電氣化車輛中的電池健康狀態的虛擬評估的製作方法

2023-10-05 21:24:09

本申請總體上涉及估計車輛中的牽引電池的健康狀態參數。

背景技術：

電氣化車輛包括混合動力電動車輛(hev)和電池電動車輛(bev)。電氣化車輛包括用於存儲能量的牽引電池，該能量被用於推進和其它目的。牽引電池通常使用在開發階段期間定義的多種參數來進行操作。牽引電池的操作參數隨著時間的變化引起牽引電池的性能的變化。

技術實現要素：

在一些配置中，一種車輛包括牽引電池。所述車輛還包括控制器，所述控制器被配置為：根據健康狀態參數的估計值操作牽引電池，並基於描述在行駛周期期間的車輛運動的統計參數以及描述在過去的行駛周期期間的車輛運動與流經牽引電池的產生的電流之間的關係的參數來改變所述估計值。

一些配置可包括一個或更多個如下特徵。在所述車輛中，所述健康狀態參數是牽引電池的容量。在所述車輛中，所述健康狀態參數是所述牽引電池的內部阻抗。在所述車輛中，所述統計參數包括所述車輛的正速度的平均值。在所述車輛中，所述統計參數包括所述車輛的加速度的標準差。在所述車輛中，所述控制器被配置為：基於描述在行駛周期期間流經所述牽引電池的電流的另一組統計參數以及描述在過去的行駛周期期間流經所述牽引電池的電流與所述健康狀態參數之間的關係的參數，來改變所述估計值。在所述車輛中，所述控制器被配置為：接收溫度數據，並基於與所述行駛周期相關的溫度而進一步改變所述估計值。在所述車輛中，描述所述關係的參數從回歸函數被獲得，使得所述估計值處於所述健康狀態參數的真實值的預定置信區間內。

在一些配置中，一種車輛電力系統包括控制器，所述控制器被配置為：根據健康狀態參數的估計值操作牽引電池，並基於描述在行駛周期期間的車輛運動的統計參數以及描述在過去的行駛周期期間的車輛運動與所述健康狀態參數產生的變化之間的關係的參數，來改變所述估計值。

一些配置可包括一個或更多個如下特徵。在所述車輛電力系統中，所述健康狀態參數是所述牽引電池的容量。在所述車輛電力系統中，所述健康狀態參數是所述牽引電池的內部阻抗。在所述車輛電力系統中，所述統計參數包括所述車輛的正速度的平均值。在所述車輛電力系統中，所述統計參數包括所述車輛的加速度的標準差。在所述車輛電力系統中，所述控制器被配置為：接收溫度數據，並基於與所述行駛周期相關的溫度而進一步改變所述估計值。在所述車輛電力系統中，描述所述關係的參數從回歸函數被獲得，使得所述估計值處於所述健康狀態參數的真實值的預定置信區間內。

在一些配置中，一種操作車輛中的電池的方法包括：由控制器根據電池健康狀態參數的估計值操作所述電池。所述方法還包括：由所述控制器基於描述在行駛周期期間的車輛運動的統計參數以及描述在過去的行駛周期期間的車輛運動與流經所述電池的產生的電流之間的關係的參數，來改變所述估計值。

一些配置可包括一個或更多個如下特徵。所述方法可包括；由控制器基於與所述行駛周期相關的溫度改變所述估計值。所述方法還包括：由控制器基於描述在行駛周期期間流經所述牽引電池的電流的統計參數以及描述在過去的行駛周期期間流經所述牽引電池的電流與所述健康狀態參數之間的關係的參數，來改變所述估計值。所述方法可包括：根據回歸函數描述所述關係，使得所述估計值處於所述健康狀態參數的真實值的預定置信區間內。

附圖說明

圖1是示出典型的動力傳動系統和能量儲存組件的混合動力車輛的示圖；

圖2是包括多個電池單元並由電池能量控制模塊監測和控制的可能的電池包布置的示圖；

圖3是不同的行駛周期的正速度平均值和加速度標準差的曲線圖；

圖4是描繪作為不同的行駛周期的加速度的函數的電池電流值的可能範圍的曲線圖；

圖5是開發用於參數識別的回歸結構的可能的操作序列的流程圖；

圖6是用於估計電池的健康狀態參數的可能的操作序列的流程圖。

具體實施方式

在此描述本公開的實施例。然而，應理解的是，所公開的實施例僅為示例，並且其它實施例可採用各種形式和替代形式。附圖不必按比例繪製；可誇大或最小化一些特徵以示出特定組件的細節。因此，在此公開的特定結構和功能細節不應被解釋為限制，而僅為用於教導本領域技術人員以多種形式利用本發明的代表性基礎。如本領域普通技術人員將理解的是，參考任一附圖示出和描述的各種特徵可與在一個或更多個其它附圖中示出的特徵組合，以產生未明確示出或描述的實施例。示出的特徵的組合提供用於典型應用的代表實施例。然而，與本公開的教導一致的特徵的各種組合和變型可被期望用於特定應用或實施方式。

圖1描繪了可被稱作插電式混合動力電動車輛(phev)的電氣化車輛112。插電式混合動力電動車輛112可包括機械地連接至混合動力傳動裝置116的一個或更多個電機114。電機114能夠作為馬達或發電機運轉。此外，混合動力傳動裝置116機械地連接至發動機118。混合動力傳動裝置116還被機械地連接至驅動軸120，驅動軸120機械地連接至車輪122。電機114能在發動機118啟動或關閉時提供推進和減速能力。電機114還可用作發電機，並且能夠通過回收在摩擦制動系統中通常將作為熱損失掉的能量來提供燃料經濟效益。電機114還可通過允許發動機118以更有效的轉速運轉並允許混合動力電動車輛112在特定狀況下以發動機118關閉的電動模式運轉，來減少車輛排放。電氣化車輛112還可以是電池電動車輛(bev)。在bev構造中，發動機118可不存在。在其它構造中，電氣化車輛可以是不具有插電功能的全混合動力電動車輛(fhev)。

牽引電池或電池包124儲存可被電機114使用的能量。車輛電池包124可提供高電壓直流電(dc)輸出。牽引電池124可電連接至一個或更多個電力電子模塊126。一個或更多個接觸器142可在斷開時將牽引電池124與其它組件隔離，並且在閉合時將牽引電池124連接到其它組件。電力電子模塊126還電連接至電機114，並提供在牽引電池124與電機114之間雙向傳輸能量的能力。例如，牽引電池124可提供dc電壓，而電機114可使用三相交流電(ac)來運轉。電力電子模塊126可將dc電壓轉換為三相ac電流來運轉電機114。在再生模式下，電力電子模塊126可將來自用作發電機的電機114的三相ac電流轉換為與牽引電池24兼容的dc電壓。

車輛112可包括電連接在牽引電池124和電力電子模塊126之間的可變電壓轉換器(vvc)152。vvc152可以是被配置為增大或升高牽引電池124提供的電壓的dc/dc升壓轉換器。通過增大電壓，電流需求可被減小，從而使得用於電力電子模塊126和電機114的布線尺寸減小。此外，電機114可以以較高的效率和較低的損耗運轉。

牽引電池124除了提供用於推進的能量之外，牽引電池124還可為其它車輛電力系統提供能量。車輛112可包括dc/dc轉換器模塊128，dc/dc轉換器模塊128將牽引電池124的高電壓dc輸出轉換成與低電壓車輛負載兼容的低電壓dc供應。dc/dc轉換器模塊128的輸出可電連接至輔助電池130(例如，12v電池)，以用於為輔助電池130充電。低電壓系統可被電連接至輔助電池130。一個或更多個電負載146可被連接至高電壓總線。電負載146可具有相關聯的控制器，所述控制器在適當時操作和控制電負載146。電負載146的示例可以是風扇、電加熱元件和/或空調壓縮機。

電氣化車輛112可被配置為通過外部電源136為牽引電池124再充電。外部電源136可以連接到電源插座。外部電源136可電連接至充電器或電動車輛供電設備(evse)138。外部電源136可以是由公共電力公司提供的配電網絡或電網。eves138可提供電路和控制，以調節和管理電源136與車輛112之間的能量傳輸。外部電源136可向evse138提供dc或ac電力。evse138可具有用於插入到車輛112的充電埠134中的充電連接器140。充電埠134可以是被配置為從evse138向車輛112傳輸電力的任意類型的埠。充電埠134可被電連接至充電器或車載電力轉換模塊132。電力轉換模塊132可對從evse138供應的電力進行調節，以向牽引電池124提供合適的電壓水平和電流水平。電力轉換模塊132可與evse138進行接口連接，以協調對車輛112的電力傳輸。evse連接器140可具有與充電埠134的相應凹槽匹配的插腳。可選地，被描述為被電耦合或電連接的各種組件可使用無線感應耦合來傳輸電力。

可提供一個或更多個車輪制動器144，以使車輛112減速並阻止車輛112運動。車輪制動器144可以是液壓致動的、電致動的或者它們的一些組合。車輪制動器144可以是制動系統150的一部分。制動系統150可包括用於操作車輪制動器144的其它組件。為簡單起見，附圖中描繪了制動系統150與車輪制動器144中的一個之間的單一連接。制動系統150和其它車輪制動器144之間的連接被隱含。制動系統150可包括控制器，以監測和協調製動系統150。制動系統150可監測制動組件並控制車輪制動器144以使車輛減速。制動系統150可對行駛員命令做出響應，並且還可以自主運轉以實現諸如穩定性控制的功能。當被另一控制器或子功能請求時，制動系統150的控制器可實現施加被請求的制動力的方法。

車輛112中的電子模塊可經由一個或更多個車輛網絡進行通信。車輛網絡可包括用於通信的多個信道。車輛網絡的一個信道可以是諸如控制器區域網路(can)的串行總線。車輛網絡的信道中的一個可包括由電子電氣工程師協會(ieee)802標準族定義的乙太網。車輛網絡的另外信道可包括模塊之間的離散連接，並可包括來自輔助電池130的電力信號。不同的信號可通過車輛網絡的不同信道傳輸。例如，視頻信號可通過高速信道(例如乙太網)傳輸，而控制信號可通過can或離散信號傳輸。車輛網絡可包括協助在模塊之間傳輸信號和數據的任意硬體組件和軟體組件。車輛網絡沒有在圖1中示出，但圖1可隱含著車輛網絡可連接在車輛112中存在的任意電子模塊。可存在車輛系統控制器(vcs)148來協調各個組件的操作。

牽引電池124可由各種化學配方構造。典型的電池包化學成分可以是鉛酸、鎳金屬氫化物(nimh)或鋰離子。圖2示出了使用n個電池單元202的簡單串聯結構的牽引電池包124。然而，牽引電池124可由串聯連接或並聯連接或者它們的一些組合連接的任意數量的各個電池單元組成。電池管理系統可具有檢測並控制牽引電池124的性能的一個或更多個控制器(諸如電池能量控制模塊(becm)206)。牽引電池124可包括用於測量各個電池包水平特性的傳感器。牽引電池124可包括一個或更多個電池包電流測量傳感器208、電池包電壓測量傳感器210和電池包溫度測量傳感器212。becm206可包括用於與電池包電流測量傳感器208、電池包電壓測量傳感器210和電池包溫度測量傳感器212連接的電路。becm206可具有非易失性存儲器，使得數據可在becm206處於關閉狀況時被保留。保留的數據可以在下一啟動周期時使用。

除了測量和監測電池包水平特性之外，還可測量和監測電池單元202的水平特性。例如，可測量每個電池單元202的端電壓、電流和溫度。系統可使用一個或更多個傳感器模塊204來測量電池單元202的特性。根據容量，傳感器模塊204可測量一個或多個電池單元202的特性。牽引電池124可利用多達nc個傳感器模塊204來測量所有電池單元202的特性。每個傳感器模塊204可將測量結果傳輸至becm206，用以進一步處理和協調。傳感器模塊204可將模擬形式或數字形式的信號傳輸至becm206。在一些配置中，傳感器模塊204的功能可被併入becm206中。即，傳感器模塊204的硬體可被集成為becm206中的電路的一部分，並且becm206進行對原始信號的處理。becm206還可包括用於與一個或更多個接觸器142連接的電路，以斷開或閉合接觸器142。

計算電池包的各個特性可能是有用的。諸如電池功率容量、電池容量和電池荷電狀態的量對於控制牽引電池124以及從牽引電池124接收電力的任何電路負載的操作是有用的。電池功率容量是牽引電池124可提供的功率的最大量或牽引電池124可接收的功率的最大量的測量。得知了電池電力容量允許管理電負載，使得電力需求在牽引電池124可處理的限制之內。

電池容量是可被存儲在牽引電池124中的能量總量的測量值。電池容量(通常表示為變量q)可以以安培小時為單位來表示。與電池容量相關的數值可被稱作安培小時值。牽引電池124的電池容量可隨著牽引電池124的壽命而減小。

荷電狀態(soc)給出在牽引電池124中剩餘多少電荷的指示。soc可被表示為在牽引電池124中可能剩餘的總電荷的百分比。當soc為百分之一百時，牽引電池124可被充電至電池容量。類似於燃料表，可輸出soc值，以通知行駛員牽引電池124中剩餘多少電荷。還可使用soc來控制電動車輛或混合動力電動車輛的操作。soc的計算可由多種方法來實現。計算soc的一種可行的方法是執行牽引電池電流隨著時間的積分。這就是在本領域中公知的安培小時積分。

能量管理系統或車輛電力系統可操作牽引電池124以管理牽引電池124的荷電狀態。牽引電池124可根據將目標荷電狀態與當前荷電狀態進行比較而進行充電或放電。例如，在當前荷電狀態大於目標荷電狀態時，牽引電池124可放電。牽引電池124的操作可通過命令電機114的扭矩以從牽引電池124汲取電流或向牽引電池124提供電流來實現。牽引電池124的操作還可包括命令發動機118向電機114提供能量來為牽引電池124充電。

經常針對牽引電池124計算的值可以是與健康狀態(soh)相關的參數。soh參數可提供牽引電池124的老化的指示。soh參數還可提供關於電池的健康狀態以及電池如何隨著時間而退化的信息。soh參數可包括計算的電池容量和電池內部阻抗。soh參數可指示電池容量的變化和電池內部阻抗的變化。電池內部阻抗可被表示為電阻值。隨著牽引電池124老化，電池內部阻抗可能改變。電池內部阻抗通常隨著電池退化而增大。獲知電池內部阻抗和電池容量允許對牽引電池124的改進的控制。多種方法可用於確定牽引電池124的soh。電池老化指示可基於電池容量值和/或電池內部阻抗值而被輸出和顯示。例如，電池容量值和/或電池內部阻抗值可與電池壽命開始時的對應值進行比較以確定牽引電池的大致的存在時間。

電池soh預測算法通常監測與電池相關的量，諸如電壓和電流。例如，電池老化的一個因素是流經電池的電流的量。算法可通過測量流經電池的電流並基於積累的電流估計電池老化參數來運行。一些電池soh算法可使用電壓測量值和電流測量值來嘗試測量或估計電池內部阻抗。然而，只有在能夠識別出行駛周期與電池soh之間的關係時，才可以基於行駛周期信息來預測電池soh。

行駛周期可由與車輛的速度和加速度相關的量的數值來表徵。行駛周期可由描述行駛周期期間的車輛運動的統計參數來表徵。特性描述可包括正速度平均值、加速度標準差、最小加速度、正加速度下的行駛時間的百分比、負加速度下的行駛時間的百分比、怠速時間的百分比、每英裡的停車次數中的一個或更多個。可針對多個行駛周期對這些量進行分析，以確定變量對電池soh的影響。在一些分析之後，正速度的平均值和加速度的標準差與電池soh最相關。直觀地，這可被理解為較高的速度和較快的加速度可能導致較多的電池使用。例如，牽引電池可在較高的速度和加速度下經受較大的電流。

可利用正速度的平均值和加速度的標準差來估計與電池電流相關的統計變量。電池電流的標準差和電池電流的平均絕對值可以從行駛周期特性中獲得。電池統計變量可隨後被用於預測未來任意時間的電池soh參數的變化。例如，電池容量和/或內部阻抗的變化可由基於電池電流參數的統計分析進行計算。

圖3是描繪多個行駛周期的加速度的標準差和正速度的平均值的曲線300。曲線上的每個點可表示特定行駛周期。例如，點a302可表示溫和的行駛周期。注意，點a具有相對低的正速度的平均值和加速度的標準差。點b304可表示激進的行駛周期。隨著點沿著由線306所指示的方向移動，可觀測到更激進的電池運轉。更激進的電池運轉可導致更迅速的電池老化或電池soh參數的變化。

圖4描繪了指示電池電流相對於車輛加速度的可能的分布的曲線400。對於溫和的行駛周期(由a表示)，分布可落在第一區域402中。對於激進的行駛周期(由b表示)，分布可落在第二區域404中。注意，第二區域404包含比第一區域402更廣的電池電流和加速度值的範圍。較快的加速/減速可指示較激進的行駛周期。此外，由於可更大程度地利用電池來滿足更快的加速/減速，因此更快的加速/減速可引起更大幅值的電池電流。

可執行回歸分析來尋找將獨立變量與非獨立變量關聯的回歸方程式。用於多個行駛周期的數據可在行駛周期期間被採樣或測量，並且統計值可由所述數據被獲得。速度可在行駛周期期間以周期性的間隔被測量。加速度可在行駛周期期間以周期性的間隔被測量。加速度值可基於加速度傳感器的輸出，或者可被計算為速度的導數。此外，電池電流可在每個行駛周期期間被測量。測量值可以以周期性的間隔被採樣。在每個行駛周期結束時，可以使用一系列的速度、加速度和電池電流值。每個變量的平均值或平均數可被計算為在所有時間間隔內的數值總和除以時間間隔的數量。標準差可被計算為：

其中，μ是平均值，xi是來自樣本i的變量的值，n是採取的樣本的數量。

回歸模型可被定義為：

y＝β0+β1x1+…+βpxp+ε(2)

其中，p是獨立變量的數量，βi是回歸方程式的第i個係數，並且i＝0,1,…,p。回歸分析可考慮行駛周期的n個數據點。因此，與x個元素對應的矩陣可被構造為：

其中，n是行駛周期的數據點的數量。

回歸模型的參數(或回歸係數)可被計算為：

其中，x是n行(p+1)列矩陣，y是n行1列系統響應矩陣。從特定的y矩陣計算的回歸係數可被用於計算回歸響應

一旦確定回歸參數，則回歸分析可被表示為：

其中，y可以是電池電流的標準差y1以及電池電流的平均絕對值y2。y的元素可被定義為：

y1＝σ(ibatt)(6)

其中，β1從包括y1響應的y矩陣被計算，並且

y2＝mean(|ibatt|)(7)

其中，β2從包括y2響應的y矩陣被計算，並且向量x可被定義為：

其中，vpos是正速度的平均值，σ(a)是加速度的標準差。每個x向量具有p+1個元素。從行駛周期的每個數據點計算的x向量可被組合以形成等式(3)的x矩陣。

回歸矩陣x可以從在每個行駛周期期間對特定數據的採樣中獲得。對於給定的行駛周期，諸如車輛速度和車輛加速度的車輛數據可被採樣。此外，電池電流可被採樣。根據車輛速度，可計算正速度的平均值。根據車輛加速度，可計算車輛加速度的標準差。可利用正速度的平均值和加速度的標準差來如等式(8)所定義的那樣定義輸入向量。電池電流的平均值和標準差也可被計算。這些值可被用於回歸分析，以根據式(4)確定回歸係數。一旦獲知了回歸矩陣，則回歸矩陣可被用於不同的行駛周期，以分別根據等式(6)和等式(7)來估計電池電流的絕對平均值和電池電流的標準差。

控制器206可被配置為具有回歸矩陣，使得可針對任意行駛周期估計或預測電池電流參數。電池電流參數可在當前沒有任意控制策略、車輛控制策略和配置的知識的情況下被估計。電池電流參數僅從行駛周期數據被估計。回歸矩陣可被存儲或編程至控制器206中。

以上分析從車輛行駛周期數據獲取電池電流參數。然而，利用一些額外的計算，可計算電池的健康狀態(soh)參數。將被定義的程序能夠直接根據行駛周期數據和預定的不確定性界限內的溫度對電池soh參數進行預測。

不確定性界限是由混合動力傳動系統的監管控制策略來決定的。不確定性界限可被表示為：

σ(ibatt)＝f1(x)+ε1(9)

mean(|ibatt|)＝f2(x)+ε2(10)

其中，x由等式(8)定義，並且ε項被稱作不確定性界限。

電池soh可被表徵為電池容量的變化(δqbatt)和/或在充電期間電池內部阻抗的變化(δrint,chg)以及在放電期間電池內部阻抗的變化(δrint,disch)。變化量可與在電池壽命開始(bol)時的值相關。關於bol值的變化值可被表示為：

δqbatt＝qbatt,bol-qbatt(11)

δrint,chg＝rint,chg-rint，chg，bol(12)

δrint,disch＝rint,disch-rint，disch，bol(13)

電池的電池容量可被預期為隨著電池的壽命而減小。內部阻抗值可被預期為隨著電池的壽命而增大。當前時間的soh參數值可從等式(11)至等式(13)被獲得。

容量和內部阻抗的變化可與電池電流參數相關，電池電流參數是但不限於電池電流的標準差和電池電流的平均絕對值。電池電流參數可提供電池如何隨著時間被使用的測量值。容量和內部阻抗的變化可被表示為：

δqbatt＝g1(σ(ibatt),mean(|ibatt|)|t,tdrv,tpark)+ε3(14)

δrint,chg＝g2(σ(ibatt),mean(|ibatt|)|t,tdrv,tpark)+ε4(15)

δrint,disch＝g3(σ(ibatt),mean(|ibatt|)|t,tdrv,tpark)+ε5(16)

其中，t是與行駛周期相關的溫度，tdrv是行駛周期中已經過的時間，tpark是車輛靜止已經過的時間。每個變化均具有相關的不確定性界限ε。

函數g1、g2和g3可從另一回歸分析中被獲得。例如，y1＝g1(x)，其中，y是δqbatt，x是[σ(ibatt)mean(|ibatt|)]，g表示回歸矩陣。針對每個行駛周期的多個值可使用類似於等式(8)的向量被計算。如前所述，可通過在多個行駛周期中採集數據並生成針對每個行駛周期的矩陣，來獲得回歸矩陣。例如，當電池在多個操作周期中運行時，電池容量和電池電流可被測量。在一些情況下，電池容量可從其它電池參數(諸如電流和電壓)被計算。在多個操作周期之間可能變化的變量可以是電池的溫度曲線、行駛持續時間和停車持續時間。在操作周期完成之後，電池電流參數可從在操作周期期間的測量值被計算。電池容量的變化還可從測量的數據被確定。注意，回歸矩陣可基於仿真的或實際的行駛周期數據而被獲得。

可通過將等式(5)代入等式(14)至等式(16)，按照電池電流參數來表示等式(14)至等式(16)。電池電流參數可被表示為行駛周期參數的函數。作為結果，容量和內部阻抗的變化還可被表示為如下的由等式(8)所描述的行駛周期參數的函數：

δqbatt＝h1(x|t,tdrv,tpark)+εq(17)

δrint,chg＝h2(x|t,tdrv,tpark)+εr，chg(18)

δrint,disch＝h3(x|t,tdrv,tpark)+εr,disch(19)

電池容量和內部阻抗值的變化可通過等式(17)至等式(19)直接從行駛周期參數被獲得。最終結果是，電池老化參數可從測量的車輛速度被獲得。控制器可存儲與溫度、行駛時間和停車時間的各種組合相對應的多個回歸函數或回歸矩陣。例如，回歸矩陣可基於與最近完成的行駛周期相關的溫度而被選擇。

得出的等式可在控制器206中實現。測量的車輛速度可在預定時間間隔內被採樣並存儲。預定時間間隔可基於預定時間段(諸如一天)。在預定時間間隔之後，採集的車輛速度樣本可被處理，以用於計算加速度。此外，速度(例如正速度的平均值)和加速度(例如加速度的標準差)的統計參數可被計算。一旦獲知了這些數值，則可以計算由等式(8)定義的向量。控制器除了監測車輛速度以外，控制器還可測量或接收溫度、行駛時間和停車時間。例如，溫度可在預定時間間隔內被周期性地採樣。行駛時間和停車時間可通過監測車輛處於行駛模式和停車模式的時間量被確定。停車時間可包括車輛處於點火開關斷開狀況的時間段。停車時間可被用於從平均值和標準差中過濾出於相關的速度值。

控制器206可隨後基於溫度、行駛時間和停車時間來選擇合適的函數。從測量的車輛速度(例如從等式(8))提取的信息可被輸入至函數，以確定容量或內部阻抗在預定時間間隔內的變化。健康狀態參數的估計值是基於描述行駛周期期間的車輛運動的統計參數的。統計參數包括正速度的平均值和車輛加速度的標準差。估計值還基於描述在過去的行駛周期期間的車輛運動與流經電池的產生的電流之間的關係的參數。估計值還可基於描述在過去的行駛周期期間流經電池的電流與健康狀態參數的產生的變化之間的關係的參數。

圖6描繪了針對描述的系統和方法的描述可能的操作序列的流程圖。在操作600，將回歸結構公式化。可基於先前的行駛周期數據的分析而離線地執行回歸結構的公式化。圖5描繪了描述將回歸結構公式化的一般程序的流程圖。在操作502，電池壽命仿真可被執行，並且結果可被採集。這種仿真可通過模型進行仿真和/或可從實際車輛操作數據獲得。在操作504，回歸結構可被選擇。例如，用於矩陣x的量的向量可被公式化，得到諸如等式(8)的向量。在操作506，回歸分析可按照以上描述的被執行。例如，針對行駛周期採集的數據可被處理以計算回歸矩陣，並使用回歸矩陣和系統響應矩陣計算回歸係數。在操作508，可執行回歸分析的評估。例如，回歸矩陣和向量可被用於從另外的行駛周期(或者甚至是先前使用過的行駛周期)獲得參數值。例如，r2值可被計算以評估回歸分析的相對質量。正態概率分布曲線可被生成和分析。在操作510，可執行檢查，以確定由回歸結構生成的預測是否可接受。例如，處於特定範圍內的r2值可指示令人滿意的預測。如果預測不可接受，則操作512可被執行，以修改回歸結構並從操作506重複處理。如果預測結果可接受，則操作514可被執行。在操作514，最終的回歸結構可被確定。在操作516，soh參數的置信區間可被計算。回歸可被配置以確保soh參數的真實值處於預定置信區間(例如95％的置信區間)內。

操作600的結果可以是以上描述的回歸矩陣或函數。回歸矩陣可定義描述在過去的行駛周期期間的車輛運動與流經牽引電池的產生的電流之間的關係的參數。回歸矩陣還可定義描述在過去的行駛周期期間的車輛運動與健康狀態參數的產生的變化之間的關係的參數。

回歸矩陣或函數可被存儲或編程至控制器206，並通過回歸矩陣數據存儲區602表示。在操作604，車輛操作期間的車輛速度數據被採集並被存儲在速度數據存儲區606。速度數據存儲區606可被保留在非易失性存儲器中，使得數據在下一次的點火周期中可用。

在操作608，限定的行駛周期的時間間隔可被監測。例如，時間間隔可被限定為從車輛的點火周期的開始到下一次點火周期開始的時間段。時間間隔可基於通過監測隨著時間接收的裡程表值確定的車輛行駛的預定距離。時間間隔可被限定為預定時間段。例如，預定時間段可以是一小時、一天或一周。時間和距離數據可被周期性地監測，以確定經過的時間或行駛的距離。在操作610，可執行檢查以確定是否已達到時間間隔或距離間隔。如果未達到間隔，則可從操作604重複執行。

如果達到間隔，則可執行操作612。在操作612，可使用存儲在速度數據存儲區606中的速度數據作為輸入來計算統計參數。統計參數包括正速度平均值和加速度的標準差。在操作614，電池soh參數可基於回歸矩陣602和統計值來被計算。控制器206還可接收與行駛周期關聯的溫度數據。估計值還可基於溫度數據而被改變。在操作616，牽引電池可根據估計的soh值而被操作。處理可在車輛和牽引電池的使用壽命內被重複。

描述的系統和方法有助於根據容易獲得的行駛周期數據來估計電池soh參數。此外，結果是基於統計結果的，並可被配置為使用預定的精確量來估計值。牽引電池操作限制可根據估計的電池soh參數而被設置。例如，電池容量可被用於基於電流積分確定soc的變化。使用精確的電池容量可確保電池soc是精確的。此外，電池容量可被用於設置soc操作窗口，以確保在車輛使用壽命內具有充足的電池電力。此外，基於soh參數的電池老化的指示可被輸出並顯示給操作者。

在此公開的處理、方法或算法可被傳送到處理裝置、控制器或計算機，或者通過所述處理裝置、控制器或計算機實現，其中，所述處理裝置、控制器或計算機可包括任何現有的可編程電子控制單元或專用電子控制單元。類似地，所述處理、方法或算法可被以多種形式存儲為通過控制器或計算機可執行的數據和指令，其中，所述多種形式包括但不限於信息永久存儲在不可寫的存儲介質(諸如，rom裝置)中以及信息可變地存儲在可寫的存儲介質(諸如，軟盤、磁帶、cd、ram裝置以及其它磁介質和光學介質)中。所述處理、方法或算法也可在可執行軟體的對象中實施。可選地，可使用合適地硬體組件(諸如，專用集成電路(asic)、現場可編程門陣列(fpga)、狀態機、控制器或其它硬體組件或裝置，或者硬體、軟體和固件組件的組合)來全部或部分地實現所述處理、方法或算法。

雖然以上描述了示例性實施例，但這些實施例並不意在描述權利要求所涵蓋的所有可能形式。說明書中所使用的詞語是描述性詞語而非限制性詞語，並且應理解的是，可在不脫離本公開的精神和範圍的情況下做出各種改變。如前所述，可將各個實施例的特徵進行組合以形成本發明的可能未被明確描述或示出的進一步的實施例。儘管針對一個或更多個期望特性，各個實施例已經被描述為提供優點或優於其它實施例或現有技術實施方式，但是本領域的普通技術人員應認識到，根據特定應用和實施方式，一個或更多個特徵或特性可被折衷以實現依賴於特定應用和實現的期望的整體系統屬性。這些屬性可包括但不限於成本、強度、耐用性、生命周期成本、市場性、外觀、包裝、尺寸、可維護性、重量、可製造性、裝配的容易性等。因此，針對一個或更多個特性，被描述為不如其它實施例或現有技術實施方式的實施例並非在本公開的範圍之外，並可被期望用於特定應用。