蓄電池單格電池掃描系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本申請涉及蓄電池單格電池掃描系統(tǒng)和方法。公開了用于掃描蓄電池單格電池以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障的系統(tǒng)和方法。在某些實(shí)施例中，用于掃描蓄電池單格電池以發(fā)現(xiàn)故障的方法可包括產(chǎn)生跨過設(shè)置在蓄電池單格電池的每一側(cè)上的第一和第二充電板的輸入信號?？蓽y量響應(yīng)于該輸入信號而產(chǎn)生的蓄電池單格電池的開路電壓。測得的開路電壓可被和與沒有故障的參考蓄電池單格電池相關(guān)聯(lián)的參考信號相比較?；谠摫容^，可確定在正被掃描的蓄電池單格電池內(nèi)的故障和/或可能的故障。
【專利說明】蓄電池單格電池掃描系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請
本申請根據(jù)35 U.S.C.119(e)要求2013年2月22日提交的、名稱為“BATTERY CELLSCANNING SYSTEMS AND METHODS”的美國臨時(shí)專利申請61/768，075的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，其通過引用全部并入本文。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本公開涉及用于掃描蓄電池單格電池以發(fā)現(xiàn)故障的系統(tǒng)和方法。更具體地，但不是排他地，本公開的系統(tǒng)和方法涉及掃描蓄電池單格電池以發(fā)現(xiàn)由單格電池內(nèi)的碎片引起的故障。
【背景技術(shù)】
[0003]乘客交通工具經(jīng)常包括電力蓄電池以操作交通工具的電力和傳動(dòng)系系統(tǒng)的特征。例如，交通工具通常包括12V鉛酸汽車蓄電池，其被構(gòu)造成供應(yīng)電能給交通工具起動(dòng)器系統(tǒng)(例如，起動(dòng)器馬達(dá))、照明系統(tǒng)、和/或點(diǎn)火系統(tǒng)。在電動(dòng)、燃料電池(FC)和/或混合動(dòng)力交通工具中，高電壓(HV)蓄電池系統(tǒng)(例如，360V HV蓄電池系統(tǒng))可被用于給交通工具的電動(dòng)傳動(dòng)系部件(例如，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等)提供能量。例如，包括在交通工具內(nèi)的HV可再充電能量存儲(chǔ)系統(tǒng)(RESS)可被用于給交通工具的電動(dòng)傳動(dòng)系部件供能。
[0004]在蓄電池系統(tǒng)(例如，HV蓄電池系統(tǒng))內(nèi)的蓄電池單格電池可出現(xiàn)某些故障。例如，故障可能會(huì)因制作錯(cuò)誤而意外地被引入到蓄電池系統(tǒng)內(nèi)。在蓄電池單格電池中的故障可減少蓄電池系統(tǒng)的性能和/或損害蓄電池系統(tǒng)。例如，在包含在蓄電池系統(tǒng)內(nèi)的單格電池中的碎片可引起單格電池內(nèi)的隔離故障，由此減少了蓄電池系統(tǒng)的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]提出了用于掃描蓄電池單格電池以發(fā)現(xiàn)內(nèi)部故障的系統(tǒng)和方法。在某些實(shí)施例中，用于掃描蓄電池單格電池以發(fā)現(xiàn)故障的方法可包括產(chǎn)生跨過設(shè)置在蓄電池單格電池的每一側(cè)上的第一和第二充電板的輸入信號(例如，掃頻輸入信號)。可測量響應(yīng)于該輸入信號而產(chǎn)生的蓄電池單格電池的開路電壓。測得的開路電壓可被和與沒有故障的參考蓄電池單格電池相關(guān)聯(lián)的參考信號相比較。基于該比較，可確定在正被掃描的蓄電池單格電池內(nèi)的故障和/或可能的故障。
[0006]在另外的實(shí)施例中，用于掃描蓄電池單格電池以發(fā)現(xiàn)故障的診斷系統(tǒng)可包括函數(shù)發(fā)生器、數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)、和與數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和函數(shù)發(fā)生器通信聯(lián)接的控制系統(tǒng)。函數(shù)發(fā)生器可被構(gòu)造成產(chǎn)生跨過第一和第二充電板的輸入信號，第一和第二充電板跨過蓄電池單格電池地被設(shè)置。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)可被構(gòu)造成測量蓄電池單格電池的開路電壓?？刂葡到y(tǒng)可被構(gòu)造成控制數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和函數(shù)發(fā)生器的操作并且比較測得的開路電壓與參考信號，并且基于該比較確定蓄電池單格電池是否具有故障。
[0007]本申請還提供了如下方案: 方案1.一種用于確定在蓄電池單格電池中的故障的方法，該方法包括:
生成橫跨第一和第二充電板的輸入信號，第一充電板被設(shè)置在蓄電池單格電池的第一側(cè)上，而第二充電板被設(shè)置在蓄電池單格電池的第二側(cè)上；
測量蓄電池單格電池的開路電壓；
比較測得的開路電壓與參考信號；以及 基于所述比較確定蓄電池單格電池是否具有故障。
[0008]方案2.如方案I所述的方法，其中輸入信號包括掃頻輸入信號。
[0009]方案3.如方案I所述的方法，其中所述參考信號包括與參考蓄電池單格電池相關(guān)聯(lián)的開路電壓信號。
[0010]方案4.如方案3所述的方法，其中與所述參考蓄電池單格電池相關(guān)聯(lián)的所述開路電壓信號包括從暴露給環(huán)境噪音的沒有故障的參考蓄電池單格電池測量的開路電壓信號。
[0011]方案5.如方案I所述的方法，其中所述比較還包括:
基于測得的開路電壓和所述參考信號生成差測量信號。
[0012]方案6.如方案5所述的方法，其中確定蓄電池單格電池是否具有故障包括:
確定所述差測量信號在與所述參考信號相關(guān)聯(lián)的頻率處表現(xiàn)出相消干涉；以及 基于所述確定來確定蓄電池單格電池不具有故障。
[0013]方案7.如方案5所述的方法，其中確定蓄電池單格電池是否具有故障包括:
確定所述差測量信號在與所述參考信號相關(guān)聯(lián)的頻率處不表現(xiàn)出相消干涉；以及 基于所述確定來確定蓄電池單格電池具有故障。
[0014]方案8.如方案I所述的方法，其中確定蓄電池單格電池是否具有故障包括確定所述蓄電池單格電池在該蓄電池單格電池是否具有碎片。
[0015]方案9.如方案I所述的方法，其中所述方法還包括:
在生成所述輸入信號之前橫跨所述蓄電池單格電池的端子地施加負(fù)載。
[0016]方案10.—種蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，包括:
函數(shù)生成器，其構(gòu)造成生成橫跨第一和第二充電板的輸入信號，第一充電板被設(shè)置在蓄電池單格電池的第一側(cè)上，而第二充電板被設(shè)置在蓄電池單格電池的第二側(cè)上；
數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，其被構(gòu)造成測量蓄電池單格電池的開路電壓；以及通信地聯(lián)接到數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和函數(shù)生成器的控制系統(tǒng)，其被構(gòu)造成控制數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和函數(shù)生成器的操作以及:
比較測得的開路電壓與參考信號；以及 基于所述比較確定蓄電池單格電池是否具有故障。
[0017]方案11.如方案10所述的蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，其中輸入信號包括掃頻輸入信號。
[0018]方案12.如方案10所述的蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，其中所述參考信號包括與參考蓄電池單格電池相關(guān)聯(lián)的開路電壓信號。
[0019]方案13.如方案12所述的蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，其中與所述參考蓄電池單格電池相關(guān)聯(lián)的開路電壓信號包括從被暴露給環(huán)境噪音的沒有故障的參考蓄電池單格電池測量的開路電壓信號。
[0020]方案14.如方案10所述的蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，其中所述比較還包括: 基于測得的開路電壓和所述參考信號生成差測量信號。
[0021]方案15.如方案10所述的蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，其中確定蓄電池單格電池是否具有故障包括:
確定所述差測量信號在與所述參考信號相關(guān)聯(lián)的頻率處表現(xiàn)出相消干涉；以及 基于所述確定來確定蓄電池單格電池不具有故障。
[0022]方案16.如方案14所述的蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，其中確定蓄電池單格電池是否具有故障包括:
確定所述差測量信號在與所述參考信號相關(guān)聯(lián)的頻率處不表現(xiàn)出相消干涉；以及 基于所述確定來確定蓄電池單格電池具有故障。
[0023]方案17.如方案10所述的蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，其中確定蓄電池單格電池是否具有故障包括確定該蓄電池單格電池是否在該蓄電池單格電池內(nèi)具有碎片。
[0024]方案18.如方案10所述的蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)還被構(gòu)造成在生成所述輸入信號之前橫跨該蓄電池單格電池的端子地施加負(fù)載。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]參照附圖描述了本發(fā)明的非限定性且非排他性實(shí)施例，這包括本公開的各種不同的實(shí)施例，附圖中:
圖1說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的掃描蓄電池單格電池的示例性系統(tǒng)。
[0026]圖2說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的曲線圖，其示出了與環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的隨時(shí)間的示例性開路電壓。
[0027]圖3說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的曲線圖，其示出了示例性隨時(shí)間的測量信號和相關(guān)聯(lián)的輸入掃描信號。
[0028]圖4說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的蓄電池單格電池中的示例性帶電粒子流。
[0029]圖5說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的曲線圖，其示出了沒有表現(xiàn)出故障的單格電池的示例性隨時(shí)間的測量信號。
[0030]圖6說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的曲線圖，其示出了表現(xiàn)出故障的單格電池的示例性隨時(shí)間的測量信號。
[0031]圖7說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的用于確定蓄電池單格電池內(nèi)的故障的示例性方法。
[0032]圖8說明了用于實(shí)施本文公開的系統(tǒng)和方法的某些實(shí)施例的示例性系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面提供了對根據(jù)本公開的實(shí)施例的系統(tǒng)和方法的詳細(xì)描述。雖然描述了若干實(shí)施例，但是應(yīng)該理解，本公開不限于任意一個(gè)實(shí)施例，而是包含了多種替換、改進(jìn)、和等同方式。而且，雖然在下面的描述中公開了多個(gè)具體的細(xì)節(jié)以提供對本文公開的實(shí)施例的透徹的理解，但是一些實(shí)施例可被實(shí)踐為不具有這些細(xì)節(jié)中的一些或全部。而且，為了清楚的目的，本領(lǐng)域中熟知的某些技術(shù)材料沒有被具體描述以避免不必要地使本公開模糊不清。
[0034]參照附圖可最佳地理解本公開的實(shí)施例，附圖中同樣的部分可由同樣的數(shù)字標(biāo)記。所公開的實(shí)施例的部件，如在本文中的附圖中概括地描述和說明的，可被以多種不同的構(gòu)造被布置和設(shè)計(jì)。因此，下面對本公開的系統(tǒng)和方法的實(shí)施例的具體描述不是用來限制本公開的范圍，其如權(quán)利要求所述，而僅是代表本公開的可能的實(shí)施例。而且，方法的步驟不一定需要以任何特定的順序執(zhí)行，或者甚至是按順序執(zhí)行，這些步驟也不一定需要只被執(zhí)行一次，除非另有具體說明。
[0035]本文中公開的系統(tǒng)和方法可允許檢測和/或確定蓄電池單格電池中的故障(例如，內(nèi)部故障)。在某些實(shí)施例中，可在第一單格電池端子和第二單格電池端子處測量與環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的開路電壓。在一些實(shí)施例中，開路電壓測量結(jié)果可相對于地面和儀器接地浮動(dòng)。在某些實(shí)施例中，參考蓄電池單格電池可不包括故障，或者，替換地，可包括不影響蓄電池單格電池的性能的某些故障。例如，參考蓄電池單格電池可包括不影響在特定閾值內(nèi)的蓄電池單格電池性能的某些故障。在單格電池被暴露給環(huán)境噪音時(shí)，可確定第一和第二端子的不帶故障或不帶重大故障的蓄電池單格電池的環(huán)境噪音開路電壓頻率(例如，參考曲線頻率)，標(biāo)記為f (amb)。
[0036]聯(lián)接到函數(shù)發(fā)生器的輸出的充電板可被放置在正經(jīng)歷故障測試或掃描的蓄電池單格電池的第一側(cè)和第二側(cè)上。可提供頻率掃描輸入信號到導(dǎo)電的充電板，并且可測量橫跨蓄電池單格電池的與輸入的掃描信號相關(guān)聯(lián)的開路電壓。與輸入的掃描信號相關(guān)聯(lián)的開路電壓可與/Tm⑴相比較。例如，與輸入的掃描信號相關(guān)聯(lián)的開路電壓可通過取00 initial —final =f(x) -的極限來與/化如相比較，其中是輸入的掃描信號，
是該掃描信號的初始頻率，而/YV 是該掃描信號的最終頻率。當(dāng)對/YV來說該極限接近f(emb、時(shí)，在沒有故障的蓄電池單格電池中，測得的開路頻率和環(huán)境噪音之和可為零或接近零。但是，如果在蓄電池單格電池存在故障(例如，由單格電池中的碎片引起的隔離故障)，那么這種故障可發(fā)展出相關(guān)聯(lián)的頻率并且測得的開路頻率與環(huán)境噪音之和不為零或不接近零?；谠摫容^，可確定在蓄電池單格電池內(nèi)的故障和/或可能的故障。
[0037]圖1說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的掃描蓄電池單格電池100的示例性系統(tǒng)。在某些實(shí)施例中，單格電池100可以是從用于給交通工具(例如，在電動(dòng)和/或混合動(dòng)力交通工具中)的電動(dòng)傳動(dòng)系部件供能的HV蓄電池組中拆下的單格電池。在其它的實(shí)施例中，蓄電池單格電池100可以是包括在低電壓蓄電池中的單格電池。
[0038]蓄電池單格電池100可包括任意數(shù)量的子單格電池。另外，圖示的蓄電池單格電池100可包括多個(gè)單獨(dú)的蓄電池單格電池(例如，單格電池堆)。當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語單格電池可指的是單個(gè)的蓄電池單格電池和/或任意數(shù)量的蓄電池單格電池。蓄電池單格電池100可利用任何合適的蓄電池技術(shù)或它們的組合。合適的蓄電池技術(shù)可包括，例如，鉛酸、鎳一金屬氫化物(NiMH)、鋰離子(L1-1on)、L1-1on聚合物、鋰-空氣、鎳-鎘(NiCad)、包括被吸收的玻璃氈(AGM )的閥調(diào)節(jié)鉛酸(VRLA )、鎳一鋅(Ni Zn )、熔鹽(例如，ZEBRA蓄電池)、和/或等等。
[0039]如所示，蓄電池單格電池100的端子可被聯(lián)接到數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102可被包括在蓄電池、交通工具、和/或診斷控制系統(tǒng)中。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102可被構(gòu)造成測量蓄電池單格電池100的端子的開路電壓。在一些實(shí)施例中，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102可被構(gòu)造成執(zhí)行在兩個(gè)信號之間的差測量。在某些實(shí)施例中，蓄電池單格電池100的端子可通過一個(gè)或多個(gè)光學(xué)隔離的電壓模塊104、106被聯(lián)接到數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102。光學(xué)隔離的電壓模塊104、106可被構(gòu)造成允許對蓄電池單格電池100的端子的開路電壓的電隔離測量。應(yīng)該意識到，蓄電池單格電池100的端子可被以多種方式聯(lián)接到數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102，這包括使用任何合適的允許電隔離測量的連接。
[0040]數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102可被構(gòu)造成測量如上討論的與環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考蓄電池單格電池的每個(gè)單格電池端子的開路電壓?；谠摐y量，可確定參考實(shí)施例(例如，沒有故障或沒有某些閾值內(nèi)的故障的蓄電池)的與蓄電池單格電池端子的環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考曲線頻率(例如，/Ta城;)。
[0041]第一和第二充電板108、110 (例如，導(dǎo)電充電板)可分別被設(shè)置在蓄電池單格電池100的第一側(cè)和第二側(cè)上。第一和第二充電板108、110可被聯(lián)接到函數(shù)發(fā)生器112。函數(shù)發(fā)生器112可還被聯(lián)接到數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102并且給構(gòu)造成提供某些信號給數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102(例如，輸入掃描信號和/或參考環(huán)境噪音信號)。盡管被圖示為單獨(dú)的系統(tǒng)，但是在其它的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102和函數(shù)發(fā)生器112可被包含在單個(gè)系統(tǒng)或任何系統(tǒng)的組合中。在另外其它的實(shí)施例中，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102和/或函數(shù)發(fā)生器112可被包含在蓄電池、交通工具、和/或診斷控制系統(tǒng)中。輸入掃描信號可由函數(shù)發(fā)生器112提供到充電板108、110。可由數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102測量跨過蓄電池單格電池100的與輸入掃描信號相關(guān)聯(lián)的開路電壓中的變化。
[0042]數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102可提供在與輸入掃描信號相關(guān)聯(lián)的開路電壓和參考環(huán)境噪音開路電壓頻率(例如，由函數(shù)發(fā)生器112提供的/Tm⑴)之間的差測量。例如，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)102可被構(gòu)造成計(jì)算和/或提供/6:人V3iiia7 — final =f(x) - f(amb)的極限的視覺指示，其中/YV是輸入掃描信號，/Yx人.μη是該掃描信號的初始頻率，而/YV 是該掃描信號的最終頻率。當(dāng)對/YV來說該極限接近/知必)時(shí)，在沒有故障的蓄電池單格電池(例如，參考蓄電池單格電池或某些閾值內(nèi)的故障)中，測得的開路頻率和環(huán)境噪音之和可為零或接近零。但是，如果在蓄電池單格電池存在故障(例如，由單格電池中的碎片引起的隔離故障)，那么這種故障可表現(xiàn)出相關(guān)聯(lián)的頻率，并且因此測得的開路頻率與和環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考曲線頻率之和不為零或不接近零?；谠摫容^，可確定在蓄電池單格電池內(nèi)的故障和/或可能的故障。
[0043]圖2說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的曲線圖，其示出了由環(huán)境噪音引起的隨時(shí)間的示例性開路電壓。如上所述，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)可被構(gòu)造成測量如上討論的與環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考蓄電池系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)單格電池端子處的開路電壓?；谠摐y量，可確定與蓄電池單格電池端子的環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考曲線頻率(例如，/知的;)。例如，可由數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)測量與參考蓄電池單格電池的第一端子(例如，負(fù)端子)相關(guān)聯(lián)地測量的環(huán)境噪音開路電壓(例如，曲線200)，以及與參考蓄電池單格電池的第二端子(例如，正端子)相關(guān)聯(lián)地測量的環(huán)境噪音開路電壓(例如，曲線202)。如所示，/知〃⑴可以是，或可以近似是60Hz信號正弦信號，但是其它的參考曲線頻率也是可行的。
[0044]圖3說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的曲線圖，其示出了示例性隨時(shí)間的電壓測量信號300、302和相關(guān)聯(lián)的輸入掃描信號304。測量信號300可與蓄電池單格電池的第一端子相關(guān)聯(lián)，而測量信號302可與蓄電池單格電池的第二端子相關(guān)聯(lián)。在某些實(shí)施例中，測量信號300、302可以是相對于與沒有故障的蓄電池單格電池的環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考曲線頻率(例如，/Tm的差電壓測量信號。
[0045]輸入掃描信號304可從初始頻率掃描到最終頻率。在某些實(shí)施例中，在引入輸入掃描信號304之前，可橫跨單格電池端子地施加負(fù)載。例如，IOOmA的負(fù)載和/或任何其它合適的負(fù)載可被橫跨單格電池端子地應(yīng)用一段時(shí)長(例如，5秒)。如所示，當(dāng)輸入掃描信號304在時(shí)刻306達(dá)到與沒有故障的蓄電池單格電池的環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考曲線頻率相關(guān)聯(lián)的頻率時(shí)，差測量信號300、302可降低。即，與差測量信號300、302相關(guān)聯(lián)的測得開路電壓信號與和沒有故障的蓄電池單格電池的環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考頻率一起利用所述差測量的和可等于零或接近零。換句話說，在所述差測量中參考曲線頻率可表現(xiàn)出關(guān)于測得開路電壓信號的完全或部分相消干涉。這種測量行為可被用于確定與測量信號300、302相關(guān)聯(lián)的蓄電池單格電池沒有表現(xiàn)出與故障有關(guān)的行為。
[0046]圖4說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的蓄電池單格電池400中的示例性帶電粒子流。特別地，圖示的粒子流可反映正在執(zhí)行本文公開的方法的某些實(shí)施例的蓄電池單格電池400內(nèi)的帶電粒子流。如所示，當(dāng)信號(例如，DC信號)被注入到單格電池400內(nèi)(例如，通過導(dǎo)電充電板402、404等)時(shí)，帶正電的粒子可重新與負(fù)充電板對齊，而帶負(fù)電的粒子可重新與正充電板對齊。
[0047]圖5說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的曲線圖，其示出了沒有表現(xiàn)出故障的單格電池的不例性隨時(shí)間的測量信號500、502。測量信號500可與蓄電池單格電池的第一端子相關(guān)聯(lián)，而測量信號502可與蓄電池單格電池的第二端子相關(guān)聯(lián)。在某些實(shí)施例中，測量信號500、502可以是相對于與沒有故障的蓄電池單格電池的環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考曲線頻率(例如，/知〃的差測量信號。
[0048]如所示，當(dāng)與測量信號500、502相關(guān)聯(lián)的輸入掃描信號在時(shí)刻504達(dá)到與和沒有故障的蓄電池單格電池的環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考曲線頻率相關(guān)聯(lián)的頻率時(shí)，測量信號500、502可降低。即，與差測量信號500、502相關(guān)聯(lián)的測得開路電壓信號與和沒有故障的蓄電池單格電池的參考曲線頻率一起利用所述差測量的和可等于零或接近零。換句話說，在所述差測量中參考曲線頻率可表現(xiàn)出關(guān)于測得開路電壓信號的完全或部分相消干涉。這種測量行為可被用于確定與測量信號500、502相關(guān)聯(lián)的蓄電池單格電池沒有表現(xiàn)出與故障有關(guān)的行為。
[0049]圖6說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的曲線圖，其示出了表現(xiàn)出故障的單格電池的示例性隨時(shí)間的測量信號600、602。測量信號600可與蓄電池單格電池的第一端子相關(guān)聯(lián)，而測量信號602可與蓄電池單格電池的第二端子相關(guān)聯(lián)。在某些實(shí)施例中，測量信號600、602可以是相對于與沒有故障的參考蓄電池單格電池的環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考曲線頻率(例如，/知〃的差測量信號。
[0050]如所示，當(dāng)與測量信號600、602相關(guān)聯(lián)的輸入掃描信號在時(shí)刻604達(dá)到與和沒有故障的蓄電池單格電池的參考曲線頻率相關(guān)聯(lián)的頻率時(shí)，測量信號600、602可不降低。比較圖3和5中示出的結(jié)果與圖6中示出的結(jié)果，可以注意到，相關(guān)的測得開路電壓信號與沒有故障的蓄電池單格電池的參考曲線頻率的和不是零或不接近零。換句話說，參考曲線頻率可不表現(xiàn)出關(guān)于測得開路電壓信號的完全或部分相消干涉。相消干涉的不存在可指示單格電池具有或可能具有故障。
[0051]如上討論的，單格電池中的故障可能由在單格電池中存在外來物體(例如，碎片)而引起并且可能與特定的頻率響應(yīng)相關(guān)聯(lián)。因此，在差測量中，單格電池的測得開路電壓信號利用由沒有故障的蓄電池單格電池的參考曲線頻率產(chǎn)生的該差測量的和不是零或不接近零。相反，差測量信號600、602可表現(xiàn)出在環(huán)境噪音頻率處的尖峰(例如，在時(shí)刻604處的尖峰)，由此指示單格電池具有或可能具有故障。換句話說，在具有故障的單格電池中，參考曲線可表現(xiàn)出關(guān)于測得開路電壓信號的相長干涉。
[0052]圖7說明了根據(jù)本文公開的實(shí)施例的用于確定蓄電池單格電池內(nèi)的故障的示例性方法700。在某些實(shí)施例中，方法700可被利用以確定在蓄電池單格電池中的由該單格電池中的碎片引起的故障，但是，也可使用本文公開的系統(tǒng)和方法確定其它類型的故障。在702，方法可開始。在704，可跨過橫跨蓄電池單格電池的第一和第二充電板地生成輸入信號。在一些實(shí)施例中，輸入信號可包括掃頻輸入信號。
[0053]可在706測量響應(yīng)于輸入信號而生成的蓄電池單格電池的開路電壓。在708，在706測得的開路電壓可被和與沒有故障的參考蓄電池單格電池相關(guān)聯(lián)的參考信號相比較。在某些實(shí)施例中，參考信號可包括與沒有故障或沒有重大故障的蓄電池單格電池的環(huán)境噪音開路電壓頻率相關(guān)聯(lián)的信號?；谠?08處的比較，在710處可確定在蓄電池單格電池中的故障。在某些實(shí)施例中，可基于在706處測得的測得開路電壓和與沒有故障的參考蓄電池的環(huán)境噪音相關(guān)聯(lián)的參考信號之間的差測量來確定在蓄電池單格電池中的故障。例如，當(dāng)參考信號在參考信號的頻率處不表現(xiàn)出關(guān)于測得開路電壓的完全或部分相消干涉時(shí)，可確定在蓄電池單格電池內(nèi)的故障。該方法可前進(jìn)以在712終止。
[0054]圖8說明了用于實(shí)施本文公開的系統(tǒng)和方法的某些實(shí)施例的示例性系統(tǒng)800。在某些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、服務(wù)器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、交通工具控制系統(tǒng)、蓄電池控制系統(tǒng)、診斷控制系統(tǒng)、和/或其它類型的適合于實(shí)施所公開的系統(tǒng)和方法的系統(tǒng)或系統(tǒng)的組合。例如，在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800可被利用以實(shí)施上面描述的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和/或函數(shù)生成器的功能。
[0055]如所示，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800可，除了別的以外，包括一個(gè)或多個(gè)處理器802、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)804、通信接口 806、用戶接口 808、和非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)810。處理器802、RAM804、通信接口 806、用戶接口 808和非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)810可通過公共的數(shù)據(jù)總線812彼此通信地聯(lián)接。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800的各種部件可使用硬件、軟件、固件、和/或它們的任意組合來實(shí)施。
[0056]用戶接口 808可包括任意數(shù)量的設(shè)備，這些設(shè)備允許用戶與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800交互。例如，用戶接口 808可被用于顯示交互界面給用戶。用戶接口 808可以是與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800通信地聯(lián)接的單獨(dú)的接口系統(tǒng)，或者替換地，可以是集成系統(tǒng)，例如筆記本電腦或其它類似設(shè)備的顯示接口。在某些實(shí)施例中，用戶接口 808可被生產(chǎn)在觸屏顯示器上。用戶接口 808也可包括任意數(shù)量的其它輸入設(shè)備，這些設(shè)備包括例如鍵盤、追蹤球、和/或指針設(shè)備。
[0057]通信接口 806可以是任何能夠與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、外圍設(shè)備、和/或通信聯(lián)接到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800的其它裝備通信的接口。例如，通信接口 806可允許計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800與其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(例如，與外部數(shù)據(jù)庫和/或互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng))通信，從而允許從這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)移以及接收。通信接口 806可，除了別的以外，包括調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、以太網(wǎng)卡、和/或任何其它使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800能夠連接到數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)，例如LAN、MAN、WAN和因特網(wǎng)，的合適設(shè)備。在一些實(shí)施例中，通信接口 806可被構(gòu)造成與在所公開的實(shí)施例中使用的一個(gè)或多個(gè)充電板連接。
[0058]處理器802可包括一個(gè)或多個(gè)通用處理器、專用處理器、可編程微處理器、微控制器、數(shù)字信號處理器、FPGA、其它可定制的或可編程的處理設(shè)備、和/或能夠?qū)嵤┍疚墓_的系統(tǒng)和方法的任何其它的設(shè)備或設(shè)備的布置。
[0059]處理器802可被構(gòu)造成執(zhí)行存儲(chǔ)在非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)810上的計(jì)算機(jī)可讀指令。非瞬時(shí)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)810可根據(jù)要求存儲(chǔ)其它的數(shù)據(jù)或信息。在一些實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀指令可包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行函數(shù)模塊814。例如，計(jì)算機(jī)可讀指令可包括一個(gè)或多個(gè)函數(shù)模塊814，它們被構(gòu)造成實(shí)施上面描述的系統(tǒng)和方法的功能中的全部或部分?？杀淮鎯?chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)810上的特定函數(shù)模型可包括構(gòu)造成執(zhí)行數(shù)據(jù)獲取方法(例如，對開路電壓和/或等的測量)的模塊和/或構(gòu)造成執(zhí)行函數(shù)生成方法(例如，通過一個(gè)或多個(gè)連接的充電板或等引入輸入信號到蓄電池單格電池)的模塊。
[0060]本文描述的系統(tǒng)和方法可被與用于建立計(jì)算機(jī)可讀指令和/或在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800上運(yùn)行的任何運(yùn)行系統(tǒng)的編程語言無關(guān)地被實(shí)施。例如，計(jì)算機(jī)可讀指令可用任何合適的編程語言編寫，它們的例子包括但不限于C、C++、Visual C++、和/或Visual Basic、Java、Perl、或任何其它合適的編程語言。另外，計(jì)算機(jī)可讀指令和/或函數(shù)模塊的形式可以是單獨(dú)的程序或模塊的集合，和/或在更大的程序內(nèi)的程序模塊或程序模塊的一部分。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800對數(shù)據(jù)的處理可以響應(yīng)于用戶命令、向前處理的結(jié)果、或由另一處理機(jī)器做出的請求。應(yīng)該意識到，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800可利用任何合適的操作系統(tǒng)，包括例如Unix、DOS、Android、Symbian、Windows、iOS、OSX> Linux、和或等。
[0061]盡管處于清楚的目的相當(dāng)詳細(xì)地對前面進(jìn)行了描述，但是明顯的是，在不脫離其原理的情況下可做出某些變化和改進(jìn)。注意到，有實(shí)施本文描述的過程和系統(tǒng)的許多替換的方式。因此，目前的實(shí)施例將被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的，并且本發(fā)明不被限制到本文給出的細(xì)節(jié)，而是可在后附的權(quán)利要求的范圍和等同方式內(nèi)被改進(jìn)。
[0062]已經(jīng)參照了各種不同的實(shí)施例描述了前面的具體說明。不過，本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，在不脫離本公開的范圍的情況下可做出各種不同的改進(jìn)和變化。例如，各種不同的操作步驟、以及執(zhí)行操作步驟的部件，可以替換的方式被實(shí)施，這取決于特定的應(yīng)用或考慮了任意數(shù)量的與該系統(tǒng)的操作相關(guān)聯(lián)的成本函數(shù)。因此，步驟中的任意一個(gè)或多個(gè)可被刪除、改進(jìn)、或與其它步驟組合。而且，本公開應(yīng)該被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的，并且全部這些改進(jìn)被意在被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。同樣地，上面已經(jīng)參照各種不同的實(shí)施例描述了益處、其它的優(yōu)點(diǎn)、和解決問題的方案。不過，益處、優(yōu)點(diǎn)、解決問題的方案、和可產(chǎn)生任何益處、優(yōu)點(diǎn)、或方案或者使其更加顯著的任何元素不應(yīng)被理解為是關(guān)鍵性的、必需的、或基本的特征或元素。
[0063]當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“包括”和“包含”、以及它們的任何其它變型，是用來覆蓋非排他性包括，使得，包括所列元素的過程、方法、物品或裝置不是僅包括這些元素，而是可包括未被明確地列出的或這種過程、方法、系統(tǒng)、物品、或裝置固有的其它元素。另外，當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“被聯(lián)接”、“聯(lián)接”和它們的任何其它的變型是用來覆蓋物理連接、電連接、磁連接、光學(xué)連接、通信連接、功能連接、和/或任何其它的連接。
[0064]本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，對上面描述的實(shí)施例的細(xì)節(jié)可做出許多變化，而不脫離本發(fā)明的嵌在的原理。本發(fā)明的范圍應(yīng)該、因此僅由后面的權(quán)利要求決定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于確定在蓄電池單格電池中的故障的方法，該方法包括: 生成橫跨第一和第二充電板的輸入信號，第一充電板被設(shè)置在蓄電池單格電池的第一側(cè)上，而第二充電板被設(shè)置在蓄電池單格電池的第二側(cè)上； 測量蓄電池單格電池的開路電壓； 比較測得的開路電壓與參考信號；以及 基于所述比較確定蓄電池單格電池是否具有故障。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中輸入信號包括掃頻輸入信號。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述參考信號包括與參考蓄電池單格電池相關(guān)聯(lián)的開路電壓信號。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中與所述參考蓄電池單格電池相關(guān)聯(lián)的所述開路電壓信號包括從暴露給環(huán)境噪音的沒有故障的參考蓄電池單格電池測量的開路電壓信號。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述比較還包括: 基于測得的開路電壓和所述參考信號生成差測量信號。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中確定蓄電池單格電池是否具有故障包括: 確定所述差測量信號在與所述參考信號相關(guān)聯(lián)的頻率處表現(xiàn)出相消干涉；以及 基于所述確定來確定蓄電池單格電池不具有故障。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中確定蓄電池單格電池是否具有故障包括: 確定所述差測量信號在與所述參考信號相關(guān)聯(lián)的頻率處不表現(xiàn)出相消干涉；以及 基于所述確定來確定蓄電池單格電池具有故障。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定蓄電池單格電池是否具有故障包括確定所述蓄電池單格電池在該蓄電池單格電池是否具有碎片。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括: 在生成所述輸入信號之前橫跨所述蓄電池單格電池的端子地施加負(fù)載。
10.一種蓄電池單格電池診斷系統(tǒng)，包括: 函數(shù)生成器，其構(gòu)造成生成橫跨第一和第二充電板的輸入信號，第一充電板被設(shè)置在蓄電池單格電池的第一側(cè)上，而第二充電板被設(shè)置在蓄電池單格電池的第二側(cè)上； 數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，其被構(gòu)造成測量蓄電池單格電池的開路電壓；以及通信地聯(lián)接到數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和函數(shù)生成器的控制系統(tǒng)，其被構(gòu)造成控制數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和函數(shù)生成器的操作以及: 比較測得的開路電壓與參考信號；以及 基于所述比較確定蓄電池單格電池是否具有故障。
【文檔編號】G01R31/36GK104007389SQ201410059163
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月22日
【發(fā)明者】E.P.考德倫, G.J.魯什羅, H.漢徹特, J.克雷夫納 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作有限責(zé)任公司