[發(fā)明專利]用于預測電池壽命的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811510431.7
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109901075A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設計）人: 潘卡·庫馬爾;伊馬德·哈山·瑪基;法克雷丁·蘭道爾西;馬克·艾菲特;謝達·馬利克普爾;大衛(wèi)·W·林登
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: G01R31/367
• 分類號: G01R31/367;G01R31/392
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民;趙志剛

本公開提供了“用于預測電池壽命的方法”。提供了用于可靠地提供對車輛電池的預期壽命的預斷的方法和系統(tǒng)。基于從感測到的車輛操作參數(shù)得到的度量的朝向限定的閾值的收斂速度來預測所述電池的劣化狀態(tài)，所述閾值是基于所述度量的過去歷史而確定。然后，將所述預測到的劣化狀態(tài)轉換成對在部件需要進行維修之前剩余的時間或距離的估計，并顯示給車輛駕駛員。可以關于所述預測到的劣化狀態(tài)來限定車輛控制和通信策略。

技術領域

本申請涉及在常規(guī)的機動車輛、混合動力車輛和電動車輛中執(zhí)行的用于估計通常被實施來起動車輛并在點火裝置關閉時支持電負載的電池的剩余壽命的方法。這種電池在文獻中通常被稱為起動-照明-點火-電池(或SLI-電池)。本文所述的基本方法還可以應用于基于Li離子或其它技術的混合動力或電動車輛中使用的推進電池。

背景技術和發(fā)明內容

車輛發(fā)動機包括能量存儲裝置，諸如鉛酸電池，以用于為起動機馬達提供動力以及支持電負載瞬變。這種電池在文獻中通常被稱為SLI電池。推進電池也可以包括在混合動力電動車輛中，以為聯(lián)接到傳動系的馬達提供動力。電池隨時間的推移而劣化，并且必須進行維修或替換。電池的劣化速率可能受多個參數(shù)的影響，這些參數(shù)諸如電池使用率、電池壽命、溫度條件、電池性質等。

已經(jīng)開發(fā)了各種方法來預測車輛系統(tǒng)電池的健康狀態(tài)。由Uchida在US 8,676,4825中示出了一種示例方法。其中基于車輛的燃料經(jīng)濟性的降低而預測混合動力車輛的電池的健康狀況。由Kozlowski等人在US 20030184307中示出了另一種示例方法。其中基于電池充電和放電的頻率及其對電池參數(shù)(諸如阻抗、電解質狀態(tài)等)的影響而預測系統(tǒng)電池的健康狀態(tài)。然后就剩余有用循環(huán)次數(shù)方面來指示電池健康狀況。

然而，本發(fā)明人已經(jīng)確定這些方法的各種問題。作為一個示例，可能存在影響電池健康的各種機制，其中一些是相互依賴的，而其它機制是彼此獨立的。上面討論的示例方法可能未考慮到基于車輛工況而影響電池健康狀態(tài)在不同速率下受影響的不同電池特性。例如，在增加電池腐蝕的狀況期間，電池的內阻可能更顯著地受到影響，而在增加電池硫酸鹽化或損失活性物質的狀況期間，電池的總容量可能更顯著地受到影響。此外，這些狀況中的一些狀況的影響可能是可逆的。例如，電池硫酸鹽化水平可以提高或降低。此外，一些特性可能更顯著地受到溫度影響，而其它特性是溫度無關的。如果在未考慮到所有這些影響的情況下預測電池壽命終止，那么可能需要比預期的更早地維修功能電池。或者，可能無法適時地將劣化的電池送去維修。在任一情況下，駕駛員滿意度可能因電池未起動、造成的移動性損失、影響駕駛性能的降低的電氣功能(諸如失去動力轉向或電動助力制動器的電動輔助)等而降低。

這些問題在自主車輛中可能進一步被加劇，其中電池(例如，12V SLI電池)在某些操作模式中支持基本操作系統(tǒng)和安全關鍵系統(tǒng)。其中如果電池有缺陷或接近其壽命終止，那么可以禁用或縮減車輛的自主功能。突然地禁用自主功能可能導致客戶不滿和不便，尤其是在無法手動地駕駛車輛的情況下。

在一個示例中，上面問題中的一些可以通過一種用于耦合到車輛的電池的方法來解決，該方法包括：相對于對應的閾值預測從感測到的車輛操作參數(shù)得到的多個電池度量的車輛劣化狀態(tài)，該閾值是基于過去駕駛歷史數(shù)據(jù)而確定，過去駕駛歷史數(shù)據(jù)包括多個電池度量中的每一個的過去歷史；以及基于朝向限定壽命終止的閾值的收斂速率而將預測到的劣化狀態(tài)轉換成剩余時間或持續(xù)時間以顯示給車輛駕駛員。以此方式，可以更準確地預測車輛電池的剩余使用壽命，并且可以以及時的方式將信息傳達給車輛駕駛員。