当电池的电力在一秒的一定时间内在300ms的时刻以超过可用电力极限值使用时存储的数据形式是“0000000100”。即,当数据的数字从最右侧开始按时间顺序存储时,数据“ I”是在300ms时的比较结果。
[0056]图3和图4是示出了根据本发明构思的实施方式的只有当电池在电力极限值内使用时才通过监测电芯电压偏差来诊断缺陷的过程的流程图。在解释图3和图4之前,参数和/或常数定义如下:
[0057]Powerlimit:可用电力极限值;
[0058]Powerreal:实际使用电力;
[0059]Vdev:电芯电压偏差;
[0060]Vdev lifflit:检测电芯电压偏差异常的参考值(阈值);
[0061 ] Vmin:电芯最小电压;以及
_2] Vminlimit:下限电压值。
[0063]参照图3和图4,当车辆点火时,诊断过程可以感测电池110 (参见图1)以生成感测信息并使用所生成的感测信息来计算实际使用电力Powei^al的值、当前状态下的可用电力极限值Powerlimit以及多个电池电芯的电芯电压Vmin(步骤S310,S320和S330)。
[0064]该过程可以使用所计算的实际使用电力Powerreal和可用电力极限值Powerlimit来以电力监测集的形式存储关于电池110是否被过度使用的信息(步骤S350和S360)。换句话说,电力监测集可以是比较特定时间内的所计算的实际使用电力是否大于可用电力极限值的结果。例如,可以存储可用电力极限值Powerlimit达到OkW之前的第一特定时间(例如,大约一秒)内的比较结果。
[0065]在这种情况下,当所计算的实际使用电力大于当前可用电力极限值时,所存储的电力监测集的形式可以为“ I ”,而当所计算的实际使用电力小于当前可用电力极限值时,所存储的电力监测集的形式可以为“O”。
[0066]与此同时,该过程以计算实际使用电力Powerreal的值以及可用电力极限值Powerlimit并同时确定所计算的电芯电压的电芯最小电压Vmin是否达到预设下限电压值Vminlimit (步骤 S340)。
[0067]如果电芯电压Vmin达到下限电压值作为确定结果,则该过程可以识别可用电力极限值Powerlimit是否达到OkW(步骤S410)。换句话说,由于感测信息根据车辆的操作和环境温度而改变,因此与查找表相匹配的可用电力极限值也可以改变。因此,可以实时识别可用电力极限值Po
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