CN111796186A - 用于能量存储***的偏离检测*** - Google Patents
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Abstract
一种***(100),包括第一组(110)传感器(103)和包括一个或多个处理器(120)的控制电路(104)。第一组传感器与具有一个或多个能量存储装置(108)的能量存储模块(106)相关联。第一组中的传感器生成表示能量存储模块的一个或多个参数的传感器测量结果(304)。控制电路被配置成:接收传感器测量结果,以及至少部分地基于传感器测量结果来确定与能量存储模块有关的特定参数的参考值(302、408)或参考变化中的一个或多个。控制电路基于由传感器生成的传感器测量结果,来将特定参数的监测值(406A‑F)或监测变化中的一个或多个与特定参数的参考值或参考变化进行比较,以及检测大于指定公差容限(410)的偏离。
Description
技术领域
本文中描述的发明主题涉及与能量存储***一起使用的偏离(deviation)检测***。
背景技术
能量存储***可以利用可能难以管理和监测的大量电池单元。一个电池单元或多个电池单元的模块中的故障可能是不期望的,并且导致在相同或不同模块内的其他电池中的二次损害。用于监测能量存储***的已知***将传感器测量结果与预设的绝对限制或阈值进行比较,并且如果这些传感器测量结果中的一个或多个超过了对应的预设限制(诸如,预设温度阈值),则触发动作/警报状况。但是,该已知***可能相对不准确和/或检测潜在故障的速度缓慢,这是因为故障无法被检测到直到预设限制被越过为止。此外,该已知***可能几乎不提供可用于减少损害的任何附加信息,诸如用于提供服务或隔离存储***的受影响部分的故障位置(例如,数千个电池中哪些特定电池受到影响)、故障类型(例如,起火、不良焊接点、传感器失灵(malfunction)等)等等。可能期望具有一种方法和/或***,用于提早检测故障以及与该故障有关的附加信息,以用于保护能量存储***并且减少二次损害。
发明内容
在一个或多个实施例中,提供了一种***,该***包括第一组传感器和包括一个或多个处理器的控制电路。第一组传感器与包括一个或多个能量存储装置的能量存储模块相关联。第一组中的传感器被配置成:生成表示能量存储模块的一个或多个参数的传感器测量结果。控制电路被配置成:接收由传感器生成的传感器测量结果,并且至少部分地基于传感器测量结果来确定与能量存储模块有关的特定参数的参考值或参考变化中的一个或多个。控制电路被配置成:基于由第一组中的传感器生成的传感器测量结果来将该特定参数的监测值或监测变化中的一个或多个与该特定参数的参考值或参考变化进行比较,以及检测大于指定公差容限(tolerance margin)的偏离。
在一个或多个实施例中,提供了一种方法,该方法包括:获得由与能量存储模块相关联的第一组传感器生成的传感器测量结果。该能量存储模块包括一个或多个能量存储装置。传感器测量结果表示该能量存储模块的一个或多个参数。该方法包括:将与该能量存储模块有关的特定参数的监测值或监测变化中的一个或多个与该特定参数的参考值或参考变化中的一个或多个进行比较。监测值或监测变化中的一个或多个和参考值或参考变化中的一个或多个两者至少部分地基于由第一组传感器生成的传感器测量结果。该方法包括:响应于监测值或监测变化中的一个或多个以多于指定公差容限而偏离参考值或参考变化来检测到偏离状况。该方法还包括:标识第一组中的第一传感器,该第一传感器生成了偏离的监测值或监测变化中的一个或多个所基于的传感器测量结果;以及至少部分地基于由第一传感器生成的传感器测量结果来估计偏离状况的原因。
在一个或多个实施例中,提供了一种***,该***包括具有一个或多个处理器的控制电路。控制电路被配置成:获得由与能量存储模块相关联的第一组传感器生成的传感器测量结果,该能量存储模块包括一个或多个能量存储装置。传感器测量结果表示该能量存储模块的一个或多个参数。控制电路被配置成:将表示该一个或多个参数中的特定参数的传感器测量结果与该特定参数的参考值或该特定参数的参考变化中的一个或多个进行比较。响应于检测到传感器测量结果中的一个或多个以多于指定公差容限而偏离参考值或参考变化,控制电路被配置成:标识第一组中的第一传感器,该第一传感器生成了一个或多个偏离的传感器测量结果中的至少一些;至少部分地基于由第一传感器生成的传感器测量结果来估计偏离的原因;以及基于所估计的原因来生成控制信号以启动一个或多个补救动作。
附图说明
现在简要地对附图做出参考,其中:
图1是根据本发明实施例的偏离检测***的示意图;
图2是根据一实施例的并入了偏离检测***的车辆***的示意图;
图3是图示了根据一实施例的偏离检测***的控制电路的操作的框流程图;
图4是绘制了根据一实施例的由与能量存储模块相关联的温度传感器生成的传感器测量结果的曲线图;以及
图5是根据一实施例的用于检测能量存储***中的偏离状况并且对该偏离状况做出响应的方法的流程图。
具体实施方式
本文中描述的一个或多个实施例提供了一种用于在能量存储***的操作期间进行偏离检测的***和方法。本文中描述的一些偏离检测***和方法可以基于:对能量存储模块的预期(或参考)行为进行建模/观察,并且基于能量存储模块的所监测行为与预期行为之间的偏离来检测偏离状况。可以以参数值、随时间的参数值(例如,标绘线)、参数值中随时间的改变(例如,斜率)、参数值中的变化(例如,范围)等等的形式来确定预期行为。用于表示预期行为的参数可以是可直接由传感器测量的测量参数、和/或可作为传感器测量结果的函数而导出的导出参数或变换参数。如本文中使用的,表示预期行为的参数值和参数变化被称为参考值和参考变化。
组内的经历类似操作条件的某些项可以被预期类似地进行执行。例如,在相同模块中监测不同电池单元的温度的温度传感器可以被预期生成类似的温度测量结果。另外,可能暴露于类似的环境状况、充电状态和功率负载的不同模块中的温度传感器可以被预期生成类似的温度测量结果。相反地,如果两个能量存储模块在共同的车辆经历中经历了操作条件中的已知差别,则可以确定这两个能量存储模块之间的预期(或参考)温度差别。因此,如果温度传感器中的至少一个记录偏离了可以预期的温度测量结果的温度测量结果,则该差别指示可能存在与电池单元、传感器或能量存储***的另一组件相关联的失灵。尽管在这些示例中可以提及绝对温度,但是在本文中的实施例中还可以考虑基于温度的导出函数,包括温度的变化率。此外,本文中公开的实施例还考虑除了温度以外的其他参数,诸如电压、功率、电流等。
与已知的能量存储监测***形成对照,可以基于与预期(或参考)行为的过度偏离来检测偏离状况,该已知的能量存储监测***基于越过了预设的绝对限制或阈值的参数的测量值来检测警报状况。本文中公开的偏离检测***可以提供比已知***更早的潜在故障检测。例如,如果已知***具有的预设温度阈值为40摄氏度(℃),则该已知***不会检测到潜在故障,直到传感器生成了至少为40℃的温度测量结果。但是,本文中所描述的偏离检测***可能能够在温度超过40℃之前就检测到潜在故障。例如,如果所测量的温度值偏离温度的参考(例如,预期)值、或温度中的参考变化(或差异(variance))超过了指定公差容限,则即使所测量的温度值可能少于40℃,偏离检测***也会检测到偏离状况。更早的检测可以使得偏离检测***能够防止或至少减少由一个或多个电池单元的故障(诸如,起火或热失控)和/或其他组件(诸如传感器)的故障引起的损害的程度。
除了提供对能量存储***中的潜在故障的提早检测之外,本文中公开的偏离检测***还可以提供对定位、诊断和减轻损害和延迟有用的附加信息。例如,偏离检测***可以标识生成了触发偏离状况的偏离的传感器测量结果的一个或多个特定传感器,从而允许对潜在故障的精确定位。此外,偏离检测***可以在检测到偏离状况时自动启动一个或多个响应或补救动作,以防止或至少减轻由于起火、热失控等导致的损害的扩散。响应动作可以包括通过阻止去往和来自(一个或多个)能量存储模块的电流传递、启动主动冷却、启动灭火(fire suppression)等,来隔离一个或多个能量存储模块。偏离检测***还可以基于与不同特定故障状态相关联的预期行为、利用表示相同参数和/或不同参数的传感器测量结果来分析偏离的传感器测量结果,以估计偏离状况的原因。例如,偏离检测***可以估计出该偏离状况可能是由于失灵的能量存储装置(例如,电池单元)、失灵的传感器、不良焊接点、短路、失灵的冷却***、连接两个能量存储装置的断裂接片(tab)等引起的。
对偏离状况的原因的估计使得偏离检测***能够采取或至少建议特定于故障的补救动作。例如,如果可以估计该原因为失灵的传感器,则偏离检测***可以标记该传感器以用于修复或更换,和/或忽略或替代来自该传感器的未来测量结果。另一方面,如果可以估计该原因为正在经历起火或热失控(或处于经历起火或热失控的风险下)的失灵的电池单元,则偏离检测***可以隔离该电池单元,启动主动冷却等等,以防止来自该电池单元的二次损害的扩散。因此,本文中描述的偏离检测***不是仅仅在绝对限制或阈值可能被越过时提供一次一般警报,而是可以提供对异常的提早检测、以及诸如该异常的位置以及所估计的类型和原因之类的附加信息,这可以用于提供对能量存储***的增强的保护和操作。
在一个或多个实施例中,在检测到偏离状况时,该***可以自动采取一个或多个立即的临时动作,该临时动作假设了最坏情况的场景。例如,最坏情况的场景可以是能量存储模块可能起火和/或正在经历热失控。因此,在估计出偏离状况的原因之前,该***可以采取立即动作以减轻来自起火和/或热失控的潜在损害,诸如通过实现灭火、将能量存储模块电气隔离、降低车辆的性能的额定值等等。然后,如果随后可以确定偏离状况的原因可能是失灵的传感器或者是可能不如最坏情况的场景那么严重的其他原因从而使得可能不存在起火或热失控,则该***可以停止和/或修改可能基于该最坏情况的场景假设的临时动作。例如,通过在消除了作为原因的起火和/或热失控时修改临时动作,该***可以增加能量存储装置上的负载,维持车辆操作等等。另一方面,如果可以确定能量存储模块有故障,则该***可以维持临时动作。偏离检测***基于对原因的估计来维持和/或更改动作的能力相比于已知***可能是有利的。例如,检测到偏离的已知***可能会自动关闭能量存储模块、车辆等的操作,从而需要操作者在启用附加操作之前进行检查,这可能会降低效率并显著减慢枚举任务的执行。
根据一实施例,偏离检测***根据一算法进行操作。该算法的第一部分可以是确定在每个电池、电池组、传感器和/或传感器组将不会同时发生故障的假设下的预期行为。可以通过结合操作条件的基于物理学的模型来开发该预期行为。例如,给定能量存储模块的某些特性(诸如,其电池单元的充电状态和内部阻抗),可以确定该能量存储模块的参考电压。对于所存储的电流中的某个改变(例如,每单位安培小时),在电压中可能存在某些量的预期改变。除了对预期行为进行建模之外或作为其替代,可以通过跟踪能量存储模块随时间的历史和操作来确定预期行为。而且,可以基于将能量存储装置(例如,电池单元)的参数与相同模块和/或其他模块中的其他能量存储装置的参数进行比较来确定预期行为。可以预期的是,对于每单位安培小时中的给定改变,串联连接的电池应当全部看到电压中的相同方向的改变。在第一非限制性示例中,如果对于一个电池而言电压减小但对于串联连接的所有其他电池而言电压可能正在增加,则可以推断出存在问题。在另一个非限制性示例中,如果对于一个电池而言电压增加得可能比相同模块中的所有其他电池的电压可能增加得快得多,则偏离检测***可以将破损的焊接点标识为该偏离的原因。在偏离检测***的相同或其他示例中,可以利用除了电压以外的其他参数,诸如温度、功率等。
该算法可以利用多个不同的参数以便估计偏离状况的原因。例如,当存在破损的焊接点时,不仅电压应当以更快的速率增加,而且该电池的电阻和温度也应当大于相同模块中的其他电池,或大于承载类似电流的另一模块中的电池。将基于物理学的模型与通过比较的预期进行组合,本文中公开的偏离检测***可以在传感器故障与不准确的模型之间进行区分。现实与模型之间的某些误差可以是可接受的。因此,偏离检测***还以指定公差容限的形式并入了预期偏离。预期偏离可能是由于传感器不准确性和设计变化(诸如,温度梯度)引起的。由于内部电阻可能随时间改变,因此预期偏离也可能遍及电池单元的操作寿命的过程而改变。通过确定参数的预期行为以及预期偏离,偏离检测***可以检测何时发生问题,确定问题的根本原因并且采取适当的动作。
图1可以是根据本公开的实施例的偏离检测***100的示意图。偏离检测***包括多个传感器103和可操作地连接到传感器103的控制电路104。传感器监测能量存储***102的各种参数。由传感器测量的参数可以包括:温度、电压、电流、充电状态、充电容量、电阻、压力、冷却剂流速等等。冷却剂可以是诸如空气或液体之类的流体。
上面列出的不同参数可以由不同的传感器来测量,每个传感器都被专门构造成用于监测一个或多个特定参数以供检测***使用。例如,可以由一个或多个温度传感器(诸如,热敏电阻、热电偶、电阻温度检测器(RTD)等)来监测温度。温度参数可以表示一个或多个能量存储装置的温度、或一个或多个能量存储装置附近的环境温度。可以由一个或多个电压传感器(诸如,非接触式电压检测器)来监测电压。电压参数可以表示能量存储模块的电压供给。可以由一个或多个电流传感器(诸如,霍尔效应传感器、磁通门变压器传感器等等)来监测电流。电流参数可以表示流入和/或流出能量存储模块的电能。电荷状态可以表示电能模块(或其装置)中实际存在的电能的量。充电容量可以表示可以存储在电能模块(或其装置)内的电能的量。可以由集成电池测试仪、或基于来自电压传感器和电流传感器的传感器输出来测量充电状态和/或充电容量。例如,可能能够基于所测量的电流和电压输出来计算充电状态和/或充电容量。电阻可以表示对通过电能模块(或其装置)的电流的流动的阻碍。可以通过利用欧姆定律基于来自电压传感器和电流传感器的传感器输出来测量电阻。电流和电压传感器可以集成到万用表中以测量电阻。压力可以指代(一个或多个)能量存储模块周围的环境压力,并且可以由压力传感器(诸如,压力换能器、压电元件等等)来测量。冷却剂流速可以指代冷却流体(诸如,空气、制冷剂、液体、气体(除了空气)等)的流速,该冷却流体被引导以便跨一个或多个电能模块而流动,从而吸收并消散由一个或多个电能模块生成的热量。可以由流量传感器(诸如,移动叶片式仪表、热线质量流量传感器、冷线质量流量传感器、膜传感器等等)来测量冷却剂流速。
能量存储***存储能量以用于在提供工作时使用、诸如用于推进车辆。能量存储***包括多个能量存储模块106。每个能量存储模块包括一个或多个能量存储装置108(图1中的“ESD”)。能量存储装置可以是电池单元、电容器等。每个模块中的能量存储装置可以诸如以串联或并联关系彼此电连接。在所图示的实施例中,可以示出两个能量存储模块106A、106B,并且能量存储模块106A、106B中的每一个具有三个能量存储装置的组装件。在其他实施例中,能量存储模块可以包括多于或少于三个的能量存储装置,诸如仅一个能量存储装置、六个能量存储装置、十个能量存储装置等等。尽管可以示出两个能量存储模块,但是能量存储***可以包括附加的能量存储模块,诸如十个能量存储模块、二十五个能量存储模块等。不同的能量存储模块可以诸如以串联或并联关系彼此电连接以便定义串(string)。可替代地,能量存储模块可以彼此电隔离。在替代实施例中,能量存储***可以具有仅一个能量存储模块,并且单个能量存储模块可以包括多个能量存储装置。
偏离检测***可以通过分析由传感器生成的传感器测量结果来监测能量存储***的操作。例如,传感器可以布置在第一组110和第二组112中。第一组可以与第一能量存储模块106A相关联,并且第二组112可以与第二能量存储模块106B相关联。例如,第一组中的传感器监测第一能量存储模块的各种参数。第一能量存储模块的各种参数包括其每一个能量存储装置的参数。在所图示的实施例中,第一组中的传感器包括温度传感器114、电压传感器116和电流传感器118。不同的一对温度传感器可以测量能量存储装置中的每一个的温度,使得在第一组中可以存在测量三个能量存储装置的温度的六个温度传感器。第一组包括三个电压传感器,其中每个电压传感器被配置成测量跨三个能量存储装置(如果采用并联布置,则是能量存储装置集合)中的不同的一个的电压。第一组具有单个电流传感器,该电流传感器测量通过第一能量存储模块的电流传递。第二能量存储模块可以是图1中的第一能量存储模块的复制品,并且第二组传感器可以是第一组的复制品。可以基于应用特定的参数来选择传感器的类型、传感器的数量和/或传感器的放置。例如,第一组和/或第二组可以包括用于测量电阻、充电状态、充电容量、压力、冷却剂流速等等的传感器。合适的传感器可以与能量存储***的能量存储模块中的至少一个相关联。传感器的邻接、间隔、灵敏度和类型可以在应用中被利用以支持本发明***的各方面。
控制电路104可以获得和分析由与能量存储***相关联的传感器生成的传感器测量结果,以用于如下目的:监测能量存储***的操作,以及提供高效、迅速的补救措施,以解决失灵和/或故障以便限制损害。控制电路包括一个或多个处理器120和相关联的电路,诸如基于一个或多个编程指令集(例如,软件)来执行操作的计算机处理器或其他基于逻辑的装置。控制电路在其上操作的编程指令可以被存储在有形且非暂时性(例如,非瞬态信号)的计算机可读存储介质(诸如,存储器122)上。存储器可以包括一个或多个计算机硬盘驱动器、闪存驱动器、RAM、ROM、EEPROM等。可替代地,指导控制电路104的操作的指令可以诸如通过在可编程门阵列(fpga)、复杂可编程逻辑器件(cpld)和/或其他硬件中形成的硬连线逻辑而硬连线到控制电路的逻辑中。在一实施例中,控制电路可以经由诸如电缆124、接触器、光缆、电路迹线等之类的导电路径而导电地连接到传感器,并且控制电路经由该导电路径获得传感器测量结果。可选地,传感器中的至少一些可以无线地连接到控制电路,并且可以将传感器测量结果无线地传送到控制电路104。控制电路获得由与第一能量存储模块相关联的第一组和与第二能量存储模块相关联的第二组两者中的传感器生成的传感器测量结果。
控制电路基于由传感器生成的传感器测量结果来确定特定参数的参考值和/或参考变化。特定参数可以是可以由与能量存储模块相关联的一个或多个传感器直接测量的所测量参数,诸如温度、电压、电流等。可选地,特定参数可以是不由传感器中的任一个直接测量而是可以作为一个或多个传感器测量结果的函数而导出的导出参数或变换参数。导出参数的第一非限制性示例可以是功率,该功率可以从电流和电压传感器测量结果中导出。导出参数还可以包括统计度量,诸如所测量参数的均值、中位数、众数等(例如,温度的均值)或另一导出参数的均值、中位数、众数等(例如,功率的均值)。特定参数的其他非限制性示例可以包括RMS(均方根)电流、谐波电流、充电状态、容量、电阻等。尽管可以在本文中描述单个特定参数的参考值和/或参考变化,但是可以认识到的是,控制电路可以确定多个不同的特定参数的相应参考值和/或变化,以用于确定偏离状况。
如本文中更详细地描述的,参考值和/或参考变化可以基于如下各项:监测第一能量存储模块的第一组中的传感器的传感器测量结果、监测第二能量存储模块的第二组中的传感器的传感器测量结果(以及与能量存储***相关联的任何附加传感器测量结果)、能量存储***的操作参数、存储模块的能量存储装置的固有特性(例如,电池化学性质)、关于能量存储模块的历史信息(例如,操作年限、健康状态等)、和/或从其他能量存储模块观察到的历史信息(例如,趋势)。参考值和/或变化可能随时间变化。
可以存在若干种方式来针对某个参数确定参考值,这些方式包括但不限于:比较相同模块内、相同串内、不同串、不同机车(locomotive)中的参数、以及通过物理学或其组合。控制电路可以使用这些方法中的一种或多种来确定相同参数的多个参考值。这些参考值中的每一个将具有相关联的值、差异和/或置信区间。例如,由于传感器被封入在相同封装中,因此可以预期模块内的电池的温度与整个串内的电池的温度相比具有较小的差异。可以通过传递函数将相同参数的参考值中的每一个及其相关联的差异/置信区间组合成单个参考值和参考差异/置信区间。这种传递函数的一个示例可以是加权平均值,其中可以将较大的权重分配给具有较小差异的参考值,或者基于来源来分配较大的加权。例如,从该模块内的数据导出的参考值可以比从来自该串内的其他模块的数据导出的参考值被更高地加权。类似地,从该串(该模块所在的地方)内的数据导出的参考值可以比从来自(一个或多个)相邻串中的模块和/或串的数据导出的参考值被更高地加权。
为了监测第一能量存储模块的操作,控制电路从第一组中的传感器接收传感器测量结果,并且基于这些传感器测量结果来确定特定参数的监测值和/或监测变化。例如,如果特定参数中的参考值和/或参考变化表示控制变量,则监测值和/或变化表示实验变量。像参考值和/或变化一样,特定参数的监测值和/或变化可以是直接传感器测量结果或者是基于直接传感器测量结果的导出的计算结果。在非限制性示例中,如果特定参数可以是温度,则控制电路可以将监测值确定为由第一组中的所有对应温度传感器生成的温度测量结果。在另一个非限制性示例中,如果特定参数可以是功率,则控制电路可以将监测值确定为通过将电流测量结果乘以电压测量结果而导出的功率计算结果。监测变化表示监测值中的差别。例如,监测变化可以等于与能量存储模块有关的两个差别功率计算结果中的差别,该功率计算结果可以基于不同的电压和电流测量结果。
在确定监测值和/或变化之后,控制电路可以将监测值和/或变化与特定参数的参考值和/或变化进行比较。例如,如果特定参数可以是温度,则控制电路可以将第一组中的温度传感器生成的所有温度测量结果与参考值和/或参考变化进行比较。如果监测值和/或变化中的至少一个以多于指定公差容限或范围而偏离参考值和/或参考变化,则控制电路检测到偏离状况。偏离状况表示其中可能检测到潜在故障的状态。术语“潜在故障”可以表示宽泛类别的不同严重性的场景,诸如失灵的传感器、连接能量存储装置的断裂/被损害的接片、不良焊接点、失灵的冷却***、失灵的能量存储装置(其可能经历了起火、或热失控)等等。在检测到偏离状况时,控制电路可以根据编程指令来采取一个或多个响应动作,诸如通知操作者,和/或通过至少暂时地阻止去往和/或来自能量存储模块的电流传递来隔离能量存储模块,直到可以确定该偏离状况的原因并且可以补救该偏离状况为止。
可选地,控制电路可以可操作地连接到通信设备126,该通信设备126表示具有控制电路和传感器的偏离检测***的组件。控制电路可以生成一个或多个控制信号,该控制信号可以由通信设备传送给预期的接收者,诸如车辆控制器、人类操作者等等。该通信设备可以包括收发器(或分立的发射器和接收器组件)、天线128、以及用于各种类型的消息(诸如,命令消息、回复消息、状态消息等等)的无线双向通信的相关联的电路。通信设备可以将消息传输到特定的指定接收器,和/或广播消息。可选地,通信设备可以包括用于通过有线连接传送消息的电路,诸如在同一车辆中的多个能量存储***之间或在可电耦合的不同车辆之间传送消息。
图2是根据实施例的并入了偏离检测***100的车辆***200的示意图。车辆***沿着路线204移动。所图示的实施例中的车辆***表示车辆编组(consist)。合适的车辆编组可以包括轨道车辆编组(例如,火车),该轨道车辆编组具有通过耦合器210(并且其可以可选地包括电连接器)机械地耦合在一起的推进力生成车辆206(例如,车辆206A-C)和非推进力生成车辆208(例如,车辆208A-B)两者。在该示例中,推进力生成车辆可以是机车,并且非推进力生成车辆可以是轨道车(railcar)。
其他合适的车辆编组可以包括一组通信链接的道路上车辆。在一个实施例中,车辆是远程控制的或自主的。车辆***可以由若干个车辆形成,这些车辆可以在物理上彼此分离,但是在逻辑上彼此耦合,以使得能够在车辆当中进行通信以便彼此协调它们的移动。附加地,合适的车辆***可以由推进力生成的单个车辆形成而不是由多个车辆形成(无论是否是推进力生成车辆)。
合适的推进力生成车辆包括相应的推进***212,推进***212生成牵引力以用于沿着该路线推进车辆***。每个推进***可以具有一个或多个牵引电动机213,牵引电动机213可操作地与车辆的不同轴214和/或轮216耦合。牵引电动机可以经由一个或多个齿轮、齿轮集合或其他机械装置与轴和/或轮连接,以将由牵引电动机生成的旋转运动变换成轴和/或轮的旋转。不同的牵引电动机可以可操作地与不同的轴和/或轮连接,使得可以被停用(例如,关闭)的牵引电动机不使对应的轴和/或轮旋转,而保持激活(例如,开启)的牵引电动机使对应的轴和/或轮旋转。每个推进***还包括能量存储***202,该能量存储***202向牵引电动机提供电力。每个推进力生成车辆上的能量存储***可以与图1中所示的能量存储***102相同或类似。例如,处于推进状态下的牵引电动机可以由被能量存储***提供给该牵引电动机的电流来供电。在再生制动状态下,牵引电动机可以将基于轮和/或轴的旋转而生成的电流提供给能量存储***,以用于对其能量存储装置(例如,电池单元等)进行充电。
包括传感器和控制电路(两者在图1中示出)的偏离检测***可以被设置在推进力生成车辆中的每一个上,以监测其能量存储***的操作。可选地,不同的分立偏离检测***可以被设置在三个推进力生成车辆中的每一个上。可替代地,车辆***上的单个控制电路(例如,主控制电路)可以从设置在不同车辆上的传感器获得传感器测量结果,以监测所有的能量存储***。
尽管图2图示了被并入到轨道车辆编组上的偏离检测***,但是本文中描述的实施例可以被应用于其他类型的车辆编组和/或除轨道车辆以外的车辆,诸如非公路车辆(例如,采矿车辆,或者可能没有被设计成或允许用于在公共道路上行驶的其他车辆)、船舶,汽车等。此外,即使在固定工业、非车辆应用中,本文中所描述的偏离检测***也可以被用于监测任何大型能量存储***。
图3是图示了根据一实施例的偏离检测***的控制电路的操作的框流程图。在302处,控制电路确定特定参数的参考值和/或参考变化。参考值和/或变化表示可能正被监测的能量存储模块(或其能量存储装置)的预期行为。在相同的能量存储***(或甚至不同的能量存储***)中的经历了类似操作条件的能量存储模块可能被预期类似地进行执行,并且对常见刺激(诸如,被应用到该存储模块的负载或电流需求)具有类似的响应。相同能量存储模块内、以及跨不同能量存储模块的能量存储装置可以具有相同或类似的特性。这些特性可以包括电池化学性质、容量、类型、年限/用途/健康、批号等等。参考值和/或参考变化可以是预期行为的数字表示。
参考值可以是单个数值、随时间的数值(例如,可以被绘制在曲线图上作为标绘线)、数值中随时间的改变(例如,斜率)、数值中随时间的变化率等等。例如,当参考值表示随时间的温度时,在每个给定时间处,温度传感器的传感器测量结果将被预期为预期温度的相应值或邻近于预期温度的相应值。在一实施例中,参考变化可以表示两个或更多个数据点之间的所计算的差别。例如,10度的参考变化可以指示与相同能量存储模块相关联的一组温度传感器不应当生成彼此相差多于10度的温度测量结果。因此,最低温度测量结果应当相对于最高温度测量结果处于参考变化(例如10度)内。参考变化可以随时间变化。参考变化可以取决于操作条件,诸如***中的不同位置、装置中的不同电压等等。例如,如果可以已知能量存储装置相对于冷却剂流具有不同的位置,则与如果所有装置可以同等地或近似同等地接近冷却剂流的情况相比,温度中的参考变化可能更大。邻近于冷却剂流的装置将被预期具有比更远离冷却剂流的装置的温度更低的温度。在另一个实施例中,参考变化可以表示值的范围。例如,参考变化可以是在表示下限和上限的两个设定点、线或平面之间定义的范围。上限和下限中的一个或两者的位置、以及上限与下限之间的范围的量值可以随时间改变。
参考值和/或变化可以基于控制电路接收到的或对于控制电路可访问的各种输入数据。用于确定第一能量存储模块的特定参数的参考值和/或变化的输入数据例如可以包括:本地传感器测量结果304、来自其他能量存储模块的传感器测量结果306、操作条件308、能量存储模块的固有特性310、关于第一能量存储模块的历史信息312、和/或关于其他能量存储模块的历史信息314。
本地传感器测量结果304表示由与第一能量存储模块相关联的传感器生成的原始数据。可选地,控制电路可以过滤掉或替代具有低质量的一些传感器测量结果,诸如低信噪比或明显错误的读数(例如,在延长的时间段内不改变的来自传感器的温度测量结果,同时可以从其他传感器知道该温度可能正在改变)。如果特定参数可以是温度,则控制电路可以利用来自与图1中所示的第一能量存储模块相关联的所有六个温度传感器的传感器测量结果。
来自其他能量存储模块的传感器测量结果306指代来自与第二能量存储模块相关联的第二组传感器的传感器测量结果,并且还可以指代来自相同或不同能量存储***中的其他能量存储模块的传感器测量结果。例如,为了确定温度的参考值和/或变化,控制电路可以从整个能量存储***中的所有(或大多数)温度传感器获得温度测量结果并且对该温度测量结果进行编译(compile)。
操作条件308指代第一能量存储模块的当前环境状况和操作。例如,操作条件可以包括:在第一能量存储模块周围的环境中的环境温度、环境空气流动、压力、湿度等。操作条件还可以包括主动冷却和/或加热速率。电池状态可以是另一种操作条件,并且可以指代该模块的每个能量存储装置的充电状态、该模块的当前电荷传递操作(诸如,提供电流或接收电流)、和/或该模块上的当前负载或电流需求。能量存储模块上的负载可以表示该能量存储模块向牵引电动机或辅助电动机提供电流的速率(例如,安培小时速率)。另一个操作条件可以是车辆状态(例如,用于轨道车辆应用的机车状态),该状态可以指代可在其上设置偏离检测***的车辆是否可能正在制动、惯性滑行、加速、静止、关闭等等。
能量存储模块的特性310指代固有的基于物理学的特性,诸如能量存储装置的化学性质(例如,电池化学性质)、能量存储装置的类型和/或模型、能量存储装置的所建模的热特性等。所建模的热特性可以指代操作期间生成的热量。
关于能量存储装置的历史信息312可以指代定义了能量存储装置的能量存储装置108的操作年限、和/或能量存储装置的健康状态。例如,可以预期能量存储装置的电阻在操作寿命内逐渐增加。健康状态可以指代能量存储装置的状况,其可以将操作寿命、能量存储装置的充电容量、能量存储装置的当前充电状态等等计入考虑因素。例如,充满电的能量存储装置由于更大量的所存储的能量,因此与部分耗尽的能量存储装置相比,充满电的能量存储装置更有可能经历热失控。
关于其他能量存储模块的历史信息314可以指代基于该能量存储模块的性能的观察和趋势,无论该能量存储模块是在相同的能量存储***中还是在与第一能量存储模块不同的能量存储***中。其他能量存储模块可以类似于第一能量存储模块,诸如包括与第一模块中的能量存储装置相同数量和/或类型的能量存储装置。作为示例,该信息可以包括响应于诸如环境状况和应用在其他能量存储模块上的负载之类的特定刺激而观察到的其他能量存储模块的热加热速率。
控制电路可以利用输入数据304、306、308、310、312、314中的一些或全部以用于确定特定参数中的参考值和/或变化。例如,控制电路可以将能量存储模块的操作条件、固有特性、以及关于能量存储模块的历史信息***到基于物理学的计算模型中。该基于物理学的计算模型可以是计算机程序,该计算机程序基于包括利用输入数据作为变量的多次计算的算法来生成特定参数中的参考值和/或参考变化。该基于物理学的模型还可以利用附加信息,诸如本地传感器测量结果、来自其他能量存储模块的传感器测量结果、和/或关于其他能量存储模块的历史信息。
如上所描述,可以基于一个或多个测量结果来从一个或多个函数和其他已知关系中导出特定参数的参考值和/或变化,使得该参考值和/或变化可以不仅仅是由传感器直接测量的参数。
所导出的特定参数的非限制性示例包括:功率、RMS电流、谐波谱、偏压(bias)、电阻、统计度量(例如,均值、中位数、众数、标准偏差等)等等。在非限制性示例中,特定参数可以表示统计度量,并且控制电路可以对所有传感器测量结果进行编译,这些传感器测量结果表示由被并入到能量存储***上的传感器生成的给定参数。因此,对于温度参数,控制电路可以对由与该***中的所有能量存储模块相关联的温度传感器生成的传感器测量结果进行编译。可选地,控制电路可以将所编译的传感器测量结果的范围缩窄到由与相同能量存储模块或相同能量存储装置相关联的特定传感器生成的传感器测量结果。控制电路可以通过对所编译的传感器测量结果执行统计计算来确定参考值和/或变化。例如,控制电路可以将温度的参考值计算为所编译的温度测量结果的平均值(例如,均值)、中位数或其他指定值。此外,控制电路可以以从低到高的分布来布置传感器测量结果,并且可以通过选择该分布的指定百分位数处的测量值作为上限和下限来确定特定参数的参考变化(或范围),该上限和下限定义了参考变化的界限。例如,如果指定的百分位数可以是40%和60%,则控制电路可以将该分布中表示第40个百分位数的传感器测量结果指定为下限,并且可以将该分布中表示第60个百分位数的传感器测量结果指定为上限。在其他实施例中,控制电路可以通过其他过程来确定特定参数的参考值和/或变化。
控制电路可以针对能量存储模块的多个不同的特定参数中的每一个来确定参考值和/或变化。例如,控制电路可以确定温度的参考值和/或变化、功率的不同参考值和/或变化、RMS电流的不同参考值和/或变化等等。
在315处,可以确定特定参数的监测值和/或变化。监测值和/或变化可以基于与正被分析的特定能量存储模块相关联的传感器的本地传感器测量结果(在304处)。如上所描述,特定参数可以表示诸如温度、电流、电压等等的测量参数,或者表示诸如功率、平均温度、电阻、RMS电流等等的导出参数。外部来源(诸如,操作条件、历史信息、以及来自其他能量存储模块的传感器测量结果)可能无法用于确定监测值和/或变化。
在316处,控制电路将特定参数的监测值和/或变化与特定参数的参考值和/或变化进行比较,以确定偏离的程度和/或速率。可以执行比较以用于检测离群(outlier)传感器测量结果的目的,该离群传感器测量结果可能指示组件故障,诸如起火或正经历热失控的电池单元。基于由传感器生成的实际测量结果,可以将能量存储模块的所监测的行为与预期行为进行比较。
该比较可以包含指定公差容限,该指定公差容限可以被设计成适应由于传感器准确性引起的差异、由于传感器的不同年限引起的差异、由于封装状况和/或能量存储装置的位置中的差别引起的梯度、电池单元到单元的连接的质量中的差异等等。指定公差容限可以是参考值的固定预设范围(诸如,+/-2%、5%或10%),或者是与参考值的标准偏差的预设度数(例如,在2度的标准偏差内)。对于温度参数,可以用百分比、或者用以度为单位的数字来设置指定公差容限,诸如相对于参考温度值的+/-2度、4度、6度或10度。可选地,指定公差容限可以是动态的,并且是其他条件(诸如,电流、年限等)的函数。例如,可以基于通过能量存储模块的电流的量来改变和调整公差容限。当存在低电流率时,由于可能受电流影响的变量(诸如电阻),因此指定公差容限可能比当存在较大电流率时更窄。在另一示例中,随着能量存储模块老化,指定公差容限可能随时间而增加,这是由于可以预期能量存储装置在寿命的较早阶段期间将比在寿命的后期阶段表现得更接近于所预期的那样。
指定公差容限还可以可选地适用于参考变化。例如,如果温度测量结果之间的参考变化可以是10度,则指定公差容限可以将可接受的变化范围扩展到11或12度。因此,如果两个温度测量结果之间的所测量的差异可以是10.5度,则控制电路可以确定该差异不违反参考变化。即使所描述的比较可以是根据单独的传感器值或单独的变换值,但是可以理解的是,还可以考虑二维或三维矢量比较(如线或平面)。
在318处,控制电路响应于检测到一个或多个离群值或偏离的监测值和/或变化而检测到偏离状况。偏离的监测值和/或变化表示以多于指定公差容限而偏离参考值和/或变化的监测值和/或变化(基于由与第一能量存储模块相关联的一个或多个传感器生成的本地传感器测量结果304)。可以认识到的是,这些偏离的监测值和/或变化不包括先前被过滤掉和/或替代的传感器数据。
在可能检测到偏离状况之后,控制电路启动一个或多个响应动作320。响应动作320可以包括:至少临时地改变能量存储模块的操作条件,诸如阻止去往和来自能量存储模块的电流传递,以将能量存储模块与其他模块(例如,第二模块)隔离。例如,如果能量存储模块可能起火或具有正经历热失控的一个或多个能量存储装置,则将能量存储模块隔离可以帮助防止诸如热失控之类的损害扩散到其他能量存储模块。响应动作还可以包括:调整该模块的电流传递的非零速率,感应(induce)被应用在该模块上的指定负载,调整该模块周围的环境温度,调整该模块周围的空气流速,启动主动冷却,启动灭火,标记该模块以用于修复和/或更换,降低其上可能安装有能量存储***的车辆的操作的额定值或以其他方式改变该车辆的操作,通知人类操作者等等。控制电路可以在检测到偏离状况时自动生成控制信号以启动这些响应动作中的一个或多个。
在检测到偏离状况时,控制电路可以基于最坏情况的场景来自动启动一个或多个临时动作。在一实施例中,最坏情况的场景表示对能量存储装置的热失控和/或起火,该热失控和/或起火具有扩散到相同或不同模块中的其他装置从而引起显著的永久性损害和伤害风险的可能性。因此,即使实际原因可能不那么严重,控制电路也可以在检测到偏离状况时启动与热失控和/或起火相关联的一个或多个临时动作。临时动作可以包括增加主动冷却,启动灭火,将能量存储模块与其他模块电隔离,减少能量存储***上的负载,降低车辆牵引力的额定值,通知操作者等等。
在一实施例中,控制电路还可以确定传感器中的哪些传感器生成了偏离的监测值和/或变化可以基于的传感器,并且可以标记这些传感器。此外,控制电路可以至少部分地基于由这些特定传感器生成的传感器测量结果来估计偏离状况的原因。如本文中使用的,偏离状况的原因可以包括组件的标识和/或组件的状况。例如,控制电路可以将原因区分为不良焊接点、失灵的能量存储装置、失灵的传感器、连接两个能量存储装置的断裂接片等等中的一个或多个。在估计了原因之后,控制电路可以基于特定的所估计的原因来定制响应动作。例如,如果所估计的原因可能是失灵的传感器,则控制电路可以标记该传感器以用于修复或更换,通知操作者,替代该传感器等等。另外,因为失灵的传感器可能不是最坏情况的场景,因此控制电路可以基于最坏情况的场景来停止临时补救动作的执行。例如,控制电路可以增加能量存储***上的负载,允许增加车辆的性能,减慢或停止主动冷却,停止灭火等等。在另一示例中,如果所估计的原因可能是失灵的能量存储装置,则为了防止或阻止由于起火或热失控引起的二次损害的扩散,控制电路可以基于最坏情况的场景来扩展临时补救动作的执行,诸如维持待解决的能量存储装置和/或模块的电隔离,维持主动冷却,维持灭火等等。
图4可以是绘制了根据实施例的由与能量存储模块相关联的温度传感器(例如,图1中所示的温度传感器114)生成的传感器测量结果的曲线图400,以便于理解。该曲线图包括表示以摄氏度为单位的温度的垂直轴402和表示以秒为单位的时间的水平轴404。该曲线图包括六个标绘线406A-F,这些标绘线表示由与能量存储模块相关联的六个温度传感器中的每一个生成的示例传感器测量结果。能量存储模块可以是图1中所示的第一或第二能量存储模块106A、106B中的任一个。第一标绘线406A表示由与该模块的第一能量存储装置相关联的温度传感器之一生成的温度测量结果,并且第二标绘线406B表示由与第一能量存储装置相关联的另一温度传感器生成的温度测量结果。第三标绘线406C表示由与第二能量存储装置相关联的温度传感器之一生成的温度测量结果,并且第四标绘线406D表示由与第二能量存储装置相关联的另一温度传感器生成的温度测量结果。第五和第六标绘线406E、406F表示由与第三能量存储装置相关联的两个温度传感器生成的测量结果。
曲线图400包括标绘线408,标绘线408表示随时间的参考(或预期)温度(例如,温度值)。可以由指定公差容限410在上方和下方对该参考温度线划边界。指定公差容限410在该参考温度线上方延伸至上线412,并且在该参考温度线下方延伸至下线414。在所图示的实施例中,指定公差容限可以是相对于该参考温度线的+/-3度。例如,当该参考温度线在大约400秒处可能处于22℃时,上线可能处于25℃,并且下线可能处于19℃。尽管指定公差容限在所图示的曲线图中可以是静态的,但是如上所描述,公差容限可以是动态的,并且可以基于操作条件、年限等而随时间变化。此外,尽管可以由二维标绘线在曲线图中表示公差容限,但是可以沿平面以三维来表示公差容限,诸如如果该容限可能是多个参数的函数的话。
如该曲线图中所示,在100秒处,所有的六个温度测量结果406A-F都可以在参考温度值的指定公差容限内。在500秒处,某事物使第三标绘线406C指示出相当一致的温度增加,这与其他标绘线和参考温度线不同。第三标绘线406C在大约900秒处、在32℃的指定温度下越过绝对阈值416。常规的电池监测***可以响应于第三标绘线越过该阈值而检测到时间900秒处的偏离。本文中公开的偏离检测***可以提供对异常的提早检测。例如,控制电路可以响应于第三标绘线以多于指定公差容限而偏离参考温度线(这在第三标绘线越过上线时的600秒处或600秒左右发生)而检测到偏离状况。因此,控制电路可以在偏离的温度测量结果超过指定阈值的几分钟之前检测到偏离状况并且启动响应动作,相对于在采取动作之前进行等待直到该阈值可能被越过为止,这可以防止或减少损害的扩散。另外,通过确定所表示的温度的变化率与参考值的变化率相差多于指定阈值容限,即使在第三标绘线越过上线之前,本文中描述的偏离检测***也可以检测到该偏离。例如,在时间500到600秒之间,标绘线的斜率可能会以多于指定阈值容限而偏离参考温度线的斜率,并且可能被控制电路检测为偏离状况。
曲线图400还指示了在650秒时或在650秒左右,第一标绘线406A的斜率改变并且偏离参考温度线的斜率。例如,第一标绘线指示了比参考温度线更快的温度增加。尽管第一标绘线没有以多于指定公差容限而偏离参考温度线,但是控制电路可以基于第一标绘线与参考温度线之间的斜率中的偏离来检测偏离状况。附加地或可替代地,控制电路可以基于第一标绘线与其他标绘线-F中的一个或多个之间的超过参考变化的变化而检测到偏离状况。例如,控制电路在与相同能量存储装置相关联的温度传感器的传感器测量结果之间可以确定3℃的参考变化(并入了任何指定公差容限)。第一和第二标绘线406A、406B表示与相同能量存储装置相关联的两个温度传感器的传感器测量结果。该曲线图指示的是,第一条标绘线在800到900秒之间的某时间处与第二条标绘线相差多于3℃。因此,响应于第一标绘线与第二标绘线之间的变化超过参考变化,控制电路可以检测到偏离状况(即使第一标绘线保持在参考温度线的指定公差容限内)。
该曲线图指示的是,可以基于传感器测量结果随时间的各种特性(诸如值、值中的改变(例如,斜率)、值中的变化率、传感器测量结果中的变化等等)来检测偏离状况。可以独立于超过预设阈值(诸如,该曲线图中所示的阈值)的传感器测量结果中的任一个来检测偏离状况。例如,即使在替代实施例中第三标绘线在超过上线之后变平,以使得该线从没有超过阈值,偏离检测***也可能能够基于温度的绝对值、标绘线的斜率、标绘线与其他监测的温度标绘线之间的变化等等而检测到偏离状况。偏离检测***还可以被配置成基于测量结果来检测噪声传感器和/或损坏的传感器。例如,基于来自噪声传感器的测量结果生成的标绘线可能比基于来自更精确传感器的测量结果的标绘线波动更大。此外,损坏的传感器可能会提供一致的、不变的测量结果,该测量结果将在曲线图中被绘制为水平线。响应于检测到噪声传感器和/或损坏的传感器,控制单元可以忽略和/或替代这些传感器。
尽管该曲线图绘制了温度传感器的温度测量结果,但是可以理解的是,除了温度以外或代替于温度,可以基于其他类型的参数(诸如,电流、电压、充电状态、充电容量、压力、冷却剂流速、以及任何导出或变换的测量结果(例如,功率、RMS电流、电阻等))来检测偏离状况。
图5可以是根据一实施例的用于检测能量存储***中的偏离状况并且对该偏离状况做出响应的方法500的流程图。该方法可以全部或部分地由图1中所示的控制电路104来执行,该控制电路104包括其一个或多个处理器。可选地,比起所图示的流程图,该方法可以包括附加的步骤、更少的步骤和/或不同的步骤。
附加地参考图1至图4,该方法在502处开始,在502处,可以获得表示能量存储模块的参数的传感器测量结果。可以由与能量存储模块相关联的第一组传感器来生成传感器测量结果。该能量存储模块包括一个或多个能量存储装置,诸如但不限于电池单元。可以直接从传感器获得传感器测量结果,或者可以通过访问来自电子存储装置(诸如,存储器、服务器等等)的传感器数据来获得传感器测量结果。
在504处,可以确定参数的特定参数中的参考值和/或参考变化。例如,特定参数可以是温度、电流、电压、电阻、充电状态、容量等。可以基于如下各项来确定参考值和/或变化:由与该能量存储模块相关联的第一组传感器生成的传感器测量结果、由与至少不同的第二能量存储模块106相关联的第二组传感器生成的传感器测量结果、该能量存储模块(及其装置)的固有特性、该能量存储模块的操作条件、和/或关于该能量存储模块或关于其他能量存储模块的历史信息。
在506处,可以将表示特定参数的监测值和/或变化与该特定参数的参考值和/或参考变化进行比较,该监测值和/或变化可以基于从与该能量存储模块相关联的第一组中的传感器获得的传感器测量结果。可以单独地将基于第一组中的每一个相关传感器的传感器测量结果的监测值和/或变化与参考值和/或变化进行比较。例如,如果特定参数可以是电压,则可以将第一组中的每一个电压传感器的电压测量结果与参考值和/或变化进行比较。在其中特定参数可以是功率的另一示例中,可以使用电压传感器和电流传感器的电压和电流测量结果来导出功率值和/或变化,该功率值和/或变化可以各自与参考功率值和/或变化进行比较。
在508处,可以确定表示特定参数的所有监测值和/或变化是否可能在特定参数的参考值和/或变化的指定公差容限内。如果监测值和/或变化中没有一个以多于指定公差容限而偏离参考值和/或变化,则答案可以为“是”,并且该方法返回到502。另一方面,如果监测值和/或变化中的至少一个以多于公差容限而偏离参考值和/或变化,则答案可以为“否”,并且该方法继续至510。
在510处,响应于确定监测值和/或变化中的一个或多个可能是以多于公差容限而偏离参考值和/或变化的偏离的监测值和/或变化,可以检测到偏离状况。偏离状况指示,在一个或多个组件(诸如,能量存储装置、传感器、焊接点、连接能量存储装置的接片等等)中可能存在潜在的故障或失灵。在512处,可以标识第一组中的一个或多个传感器,这些传感器生成了偏离的监测值和/或变化可能基于的传感器测量结果中的至少一些。例如,传感器测量结果可以具有指示该测量结果的来源的数据标签(例如,哪些传感器生成了该测量结果)。可以基于与偏离的监测值和/或变化相关联的数据标签来标识第一传感器。如果偏离的监测值和/或变化可能基于由不同传感器生成的测量结果,则可以标识多个传感器。
在514处,可以估计偏离状况的原因。可以至少部分地基于由第一传感器和其他所标识的传感器生成的传感器测量结果来估计偏离状况的原因。例如,可以通过利用如下各项对由第一传感器生成的传感器测量结果进行分析来估计偏离状况的原因:(i)表示由第一组中的其他传感器生成的相同参数的传感器测量结果;(ii)表示由第一组中的其他传感器生成的另一个参数的传感器测量结果;和/或(iii)由与不同的能量存储模块相关联的不同组的传感器生成的传感器测量结果(表示相同参数和/或不同参数)。例如,如果温度可以是特定参数,则可以利用如下各项来分析由第一组中的一个或多个温度传感器生成的离群温度测量结果:由第一组中的其他温度传感器生成的非离群温度测量结果;由第一组中的电压传感器生成的电压测量结果;由第一组中的电流传感器生成的电流测量结果;和/或由第二组中的不同传感器生成的温度、电压和电流测量结果。可以基于可被分析的传感器测量结果中的观察到的趋势和关系来估计偏离状况的原因,如本文中更详细地描述的。
可选地,可以通过在516处采取临时动作并且观察该临时动作的影响来估计偏离状况的原因。临时动作可以包括:至少在指定时间段内改变该能量存储模块的至少一个操作条件。控制电路可以通过生成控制信号来启动临时动作,以改变(一个或多个)操作条件。控制信号可以由通信设备传送到预期的接收者。例如,临时动作可以包括通过阻止去往和来自该能量存储模块的电流传递来将该能量存储模块与能量存储***中的其他模块电隔离。可以通过切断电开关以便断开该模块与相邻模块之间的导电路径来隔离该能量存储模块。如果事实证明一个或多个能量存储装置可能起火或正经历热失控,则将该模块隔离可能有助于阻止损害的扩散。一旦该能量存储模块可以与其他模块断开连接,则可以预期该模块的一个或多个能量存储装置的温度将朝向环境温度移动。
另一个临时动作可能是启动、关闭和/或调整冷却或加热媒介(诸如,空调)以改变环境温度。如果能量存储装置可能处于没有负载的情况下,则该装置应当随时间而逼近新的环境温度。又一个可选的临时动作可以是诸如通过打开、关闭或修改风扇或泵的活动来调整该模块周围的空气流速。当能量存储装置可能处于有负载的情况下时,关闭风扇和/或泵应当导致该装置的温度中的升高,而打开风扇和/或泵应当导致温度中的降低(如果环境温度可能低于该装置的温度的话)。
仍其他的临时动作可以包括:感应该能量存储模块上的指定负载,和/或调整进入该能量存储模块中或从该能量存储模块离开的电流传递的非零速率。可以在指定时间量内采取临时动作,该时间量可以被预设为诸如五分钟、三十分钟等等。可选地,该指定时间量可以延长,直到可以估计出偏离状况的原因为止。例如,如果原因可以被估计为不良的传感器,则可以停止提供主动冷却的临时动作,这是因为几乎不存在由于不良的传感器而导致的起火或使能量存储装置过热的任何风险。
在518处,可以在采取临时动作之后监测由所标识的传感器(其产生了离群监测值和/或变化)生成的传感器测量结果。可以将这些传感器的这些随后的动作后(post-action)测量结果与这些传感器在采取临时动作之前生成的动作前(pre-action)传感器测量结果进行比较,以确定临时动作对传感器测量结果的影响。例如,如果即使构成临时动作的操作条件中的改变将已被预期更改测量结果但是动作后测量结果可能仍与动作前测量结果一致,则偏离状况的原因可能是失灵的传感器。因此,如果当存在将被预测使该模块冷却的对该模块的主动冷却和/或隔离时,温度传感器的温度测量结果不随时间而改变,则控制电路可以估计温度传感器可能是失灵的。
在另一示例中,可以将所标识的传感器的动作后测量结果与可以被假定为正常运行的其他传感器的测量结果进行比较。如果动作后测量结果可以与其他传感器的测量结果一致,则可以将所标识的传感器估计为正常运行,使得能量存储装置或相关联的组件可能是失灵的、损坏的或有故障的。下面可以描述用于估计偏离状况的原因的附加场景。
在520处,在估计了偏离状况的原因之后,可以启动补救动作,该补救动作可以基于所估计的原因。例如,如果可以估计出传感器可能是不良的,则控制电路可以生成控制信号以标记该传感器以用于更换,以在执行随后的监测时替代该传感器,以通知操作者传感器可能是失灵的(例如,以及能量存储装置可能正常运行),以停止为了限制热相关的损害而采取的临时动作,诸如主动冷却和/或隔离能量存储模块等等。在另一示例中,如果可以估计出模块的能量存储装置可能是失灵的,则控制电路可以生成控制信号以扩展为了限制热相关的损害而采取的临时动作的执行,标记该模块以用于替换其一个或多个能量存储装置,通知操作者,降低并入了能量存储***的车辆的性能的额定值,启动灭火等等。
下面可以提供各种非限制性示例场景,这些场景指示了控制电路可能能够如何基于分析传感器测量结果来估计偏离状况的原因。以下示例涉及电池单元,但是本文中描述的实施例可能不限于电池单元。
在第一温度示例中,如果仅一个电池温度传感器比该电池的其他温度传感器持续地变热更多,则控制电路可以估计出偏离的原因可能是不良焊接点。作为响应,取决于不良焊接点的严重性,控制电路可以忽略不良焊接点,通知操作者,继续操作,降低能量存储***的性能的额定值和/或关闭能量存储***。
在第二温度示例中,如果控制电路检测到一个电池温度传感器可能在范围上限之外,并且相邻传感器可能在正常范围内,则控制电路可以隔离该模块,使得该模块上可以没有负载。如果在隔离该模块之后由一个传感器生成的温度测量结果仍在范围上限之外,则该传感器可能是失灵的。作为响应,控制电路可以忽略该传感器的测量结果,或者以稍后的监测算法来替代该传感器。
在第三温度示例中,如果在两个或更多个温度传感器中发生非预期的升高和/或如果排气道(vent duct)中的温度出现尖峰(spike),则控制电路可以估计出电池单元中的一个或多个可能正在变热。根据严重性,控制电路可能会忽略温度增加,警告操作者并继续操作,降低能量存储***的额定值,关闭能量存储***,标记一个或多个电池以用于更换,启动灭火和/或启动主动冷却。
在第四温度示例中,如果由温度传感器生成的温度测量结果作为共同趋势可能正在远离隔热室中的设定环境温度(例如,基于冷却/加热媒介)而移动,则冷却/加热媒介可能是失灵的。作为响应,控制电路可以通知操作者冷却/加热媒介可能没有正常工作,并且可以关闭冷却/加热媒介并且防止冷却/加热媒介的进一步使用。
在第五温度示例中,如果平均模块温度和电池组温度已经随时间达到一致的阈值(例如,根据历史记录),则控制电路可以估计出该能量存储模块可能处于寿命尽头。作为响应,控制电路可以调度该模块以用于更换,并且可以防止其进一步使用。
在第一电压示例中,如果基于由电压传感器生成的电压测量结果,一个电池的监测电压在有负载的情况下比其他电池更快地增加或减小,则控制电路可以估计出该电池的电池接片可能被损坏或损害。作为响应,控制电路可以忽略该损坏的电池接片,降低该能量存储模块的额定值,和/或关闭该能量存储模块。
在第二电压示例中,可以通过将模块的电压测量结果与该模块的单独的电池的电压测量结果进行比较并且标识差别或偏离来检测失灵的传感器。作为响应,失灵的传感器的测量结果可能会被忽略或以附加的监测算法来替代。
在第三电压示例中,通过将模块或模块串的电压测量结果与其电池的电压之和进行比较并且标识差别,控制电路可以检测到损坏的测量卡。作为响应,可以标记模块中的一个或多个以用于更换。
在第四电压示例中,如果给定模块或多个模块的串的电池电压最大值至最小值范围可能较大,则可能存在不平衡。作为响应,控制电路可以降低能量存储***的性能的额定值和/或执行电池平衡。
在第五电压示例中,在该模块可能处于没有负载的情况下时,可以通过跟踪电压测量结果的斜率来检测过度放电。在关闭能量存储***之前,可以记录电压、温度和时间。在能量存储***回到在线状态时,可以将相同模块的电压、温度和时间与所记录的值进行比较,以确定是否可能存在过度放电。如果可能存在过度放电,则可以标记该模块以用于更换。
在第六电压示例中,如果在能量存储***可能离线时,相邻的电池或模块在共同时间段期间具有不同的电压(诸如,一个增加而另一个减小),则控制电路可能检测到短路。作为响应,控制电路可以通知操作者,机械地将该电池或模块断开连接,和/或标记该电池或模块以用于更换。
在第七电压示例中,可能检测到有故障的保险丝(fuse)、连接装置、电流传感器或其他组件。如果由电流传感器生成的电流测量结果可能相对较高,并且模块或模块串的监测电压突然下降到零,则控制电路可能检测到有故障的保险丝。如果电压测量结果在预期时没有增加或减小,则可能检测到有故障的连接装置。如果电压测量结果在预期时增加和/或减小但是电流传感器读数为零,则可能检测到失灵的电流传感器。此外,如果电流测量结果的量值可能相对较高而电压测量结果可能稳定,则可能检测到失灵的电流传感器。响应于检测到这些有故障的组件中的任一个,控制电路可以将该特定模块隔离,标记该模块(或其一些内部组件)以用于维修,和/或如果可用的话继续操作。
在第八电压示例中,可以响应于电压测量结果中随时间的驼峰形状(诸如,增加,接着立刻减小)而检测到即将到来的热失控。作为响应,控制电路可以将该模块断开连接,通知操作者,激活灭火或主动冷却,和/或标记该模块以用于更换。
在第九电压示例中,如果电压测量结果指示电池未能保持电荷和/或电压耗尽在放电时可能较快,则该电池可能被开孔(vent)。作为响应,控制电路可以通知操作者,将该模块断开连接或隔离,和/或标记该模块以用于更换。
在第十电压示例中,如果在充电时可以检测到快速的电压下降,则控制电路可能检测到内部短路。作为响应,控制电路可以通知操作者,将该模块断开连接或隔离,和/或标记该模块以用于更换。
在第十一电压示例中,关于具有至模块的部分连接的导线架(wire chassis),可以响应于参考电压测量结果当中的偏离来检测误接线(mis-wiring)。作为响应,可以标记该接线以用于维修,操作如果可用的话可以继续,和/或可以隔离该模块或模块串。
在第十二电压示例中,可以响应于与模块串相关联的电压测量结果中的偏移而检测到接地故障。可以确定通过该模块的电压测量结果之和以验证该偏移。作为响应,控制电路可以将该模块串隔离,继续操作,通知操作者和/或调度维修。
本文中描述的偏离检测***和方法的一个或多个实施例的技术效果可包括:对失灵和有故障的组件的提早检测,这使得能够实现提早的补救动作来防止和/或减少由失灵和故障引起的损害。例如,提早检测到能量存储装置中的火和/或热失控可以允许提早的动作以阻止火和热失控扩散到其他能量存储装置,从而减少了危险并且保存和延长了正在运行的能量存储装置的寿命。偏离检测***和方法的另一个技术效果可以包括向检测到的异常提供自动化的、特定于原因的响应的能力。例如,通过基于对传感器测量结果的分析来估计异常的原因,控制电路可以启动可以针对所估计的原因专门定制的动作,与针对每个检测到的偏离提供相同的响应动作的已知监测***相比,这增加了效率并且向能量存储***提供了更好的支持。例如,如果控制电路估计出偏离的原因可能是微不足道的,诸如损坏的传感器,则控制电路可以允许能量存储***继续操作,从而提供有益的工作输出,而不是自动关闭该能量***来解决起火和/或热失控的最坏情况的场景。
在一实施例中,一种***包括第一组传感器和包括一个或多个处理器的控制电路。第一组传感器与包括一个或多个能量存储装置的能量存储模块相关联。第一组中的传感器被配置成:生成表示该能量存储模块的一个或多个参数的传感器测量结果。控制电路被配置成:接收由传感器生成的传感器测量结果,并且至少部分地基于传感器测量结果来确定与该能量存储模块有关的特定参数的参考值和/或参考变化。控制电路被配置成:基于由第一组中的传感器生成的传感器测量结果来将特定参数的监测值和/或监测变化与特定参数的参考值和/或参考变化进行比较,并且检测大于指定公差容限的偏离。
可选地,控制电路被配置成:基于由与能量存储模块相关联的第一组传感器生成的传感器测量结果以及如下各项中的一个或多个来确定特定参数的参考值和/或参考变化:(i)由与不同的第二能量存储模块相关联的第二组传感器生成的传感器测量结果;(ii)该能量存储模块的固有特性;(iii)该能量存储模块的操作条件;或(iv)关于该能量存储模块或关于其他能量存储模块的历史信息。
可选地,响应于检测到大于指定公差容限的偏离,控制电路被配置成:标识第一组中的特定传感器,该特定传感器生成了偏离的监测值和/或监测变化中的一个或多个所基于的传感器测量结果。控制电路被配置成:通过将由该特定传感器生成的传感器测量结果与如下各项进行比较来估计偏离的原因:由第一组中的其他传感器生成的传感器测量结果;或由与不同的第二能量存储模块相关联的第二组中的其他传感器生成的传感器测量结果。
可选地,响应于检测到大于指定公差容限的偏离,控制电路被配置成生成控制信号,该控制信号被配置成改变该能量存储模块的一个或多个操作条件。可选地,控制信号被配置成通过以下方式中的一个或多个来改变该能量存储模块的一个或多个操作条件:(i)阻止该能量存储模块的电流传递;(ii)调整该能量存储模块的电流传递的非零速率;(iii)调整该能量存储模块周围的环境温度;(iv)调整该能量存储模块周围的温度调节速率;(v)感应该能量存储模块上的指定负载;(vi)启动主动冷却;(vii)启动灭火;或(viii)标记该能量存储模块以用于修复。
可选地,控制电路被配置成:标识第一组中的特定传感器,该特定传感器生成了偏离的监测值和/或监测变化中的一个或多个所基于的传感器测量结果。控制电路被配置成:在改变该能量存储模块的一个或多个操作条件之后监测在所确定的时间段期间由该特定传感器生成的附加传感器测量结果。控制电路被配置成:至少部分地基于在所确定的时间段期间由该特定传感器生成的附加传感器测量结果来估计偏离的原因。
可选地,控制电路进一步被配置成:独立于超过预设阈值的传感器测量结果中的任一个来检测大于指定公差容限的偏离。
可选地,能量存储模块的一个或多个能量存储装置是电池。能量存储模块表示单个电池单元、彼此串联连接的多个电池单元的组装件、或彼此并联连接的多个电池单元的组装件中的一个或多个。
可选地,特定参数是温度、电压、电流、功率、充电状态、充电容量、压力、冷却剂流速或电阻中的一个。
可选地,控制电路被配置成:基于基于物理学的模型来确定特定参数的参考值和/或参考变化,该基于物理学的模型并入了能量存储模块的固有特性、能量存储模块的操作条件、以及关于能量存储模块的历史信息。
可选地,控制电路被配置成:至少部分地通过对由第一组中的传感器生成的传感器测量结果进行编译来确定特定参数的参考值和/或参考变化。
可选地,控制电路和第一组传感器被设置在至少部分地由能量存储模块推进的车辆上。
在一实施例中,一种方法包括:获得由与能量存储模块相关联的第一组传感器生成的传感器测量结果。该能量存储模块包括一个或多个能量存储装置。传感器测量结果表示该能量存储模块的一个或多个参数。该方法包括:将与该能量存储模块有关的特定参数的监测值和/或监测变化与特定参数的参考值和/或参考变化进行比较。监测值和/或监测变化和参考值和/或参考变化两者至少部分地基于由第一组传感器生成的传感器测量结果。该方法包括:响应于监测值和/或监测变化中的一个或多个以多于指定公差容限而偏离参考值和/或参考变化来检测到偏离状况。该方法还包括:标识第一组中的第一传感器,该第一传感器生成了偏离的监测值和/或监测变化中的一个或多个所基于的传感器测量结果;以及至少部分地基于由第一传感器生成的传感器测量结果来估计偏离状况的原因。
可选地,响应于检测到偏离状况,该方法还包括生成控制信号以改变该能量存储模块的一个或多个操作条件。可选地,至少部分地通过将在改变该能量存储模块的一个或多个操作参数之前由第一传感器生成的传感器测量结果与在改变一个或多个操作参数之后由第一传感器生成的传感器测量结果进行比较,来估计偏离状况的原因。
可选地,控制信号被配置成通过以下方式中的一个或多个来改变一个或多个操作条件:(i)调整该能量存储模块周围的环境温度;(ii)调整该能量存储模块周围的温度调节速率;(iii)感应该能量存储模块上的指定负载;(iv)替代第一传感器;(v)阻止该能量存储模块的电流传递操作;(vi)调整该能量存储模块的电流传递的非零速率;(vii)启动主动冷却;(viii)启动灭火;或(ix)标记该能量存储模块以用于修复。
可选地,该方法还包括:基于由与该能量存储模块相关联的第一组传感器生成的传感器测量结果以及如下各项中的一个或多个来确定特定参数的参考值和/或参考变化:(i)由与不同的第二能量存储模块相关联的第二组传感器生成的传感器测量结果;(ii)该能量存储模块的固有特性;(iii)该能量存储模块的操作条件;或(iv)关于该能量存储模块或关于其他能量存储模块的历史信息。
可选地,通过将第一传感器生成的传感器测量结果与如下各项中的一个或多个进行比较来估计偏离状况的原因:(i)由第一组中的其他传感器生成的传感器测量结果;或(ii)由与不同的第二能量存储模块相关联的第二组传感器生成的传感器测量结果。
可选地,特定参数是温度、电压、电流、功率、充电状态、充电容量、压力、冷却剂流速或电阻中的一个。
在一实施例中,一种***包括具有一个或多个处理器的控制电路。控制电路被配置成:获得由与能量存储模块相关联的第一组传感器生成的传感器测量结果,该能量存储模块包括一个或多个能量存储装置。传感器测量结果表示能量存储模块的一个或多个参数。控制电路被配置成:将表示一个或多个参数中的特定参数的传感器测量结果与特定参数的参考值和/或特定参数的参考变化进行比较。响应于检测到传感器测量结果中的一个或多个以多于指定公差容限而偏离参考值和/或参考变化,控制电路被配置成:标识第一组中的第一传感器,该第一传感器生成了一个或多个偏离的传感器测量结果中的至少一些;至少部分地基于由第一传感器生成的传感器测量结果来估计偏离的原因;以及基于所估计的原因来生成控制信号以启动一个或多个补救动作。
上面的描述是说明性的而不是限制性的。例如,可以以彼此组合的方式使用上面所描述的实施例(和/或其方面)。另外,在不脱离本发明主题的范围的情况下可以对本发明主题的教导作出许多修改以适应具体情况或材料。尽管本文中描述的材料的尺寸和类型定义了本发明主题的参数,但是它们绝不是限制性的,而是示例实施例。在审阅了上述描述后,许多其他实施例对于本领域普通技术人员是显而易见的。因此,应当参考随附权利要求连同这种权利要求被授予的等同物的完整范围来确定本发明主题的范围。
该书面描述使用示例来公开本发明主题的若干个实施例,并且还使得本领域普通技术人员能够实践本发明主题的实施例,包括制造和使用任何装置或***以及执行任何所并入的方法。本发明主题的可专利范围由权利要求来限定,并且可以包括本领域普通技术人员想到的其他示例。如果这种其他示例具有并未不同于权利要求的字面语言的结构元素,或者如果它们包括具有与权利要求的字面语言的非实质差别的等同结构元素,这种其他示例应在权利要求的范围内。
当结合附图阅读时,将理解本发明主题的某些实施例的前述描述。在附图图示了各种实施例的功能块的示图的程度上,功能块不一定指示硬件电路之间的划分。因此,例如,功能块中的一个或多个(例如,处理器或存储器)可以在单件硬件(例如,通用信号处理器、微控制器、随机存取存储器、硬盘等等)中实现。类似地,程序可以是独立程序,可以作为子例程并入操作***中,可以是已安装的软件包中的功能等等。各种实施例不限于附图中所示的布置和手段。
如本文中所使用的,以单数形式叙述并且以单词“一”或“一个”开始的元件或步骤应当被理解为不排除多个所述元件或步骤,除非明确地指出了这种排除。此外,对本发明主题的“一个实施例”的引用不意图被解释为排除也并入了所叙述的特征的附加实施例的存在。而且,除非相反地明确声明,否则“包含”、“包括”或“具有”具有特定性质的元件或多个元件的实施例可以包括不具有该性质的附加的这种元件。在随附权利要求中,术语“包括”和“其中(in which)”用作相应术语“包含”和“在其中(wherein)”的简单英语等价表述。此外,在以下权利要求中,术语“第一”、“第二”和“第三”等仅被用作标签,并且不意图对它们的对象强加数值要求。此外,以下权利要求的限制不是以“部件加功能”的格式来写的,并且不意图基于35 U.S.C.§112(f)来解释该限制,除非且直到这种权利要求限制明确地使用了术语“用于......的部件”,该术语随后是没有进一步结构的功能的声明。
Claims (20)
1.一种***(100),包括:
第一组(110)传感器(103),与包括一个或多个能量存储装置(108)的能量存储模块(106)相关联,所述第一组中的传感器被配置成生成表示所述能量存储模块的一个或多个参数的传感器测量结果(304);以及
控制电路(104),包括一个或多个处理器(120),所述控制电路被配置成:接收由所述传感器生成的传感器测量结果,以及至少部分地基于传感器测量结果来确定与所述能量存储模块有关的特定参数的参考值(302、408)或参考变化中的一个或多个,以及
所述控制电路被配置成:基于由所述第一组中的传感器生成的传感器测量结果来将所述特定参数的监测值(406A-F)或监测变化中的一个或多个与所述特定参数的参考值或参考变化进行比较,以及检测大于指定公差容限(410)的偏离。
2.根据权利要求1所述的***(100),其中所述控制电路(104)被配置成:基于由与所述能量存储模块(106)相关联的所述第一组(110)传感器(103)生成的传感器测量结果(304)以及如下各项中的一个或多个来确定所述特定参数的参考值(302、408)或参考变化:(i)由与不同的第二能量存储模块(106B)相关联的第二组(112)传感器(103)生成的传感器测量结果(306);(ii)所述能量存储模块的固有特性(310);(iii)所述能量存储模块的操作条件(308);或(iv)关于所述能量存储模块或关于其他能量存储模块的历史信息(312、314)。
3.根据权利要求1所述的***(100),其中响应于检测到大于所述指定公差容限(410)的偏离,所述控制电路(104)被配置成:标识所述第一组(110)中的特定传感器,所述特定传感器生成了偏离的监测值(406A-F)或监测变化中的一个或多个所基于的传感器测量结果(304),以及
所述控制电路被配置成:通过将由所述特定传感器生成的传感器测量结果与如下各项进行比较来估计偏离的原因:由所述第一组中的其他传感器(103)生成的传感器测量结果;或由与不同的第二能量存储模块(106B)相关联的第二组(112)中的其他传感器(103)生成的传感器测量结果。
4.根据权利要求1所述的***(100),其中响应于检测到大于所述指定公差容限(410)的偏离,所述控制电路(104)被配置成生成控制信号,所述控制信号被配置成改变所述能量存储模块(106)的一个或多个操作条件。
5.根据权利要求4所述的***(100),其中所述控制信号被配置成通过以下方式中的一个或多个来改变所述能量存储模块(106)的一个或多个操作条件:阻止所述能量存储模块的电流传递;调整所述能量存储模块的电流传递的非零速率;调整所述能量存储模块周围的环境温度;调整所述能量存储模块周围的温度调节速率;感应所述能量存储模块上的指定负载;启动主动冷却;启动灭火;或标记所述能量存储模块以用于修复。
6.根据权利要求4所述的***(100),其中所述控制电路(104)被配置成:标识所述第一组(110)中的特定传感器(103),所述特定传感器生成了偏离的监测值(406A-F)或监测变化中的一个或多个所基于的传感器测量结果(304),以及
所述控制电路被配置成:在改变所述能量存储模块(106)的一个或多个操作条件之后监测在所确定的时间段期间由所述特定传感器生成的附加传感器测量结果,所述控制电路被配置成:至少部分地基于在所确定的时间段期间由所述特定传感器生成的附加传感器测量结果来估计偏离的原因。
7.根据权利要求1所述的***(100),其中所述控制电路(104)进一步被配置成:独立于超过预设阈值(416)的传感器测量结果(304)中的任一个来检测大于所述指定公差容限(410)的偏离。
8.根据权利要求1所述的***(100),其中所述能量存储模块(106)的一个或多个能量存储装置(108)是电池,以及
所述能量存储模块表示单个电池单元、彼此串联连接的多个电池单元的组装件、或彼此并联连接的多个电池单元的组装件中的一个或多个。
9.根据权利要求1所述的***(100),其中所述特定参数是温度、电压、电流、功率、充电状态、充电容量、压力、冷却剂流速或电阻中的一个。
10.根据权利要求1所述的***(100),其中所述控制电路(104)被配置成:基于基于物理学的模型来确定所述特定参数的参考值(304、408)或参考变化,所述基于物理学的模型并入了所述能量存储模块(106)的固有特性(310)、所述能量存储模块的操作条件(308)、以及关于所述能量存储模块的历史信息(312、314)。
11.根据权利要求1所述的***(100),其中所述控制电路(104)被配置成:至少部分地通过对由所述第一组(110)中的传感器(103)生成的传感器测量结果(304)进行编译来确定所述特定参数的参考值(304、408)或参考变化。
12.根据权利要求1所述的***(100),其中所述控制电路(104)和所述第一组(110)传感器(103)被设置在至少部分地由所述能量存储模块(106)推进的车辆(206)上。
13.一种方法,包括:
获得由与能量存储模块(106)相关联的第一组(110)传感器(103)生成的传感器测量结果(304),所述能量存储模块包括一个或多个能量存储装置(108),所述传感器测量结果表示所述能量存储模块的一个或多个参数;
将与所述能量存储模块有关的特定参数的监测值(406A-F)或监测变化中的一个或多个与所述特定参数的参考值(302、408)或参考变化中的一个或多个进行比较,其中所述监测值或监测变化中的一个或多个和所述参考值或参考变化中的一个或多个两者至少部分地基于由所述第一组传感器生成的传感器测量结果;
响应于所述监测值或监测变化中的一个或多个以多于指定公差容限(410)而偏离所述参考值或参考变化来检测到偏离状况(318);
标识所述第一组中的第一传感器,所述第一传感器生成了偏离的监测值或监测变化中的一个或多个所基于的传感器测量结果;以及
至少部分地基于由所述第一传感器生成的传感器测量结果来估计偏离状况的原因。
14.根据权利要求13所述的方法(500),进一步包括:响应于检测到偏离状况(318),生成控制信号以改变所述能量存储模块(106)的一个或多个操作条件。
15.根据权利要求14所述的方法(500),其中至少部分地通过将在改变所述能量存储模块(106)的一个或多个操作参数之前由所述第一传感器(103)生成的传感器测量结果(304)与在改变所述一个或多个操作参数之后由所述第一传感器生成的传感器测量结果进行比较,来估计偏离状况(318)的原因。
16.根据权利要求14所述的方法(500),其中所述控制信号被配置成通过以下方式中的一个或多个来改变所述一个或多个操作条件:调整所述能量存储模块(106)周围的环境温度;调整所述能量存储模块周围的温度调节速率;感应所述能量存储模块上的指定负载;替代所述第一传感器;阻止所述能量存储模块的电流传递操作;调整所述能量存储模块的电流传递的非零速率;启动主动冷却;启动灭火;或标记所述能量存储模块以用于修复。
17.根据权利要求13所述的方法(500),进一步包括基于由与所述能量存储模块相关联的所述第一组(110)传感器(103)生成的传感器测量结果(304)以及如下各项中的一个或多个来确定所述特定参数的参考值(302、408)或参考变化:由与不同的第二能量存储模块(106B)相关联的第二组(112)传感器(103)生成的传感器测量结果(306);所述能量存储模块的固有特性(310);所述能量存储模块的操作条件(308);或关于所述能量存储模块或关于其他能量存储模块的历史信息(312、314)。
18.根据权利要求13所述的方法(500),其中通过将由所述第一传感器(103)生成的传感器测量结果(304)与如下各项中的一个或多个进行比较来估计偏离状况(318)的原因:由所述第一组(110)中的其他传感器(103)生成的传感器测量结果;或由与不同的第二能量存储模块(106B)相关联的第二组(112)传感器(103)生成的传感器测量结果(306)。
19.根据权利要求13所述的方法(500),其中所述特定参数是温度、电压、电流、功率、充电状态、充电容量、压力、冷却剂流速或电阻中的一个。
20.一种***,包括:
控制电路(104),包括一个或多个处理器(120),所述控制电路被配置成:获得由与能量存储模块(106)相关联的第一组(110)传感器(103)生成的传感器测量结果(304),所述能量存储模块包括一个或多个能量存储装置(108),所述传感器测量结果表示所述能量存储模块(106)的一个或多个参数,
所述控制电路被配置成:将表示所述一个或多个参数中的特定参数的传感器测量结果与所述特定参数的参考值(302、408)或所述特定参数的参考变化中的一个或多个进行比较,以及
响应于检测到传感器测量结果中的一个或多个以多于指定公差容限(410)而偏离所述参考值或参考变化,所述控制电路被配置成:标识所述第一组中的第一传感器,所述第一传感器生成了一个或多个偏离的传感器测量结果中的至少一些;至少部分地基于由所述第一传感器生成的传感器测量结果来估计偏离的原因;以及基于所估计的原因来生成控制信号以启动一个或多个补救动作。
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