DE102015100548A1

DE102015100548A1 - Systeme und verfahren zum bestimmen von batteriezustandsinformationen beruhend auf einem batterieinnendruck

Info

Publication number: DE102015100548A1
Application number: DE102015100548.4A
Authority: DE
Inventors: Herman K. Phlegm; Andrew J. Namou; Edgar P. Calderon; Lisa J. Gross
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2014-01-24
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2015-07-30
Also published as: CN104808152A; CN104808152B; US20150210182A1; US9573484B2

Abstract

Es werden Systeme und Verfahren zum Überwachen eines Zustands eines Batteriesystems beruhend auf Informationen mit Bezug auf einen gemessenen Druck innerhalb des Batteriesystems präsentiert. Bei bestimmten Ausführungsformen können die offenbarten Systeme und Verfahren ein druckempfindliches intelligentes Schaumstoffmaterial in Verbindung mit dem Messen eines Drucks innerhalb des Batteriesystems verwenden. Beruhend auf den gemessenen Druckinformationen kann eine Vielfalt von Informationen mit Bezug auf das Batteriesystem bestimmt werden. Zum Beispiel können Informationen mit Bezug auf einen Zustand eines Batteriesystems, bestimmte Ereignisse, die innerhalb des Batteriesystems auftreten und/oder Batterielebenszyklusinformationen beruhend den gemessenen Druckinformationen bestimmt werden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft Systeme und Verfahren zum Bestimmen eines Zustands eines Batteriesystems. Insbesondere betreffen die Systeme und Verfahren der vorliegenden Offenbarung das Bestimmen eines Zustands eines Batteriesystems beruhend auf Druckinformationen, die unter Verwendung eines druckempfindlichen Materials gemessen werden, das benachbart zu dem Batteriesystem angeordnet ist.
HINTERGRUND
Personenfahrzeuge enthalten oft elektrische Batterien zum Betreiben von Merkmalen von elektrischen Systemen und Antriebsstrangsystemen eines Fahrzeugs. Beispielsweise umfassen Fahrzeuge häufig eine Bleisäure-Kraftfahrzeugbatterie mit 12 V, die ausgestaltet. ist, um elektrische Energie an Fahrzeugstartersysteme (z. B. einen Startermotor), Beleuchtungssysteme und/oder Zündsysteme zu liefern. In Elektrofahrzeugen, Brennstoffzellenfahrzeugen (FC-Fahrzeugen) und/oder Hybridfahrzeugen kann ein Hochspannungs-Batteriesystem (HV-Batteriesystem) (z. B. ein HV-Batteriesystem mit 360 V) verwendet werden, um elektrische Antriebsstrangkomponenten des Fahrzeugs (z. B. elektrische Antriebsmotoren und dergleichen) mit Leistung zu versorgen. Zum Beispiel kann ein wiederaufladbares HV-Energiespeichersystem (RESS), das in einem Fahrzeug enthalten ist, verwendet werden, um elektrische Antriebsstrangkomponenten des Fahrzeugs mit Leistung zu versorgen.
Aufgrund von Fahrzeugaufprallereignissen (z. B. Fahrzeugkollisionen) können bestimmte Elektroniken, die ausgestaltet sind, um Batterieoperationen in einem Fahrzeug zu steuern und/oder zu überwachen, beschädigt und/oder in ihrer Fähigkeit zum Detektieren bestimmter Batteriezustandsinformationen eingeschränkt werden. Zum Beispiel können Leitungen zur elektronischen Kommunikation und/oder Stromleitungen bei einer Fahrzeugkollision beschädigt und/oder unterbrochen werden, wodurch die Funktionalität zugehöriger Batterieüberwachungselektroniken eingeschränkt wird. Darüber hinaus können herkömmliche Batterieüberwachungssysteme in ihrer Fähigkeit eingeschränkt sein, Informationen, die mit einem Innendruck eines Batteriesystems verbunden sind, in Verbindung mit dem Bestimmen von Zustandsinformationen des Batteriesystems zu verwenden (z. B. den Funktionszustand (SOH) eines Batteriesystems und/oder andere Batteriesystem-Leistungsinformationen, Informationen mit Bezug auf beeinträchtigte und/oder beschädigte Batteriezellen usw.).
ZUSAMMENFASSUNG
Es werden Systeme und Verfahren präsentiert, um einen Zustand eines Batteriesystems zumindest teilweise beruhend auf Informationen mit Bezug auf einen gemessenen Druck innerhalb des Batteriesystems zu überwachen. Bei bestimmten Ausführungsformen können die offenbarten Systeme und Verfahren ein druckempfindliches Material in Verbindung mit dem Messen eines Drucks innerhalb des Batteriesystems verwenden, welches in einigen Fällen hier als intelligentes Schaumstoffmaterial bezeichnet sein kann. Beruhend auf den gemessenen Druckinformationen kann eine Vielfalt von Informationen mit Bezug auf das Batteriesystem bestimmt werden. Zum Beispiel können Informationen mit Bezug auf einen Zustand eines Batteriesystems (z. B. einen Funktionszustand des Batteriesystems), auf bestimmte Ereignisse, die innerhalb des Batteriesystems stattfinden (z. B. Temperatur- und/oder Belüftungsereignisse, beschädigte und/oder beeinträchtigte Batteriezellen usw.), und/oder auf Batterielebensdauerinformationen (z. B. Informationen zum Lebensdauerende der Batterie (EOL-Informationen)) zumindest teilweise beruhend auf den gemessenen Druckinformationen bestimmt werden.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann ein Verfahren zum Bestimmen eines Zustands eines Batteriesystems, das in einem Fahrzeug enthalten ist, umfassen, dass ein Spannungssignal von einem druckempfindlichen Material empfangen wird, das benachbart zu einer Komponente des Batteriesystems (z. B. einer Batteriezelle oder dergleichen) angeordnet ist. Bei einigen Ausführungsformen kann das Spannungssignal mit einem Druck in Beziehung stehen, der von der Batteriesystemkomponente (z. B. durch eine Ausdehnung der Batteriesystemkomponente) auf das druckempfindliche Material aufgebracht wird. Das empfangene Spannungssignal kann mit einem Spannungssignal-Schwellenwert verglichen werden. Beruhend auf den Ergebnissen des Vergleichs kann ein Zustand des Batteriesystems bestimmt werden und eine mit dem Zustand verbundene Schutzmaßnahme kann implementiert werden.
Bei weiteren Ausführungsformen kann ein System zum Bestimmen eines Zustands eines Batteriesystems, das in einem Fahrzeug enthalten ist, ein druckempfindliches Material umfassen, das benachbart zu einer Komponente des Batteriesystems angeordnet ist (z. B. einer Batteriezelle oder dergleichen). Bei bestimmten Ausführungsformen kann das druckempfindliche Material einen piezoelektrischen Film umfassen, der auf mindestens eine Seite eines Substrats aufgebracht ist. Bei einigen Ausführungsformen kann der piezoelektrische Film einen Polvinyliden-Film umfassen und das Substrat kann ein Polyurethan-Substrat umfassen.
Das System kann ferner ein Batterieüberwachungssystem umfassen, das mit dem druckempfindlichen Material kommunikationstechnisch gekoppelt ist. Das Batterieüberwachungssystem kann von dem druckempfindlichen Material ein Spannungssignal empfangen, das mit einem Druck in Beziehung steht, der von der Batteriesystemkomponente auf das druckempfindliche Material aufgebracht wird, es kann das empfangene Spannungssignal mit einem Spannungssignal-Schwellenwert vergleichen, es kann einen Batteriesystemzustand beruhend auf dem Vergleich bestimmen, und es kann beruhend darauf mindestens eine Schutzmaßnahme implementieren. Bei einigen Ausführungsformen kann das Batterieüberwachungssystem in das Batteriesystem integriert sein und intern von diesem mit Leistung versorgt werden. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Batterieüberwachungssystem durch eine Leistungsquelle außerhalb des Batteriesystems mit Leistung versorgt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es werden nicht einschränkende und nicht umfassende Ausführungsformen der Offenbarung beschrieben, welche verschiedene Ausführungsformen der Offenbarung mit Bezug auf die Figuren umfassen, in denen:
1 ein beispielhaftes System zum Messen eines Drucks, der mit einem Batteriesystem in einem Fahrzeug verbunden ist, in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
2 eine graphische Darstellung veranschaulicht, die eine beispielhafte gemessene Ausgabespannung eines druckempfindlichen Materials und zugehörige gemessene Drücke in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
3 eine Zeichnung eines beispielhaften Systems zum Messen eines Drucks, der mit einem Batteriesystem verbunden ist, in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
4 eine Zeichnung eines weiteren beispielhaften Systems zum Messen eines Drucks, der mit einem Batteriesystem verbunden ist, in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
5 eine Zeichnung eines beispielhaften Systems zum Messen eines Drucks, der mit einem Batteriesystem verbunden ist, mit einem Zähler in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
6 eine Zeichnung eines weiteren beispielhaften Systems zum Messen eines Drucks, der mit einem Batteriesystem verbunden ist, mit einem Zähler in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
7 eine Zeichnung eines beispielhaften Systems zum Messen eines Drucks, der mit einem Batteriesystem verbunden ist, mit einem Alarm in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
8 eine Zeichnung eines weiteren beispielhaften Systems zum Messen eines Drucks, der mit einem Batteriesystem verbunden ist, mit einem Alarm in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
9 ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Bestimmen eines Zustands eines Batteriesystems in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen veranschaulicht.
GENAUE BESCHREIBUNG
Nachstehend wird eine genaue Beschreibung von Systemen und Verfahren in Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt. Obwohl mehrere Ausführungsformen beschrieben werden, versteht es sich, dass die Offenbarung nicht auf eine beliebige Ausführungsform begrenzt ist, sondern stattdessen zahlreiche Alternativen, Modifikationen und Äquivalente umfasst. Obwohl zahlreiche spezielle Details in der folgenden Beschreibung offengelegt werden, um ein gründliches Verständnis der hier offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen, können darüber hinaus einige Ausführungsformen ohne einige oder alle diese Details in die Praxis umgesetzt werden. Außerdem wurde der Klarheit halber bestimmtes technisches Material, das auf dem zugehörigen Gebiet bekannt ist, nicht im Detail beschrieben, um ein unnötiges Verschleiern der Offenbarung zu vermeiden.
Die Ausführungsformen der Offenbarung werden durch Bezugnahme auf die Zeichnungen am besten verstanden werden, bei denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sein können. Die Komponenten der offenbarten Ausführungsformen, die hier in den Figuren allgemein beschrieben und veranschaulicht sind, können in einer großen Vielfalt von unterschiedlichen Konfigurationen angeordnet und konstruiert sein. Daher soll die folgende genaue Beschreibung der Ausführungsformen der Systeme und Verfahren der Offenbarung den beanspruchten Umfang der Offenbarung nicht begrenzen, sondern nur mögliche Ausführungsformen der Offenbarung darstellen. Zudem müssen die Schritte eines Verfahrens nicht unbedingt in einer beliebigen speziellen Reihenfolge ausgeführt werden, oder überhaupt sequentiell, noch müssen die Schritte nur einmal ausgeführt werden, sofern es nicht anderweitig angegeben ist.
Hier offenbarte Systeme und Verfahren ermöglichen das Überwachen eines Zustands eines Batteriesystems zumindest teilweise beruhend auf Informationen mit Bezug auf einen gemessenen Druck innerhalb des Batteriesystems. Bei bestimmten Ausführungsformen können die offenbarten Systeme und Verfahren ein druckempfindliches intelligentes Schaumstoffmaterial in Verbindung mit dem Messen eines Drucks innerhalb des Batteriesystems verwenden. Das druckempfindliche intelligente Schaumstoffmaterial kann eine messbare elektrische Ladung akkumulieren, wenn eine mechanische Belastung (z. B. ein Druck) auf das Material aufgebracht wird, wodurch eine messbare Spannung mit Bezug auf einen Druckbetrag erzeugt wird, der auf das Material aufgebracht wird.
Bei einigen Ausführungsformen kann das druckempfindliche intelligente Schaumstoffmaterial benachbart zu dem Batteriesystem und/oder einer Komponente desselben (z. B. einer Batteriezelle oder dergleichen) angeordnet sein. Beispielsweise kann bei einigen Ausführungsformen das druckempfindliche intelligente Schaumstoffmaterial intern in ein Batteriesystem und/oder eine Komponente desselben integriert sein (z. B. eine Batteriezelle) und ausgestaltet sein, um einen zugehörigen Druck zu messen (z. B. einen Druck, der von einer Batteriezelle oder dergleichen ausgeübt wird). Bei weiteren Ausführungsformen kann das druckempfindliche intelligente Schaumstoffmaterial außerhalb eines Batteriesystems und/oder einer Komponente desselben in eine Struktur integriert sein, die ausgestaltet ist, um das Batteriesystem und/oder dessen Komponenten festzuhalten. Bei noch weiteren Ausführungsformen kann das intelligente Schaumstoffmaterial in eine Batterietasche integriert sein, die ausgestaltet ist, um ein oder mehrere Zellen und/oder Module eines Batteriesystems festzuhalten. Das intelligente Schaumstoffmaterial kann verwendet werden, um einen Druck zu messen, der durch das Batteriesystem und/oder eine Komponente desselben ausgeübt wird, in Verbindung mit einem Druckmesssystem (z. B. einem Batteriesteuerungs- und/oder Überwachungssystem oder dergleichen), das ausgestaltet ist, um in Ansprechen auf einen aufgebrachten Druck einen Druck zu bestimmen, der einer Spannungsausgabe des druckempfindlichen intelligenten Schaumstoffmaterials zugeordnet ist.
1 veranschaulicht ein beispielhaftes System 100 zum Messen eines Drucks, der mit einem Batteriesystem in einem Fahrzeug 102 verbunden ist, in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Das Fahrzeug 102 kann ein Kraftfahrzeug, ein Wasserfahrzeug, ein Flugzeug und/oder ein beliebiger anderer Typ von Fahrzeug sein und es kann eine Brennkraftmaschine (ICE), einen Elektromotorantriebsstrang, einen Hybridkraftmaschinenantriebsstrang, einen Brennstoffzellenantriebsstrang und/oder einen beliebigen anderen Typ von Antriebsstrang umfassen, der geeignet ist, um die hier offenbarten Systeme und Verfahren einzubauen. Obwohl sie hier mit Bezug auf ein Batteriesystem, das in einem Fahrzeug 102 enthalten ist, veranschaulicht und beschrieben sind, ist festzustellen, dass weitere Ausführungsformen in Verbindung mit einer Vielfalt anderer Batteriesysteme implementiert werden können, die Batteriesysteme umfassen, die nicht in einem Fahrzeug enthalten sind.
Das Fahrzeug 102 kann ein Batteriesystem enthalten, das bei bestimmten Ausführungsformen ein wiederaufladbares HV-Batteriesystem sein kann. Das Batteriesystem kann verwendet werden, um elektrische Antriebsstrangkomponenten (z. B. in einem elektrischen oder hybriden Leistungssystem) mit Leistung zu versorgen. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Batteriesystem eine Niederspannungsbatterie sein (z. B. eine Bleisäure-Kraftfahrzeugbatterie mit 12 V), und es kann ausgestaltet sein, um elektrische Energie an eine Vielfalt von Systemen des Fahrzeugs 102 zu liefern, die beispielsweise Fahrzeugstartersysteme (z. B. einen Startermotor), Beleuchtungssysteme, Zündsysteme und/oder dergleichen umfassen.
Das Batteriesystem kann einen oder mehrere Stapel und/oder Module umfassen, die geeignet ausgelegt sind, um elektrische Leistung an das Fahrzeug 102 zu liefern. Jeder Stapel und/oder jedes Modul kann eine oder mehrere Batteriezellen 104 umfassen, die eine beliebige geeignete Batterietechnologie oder Kombinationen daraus verwenden. Geeignete Batterietechnologien können beispielsweise Bleisäure, Nickel-Metallhydrid (NiMH), Lithium-Ionen (Li-Ion), Lithium-Ionen-Polymer, Lithium-Luft, Nickel-Cadmium (NiCad), ventilgeregelte Bleisäure (VRLA) mit absorbierendem Glasvlies (AGM), Nickel-Zink (NiZn), Salzschmelze (z. B. eine ZEBRA-Batterie) und/oder andere geeignete Batterietechnologien umfassen.
Ein druckempfindliches Material 106 kann benachbart zu der Batteriezelle 104 und/oder einer beliebigen anderen Komponente des Batteriesystems angeordnet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das druckempfindliche Material 106 verwendet werden, um einen Druck zu messen, der durch die Batteriezelle 104 auf das Material 106 ausgeübt wird. Bei bestimmten Ausführungsformen kann sich, wenn ein Druck und/oder eine beliebige andere mechanische Belastung auf das Material 106 aufgebracht wird, eine messbare elektrische Ladung in dem Material 106 ansammeln (z. B. über einen piezoelektrischen Effekt), wodurch eine messbare Spannung erzeugt wird, die mit einem Druckbetrag in Beziehung steht, der auf das Material 106 ausgeübt wird. Diese Spannung kann durch ein Batterieüberwachungssystem 108 gemessen und von dem Überwachungssystem 108 in Verbindung mit dem Bestimmen eines Druckbetrags verwendet werden (z. B. einen Druck in Kpa), der auf das Material 106 aufgebracht wird (z. B. ein Druck, der durch die Batteriezelle 104 aufgebracht wird).
In Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen kann das druckempfindliche Material 106 ein druckempfindliches intelligentes Schaumstoffmaterial umfassen. Bei einigen Ausführungsformen kann das intelligente Schaumstoffmaterial einen Polyvinyliden-Film 110 (PVDF) umfassen, der an eine oder beide Seiten eines Substrats 112 geklebt ist, das bei bestimmten Ausführungsformen ein Polyurethanmaterial umfassen kann. Der PVDF 110 kann wie ein taktiles Sensorfeld funktionieren und das Polyurethan-Substrat kann wie ein Drucksubstrat funktionieren. Bei bestimmten Ausführungsformen kann der PVDF 110 etwa –33 pC/N erzeugen, wenn ein Druck aufgebracht wird. Obwohl es so veranschaulicht ist, dass zwei PVDF-Schichten 110 vorhanden sind, die jeweils an eine Seite des Substrats 112 geklebt sind, ist festzustellen, dass bei anderen Ausführungsformen auch eine beliebige geeignete Anzahl von Schichten aus PVDF 110 und/oder Substratmaterial 112 in einer beliebigen geeigneten Konfiguration verwendet werden kann.
Wie vorstehend erörtert wurde, kann das Batterieüberwachungssystem 108 ausgestaltet sein, um eine Spannung zu messen, die durch das druckempfindliche Material 106 in Ansprechen auf eine aufgebrachte mechanische Belastung und/oder einen Druck erzeugt wird. Beruhend auf der gemessene Spannung können von dem Batterieüberwachungssystem 108 zugehörige Druckinformationen bestimmt werden, beispielsweise unter Verwendung einer bekannten Beziehung zwischen einem Druck, der auf das druckempfindliche Material 106 aufgebracht wird, und einer zugehörigen messbaren Spannung. Das Batterieüberwachungssystem 108 kann die gemessenen Druckinformationen in Verbindung mit dem Bestimmen einer Vielfalt von Informationen, die das Batteriesystem betreffen, welche mit bestimmten Druckbedingungen verbunden sind, verwenden. Beispielsweise können Informationen mit Bezug auf einen Zustand eines Batteriesystems (z. B. einen Funktionszustand des Batteriesystems), bestimmte Ereignisse, die innerhalb des Batteriesystems auftreten (z. B. Temperatur- und/oder Belüftungsereignisse, beschädigte und/oder beeinträchtige Batteriezellen usw.), und/oder Batterielebensdauerinformationen zumindest teilweise beruhend auf den gemessenen Druckinformationen bestimmt werden. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Batterieüberwachungssystem 108 ausgestaltet sein, um eine Vielfalt anderer Operationen in Verbindung mit dem Überwachen und/oder Steuern des Batteriesystems durchzuführen, die ohne Begrenzung das Überwachen und Steuern von Lade- und Entladeoperationen des Batteriesystems umfassen.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Überwachungssystem 108 mit einem oder mehreren anderen Sensoren (z. B. Spannungssensoren, Stromsensoren und/oder dergleichen usw.) und/oder anderen Systemen kommunikationstechnisch gekoppelt sein, welche ausgestaltet sind, um zu ermöglichen, dass das Überwachungssystem 108 bestimmte Operationen des Batteriesystems überwacht und steuert. Beispielsweise kann ein oder können mehrere Sensoren das Überwachungssystem 108 mit Informationen versorgen, die verwendet werden, um einen Ladezustand (SOC) zu schätzen, einen Widerstandswert zu schätzen, einen Strom zu messen und/oder eine Spannung des Batteriesystems und/oder der Komponenten, aus denen es besteht, zu messen. Das Überwachungssystem 108 kann ferner ausgestaltet sein, um Informationen an andere Systeme, die im Fahrzeug 102 enthalten sind, zu liefern und/oder von diesen Informationen zu empfangen. Beispielsweise kann das Batterieüberwachungssystem 108 mit einem fahrzeuginternen Computersystem (nicht gezeigt) und/oder einem externen Computersystem (nicht gezeigt) kommunikationstechnisch gekoppelt sein.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Überwachungssystem 108 zumindest teilweise ausgestaltet sein, um Informationen mit Bezug auf das Batteriesystem an einen Anwender des Fahrzeugs 102, ein Fahrzeugcomputersystem und/oder ein externes Computersystem zu übermitteln. Diese Informationen können beispielsweise Batterieinnendruckinformationen, Informationen zu beeinträchtigten und/oder beschädigten Batteriezellen, Batterielebensdauerendeinformationen und/oder beliebige andere Informationen mit Bezug auf das Batteriesystem umfassen.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Batterieüberwachungssystem 108 ausgestaltet sein, um eine oder mehrere Schutzmaßnahmen beruhend auf gemessenen Batteriesystem-Druckinformationen zu implementieren (z. B. beruhend auf Druckinformationen, die einen oder mehrere Schwellenwerte überschreiten). Bei einigen Ausführungsformen können die Schutzmaßnahmen umfassen, dass eine Benachrichtigung über den Funktionszustand, das Lebensdauerende und/oder andere Leistungsinformationen des Batteriesystems (z. B. an einen Anwender eines Fahrzeugs, eine andere interessierte Partei und/oder ein anderes Fahrzeugsystem), Informationen hinsichtlich beeinträchtigter und/oder beschädigter Batteriezellen und/oder dergleichen bereitgestellt wird bzw. werden. Wenn eine Batteriezelle beispielsweise altert, kann sich die Batteriezelle im Lauf der Zeit ausdehnen, wodurch sie eine mechanische Belastung auf das druckempfindliche Material 106 ausübt. Bei bestimmten beispielhaften Batteriezellen kann sich eine Zelle bis zu etwa 4% über ihre ursprüngliche Größe hinaus ausdehnen, wenn sie das Ende ihrer Lebensdauer erreicht. Beim Messen einer Spannung, die von dem druckempfindlichen Material 106 erzeugt wird und einem speziellen geschätzten Batteriezellenalter zugeordnet ist (z. B. einer Lebensdauerendebedingung, die einem Druckmesswert von etwa 110 Kpa zugeordnet ist), kann das Batterieüberwachungssystem 108 eine Benachrichtigung und/oder andere Informationen an einen Anwender des Fahrzeugs 100 und/oder eine andere interessierte Partei (z. B. einen Fahrzeughersteller und/oder Techniker) über das geschätzte Batteriezellenalter und/oder andere Informationen zum Lebensdauerende des Batteriesystems bereitstellen. Derartige Benachrichtigungen und/oder Informationen können in Verbindung mit dem Treffen von Entscheidungen darüber verwendet werden, eine Reparatur, einen Austausch und/oder eine Wiederaufbereitung der Batterie am Ende der Lebensdauer durchzuführen.
Bei einem weiteren Beispiel kann das Batterieüberwachungssystem 108 durch eine interne Niederspannungs-Batteriesystemstapelschaltung mit Leistung versorgt werden und es kann einen Batteriezellendruck von einer oder mehreren Batteriezielzellen (z. B. der Batteriezelle 104) überwachen. Eine Ausgabe des Batterieüberwachungssystems 108, die eine Anzeige des Batteriezellendrucks bereitstellt, kann eine Niederspannungs-Sicherheitsausgabeleitung bereitstellen, die nach außerhalb des Batteriesystems als Anzeige des Batteriefunktionszustands übermittelt werden kann, und in einer Vielfalt von Anwendungen verwendet werden kann, die ein Entladen des Batteriesystems in Verbindung mit Aufprallereignissen umfassen.
Hier offenbarte Ausführungsformen können auch in Verbindung mit der Überwachung eines niedrigen Batteriedrucks und/oder einer Überwachung eines ungewünschten Verlustes eines Unterdrucks in einem bestimmten Abschnitt eines Batteriesystems verwendet werden. Zum Beispiel kann bzw. können das druckempfindliche Material 106 und/oder das Batterieüberwachungssystem 108 verwendet werden, um eine Niederdruckbedingung innerhalb des Batteriesystems und/oder eines zugeordneten Abschnitts desselben zu identifizieren (z. B. ein gemessener Druck, der unter einen oder mehrere Schwellenwerte fällt) und um eine oder mehrere Schutzmaßnahmen in Verbindung damit zu implementieren. Bei noch weiteren Ausführungsformen können Ausreißer- und/oder Temperaturereignisse identifiziert werden, wenn ein gemessener Druck von einem erwarteten Druck am Ende der Lebensdauer abweicht (z. B. um ein Delta von 200 Kpa), wodurch eine frühe Anzeige einer Fehlfunktion bei Stapelentladereignissen bereitgestellt wird und eine Möglichkeit bereitgestellt wird, eine oder mehrere Schutzmaßnahmen zu implementieren, welche diese lindern.
Zusätzlich zum Bereitstellen einer Benachrichtigung für einen Anwender über eine spezielle Batteriebedingung beruhend auf zugehörigen Druckinformationen umfassen weitere beispielhafte Schutzmaßnahmen ohne Beschränkung das Entlüften eines Batteriesystems, das Trennen eines Batteriesystems von einem HV-Bus oder dergleichen und/oder eine beliebige andere Maßnahme, die mit dem Abschwächen einer ungewünschten Batteriebedingung verbunden ist, welche beruhend auf Druckinformationen identifiziert werden kann, die von dem druckempfindlichen Material 106 und/oder dem Batterieüberwachungssystem 108 gemessen werden.
2 veranschaulicht eine graphische Darstellung 200, die eine beispielhafte gemessene Ausgabespannung 202 eines druckempfindlichen Materials und zugehörige Drücke 204 in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen zeigt. Speziell können die in der graphischen Darstellung 200 enthaltenen Informationen von beispielsweise einem Batterieüberwachungssystem und/oder einem beliebigen anderen geeigneten System in Verbindung mit dem Bestimmen eines Drucks 204 verwendet werden, der auf ein druckempfindliches Material aufgebracht wird und einer speziellen gemessenen Ausgabespannung 202 zugeordnet ist. Bei bestimmten Ausführungsformen können die Druck-Spannungs-Beziehungsinformationen, die in der graphischen Darstellung 200 enthalten sind, einem druckempfindlichen intelligenten Schaumstoffmaterial zugeordnet sein, das eine oder mehrere PVDF-Schichten umfasst, die mit einem Polyurethan-Substrat verklebt sind, wie vorstehend erörtert wurde. Eine Kurve 206 veranschaulicht eine beispielhafte modellierte Druck-Spannungs-Beziehung und eine Kurve 208 veranschaulicht eine tatsächliche und/oder gemessene Druck-Spannungs-Beziehung eines druckempfindlichen intelligenten Schaumstoffmaterials in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen.
3 veranschaulicht eine Zeichnung eines beispielhaften Systems 300 zum Messen eines Drucks, der mit einem Batteriesystem verbunden ist, in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Das veranschaulichte System 300 kann speziell in Verbindung mit dem Messen eines Drucks unter Verwendung eines oder mehrerer druckempfindlicher Materialien 302–306, die benachbart zu einer oder mehreren Batteriezellen 316–322 eines Batteriesystems angeordnet sind, verwendet werden. Bei bestimmten Ausführungsformen können die druckempfindlichen Materialien 302–306 in eine Batteriezelle und/oder Taschenkonstruktion integriert sein, was ermöglicht, dass das Material die Batteriezellen 316–322 und/oder andere Batteriesystemkomponenten schützt. Bei weiteren Ausführungsformen kann die Geometrie des veranschaulichten Systems 300 eine Integration im Inneren einer Batteriestapelzelle/eines Moduls ermöglichen.
Wie veranschaulicht kann das eine oder können die mehreren druckempfindlichen Materialien 302–306 ausgestaltet sein, um eine Spannung mit Bezug auf einen Druck, der darauf ausgeübt wird, an ein gekoppeltes Modul mit einem monostabilen Multivibrator 308 auszugeben. Bei einigen Ausführungsformen können das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator und/oder zugehörige Komponenten als Teil eines Batterieüberwachungssystems umfasst sein, wie vorstehend erörtert wurde. Das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator kann mit einer oder mehreren der Batteriezellen 316–322 gekoppelt sein und/oder von diesen mit Leistung versorgt werden (z. B. über einen Isolationswiderstand 314). Auf diese Weise kann das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator intern durch ein Batteriesystem, einen Stapel und/oder ein Modul mit Leistung versorgt werden, wodurch ein isoliertes sekundäres System zum Bestimmen des Batteriefunktionszustands und/oder anderer Batteriebedingungen bereitgestellt wird (z. B. während einer Stapelentladung im Anschluss an ein Aufprallereignis, bei dem bestimmte andere Batterieüberwachungs- und/oder Steuerungssysteme von den Batteriezellen 316–322 getrennt sein können).
Beruhend auf Spannungen, die von dem einen oder den mehreren druckempfindlichen Materialien 302–306 ausgegeben werden, kann das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator in Verbindung mit dem Bestimmen von Informationen verwendet werden, die einen Druck betreffen, der auf das eine oder die mehreren druckempfindlichen Materialien 302–306 ausgeübt wird, in Übereinstimmung mit einer bekannten Druck-Spannungs-Beziehung wie etwa derjenigen, die vorstehend in Verbindung mit 2 veranschaulicht und beschrieben ist. Das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator kann ein Druckanzeigesignal 312 ausgeben, welches eine Anzeige des ermittelten Drucks bereitstellt.
Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Druckanzeigesignal 312 ein binäres Signal sein, das anzeigt, ob ein oder mehrere Spannungssignal-Schwellenwerte, die einem oder mehreren Druckschwellenwerten zugeordnet sind, durch die eine oder die mehreren Spannungen überquert wurden, die von dem einen oder den mehreren druckempfindlichen Materialien 302–306 empfangen werden (d. h. ob ein Druck, der von den Materialien 302–306 gemessen wurde, einen oder mehrere Druckschwellenwerte überschreitet oder darunter abfällt). Bei einigen Ausführungsformen kann das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator ein festgestelltes Druckanzeigesignal 312 ausgeben (z. B. einen binären hohen Zustand), wenn der eine oder die mehreren Spannungssignal-Schwellenwerte durch die eine oder die mehreren Spannungen überschritten werden, die von dem einen oder den mehreren druckempfindlichen Materialien 302–306 empfangen werden, und es kann ein nicht festgestelltes Druckanzeigesignal 312 ausgeben (z. B. einen binären niedrigen Zustand), wenn der eine oder die mehreren Spannungssignal-Schwellenwerte durch die eine oder die mehreren Spannungen nicht überschritten wird bzw. werden, die von dem einen oder den mehreren druckempfindlichen Materialien 302–306 empfangen werden. Es ist festzustellen, dass eine Vielfalt geeigneter Druckanzeigesignale in Verbindung mit dem Bereitstellen einer Anzeige eines ermittelten Drucks verwendet werden kann, welche Signale umfassen, die ein anderes binäres Verhalten als das vorstehend beschriebene aufweisen.
Bei einigen Ausführungsformen kann der eine oder können die mehreren Druckschwellenwerte eingestellt und/oder modifiziert werden. Beispielsweise kann ein oder können mehrere einstellbare Widerstände 210 verwendet werden, um den einen oder die mehreren Spannungssignal-Schwellenwerte zu justieren, die in Verbindung mit dem Erzeugen des Druckanzeigesignals 312 verwendet werden. Auf diese Weise kann das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator beruhend auf zugehörigen druckempfindlichen Materialien 306–306 und/oder Batteriezellen 316–322, die überwacht werden, abgestimmt werden. Beruhend auf dem Druckanzeigesignal 312 kann eine oder können mehrere Maßnahmen durch ein oder mehrere Systeme ergriffen werden, die bestimmte Operationen der Batteriezellen 316–322 und/oder ein zugehöriges Fahrzeug überwachen und/oder steuern, welche beispielsweise das Benachrichtigen eines Anwenders und/oder einer anderen interessierten Partei darüber umfassen, dass ein Druckschwellenwert überschritten wird und/oder das Implementieren einer oder mehrerer anderer Schutzmaßnahmen.
4 veranschaulicht eine Zeichnung eines weiteren beispielhaften Systems 400 zum Messen eines Drucks, der einem Batteriesystem zugeordnet ist, in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Bestimmte Elemente des beispielhaften Systems 400 können denjenigen ähneln, die mit Bezug auf 3 veranschaulicht und beschrieben sind, und daher können ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein. Bei einigen Ausführungsformen kann das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator des Systems 400 mit einer externen Leistungsquelle 402 gekoppelt sein und/oder davon mit Leistung versorgt werden (z. B. eine externe Niederspannungsbatterie oder dergleichen). Auf diese Weise können bestimmte Ausführungsformen des beispielhaften Systems 400 ohne eine wesentliche interne Integration in ein zugehöriges Batteriesystem, einen Stapel und/oder ein Modul implementiert werden.
5 veranschaulicht eine Zeichnung eines beispielhaften Systems 500 zum Messen eines Drucks, der einem Batteriesystem zugeordnet ist, mit einem Zähler 502 in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Bestimmte Elemente des beispielhaften Systems 500 können denjenigen ähneln, die mit Bezug auf 3–4 veranschaulicht und beschrieben sind, und folglich können ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein. Bei bestimmten Ausführungsformen können Ausgaben des Moduls 308 mit einem monostabilen Multivibrator an ein gekoppeltes Zählermodul 502 geliefert werden. Beispielsweise kann das vorstehend mit Bezug auf 3 erörterte Druckanzeigesignal an das Zählermodul 502 als Eingabe geliefert werden. Bei einigen Ausführungsformen kann das Zählermodul 502 einen integrierten Zählerschaltkreis 4017 IC umfassen, obwohl auch andere geeignete Zähler in Verbindung mit den offenbarten Ausführungsformen verwendet werden können.
Das Zählermodul 502 kann ein Druckanzeigezählsignal 504 erzeugen, das eine Anzeige über eine Anzahl der Vorkommnisse bereitstellt, bei denen das Druckanzeigesignal, das von dem Modul 308 mit einem monostabilen Vibrator empfangen wurde, einen gemessenen Druck anzeigt, der einen oder mehrere eingestellte Schwellenwerte überquert. In Ausführungsformen beispielsweise, bei denen ein festgestelltes Druckanzeigesignal, das von dem Modul mit einem monostabilen Vibrator ausgegeben wird, einen gemessenen Druck anzeigt, der einen Schwellenwert überschreitet, kann das Zählermodul 502 die Anzahl der Vorkommnisse zählen, bei denen das Druckanzeigesignal festgestellt wurde. Auf diese Weise kann das Zählermodul 502 in Verbindung mit dem Bestimmen der Anzahl der Vorkommnisse verwendet werden, bei denen ein gemessener Druck einen Schwellenwert überschreitet.
6 veranschaulicht eine Zeichnung eines weiteren beispielhaften Systems 600 zum Messen eines Drucks, der einem Batteriesystem zugeordnet ist, mit einem Zähler 502 in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Bestimmte Elmente des beispielhaften Systems 600 können denjenigen ähneln, die mit Bezug auf 3–5 veranschaulicht und beschrieben wurden, und folglich können ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein. Analog zu den Ausführungsformen, die in Verbindung mit 4 veranschaulicht sind, kann das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator bei dem veranschaulichten System 600 mit einer externen Leistungsquelle 402 (z. B. einer externen Niederspannungsbatterie oder dergleichen) gekoppelt sein und/oder von dieser mit Leistung versorgt werden. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Zählermodul 502 außerdem mit der externen Leistungsquelle 402 gekoppelt sein und/oder von dieser mit Leistung versorgt werden.
7 veranschaulicht eine Zeichnung eines beispielhaften Systems 700 zum Messen eines Drucks, der einem Batteriesystem zugeordnet ist, mit einem Alarmmodul 700 in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Bestimmte Elmente des beispielhaften Systems 700 ähneln denjenigen, die mit Bezug auf 3–6 veranschaulicht und beschrieben sind, und folglich können ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein. Bei bestimmten Ausführungsformen kann eine Ausgabe des Zählermoduls 502 an ein gekoppeltes Alarmmodul 702 geliefert werden. Beruhend auf der empfangenen Zählermodulausgabe kann das Alarmmodul 702 ein Alarmsignal ausgeben und/oder eine Anzeige bereitstellen, dass ein gemessener Druck einen speziellen Schwellenwert überquert hat (z. B. den Schwellenwert überschritten hat oder unter den Schwellenwert gefallen ist oder dergleichen). Bei einigen Ausführungsformen können das Alarmsignal und/oder die Anzeige anzeigen, dass ein gemessener Druck einen speziellen Schwellenwert eine spezielle Anzahl von Malen überquert hat.
Bei einigen Ausführungsformen kann das Alarmmodul 702 ein Oszillatormodul umfassen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Oszillatormodul einen Kippschwinger [engl.: relaxing oscillator] beruhend auf einem Schmitt-Trigger umfassen. Beispielsweise kann das Oszillatormodul einen CMOS-Oszillator der 4000er Serie umfassen, obwohl auch andere geeignete Oszillatoren in Verbindung mit den offenbarten Ausführungsformen verwendet werden können. Das Oszillatormodul kann mit einem oder mehreren Alarmsystemen kommunikationstechnisch gekoppelt sein, welche beispielsweise ein Audioalarmsystem (z. B. einen Lautsprecher), ein visuelles Alarmsystem (z. B. eine Anzeigeleuchte), und/oder einen beliebigen anderen geeigneten Typ eines von Menschen und/oder elektronisch wahrnehmbaren Alarmsystems umfassen.
8 veranschaulicht eine Zeichnung eines weiteren beispielhaften Systems 800 zum Messen eines Drucks, der einem Batteriesystem zugeordnet ist, mit einem Alarmmodul 702 in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Bestimmte Elemente des beispielhaften Systems 800 können denjenigen ähneln, die mit Bezug auf 3–7 veranschaulicht und beschrieben sind, und folglich können ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein. Analog zu den Ausführungsformen, die in Verbindung mit 4 und 6 veranschaulicht sind, kann das Modul 308 mit einem monostabilen Multivibrator in dem veranschaulichten System 800 mit einer externen Leistungsquelle 402 (z. B. einer externen Niederspannungsbatterie oder dergleichen) gekoppelt sein und/oder von dieser mit Leistung versorgt werden. Bei weiteren Ausführungsformen können das Zählermodul 502 und/oder das Alarmmodul 702 ebenfalls mit der externen Leistungsquelle 402 gekoppelt und/oder von dieser mit Leistung versorgt werden.
9 veranschaulicht ein Flussdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 900 zum Bestimmen eines Zustands eines Batteriesystems in Übereinstimmung mit hier offenbarten Ausführungsformen. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das veranschaulichte Verfahren 900 zumindest teilweise unter Verwendung eines druckempfindlichen Materials, das benachbart zu einer Batteriezelle und/oder einer anderen Batteriekomponente angeordnet ist (z. B. ein druckempfindlicher intelligenter Schaumstoff), und/oder eines Batterieüberwachungssystems und/oder von Modulen und/oder Komponenten, aus denen es besteht, die hier offenbart sind (z. B. das Modul mit einem monostabilen Multivibrator, ein Zählermodul, ein Alarmmodul usw.) ausgeführt werden. Bei weiteren Ausführungsformen kann ein beliebiges anderes geeignetes System oder können mehrere Systeme verwendet werden.
Bei 902 kann das Verfahren 900 eingeleitet werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das Verfahren 900 beim Starten eines Fahrzeugs und/oder eines Batteriesystems eingeleitet werden, obwohl auch andere Einleitungszeitpunkte in Betracht gezogen werden. Bei weiteren Ausführungsformen kann das Verfahren 900 eingeleitet werden, wenn ein Fahrzeugsystem eine mögliche Batteriesystembedingung und/oder einen möglichen Batteriesystemzustand detektiert, die bzw. der vorhergesagte zugehörige Veränderungen beim Druck aufweisen kann, der von einer Batteriesystemkomponente auf ein zugehöriges druckempfindliches Material ausgeübt wird, das hier offenbarte Ausführungsformen implementiert.
Bei 904 kann ein Spannungssignal von einem druckempfindlichen Material empfangen werden, das benachbart zu einer Batteriesystemkomponente angeordnet ist (z. B. einer Batteriezelle oder dergleichen). Bei bestimmten Ausführungsformen kann das druckempfindliche Material ein intelligentes Schaumstoffmaterial umfassen und es kann in eine Batterietasche integriert sein, die ausgestaltet ist, um eine oder mehrere Zellen und/oder Module eines Batteriesystems festzuhalten. Das empfangene Spannungssignal kann mit einem Druckbetrag in Beziehung stehen und/oder anzeigen, der auf das druckempfindliche Material durch die benachbart dazu angeordnete Batteriesystemkomponente aufgebracht wird.
Bei 906 kann ein Vergleich zwischen dem empfangenen Spannungssignal und einem Spannungssignal-Schwellenwert durchgeführt werden. Bei 908 kann beruhend auf den Ergebnissen des Vergleichs, der bei 906 durchgeführt wurde, festgestellt werden, ob das empfangene Spannungssignal den Spannungssignal-Schwellenwert unterschreitet oder überschreitet (d. h. abhängig von einer interessierenden Druckbedingung). Wenn das Verfahren 900 beispielsweise in Verbindung mit dem Identifizieren einer Hochdruckbedingung verwendet wird, kann die Feststellung beruhend auf dem Vergleich von 906 bei 908 feststellen, ob das empfangene Spannungssignal den Spannungssignal-Schwellenwert überschreitet. Wenn das Verfahren 900 analog in Verbindung mit dem Identifizieren einer Niederdruckbedingung verwendet wird, kann die Feststellung beruhend auf dem Vergleich von 906 bei 908 feststellen, ob das empfangene Spannungssignal kleiner als der Spannungssignal-Schwellenwert ist. Wenn die Feststellung von 908 anzeigt, dass eine interessierende Bedingung nicht aufgetreten ist (z. B. eine Hoch- oder eine Niederdruckbedingung), kann das Verfahren 900 zu 904 zurückkehren. Andernfalls kann das Verfahren 900 zu 910 weitergehen.
Bei 910 kann ein Zustand des Batteriesystems beruhend auf der Feststellung von 908 ermittelt werden. Wenn die Feststellung von 908 beispielsweise anzeigt, dass das empfangene Spannungssignal einen Spannungssignal-Schwellenwert überschreitet, kann bei 910 eine Hochdruckbedingung festgestellt werden. Wenn die Feststellung von 908 analog anzeigt, dass das empfangene Spannungssignal kleiner als ein Spannungssignal-Schwellenwert ist, kann bei 910 eine Niederdruckbedingung festgestellt werden. Es ist festzustellen, dass eine Vielfalt anderer geeigneter Batteriezustände und/oder Zustandsinformationen bei 910 beruhend auf der Feststellung von 908 identifiziert werden kann, welche ohne Einschränkung Informationen über einen Lebensdauerendezustand der Batterie, Batterieentlüftungsinformationen, Informationen zum Unterdruckverlust einer Batterie und/oder dergleichen umfassen.
Bei 912 kann beruhend auf dem Zustand des Batteriesystems, der bei 910 festgestellt wurde, mindestens eine Maßnahme implementiert werden. Bei bestimmten Ausführungsformen kann die Maßnahme eine Schutzmaßnahme umfassen und kann eine beliebige der beispielhaften Schutzmaßnahmen umfassen, die hier offenbart sind. Bei 914 kann das Verfahren 900 zum Ende weitergehen.
Bestimmte hier offenbarte Systeme und Verfahren können zumindest teilweise unter Verwendung eines oder mehrerer Computersysteme implementiert werden. Zum Beispiel können bestimmte Merkmale und Funktionalitäten des Aufladesystems, des Aufladesteuerungssystems und der Steuerungselektronik unter Verwendung eines Computersystems implementiert werden. Die hier offenbarten Systeme und Verfahren stehen nicht naturgegeben in Beziehung zu einem beliebigen speziellen Computer oder einer anderen Vorrichtung und können durch eine geeignete Kombination aus Hardware, Software und/oder Firmware implementiert werden. Softwareimplementierungen können ein oder mehrere Computerprogramme umfassen, die einen ausführbaren Code/Anweisungen umfassen, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, bewirken können, dass der Prozessor ein Verfahren ausführt, das zumindest teilweise durch die ausführbaren Anweisungen definiert wird. Das Computerprogramm kann in einer beliebigen Form von Programmiersprache geschrieben sein, einschließlich kompilierter oder interpretierter Sprachen, und es kann in einer beliebigen Form weitergegeben werden, was umfasst, als eigenständiges Programm oder als Modul, Komponente, Unterroutine oder eine andere Einheit, die zur Verwendung in einer Computerumgebung geeignet ist. Ferner kann ein Computerprogramm weitergegeben werden, um auf einem Computer oder auf mehreren Computern an einem Ort ausgeführt zu werden, oder über mehrere Orte hinweg verteilt und durch ein Kommunikationsnetzwerk verbunden. Softwareausführungsformen können als Computerprogrammprodukt implementiert werden, das ein nicht vorübergehendes Speichermedium umfasst, das ausgestaltet ist, um Computerprogramme und Anweisungen zu speichern, die, wenn sie von einem Prozessor ausgeführt werden, ausgestaltet sind, um zu veranlassen, dass der Prozessor ein Verfahren gemäß den Anweisungen ausführt. Bei bestimmten Ausführungsformen kann das nicht vorübergehende Speichermedium eine beliebige Form annehmen, die in der Lage ist, prozessorlesbare Anweisungen in einem nicht vorübergehenden Speichermedium zu speichern. Ein nicht vorübergehendes Speichermedium kann als Kompaktdisk, digitale Videodisk, Magnetband, Bernoullilaufwerk, Magnetplatte, Lochkarte, Flashspeicher, integrierte Schaltungen oder eine beliebige andere nicht vorübergehende Speichervorrichtung einer digitalen Verarbeitungsanlage ausgeführt sein.
Obwohl das Vorstehende in einigem Detail zum Zweck der Klarheit beschrieben wurde, ist festzustellen, dass bestimmte Veränderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne die Prinzipien desselben zu verlassen. Bestimmte Merkmale der hier offenbarten Ausführungsformen können in einer beliebigen geeigneten Konfiguration oder Kombination konfiguriert und/oder kombiniert werden. Zudem können bestimmte hier offenbarte Systeme und/oder Verfahren in Batteriesystemen verwendet werden, die nicht in einem Fahrzeug enthalten sind (z. B. ein Reserveleistungs-Batteriesystem oder dergleichen). Es wird angemerkt, dass es viele alternative Weisen zum Implementieren sowohl der Prozesse als auch der Vorrichtungen gibt, die hier beschrieben sind. Folglich sollen die vorliegenden Ausführungsformen als Veranschaulichung und nicht als Beschränkung aufgefasst werden und die Erfindung darf nicht auf die hier angegebenen Details begrenzt werden, sondern sie kann im Umfang und den Äquivalenten der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.
Die vorstehende Beschreibung wurde mit Bezug auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Der Fachmann wird jedoch feststellen, dass verschiedene Modifikationen und Veränderungen durchgeführt werden können, ohne den Umfang der vorliegenden Offenbarung zu verlassen. Beispielsweise können verschiedene Verarbeitungsschritte sowie Komponenten zum Ausführen von Verarbeitungsschritten in Abhängigkeit von der speziellen Anwendung oder bei Berücksichtigung einer beliebigen Anzahl von Kostenfunktionen, die mit Betrieb des Systems verbunden sind, auf alternative Weisen implementiert werden. Folglich kann ein beliebiger oder können mehrere der Schritte gelöscht, modifiziert oder mit anderen Schritten kombiniert werden. Ferner muss diese Offenbarung als Veranschaulichung statt als Einschränkung aufgefasst werden und alle derartigen Modifikationen sollen im Umfang derselben enthalten sein. Analog wurden Nutzen, andere Vorteile und Lösungen für Probleme vorstehend mit Hinblick auf verschiedene Ausführungsformen beschrieben. Jedoch dürfen Nutzen, Vorteile und Lösungen für Probleme und beliebige Elemente, die veranlassen können, dass ein beliebiger Nutzen, Vorteil oder eine beliebige Lösung auftritt oder besser hervorgehoben wird, nicht als kritisches, notwendiges oder wesentliches Merkmal oder Element aufgefasst werden.
Bei der Verwendung hierin sollen die Begriffe ”umfasst” und ”enthält” und beliebige andere Variationen derselben eine nicht exklusive Inklusion abdecken, so dass ein Prozess, ein Verfahren, ein Artikel oder eine Vorrichtung, der/die/das eine Liste von Elementen umfasst, nicht nur diese Elemente umfasst, sondern andere Elemente umfassen kann, die nicht ausdrücklich aufgelistet sind oder für einen derartigen Prozess, ein derartiges Verfahren, ein derartiges System, einen derartigen Artikel oder eine derartige Vorrichtung naturgegeben sind. Außerdem sollen die Begriffe ”gekoppelt”, ”koppeln” und beliebige andere Variationen derselben, so wie sie hier verwendet werden, eine physikalische Verbindung, eine elektrische Verbindung, eine magnetische Verbindung, eine optische Verbindung, eine Kommunikationsverbindung, eine Funktionsverbindung und/oder eine beliebige andere Verbindung abdecken.
Der Fachmann wird feststellen, dass viele Veränderungen an den Details der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen durchgeführt werden können, ohne von den zugrundeliegenden Prinzipien der Erfindung abzuweichen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung soll daher nur durch die folgenden Ansprüche bestimmt werden.

Claims

Verfahren zum Feststellen eines Zustands eines Batteriesystems, das in einem Fahrzeug enthalten ist, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Spannungssignal von einem druckempfindlichen Material empfangen wird, das benachbart zu einer Komponente des Batteriesystems angeordnet ist, wobei das Spannungssignal mit einem Druck in Beziehung steht, der von der Batteriesystemkomponente auf das druckempfindliche Material ausgeübt wird; das empfangene Spannungssignal mit einem Spannungssignal-Schwellenwert verglichen wird; ein Zustand des Batteriesystems beruhend auf einem Ergebnis des Vergleichs festgestellt wird; und in Ansprechen auf die Feststellung mindestens eine Maßnahme implementiert wird, die mit dem Zustand in Verbindung steht.
System zum Feststellen eines Zustands eines Batteriesystems, das in einem Fahrzeug enthalten ist, wobei das System umfasst: ein druckempfindliches Material, das benachbart zu einer Komponente des Batteriesystems angeordnet ist; und ein Batterieüberwachungssystem, das mit dem druckempfindlichen Material kommunikationstechnisch gekoppelt ist und ausgestaltet ist, um: ein Spannungssignal von dem druckempfindlichen Material zu empfangen, das mit einem Druck in Beziehung steht, der von der Batteriesystemkomponente auf das druckempfindliche Material aufgebracht wird; das empfangene Spannungssignal mit einem Spannungssignal-Schwellenwert zu vergleichen; einen Zustand des Batteriesystems beruhend auf einem Ergebnis des Vergleichs festzustellen; und in Ansprechen auf die Feststellung mindestens eine Maßnahme zu implementieren, die mit dem Zustand in Verbindung steht.
System nach Anspruch 2, wobei das empfangene Spannungssignal mit dem Druck in Beziehung steht, der auf das druckempfindliche Material aufgebracht wird, beruhend auf einer bekannten Beziehung zwischen einem aufgebrachten Druck und einer von dem druckempfindlichen Material erzeugten Spannung, und wobei der Spannungsschwellenwert zumindest teilweise beruhend auf der bekannten Beziehung erzeugt wird.
System nach Anspruch 2, wobei der Zustand des Batteriesystems eine Niederdruckbedingung und/oder eine Hochdruckbedingung und/oder eine Lebensdauerendebedingung umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine Maßnahme das Benachrichtigen eines Anwenders des Fahrzeugs über den Zustand und/oder das Entlüften des Batteriesystems und/oder das Trennen des Batteriesystems von einem Hochspannungsbus umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei das druckempfindliche Material einen piezoelektrischen Film umfasst, der auf mindestens eine Seite eines Substrats aufgebracht ist.
System nach Anspruch 6, wobei der piezoelektrische Film einen Polyvinyliden-Film umfasst.
System nach Anspruch 2, wobei das Batterieüberwachungssystem ein Modul mit einem monostabilen Multivibrator umfasst, das ausgestaltet ist, um den Vergleich zwischen dem empfangenen Spannungssignal und dem Spannungssignal-Schwellenwert durchzuführen.
System nach Anspruch 8, wobei das Batterieüberwachungssystem ferner ein Zählermodul umfasst, das ausgestaltet ist, um ein Signal von dem Modul mit einem monostabilen Multivibrator zu empfangen, welches anzeigt, wann das empfangene Spannungssignal den Spannungssignal-Schwellenwert überschreitet, und um ein Zählersignal zu erzeugen, das eine Anzahl von Vorkommnissen betrifft, bei denen das empfangene Spannungssignal den Spannungssignal-Schwellenwert überschreitet, das von dem Batterieüberwachungssystem beim Feststellen des Zustands des Batteriesystems verwendet wird.
System nach Anspruch 2, wobei das druckempfindliche Material in eine Tasche integriert ist, die ausgestaltet ist, um die Komponente des Batteriesystems festzuhalten.