用于監控電池系統的部件故障的裝置和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于監控電池系統的部件故障的裝置和方法。更具體地，本發明涉及一種用于監控電池系統的部件故障的裝置和方法，以更準確地確定冷卻環境友好型車輛的電池的冷卻風扇或者涉及冷卻風扇的一部分是否故障。
【背景技術】
[0002]作為動力源操作的電動機被安裝在諸如混合動力車輛、電動車輛、燃料電池車輛的環境友好型車輛中，以及包括高壓電池的電池模塊(即，電動機的驅動動力源)和用于阻斷或者供給電源的高壓繼電器被安裝在車輛內。
[0003]防止電池過熱的電池冷卻系統和使用冷卻劑冷卻電動機以防止電動機過熱的電動機冷卻系統基本上安裝在環境友好型車輛內。環境友好型車輛中的電池冷卻系統用于將電池冷卻至預定溫度以保持最優性能。
[0004]因此，輻射由電池產生的熱量的冷卻風扇電動機(以下稱為“冷卻風扇”)和負責諸如控制電池模塊充電和放電以及溫度的整體控制(包括控制冷卻風扇的操作和級別)的電池管理系統(BMS)被安裝在環境友好型車輛中使用的電池冷卻系統。然而，當由于冷卻風扇故障而造成諸如電池的部件的溫度升高時，電池的性能劣化并且電池的壽命減少，從而導致環境友好型車輛的功能的限制或者喪失。因此，將用于冷卻風扇的故障檢測邏輯應用于電池管理系統。
[0005]具體地，將參考圖1描述涉及冷卻風扇故障檢測的常規方法的實例。首先，當電池溫度上升至預定溫度或者更大時，電池管理系統發送操作命令給冷卻風扇。接著，根據由電池管理系統命令的級別操作冷卻風扇，并且將電流操作情形作為脈沖寬度調制(PWM)信號傳輸給電池管理系統。換言之，電池管理系統使用從冷卻風扇控制器接收的PWM信號確定冷卻風扇的操作狀態。
[0006]接著，當電池管理系統未能從冷卻風扇控制器接收表示冷卻風扇的操作級別和冷卻風扇的反饋信號的PWM信號時，BMS確定冷卻風扇已失靈(例如，出現失靈或者故障)。無論電池的當前溫度保持為基準值或者更低，當故障被確定為由于沒有接收到PWM信號時，可以替換冷卻風扇，其由于錯誤確定增加了成本，并且致使操作員由于相同類型的故障而訪問維修中心。
[0007]作為用于解決問題的另一示例性方法，在檢測電池冷卻系統的冷卻風扇電動機故障的相關技術中已經開發了一種方法，所述方法包括:驅動并且停止冷卻風扇電動機；在預定時間段過去之后測量冷卻風扇電動機的電壓；并且當冷卻風扇電動機的電壓大于閥值時，確定冷卻風扇電動機處于正常狀態，并且當冷卻風扇電動機的電壓小于閥值時，確定冷卻風扇電動機失靈。
[0008]然而，當在不考慮電池的當前溫度的情況下，僅通過測量冷卻風扇電動機的電壓確定冷卻風扇電動機的故障時，在確定冷卻風扇電動機故障中可能產生錯誤。換言之，因為當電池的當前溫度保持為基準值或者更低時，可以確定冷卻風扇電動機正常操作(例如，操作時無失靈)并且涉及冷卻風扇電動機的另一部件失靈，通過測量冷卻風扇電動機的電壓的常規方法可能不能準確確定冷卻風扇電動機是否失靈。
【發明內容】
[0009]因此，本發明提供這樣一種裝置和方法，即，當電池管理系統未能從冷卻風扇控制器接收表示冷卻風扇的操作狀態和冷卻風扇的反饋信號(PFM)的PWM信號時，通過強制驅動冷卻風扇并且測量電池的當前溫度，監控電池系統部件的故障以從電池的當前溫度更準確地確定冷卻風扇或者電池管理系統(BMS)故障，
[0010]根據本發明的方面，用于監控電池系統部件(電池系統部件包括電池管理系統和被配置為接收電池管理系統的命令信號以操作冷卻風扇的冷卻風扇控制器)的故障的裝置可包括:強制冷卻風扇驅動單元，被配置為當電池管理系統未能從冷卻風扇控制器接收表示冷卻風扇反饋信號(PFM)的PWM信號時，強制冷卻風扇驅動單元強制驅動冷卻風扇；電池溫度測量單元，電池溫度測量單元被配置為在由強制冷卻風扇驅動單元強制驅動冷卻風扇之前和之后測量電池的溫差；和故障確定單元，當由電池溫度測量單元測量的電池的溫差是基準至或者更大時，故障確定單元被配置為確定電池管理系統失靈，并且當溫差小于基準值時，被配置為確定冷卻風扇失靈。該裝置可進一步包括報警單元，被配置為將由故障確定單元所確定的冷卻風扇或者電池管理系統的故障通知駕駛員。
[0011]根據本發明的另一方面，監控電池系統部件的故障的方法可包括:當電池管理系統未能從冷卻風扇控制器接收表示冷卻反饋信號(PFM)的PWM信號時，強制驅動冷卻風扇；在冷卻風扇的強制驅動之前和之后測量電池的溫差；當電池的溫差是基準值或者更大時，確定電池管理系統失靈；當溫差小于基準值時，確定冷卻風扇失靈。
[0012]在冷卻風扇的強制驅動中，可在最大級別驅動或者從級別I (例如，第一級別)至最大級別順次驅動(例如，在達到最大能級之前在不同能級驅動)冷卻風扇。在測量電池的溫差時，在強制驅動冷卻風扇之前可測量電池的溫度，并且在強制驅動冷卻風扇之后過去約3至10分鐘之后可測量電池的溫度。該方法可進一步包括通知駕駛員冷卻風扇或者電池管理系統失靈。
[0013]本發明通過上述所述解決方案具有下列效應。
[0014]首先，當電池管理系統未能從冷卻風扇控制器接收PWM信號時，基于在強制驅動冷卻風扇之前和之后的電池溫差可更準確地確定冷卻風扇或者電池管理系統是否失靈。
[0015]其次，因為駕駛員可更為清晰地識別出冷卻風扇和電池管理系統中的哪一個失靈，所以在維修過程中就可以更準確地替換部件。
【附圖說明】
[0016]現將參考下文中僅通過例圖方式給出的附圖中所示出的某些示例性實施方式詳細地描述本發明的上述特性和其他特性，因此，不限制本發明，其中:
[0017]圖1是示出了根據現有技術的監控電池系統的冷卻風扇的故障的方法的示例性流程圖；
[0018]圖2是示出了根據本發明的示例性實施方式的用于監控電池系統的部件的故障的裝置的示例性框圖；以及
[0019]圖3是示出了根據本發明的示例性實施方式的監控電池系統的部件的故障的方法的示例性流程圖。
[0020]應當理解的是，附圖不一定按比例繪制，從某種程度上呈現了示出本發明基本原理的各種示例性特性的簡化表示。例如，通過特殊的目的應用和使用環境部分確定所公開的本發明的具體設計特征(包括具體尺寸、方位、位置以及形狀)。在圖中，參考標號指貫穿附圖中幾幅圖的本發明的相同或者等同零部件。
【具體實施方式】
[0021]應當理解的是，在此使用的術語“車輛”或者“車輛的”或者其他類似術語通常包括機動車輛，諸如包括運動型多用途車(SUV)的客車、公共汽車、卡車、各種商用車輛、包括各種船舶的船只、飛機等等，并且包括混合動力車輛、電動車輛、插電式混合動力車輛、氫動力車輛以及其他可替代燃料車輛(例如，源自不同于石油的資源的燃料)。如在此所提及的，混合動力車輛是具有兩種以上動力源的車輛，例如，既是汽油動力又是電動的車輛。
[0022]盡管示例性實施方式被描述為使用多個單元執行示例性過程，然而，應當理解的是，示例性過程還可由一個或者多個模塊執行。此外，應當理解的是，術語“控制器/控制單元”指包括存儲器和處理器的硬件設備。存儲器被配置為存儲模塊并且處理器被具體配置為執行所述模塊以執行下面進一步所描述的一個或者多個過程。
[0023]而且，本發明的控制邏輯可被實施為在計算機可讀介質上的非暫時性計算機可讀媒體，包含由處理器、控制器/控制單元等執行的可執行程序指令。計算機可讀介質的實施例包括但并不限于:R0M、RAM、光盤(⑶)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅動、智能卡和光學數據存儲設備。計算機可讀記錄介質也可分布在網絡耦合的計算機系統中，從而以分布式方式(例如由車載通信服務器(telematics server)或控制器局域網絡(CAN))存儲并且執行所述計算機可讀介質。
[0024]本文中所使用的術語僅是為了描述【具體實施方式】而并不旨在限制對本發明。除非上下文另有明確指示，否則，如本文中所使用的，單數形式“一個(a) ”、“一個(an) ”及“所述”也旨在包括復數形式。應當進一步理解的是，當本說明書中使用術語“包括(comprises) ”和/或“包括(comprising) ”時,指定存在所陳述的特征、整體、步驟、操作、元件及/或組件，但并不排除存在或添加一個或多個其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件及/或其組合。如