2649322 - Система местного контроля аккумуляторной батареи

Система местного контроля аккумуляторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к области электротехники, а именно, к способу и устройству для контроля работы аккумуляторной батареи и выявления по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования сравнительного сигнала. Согласно одному из вариантов реализации способ включает подачу по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею и приём по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи. Согласно одному из вариантов реализации ответный сигнал (сигналы) содержит по меньшей мере один отраженный сигнал, при этом проводят сравнивание по меньшей мере одним обрабатывающим устройством ответного сигнала (сигналов) по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения одного сравнительного сигнала. Также способ включает обнаружение обрабатывающим устройством по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования сравнительного сигнала (сигналов). Кроме того, способ включает определение по меньшей мере одним обрабатывающим устройством положения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее. Получение более полной, проинтегрированной по времени оценки состояния аккумуляторной батареи, повышение надежности работы аккумуляторной батареи и снижение риска ее отказа или короткого замыкания аккумуляторной батареи, является техническим результатом изобретения. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 8 ил.

Реферат

Уровень техники

Настоящее раскрытие относится к системе контроля. В частности, оно относится к системе местного контроля аккумуляторной батареи.

Аккумуляторные батареи летательных аппаратов обычно имеют большие емкости и более продвинутые химические составы, основанные на ионах лития, что обеспечивает более высокие плотности энергии с еще более высокими зарядными/разрядными свойствами, чем в существующих типах аккумуляторных батарей, таких как никель-металлгидридные и никель-кадмиевые. Такой лучше реагирующий химический состав может привести к нестабильности электролита, особенно при повышенных температурах. Уровень заряда аккумуляторной батареи обычно определяют посредством напряжения элемента аккумуляторной батареи и температуры элемента аккумуляторной батареи, и он может не полностью отражать текущее состояние аккумуляторной батареи и относительную стабильность элементов аккумуляторной батареи. Задача настоящего раскрытия заключается в использовании измерения коэффициента отражения для измерения относительного местного поведения полного радиочастотного сопротивления узлов катод-анод в элементах аккумуляторной батареи, совместно с температурой, напряжением элемента и оценкой уровня заряда для получения более полной, проинтегрированной по времени оценки состояния аккумуляторной батареи. Целью является установление риска отказа или короткого замыкания аккумуляторной батареи.

Раскрытие изобретения

Настоящее раскрытие относится к способу, системе и устройству для местного контроля аккумуляторной батареи. Раскрытый способ контроля аккумуляторной батареи включает подачу по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею. Способ также включает прием по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи. По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал. Также способ включает сравнивание по меньшей мере одним обрабатывающим устройством по меньшей мере одного ответного сигнала по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения по меньшей мере одного сравнительного сигнала. Кроме того, способ включает обнаружение по меньшей мере одним обрабатывающим устройством по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала. Также способ включает определение по меньшей мере одним обрабатывающим устройством положения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала.

По меньшей мере в одном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит по меньшей мере один элемент аккумуляторной батареи и/или по меньшей мере один корпус аккумуляторной батареи. По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один тестовый сигнал подают по меньшей мере в один анод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи, по меньшей мере в один катод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и/или по меньшей мере в один корпус аккумуляторной батареи.

По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один тестовый сигнал является радиочастотным сигналом и/или высокочастотным сигналом. В некоторых вариантах реализации способ также включает генерирование по меньшей мере одним генератором сигнала по меньшей мере одного тестового сигнала.

По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один тестовый сигнал закодирован при помощи кода. По меньшей мере в одном варианте реализации код является псевдослучайным числовым кодом или кодом Голда. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере один тестовый сигнал является модулированным сигналом расширенного спектра. По меньшей мере в одном варианте реализации сигнал расширенного спектра является сигнал с линейной частотной модуляцией. По меньшей мере в одном варианте реализации способ также включает декодирование по меньшей мере одним декодером по меньшей мере одного ответного сигнала.

По меньшей мере в одном варианте реализации подачу по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею выполняют по меньшей мере одним передатчиком. По меньшей мере в одном варианте реализации прием по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи выполняют по меньшей мере одним приемником. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере один исходный сигнал является функцией ожидаемого напряжения аккумуляторной батареи, ожидаемой температуры аккумуляторной батареи и/или ожидаемого профиля полного сопротивления аккумуляторной батареи.

По меньшей мере в одном варианте реализации система для контроля аккумуляторной батареи содержит по меньшей мере один передатчик для подачи по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею. Система также содержит по меньшей мере один приемник для приема по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи. По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал. Также система содержит по меньшей мере одно обрабатывающее устройство для сравнивания по меньшей мере одного ответного сигнала по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения по меньшей мере одного сравнительного сигнала для обнаружения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала, и для определения положения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала.

По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один передатчик предназначен для подачи по меньшей мере одного тестового сигнала по меньшей мере в один анод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи, по меньшей мере в один катод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и/или по меньшей мере в один корпус аккумуляторной батареи. В некоторых вариантах реализации система также содержит по меньшей мере один генератор сигнала для генерирования по меньшей мере одного тестового сигнала. По меньшей мере в одном варианте реализации система также содержит по меньшей мере один декодер для декодирования по меньшей мере одного ответного сигнала.

Также раскрыт способ контроля аккумуляторной батареи, который включает подачу по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею, прием по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи, причем по меньшей мере один ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал, сравнивание по меньшей мере одним обрабатывающим устройством по меньшей мере одного ответного сигнала по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения по меньшей мере одного сравнительного сигнала, обнаружение по меньшей мере одним обрабатывающим устройством по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала, и определение по меньшей мере одним обрабатывающим устройством положения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала.

Аккумуляторная батарея может содержать по меньшей мере один элемент из группы, состоящей из по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и по меньшей мере одного корпуса аккумуляторной батареи.

По меньшей мере один тестовый сигнал может быть подан по меньшей мере в один элемент из группы, состоящей из по меньшей мере одного анода по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи, по меньшей мере одного катода по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и по меньшей мере одного корпуса аккумуляторной батареи.

По меньшей мере один тестовый сигнал может являться по меньшей мере одним из группы, включающей радиочастотный сигнал и высокочастотный сигнал.

Способ может также включать генерирование по меньшей мере одним генератором сигнала по меньшей мере одного тестового сигнала.

По меньшей мере один тестовый сигнал может быть закодирован при помощи кода.

Код может являться псевдослучайным числовым кодом или кодом Голда.

По меньшей мере один тестовый сигнал может являться модулированным сигналом расширенного спектра.

Сигнал расширенного спектра может являться сигналом с линейной частотной модуляцией.

Способ может также включать декодирование по меньшей мере одним декодером по меньшей мере одного ответного сигнала.

Подача по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею может быть выполнена по меньшей мере одним передатчиком.

Прием по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи может быть выполнен по меньшей мере одним приемником.

По меньшей мере один исходный сигнал может являться функцией по меньшей мере одного из ожидаемого напряжения аккумуляторной батареи, ожидаемой температуры аккумуляторной батареи и ожидаемого профиля полного сопротивления аккумуляторной батареи.

Также раскрыта система для контроля аккумуляторной батареи, которая содержит по меньшей мере один передатчик для подачи по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею, по меньшей мере один приемник для приема по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи, причем по меньшей мере один ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал, и по меньшей мере одно обрабатывающее устройство для сравнивания по меньшей мере одного ответного сигнала по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения по меньшей мере одного сравнительного сигнала для обнаружения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала, и для определения положения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала.

По меньшей мере один передатчик может быть предназначен для подачи по меньшей мере одного тестового сигнала по меньшей мере в один анод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи, по меньшей мере в один катод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и по меньшей мере в один корпус аккумуляторной батареи.

По меньшей мере один тестовый сигнал может являться по меньшей мере одним из группы, состоящей из радиочастотного сигнала и высокочастотного сигнала.

Система может также содержать по меньшей мере один генератор сигнала для генерирования по меньшей мере одного тестового сигнала.

По меньшей мере один тестовый сигнал может быть закодирован при помощи кода.

Код может являться псевдослучайным числовым кодом или кодом Голда.

По меньшей мере один тестовый сигнал может являться модулированным сигналом расширенного спектра.

Сигнал расширенного спектра может являться сигналом с линейной частотной модуляцией.

Система может также содержать по меньшей мере один декодер для декодирования по меньшей мере одного ответного сигнала.

Признаки, функции и преимущества могут быть достигнуты независимо в различных вариантах реализации настоящего изобретения или могут быть комбинированы в других вариантах реализации.

Краткое описание чертежей

Эти и другие признаки, особенности и преимущества настоящего раскрытия будут более понятны из нижеследующего описания, приложенной формулы изобретения и прилагаемых чертежей.

На фиг. 1 показана схема раскрытой системы для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 2 показана блок-схема раскрытого способа контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 3А показана схема основной (с передачей от катода к аноду) конфигурации раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 3В показана схема конфигурации передачи от катода к корпусу для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 3С показана схема конфигурации передачи от анода к корпусу для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 4А показана схема контролирующей конфигурации для множества элементов аккумуляторной батареи раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи, где элементы аккумуляторной батареи соединены последовательно, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 4В показана схема контролирующей конфигурации для множества элементов аккумуляторной батареи раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи, где элементы аккумуляторной батареи соединены параллельно, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 5 показан график, иллюстрирующий примерный исходный сигнал в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 6 показан график, иллюстрирующий примерный сравнительный сигнал в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 7 показана схема сети систем обработки данных, которая может быть использована раскрытой системой для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

На фиг. 8 показана схема системы обработки данных, которая может быть использована раскрытой системой для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.

Каждая фигура, приведенная в настоящем раскрытии, показывает различные варианты реализации в целом, и только их различия будут рассмотрены подробно.

Подробное описание

Способы и устройство, описанные в настоящем описании, обеспечивают действующую систему местного контроля аккумуляторной батареи. В частности, система подает высокочастотные тестовые сигналы в аккумуляторную батарею и принимает ответные сигналы, основанные на измерении коэффициента отражения. Ответные сигналы содержат отраженные сигналы, которые имеют уровни напряжения, находящиеся в соотношении с изменениями характеристического полного сопротивления проводящих поверхностей в элементе аккумуляторной батареи. Если какие-либо уровни напряжения ответных сигналов превышают ожидаемые уровни напряжения ответных сигналов, это служит указанием, что местоположение (местоположения) случая (случаев) отражения может указывать на отклонение от нормы.

Как было указано ранее, аккумуляторные батареи летательных аппаратов обычно проектируют так, чтобы они имели большие емкости с более продвинутыми химическими составами, основанными на ионах лития, что обеспечивает более высокие плотности энергии с еще более высокими зарядными/разрядными свойствами, чем в существующих типах аккумуляторных батарей, таких как никель-металгидридных и никель-кадмиевых. Такой лучше реагирующий химический состав может привести к нестабильности электролита, особенно при повышенных температурах. Уровень заряда аккумуляторной батареи обычно определяют посредством напряжения элемента аккумуляторной батареи, и он может не полностью отражать текущее состояние аккумуляторной батареи и относительную стабильность элементов аккумуляторной батареи. Задача настоящего раскрытия заключается в использовании измерения коэффициента отражения для измерения относительного местного поведения полного радиочастотного сопротивления узлов катод-анод в элементах аккумуляторной батареи, совместно с температурой, напряжением элемента и оценкой уровня заряда для получения более полной, проинтегрированной по времени оценки состояния аккумуляторной батареи. Целью является установление риска отказа или короткого замыкания аккумуляторной батареи.

Комплексное влияние электрического воздействия и воздействия окружающей среды на аккумуляторные батареи может усложнить в другом случае легкую оценку уровня заряда посредством измерения напряжения элементов. В некоторых случаях объединенное влияние производства и окружающей среды может негативно влиять на стабильность элемента аккумуляторной батареи, таким образом подвергая данный элемент аккумуляторной батареи и, возможно, другие элементы аккумуляторной батареи риску взаимодействия с атмосферой и/или пожара. Посредством контроля полного радиочастотного сопротивления узла катод-анод в элементе аккумуляторной батареи можно оценить физическое положение и целостность узла, предположительно, посредством восприятия роста дендритов и/или посредством обнаружения частиц инородных объектов, которые могут привести к состоянию короткого замыкания внутри контролируемого элемента аккумуляторной батареи.

Измерения, основанные на коэффициенте отражения, являются предпочтительным способом для обнаружения расстояния до отказа в электрических проводах. В способах измерения коэффициента отражения подают высокочастотные тестовые сигналы на тестируемые провода. Напряжение сигнала, от тестовых сигналов, отражается на основании соотношения с изменениями от характеристического полного сопротивления тестируемых проводов. Если измеренное отражение превышает ожидаемое отражение, то требуется дополнительное исследование в области случая отражения. Проводящие электричество провода ведут себя как «однокоординатные» относительно поведения передачи радио и высокочастотных волн. Для проводящих электричество пластин, как можно обнаружить в элементе аккумуляторной батареи, называемых конструкцией катод-анод, такая передача высокочастотных волн становится более сложной, так как волновые фронты отражаются от краев этой двухкоординатной конструкции. В то время как оценка коэффициента отражения является более сложной для этой конструкции, характеристическое полное сопротивление преимущественно определяется физическим расстоянием и окружающим химическим составом электролита, таким образом подразумевая, что оценка коэффициента отражения такой конструкции аккумуляторной батареи является осуществимой. Задача состоит не в обнаружении расстояния до отказа, а скорее обнаружении состояния короткого замыкания, вызванного особым положением (т.е. дендритом) или другой конструкционной проблемой, вызывающей закрытие зазора между катодом и анодом. В случае увеличенного зазора между катодом и анодом вследствие разделения, ожидается обнаружение разомкнутого состояния. Посредством непрерывной оценки радио или высокочастотного полного сопротивления узла катод-анод, изменения ответа полного сопротивления становятся ключевым показателем.

В нижеследующем описании приведены многочисленные подробности для обеспечения исчерпывающего описания системы. Однако специалисту в области техники будет понятно, что раскрытая система может быть выполнена без этих конкретных деталей. В других примерах хорошо известные признаки не описаны подробно для того, чтобы не вносить неясности в систему.

На фиг. 1 показана схема раскрытой системы 100 для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. На данной фигуре показано контролирующее электронное оборудование 170 для подачи тестового сигнала в аккумуляторную батарею 140. Тестовый сигнал, по меньшей мере в одном варианте реализации, является радиосигналом или высокочастотным сигналом (например, от 1 до 300 МГц или от 300 МГц до 10 ГГц). Аккумуляторная батарея 140 содержит по меньшей мере один элемент аккумуляторной батареи (не показан) и/или по меньшей мере один корпус аккумуляторной батареи (не показан).

Во время работы системы 100 обрабатывающее устройство 110 в контролирующем электронном оборудовании 170 сначала определяет тип тестового сигнала, который необходимо подать в батарею 140. Затем обрабатывающее устройство 110 посылает инструкции генератору 120 сигнала для генерирования тестового сигнала. По меньшей мере в одном варианте реализации тестовый сигнал закодирован при помощи кода, такого как псевдослучайный числовой код или код Голда. В этих вариантах реализации генератор 120 сигнала выполняет инструкции обрабатывающего устройства 110 относительно кода в тестовом сигнале на соответствующих частотах. В некоторых вариантах реализации тестовый сигнал является модулированным сигналом расширенного спектра. В других вариантах реализации тестовый сигнал является сигналом с линейной частотной модуляцией.

После того как генератор 120 сигнала сгенерировал тестовый сигнал, тестовый сигнал подают посредством передатчика 130 в аккумуляторную батарею 140. Тестовый сигнал подают по меньшей мере в один анод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи (не показан), по меньшей мере в один катод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи (не показан) и/или по меньшей мере в один корпус аккумуляторной батареи (не показан). Подробное описание относительно различных конфигураций подачи в аккумуляторную батарею 140 приведено в описании фиг. 3А, 3В и 3С.

После того как тесовый сигнал подан в аккумуляторную батарею 140, приемником 150 принимается ответный сигнал. Ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал. Ответный сигнал поможет выявить возможные отклонения от нормы в аккумуляторной батарее 140. Одним из возможных отклонений от нормы в аккумуляторной батарее 140 является разомкнутая цепь. При отклонении от нормы в виде разомкнутой цепи ответный сигнал будет содержать отраженный сигнал (сигналы) с более высоким уровнем напряжения вследствие повышенного отражения от разомкнутой цепи. Другим возможным отклонением от нормы в аккумуляторной батарее 140 является дендрит. При отклонении от нормы в виде дендрита или проводящего инородного объекта (объектов), не замыкающего подузел, ответный сигнал будет содержать отраженный сигнал (сигналы) с немного более низким напряжением вследствие меньшего отражения от местной области данного отклонения от нормы. Другим возможным отклонением от нормы в аккумуляторной батарее является короткое замыкание. При отклонении от нормы в виде короткого замыкания ответный сигнал будет содержать отраженный сигнал (сигналы) со значительно более низким напряжением вследствие поглощения переданного сигнала в местной области отклонения от нормы. Во всех трех приведенных отклонениях от нормы сигнал, использующийся при измерении коэффициента отражения, подвергается задержке по времени на основании времени прохода от передатчика 130 до отклонения от нормы и времени, затрачиваемом отраженным сигналом на возврат к приемнику 150.

После того как ответный сигнал принят приемником 150, декодер 160 декодирует ответный сигнал. Далее обрабатывающее устройство 110 сравнивает ответный сигнал с исходным сигналом для получения сравнительного сигнала. Для этого сравнивания обрабатывающее устройство 110 в частности сравнивает код ответного сигнала с кодом исходного сигнала для получения кода сравнительного сигнала. По меньшей мере в одном варианте реализации исходный сигнал является функцией ожидаемого напряжения аккумуляторной батареи 140, ожидаемой температуры аккумуляторной батареи 140 и/или ожидаемого профиля полного сопротивления аккумуляторной батареи 140.

Далее, обрабатывающее устройство 110 использует сравнительный сигнал для обнаружения (или идентификации) по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батареи 140. Кроме того, обрабатывающее устройство 110 использует сравнительный сигнал для определения местоположения отклонения от нормы в аккумуляторной батарее 140.

Следует отметить, что по меньшей мере в одном варианте реализации обрабатывающее устройство 110 в контролирующем электронном оборудовании 170 может быть связано (например, как посредством проводов, так и беспроводным образом) с отображающим устройством, которое используется для отображения сигналов (например, ответного сигнала, исходного сигнала и/или сравнительного сигнала). Отображающее устройство может быть компьютерным отображающим блоком, являющимся частью, например, настольного компьютера (аналогично серверу 704 по фиг. 7) или портативного компьютера (аналогично клиенту 710 по фиг. 7).

На фиг. 2 показана блок-схема раскрытого способа 200 контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. В начале 210 способа 200 по меньшей мере один тестовый сигнал подают 220 в аккумуляторную батарею. Далее принимают 230 по меньшей мере один ответный сигнал от аккумуляторной батареи.

После приема ответного сигнала (сигналов) по меньшей мере одно обрабатывающее устройство сравнивает ответный сигнал (сигналы) по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения 240 по меньшей мере одного сравнительного сигнала. Далее, по меньшей мере одно обрабатывающее устройство обнаруживает 250 по меньшей мере одно отклонение от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования сравнительного сигнала (сигналов). Также, по меньшей одно обрабатывающее устройство определяет 260 местоположение по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования сравнительного сигнала (сигналов). Способ 200 завершается на этапе 270.

На фиг. 3А показана схема 300 основной конфигурации(с передачей от катода к аноду) для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. На данной фигуре показана контролирующее электронное оборудование 330 для подачи тестового сигнала в элемент 340 аккумуляторной батарей, заключенный в корпус 350 аккумуляторной батареи.

Во время работы системы обрабатывающее устройство 360 контролирующего электронного оборудования 330 определяет тип тестового сигнала, который нужно подать в аккумуляторную батарею 340. Обрабатывающее устройство 360 затем посылает инструкции на интегральную схему 370 специального назначения для генерации тестового сигнала. Тестовый сигнал может быть закодирован посредством кода, такого как псевдослучайный числовой код или код Голда. Для данных вариантов реализации интегральная схема 370 специального назначения выполняет инструкции обрабатывающего устройства 360 относительно кода в тестовом сигнале на соответствующих частотах. В некоторых вариантах реализации тестовый сигнал может являться модулированным сигналом расширенного спектра, в других вариантах реализации тестовый сигнал может являться сигналом с линейной частотной модуляцией.

После того как интегральная схема 370 специального назначения сгенерировала тестовый сигнал, он подается передатчиком цепи 380 передатчик/приемник в аккумуляторную батарею 340. Для данной основной конфигурации показан тестовый сигнал, предназначенный для подачи в катод (обозначенный знаком плюс) элемента 340 аккумуляторной батареи и передаваемый через анод (обозначен знаком минус) элемента 340 аккумуляторной батареи. Следует отметить, что по меньшей мере в одном варианте реализации цепь 380 передатчик/приемник (T/R Ckt) содержит конденсаторы, как показано на фигуре.

После того как сигнал попадает в элемент 340 аккумуляторной батареи, ответный сигнал передается от анода элемента 340 аккумуляторной батареи. Приемник цепи 380 передатчик/приемник принимает ответный сигнал. Ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал.

После того как ответный сигнал принят приемником, интегральная схема 370 специального назначения декодирует ответный сигнал. Затем обрабатывающее устройство 360 сравнивает ответный сигнал с исходным сигналом для получения сравнительного сигнала. Обрабатывающее устройство 360 затем использует сравнительный сигнал для обнаружения (и идентификации) по меньшей мере одного отклонения от нормы в элементе 340 аккумуляторной батареи. Кроме того, обрабатывающее устройство 360 использует сравнительный сигнал для определения местоположения отклонения от нормы в элементе 340 аккумуляторной батареи.

На фиг. 3В показана схема 310 конфигурации передачи от катода к корпусу для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. Данная фигура аналогична фиг. 3А за исключением того, что на ней показана отличная конфигурация для подачи тестового сигнала. Для данной конфигурации показан тестовый сигнал, предназначенный для подачи в катод элемента 340 аккумуляторной батареи и передаваемый через корпус 350 аккумуляторной батареи. Следует отметить, что данная конфигурация требует, чтобы корпус 350 аккумуляторной батареи был электрически проводящим.

На фиг. 3С показана схема 320 конфигурации передачи от анода к корпусу для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. Данная фигура аналогична фиг. 3А и 3В за исключением того, что на данной фигуре показана отличная конфигурация для подачи тестового сигнала. Для данной конфигурации показан тестовый сигнал, предназначенный для подачи в анод элемента 340 аккумуляторной батареи и передаваемый через корпус 350 аккумуляторной батареи. Следует отметить, что данная конфигурация требует, чтобы корпус 350 аккумуляторной батареи был электрически проводящим.

На фиг. 4А показана схема 400 контролирующей конфигурации для множества элементов 420 аккумуляторной батареи раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи, где элементы аккумуляторной батареи соединены последовательно, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. На данной фигуре контролирующее электронное оборудование 410 подает тестовый сигнал во множество элементов 420 аккумуляторной батареи, которые размещены вместе с контролирующим электронным оборудованием 410 в корпусе 430 аккумуляторной батареи. Множество элементов 420 аккумуляторной батареи на фигуре соединены вместе последовательно. Работа контролирующего электронного оборудования 410 аналогична тому, что описано со ссылкой на фиг. 3А.

На фиг. 4В показана схема 440 контролирующей конфигурации для множества элементов 420 аккумуляторной батареи раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи, где элементы аккумуляторной батареи соединены параллельно, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. Контролирующая конфигурация, показанная на фиг. 4В является такой же, как контролирующая конфигурация, показанная на фиг. 4А, за исключением того, что элементы 420 аккумуляторной батареи соединены параллельно, а не последовательно, как показано на фиг. 4А.

Следует отметить, что в других вариантах реализации для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи могут быть использованы различные контролирующие конфигурации, отличающиеся от контролирующих конфигураций, показанных на фиг. 4А и 4В. Например, в некоторых вариантах реализации элементы 420 аккумуляторной батареи могут быть соединены вместе посредством комбинации последовательных и параллельных соединений. Кроме того, следует отметить, что во время проверки не нужно проверять каждый раз все элементы 420 аккумуляторной батареи. Для данных случаев каждый раз могут быть проверены только один или несколько из элементов 420 аккумуляторной батареи.

На фиг. 5 показан график 500, иллюстрирующий примерный исходный сигнал 508 в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. График 500 имеет горизонтальную ось и вертикальную ось. В данном варианте реализации горизонтальная ось является осью 502 расстояния. Ось 502 расстояния показывает расстояние от местоположения элемента аккумуляторной батареи (или корпуса аккумуляторной батарее), от которого тестовый сигнал был подан. Точки на графике 500, находящиеся ближе к точке пересечения оси 502 расстояния и вертикальной оси, показывают более короткое расстояние от физического местоположения, в котором был подан тестовый сигнал. Аналогично, точки на графике 500, находящиеся дальше от точки пересечения оси 502 расстояния и вертикальной оси, показывают более длинное расстояние от физического местоположения, в котором был подан тестовый сигнал.

Вертикальная ось является осью 504 напряжения сигнала. Ось 504 напряжения сигнала показывает силу исходного сигнала 508. Сила исходного сигнала 508 может соответствовать изменению полного сопротивления, с которым сталкивается тестовый сигнал в данном местоположении в элементе аккумуляторной батареи или корпусе аккумуляторной батареи. Точки на графике 500, находящиеся ближе к пересечению между осью 504 напряжения сигнала и осью 502 расстояния, показывают более низкое напряжение, в то время как точки на графике 500, находящиеся дальше от пересечения между осью 504 напряжения сигнала и осью 502 расстояния, показывают более высокое напряжение.

Следует отметить, что часть 510 (т.е. пик высокого напряжения) исходного сигнала 508 показывает обычное несоответствие полного сопротивления в месте подачи тестового сигнала. Место подачи тестового сигнала показывает местоположение, в котором тестовый сигнал входит (или подается) в элемент аккумуляторной батареи или корпус аккумуляторной батареи. Участок 512 исходного сигнала 508 показывает область сигнатуры отражения, показывающую поведение полного радиочастотного сопротивления конструкции катод-анод аккумуляторной батареи. Кроме того, часть 514 исходного сигнала 508 показывает несоответствие полного сопротивления на конце катода аккумуляторной батареи.

На фиг. 6 показан график 600, иллюстрирующий примерный сравнительный сигнал 608 в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. График 600 имеет горизонтальную ось и вертикальную ось. В данном варианте реализации горизонтальная ось является осью 602 расстояния. Ось 602 расстояния показывает расстояние от местоположения элемента аккумуляторной батареи (или корпуса аккумуляторной батарее), от которого тестовый сигнал был подан. Точки на графике 600, находящиеся ближе к точке пересечения оси 602 расстояния и вертикальной оси, показывают более короткое расстояние от физического местоположения, в котором был подан тестовый сигнал. Аналогично, точки на графике 600, находящиеся дальше от точки пересечения оси 602 расстояния и вертикальной оси, показывают более длинное расстояние от физического местоположения, в котором был подан тестовый сигнал.

Вертикальная ось является осью 604 напряжения сигнала. Ось 604 напряжения сигнала показывает величину сравнительного сигнала 608. Величина сравнительного сигнала 608 соответствует величине изменения полного сопротивления, с которым сталкивается тестовый сигнал в данном местоположении в элементе аккумуляторной батареи или корпусе аккумуляторной батареи. Точки на графике 600, находящиеся ближе к пересечению между осью 604 напряжения сигнала и осью 602 расстояния, показывают меньшую величину (т.е. напряжение), в то время как точки на графике 600, находящиеся дальше от пересечения между осью 604 напряжения сигнала и осью 602 расстояния, показывают большую величину (т.е. напряжение).

Сравнительный сигнал 608 на графике 600 является примером разности между исходным сигналом 508 и первым выборочным измерением сигнала, кото

Система местного контроля аккумуляторной батареи

Патент 2649322