CN109901075B 用于预测电池寿命的方法 （福特全球技术公司）

提供了用于可靠地提供对车辆电池的预期寿命参数得到的度量的朝向限定的阈值的收敛速度的劣化状态转换成对在部件需要进行维修之前剩余的时间或距离的估计，并显示给车辆驾驶2基于从感测到的车辆操作参数得到的多个电池度量的朝向对应的阈值的收敛速率来将所述预测到的劣化状态转换成在电池寿命终止之前的剩余的基于在所述转换之后的车辆性能而更新寿命终止阈值，所述更新3.如权利要求2所述的方法，其中所述预测包括随着所述多个电池度量中的任一个的将所述预测到的劣化状态与所述寿命终止阈值以及当前劣化状态和所述寿命终止阈当所述预测到的劣化状态低于所述一个或多个中间阈值和所述寿命终止阈值中的每当所述预测到的劣化状态高于所述一个或多个中间阈值中的大于所述一个或多个中当所述预测到的劣化状态高于所述一个或多个中间阈值和所述寿命终止阈值中的每到的对所述确定的度量的最近估计以及自从对所述确定的度量的所述最近估计以来所述定的度量的所述过去历史检索到的对所述确定的度量的初始估计来估计所述确定的度量3每个车辆的性能而更新所述车辆的所述寿命终止阈值和所述一个或多个中间阈值中的每基于多个感测到的电池参数的朝向对应的参数阈值的收敛速率而预测在所述电池的基于在所述预测之后监视所述车队的所述一个或多个附加车辆中的每一个的电池寿14.如权利要求13所述的系统，其中基于所述比较而限制所述车辆的一个或多个功能4于基于Li离子或其它技术的混合动力或电动车辆[0004]已经开发了各种方法来预测车辆系统电池的健康状态。由Uchida在US8,676,性损失、影响驾驶性能的降低的电气功能(诸操作模式中支持基本操作系统和安全关键系统。其中如果电池有缺陷或接近其寿命终止，5态下的电池内阻和/或在电池被完全地放电和完全地充电时计算的最小可达到的开路电压(OCV)和最大可达到的开路电压的变化。测量的特性可以归一化为温度和电池荷电状态机器学习和凭经验的方法而限定每个电池特性的阈值并基于每个电池特性朝向对应的阈6[0014]图3示出了使用感测到的数据和统计估计来执行车辆电池的预断和诊断的高级流[0020]图9示出了示例性方法的高级流程图，该可用于更新向车辆驾驶员提供通知并在[0022]图11示出了可用于响应于超过中间EOL阈值而更新电池荷电电压的示例方法的高[0030]发动机10可以至少部分地由包括控制器12的控制系统和经由输入装置132从车辆7缸14示出为包括位于气缸14的上部区域的至少一个进气提升阀150和至少一个排气提升阀如，气缸14可以可选地包括经由电动气门致动控制的进气门和经由包括CPS和/或VCT的凸8改进混合。燃料可以经由高压燃料泵和燃料轨从燃料系统8的燃料箱输送到燃料喷射器以与从控制器12经由电子驱动器171接收的信号FPW_2的脉冲宽度成比例地喷射从燃料系[0039]在替代示例中，燃料喷射器166和170中的每一个可以被喷射到气缸中或作为进气道燃料喷射器将该燃料混合物直接地喷射到进气门的上游。因气道喷射的燃料可在打开的进气门事件、关闭的进[0042]燃料系统8中的燃料箱可以容纳不同的燃料类型的燃料，例如具有不同的燃料质9除了先前讨论的那些信号之外，控制器12还可以从联接到发动机10的传感器接收各种信自联接到曲轴140的霍尔效应传感器120(或其它类型)的表面点火拾取信号(PIP)；来自节机转速信号RPM可以由控制器12从信号PIP产生。来自歧管压力传感器的歧管压力信号MAP参考气缸14通过图1A描述和示出的各种部件中到电池并与车辆控制器通信。电池监视传感器(BMS)监视并计算实际电池状况(荷电状态接的电池的随时间的电池状态并将实际电池状态保持在RAM中，并且周期性地将获悉和调型的推进电池以及除了铅酸电池中使用的化学物质以外的化学物质。电池监视传感器的常规的基于12V的交流发电机186。电池可以用于为一个或多个常规的12V电负载182(诸余寿命可能有所不同。由于对电池的寿命终止(EOL)的错误估计，可能发生意外的电池故能会导致客户因失去移动性(诸如当车辆或发动机未起动时)以及影响驾驶性能的降低的库中充电的插电式车辆的情况下在车库中产[0052]除了与电池的寿命终止的错误预测相关联的问题其中预测EOL晚于其实际发生的时间发生)之外，可能还有与电池的寿命终通过使用评估与电池劣化相关联的多个电池特性的EOL预测方法，如参考图3至图4的程序容量减半还可能造成车辆因点火开关关闭负载的耗尽而无法起动。然而，仅将内阻增加器将与在车辆操作期间收集的关于那些特性的数据与对应的阈值进行比较。如参考图3至[0056]图2示出了可由车辆控制器用来监视车辆电池(诸如铅酸电池)的寿命终止的示例或其它事件期间测量的造成显著电压和电流瞬变的电压变化与电流变化的比率。另一方[0058]映射图200示出了接收关于电池的内阻204的输入BSBattRiTNom的算法202，其在路模型的内置模型来推断因硫酸盐化和活性质量的损失而造成的电池SOC、容量和容量损示出为被归一化为预限定的温度和荷电状态的与温度无关的可校准阈值，在其它示例中，(EOL)的示例方法300。用于执行方法300和本文包括的其余方法的指令可以由控制器基于得能够将预测到的劣化状态转换成在车辆电池需要维修(或替换)之前剩余的时间或持续[0062]在302处，该方法包括针对电池EOL预测选择一个或多个电池特性(来自多个可能的电池特性)。特性可以包括可用于测量电池劣化的电池属性。可以基于电池的性质或配荷电吞吐量进行加权并随时间而进行积分以估计限定为电池个示例输出可以包括“电池处于寿命终止的概率为78电池不处于寿命终止的概率为家的建议识别的。位置218处的当前容量距阈值的距离在此称为x1(并且在图2中被示出为0_[0086]同样地，位置218处的当前内阻距阈值的距离在此称为x2(并且在图2中被示出为[0087]由于电池可能因低容量或高电阻而发生故障，因此电池的寿命终止(EOL)被限定3N空间中)在与特征空间中的寿命终止阈值的正交方向(最短路径)上相对于时间的变化[0094]返回图3，在一些示例中，可以基于电池的劣化或维修历史来进一步更新收敛速[0096]在监视混合动力或电动车辆中的推进电池并预测其距寿命终止的时间的情况器指示剩余电池寿命。其中寿命终止阈值和其它校准参数可以在组装线上的车辆中刷新，传感器和在车辆的控制模块或另一个车载ECU中运行的任何电池监视算法或控制器。可以在线计算描述给定特征向对应的阈值的收敛速度的特征梯度并将其存储在车身控制模块SOH可以被表达为从新的电池的100％变化到报废电池的0％的剩余寿命百分比。随着电池[0100]在318处，该方法包括将电池的估计的EOL或SOH转换成车辆驾驶员可容易地理解确定的度量的过去历史)而将预测到的劣化状态转换成剩余时间或持续时间估计，以显示这些特征的收敛速度(或它们的收敛速度的趋势)的情况下确定电池是否属于一组特定故的辅助或周期性地关闭气候控制或娱乐系统。参考图9示出了逐步地提供通知和逐步地限[0107]在图4处示出了图3的方法的示例实施方式。方法400表示仅评估两个特征的基础[0111]将了解，上述方法可以用于在各种实施方式情景中预测多种电池类型的剩余寿[0114]其中F(f)表示满足以下条件的车辆中发生故障的电池数量：(1)电池的故障机制且可以被分析地选择来在若干监视时段内或通过其它手段保证度量的[0115]度量BISFMf可以用于限定因可由特征f识别的机制发生的电池故障的百分比。在因相关联的性能阈值的校准而造成的误报或过量灵敏导致的过量电池替换。在一个示例用性能PMf之间的关系对于给定的特征f存在，那么它可以表达为以下形式的传递函数：Δ用作为创建传递函数以供未来使用的基础。估计EOL阈值的必要变化以获得性能度量的所数来自适应地更新EOL阈值被称为智能自适应，并且参考图5的示例和图7的程序来对其进已经被监视达限定的监视时段。在一个示例中在具有系统的车辆群体被监视达至少指定的监视时段之后适应的符号可以是根据正被监视的特定特征和度量，并且一个特征的EOL阈值的变化可能的初始选择可能太高或太低。在映射图500处示出了相对于在大的故障电池样本中观察到的监视时段TRiTNom。如果与失水对应的BISF度量指示因失水而造成起动故障的现场车辆[0125]在一个示例中，可以使用估计相对于EOL阈值的变化的性能度量的变化的传递函EOL阈值502到更新的EOL阈值504的自适应之后在现场车辆被观察了至少另一个最小监视百分比同样不会变得过量。这是图7中描述的智能自适应算法的一部分。可以记录相对于EOL阈值的性能度量的变化并将其用于未来自适应。在一个示例中，在控制理论的上下文[0126]其中可更新电池EOL阈值的一个示例情景包括其中发生电池失水的状况。电池失断/预断系统的大量车辆在设定点控制的变化发生之后被监视达至少指定的监视时段才被内阻的EOL阈值的变化类似的方式从初始EOL阈值1002降低到更新的EOL阈值1004。如在失用新的技术来减轻与电池容量的损失相关联的故障[0127]诊断/预断系统的性能也可能受一组被监视的车辆的变化的影响。变化可以被视可能需要自适应EOL阈值以保持可接受性能水平。可影响性能的技术变化包括新的电池充[0128]一组车辆中的电池操作的变化也可能影响性能。这些变化包括车辆的电气内容带市场中操作的车辆在具有非常热或冷的平均温度的土地上销售，那么可能发生这种情能的新的电池监视技术可能导致在EOL时给定特征的值的分布也发生变化。每个车辆和电[0129]如上讨论，可以通过使用老化模型或其它方法来分析劣化或故障的电池以确定之间引入中间阈值。距中间寿命终止阈值的距离IlllIntThresh是根据收敛速度和所选择[0132]当电池的状态达到在预测到的寿命终止之前的预限定的时间或预限定的距发生间中的寿命终止阈值可以通过表示在达到寿命终止之前的特定时间或距寿命终止的距离[0136]由于自主车辆中的12V配件电池在某些操作模式下支持安全关键系统，因此如果[0139]将消息发送到驾驶员和维护人员并以逐步的方式缩减功能性来作为电池的预测[0140]当超过表示距发生故障的距离或时间的接近寿命终止的[0145]这样做允许限定由距发生故障的时间和距发生故障的距离两盒限定的通信策[0146]每当在车辆行驶时或周期性地在车辆停放时，可以激活图14的通信策略。当在[0149]以与通信策略类似的方式，当超过表示距发生故障的距据被超过的中间阈值来限制或停用具有主动悬架的车辆中的单独的系统或功能。作为示能。这些可以是操纵车辆的伺服系统(正如线控系统一样)以及致动制动器的电动泵和气可以是在内燃发动机用于推进时的交流发电机或发电机或在车辆具有电动推进系统时的时间或距离低于校准的阈值，那么可以沿着如上限定的车辆自动化水平线限制自主功能15的控制策略可以与图13或图14的通信策略协调以解释对驾驶员的限制的原因并将该信控制策略的情况下一样，也可以相对于距发生故障的距离来限定阈值并且可以使用使用这两种类型的阈值的混合策略。图16中所示的策略是通用控制策略的特定实施方式，其可以在电池达到其寿命终止的情况下限制或停用任何非必可以包括例如将自主功能性限制为对应于由汽车工程师协会发布的车辆自动化级别(从信可以采用显示在仪表板上的文本、发送到驾驶员的账户的SMS或发送到在驾驶员的移动括例如车辆的自主功能性以大于第一量的第二量限制到第二级别，第二级别低于第一级间或距离阈值)，第三阈值比第一阈值或第二阈值更接近部件的EOL阈值(h)。在其它示例表示为Com3)，诸如通过向驾驶员的账户或在驾驶员的移动装置上运行的应用程序发送电通信中包括将自主功能性限制到第三级别的本文讨论的任何方法和策略可以应用于自主车辆，以及常规的汽油或混合动力电动车辆。延长电池提供基本功能性的能力。本文用于预测SLI电池的寿命终止的方法也可以应用于命终止的时间的任何方法可以与本文所述的通用控制和通信策略结合地使用。法可以用于通过估计在电池劣化之前剩余的时间和/或剩余的距离来补充任何现有的预断个电池度量中的任一个的所述收敛速度增加而更高的劣化状态。在任何或所有前述示例状态与寿命终止阈值以及当前劣化状态和所述寿命终止阈值之间的一个或多个中间阈值劣化状态高于所述一个或多个中间阈值中的大于所述一个或多个中间阈值中的所述第一命终止阈值中的每一个时，在并非所有自主车辆功能性都受限制的情况下操作所述车辆。据从所述确定的度量的所述过去历史检索到的对所述确定的度量的最近估计以及自从对所述确定的度量的所述最近估计以来所述车辆所行进的距离来估计所述确定的度量的值。车辆中时从所述确定的度量的所述过去历史检索到的对所述确定的度量的初始估计来估应于在所述预测之后的所述车队的每个车辆的性能而更新所述车辆的所述寿命终止阈值速度而限定电池寿命终止预测算法；以及基于所述预测算法而估计所述电池的寿命终止。辆的一个或多个自主功能，限制程度是基于相对于寿命终止阈值的所述估计的寿命终止。述车队的所述多个车辆中的每一个收集并经由所述车辆通信网络接收的电池寿命终止信的持续时间与寿命终止阈值进行比较；以及基于比较而限制所述车辆的一个或多个功能。[0172]将注意，本文包括的示例控制和估计程序可以与各种发动机和/或车辆系统配置和/或功能可以图形地表示要编程到发动机控制系统中的计算机可读存储介质的非暂时性件和/或特性的其它组合和子组合可以通过修改本权利要求或通过在该申请或相关申请中历史；以及将所述预测到的劣化状态转换成在电池寿命终止之前的剩余的时间或持续时所述预测到的劣化状态高于所述一个或多个中间阈值中的大于所述一个或多个中间阈值检索到的对所述确定的度量的最近估计以及自从对所述确定的度量的所述最近估计以来所述确定的度量的所述过去历史检索到的对所述确定的度量的初始估计来估计所述确定个车辆的性能而更新所述