电流传感器故障诊断的制作方法

1.引言本公开涉及针对（例如，电池电力系统的）电流传感器中的故障的替代性方法。移动和固定系统可包括一个或多个电动牵引马达，其相绕组通过推进装置电池组的受控放电来通电。由通电的（多个）牵引马达生成的输出扭矩可经由齿轮组或其他介入的动力传递机构被引导到被驱动的负载，例如机动车辆的被驱动的行走轮。


背景技术：

2.推进装置电池组包括特定于应用的数量和布置的电化学电池电芯（cell）。电子电芯感应板（csb）通常连接到电芯或电芯组的电极，其中这些csb共同地测量电芯和/或电池组级（pack-level）温度、电压和电流。然后，csb通过物理性传递导体抑或使用无线通信将测得的电池参数报告给常驻电池控制器。电池控制器进而调节电池组和相关联的电力电子设备的正在进行的操作和热管理工作。
3.某些测得的或导出的电池参数依赖于准确的电池组电流测量，其中这种参数包括充电状态（soc）、健康状态（soh）和内电阻。在代表性的推进装置电池组中，提供给所连接的负载的电池组电流由对应的电流传感器电路测量，其中电池电流常常基于固定分流电阻器两端的电压降来确定。当分流电阻器由于腐蚀、老化或损坏所致而降级时，测得的电流值往往具有人为地高的幅度。其他类型的电流传感器的降级或损坏也可能造成同样的不准确度。具有较高或较低幅度电流读数的电池组进而呈现为以特定的速率充电或放电，其中实际的速率是一个较高或较低的值。同时，电池电阻估计值将呈现为比它们实际的值更大或更小，这进而引起常驻电池控制器在运行某些电芯故障诊断算法时登记错误的负面结果。


技术实现要素：

4.本文中所描述的硬件和软件解决方案使得能够检测电流传感器中的电流传感器故障。由于目前无法准确地检测在已组装的并且操作的电池组中的这种故障，因此目前工艺水平缺乏一种可靠的方式来缓解电流传感器故障。相比之下，下文详述的方法可在适当的时候经由逻辑调整来延长对有故障的电流传感器的使用。这使得车载控制器能够在不触发干预性维护动作的情况下或每当传感器误差超过阈值时通过提醒操作员需要这种维护动作来补偿测量误差。
5.本公开的一个方面包括一种电池电力系统，其具有电池、传感器套件和电子控制器。本文中所设想的传感器套件包括电流传感器、电压传感器和温度传感器，这些传感器分别可操作以用于输出指示电池的测得的电池组电流的电流信号、指示电池的测得的电压的电压信号、以及指示电池的测得的温度的温度信号。在一些实施例中，电流传感器可包括通常在上文所述的类型的固定分流电阻器，其中本教导也有益于对其他类型的电流传感器的诊断。
6.该示例性实施例中的控制器与传感器套件通信，并且被构造成确定电池在不同时
间点的估计的开路电压。这是使用电流信号、电压信号和等效电路模型（ecm）来发生的。控制器被构造成：使用估计的ocv和测得的温度信号，经由校准的soc映射来确定电池在不同时间点的充电状态（soc
ecm
）。控制器还被构造成：使用电池在不同时间点的基于ecm的soc（soc
ecm
）来计算传感器增益值。当传感器增益值超过预定的故障阈值时，控制器最终执行控制动作，其中该控制动作可能包括生成指示电流传感器的故障的故障通知代码。电池的充电状态（soc
ecm
）可经由控制器确定为估计的ocv和测得的电池温度的函数（f），使得：其中ocv是估计的ocv，并且t表示测得的电池温度。
7.在一些实施方式中，控制动作包括：基于传感器增益值来选择性地调整测得的电池电流。例如，控制器可被构造成：例如，当传感器增益值小于或大于服务阈值时，使用以下方程式基于传感器增益值来选择性地调整测得的电池电流，以生成校正电流值（i
cor
）：其中im是测得的电池组电流，并且g是传感器增益值。为简单起见，不同时间点可至少包括第一时间点和第二时间点，其中控制器被构造成将传感器增益值计算为：其中是在第一时间点和第二时间点的相应的基于库仑计数的soc值之间的差异，并且是电池在第一时间点和第二时间点的相应的基于ecm的soc（soc
ecm
）之间的差异。
8.在一些实施例中，控制器可基于传感器增益值来请求维护动作。控制器还可被构造成：使用电池的基于ecm的充电状态（soc
ecm
）和基于库仑计数的soc值（soc
cc
）来计算传感器增益值。
9.本文中还公开了一种用于诊断电池电力系统中的电流传感器故障的方法。该方法的示例性实施例包括：分别经由电流传感器、电压传感器和温度传感器来传达指示电池的测得的电流的电流信号、指示电池的测得的电压的电压信号、以及指示电池的测得的温度的温度信号。如上所述，可选地，电流传感器可包括分流电阻器。该方法包括：使用电流信号、电压信号和ecm来确定电池在不同时间点的估计的开路电压；以及使用估计的开路电压和测得的温度，经由校准的soc映射来确定电池在不同时间点的基于ecm的充电状态。
10.附加地，该实施例中的方法包括：使用电池在不同时间点的基于ecm的soc和基于库仑计数的soc（soc
cc
）来计算传感器增益值。电池电力系统的处理器还基于传感器增益值来执行关于电池的控制动作，其中该控制动作包括生成指示电流传感器的故障的故障通知信号。
11.本文中还公开了一种机动车辆，该机动车辆具有：行走轮；以及电气化动力总成系统，其可操作以用于向机动车辆输出驱动扭矩，即，用于推进机动车辆。电气化动力总成系统包括推进装置电池组、连接到推进装置电池组的电动牵引马达、传感器套件和控制器。电气化动力总成系统可操作以用于在通过推进装置电池组的放电来通电时生成驱动扭矩，例
如，当马达为多相装置时经由功率逆变器模块。传感器套件包括上述的电流传感器、电压传感器和温度传感器。车辆控制器与传感器套件通信，并且被构造成使用本公开的方法来诊断电流传感器的性能。
12.本发明还提供了以下技术方案：1. 一种电池电力系统，其包括：电池；传感器套件，其包括：电流传感器，所述电流传感器是可操作的以用于输出指示所述电池的测得的电池组电流的电流信号；电压传感器，所述电压传感器是可操作的以用于输出指示所述电池的测得的电压的电压信号、以及温度传感器，所述温度传感器是可操作的以用于输出指示所述电池的测得的温度的温度信号；以及控制器，其与所述传感器套件通信，并且被构造成：使用所述电流信号、所述电压信号和等效电路模型（ecm）来确定所述电池在不同时间点的估计的开路电压；使用所述估计的开路电压和所述测得的温度，经由校准的soc映射来确定所述电池在所述不同时间点的基于ecm的充电状态；使用所述电池在所述不同时间点的所述基于ecm的充电状态（soc）以及在所述不同时间点的基于库仑计数的soc来计算传感器增益值；以及当所述传感器增益值超过预定的增益故障阈值时，执行关于所述电池的控制动作，包括生成指示所述电流传感器的故障的故障通知信号。
13.2. 根据技术方案1所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：将所述电池的所述基于ecm的soc确定为所述电池的所述估计的开路电压和所述测得的温度的函数，使得：其中，ocv
est
是所述估计的开路电压，并且t是所述测得的温度。
14.3. 根据技术方案1所述的电池电力系统，其中，所述电池包括用于机动车辆的推进装置电池组。
15.4. 根据技术方案1所述的电池电力系统，其中，所述控制动作包括：基于所述传感器增益值来选择性地调整所述测得的电流。
16.5. 根据技术方案4所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：使用以下方程式基于所述传感器增益值来选择性地生成校正电流值：其中，i
cor
是所述校正电流值，im是所述测得的电流，并且g是所述传感器增益值。
17.6. 根据技术方案5所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：基于所述传感器增益值来请求对所述电池的维护动作。
18.7. 根据技术方案1所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：将所述传感器增益值计算为：
其中是在所述不同时间点的所述基于库仑计数的soc之间的差异，并且是在所述不同时间点的所述基于ecm的soc之间的差异。
19.8. 根据技术方案1所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：执行成熟逻辑以确定所述增益值的时间序列进展或轨迹是否指示所述电流传感器的所述故障。
20.9. 一种用于诊断电池电力系统中的电流传感器故障的方法，所述方法包括：经由所述电池电力系统内的电池的电流传感器、电压传感器和温度传感器，测量指示所述电池的测得的电流的电流信号、指示所述电池的测得的电压的电压信号、以及指示所述电池的测得的温度的温度信号；使用所述电流信号、所述电压信号和等效电路模型（ecm）来确定所述电池在不同时间点的估计的开路电压；使用所述估计的开路电压和所述测得的温度，经由校准的soc映射来确定所述电池在所述不同时间点的基于ecm的充电状态（soc）；使用所述电池在所述不同时间点的所述基于ecm的soc以及所述电池在所述不同时间点的基于库仑计数的soc来计算传感器增益值；以及当所述传感器增益值超过预定的增益故障阈值时，经由所述电池电力系统的处理器来执行关于所述电池的控制动作，包括生成指示所述电流传感器的故障的故障通知信号。
21.10. 根据技术方案9所述的方法，其进一步包括：将所述电池的所述基于ecm的充电状态确定为所述电池的所述估计的开路电压和所述测得的温度的函数，使得：其中，ocv
est
是所述估计的开路电压，并且t是所述测得的温度。
22.11. 根据技术方案9所述的方法，其中，执行所述控制动作包括：基于所述传感器增益值来选择性地调整所述测得的电流。
23.12. 根据技术方案11所述的方法，其进一步包括：当所述传感器增益值小于预定的服务阈值时，使用以下方程式基于所述传感器增益值来生成校正电流值（i
cor
）：其中，im是所述测得的电流，并且g是所述传感器增益值。
24.13. 根据技术方案12所述的方法，其进一步包括：经由所述控制器基于所述传感器增益值来请求所述电池的维护动作。
25.14. 根据技术方案9所述的方法，其进一步包括：将所述传感器增益值计算为以下比率：
其中是在所述不同时间点的所述基于库仑计数的soc之间的差异，并且是在所述不同时间点的所述基于ecm的soc之间的差异。
26.15. 根据技术方案9所述的方法，其进一步包括：执行成熟逻辑以确定所述增益值的时间序列进展或轨迹是否指示所述电流传感器的所述故障。
27.16. 一种机动车辆，其包括：一组行走轮；以及电气化动力总成系统，其是可操作的以用于向所述行走轮输出驱动扭矩以推进所述机动车辆，所述电气化动力总成系统包括：推进装置电池组；电动牵引马达，其连接到所述推进装置电池组，并且是可操作的以用于在通过所述推进装置电池组的放电来通电时生成所述驱动扭矩；传感器套件，其包括：电流传感器，所述电流传感器是可操作的以用于输出指示所述推进装置电池组的测得的电池组电流的电流信号；电压传感器，所述电压传感器是可操作的以用于输出指示所述推进装置电池组的测得的电压的电压信号；以及温度传感器，所述温度传感器是可操作的以用于输出指示所述推进装置电池组的测得的温度的温度信号；以及车辆控制器，其与所述传感器套件通信，并且被构造成：使用所述电流信号、所述电压信号和等效电路模型（ecm）来确定所述推进装置电池组在不同时间点的估计的开路电压；使用所述估计的开路电压和所述测得的温度，经由校准的soc映射来确定所述推进装置电池组在所述不同时间点的基于ecm的充电状态（soc）；使用所述推进装置电池组在所述不同时间点的所述基于ecm的充电状态以及所述推进装置电池组在所述不同时间点的基于库仑计数的soc来计算传感器增益值；以及当所述传感器增益值超过预定的增益故障阈值时，执行关于所述推进装置电池组的控制动作，包括生成指示所述电流传感器的故障的故障通知信号。
28.17. 根据技术方案16所述的机动车辆，其中，所述车辆控制器被构造成：将所述推进装置电池组的所述基于ecm的充电状态确定为所述估计的开路电压和所述测得的温度的函数，使得：其中，ocv
est
是所述估计的开路电压，并且t是所述测得的温度。
29.18. 根据技术方案16所述的机动车辆，其中，所述控制动作包括：通过使用以下方程式基于所述传感器增益值生成校正电流值（i
cor
），来基于所述传感器增益值选择性地调整所述测得的电流：
其中，im是所述测得的电流，并且g是所述传感器增益值。
30.19. 根据技术方案18所述的机动车辆，其中，所述车辆控制器被构造成：执行成熟逻辑以确定所述增益值的时间序列进展或轨迹是否指示所述电流传感器的所述故障。
31.20. 根据技术方案16所述的机动车辆，其中，所述车辆控制器被构造成：使用所述推进装置电池组的所述基于ecm的soc和基于库仑计数的充电状态来将所述传感器增益值计算为以下比率：其中是在所述不同时间点的所述基于库仑计数的soc之间的差异，并且是在所述不同时间点的所述基于ecm的soc之间的差异。
附图说明
32.图1是具有推进装置电池组的机动车辆的示意性图示，其中该电池组包括使用本文中所详述的策略来诊断的电流传感器。
33.图2是名义上健康的电流传感器和有故障的电流传感器的代表性电流-电压性能图，其中横轴上描绘的是以安培（a）为单位的电流，且纵轴上描绘的是以伏特（v）为单位的电压。
34.图3是描述用于构建开路电压（ocv）到充电状态（soc）映射以供在图1的机动车辆上使用的方法的流程图。
35.图4是描述用于使用图3的ocv到soc映射来检测电流传感器故障的方法的流程图。
具体实施方式
36.本公开容许许多不同形式的实施例。本公开的代表性示例在附图中示出并且在本文中被详细描述为所公开的原理的非限制性示例。为了那个目的，在摘要、引言、发明内容和具体实施方式部分中描述但权利要求书中并未明确阐述的元件和限制不应单独地或共同地通过隐含、推断或以其他方式并入到权利要求书中。
37.为了本描述的目的，除非明确地放弃保护，否则单数的使用包括复数且反之亦然，词语“和”和“或”应两者都为联合的和非联合的，“任何”和“所有”应两者都意指“任何和所有”，并且词语“包括（including）”、“含有（containing）”、“包含（comprising）”、“具有”等应意指“包括但不限于”。此外，粗略估计的词语（诸如，“约”、“几乎”、“基本上”、“总体上”、“大约”等）在本文中可在“为、接近或几乎为”、或“在
……
的0-5%以内”或“在可接受的制造公差内”或其逻辑组合的意义上使用。
38.参考附图，其中，相似的附图标记贯穿若干视图指代相似的特征，并且从图1开始，电池电力系统10包括储能系统12，该储能系统具有电化学电池14，例如电池电芯、模块、或
组装成电池组的适合于应用的数量的电池电芯或模块。如图1中所示，储能系统12是机动车辆18的电气化动力总成系统16的一部分，机动车辆例如为全电动车辆、混合动力车辆或增程电动车辆（ev），其中电池14充当高压推进装置电池组（b
hv
）。在这种构型中，电池14可经由直流（dc）电压总线22的正（+）和负（-）轨道连接到牵引功率逆变器模块（tpim）20。如本领域中所了解的，tpim 20的通/断（on/off）状态切换控制用于将tpim 20的dc输入电压转换为多相/交流（ac）输出电压。ac输出电压使ac电压总线24通电，例如ac电压总线24的代表性三相构型的额定a、b和c相。
39.在机动车辆18的代表性构型中，ac电压总线24将tpim 20连接到电动牵引马达（me）25。特别地，电动牵引马达25可包括包围磁性转子25r的绕线定子25s，其中输出构件26联接到转子25r，最终连接到设置在一个或多个驱动桥29上的一组行走轮28。当电动牵引马达25在这种构型中通过电池14经由tpim 20来通电、或在dc马达实施例中直接通电时，转子25r在定子25s内旋转并由此生成输出扭矩（箭头to）作为驱动扭矩。电动动力总成系统16的实施例可包括电子或机械差速器30，其中差速器30作为独立可控元件可旋转地连接驱动桥29，例如，当将输出扭矩（箭头to）分配到行走轮28以推进机动车辆18时。
40.用作图1中所示的示例性电动动力总成系统16的一部分的其他电力电子部件可包括连接到dc电压总线22的辅助电源模块（apm）40、以及经由辅助电压总线41连接到apm 40的辅助电池（b
aux
）42。如本文中所使用的，“辅助”指代相对于dc电压总线22的电压水平而言的低电压水平，其中用于汽车应用的典型辅助电压水平为12-15 v。通过比较，dc电压总线22可取决于应用具有60-400 v或更高的对应的电压水平。
41.作为本诊断策略的一部分，图1的电池14包括被构造成输出一组电池参数（cc
p
）的传感器套件31。传感器套件31包括电流传感器32i，例如霍尔效应传感器。传感器套件31还包括电压传感器32v和温度传感器32t（诸如，热电偶或热敏电阻）。电流传感器32i（可选地包括分流电阻器（rs）34）的性能特别是经由控制器50来诊断的，如下文参考图2-4详细阐述的。电流传感器32i可操作以用于输出指示电池14的测得的电池电流的电流信号（箭头i），其中电流传感器32i可能基于出现在可选的分流电阻器34两端的电压降而这样做，如本领域中所了解的。如上所述，某些测得的或导出的电池参数依赖于电池电流的准确测量，包括对电池组14的目前充电状态（soc）、健康状态（soh）和内电阻的计算。因此，本策略使得控制器50能够诊断电流传感器32i的故障并且取决于故障严重程度以适当的方式对这种故障作出响应。
42.进一步关于传感器套件31，电压传感器32v可操作以用于输出指示电池14的测得的电芯、模块或电池组级电压的电压信号（箭头v）。同样，温度传感器32t可操作以用于输出指示电池14的测得的温度的温度信号（箭头t）。传感器套件31可包括此处未提到的附加传感器。附加地，虽然为了图示简单性而用单数术语描述，但在其他实施例中可使用多个电流传感器32i、电压传感器32v和温度传感器32t，且因此除非另有指定，否则对单数传感器类型的引用适用于包括同一类型的多个传感器的实施例。
43.在一些实施例中，控制器50被构造成在其作为常驻车辆控制器的能力范围内在机动车辆18上执行本策略。替代地，图1中所描绘的控制器50有可能将原始电流、电压和温度数据发送到车外服务器、计算机或处理单元，其中在这种处理节点处执行所公开的开路电压估计。因此，图1的控制器50可体现为一个或多个处理节点，其中一些节点可位于机动车
辆18上，而其他节点可能位于车外。为了执行本诊断策略（包括图3的方法100和图4的方法200）的目的，控制器50配备有特定于应用的量的易失性和非易失性存储器（m）52和一个或多个处理器（p）54（例如，微处理器或中央处理单元）、以及其他相关联的硬件和软件，例如数字时钟或计时器、输入/输出电路、缓冲电路、专用集成电路（asic）、片上系统、电子电路、以及如提供已编程的功能所需的其他必要硬件。
44.在本公开的范围内，作为控制动作的一部分，与传感器套件31通信的图1的控制器50最终通过生成输出信号（箭头cco）来对电池参数（cc
p
）作出响应。该动作可在如下文参考图2-4所阐述的那样来计算的传感器增益值超过预定的故障阈值时发生，并且可包括生成指示电流传感器32i的（例如，分流器电阻器34的）故障的故障通知、以及其他可能的控制动作。作为这项工作的一部分，控制器50可操作以用于使用电流信号（箭头i）、电压信号（箭头v）和等效电路模型（m1）55来确定电池14在不同时间点的估计的开路电压（ocv）。控制器50还经由校准的soc映射（m2）56来确定电池14在不同时间点的基于ecm的充电状态（soc
ecm
），其中缩写“ecm”表示等效电路模型55。控制器50使用估计的ocv和上文所描述的温度信号（箭头t）来完成此。然后，控制器50使用电池14在不同时间点的充电状态（soc
ecm
）来计算上述传感器增益值，此后，当传感器增益值超过预定的故障阈值时，对电池14执行一个或多个控制动作。
45.参考图2，图60图示了图1的电流传感器32i的名义上“健康的”版本和“有故障的”版本的代表性电流-电压性能。健康的电流传感器32i的性能由迹线62表示，而有故障的电流传感器32i的性能则由迹线64表示。在横轴（x）上描绘了以安培（a）为单位的电流。在纵轴（y1）上描绘了以伏特（v）为单位的电压，其中在纵轴（y2）上描绘了也以伏特为单位表示的估计的ocv。两条迹线62和64（共享同一个拦截点（b），在这种情况下为373.61 v）的比较表明对应的斜率不同。在图2的图示中，例如，并且使用斜截式，迹线62可表示为，而迹线64可表示为。应认识到，两条迹线62和64在相同的估计ocv处拦截y2轴，但处于不同的斜率或梯度。因此，有了这层知识，当计算数字增益值并在诊断图1的电流传感器32i的性能时使用该数字增益值时，继续进行本诊断策略。
46.更特别地，电流传感器32i的目前增益故障影响使用库仑计数法进行的soc计算，而不是使用等效电路模型执行的计算。在后一种情况下，传感器增益故障直接影响电阻估计，即v-i曲线（诸如，图2的代表性迹线62和64）的斜率，而不影响ocv估计或y2截距。如本领域技术人员了解的，根据得到确认的方程式来继续进行库仑计数：其中soc0为初始soc，i为电流，并且cap
nom
为以安培小时为单位的电池容量。相比之下，ecm方程可表示如下：
因此，本策略包括：通过将来自等效电路模型的soc（即，soc
ecm
）与从库仑计数导出的soc（即，soc
cc
）进行比较，来检测传感器增益故障。现在将参考图3和图4来描述该策略的示例性实施方式。
47.图3描绘了用于实施方法100的流程图，该方法在离线执行时允许图1的控制器50构建估计的ocv（ocv
est
）、如由温度传感器32t测得的电池14的目前温度、以及上述基于库仑计数的充电状态（即，soc
cc
）的映射。
48.从块b102开始，电流传感器32i测量并输出电流信号（箭头i），如上所述，该电流信号指示图1的电池14的测得的电池电流，而不论是其给定的电芯还是这种电芯的集合（可能包括整个电池14）。块b104执行类似的过程，但其中电压传感器32v输出电压传感器（箭头v）。一旦测得的电池电流和电压已被传达给控制器50，方法100就继续进行到块b106。
49.块b106需要通过等效电路模型处理来自块b102和b104的测得的值，由此估计电池14或其组成式电池电芯的开路电压。估计的开路电压（本文中表示为ocv
est
）然后被馈送到块b110中。
50.块b106可以以各种方式来实施。例如，控制器50可使用本文中被称为“分段”的方法来帮助确定估计的开路电压，即ocv
est
。如本领域中所了解的，来自相应块b102和b104的电流传感器32i和电压传感器32v的输出是原始数据，这些原始数据在组合时提供所谓的vi轮廓。控制器50可被构造成通过过滤掉vi轮廓中的极值来识别不同的线段，如本领域中所了解的。
51.对于每一段，控制器50可去除具有显著地不同的部分，其中“显著地”是可特定于应用的的预定变化。在以下情况下，可保留给定段的其余部分：如果该段满足预定标准（诸如，预定的电流扩散，例如》 60 a），如果该段横跨0 a，以及如果对于整个段而言均小于预定阈值（诸如，符合图示性80 a电流扩散示例的100 a/s）。
52.因此，执行块b106的结果将呈现为图2，不过有更多的线段，其中每条vi线段对应于不同的ocv
est
。附加地，控制器50可计算在沿着各条vi线段的每个点对之间的梯度，其中各个点61在图2中示出。然后，控制器50可确定中值梯度，并且去除具有超过该中值梯度一预定量（例如，50%）的梯度的点对。因此，在该示例中，控制器50保留具有与中值梯度相差不到50%的梯度的点对的最长连续串（run），并且计算经典公式的斜率（m）和y截距（b）。斜率和y截距可分别作为电阻和ocv
est
被记录或发送到车外。可将其他方法用作分段方法的替代方案。例如，ecm可与递归最小二乘法、伪逆方法等一起使用，如本领域中所了解的。
53.块b107包括执行库仑计数以确定电池14的目前soc，其中用于soc推导的库仑计数法在本领域中是得到确认的并且上文在数学上进行了描述。基于库仑计数的soc（即，soc
cc
）然后被馈送到块b110中。
54.在块b108处，由图1的温度传感器32t读取电池温度并将其传达给控制器50。然后，方法100继续进行到块b110。
55.图3的块b110包括：对于如在块b108处所确定的给定温度，从v-i段拦截点确定
ocv
est
，如上文所描述的。例如，在训练期间，为了建立相关的映射，在给定的时刻将ocv
est
和温度映射到特定的soc
cc
值。在测试期间，然后将温度和ocv
est
作为输入来使用该映射，以确定特定的soc估计值。块b110的结果是ocv
est
和温度对比soc
cc
的图或映射，该图或映射然后可作为映射（m2）56被记录在控制器50的存储器52中。即，在控制器50的训练期间，使用上述分段方法或合适的替代方案（诸如，rls）来生成不同的一组ocv、温度和soc数据点。
56.可使用拟合方法来构建温度、ocv
est
和soc
cc
之间的映射，例如，多项式拟合、内插、使用基于高斯的回归方法的机器学习、或使用三轴曲线，仅举几个例子。在给定ocv
est
和电池/电芯温度（例如，0
°
到40
°
c）的情况下，由控制器50提取作为0%到100%之间的百分数的soc
ecm
，且此后在下文所描述的方法200中对其加以使用。生成的映射可用随时间推移所收集的数据连同电池老化信息/数据进行更新。现在将特别参考图4来描述方法100的示例性实施例。
57.现在参考图4，控制器50被构造成检测图1中所示的电流传感器32i的增益故障，这些增益故障由方法100的ocv
est
告知。从块b201a和b201b开始，控制器50分别在不同时间点t1和t2加载电流和电压数据，其中时间t2是在时间t1之后，例如，晚几秒钟。然后，方法200继续进行到块b203a和b203b。
58.块b203a和b203b需要使用从块b201a和b201b提供的值来估计电池14的开路电压（ocv
est
）。这是如上文在块b106中所阐述的那样来发生的。然后，方法200继续进行到块b210a和b210b。
59.在块b208a和b208b处，使用（多个）温度传感器32t在时间点t1（块b208a）和t2（块b208b）来测量图1的电池温度（箭头t）。测得的值分别被提供给块b210a和b210b。
60.在块b210a和b210b处，方法200包括：处理来自相应块b208a和208b的在t1和t2测得的温度、以及来自相应块b203a和203b的在同一时间点的ocv
est
。然后，方法200继续进行到块b211a和b211b。
61.块b211a和b211b需要针对时间点t1和t2使用图3的块b110的映射来确定充电状态。时间点t1和t2的两个soc
ecm
值然后被馈送到块b214中。
62.在块b213a和b213b处，再次针对时间点t1和t2，控制器50加载基于库仑计数的充电状态（即，soc
cc
），且然后继续进行到块b214。
63.在图4的块b214处，方法200通过例如使用以下函数计算传感器增益值（g）而继续进行：其中是在第一时间点t1和第二时间点t2的相应的基于库仑计数的soc值之间的差异，并且是电池14在这两个时间点的相应的电荷状态（soc
ecm
）之间的差异。然后，方法200继续进行到块b216。
64.块b216在执行随后的控制动作之前充当成熟逻辑（ml）。特别地，块b216可用于在跳闸的持续时间内而不是在单个/离散的时间点检测增益故障。成熟标准可用于确认该问题在多次跳闸过程中持续存在。例如，控制器50可在继续进行到块b218之前收集针对预定
次数（y）的跳闸的传感器增益值（g）。
65.在块b218处，控制器50接下来将传感器增益（g）与阈值进行比较，以确定是否存在增益故障。在一些实施例中，块b218可能需要将增益值（g）与校准的阈值（例如，20-30%）进行比较。替代地，基于上述成熟逻辑，控制器50可评估针对y次跳闸中的x次跳闸（例如，10次跳闸中的7次跳闸）增益（g）是否超过阈值、或者增益的时间序列进展或轨迹是否指示增益故障。然后，方法200继续进行到块b220。
66.方法200在块b220处完成，其中当传感器增益值（g）超过预定的故障阈值时，控制器50执行关于电池14的控制动作。块b220可包括：生成指示分流电阻器的故障的故障通知，和/或基于传感器增益值（g）来选择性地调整测得的电池组电流。。在特定的实施方式中，控制器50可被构造成用于：当传感器增益值（g）小于预定的服务阈值时，基于传感器增益值（g）来选择性地调整测得的电池组电流，以便生成校正电流值（i
cor
）。这可使用方程式发生，其中im是测得的电池组电流。控制器50还可被构造成：当传感器增益值（g）超过服务阈值时，请求对电池14的维护动作。
67.详细描述和附图或图支持并描述本教导，但是本教导的范围仅仅由权利要求限定。虽然已详细地描述了用于实施本教导的最佳模式和其他实施例中的一些，但是存在用于实践所附权利要求中限定的本教导的各种替代性设计和实施例。此外，本公开明确包括上文和下文所呈现的元件和特征的组合和子组合。

技术特征：
1.一种电池电力系统，其包括：电池；传感器套件，其包括：电流传感器，所述电流传感器是可操作的以用于输出指示所述电池的测得的电池组电流的电流信号；电压传感器，所述电压传感器是可操作的以用于输出指示所述电池的测得的电压的电压信号、以及温度传感器，所述温度传感器是可操作的以用于输出指示所述电池的测得的温度的温度信号；以及控制器，其与所述传感器套件通信，并且被构造成：使用所述电流信号、所述电压信号和等效电路模型（ecm）来确定所述电池在不同时间点的估计的开路电压；使用所述估计的开路电压和所述测得的温度，经由校准的soc映射来确定所述电池在所述不同时间点的基于ecm的充电状态；使用所述电池在所述不同时间点的所述基于ecm的充电状态（soc）以及在所述不同时间点的基于库仑计数的soc来计算传感器增益值；以及当所述传感器增益值超过预定的增益故障阈值时，执行关于所述电池的控制动作，包括生成指示所述电流传感器的故障的故障通知信号。2.根据权利要求1所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：将所述电池的所述基于ecm的soc确定为所述电池的所述估计的开路电压和所述测得的温度的函数，使得：其中，ocv
est
是所述估计的开路电压，并且t是所述测得的温度。3.根据权利要求1所述的电池电力系统，其中，所述电池包括用于机动车辆的推进装置电池组。4.根据权利要求1所述的电池电力系统，其中，所述控制动作包括：基于所述传感器增益值来选择性地调整所述测得的电流。5.根据权利要求4所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：使用以下方程式基于所述传感器增益值来选择性地生成校正电流值：其中，i
cor
是所述校正电流值，i
m
是所述测得的电流，并且g是所述传感器增益值。6.根据权利要求5所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：基于所述传感器增益值来请求对所述电池的维护动作。7.根据权利要求1所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：将所述传感器增益值计算为：其中是在所述不同时间点的所述基于库仑计数的soc之间的差异，并且是在所述不同时间点的所述基于ecm的soc之间的差异。
8.根据权利要求1所述的电池电力系统，其中，所述控制器被构造成：执行成熟逻辑以确定所述增益值的时间序列进展或轨迹是否指示所述电流传感器的所述故障。9.一种用于诊断电池电力系统中的电流传感器故障的方法，所述方法包括：经由所述电池电力系统内的电池的电流传感器、电压传感器和温度传感器，测量指示所述电池的测得的电流的电流信号、指示所述电池的测得的电压的电压信号、以及指示所述电池的测得的温度的温度信号；使用所述电流信号、所述电压信号和等效电路模型（ecm）来确定所述电池在不同时间点的估计的开路电压；使用所述估计的开路电压和所述测得的温度，经由校准的soc映射来确定所述电池在所述不同时间点的基于ecm的充电状态（soc）；使用所述电池在所述不同时间点的所述基于ecm的soc以及所述电池在所述不同时间点的基于库仑计数的soc来计算传感器增益值；以及当所述传感器增益值超过预定的增益故障阈值时，经由所述电池电力系统的处理器来执行关于所述电池的控制动作，包括生成指示所述电流传感器的故障的故障通知信号。10.根据权利要求9所述的方法，其进一步包括：将所述电池的所述基于ecm的充电状态确定为所述电池的所述估计的开路电压和所述测得的温度的函数，使得：其中，ocv
est
是所述估计的开路电压，并且t是所述测得的温度。

技术总结
一种电池电力系统包括电池、传感器套件和控制器。传感器套件包括电流传感器、电压传感器和温度传感器。控制器可操作以用于使用来自电流传感器的电流信号和来自电压传感器的电压信号、以及等效电路模型（ECM）来确定电池在不同时间点的估计的开路电压。控制器使用开路电压和温度经由校准的SOC映射来确定电池在不同时间点的于ECM的充电状态（SOC），并且使用基于ECM的SOC和基于库仑计数的SOC（两者都是在不同时间点）来计算传感器增益值。当传感器增益值超过预定的故障阈值时，执行关于所述电池的控制动作，包括生成指示电流传感器的故障的故障通知信号。故障通知信号。故障通知信号。


技术研发人员：G
受保护的技术使用者：通用汽车环球科技运作有限责任公司
技术研发日：2022.10.12
技术公布日：2023/6/28