一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法及装置

技术领域

本申请涉及车辆电池技术领域，尤其是涉及一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法及装置。

背景技术

目前随着电动汽车的普及，由于锂电池在循环寿命和对环境友好方面的优势，使得在未来几年其很有可能取代铅酸蓄电池，成为汽车低压供电电源的首选。但是锂电池由于成本较高，在整车上使用的电池容量都比较小，由此带来的故障问题也是人们关注的重点问题。在日常使用过程中，如果出现负极接线柱脱落的问题，目前现有的诊断方式还是人为检查方式，即由人工打开引擎盖来排查接线。这种诊断方式存在滞后性，导致车辆存在一定的因供电不稳而抛锚的风险。

发明内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法及装置，能够根据锂电池控制器的充电模式、充电电流值和荷电状态值以及直流-直流转换器的运行状态，更加及时准确地诊断出车载锂电池出现负极接线柱脱落的问题。

本申请实施例提供了一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法，所述诊断方法包括：

获取锂电池控制器在控制直流-直流转换器向锂电池充电时的充电模式、充电电流值和荷电状态值，以及所述直流-直流转换器的运行状态；

根据所述充电模式和所述运行状态，比较所述充电电流值与电流阈值并比较所述荷电状态值与电量阈值，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态。

进一步的，根据所述充电模式和所述运行状态，比较所述充电电流值与电流阈值并比较所述荷电状态值与电量阈值，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态，包括：

当确定所述充电模式、所述充电电流值、所述荷电状态值和所述运行状态同时满足以下诊断条件，且同时满足以下诊断条件的时长达到预设时长时，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态；其中，所述诊断条件包括：所述充电模式为恒流充电模式，所述运行状态为工作状态，所述充电电流值小于电流阈值且所述荷电状态值小于电量阈值。

进一步的，所述电流阈值和所述电量阈值通过以下方式预先设定：

通过实验标定与所述锂电池同型号的第一锂电池在多种温度下对应的充电曲线；

通过实验测试所述第一锂电池的负极接线柱在虚搭接时的充电电流值，并根据所述充电电流值确定所述电流阈值；

确定多种温度下对应的充电曲线中所述电流阈值对应的电量值，并根据所述电量值确定所述电量阈值。

进一步的，所述电流阈值和所述电量阈值通过以下方式确定：

检测车辆所处环境的环境温度；

根据所述环境温度、所述荷电状态值和预先标定的锂电池充电曲线，确定所述电流阈值和所述电量阈值。

进一步的，根据所述环境温度、所述荷电状态值和预先标定的锂电池充电曲线，确定所述电流阈值，包括：

通过实验预先标定与所述锂电池同型号的第一锂电池在多种温度下对应的锂电池充电曲线；

从多种温度中筛选出与所述环境温度最接近的目标温度；

根据目标温度下对应的目标锂电池充电曲线，确定所述第一锂电池在充电过程中的电流波动值；

从所述目标锂电池充电曲线上确定出所述荷电状态值对应的目标电流值；

将所述目标电流值与所述电流波动值之间的差值，确定为所述电流阈值。

进一步的，根据所述环境温度、所述荷电状态值和预先标定的锂电池充电曲线，确定所述电量阈值，包括：

分析所述目标锂电池充电曲线的曲线特征，确定所述目标锂电池充电曲线的曲线特征点；

根据所述曲线特征点对应的电量值，确定所述电量阈值。

进一步的，在确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态之后，所述诊断方法还包括：

对车辆进行限速，并对用户进行故障告警；其中，故障告警的方式包括以下各项中的至少一项：点亮故障报警灯、对用户进行语音提示、文字信息提示或震动提示。

本申请实施例还提供了一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断装置，所述诊断装置包括：

获取模块，用于获取锂电池控制器在控制直流-直流转换器向锂电池充电时的充电模式、充电电流值和荷电状态值，以及所述直流-直流转换器的运行状态；

确定模块，用于根据所述充电模式和所述运行状态，比较所述充电电流值与电流阈值并比较所述荷电状态值与电量阈值，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态。

本申请实施例还提供一种车辆，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当车辆运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法的步骤。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时执行如上述的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法的步骤。

本申请实施例提供的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法及装置，包括：获取锂电池控制器在控制直流-直流转换器向锂电池充电时的充电模式、充电电流值和荷电状态值，以及所述直流-直流转换器的运行状态；根据所述充电模式和所述运行状态，比较所述充电电流值与电流阈值并比较所述荷电状态值与电量阈值，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态。这样，能够根据锂电池控制器的充电模式、充电电流值和荷电状态值以及直流-直流转换器的运行状态，更加及时准确地诊断出车载锂电池出现负极接线柱脱落的问题，有助于保证行车安全。通过软件算法的诊断方式，避免人工排查硬件，能够提高诊断的便捷性，降低成本。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请实施例所提供的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法的流程图；

图2示出了本申请实施例所提供的一种锂电池在多种温度下对应的充电曲线的示意图；

图3示出了本申请实施例所提供的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断装置的结构示意图；

图4示出了本申请实施例所提供的一种车辆的结构示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的每个其他实施例，都属于本申请保护的范围。

经研究发现，目前随着电动汽车的普及，由于锂电池在循环寿命和对环境友好方面的优势，使得在未来几年其很有可能取代铅酸蓄电池，成为汽车低压供电电源的首选。但是锂电池由于成本较高，在整车上使用的电池容量都比较小，由此带来的故障问题也是人们关注的重点问题。在日常使用过程中，如果出现负极接线柱脱落的问题，目前现有的诊断方式还是人为检查方式，即由人工打开引擎盖来排查接线。这种诊断方式存在滞后性，导致车辆存在一定的因供电不稳而抛锚的风险。

基于此，本申请实施例提供了一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法及装置，以更加及时准确地诊断出车载锂电池出现负极接线柱脱落的问题，有助于保证行车安全，提高诊断的便捷性并降低成本。

请参阅图1，图1为本申请实施例所提供的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法的流程图。如图1中所示，本申请实施例提供的诊断方法，包括：

S101、获取锂电池控制器在控制直流-直流转换器向锂电池充电时的充电模式、充电电流值和荷电状态，以及所述直流-直流转换器的运行状态。

在具体实施时，本申请实施例提供的诊断方法可应用于车辆中的整车控制器MDCU。在充电时，锂电池控制器IBS会控制直流-直流转换器DCDC按照请求向锂电池输出电压，进行充电。整车控制器通过与锂电池控制器的通信连接，可以获取锂电池控制器在控制直流-直流转换器向锂电池充电时的充电模式、充电电流值和荷电状态((State ofCharge，简称SOC，也叫剩余电量，代表的是电池当前剩余可放电电量与其完全充电状态的额定电量的比值，常用百分数表示)；整车控制器通过与直流-直流转换器的通信连接，可以获取直流-直流转换器的运行状态。

S102、根据所述充电模式和所述运行状态，比较所述充电电流值与电流阈值并比较所述荷电状态值与电量阈值，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态。

本申请实施例中锂电池的负极接线柱处于脱落状态既包括完全脱落导致锂电池充电回路断路的状态，也包括虚搭接的虚连状态。当锂电池的负极接线柱处于脱落状态时，锂电池的充电电流值非常低。

然而本申请通过研究发现，在一些充电模式下，随着充电的进行，锂电池的荷电状态值逐渐上升，充电电流值也会出现自然的下降；或者，当直流-直流转换器出现故障时，也会出现充电电流值很低的现象。

因此该步骤中，当充电模式和运行状态满足一定条件时，通过比较充电电流值与电流阈值，并比较荷电状态值与电量阈值，可以更准确地确定锂电池的负极接线柱处于脱落状态。

具体的，步骤S102可包括：

当确定所述充电模式、所述充电电流值、所述荷电状态值和所述运行状态同时满足以下诊断条件，且同时满足以下诊断条件的时长达到预设时长时，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态。

其中，所述诊断条件包括：所述充电模式为恒流充电模式，所述运行状态为工作状态，所述充电电流值小于电流阈值且所述荷电状态值小于电量阈值。

首先，在恒流充电模式下，随着充电的进行，锂电池的荷电状态值逐渐上升，充电电流值逐渐下降；但在其他充电模式，如恒压充电模式下，充电过程中充电电流值一般一直维持在较低的水平，因此通过限定充电模式为恒流充电模式可以避免误判。其次，限定直流-直流转换器的运行状态为工作状态，可以避免将直流-直流转换器的异常误判为锂电池负极接线柱脱落，同样提高诊断的准确性。再次，由于随着充电的进行，锂电池的荷电状态值逐渐上升，充电电流值逐渐下降。因此在锂电池充电即将充满的充电末期，即使锂电池负极接线柱没有脱落，充电电流值也会较小。为区别这一情况，需要充电电流值小于电流阈值，且荷电状态值小于电量阈值。最后，在实际充电过程中，电压电流、充电设备的输出功率等参数均可能会出现一定的波动；为进一步提高诊断的准确性，当同时满足以上诊断条件的时长达到预设时长时，才可确定锂电池的负极接线柱处于脱落状态。预设时长可根据实际情况进行设定，如10秒、30秒，本申请在此不做限定。

在一种可能的实施方式中，所述电流阈值和所述电量阈值通过以下方式预先设定：

通过实验标定与所述锂电池同型号的第一锂电池在多种温度下对应的充电曲线；通过实验测试所述第一锂电池的负极接线柱在虚搭接时的充电电流值，并根据所述充电电流值确定所述电流阈值；确定多种温度下对应的充电曲线中所述电流阈值对应的电量值，并根据所述电量值确定所述电量阈值。其中，所述锂电池充电曲线用于表征在对锂电池的充电过程中，锂电池电量与充电电流之间的关系。

这里，由于型号相同的锂电池的参数性能较为一致，因此会使得测试出的充电曲线、虚搭接时的充电电流值更加符合锂电池的充电性能，进而使得确定出的电流阈值和电量阈值更加准确。

以12V锂电池为例，请参阅图2，图2为本申请实施例所提供的一种锂电池在多种温度下对应的充电曲线的示意图。通过实验标定的12V锂电池在-20℃、25℃和40℃三种温度下分别对应的充电曲线如图2中所示。

锂电池负极接线柱脱落的情况有可能会完全脱落或者虚搭接的情况，完全脱落的情况下电流为0，虚搭接的情况下，充电电流会存在波动，根据实际实验测试结果看，虚搭接的充电电流值小于0.1A，进而可根据充电电流值将电流阈值确定为0.1A。

查阅图2可知锂电池在-20℃、25℃和40℃三种温度下分别对应的充电曲线中电流阈值0.1A对应的电量值，因此，可根据三种充电曲线中0.1A对应的电量值来综合确定电量阈值，比如将其中最小的电量值确定为电量阈值。又例如，根据图2可知，在低温条件下在充电末端的充电电流值相对比较稳定，且保持较小值，因此可根据最低温度下充电曲线中电流阈值对应的电量值设定电量阈值；图2中最低温度-20℃下充电电流在0.1A以上的SOC值为90％，故确定电量阈值为90％。

在另一种可能的实施方式中，所述电流阈值和所述电量阈值还可通过以下方式确定：

检测车辆所处环境的环境温度；根据所述环境温度、所述荷电状态值和预先标定的锂电池充电曲线，确定所述电流阈值和所述电量阈值。

需要说明的是，锂电池的充电电流跟温度相关性较大；为保证诊断方法的灵活准确，可以对车辆所处环境的环境温度进行实时检测，并根据环境温度、荷电状态值和预先标定的锂电池充电曲线，确定电流阈值和电量阈值。比如，通过实验预先测试第一锂电池的负极接线柱在不同环境温度下虚搭接时的充电电流值，并根据所述充电电流值确定所述电流阈值；根据环境温度从多种温度下对应的充电曲线中选取温度最接近的充电曲线，进而根据电流阈值对应的电量值确定电量阈值。

进一步的，所述电流阈值还可通过以下方式确定：

通过实验预先标定与所述锂电池同型号的第一锂电池在多种温度下对应的锂电池充电曲线；从多种温度中筛选出与所述环境温度最接近的目标温度；根据目标温度下对应的目标锂电池充电曲线，确定所述第一锂电池在充电过程中的电流波动值；从所述目标锂电池充电曲线上确定出所述荷电状态值对应的目标电流值；将所述目标电流值与所述电流波动值之间的差值，确定为所述电流阈值。

这里，在实际充电过程中充电电流值难免出现波动，为避免将电流的正常波动值误判为负极接线柱脱落，可以根据实验测试得到第一锂电池在充电过程中的电流波动值(如1A)；根据当前的荷电状态值，查阅目标锂电池充电曲线确定对应的目标电流值，并将目标电流值与电流波动值之间的差值，确定电流阈值，以此动态得到不同环境温度下不同荷电状态值下的电流阈值，保证诊断方法的灵活准确适用。

其中，所述电量阈值可通过以下方式确定：

分析所述目标锂电池充电曲线的曲线特征，确定所述目标锂电池充电曲线的曲线特征点；根据所述曲线特征点对应的电量值，确定所述电量阈值。

如图2中所示，如25℃和40℃温度下分别对应的充电曲线，其在曲线末段存在明显的电流突降，表现为拐点、突变点的曲线特征点；因此可根据识别出的曲线特征点对应的电量值减去一定的电量值，设定电量阈值。又如锂电池在-20℃下对应的充电曲线，其在曲线末段电流基本匀速下降，但在电量值95％左右也出现了下降速度的降低，表现为斜率的变化，据此曲线特征点也可设定电量阈值。

进一步的，在确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态之后，所述诊断方法还包括：

对车辆进行限速，并对用户进行故障告警；其中，故障告警的方式包括以下各项中的至少一项：点亮故障报警灯、对用户进行语音提示、文字信息提示或震动提示。

这里，锂电池的负极接线柱处于脱落状态增大了车辆的安全隐患，在其他保险措施失效的情况下会使得车辆出现突然抛锚趴窝的现象。为保证行车安全，在确定锂电池的负极接线柱脱落后，可对车辆进行限速，这样即使车辆突然抛锚，低速行驶下也能减少对用户的冲击。此外，还可以通过各种方式对用户进行故障告警，如点亮故障报警灯、对用户进行语音提示、文字信息提示或震动提示等，示例性的，文字提示或语音播报“蓄电池严重故障，负极接线柱脱落，请尽快靠边停车”，或者点亮中控屏上设置的专门故障报警灯，震动专门故障报警部件。

进一步的，研究发现在工程实践中负极接线柱脱落是锂电池充电回路断路主要原因，这是因为在车辆维修保养过程中往往需要松动负极接线柱来执行必要的处理措施，因而容易导致因处理不当，在维修保养结束后的车辆行车过程中出现负极接线柱脱落的情况。因此在诊断过程中，车辆控制器可结合维修保养记录来辅助进行车载锂电池负极接线柱脱落的诊断；比如，若识别到近期有维修保养记录，可对上述方式确定出的电量阈值进行一定数值幅度的增大，以更及时地发现负极接线柱脱落问题。

本申请实施例提供的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法，包括：获取锂电池控制器在控制直流-直流转换器向锂电池充电时的充电模式、充电电流值和荷电状态值，以及所述直流-直流转换器的运行状态；根据所述充电模式和所述运行状态，比较所述充电电流值与电流阈值并比较所述荷电状态值与电量阈值，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态。

这样，能够根据锂电池控制器的充电模式、充电电流值和荷电状态值以及直流-直流转换器的运行状态，更加及时准确地诊断出车载锂电池出现负极接线柱脱落的问题，有助于保证行车安全；通过软件算法的诊断方式，避免人工排查硬件，能够提高诊断的便捷性，降低成本。

请参阅图3，图3为本申请实施例所提供的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断装置的结构示意图。如图3中所示，所述诊断装置300包括：

获取模块310，用于获取锂电池控制器在控制直流-直流转换器向锂电池充电时的充电模式、充电电流值和荷电状态值，以及所述直流-直流转换器的运行状态；

确定模块320，用于根据所述充电模式和所述运行状态，比较所述充电电流值与电流阈值并比较所述荷电状态值与电量阈值，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态。

进一步的，所述确定模块320在用于根据所述充电模式和所述运行状态，比较所述充电电流值与电流阈值并比较所述荷电状态值与电量阈值，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态时，所述确定模块320用于：

当确定所述充电模式、所述充电电流值、所述荷电状态值和所述运行状态同时满足以下诊断条件，且同时满足以下诊断条件的时长达到预设时长时，确定所述锂电池的负极接线柱处于脱落状态；其中，所述诊断条件包括：所述充电模式为恒流充电模式，所述运行状态为工作状态，所述充电电流值小于电流阈值且所述荷电状态值小于电量阈值。

进一步的，所述诊断装置300还包括设定模块；所述设定模块用于通过以下方式预先设定所述电流阈值和所述电量阈值：

通过实验标定与所述锂电池同型号的第一锂电池在多种温度下对应的充电曲线；

通过实验测试所述第一锂电池的负极接线柱在虚搭接时的充电电流值，并根据所述充电电流值确定所述电流阈值；

确定多种温度下对应的充电曲线中所述电流阈值对应的电量值，并根据所述电量值确定所述电量阈值。

进一步的，所述诊断装置300还包括温度模块；所述温度模块用于通过以下方式确定所述电流阈值和所述电量阈值：

检测车辆所处环境的环境温度；

根据所述环境温度、所述荷电状态值和预先标定的锂电池充电曲线，确定所述电流阈值和所述电量阈值。

进一步的，所述温度模块在用于根据所述环境温度、所述荷电状态值和预先标定的锂电池充电曲线，确定所述电流阈值时，所述温度模块用于：

通过实验预先标定与所述锂电池同型号的第一锂电池在多种温度下对应的锂电池充电曲线；

从多种温度中筛选出与所述环境温度最接近的目标温度；

根据目标温度下对应的目标锂电池充电曲线，确定所述第一锂电池在充电过程中的电流波动值；

从所述目标锂电池充电曲线上确定出所述荷电状态值对应的目标电流值；

将所述目标电流值与所述电流波动值之间的差值，确定为所述电流阈值。

进一步的，所述温度模块在用于根据所述环境温度、所述荷电状态值和预先标定的锂电池充电曲线，确定所述电量阈值时，所述温度模块用于：

分析所述目标锂电池充电曲线的曲线特征，确定所述目标锂电池充电曲线的曲线特征点；

根据所述曲线特征点对应的电量值，确定所述电量阈值。

进一步的，所述诊断装置300还包括处理模块；所述处理模块用于：

对车辆进行限速，并对用户进行故障告警；其中，故障告警的方式包括以下各项中的至少一项：点亮故障报警灯、对用户进行语音提示、文字信息提示或震动提示。

请参阅图4，图4为本申请实施例所提供的一种车辆的结构示意图。如图4中所示，所述车辆400包括处理器410、存储器420和总线430。

所述存储器420存储有所述处理器410可执行的机器可读指令，当车辆400运行时，所述处理器410与所述存储器420之间通过总线430通信，所述机器可读指令被所述处理器410执行时，可以执行如上述图1所示方法实施例中的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器运行时可以执行如上述图1所示方法实施例中的一种车载锂电池负极接线柱脱落的诊断方法的步骤，具体实现方式可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个处理器可执行的非易失的计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。