CN102463903A - 用于监测车辆推进系统电池的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于监测车辆推进系统电池的方法和装置，具体地，一种用于确定车辆推进系统电池中的冷却剂泄漏的方法和装置。AC绝缘电阻测试用于确定在电池内是否已经发生绝缘故障，但还可以确定电路或系统的电容，从而可以进一步确定所述车辆推进系统电池的冷却剂泄漏水平。这消除了使额外的装置来测量冷却剂泄漏。

Description

用于监测车辆推进系统电池的方法和装置
技术领域
本发明总体涉及一种用于监测车辆推进系统电池的装置和方法，且具体地涉及监测所述车辆推进系统电池以确定冷却剂泄漏的存在。
背景技术
混合动力和电动车辆通过补充（在混合动力的情况下）或者完全地替换（在电动车辆的情况下）内燃发动机（ICE）为车辆原动力的常规手段提供替代方案。这样，混合动力或电动车辆中的至少一部分原动力由用作直流（DC）电压源的一个或多个电池组提供给马达、发电机或变速器，其继而可以用于提供为使车辆的一个或多个车轮旋转所需的能量。对于用于车辆应用显得特别有前途的一种形式的电池被认为是锂离子电池。
因为这样的电池组形成车辆的推进系统的重要部分，所以重要的是监测与电池操作相关联的参数以确保适当的车辆性能。这样的参数的示例包括电池温度、电压、荷电状态等。另一个这样的参数是冷却剂泄漏。
冷却剂泄漏是车辆推进系统电池的重要参数，因为它能够导致电池热系统的效率的降低以及系统将过热的可能性的增加。冷却剂泄漏还会产生整个系统的短路。它会导致系统内的绝缘故障（从主电池到底盘的电压泄漏）。最终，冷却剂泄漏将限制电池的总体寿命。
常规地，在车辆系统电池内需要单独的装置来测量冷却剂泄漏；然而，可以执行称作AC绝缘电阻测试的一种形式的测试，从而在不需要额外装置的情况下确定绝缘故障是否已经发生并确定冷却剂泄漏。通过将激励信号注入到系统内以产生读回信号来执行常规的AC绝缘电阻测试。读回信号的幅值和相位通过激励信号和该读回信号之差来确定。
会难以确定常规的AC绝缘电阻测试的初始信号和读回信号的幅值和相位之间的小的变化，尤其是如果系统经历特定的状况。甚至系统条件的略微差异就会导致绝缘电阻测量的大的误差。这样的常规方法还使用预定的范围用于称作Y电容的量。Y电容器在高电压系统中使用，以减少干扰。它们通常暴露于系统内的瞬变和过电压，并且通常被安装用于线对地或中性点对地连接。Y电容器意在如果失去适当的地连接则故障会导致电击的情况下使用，并且它们通过将电流释放（分流）到地进行操作。如果实际的Y电容值处于预定的范围之外，则所获得的值会导致误差。绝缘电阻测量将是不准确的，这将导致错误的绝缘检测。
因此，准确地确定是否已经检测到绝缘故障是有挑战性的且困难的。同样，执行准确的AC绝缘电阻测量以使所获得的Y电容值能够与车辆电池的重要系统参数例如冷却剂泄漏的正确值相关联是有挑战性的且困难的。
发明内容
根据本发明的一方面，公开了一种用于监测车辆推进系统电池以确定冷却剂泄漏的存在的方法。所述方法包括：接收与所述电池的放电电流相关联的第一电容。然后，接收与所述电池的放电电流相关联的第二电容。将所述第一电容与所述第二电容进行比较，并与冷却剂泄漏相关联。最后，提供相关联信息，以指示冷却剂泄漏。
可选地，在这方面，所述第一电容和所述第二电容是Y电容。可以从多个波形获取所述Y电容，其中，将所述波形进行滤波，以生成多个DC分量。然后，分离所述DC分量，以接收绝缘电阻和所述Y电容。可以连续地接收所述第二电容。另外，提供所述相关联信息包括将感官提示传送给用户。在一种形式中，这可以包括使用计量器、音频警报、警示光或其它手段以向用户警示冷却剂泄漏的变化，即视觉图像、光、声音或它们的组合。
根据本发明的另一方面，描述了一种用于监测车辆推进系统电池以确定冷却剂泄漏的存在的装置。所述装置包括：传感器，所述传感器用于接收与所述电池的放电电流相关联的第一电容和第二电容；处理部件，所述处理部件被构造为将所述第一电容和所述第二电容进行比较；相关联机构，所述相关联机构用于将电容与冷却剂泄漏进行比较；针对用户的输出源，所述输出源提供冷却剂泄漏的指示。所述处理部件可以电连接到可检测冷却剂泄漏的一个或多个传感器。
可选地，在这方面，所述第一电容和所述第二电容是Y电容。可以从多个波形获取所述Y电容，其中，将所述波形进行滤波，以生成多个DC分量。然后，分离所述DC分量，以接收绝缘电阻和所述Y电容。可以连续地接收所述第二电容。最后，针对用户的输出源可以向用户提供相关联信息，以指示冷却剂泄漏，其中，所述提供包括向用户传送感官提示。在一种形式中，这可以包括使用计量器、音频警报、警示光或其它手段以向用户警示冷却剂泄漏的变化，即视觉图像、光、声音或它们的组合。
根据本发明的又一方面，描述了一种用于监测燃料电池堆以确定冷却剂泄漏的存在的方法。所述方法包括：从结合到所述电池堆的传感器接收第一Y电容，以这种方式测量冷却剂泄漏的指示；从结合到所述电池堆的传感器接收第二Y电容，以这种方式测量冷却剂泄漏的指示；将所述第一Y电容与所述第二Y电容进行比较；向信号处理部件提供表示经比较的电容的信号。可选地，所述提供表示经比较的电容的信号包括向用户通知所述冷却剂泄漏。所述信号处理部件可能够基于电容响应、处理、接收、传输或其它方式作用，以保持它们电容或向用户传送燃料电池泄漏状态的指示。用户可以是物主、操作员或驾驶员或者可以组装、维修或以其它方式负责总体燃料电池系统健康的人员。
本发明还提供如下方案：
1. 一种用于监测车辆推进系统电池以确定其中的冷却剂泄漏的存在的方法，所述方法包括：
接收与所述电池的放电电流相关联的第一电容；
接收与所述电池的放电电流相关联的第二电容；
将所述第一电容与所述第二电容进行比较；
将经比较的电容与冷却剂泄漏相关联；以及
提供相关联信息以指示冷却剂泄漏。
2. 根据方案1所述的方法，其中，所述第一电容和所述第二电容是Y电容。
3. 根据方案2所述的方法，其中，所述Y电容从多个波形获取。
4. 根据方案3所述的方法，其中，将所述波形进行滤波以生成多个DC分量。
5. 根据方案4所述的方法，其中，分离所述多个DC分量，以接收绝缘电阻和所述Y电容。
6. 根据方案1所述的方法，其中，连续地接收所述第二电容。
7. 根据方案1所述的方法，其中，通过处理部件执行所述比较。
8. 根据方案1所述的方法，其中，提供所述相关联信息包括将信号发送到控制器。
9. 根据方案1所述的方法，其中，提供所述相关联信息包括将感官提示传送给用户。
10. 一种用于监测车辆推进系统电池以确定其中的冷却剂泄漏的存在的装置，所述装置包括：
传感器，所述传感器被构造为接收与所述电池的放电电流相关联的第一电容和第二电容；
处理部件，所述处理部件被构造为将所述第一电容和所述第二电容进行比较；
相关联机构，所述相关联机构用于将电容与冷却剂泄漏进行比较；以及
针对用户的输出源，所述输出源指示冷却剂泄漏。
11. 根据方案10所述的装置，其中，所述第一电容和所述第二电容是Y电容。
12. 根据方案11所述的装置，其中，所述Y电容从多个波形获取。
13. 根据方案12所述的装置，其中，将所述波形进行滤波以生成多个DC分量。
14. 根据方案13所述的装置，其中，分离所述多个DC分量，以接收绝缘电阻和所述Y电容。
15. 根据方案10所述的装置，其中，连续地接收所述第二电容。
16. 根据方案10所述的装置，其中，输出包括向用户传送感官提示。
17. 一种用于监测燃料电池堆以确定冷却剂泄漏的存在的方法，所述方法包括：
从结合到所述电池堆的传感器接收第一Y电容，以便测量冷却剂泄漏的指示；
从结合到所述电池堆的传感器接收第二Y电容，以便测量冷却剂泄漏的指示；
将所述第一Y电容与所述第二Y电容进行比较；以及
向信号处理部件提供表示经比较的电容的信号。
18. 根据方案17所述的方法，当产生指示所述燃料电池堆中的冷却剂泄漏的信号时，所述提供包括向用户通知所述冷却剂泄漏。
附图说明
在下文中将结合附图描述优选的实施例，其中，相同的标号指示相同的元件，在附图中：
图1是用于监测车辆推进系统电池以确定冷却剂泄漏的方法的一个实施例的流程图；以及
图2是示出能够利用用于监测车辆推进系统电池以确定冷却剂泄漏的方法的系统的实施例的框图。
具体实施方式
应当理解，本申请不限于在描述中阐述的或在附图中示出的细节或方法。还应当理解，方法仅是为了描述目的，而不应当视为限制性的。
检测冷却剂泄漏的可行方法是获得系统内的Y电容值。本发明提供了将对车辆推进系统电池执行的准确的AC绝缘电阻测试。在一种形式中，本发明使用AC绝缘电阻测试来具体地确定可与冷却剂泄漏相关联的Y电容。这样的构造减少了对在系统中用于测量冷却剂泄漏的额外的或单独的装置的需要。
本发明从绝缘电阻测试获得读回信号，并将其乘以多个正弦波形，由此产生多个DC分量。DC分量中的一个确定幅值变化。另一个DC分量确定相位变化。与先前的方法相比，这些DC分量更加准确且更加可读，因为先前的方法对系统条件的微小变化非常敏感。因此，可以从系统中获得具有较小噪声的DC分量。当前方法对DC分量进行滤波，以确定绝缘电阻和Y电容。
一旦接收到第一电容值，就可以连续地接收到第二电容值。第二电容的时机允许系统的总体更快的检测时间。执行两个Y电容值的比较。在一种形式中，可以通过计算、查询表或在本领域中已知的其它方法来完成该比较。然后比较的电容可用于与冷却剂泄漏值相关联。通过对电池进行测试、通过查询表或通过在领域中已知的其它方法可将经比较的电容与冷却剂泄漏相关联。最后，可以将经比较的电容提供给用户或提供给信号处理部件。
图1示出了根据本发明的用于监测车辆推进系统电池10中的冷却剂泄漏18且总体上用200指示的方法的一个实施例的示图。
当车辆推进系统电池10开始100时，方法200开始。电池10可以通过用户、事件或在本领域中已知的任何其它方法而开始100。接收与放电电流相关联的第一电容110。可以从源或若干个源接收第一电容110。在一个实施例中，从传感器26接收第一电容110。在另一实施例中，从处理器接收第一电容110。在又一实施例中，从控制器接收第一电容110。第一电容110可以包括不同类型的电容。在一个实施例中，第一电容110是Y电容。在另一实施例中，第一电容110是X电容。在又一实施例中，第一电容110可以是由系统接收的任何其它类型的电容。第一电容110还可以与诸如电流、电压等的其它系统参数相关联。
接收与放电电流相关联的第二电容120。可以从源或若干个源接收第二电容120。在一个实施例中，从传感器26接收第二电容120。在另一实施例中，从处理器接收第二电容120。在又一实施例中，从控制器接收第二电容120。第二电容120可以包括不同类型的电容。在一个实施例中，第二电容120是Y电容。在另一实施例中，第二电容120是X电容。在又一实施例中，第二电容120可以是由系统接收的任何其它类型的电容。第二电容120还可以与诸如电流、电压等的其它系统参数相关联。
第二电容120可以由系统连续地接收。在另一实施例中，第二电容120可以存储在存储器部件、数据储存库或在本领域中已知的任何其它存储装置内。一旦接收到第一电容110和第二电容120，就确定比较的电容130。比较的电容130可以存储在存储器部件、数据储存库或在本领域中已知的任何其它存储装置内。
在确定了比较的电容130之后，查找比较的电容130和冷却剂泄漏18之间的相关联信息140。在一个实施例中，从电池的连续测试和经验数据来确定相关联信息140。该测试可以在诸如冷却剂泄漏水平的不同条件下将绝缘电阻值与电池的物理测量进行比较。当冷却剂泄漏水平改变时，因为Y电容对泄漏水平的敏感性，所以Y电容也改变。在另一实施例中，根据基于列表、索引或在本领域中已知的任何其它方法操作的处理部件20来确定相关联信息140。如果冷却剂泄漏18存在150，则通过输出源22向用户14提供160相关联信息140，以指示冷却剂泄漏18。术语“提供”可以包括输出、显示、传送、传输、接收等到装置、显示器或在本领域中已知的任何其它部件，以使用户能够直接地或间接地获知冷却剂泄漏18的状况。
在一个实施例中，输出源22可提供可以是可视的感官提示，例如图片、符号、数字或显示。在另一实施例中，输出源22可提供可以是光的感官提示，例如仪表板的光。在另一实施例中，输出源22可提供可以是声音的感官提示，例如语音或警示声。在又一实施例中，输出源22可以提供作为前述实施例或在本领域中已知的任何其它感官提示的组合的感官提示。
参照图2，示出了能够用于确定冷却剂泄漏18的方法的一个实施例的系统及其适合于在车辆推进系统电池10内使用的实施例的框图。
示出了能够用于确定上面讨论的冷却剂泄漏18的方法的车辆推进系统电池10的示例。下面的段落仅提供一种这样的车辆推进系统电池10的简要概述，然而，未示出的其它系统也可以采用所公开的方法。
车辆12通常包括用户14和车辆推进系统电池10。车辆（交通工具）12优选地为移动车辆，例如摩托车、汽车、卡车、休闲车辆（RV）、船、飞机、机动脚踏两用车等。车辆12通常配备有适当的处理部件20，其使得车辆12执行包括方法200在内的各种功能，车辆12进一步包括与用户14的通信。用于比较电容的相关联机构24还将存在于车辆内。如果检测到冷却剂泄漏150，则输出源22向用户14提供冷却剂泄漏18的指示。
可以通过提供各种机制的车载装置16，例如可提供感官提示的输出源22，将相关联信息传送到用户14。输出源22连接到车辆系统电池10，并可以向用户14提供冷却剂泄漏18的指示。输出源22可提供可以是可视、光、声音或其组合或者本领域内的其它已知方法的感官提示。这样的提供还可以包括中间步骤，例如将与冷却剂泄漏18相关联的数据存储在存储库中，该存储库可以用于向输出源22提供泄漏状态的指示。
虽然已经参照具体的实施例具体示出并描述了本发明，但是本领域技术人员应当理解，在不脱离如由所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以在此做出形式和细节方面的各种改变。

Claims (10)

1.一种用于监测车辆推进系统电池以确定其中的冷却剂泄漏的存在的方法，所述方法包括：
接收与所述电池的放电电流相关联的第一电容；
接收与所述电池的放电电流相关联的第二电容；
将所述第一电容与所述第二电容进行比较；
将经比较的电容与冷却剂泄漏相关联；以及
提供相关联信息以指示冷却剂泄漏。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一电容和所述第二电容是Y电容。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述Y电容从多个波形获取。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，将所述波形进行滤波以生成多个DC分量。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，分离所述多个DC分量，以接收绝缘电阻和所述Y电容。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，连续地接收所述第二电容。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过处理部件执行所述比较。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，提供所述相关联信息包括将信号发送到控制器。
9.一种用于监测车辆推进系统电池以确定其中的冷却剂泄漏的存在的装置，所述装置包括：
传感器，所述传感器被构造为接收与所述电池的放电电流相关联的第一电容和第二电容；
处理部件，所述处理部件被构造为将所述第一电容和所述第二电容进行比较；
相关联机构，所述相关联机构用于将电容与冷却剂泄漏进行比较；以及
针对用户的输出源，所述输出源指示冷却剂泄漏。
10.一种用于监测燃料电池堆以确定冷却剂泄漏的存在的方法，所述方法包括：
从结合到所述电池堆的传感器接收第一Y电容，以便测量冷却剂泄漏的指示；
从结合到所述电池堆的传感器接收第二Y电容，以便测量冷却剂泄漏的指示；
将所述第一Y电容与所述第二Y电容进行比较；以及
向信号处理部件提供表示经比较的电容的信号。
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