[发明专利]使用车内阻抗分析诊断电池健康状况的系统和方法

说明书

使用车内阻抗分析诊断电池健康状况的系统和方法。该方法包括：接收单元的感测的电流测量值；根据感测的电流测量值生成电流分布，所述电流分布包括到峰值电流的脉冲，所述脉冲具有脉冲频率(w)；向所述电池施加具有所述电流分布的电流；对于所述电流分布中的每个脉冲，接收所述单元的响应于所述脉冲的电压测量值，计算所述单元的响应于所述电压测量值的阻抗，所述阻抗包括在所述脉冲频率处的实分量(RZw)和在所述脉冲频率处的虚分量(IZw)，当RZw超过所述脉冲频率的预编程的第一阈值时，或者当IZw超过所述脉冲频率的预编程的第二阈值时，识别电池健康问题，并且存储所述单元的RZw和IZw。

技术领域

本公开总体上涉及车辆平台中的电池，并且更具体地涉及用于使用车内阻抗分析来诊断电池的健康状况的系统和方法。

背景技术

各种纯电动和混合动力电动车辆平台依赖于至少一个车载电池组。与任何车载部件一样，需要不时地诊断其健康状况。电池健康状况和性能通常由其部件电池单元的阻抗来表征。测量电池单元的阻抗的可用方法包括电化学频谱分析。然而，该方法通常需要实验室阻抗分析仪，该实验室阻抗分析仪可能非常昂贵并且通常太麻烦而不能在安装在车辆中的电池上使用。

除了解决相关问题之外，以下公开内容还提供了对这些技术问题的技术解决方案。此外，结合附图和前述背景，根据随后的详细描述和所附权利要求，系统和方法的其他期望的特征和特点将变得显而易见。

发明内容

一实施例是一种用于使用车内阻抗分析来诊断电池的健康状况的方法，所述方法包括：接收所述电池的至少一个单元的感测的电流测量值；根据感测的电流测量值，生成电流分布，所述电流分布包括到峰值电流的多个脉冲，所述多个脉冲具有脉冲频率；将具有所述电流分布的电流施加到所述至少一个单元；响应于所述电流分布中的脉冲，接收所述至少一个单元的电压测量值，基于所述电压测量值计算所述至少一个单元的相应阻抗，所述阻抗包括所述脉冲频率处的实分量和所述脉冲频率处的虚分量，存储所述至少一个单元的所述脉冲频率处的实分量和所述脉冲频率处的虚分量，以及当所述脉冲频率处的实分量超过所述脉冲频率的预编程的第一阈值时，或者当脉冲频率处的虚分量超过脉冲频率的预编程的第二阈值时，识别电池健康问题。

在一实施例中，还包括：对于电流分布中的多个脉冲中的每个脉冲，重复进行接收、计算、存储和识别。

在一实施例中，还包括：计算脉冲频率处的平均实分量；以及当所述脉冲频率处的实分量超出所述脉冲频率处的平均实分量第一阈值以上时，进一步识别电池健康问题。

在一实施例中，还包括：计算脉冲频率处的平均虚分量；以及当所述脉冲频率处的虚分量超出所述脉冲频率处的平均虚分量第二阈值以上时，进一步识别电池健康问题。

在一实施例中，还包括，通过根据电流分布命令车载充电模块(OBCM)，或者通过利用脉冲宽度调制(PWM)来控制跨至少一个单元联接的相应开关，将具有电流分布的电流施加到至少一个单元。

在一实施例中，其中脉冲频率是多个脉冲频率中的一个，并且还包括生成电流分布以进一步包括在多个脉冲频率中的每个脉冲频率处的到峰值电流的相应系列的脉冲。

在一实施例中，其中多个脉冲频率覆盖电池的整个低频到高频响应范围，包括0.1Hz、10Hz、100Hz和1kHz。

在一实施例中，还包括：确定电池的电池类型；以及进一步根据电池类型生成电流曲线。

在一实施例中，还包括：确定感测的电流测量值与峰值电流之间的误差；以及进一步根据所述误差生成所述电流分布。

在一实施例中，还包括：使用分类技术处理脉冲频率处的实分量和脉冲频率处的虚分量，从而从内部短路、扩散问题和层老化中获得故障类型。

在一实施例中，其中分类技术是经训练的收敛神经网络、随机森林搜索或历史数据挖掘。