用于測(cè)試車輛牽引電池組件的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于測(cè)試車輛牽引電池組件的系統(tǒng)和方法。還公開了一種牽引電池連接模擬器，包括：多個(gè)電源，被連接以模擬牽引電池；以及多個(gè)開關(guān)設(shè)備，在測(cè)試時(shí)選擇性地將電源連接到控制器。所述模擬器還包括控制器，所述控制器被配置為在測(cè)試時(shí)在連接所述多個(gè)電源中的其余電源之前，選擇性地將所述多個(gè)電源中的至少一個(gè)電源連接到控制器持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間。所述控制器還可被配置為在測(cè)試時(shí)在斷開其余電源之前，將至少一個(gè)電源從控制器斷開持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間。與每個(gè)電源相關(guān)的電壓和流經(jīng)每個(gè)開關(guān)設(shè)備的電流可與相應(yīng)的預(yù)定范圍比較。響應(yīng)于電壓和電流中的至少一個(gè)位于相應(yīng)的預(yù)定范圍之外可設(shè)置指示器。
【專利說明】用于測(cè)試車輛牽引電池組件的系統(tǒng)和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及響應(yīng)于使用一個(gè)或更多個(gè)引腳式連接器連接和/或斷開牽引電池控制器而測(cè)試車輛牽弓I電池充電和控制系統(tǒng)組件運(yùn)轉(zhuǎn)。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓牽引電池可用于混合動(dòng)力車輛和電動(dòng)車輛。高壓牽引電池通常連接到電池控制器，電池控制器具有專用電路以測(cè)量高壓線上的每個(gè)單元。在制造過程中，控制器的連接器必須通過線束和連接器物理地連接到電池單元。連接器內(nèi)的引腳配合以完成單元測(cè)量電路。當(dāng)電路完全供電時(shí)，可進(jìn)行這些連接，這稱為熱插拔連接。同樣地，在工作期間，當(dāng)電路完全供電時(shí)，電池控制器的連接器可斷開和重新連接。
[0003]由于包括引腳長(zhǎng)度、安放深度和連接器插入/拔出角度的變化的若干因子，導(dǎo)致連接器引腳實(shí)際上匹配的順序是隨機(jī)的。存在可導(dǎo)致電池控制器電路中暫時(shí)不可預(yù)測(cè)的電壓狀況(包括組件的過電壓和反向電壓偏置)的連接/斷開順序模式。受到應(yīng)力的組件可能會(huì)立即失效或可能會(huì)受到影響，使得它們不符合設(shè)計(jì)的耐用性目標(biāo)。
[0004]由于連接的不可預(yù)測(cè)性，導(dǎo)致電池控制器受到這種失效模式的影響可能不明顯，即使在多次連接之后也是如此。相對(duì)少量的連接可能不包括應(yīng)力最大的引腳匹配順序。輕度應(yīng)力的連接可能導(dǎo)致組件應(yīng)力累積，影響電池控制器實(shí)現(xiàn)功能，直到進(jìn)行足夠數(shù)量的輕度應(yīng)力連接/斷開。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]一種牽引電池連接模擬器包括:多個(gè)電源，被連接以模擬牽引電池；以及多個(gè)開關(guān)設(shè)備，在測(cè)試時(shí)按照編制的順序選擇性地將多個(gè)電源連接到控制器。所述連接模擬器包括至少一個(gè)控制器，所述至少一個(gè)控制器被配置為操作多個(gè)開關(guān)設(shè)備，以在測(cè)試時(shí)在連接多個(gè)電源中的其余電源之前，選擇性地將多個(gè)電源中的至少一個(gè)電源連接到控制器持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間。所述控制器還可被配置為，將與每個(gè)電源相關(guān)的電壓和流經(jīng)每個(gè)開關(guān)設(shè)備的電流與相應(yīng)的預(yù)定范圍比較。所述控制器還可被配置為，在測(cè)試時(shí)與控制器通信以接收電壓數(shù)據(jù)，所述電壓數(shù)據(jù)是與每個(gè)電源相關(guān)的電壓測(cè)量值。所述連接模擬器可包括多個(gè)電流傳感器，所述電流傳感器用于測(cè)量流經(jīng)多個(gè)開關(guān)設(shè)備中的每個(gè)開關(guān)設(shè)備的電流，并且所述至少一個(gè)控制器還可被配置為測(cè)量來自多個(gè)電流傳感器的電流數(shù)據(jù)。所述控制器還可被配置為，在測(cè)試時(shí)當(dāng)多個(gè)電源中的所有電源連接到控制器時(shí)，操作多個(gè)開關(guān)設(shè)備，使得在操作多個(gè)開關(guān)設(shè)備之前多個(gè)電源中的至少一個(gè)電源不被選擇性地連接持續(xù)另一段預(yù)定時(shí)間，從而多個(gè)電源中沒有電源被連接。所述多個(gè)電源中的兩個(gè)電源可連接持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間。所述電源可具有可調(diào)節(jié)的輸出電壓。
[0006]一種用于測(cè)試牽引電池控制器的方法包括:使用配置的控制器將多個(gè)電源中的至少一個(gè)電源連接到牽引電池控制器持續(xù)一段預(yù)定量時(shí)間；在預(yù)定量時(shí)間之后，使用配置的控制器將其余電源連接到牽引電池控制器；以及將與每個(gè)電源相關(guān)的電壓和電流與相應(yīng)的預(yù)定范圍比較。多個(gè)電源的連接步驟可包括使用配置的控制器控制相應(yīng)的開關(guān)設(shè)備。可從包含與每個(gè)電源相關(guān)的電壓的牽引電池控制器中接收電壓數(shù)據(jù)。多個(gè)電源中的兩個(gè)電源可連接持續(xù)預(yù)定量時(shí)間。所述方法還可包括響應(yīng)于電壓和電流中的至少一個(gè)位于相應(yīng)的預(yù)定范圍之外而設(shè)置指示器。所述方法還可包括(1)將多個(gè)電源中的所有電源連接到牽引電池控制器，(11)將多個(gè)電源中的至少一個(gè)電源從牽引電池控制器斷開持續(xù)另一段預(yù)定量時(shí)間以及(111)在另一段預(yù)定量時(shí)間之后，使用配置的控制器斷開其余電源。
[0007]—種牽引電池連接模擬器包括:至少一個(gè)電源，連接以模擬牽引電池；多個(gè)開關(guān)設(shè)備，在測(cè)試時(shí)選擇性地將來自電源的電力施加到電連接于控制器的連接器的引腳組合。所述連接模擬器包括至少一個(gè)控制器，所述至少一個(gè)控制器被配置為操作多個(gè)開關(guān)設(shè)備，以在將電力連接到連接器的其余引腳之前，將電力連接到連接器的至少一個(gè)引腳持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間。所述至少一個(gè)控制器還可被配置或構(gòu)造為在測(cè)試時(shí)將電力連接到與控制器相關(guān)的多種引腳組合。所述至少一個(gè)控制器還可被配置為將與每個(gè)組合相關(guān)的電壓和電流與相應(yīng)的預(yù)定范圍比較。所述至少一個(gè)控制器還被配置為，在操作多個(gè)開關(guān)設(shè)備以將電力連接到連接器的所有引腳之后，在測(cè)試時(shí)操作開關(guān)設(shè)備以在將電力從所有引腳斷開之前，選擇性地將電力從連接于控制器的多個(gè)引腳組合斷開持續(xù)另一段預(yù)定時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是示出了牽引電池的典型應(yīng)用的插電式混合動(dòng)力車輛的圖。
[0009]圖2是示出插入電池控制器的電池陣列的圖。
[0010]圖3是示出電池陣列和電池控制器處于斷開狀態(tài)的圖。
[0011]圖4示出連接器的兩個(gè)連接在其它連接之前進(jìn)行接觸的示例圖。
[0012]圖5是電池連接模擬器的示例圖。
[0013]圖6示出測(cè)試電池模擬器和電池控制器之間的連接的可能順序的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]在此描述了本公開的實(shí)施例。然而，應(yīng)理解的是，公開的實(shí)施例僅為示例并且其他實(shí)施例可采用多種和替代形式。附圖無需按比例繪制；可放大或縮小一些特征以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，在此所公開的具體結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不應(yīng)解釋為限制，而僅為用于教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以多種形式使用本發(fā)明的代表性基礎(chǔ)。如本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將理解的是，參照任一附圖示出和描述的多個(gè)特征可與一個(gè)或更多個(gè)其它附圖中示出的特征相組合以形成未明確示出或描述的實(shí)施例。示出的特征的組合提供用于典型應(yīng)用的代表實(shí)施例。然而，與本公開的教導(dǎo)一致的特征的多種組合和變型可期望用于特定應(yīng)用或?qū)嵤?br> [0015]圖1描述了典型的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛。典型的插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛2可包括機(jī)械地連接至混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置6、可作為電動(dòng)機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn)的一個(gè)或更多個(gè)電機(jī)。此夕卜，混合動(dòng)力傳動(dòng)裝置6機(jī)械地連接至發(fā)動(dòng)機(jī)8?；旌蟿?dòng)力傳動(dòng)裝置6還可機(jī)械地連接至驅(qū)動(dòng)軸10，驅(qū)動(dòng)軸10機(jī)械地連接至車輪12。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)8打開或關(guān)閉時(shí)，電動(dòng)機(jī)4能夠提供推進(jìn)和減速能力。電動(dòng)機(jī)4還可以用作發(fā)電機(jī)并且通過回收在摩擦制動(dòng)系統(tǒng)中通常將作為熱量損失掉的能量而能夠提供燃料經(jīng)濟(jì)性益處。由于混合動(dòng)力電動(dòng)車輛2在特定狀況下可按照電動(dòng)模式運(yùn)轉(zhuǎn)，因此電動(dòng)機(jī)4還可減少污染物排放。
[0016]電池包0^1:1:61*7 14儲(chǔ)存可以由電動(dòng)機(jī)4使用的能量。車輛電池包14通常提供高壓直流(00輸出。電池包或牽引電池14電連接至電力電子(即冊(cè)!" 61601:1-01110)模塊16。電力電子模塊16還電連接至電動(dòng)機(jī)4并且提供在電池包14和電動(dòng)機(jī)4之間雙向傳輸能量的能力。例如，典型的電池包14可以提供IX:電壓而電動(dòng)機(jī)4可能需要三相交流00電流來運(yùn)轉(zhuǎn)。電力電子模塊16可以將IX:電壓轉(zhuǎn)換為電動(dòng)機(jī)4所需要的三相…電流。在再生模式下，電力電子模塊16將來自作用為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)機(jī)4的三相…電流轉(zhuǎn)換為電池包14所需要的00電壓。雖然不出的代表性實(shí)施例描述了插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車輛，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將意識(shí)到各種實(shí)施例可用于具有牽引電池的其它類型的電動(dòng)車輛和混合動(dòng)力車輛。例如，在此描述的系統(tǒng)和方法同樣應(yīng)用于純電動(dòng)車輛或使用牽引電池或電池包的任何其它裝置。
[0017]電池包14除了提供用于推進(jìn)的能量之外，還可以提供用于其它車輛電氣系統(tǒng)的能量。典型的系統(tǒng)可包括將電池包14的高壓IX:輸出轉(zhuǎn)換為與其它車輛負(fù)載兼容的低壓IX:供應(yīng)的0(:/0(:轉(zhuǎn)換器模塊18。其它高壓負(fù)載(例如，壓縮器和電加熱器)可直接連接到從電池包14引出的高壓總線。在典型的車輛中，低壓系統(tǒng)電連接至12乂電池20。全電動(dòng)車輛可具有類似的結(jié)構(gòu)只是沒有發(fā)動(dòng)機(jī)8。
[0018]電池包14可通過外部電源26再充電，外部電源26可通過充電端口 24經(jīng)由電連接向車輛2提供仏或IX:電力。充電端口 24可以是被構(gòu)造為將來自外部電源26的電力傳送到車輛2的任何類型的端口。充電端口 24可電連接到電力轉(zhuǎn)換模塊22。電力轉(zhuǎn)換模塊可以適配來自外部電源26的電力，以向電池包14提供適合的電壓和電流水平。在一些應(yīng)用中，外部電源26可被配置用于向電池包14提供適合的電壓和電流水平，并且電力轉(zhuǎn)換模塊22不是必需的。在一些應(yīng)用中，電力轉(zhuǎn)換模塊22的功能可存在于外部電源26中。
[0019]可以通過多種化學(xué)配方構(gòu)建電池包。典型的電池包的化學(xué)成分是鉛酸、鎳金屬氫化物(犯冊(cè)1)或鋰離子。圖2示出了具有串聯(lián)連接的~個(gè)電池單元32配置的典型電池包30。然而，其它電池包可由多個(gè)單獨(dú)的電池單元32按照串聯(lián)或并聯(lián)或者它們的某些組合連接而組成。典型系統(tǒng)可以具有一個(gè)或更多個(gè)控制器，例如監(jiān)視和控制電池包30的特性的電池能量控制模塊(82(?) 36。820136可以監(jiān)視多個(gè)電池包的水平特性，例如，包電流、包電壓以及包溫度。820136可具有非易失性存儲(chǔ)器，使得當(dāng)82(106處于關(guān)閉的狀況下時(shí)數(shù)據(jù)可被保留。保留的數(shù)據(jù)可在下一個(gè)鑰匙循環(huán)期間獲得。
[0020]除了測(cè)量和監(jiān)視電池包的水平特性之外，還可以測(cè)量和監(jiān)視電池單元的水平特性。例如，可以測(cè)量每個(gè)單元的端電壓、電流和溫度。電池控制器36可包括電壓監(jiān)視電路34，以測(cè)量電池包30的~個(gè)單元32中每個(gè)單元的端電壓。電壓監(jiān)視電路34可以是一組電阻和電容，被構(gòu)造為對(duì)單元電壓信號(hào)提供適當(dāng)?shù)目s放和濾波。電壓監(jiān)視電路34還可包括其它部件以用于適當(dāng)?shù)夭蓸訂卧妷翰㈦妷恨D(zhuǎn)換為在微處理器中使用的數(shù)字值。電壓監(jiān)視電路34還可提供隔離使得高壓將不會(huì)損壞82(106的其它電路。
[0021]820136可通過一個(gè)或更多個(gè)連接器連接到電池包30。圖2示出完全匹配的電池連接系統(tǒng)。在該示例中，至單元32的每個(gè)端子的連接是電連接到電池側(cè)連接器50。電池側(cè)連接器50可具有引腳或凹入以用于與控制器側(cè)連接器52匹配，控制器側(cè)連接器52具有互補(bǔ)的凹入或引腳。當(dāng)電池側(cè)連接器50連接到控制器側(cè)連接器時(shí)，電壓監(jiān)視電路34電連接到電池單元32。
[0022]圖3示出未連接的電池側(cè)連接器50。在這種狀態(tài)中，電池側(cè)連接器50不連接到控制器側(cè)連接器52。在這種情況下，將沒有功率或電壓供應(yīng)到82(106的電壓監(jiān)視電路34。
[0023]在理想連接過程中，由于電池側(cè)連接器50和控制器側(cè)連接器52匹配，所以所有的連接將同時(shí)進(jìn)行。每個(gè)電池單元32將在完全相同的時(shí)間電連接到對(duì)應(yīng)的電壓監(jiān)視電路34的元件。在理想的時(shí)間，電壓監(jiān)視電路34中的所有的電壓將同時(shí)開始增大。在理想的情況下，電壓監(jiān)視電路34中的測(cè)量點(diǎn)的電壓差可在指定的水平內(nèi)。電壓監(jiān)視電路34可被設(shè)計(jì)為使得與單元標(biāo)稱電壓相關(guān)的值的有限范圍變化可以被允許。
[0024]本公開意識(shí)到，在實(shí)踐中由于各種原因?qū)е驴赡懿粫?huì)重復(fù)進(jìn)行理想連接。圖4示出在連接過程中的連接器(50和52)的示例。在連接過程中，電池側(cè)連接器50和控制器側(cè)連接器52的一些引腳可能在其它引腳接觸之前進(jìn)行接觸。例如，示出在任何其它連接之前進(jìn)行的兩個(gè)連接(100和102)。在不完全連接的事件中，電壓監(jiān)視電路34的輸入可能遇到更高的電壓、反向偏置或其它瞬變狀況，從而可能導(dǎo)致對(duì)8%136的立即可檢測(cè)的或潛在的損壞。由于輸入阻抗的變化或電容效應(yīng)，導(dǎo)致輸入電路上的電壓可能暫時(shí)不均勻地分布，直到所有的引腳均被安放好為止。可能的是，連接引腳之間的全電勢(shì)暫時(shí)施加到其它引腳上，從而造成過電壓應(yīng)力狀態(tài)。多個(gè)單元的全電勢(shì)在幾個(gè)模塊輸入之間可能暫時(shí)不均勻地分布。
[0025]例如，在所有引腳同時(shí)連接的過程中，如在控制器側(cè)連接器52的相應(yīng)引腳處測(cè)量的電池單元104上的電壓將是單元電壓。如果電池單元104僅有一個(gè)端子100連接到控制器側(cè)連接器52，那么在相應(yīng)引腳處的電壓可能高于單元標(biāo)稱電壓。在連接的冊(cè)⑶端子100處的電壓可能是兩個(gè)連接的引腳(100和102)之間的電池單元電壓的總和。這可能比電池單元(100和106)的電池單元標(biāo)稱電壓高很多。根據(jù)先連接的引腳，損壞性電壓可能存在于電壓監(jiān)視電路34的一些組件上。
[0026]此外，電池側(cè)連接器50的每個(gè)連接可能在連接過程中由于引腳長(zhǎng)度、安放深度和連接器插入/拔出角度的變化而產(chǎn)生不同的連接組合。由于每個(gè)連接可能不同，因此潛在的破壞性連接可能不可重復(fù)并且由此在正常手動(dòng)測(cè)試過程中可能不會(huì)被發(fā)現(xiàn)。
[0027]圖5示出用于本公開的一個(gè)實(shí)施例的電池控制器的自動(dòng)測(cè)試的系統(tǒng)。電池連接模擬器124可以連接到電池控制器或82(106。電池連接模擬器124可包括電池單元電壓模擬器128。電池單元電壓模擬器128可由一些串聯(lián)連接的電源130組成。或者，一個(gè)電源可用于相關(guān)的電路和/或電子組件以提供多單元牽引電池的相似特性。電源或供電器件130可模擬電池包的~個(gè)單元。單個(gè)電源或電池單元模擬器電路130可具有兩個(gè)端子，正極端子和負(fù)極端子。正極端子和負(fù)極端子可被定義，使得當(dāng)測(cè)量電源130的電壓時(shí)，正極端子的電壓高于負(fù)極端子的電壓。電源130可被連接，使得一個(gè)電源的正極端子連接到另一個(gè)電源130的負(fù)極端子。電池單元電壓模擬器128的輸出連接可電連接到兩個(gè)電源130相連接所在的點(diǎn)。在電池單元電壓模擬器128中表示的輸出可以是連接到每個(gè)電源端子的至少一個(gè)連接。在兩個(gè)電源130的端子連接的位置，僅一個(gè)連接可以從電池單元電壓模擬器128輸出到連接器150的引腳。
[0028]電源130可能以固定電壓運(yùn)轉(zhuǎn)。電源130可能從主電源(例如，公用電源)獲取功率并在電源130的端子之間產(chǎn)生電壓。電源130在圖5中圖形化地表示為電池。電源130還可具有可調(diào)節(jié)的電壓輸出。電源130能夠?qū)崿F(xiàn)一定范圍的電壓以模擬給定電池包構(gòu)造。具有可調(diào)節(jié)的電壓范圍允許不同類型的電池被測(cè)試而不需要對(duì)測(cè)試設(shè)備進(jìn)行物理改變。多個(gè)電池構(gòu)造和化學(xué)配方可通過調(diào)節(jié)電壓輸出來模擬?？删幊痰碾娫?30的輸出電壓可通過控制器120調(diào)節(jié)?；蛘?，輸出電壓可在系統(tǒng)設(shè)置期間由操作者手動(dòng)調(diào)節(jié)。為了測(cè)試由~個(gè)單元組成的電池包，可存在串聯(lián)連接的~個(gè)可編程的電源130。
[0029]電池連接模擬器124還可由每個(gè)電源130的端子和模擬器側(cè)連接器150的相應(yīng)凹入或引腳之間的一系列開關(guān)或開關(guān)設(shè)備126組成。在測(cè)試時(shí)，當(dāng)模擬器側(cè)連接器150連接到控制器側(cè)連接器52時(shí)，電源130的每個(gè)端子可選擇性地連接到控制器的電壓監(jiān)視電路34。在測(cè)試時(shí)，相應(yīng)的開關(guān)設(shè)備126允許電池單元電壓模擬器128和82(106之間的每個(gè)可能的連接可選擇地連接或斷開。開關(guān)設(shè)備126可以是繼電器或固態(tài)開關(guān)設(shè)備。為了測(cè)試由~個(gè)單元組成的電池包，可以存在奸1個(gè)開關(guān)設(shè)備以用于選擇性地將電源連接到控制器36。
[0030]為了實(shí)現(xiàn)本公開的目的，當(dāng)相應(yīng)的電源的端子或電池單元模擬器電路連接到電池控制器36時(shí)，電源130可被認(rèn)為連接到電池控制器36。電池單元電壓模擬器128能夠模擬電池的每個(gè)單元的單元電壓而不需要再充電或維持電池包。電池連接模擬器124可提供連接器150，連接器150與電池側(cè)連接器(圖4中的50)相似，用于在測(cè)試時(shí)與82(106的控制器側(cè)連接器52匹配。
[0031]電池連接模擬器124還可包括控制器120以用于致動(dòng)并控制開關(guān)設(shè)備126?？刂破?20可具有能夠致動(dòng)每個(gè)開關(guān)設(shè)備126的一些控制輸出122。例如，對(duì)于具有1個(gè)繼電器的系統(tǒng)，控制器120可具有能夠驅(qū)動(dòng)繼電器線圈的1個(gè)輸出。控制輸出122在圖5中表示為點(diǎn)劃線，該點(diǎn)劃線連接到所有開關(guān)設(shè)備126，可表示用于每個(gè)獨(dú)立開關(guān)設(shè)備126的單獨(dú)的控制信號(hào)。此外，控制器120能夠接收反饋信號(hào)以用于確定開關(guān)設(shè)備126的狀態(tài)。例如，電流傳感器134可存在于每個(gè)連接路徑中，用于測(cè)量通過每個(gè)引腳的電流。作為另一個(gè)示例，表示開關(guān)設(shè)備126上的電壓的信號(hào)可被發(fā)送到用于每個(gè)開關(guān)設(shè)備的控制器120。控制器120還可在測(cè)試時(shí)與82(106通信。這種通信可在測(cè)試時(shí)經(jīng)由控制器120和82(106之間共享的控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)⑷連接。
[0032]當(dāng)使用可調(diào)節(jié)的電源130時(shí)，控制器120可與電池單元電壓模擬器128通信以設(shè)置可編程的電源130的電壓輸出水平?？刂破?20能夠通過發(fā)送合適的控制信號(hào)132而將電源130打開和關(guān)閉?？刂破?20能夠單獨(dú)設(shè)置每個(gè)可編程的電源130的電壓輸出，使得一個(gè)或更多個(gè)可編程的電源具有與其它電源不同的電壓。通信可以通過串行通信總線或單獨(dú)的輸入?？刂菩盘?hào)132取決于可調(diào)節(jié)的電源130并可表示用于每個(gè)電源130的單個(gè)串行通信線路或單獨(dú)的線路。
[0033]控制器120可包含在電池連接模擬器124中或可以是外部計(jì)算設(shè)備或系統(tǒng)。根據(jù)特定的應(yīng)用或?qū)嵤?，控制?20可被編程為按照特定的順序開關(guān)設(shè)備126，按照多種組合操作兩個(gè)或更多個(gè)開關(guān)設(shè)備126?？刂破?20可將輸入和輸出數(shù)據(jù)存儲(chǔ)或記錄在存儲(chǔ)器或非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)上。輸入數(shù)據(jù)可包括時(shí)間和在給定時(shí)間處開關(guān)的期望狀態(tài)。輸入數(shù)據(jù)可指示將應(yīng)用的開關(guān)設(shè)備模式的順序。輸入數(shù)據(jù)還可包括將重復(fù)所述順序的許多時(shí)間。輸出數(shù)據(jù)可包括在測(cè)試時(shí)從8%136收集的數(shù)據(jù)并可包括每個(gè)單元上的電壓和流經(jīng)每個(gè)單元的電流?？捎涗洸⒋鎯?chǔ)所述數(shù)據(jù)以用于后續(xù)分析?？刂破?20可具有通信鏈路136以用于與其它計(jì)算設(shè)備通信?？刂破?20可在通信鏈路136上傳送測(cè)試結(jié)果和數(shù)據(jù)。控制器120還可接收通信鏈接136上的輸入數(shù)據(jù)。
[0034]控制器120可被編程為在測(cè)試時(shí)檢測(cè)來自82(106的異常電壓和電流讀數(shù)。當(dāng)電池控制器36中的組件損壞時(shí)，電壓和電流讀數(shù)可能超出期望值的范圍?？刂破?20可將在測(cè)試時(shí)從8%136接收的數(shù)據(jù)與期望值比較。例如，期望值可以是在正常狀況下出現(xiàn)的一定范圍內(nèi)的電壓或電流。超出特定極限的電壓或電流讀數(shù)可指示控制器36中的一個(gè)或更多個(gè)組件已經(jīng)損壞。一旦檢測(cè)到這種狀況，控制器120可記錄診斷代碼或狀態(tài)指示。
[0035]圖6示出可在控制器120中執(zhí)行的邏輯的示例流程圖。測(cè)試順序可從所有的開關(guān)設(shè)備126被命令為打開狀態(tài)開始200?？刂破?20可將信號(hào)發(fā)送到電池連接模擬器124以控制所有的開關(guān)設(shè)備126至打開位置，使得在測(cè)試時(shí)所有的電源電壓與82(106的引腳斷開。
[0036]下一步可以是命令牽引電池單元電壓模擬器130打開使得電壓存在于每個(gè)電壓模擬器130的端子處202。此外，可調(diào)節(jié)的電源或相關(guān)的電路130的輸出電壓可設(shè)置到期望的電壓。然后，可初始化連接模式算法204。連接模式算法可以是定義的開關(guān)關(guān)閉順序或可隨機(jī)化。連接模式算法可被構(gòu)造為嘗試開關(guān)致動(dòng)的所有可能組合，或可選擇被認(rèn)為基于特定應(yīng)用應(yīng)力最大的連接模式的子集。連接模式可按順序連接單獨(dú)的輸入或引腳，和/或按順序組合兩個(gè)或更多個(gè)弓I腳等。
[0037]然后，控制器120可命令選擇的開關(guān)設(shè)備126(例如，繼電器)關(guān)閉以將連接模式應(yīng)用到控制器206。關(guān)閉不到全部量的開關(guān)126來模擬將電池包連接到82(106的情況。在這種情況下，系統(tǒng)可等待一段時(shí)間208以模擬瞬變狀況。等待的時(shí)間可以是用于電壓監(jiān)視電路34的具體電路的函數(shù)。允許電壓穩(wěn)定的足夠長(zhǎng)的時(shí)間可以通過編程實(shí)現(xiàn)。例如，可施加一毫秒的等待時(shí)間以允許電壓在初始連接之后穩(wěn)定。在等待時(shí)間之后，所有的開關(guān)設(shè)備126可被關(guān)閉210以連接所有的引腳?；蛘?，系統(tǒng)可繼續(xù)測(cè)試多種輸入組合以完成編制的測(cè)試順序，該測(cè)試順序在所有的輸入連接到電源時(shí)終止210。如下所述，每個(gè)循環(huán)或測(cè)試可將電力施加到預(yù)定的輸入組合206，隨后將電力施加到所有輸入210。
[0038]一旦所有的開關(guān)設(shè)備126已經(jīng)關(guān)閉，控制器120可檢查系統(tǒng)的電壓和電流。在關(guān)閉所有的開關(guān)設(shè)備126之后，控制器120可測(cè)量并記錄電壓和電流。在關(guān)閉開關(guān)設(shè)備126的順序的過程中，控制器120還可測(cè)量并記錄電壓和電流以觀察任何瞬變影響。電壓和電流讀數(shù)可在測(cè)試時(shí)來自82(106。此外，控制器120可與傳感器交互以用于讀取來自電池連接模擬器124的電壓和電流。在關(guān)閉所有的開關(guān)設(shè)備126之后，控制器120可分析電壓或電流讀數(shù)以查找異常電壓讀數(shù)或過電流212。數(shù)據(jù)可記錄在非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)以用于后續(xù)檢查214。電壓和電流可與正常期望值比較216。在正常操作過程中，通過控制器120和82(106測(cè)量的電壓和電流應(yīng)該在電源130的標(biāo)稱電壓值的預(yù)定范圍內(nèi)。在預(yù)定范圍之外的任何電壓或電流值可指示在82(106電路中已經(jīng)發(fā)生損壞。如果任何電壓或電流讀數(shù)在預(yù)定范圍之外，則可記錄狀態(tài)代碼以指示可能的問題218。
[0039]邏輯可檢查以查看是否存在其它連接可能性需要被測(cè)試220。如果已不再存在測(cè)試模式，那么測(cè)試可結(jié)束222。如果存在更多的測(cè)試模式，那么可選擇下一個(gè)測(cè)試模式224。然后，控制器可重復(fù)所描述的過程以用于每個(gè)測(cè)試模式。完整的測(cè)試可重復(fù)以確定累積的應(yīng)力效應(yīng)，直到發(fā)生故障為止。用戶可配置控制器120以盡可能地重復(fù)測(cè)試。用戶可配置控制器120具有特定的連接模式以評(píng)估由于不同的連接時(shí)間而造成的損壞。
[0040]雖然前面描述的實(shí)施例專注于在將電池包連接到電池控制器36時(shí)測(cè)試電池控制器36，但是各種實(shí)施例還可包括在將電池控制器36從電池包斷開時(shí)進(jìn)行類似的測(cè)試。系統(tǒng)可在如下狀態(tài)下開始:所有的開關(guān)設(shè)備126處于關(guān)閉位置使得正常的電壓施加到每個(gè)連接。然后，一個(gè)或更多個(gè)開關(guān)設(shè)備126可基于編制的測(cè)試順序在其余開關(guān)設(shè)備126打開之前被打開持續(xù)預(yù)定時(shí)間段。通常的測(cè)試情況可斷開所有的電源130，但除了兩個(gè)電源130或相似的牽引電池單元模擬器電路之外，從而將電壓留存在兩個(gè)引腳連接上持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間。在所有的開關(guān)126打開之后，電池控制器36應(yīng)該測(cè)量接近0伏的電壓。為了評(píng)估損壞，所有的開關(guān)設(shè)備126可關(guān)閉以將電力施加到電壓監(jiān)視電路34。在預(yù)定延遲時(shí)間之后，所有的開關(guān)設(shè)備126可關(guān)閉。然后，電壓和電流數(shù)據(jù)可通過控制器120監(jiān)視以評(píng)估任何損壞，這與以上描述的用于連接情況的策略類似。
[0041]在電池系統(tǒng)開發(fā)的所有階段期間，電池連接模擬器124可用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試環(huán)境中。還可想到的是，電池連接模擬器124可設(shè)置在車輛環(huán)境中以用于測(cè)試在一些情況下車輛中的連接。
[0042]電池連接模擬器的使用可為電池控制器設(shè)計(jì)提供有用的信息。情況最壞的連接模式可被識(shí)別出來并且可改變控制器設(shè)計(jì)以防止損壞并提高穩(wěn)健性。電池連接模擬器可提供指示，該指示關(guān)于特定的電池控制器設(shè)計(jì)是否穩(wěn)健應(yīng)對(duì)可出現(xiàn)在本領(lǐng)域中的典型連接問題。電池連接模擬器允許將要測(cè)試的電池控制器和連接系統(tǒng)進(jìn)行連接和斷開。
[0043]在此公開的程序、方法或算法可被傳送到處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)丨通過處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)，所述處理裝置、控制器或計(jì)算機(jī)可包括任何現(xiàn)有的可編程電子控制單元或者專用的電子控制單元。類似地，所述程序、方法或算法可以以多種形式被存儲(chǔ)為可被控制器或計(jì)算機(jī)執(zhí)行的數(shù)據(jù)和指令，所述多種形式包括但不限于永久地存儲(chǔ)在非可寫存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如，裝置)上的信息以及可變地存儲(chǔ)在可寫存儲(chǔ)介質(zhì)(諸如，軟盤、磁帶、⑶、狀1裝置以及其它磁介質(zhì)和光學(xué)介質(zhì))上的信息。所述程序、方法或算法還可被實(shí)現(xiàn)為軟件可執(zhí)行對(duì)象。可選地，所述程序、方法或算法可利用合適的硬件組件(諸如，專用集成電路0310、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(沖以)、狀態(tài)機(jī)、控制器或其它硬件組件或裝置)或者硬件、軟件和固件組件的結(jié)合被整體或部分地實(shí)施。
[0044]雖然上面描述了示例性實(shí)施例，但是并不意味著這些實(shí)施例描述了權(quán)利要求包含的所有可能的形式。說明書中使用的詞語為描述性詞語而非限制，并且應(yīng)理解的是，在不脫離本公開的精神和范圍的情況下，可作出各種改變。如上所述，可組合多個(gè)實(shí)施例的特征以形成本發(fā)明的可能未明確描述或示出的進(jìn)一步的實(shí)施例。雖然多個(gè)實(shí)施例已被描述為提供優(yōu)點(diǎn)或在一個(gè)或更多個(gè)期望的特性方面優(yōu)于其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，一個(gè)或更多個(gè)特征或特點(diǎn)可被折衷，以實(shí)現(xiàn)期望的整體系統(tǒng)屬性，所述期望的整體系統(tǒng)屬性取決于具體的應(yīng)用和實(shí)施方式。這些屬性可包括但不限于成本、強(qiáng)度、耐用性、生命周期成本、可銷售性、外觀、包裝、尺寸、維護(hù)保養(yǎng)方便性、重量、可制造性、裝配容易性等。因此，被描述為在一個(gè)或更多個(gè)特性方面不如其它實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施方式的實(shí)施例并不在本公開的范圍之外并且可期望用于特殊應(yīng)用。
【權(quán)利要求】
1.一種牽引電池連接模擬器，包括: 多個(gè)電源，被連接以模擬牽引電池； 多個(gè)開關(guān)設(shè)備，在測(cè)試時(shí)選擇性地將所述多個(gè)電源連接到控制器；以及至少一個(gè)控制器，被配置為操作所述多個(gè)開關(guān)設(shè)備，以在測(cè)試時(shí)在連接所述多個(gè)電源中的其余電源之前，選擇性地將所述多個(gè)電源中的至少一個(gè)電源連接到控制器持續(xù)一段預(yù)定時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述的牽引電池連接模擬器，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為:將與每個(gè)電源相關(guān)的電壓和流經(jīng)每個(gè)開關(guān)設(shè)備的電流與相應(yīng)的預(yù)定范圍比較。
3.如權(quán)利要求2所述的牽引電池連接模擬器，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為:在測(cè)試時(shí)與所述控制器通信以接收電壓數(shù)據(jù)，所述電壓數(shù)據(jù)是與每個(gè)電源相關(guān)的電壓測(cè)量值。
4.如權(quán)利要求2所述的牽引電池連接模擬器，所述牽引電池連接模擬器還包括多個(gè)電流傳感器，以用于測(cè)量流經(jīng)所述多個(gè)開關(guān)設(shè)備中的每個(gè)開關(guān)設(shè)備的電流，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為測(cè)量來自所述多個(gè)電流傳感器的電流數(shù)據(jù)。
5.如權(quán)利要求1所述的牽引電池連接模擬器，其中，所述至少一個(gè)控制器還被配置為:在測(cè)試時(shí)當(dāng)所述多個(gè)電源中的所有電源連接到所述控制器時(shí)，操作所述多個(gè)開關(guān)設(shè)備，使得在操作所述多個(gè)開關(guān)設(shè)備之前所述多個(gè)電源中的至少一個(gè)電源不被選擇性地連接持續(xù)另一段預(yù)定時(shí)間，從而所述多個(gè)電源中沒有電源被連接。
6.如權(quán)利要求1所述的牽引電池連接模擬器，其中，所述多個(gè)電源中的兩個(gè)電源連接持續(xù)所述一段預(yù)定時(shí)間。
7.如權(quán)利要求1所述的牽引電池連接模擬器，其中，所述多個(gè)電源具有可調(diào)節(jié)的輸出電壓。
【文檔編號(hào)】G01R1/02GK104422792SQ201410393206
【公開日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月30日
【發(fā)明者】邁克爾·愛德華·洛夫特斯, 詹姆士·勞倫斯·斯沃以熙 申請(qǐng)人:福特全球技術(shù)公司