基于內(nèi)部蓄電池壓力而確定蓄電池狀態(tài)信息的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及用于確定蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。更具體而言，本公開的系統(tǒng)和方法涉及基于使用靠近蓄電池系統(tǒng)設(shè)置的壓敏材料測(cè)量的壓力信息來確定蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)。
【背景技術(shù)】
[0002]乘用交通工具常常包括用于操作交通工具的電氣系統(tǒng)和傳動(dòng)系系統(tǒng)的特征的蓄電池。例如，交通工具通常包括12V鉛酸機(jī)動(dòng)車蓄電池，該蓄電池構(gòu)造成將電能供應(yīng)至交通工具起動(dòng)機(jī)系統(tǒng)(例如，起動(dòng)機(jī)馬達(dá))、照明系統(tǒng)、和/或點(diǎn)火系統(tǒng)。在電動(dòng)交通工具、燃料電池(“FC”)交通工具和/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))可用來為交通工具的傳動(dòng)系電氣部件(例如，電驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等)供電。例如，交通工具中包括的HV可充電儲(chǔ)能系統(tǒng)(“RESS”)可用來為交通工具的傳動(dòng)系電氣部件供電。
[0003]由于交通工具的沖擊事件(例如，交通工具碰撞)，構(gòu)造成控制和/或監(jiān)測(cè)交通工具中的蓄電池操作的某些電子器件可能損壞和/或其檢測(cè)某些蓄電池狀態(tài)信息的能力受到限制。例如，電子連通和/或電源線可能在交通工具碰撞中變得受損和/或斷開連接，從而限制相關(guān)聯(lián)的蓄電池監(jiān)測(cè)電子器件的功能。此外，在利用蓄電池系統(tǒng)的內(nèi)部壓力內(nèi)的相關(guān)聯(lián)的信息確定蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)信息(例如，蓄電池系統(tǒng)健康狀態(tài)(“S0H”)和/或其它蓄電池系統(tǒng)性能信息、關(guān)于失能和/或受損的蓄電池單元電池(battery cell)的信息等等)方面，常規(guī)的蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的能力可能受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]提出了用于至少部分地基于與蓄電池系統(tǒng)內(nèi)的測(cè)量壓力有關(guān)的信息來監(jiān)測(cè)蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)的系統(tǒng)和方法。在某些實(shí)施例中，所公開的系統(tǒng)和方法可結(jié)合測(cè)量蓄電池系統(tǒng)內(nèi)的壓力利用壓敏材料，在某些情況下，該材料可在本文中被稱為智能泡沫材料。基于測(cè)量的壓力信息，可以確定與蓄電池系統(tǒng)有關(guān)的各種信息。例如，可至少部分地基于測(cè)量的壓力信息來確定與蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)有關(guān)的信息(例如，蓄電池系統(tǒng)的S0H)、發(fā)生在蓄電池系統(tǒng)內(nèi)的某些事件(例如，熱事件和/或泄放(venting)事件、受損和/或失能的蓄電池單元電池等)、和/或蓄電池壽命信息(例如，蓄電池壽命終止(“E0L” )信息)。
[0005]在某些實(shí)施例中，一種用于確定包括在交通工具中的蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)的方法可包括從位于蓄電池系統(tǒng)的部件(例如，蓄電池單元電池等)附近的壓敏材料接收電壓信號(hào)。在一些實(shí)施例中，電壓信號(hào)可與由蓄電池系統(tǒng)部件(例如，通過蓄電池系統(tǒng)部件的膨脹)施加到壓敏材料的壓力有關(guān)。接收的電壓信號(hào)可與閾值電壓信號(hào)相比較?；诒容^的結(jié)果，可確定蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)，并且可以實(shí)施與該狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的保護(hù)動(dòng)作。
[0006]在另外的實(shí)施例中，一種用于確定包括在交通工具中的蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)的系統(tǒng)可包括位于蓄電池系統(tǒng)的部件(例如，蓄電池單元電池等)附近的壓敏材料。在某些實(shí)施例中，壓敏材料可包括施加到基底的至少一側(cè)的壓電膜。在一些實(shí)施例中，壓電膜可包括聚偏氟乙烯膜，并且基底可包括聚氨酯基底。
[0007]該系統(tǒng)還可包括通信地聯(lián)接到壓敏材料的蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以從壓敏材料接收與由蓄電池系統(tǒng)部件施加到壓敏材料的壓力有關(guān)的電壓信號(hào)，比較接收的電壓信號(hào)與閾值電壓信號(hào)，基于該比較確定蓄電池系統(tǒng)狀態(tài)，并且基于該比較實(shí)施至少一個(gè)保護(hù)動(dòng)作。在一些實(shí)施例中，蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可由蓄電池系統(tǒng)一體化并在內(nèi)部供電。在另外的實(shí)施例中，蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可由蓄電池系統(tǒng)外部的功率源供電。
[0008]本發(fā)明還包括如下方案:
1.一種用于確定包括在交通工具中的蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)的方法，包括:
從位于所述蓄電池系統(tǒng)的部件附近的壓敏材料接收電壓信號(hào)，所述電壓信號(hào)與由所述蓄電池系統(tǒng)部件施加到所述壓敏材料的壓力有關(guān)；
將所述接收的電壓信號(hào)與閾值電壓信號(hào)做比較；
基于所述比較的結(jié)果確定所述蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)；以及響應(yīng)于所述確定而實(shí)施與所述狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)動(dòng)作。
[0009]2.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述接收的電壓信號(hào)基于在施加的壓力和所述壓敏材料的生成的電壓之間的已知關(guān)系而與施加到所述壓敏材料的壓力有關(guān)，并且其中，所述閾值電壓至少部分地基于所述已知關(guān)系而生成。
[0010]3.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述蓄電池系統(tǒng)的所述狀態(tài)包括低壓力條件、高壓力條件和壽命終止條件中的至少一種。
[0011]4.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述至少一個(gè)動(dòng)作包括將所述狀態(tài)通知給所述交通工具的使用者。
[0012]5.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述至少一個(gè)動(dòng)作包括將所述蓄電池系統(tǒng)泄放。
[0013]6.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述至少一個(gè)動(dòng)作包括將所述蓄電池系統(tǒng)與高電壓母線斷開連接。
[0014]7.根據(jù)方案I所述的方法，其中，所述蓄電池系統(tǒng)的所述部件包括蓄電池單元電池。
[0015]8.一種用于確定包括在交通工具中的蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)的系統(tǒng)，包括:
壓敏材料，其位于所述蓄電池系統(tǒng)的部件附近；以及
蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其通信地聯(lián)接到所述壓敏材料，所述壓敏材料構(gòu)造成:
從所述壓敏材料接收與由所述蓄電池系統(tǒng)部件施加到所述壓敏材料的壓力有關(guān)的電壓信號(hào)；
將所述接收的電壓信號(hào)與閾值電壓信號(hào)做比較；
基于所述比較的結(jié)果確定所述蓄電池系統(tǒng)的狀態(tài)；以及響應(yīng)于所述確定而實(shí)施與所述狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)動(dòng)作。
[0016]9.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述接收的電壓信號(hào)基于在施加的壓力和所述壓敏材料的生成的電壓之間的已知關(guān)系而與施加到所述壓敏材料的壓力有關(guān)，并且其中，所述閾值電壓至少部分地基于所述已知關(guān)系而生成。
[0017]10.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述蓄電池系統(tǒng)的所述狀態(tài)包括低壓力條件、高壓力條件和壽命終止條件中的至少一種。
[0018]11.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)動(dòng)作包括將所述狀態(tài)通知給所述交通工具的使用者、將所述蓄電池系統(tǒng)泄放和將所述蓄電池系統(tǒng)與高電壓母線斷開連接中的至少一種。
[0019]12.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述蓄電池系統(tǒng)的所述部件包括蓄電池單元電池。
[0020]13.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述壓敏材料包括施加到基底的至少一側(cè)的壓電膜。
[0021]14.根據(jù)方案13所述的系統(tǒng)，其中，所述壓電膜包括聚偏氟乙烯膜。
[0022]15.根據(jù)方案13所述的系統(tǒng)，其中，所述基底包括聚氨酯基底。
[0023]16根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括單穩(wěn)多諧振蕩器模塊，所述單穩(wěn)多諧振蕩器模塊構(gòu)造成執(zhí)行所述接收的電壓信號(hào)與所述閾值電壓信號(hào)之間的比較。
[0024]17.根據(jù)方案16所述的系統(tǒng)，其中，所述蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還包括計(jì)數(shù)模塊，所述計(jì)數(shù)模塊構(gòu)造成從所述單穩(wěn)多諧振蕩器模塊接收指示所述接收的電壓信號(hào)何時(shí)超出所述閾值電壓信號(hào)的信號(hào)并且構(gòu)造成生成計(jì)數(shù)信號(hào)，所述計(jì)數(shù)信號(hào)與所述接收的電壓信號(hào)超出所述閾值電壓信號(hào)的次數(shù)有關(guān)，所述閾值電壓信號(hào)由所述蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在確定所述蓄電池系統(tǒng)的所述狀態(tài)時(shí)使用。
[0025]18.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述壓敏材料被一體化到構(gòu)造成保持所述蓄電池系統(tǒng)的所述部件的袋(pouch)中。
[0026]19.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)造成由所述蓄電池系統(tǒng)的至少一部分而內(nèi)部供電。
[0027]20.根據(jù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述蓄電池監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)造成由所述蓄電池系統(tǒng)外部的功率源供電。
【附圖說明】
[0028]參照附圖描述本公開的非限制性和非排它性實(shí)施例，包括本公開的各種實(shí)施例，在附圖中:
圖1示出根據(jù)本文所公開的實(shí)施例的用于測(cè)量與交通工具中的蓄電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的壓力的示例性系統(tǒng)。
[0029]圖2示出顯示根據(jù)本文所公開的實(shí)施例的壓敏材料的示例性測(cè)量輸出電壓和相關(guān)聯(lián)的測(cè)量壓力的坐標(biāo)圖。
[0030]圖3示出根據(jù)本文所公開的實(shí)施例的用于測(cè)量與蓄電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的壓力的示例性系統(tǒng)的圖。
[0031]圖4示出根據(jù)本文所公開的實(shí)施例的用于測(cè)量與蓄電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的壓力的另一個(gè)示例性系統(tǒng)的圖。
[0032]圖5示出根據(jù)本文所公開的實(shí)施例的用于測(cè)量與包括計(jì)數(shù)器的蓄電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的壓力的示例性系統(tǒng)的圖。
[0033]圖6示出根據(jù)本文所公開的實(shí)施例的用于測(cè)量與包括計(jì)數(shù)器的蓄電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的壓力的另一個(gè)示例性系統(tǒng)的圖。
[0034]圖7示出根據(jù)本文所公開的實(shí)施例的用于測(cè)量與包括報(bào)警器的蓄電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的壓力的示例性系統(tǒng)的圖。
[0035]圖8示出根據(jù)本文所公開的實(shí)施例的用于測(cè)量與包括報(bào)警器的蓄電池系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的壓力的另一個(gè)示例性系統(tǒng)的圖。
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