本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于監(jiān)測(cè)電池的狀態(tài)的方法，在該方法中，具有內(nèi)部短路的故障電池通過(guò)當(dāng)電池已充電超過(guò)很長(zhǎng)的時(shí)間段之后電池電流沒有下降時(shí)或當(dāng)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的充電操作之后電池的空載電壓或放電電壓下降或快速下降時(shí)評(píng)估單元的警報(bào)信號(hào)來(lái)識(shí)別。被結(jié)合到兩個(gè)單獨(dú)的算法中的這兩種識(shí)別方法可以在內(nèi)部短路識(shí)別策略中并行實(shí)施。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
說(shuō)明書本專利技術(shù)涉及一種用于監(jiān)測(cè)電池的狀態(tài)的方法，采用該方法識(shí)別電池中的內(nèi)部短路。以這種方式監(jiān)測(cè)的電池可以是——特別是——機(jī)動(dòng)車輛中的電池。機(jī)動(dòng)車輛的起動(dòng)機(jī)電池是例如給內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)機(jī)供應(yīng)電流的可再充電的電池。相比之下，用于驅(qū)動(dòng)車輛的電動(dòng)車輛的電池被稱為牽引電池。此外，電動(dòng)車輛或混合動(dòng)力車輛還可以具有起動(dòng)機(jī)電池。使用的電池可以是例如可再充電的鉛酸電池或可再充電的鋰離子電池，然而，可再充電的鉛酸電池或可再充電的鋰離子電池在下文中也被稱為鉛酸電池或鋰離子電池。當(dāng)鉛酸電池或可再充電的鉛酸電池老化并且例如由于內(nèi)部短路或其他機(jī)制而開始放出氣體時(shí)，所述電池的溫度通常增加。在大大提高的溫度的情況下，這可能導(dǎo)致電解液開始沸騰并從電池中逸出。其結(jié)果是，產(chǎn)生的含酸的蒸氣、蒸汽和/或煙霧可以給人呈現(xiàn)潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)，或至少是由于這種電池發(fā)出難聞的氣味導(dǎo)致客戶不滿意的原因。這在插電式電動(dòng)車輛或插電式混合動(dòng)力車輛領(lǐng)域特別關(guān)鍵。所述車輛當(dāng)它們?cè)谲噹?kù)中通宵充電時(shí)，在電池充電過(guò)程中的相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間期間經(jīng)常無(wú)人看管。此外，內(nèi)部腐蝕和高的內(nèi)部電阻可以作為電池老化的伴隨現(xiàn)象發(fā)生。由于高的內(nèi)部電阻和電容的損失，所述電池然后不再能夠例如以足夠的電壓提供能量以啟動(dòng)車輛。此外，設(shè)計(jì)供應(yīng)比車輛的發(fā)電機(jī)或直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器汲取更多的電流的電負(fù)載以引起放電操作期間電池連接處的電壓瞬變，這可能對(duì)這些或其他負(fù)載的電氣功能性具有不利影響。<br>舉例來(lái)說(shuō)，如果違反車輛中的控制器的低壓工作極限，則瞬變可以導(dǎo)致車輛中的控制器被關(guān)閉和被重新啟動(dòng)。如果電解液水平落到極板以下，則電容同樣下降并且內(nèi)部電阻增大。由此產(chǎn)生的故障模式與由于腐蝕發(fā)生的那些故障模式相同并且可以概括為在啟動(dòng)和高電流瞬變期間電氣功能性損傷。在電池顯示出所述癥狀的情況下，也可以認(rèn)為它們?cè)诳深A(yù)見的將來(lái)將可能發(fā)生故障。這種電池的功能性故障以及因此車輛的功能性故障應(yīng)該不惜一切代價(jià)避免。這可以例如通過(guò)使駕駛員或維修人員在足夠早的階段意識(shí)到即將發(fā)生的電池故障來(lái)進(jìn)行。為此，電池的狀態(tài)必須被監(jiān)測(cè)，這根據(jù)各種參數(shù)是可能的。處于深低壓范圍(14...48V)的車輛系統(tǒng)通常與電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分離，如在電動(dòng)車輛和混合動(dòng)力車輛中可以發(fā)現(xiàn)的。然而，電池監(jiān)測(cè)在這種低壓系統(tǒng)中是不常見的。然而，由于用戶行為的變化，特別是關(guān)于車輛的電池在車庫(kù)中通宵無(wú)意識(shí)的充電，電池監(jiān)測(cè)已獲得新的重要性。特別是，在這種情況下內(nèi)部短路的存在具有重要意義。因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于監(jiān)測(cè)電池的狀態(tài)的方法，采用這種方法可以檢測(cè)電池的內(nèi)部短路。根據(jù)本專利技術(shù)，這個(gè)目的是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求1所述的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該方法的有利發(fā)展可以在從屬權(quán)利要求2-8中找到。應(yīng)當(dāng)指出的是，在權(quán)利要求中單獨(dú)詳細(xì)說(shuō)明的特征可以以任何所需的技術(shù)上有意義的方式彼此結(jié)合并公開本專利技術(shù)的進(jìn)一步改進(jìn)。說(shuō)明書特別是結(jié)合附圖進(jìn)一步描述和詳細(xì)說(shuō)明本專利技術(shù)。根據(jù)本專利技術(shù)的方法適用于監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車輛的電池的狀態(tài)，其中電池中的內(nèi)部短路可以使用該方法來(lái)識(shí)別。該方法選擇性地應(yīng)用兩種算法，這兩種算法在在限定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)電池充電之后應(yīng)用。在此時(shí)間段過(guò)去之后，提供的是a)在第一算法中，測(cè)量電池充電電流并將其傳送到評(píng)估單元，并且如果電池充電電流沒有下降到限定的極限值以下，則評(píng)估單元生成警報(bào)信號(hào)，或b)在第二算法中，關(guān)閉或調(diào)節(jié)電源以實(shí)現(xiàn)電池放電操作，并且測(cè)量空載電壓或欠載的電池電壓并將其傳送到評(píng)估單元，并且如果空載電壓或欠載的電池電壓處于限定的極限值以下，則評(píng)估單元生成警報(bào)信號(hào)。評(píng)估單元的警報(bào)信號(hào)表明電池中內(nèi)部短路的識(shí)別/檢測(cè)。因此，當(dāng)在很長(zhǎng)的時(shí)間段對(duì)電池充電之后電池電流沒有下降時(shí)，或當(dāng)相對(duì)長(zhǎng)時(shí)間的充電操作之后電池的空載電壓或放電電壓下降或迅速下降時(shí)，識(shí)別出具有內(nèi)部短路的故障電池。被集成到兩個(gè)單獨(dú)的算法中的這兩種識(shí)別方法可以在內(nèi)部短路識(shí)別策略中并行實(shí)施。在限定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)電池充電優(yōu)選包含均衡充電操作。保證可再充電的鉛酸電池中的所有單元在可接受的時(shí)間段——通常是12至24小時(shí)——內(nèi)完全充電的設(shè)定點(diǎn)電壓值用于均衡充電。設(shè)定點(diǎn)電壓值通常與溫度相關(guān)并且常常以在最大構(gòu)造價(jià)值下的析氣率處于限定的溫度范圍的中間這樣的方式來(lái)限定。限定均衡充電的z曲線可以從電池制造商獲取或由車輛制造商限定以便利用預(yù)測(cè)的使用配置文件在給定的目標(biāo)車輛上良好運(yùn)作。z曲線限定電池的連接端子處的電壓。為了控制初級(jí)電流源以便達(dá)到電池連接端子處的限定的電壓的目的，需要電池電壓的反饋控制或可以執(zhí)行干擾變量的應(yīng)用的控制的策略，該策略相對(duì)于總車輛電流或電池電流調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)或DC/DC變換器的設(shè)定點(diǎn)電壓值。因此，第一可選擇的算法監(jiān)測(cè)充電電流隨時(shí)間的變化并且當(dāng)電池已經(jīng)受高均衡充電電壓超過(guò)很長(zhǎng)的限定的時(shí)間段但電池充電電流保持在閾值以上時(shí)識(shí)別出內(nèi)部短路。第二算法監(jiān)測(cè)電池的空載電壓或欠載相當(dāng)長(zhǎng)的均衡充電時(shí)間段之后的電池電壓。當(dāng)均衡充電時(shí)間段具有最小限定的長(zhǎng)度時(shí)，其被認(rèn)為是足夠的。在均衡充電階段之后，電源應(yīng)該被控制用于通過(guò)車輛負(fù)載放電，或當(dāng)車輛不使用時(shí)電源被切斷。電池電壓應(yīng)該在至少一個(gè)限定的時(shí)間段之后進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)所述電池電壓不超過(guò)預(yù)定的閾值時(shí)，識(shí)別出內(nèi)部短路。為了檢測(cè)將要評(píng)估的測(cè)量變量，可以使用例如用作電池監(jiān)測(cè)傳感器(BMS)的常規(guī)的電極式傳感器(Polnischensensor)。在這種情況下，電池優(yōu)選是機(jī)動(dòng)車輛的低壓系統(tǒng)的一部分。以這種方式測(cè)得的值可以被傳感器直接或間接地傳送到評(píng)估單元。此外，評(píng)估單元一定不是獨(dú)立的模塊，而是其功能也可以通過(guò)多個(gè)單獨(dú)的模塊之間的交互形成。在這種情況下，由評(píng)估單元生成的警報(bào)信號(hào)可以以不同的方式進(jìn)行處理。在本專利技術(shù)的優(yōu)選實(shí)施例中，提供的是，在該方法中使用的算法根據(jù)機(jī)動(dòng)車輛的當(dāng)前操作模式來(lái)選擇。例如，當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛在運(yùn)行時(shí)，應(yīng)用算法a)，而當(dāng)機(jī)動(dòng)車輛已處于停放模式超過(guò)限定的時(shí)間段時(shí)應(yīng)用算法b)。此外，作為算法a)的應(yīng)用條件，可以提供的是，這種算法僅當(dāng)電池的荷電狀態(tài)處于限定的極限值以上并且充電過(guò)程已經(jīng)以不間斷的方式發(fā)生超過(guò)限定的時(shí)間段時(shí)應(yīng)用。警報(bào)信號(hào)然后可以以多種方式利用。例如在車輛的儀表板區(qū)域中的警告指示伴隨評(píng)估單元的警報(bào)信號(hào)，這種警告指示通過(guò)警告燈來(lái)實(shí)現(xiàn)是可能的。以這種方式，通知車輛的駕駛員關(guān)于電池的臨界狀態(tài)，并且車輛的駕駛員可以發(fā)起相應(yīng)的對(duì)策。在該過(guò)程中，可以通過(guò)用于診斷目的的故障代碼通知維修人員。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車輛的電池狀態(tài)的方法，采用所述方法識(shí)別所述電池中的內(nèi)部短路，其中在限定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)所述電池充電并且在所述時(shí)間段過(guò)去之后，a)在第一算法中，測(cè)量電池充電電流并將其傳送到評(píng)估單元，并且如果所述電池充電電流沒有降到限定的極限值以下，則所述評(píng)估單元生成警報(bào)信號(hào)，或b)在第二算法中，切斷或調(diào)節(jié)電源以實(shí)現(xiàn)電池放電操作，并且測(cè)量空載電壓或欠載的電池電壓并將其傳送到評(píng)估單元，并且如果所述空載電壓或所述欠載的電池電壓處于限定的極限值以下，則所述評(píng)估單元生成警報(bào)信號(hào)。
【技術(shù)特征摘要】
2014.10.09 DE 102014220521.21.一種用于監(jiān)測(cè)機(jī)動(dòng)車輛的電池狀態(tài)的方法，采用所述方法識(shí)別所
述電池中的內(nèi)部短路，
其中
在限定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)所述電池充電并且在所述時(shí)間段過(guò)去之后，
a)在第一算法中，測(cè)量電池充電電流并將其傳送到評(píng)估單元，并且
如果所述電池充電電流沒有降到限定的極限值以下，則所述評(píng)估單元生
成警報(bào)信號(hào)，或
b)在第二算法中，切斷或調(diào)節(jié)電源以實(shí)現(xiàn)電池放電操作，并且測(cè)量
空載電壓或欠載的電池電壓并將其傳送到評(píng)估單元，并且如果所述空載
電壓或所述欠載的電池電壓處于限定的極限值以下，則所述評(píng)估單元生
成警報(bào)信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，
其中
所述在限定的時(shí)間段內(nèi)對(duì)所述電池充電包含均衡充電操作。
...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬克·艾弗特，埃克哈德·卡登，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：福特全球技術(shù)公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：美國(guó);US
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