專利名稱：用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及一種用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池的裝置和方法，且具體地涉及監(jiān)測所述車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池以確定冷卻劑泄漏的存在。
背景技術(shù)：
混合動力和電動車輛通過補充(在混合動力的情況下)或者完全地替換(在電動車輛的情況下)內(nèi)燃發(fā)動機(ICE)為車輛原動力的常規(guī)手段提供替代方案。這樣，混合動力或電動車輛中的至少一部分原動力由用作直流(DC)電壓源的一個或多個電池組提供給馬達(dá)、 發(fā)電機或變速器，其繼而可以用于提供為使車輛的一個或多個車輪旋轉(zhuǎn)所需的能量。對于用于車輛應(yīng)用顯得特別有前途的一種形式的電池被認(rèn)為是鋰離子電池。因為這樣的電池組形成車輛的推進(jìn)系統(tǒng)的重要部分，所以重要的是監(jiān)測與電池操作相關(guān)聯(lián)的參數(shù)以確保適當(dāng)?shù)能囕v性能。這樣的參數(shù)的示例包括電池溫度、電壓、荷電狀態(tài)等。另一個這樣的參數(shù)是冷卻劑泄漏。冷卻劑泄漏是車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池的重要參數(shù)，因為它能夠?qū)е码姵責(zé)嵯到y(tǒng)的效率的降低以及系統(tǒng)將過熱的可能性的增加。冷卻劑泄漏還會產(chǎn)生整個系統(tǒng)的短路。它會導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)的絕緣故障(從主電池到底盤的電壓泄漏)。最終，冷卻劑泄漏將限制電池的總體壽命。常規(guī)地，在車輛系統(tǒng)電池內(nèi)需要單獨的裝置來測量冷卻劑泄漏；然而，可以執(zhí)行稱作AC絕緣電阻測試的一種形式的測試，從而在不需要額外裝置的情況下確定絕緣故障是否已經(jīng)發(fā)生并確定冷卻劑泄漏。通過將激勵信號注入到系統(tǒng)內(nèi)以產(chǎn)生讀回信號來執(zhí)行常規(guī)的AC絕緣電阻測試。讀回信號的幅值和相位通過激勵信號和該讀回信號之差來確定。會難以確定常規(guī)的AC絕緣電阻測試的初始信號和讀回信號的幅值和相位之間的小的變化，尤其是如果系統(tǒng)經(jīng)歷特定的狀況。甚至系統(tǒng)條件的略微差異就會導(dǎo)致絕緣電阻測量的大的誤差。這樣的常規(guī)方法還使用預(yù)定的范圍用于稱作Y電容的量。Y電容器在高電壓系統(tǒng)中使用，以減少干擾。它們通常暴露于系統(tǒng)內(nèi)的瞬變和過電壓，并且通常被安裝用于線對地或中性點對地連接。Y電容器意在如果失去適當(dāng)?shù)牡剡B接則故障會導(dǎo)致電擊的情況下使用，并且它們通過將電流釋放(分流)到地進(jìn)行操作。如果實際的Y電容值處于預(yù)定的范圍之外，則所獲得的值會導(dǎo)致誤差。絕緣電阻測量將是不準(zhǔn)確的，這將導(dǎo)致錯誤的絕緣檢測。因此，準(zhǔn)確地確定是否已經(jīng)檢測到絕緣故障是有挑戰(zhàn)性的且困難的。同樣，執(zhí)行準(zhǔn)確的AC絕緣電阻測量以使所獲得的Y電容值能夠與車輛電池的重要系統(tǒng)參數(shù)例如冷卻劑泄漏的正確值相關(guān)聯(lián)是有挑戰(zhàn)性的且困難的。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，公開了一種用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池以確定冷卻劑泄漏的存在的方法。所述方法包括接收與所述電池的放電電流相關(guān)聯(lián)的第一電容。然后，接收與所述電池的放電電流相關(guān)聯(lián)的第二電容。將所述第一電容與所述第二電容進(jìn)行比較，并與冷卻劑泄漏相關(guān)聯(lián)。最后，提供相關(guān)聯(lián)信息，以指示冷卻劑泄漏?？蛇x地，在這方面，所述第一電容和所述第二電容是Y電容?？梢詮亩鄠€波形獲取所述Y電容，其中，將所述波形進(jìn)行濾波，以生成多個DC分量。然后，分離所述DC分量，以接收絕緣電阻和所述Y電容?？梢赃B續(xù)地接收所述第二電容。另外，提供所述相關(guān)聯(lián)信息包括將感官提示傳送給用戶。在一種形式中，這可以包括使用計量器、音頻警報、警示光或其它手段以向用戶警示冷卻劑泄漏的變化，即視覺圖像、光、聲音或它們的組合。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，描述了一種用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池以確定冷卻劑泄漏的存在的裝置。所述裝置包括傳感器，所述傳感器用于接收與所述電池的放電電流相關(guān)聯(lián)的第一電容和第二電容；處理部件，所述處理部件被構(gòu)造為將所述第一電容和所述第二電容進(jìn)行比較；相關(guān)聯(lián)機構(gòu)，所述相關(guān)聯(lián)機構(gòu)用于將電容與冷卻劑泄漏進(jìn)行比較；針對用戶的輸出源，所述輸出源提供冷卻劑泄漏的指示。所述處理部件可以電連接到可檢測冷卻劑泄漏的一個或多個傳感器?？蛇x地，在這方面，所述第一電容和所述第二電容是Y電容。可以從多個波形獲取所述Y電容，其中，將所述波形進(jìn)行濾波，以生成多個DC分量。然后，分離所述DC分量，以接收絕緣電阻和所述Y電容?？梢赃B續(xù)地接收所述第二電容。最后，針對用戶的輸出源可以向用戶提供相關(guān)聯(lián)信息，以指示冷卻劑泄漏，其中，所述提供包括向用戶傳送感官提示。在一種形式中，這可以包括使用計量器、音頻警報、警示光或其它手段以向用戶警示冷卻劑泄漏的變化，即視覺圖像、光、聲音或它們的組合。根據(jù)本發(fā)明的又一方面，描述了一種用于監(jiān)測燃料電池堆以確定冷卻劑泄漏的存在的方法。所述方法包括從結(jié)合到所述電池堆的傳感器接收第一 Y電容，以這種方式測量冷卻劑泄漏的指示；從結(jié)合到所述電池堆的傳感器接收第二 Y電容，以這種方式測量冷卻劑泄漏的指示；將所述第一 Y電容與所述第二 Y電容進(jìn)行比較；向信號處理部件提供表示經(jīng)比較的電容的信號?？蛇x地，所述提供表示經(jīng)比較的電容的信號包括向用戶通知所述冷卻劑泄漏。所述信號處理部件可能夠基于電容響應(yīng)、處理、接收、傳輸或其它方式作用，以保持它們電容或向用戶傳送燃料電池泄漏狀態(tài)的指示。用戶可以是物主、操作員或駕駛員或者可以組裝、維修或以其它方式負(fù)責(zé)總體燃料電池系統(tǒng)健康的人員。本發(fā)明還提供如下方案
1. 一種用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池以確定其中的冷卻劑泄漏的存在的方法，所述方法包括
接收與所述電池的放電電流相關(guān)聯(lián)的第一電容； 接收與所述電池的放電電流相關(guān)聯(lián)的第二電容； 將所述第一電容與所述第二電容進(jìn)行比較； 將經(jīng)比較的電容與冷卻劑泄漏相關(guān)聯(lián)；以及提供相關(guān)聯(lián)信息以指示冷卻劑泄漏。2.根據(jù)方案1所述的方法，其中，所述第一電容和所述第二電容是Y電容。3.根據(jù)方案2所述的方法，其中，所述Y電容從多個波形獲取。4.根據(jù)方案3所述的方法，其中，將所述波形進(jìn)行濾波以生成多個DC分量。5.根據(jù)方案4所述的方法，其中，分離所述多個DC分量，以接收絕緣電阻和所述Y電容。6.根據(jù)方案1所述的方法，其中，連續(xù)地接收所述第二電容。7.根據(jù)方案1所述的方法，其中，通過處理部件執(zhí)行所述比較。8.根據(jù)方案1所述的方法，其中，提供所述相關(guān)聯(lián)信息包括將信號發(fā)送到控制
ο9.根據(jù)方案1所述的方法，其中，提供所述相關(guān)聯(lián)信息包括將感官提示傳送給用戶。10. 一種用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池以確定其中的冷卻劑泄漏的存在的裝置，所述裝置包括
傳感器，所述傳感器被構(gòu)造為接收與所述電池的放電電流相關(guān)聯(lián)的第一電容和第二電
容；
處理部件，所述處理部件被構(gòu)造為將所述第一電容和所述第二電容進(jìn)行比較； 相關(guān)聯(lián)機構(gòu)，所述相關(guān)聯(lián)機構(gòu)用于將電容與冷卻劑泄漏進(jìn)行比較；以及針對用戶的輸出源，所述輸出源指示冷卻劑泄漏。11.根據(jù)方案10所述的裝置，其中，所述第一電容和所述第二電容是Y電容。12.根據(jù)方案11所述的裝置，其中，所述Y電容從多個波形獲取。13.根據(jù)方案12所述的裝置，其中，將所述波形進(jìn)行濾波以生成多個DC分量。14.根據(jù)方案13所述的裝置，其中，分離所述多個DC分量，以接收絕緣電阻和所述Y電容。15.根據(jù)方案10所述的裝置，其中，連續(xù)地接收所述第二電容。16.根據(jù)方案10所述的裝置，其中，輸出包括向用戶傳送感官提示。17. 一種用于監(jiān)測燃料電池堆以確定冷卻劑泄漏的存在的方法，所述方法包括 從結(jié)合到所述電池堆的傳感器接收第一 Y電容，以便測量冷卻劑泄漏的指示；
從結(jié)合到所述電池堆的傳感器接收第二 Y電容，以便測量冷卻劑泄漏的指示； 將所述第一 Y電容與所述第二 Y電容進(jìn)行比較；以及向信號處理部件提供表示經(jīng)比較的電容的信號。18.根據(jù)方案17所述的方法，當(dāng)產(chǎn)生指示所述燃料電池堆中的冷卻劑泄漏的信號時，所述提供包括向用戶通知所述冷卻劑泄漏。


在下文中將結(jié)合附圖描述優(yōu)選的實施例，其中，相同的標(biāo)號指示相同的元件，在附圖中
圖1是用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池以確定冷卻劑泄漏的方法的一個實施例的流程以及
圖2是示出能夠利用用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池以確定冷卻劑泄漏的方法的系統(tǒng)的實施例的框圖。
具體實施例方式應(yīng)當(dāng)理解，本申請不限于在描述中闡述的或在附圖中示出的細(xì)節(jié)或方法。還應(yīng)當(dāng)理解，方法僅是為了描述目的，而不應(yīng)當(dāng)視為限制性的。檢測冷卻劑泄漏的可行方法是獲得系統(tǒng)內(nèi)的Y電容值。本發(fā)明提供了將對車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池執(zhí)行的準(zhǔn)確的AC絕緣電阻測試。在一種形式中，本發(fā)明使用AC絕緣電阻測試來具體地確定可與冷卻劑泄漏相關(guān)聯(lián)的Y電容。這樣的構(gòu)造減少了對在系統(tǒng)中用于測量冷卻劑泄漏的額外的或單獨的裝置的需要。本發(fā)明從絕緣電阻測試獲得讀回信號，并將其乘以多個正弦波形，由此產(chǎn)生多個 DC分量。DC分量中的一個確定幅值變化。另一個DC分量確定相位變化。與先前的方法相比，這些DC分量更加準(zhǔn)確且更加可讀，因為先前的方法對系統(tǒng)條件的微小變化非常敏感。 因此，可以從系統(tǒng)中獲得具有較小噪聲的DC分量。當(dāng)前方法對DC分量進(jìn)行濾波，以確定絕緣電阻和Y電容。一旦接收到第一電容值，就可以連續(xù)地接收到第二電容值。第二電容的時機允許系統(tǒng)的總體更快的檢測時間。執(zhí)行兩個Y電容值的比較。在一種形式中，可以通過計算、查詢表或在本領(lǐng)域中已知的其它方法來完成該比較。然后比較的電容可用于與冷卻劑泄漏值相關(guān)聯(lián)。通過對電池進(jìn)行測試、通過查詢表或通過在領(lǐng)域中已知的其它方法可將經(jīng)比較的電容與冷卻劑泄漏相關(guān)聯(lián)。最后，可以將經(jīng)比較的電容提供給用戶或提供給信號處理部件。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池10中的冷卻劑泄漏18且總體上用200指示的方法的一個實施例的示圖。當(dāng)車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池10開始100時，方法200開始。電池10可以通過用戶、事件或在本領(lǐng)域中已知的任何其它方法而開始100。接收與放電電流相關(guān)聯(lián)的第一電容110?？梢詮脑椿蛉舾蓚€源接收第一電容110。在一個實施例中，從傳感器沈接收第一電容110。在另一實施例中，從處理器接收第一電容110。在又一實施例中，從控制器接收第一電容110。 第一電容110可以包括不同類型的電容。在一個實施例中，第一電容110是Y電容。在另一實施例中，第一電容110是X電容。在又一實施例中，第一電容110可以是由系統(tǒng)接收的任何其它類型的電容。第一電容110還可以與諸如電流、電壓等的其它系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)聯(lián)。接收與放電電流相關(guān)聯(lián)的第二電容120。可以從源或若干個源接收第二電容120。 在一個實施例中，從傳感器26接收第二電容120。在另一實施例中，從處理器接收第二電容 120。在又一實施例中，從控制器接收第二電容120。第二電容120可以包括不同類型的電容。在一個實施例中，第二電容120是Y電容。在另一實施例中，第二電容120是X電容。 在又一實施例中，第二電容120可以是由系統(tǒng)接收的任何其它類型的電容。第二電容120 還可以與諸如電流、電壓等的其它系統(tǒng)參數(shù)相關(guān)聯(lián)。第二電容120可以由系統(tǒng)連續(xù)地接收。在另一實施例中，第二電容120可以存儲在存儲器部件、數(shù)據(jù)儲存庫或在本領(lǐng)域中已知的任何其它存儲裝置內(nèi)。一旦接收到第一電容110和第二電容120，就確定比較的電容130。比較的電容130可以存儲在存儲器部件、 數(shù)據(jù)儲存庫或在本領(lǐng)域中已知的任何其它存儲裝置內(nèi)。在確定了比較的電容130之后，查找比較的電容130和冷卻劑泄漏18之間的相關(guān)聯(lián)信息140。在一個實施例中，從電池的連續(xù)測試和經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定相關(guān)聯(lián)信息140。該測試可以在諸如冷卻劑泄漏水平的不同條件下將絕緣電阻值與電池的物理測量進(jìn)行比較。當(dāng)冷卻劑泄漏水平改變時，因為Y電容對泄漏水平的敏感性，所以Y電容也改變。在另一實施例中，根據(jù)基于列表、索引或在本領(lǐng)域中已知的任何其它方法操作的處理部件20來確定相關(guān)聯(lián)信息140。如果冷卻劑泄漏18存在150，則通過輸出源22向用戶14提供160相關(guān)聯(lián)信息140，以指示冷卻劑泄漏18。術(shù)語“提供”可以包括輸出、顯示、傳送、傳輸、接收等到裝置、顯示器或在本領(lǐng)域中已知的任何其它部件，以使用戶能夠直接地或間接地獲知冷卻劑泄漏18的狀況。在一個實施例中，輸出源22可提供可以是可視的感官提示，例如圖片、符號、數(shù)字或顯示。在另一實施例中，輸出源22可提供可以是光的感官提示，例如儀表板的光。在另一實施例中，輸出源22可提供可以是聲音的感官提示，例如語音或警示聲。在又一實施例中， 輸出源22可以提供作為前述實施例或在本領(lǐng)域中已知的任何其它感官提示的組合的感官提示。參照圖2，示出了能夠用于確定冷卻劑泄漏18的方法的一個實施例的系統(tǒng)及其適合于在車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池10內(nèi)使用的實施例的框圖。示出了能夠用于確定上面討論的冷卻劑泄漏18的方法的車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池10的示例。下面的段落僅提供一種這樣的車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池10的簡要概述，然而，未示出的其它系統(tǒng)也可以采用所公開的方法。車輛12通常包括用戶14和車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池10。車輛(交通工具)12優(yōu)選地為移動車輛，例如摩托車、汽車、卡車、休閑車輛(RV)、船、飛機、機動腳踏兩用車等。車輛12通常配備有適當(dāng)?shù)奶幚聿考?0，其使得車輛12執(zhí)行包括方法200在內(nèi)的各種功能，車輛12進(jìn)一步包括與用戶14的通信。用于比較電容的相關(guān)聯(lián)機構(gòu)M還將存在于車輛內(nèi)。如果檢測到冷卻劑泄漏150，則輸出源22向用戶14提供冷卻劑泄漏18的指示。可以通過提供各種機制的車載裝置16，例如可提供感官提示的輸出源22，將相關(guān)聯(lián)信息傳送到用戶14。輸出源22連接到車輛系統(tǒng)電池10，并可以向用戶14提供冷卻劑泄漏18的指示。輸出源22可提供可以是可視、光、聲音或其組合或者本領(lǐng)域內(nèi)的其它已知方法的感官提示。這樣的提供還可以包括中間步驟，例如將與冷卻劑泄漏18相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)存儲在存儲庫中，該存儲庫可以用于向輸出源22提供泄漏狀態(tài)的指示。雖然已經(jīng)參照具體的實施例具體示出并描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離如由所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以在此做出形式和細(xì)節(jié)方面的各種改變。
權(quán)利要求
1.一種用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池以確定其中的冷卻劑泄漏的存在的方法，所述方法包括接收與所述電池的放電電流相關(guān)聯(lián)的第一電容； 接收與所述電池的放電電流相關(guān)聯(lián)的第二電容； 將所述第一電容與所述第二電容進(jìn)行比較； 將經(jīng)比較的電容與冷卻劑泄漏相關(guān)聯(lián)；以及提供相關(guān)聯(lián)信息以指示冷卻劑泄漏。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一電容和所述第二電容是Y電容。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述Y電容從多個波形獲取。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，將所述波形進(jìn)行濾波以生成多個DC分量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，分離所述多個DC分量，以接收絕緣電阻和所述Y 電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，連續(xù)地接收所述第二電容。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，通過處理部件執(zhí)行所述比較。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，提供所述相關(guān)聯(lián)信息包括將信號發(fā)送到控制器。
9.一種用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池以確定其中的冷卻劑泄漏的存在的裝置，所述裝置包括傳感器，所述傳感器被構(gòu)造為接收與所述電池的放電電流相關(guān)聯(lián)的第一電容和第二電容；處理部件，所述處理部件被構(gòu)造為將所述第一電容和所述第二電容進(jìn)行比較； 相關(guān)聯(lián)機構(gòu)，所述相關(guān)聯(lián)機構(gòu)用于將電容與冷卻劑泄漏進(jìn)行比較；以及針對用戶的輸出源，所述輸出源指示冷卻劑泄漏。
10.一種用于監(jiān)測燃料電池堆以確定冷卻劑泄漏的存在的方法，所述方法包括 從結(jié)合到所述電池堆的傳感器接收第一 Y電容，以便測量冷卻劑泄漏的指示； 從結(jié)合到所述電池堆的傳感器接收第二 Y電容，以便測量冷卻劑泄漏的指示； 將所述第一 Y電容與所述第二 Y電容進(jìn)行比較；以及向信號處理部件提供表示經(jīng)比較的電容的信號。
全文摘要
本發(fā)明提供用于監(jiān)測車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池的方法和裝置，具體地，一種用于確定車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池中的冷卻劑泄漏的方法和裝置。AC絕緣電阻測試用于確定在電池內(nèi)是否已經(jīng)發(fā)生絕緣故障，但還可以確定電路或系統(tǒng)的電容，從而可以進(jìn)一步確定所述車輛推進(jìn)系統(tǒng)電池的冷卻劑泄漏水平。這消除了使額外的裝置來測量冷卻劑泄漏。
文檔編號B60L11/18GK102463903SQ201110334018
公開日2012年5月23日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者王 F. 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司