CN104101841B - 原位电池监视系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种原位电池监视系统。在一个或多个实施方式中，所公开的方法包括将至少一个测试信号注入到电池中，并且从电池中接收至少一个响应信号。在一个或多个实施方式中，响应信号包括至少一个反射信号。该方法进一步包括利用至少一个处理器比较响应信号与至少一个基线信号以产生至少一个比较信号。而且，该方法包括利用至少一个处理器通过使用比较信号检测电池内的至少一个异常。此外，该方法包括利用至少一个处理器通过使用比较信号确定电池内的至少一个异常的位置。
Description
技术领域
本发明涉及一种监视系统。具体地，本发明涉及一种原位电池监视系统。
背景技术
飞行器电池通常被设计为利用基于锂离子的高级化学过程而具有大容量，与现有的诸如镍金属氢化物或镍镉的电池类型相比，这样的电池在更高的充放电特性的情况下允许更高的能量密度。该更有吸引力的化学过程能够导致电解质不稳定性（尤其是在升高的温度下）。电池充电状态（SOC）通常由电池芯电压（CV）和电池芯温度来确定，并且可能没有完全地揭示当前的电池健康状态和电池芯的相对稳定性。本发明的目的在于使用反射计来测量电池芯内的阴极-阳极组件的相对原位射频（RF）阻抗行为，从而与温度、CV和SOC评估结合以获得电池健康状态的更完全的随时间完整的评估。目的在于识别电池芯出现故障或短路的风险。
发明内容
本发明涉及一种用于原位电池监视的方法、系统和设备。所公开的用于电池监视的方法包括将至少一个测试信号注入到电池中。该方法进一步包括从电池接收至少一个响应信号。在一个或更多实施方式中，至少一个响应信号包括至少一个反射信号。而且，该方法包括利用至少一个处理器将至少一个响应信号与至少一个基线信号进行比较以产生至少一个比较信号。另外，该方法包括利用至少一个处理器通过使用至少一个比较信号来检测电池内的至少一个异常。此外，该方法包括利用至少一个处理器通过使用至少一个比较信号确定电池内的至少一个异常的位置。
在一个或更多实施方式中，电池包括至少一个电池芯和/或至少一个电池壳体。在至少一个实施方式中，至少一个测试信号被注入到至少一个电池芯的至少一个阳极、至少一个电池芯的至少一个阴极和/或至少一个电池壳体中。
在至少一个实施方式中，至少一个测试信号是射频（RF）信号和/或高频信号。在一些实施方式中，该方法进一步包括利用至少一个信号生成器生成至少一个测试信号。
在一个或更多实施方式中，至少一个测试信号被利用码来编码。在至少一个实施方式中，该码是伪随机数字码或金码。在一些实施方式中，至少一个测试信号是扩频调制信号。在一个或更多实施方式中，扩频信号是啁啾信号。在一个或更多实施方式中，该方法进一步包括利用至少一个解码器来解码至少一个响应信号。
在至少一个实施方式中，利用至少一个发送器来执行将至少一个测试信号注入到电池中。在一个或更多实施方式中，利用至少一个接收器来执行从电池接收至少一个响应信号。在一些实施方式中，至少一个基线信号是针对电池的预计电压、针对电池的预计温度和/或针对电池的预计阻抗分布（profile）的函数。
在一个或更多实施方式中，一种用于电池监视的系统包括至少一个发送器，用于将至少一个测试信号注入到电池中。该系统进一步包括至少一个接收器，用于从电池接收至少一个响应信号。在至少一个实施方式中，至少一个响应信号包括至少一个反射信号。此外，系统包括至少一个处理器，用于将至少一个响应信号与至少一个基线信号进行比较以产生至少一个比较信号，通过使用至少一个比较信号来检测电池内的至少一个异常，以及通过使用至少一个比较信号确定电池内的至少一个异常的位置。
在至少一个实施方式中，至少一个发送器用于将至少一个测试信号注入到至少一个电池芯的至少一个阳极、至少一个电池芯的至少一个阴极和/或至少一个电池壳体中。在一些实施方式中，该系统进一步包括至少一个信号生成器，用于生成至少一个测试信号。在一个或更多实施方式中，该系统进一步包括至少一个解码器，用于解码至少一个响应信号。
本发明的另一实施方式如下示出：
条款1：一种用于电池监视的方法，所述方法包括：
将至少一个测试信号注入到电池中；
从所述电池接收至少一个响应信号；
其中，所述至少一个响应信号包括至少一个反射信号；
利用至少一个处理器，将所述至少一个响应信号与至少一个基线信号进行比较以产生至少一个比较信号；
利用所述至少一个处理器，通过使用所述至少一个比较信号检测所述电池内的至少一个异常；以及
利用所述至少一个处理器，通过使用所述至少一个比较信号来确定所述电池内的所述至少一个异常的位置。
条款2：条款1的方法，其中，所述电池包括至少一个电池芯和至少一个电池壳体中的至少一个。
条款3：条款2的方法，其中，所述至少一个测试信号被注入到所述至少一个电池芯的至少一个阳极、所述至少一个电池芯的至少一个阴极以及所述至少一个电池壳体中的至少一个中。
条款4：条款1的方法，其中，所述至少一个测试信号是射频（RF）信号和高频信号中的至少一个。
条款5：条款1的方法，其中，所述方法进一步包括利用至少一个信号生成器生成所述至少一个测试信号。
条款6：条款1的方法，其中，所述至少一个测试信号被利用码进行编码。
条款7：条款6的方法，其中，所述码是伪随机数字码和金码中的一种。
条款8：条款6的方法，其中，所述至少一个测试信号是扩频调制信号。
条款9：条款8的方法，其中，所述扩频调制信号是啁啾信号。
条款10：条款6的方法，其中，所述方法进一步包括利用至少一个解码器对所述至少一个响应信号进行解码。
条款11：条款1的方法，其中，将所述至少一个测试信号注入到所述电池中的步骤由至少一个发送器来执行。
条款12：条款1的方法，其中，从所述电池接收所述至少一个响应信号的步骤由至少一个接收器执行。
条款13：条款1的方法，其中，所述至少一个基线信号是针对所述电池的预计电压、针对所述电池的预计温度和针对所述电池的预计阻抗分布中的至少一个的函数。
条款14：一种用于电池监视的系统，所述系统包括：
至少一个发送器，用于将至少一个测试信号注入到电池中；
至少一个接收器，用于从所述电池接收至少一个响应信号；
其中，所述至少一个响应信号包括至少一个反射信号；
至少一个处理器，用于将所述至少一个响应信号与至少一个基线信号进行比较以产生至少一个比较信号，并且通过使用所述至少一个比较信号来检测所述电池内的至少一个异常，以及通过使用所述至少一个比较信号确定所述电池内的至少一个异常的位置。
条款15：条款14的系统，其中，所述电池包括至少一个电池芯和至少一个电池壳体中的至少一个。
条款16：条款15的系统，其中，所述至少一个发送器用于将所述至少一个测试信号注入到所述至少一个电池芯的至少一个阳极、所述至少一个电池芯的至少一个阴极以及所述至少一个电池壳体中的至少一个中。
条款17：条款14的系统，其中，所述至少一个测试信号是射频（RF）信号和高频信号中的至少一个。
条款18：条款14的系统，其中，所述系统进一步包括至少一个信号生成器，用于生成所述至少一个测试信号。
条款19：条款14的系统，其中，所述至少一个测试信号被利用码进行编码。
条款20：条款19的系统，其中，所述码是伪随机数字码和金码中的一种。
条款21：条款19的系统，其中，所述至少一个测试信号是扩频调制信号。
条款22：条款21的系统，其中，所述扩频调制信号是啁啾信号。
条款23：条款19的系统，其中，所述系统进一步包括至少一个解码器，用于对所述至少一个响应信号进行解码。
条款24：条款14的系统，其中，所述至少一个基线信号是针对所述电池的预计电压、针对所述电池的预计温度和针对所述电池的预计阻抗分布中的至少一个的函数。
特征、功能和优点能够在本发明的各种实施方式中独立地实现或者可以在其它实施方式进行组合。
附图说明
根据下面的描述、所附权利要求和附图，将会更好地理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，在附图中：
图1是根据本发明的至少一个实施方式的公开的用于电池监视的系统的示意图。
图2是根据本发明的至少一个实施方式的公开的用于电池监视的方法的流程图。
图3A是示出根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统的主（阴极到阳极引入（referenced））构造的示意图。
图3B是示出根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统的阴极到壳体引入构造的示意图。
图3C是示出根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统的阳极到壳体引入构造的示意图。
图4A是示出根据本发明的至少一个实施方式的用于其中电池芯串行连接的公开的电池监视系统的多个电池芯的监视构造的示意图。
图4B是示出根据本发明的至少一个实施方式的用于其中电池芯并行连接的公开的电池监视系统的多个电池芯的监视构造的示意图。
图5是示出根据本发明的至少一个实施方式的示例性基线信号的图。
图6是示出根据本发明的至少一个实施方式的示例性比较信号的图。
图7是根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统可以采用的数据处理系统的网络的示意图。
图8是根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统可以采用的数据处理系统的示意图。
本公开中示出的每个附图示出了所示实施方式的一方面的变化，并且将仅详细讨论其区别。
具体实施方式
这里公开的方法和设备提供了一种可操作的原位电池监视系统。具体地，系统将高频测试信号注入到电池并且接收基于反射计的响应信号。响应信号包括反射信号，其具有与电池芯内的导电面的特性阻抗的变化成比例的电压电平。如果响应信号的电压电平中的任一个超过了响应信号的预计电压电平，则这是反射事件的位置可以示出异常的指示。
如前所述，飞行器电池通常被设计为利用基于锂离子的高级化学过程而具有大容量，与现有的诸如镍金属氢化物或镍镉的电池类型相比，这样的电池在更高的充放电特性的情况下允许更高的能量密度。该更有吸引力的化学过程能够导致电解质不稳定性（尤其是在升高的温度下）。电池充电状态（SOC）通常由电池芯电压（CV）来确定，并且可能没有完全地揭示当前的电池健康状态和电池芯的相对稳定性。本发明的目的在于使用反射计来测量电池芯内的阴极-阳极组件的相对原位射频（RF）阻抗行为，从而与温度、CV和SOC评估结合以获得电池健康状态的更完全的随时间完整的评估。目的在于识别电池芯出现故障或短路的风险。
施加于电池的电气和环境的综合影响能够使得经由CV测量的简单的SOC评估变得复杂。在一些情况下，制造和环境的组合影响能够损害电池芯的稳定性，从而使得该电池芯（也可能还使得其它的电池芯）存在泄气和/或起火的风险。通过监视电池芯内的阴极-阳极组件的RF阻抗，能够例如通过感测枝晶生长和/或通过检测外物碎片（FOD）（其能够触发所监视的电池芯内的短路状况）来评估物理组件位置和完整性。
基于反射计的测量是当前用于确定电线上的故障距离（DFT）的优选方法。反射计方法将射频或高频测试信号注入在待测试布线（WUT）上。来自测试信号的信号电压与来自WUT的特性阻抗的变化成比例地反射。如果测量的反射超过了预计的反射，则在反射事件的区域中要求额外的仔细检查。导电布线将其自己表示为关于射频或高频电磁波发射行为的“单维度”，这是因为关于布线和绝缘介质材料存在圆对称性。对于导电板，如在电池芯（称为阴极-阳极结构）中将发现的，这样的高频波发送在波前反射离开该二维结构的边缘时变得更加复杂。虽然反射计评估对于该结构来说更加复杂，但是主要由物理间隔和周围的电解质化学作用来确定特性阻抗，从而使得这样的电池结构的反射计评估是可行的。该目的不是在于检测DFT，而是检测由于导致阴极与阳极之间的间隙闭合的奇异位置（即，枝晶）或其它结构问题导致的短路状况。在由于分离导致的阴极与阳极之间的间隙增加的事件中，我们将预计检测到开路状况。通过连续地评估阴极-阳极组件的射频或高频阻抗，阻抗响应的变化变为关键的度量。
在下面的描述中，阐述各种细节以便于提供系统的更完整的描述。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，所公开的系统可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况下，没有描述公知的特征，以便于没有不必要地使得系统混淆。
图1是根据本发明的至少一个实施方式的公开的用于电池监视的系统100的示意图。在该附图中，监视电子装置170被示出为将测试信号注入到电池140中。在一个或更多实施方式中，该测试信号是射频或高频信号（例如，1至300兆赫（MHz）或300MHz至10千兆赫（GHz））。电池140包括至少一个电池芯（未示出）和/或至少一个电池壳体（未示出）。
在系统100的操作过程中，监视电子装置170中的处理器110首先确定将被注入到电池140中的测试信号的类型。处理器110然后向信号生成器120发送指令以生成测试信号。在一个或更多实施方式中，测试信号被利用诸如伪随机数字码或金码的码进行编码。对于这些实施方式中，信号生成器120将处理器110的关于码的指令实施为适合的频率的测试信号。在一些实施方式中，测试信号是扩频调制信号。在其它实施方式中，测试信号是啁啾信号。
在信号生成器120生成了测试信号之后，测试信号由发送器130注入到电池140中。测试信号被注入到至少一个电池芯（未示出）的至少一个阳极、至少一个电池芯（未示出）的至少一个阴极和/或至少一个电池壳体（未示出）中。在图3A、图3B和图3C的描述中讨论关于电池140的不同注入构造的详细讨论。
一旦测试信号被注入到电池140中，从接收器150接收响应信号。响应信号包括至少一个反射信号。响应信号将有助于指示电池140中的特定可能的异常。电池140中的一个可能的异常是开路。对于开路异常，响应信号将包含由于离开开路的较大的反射导致具有较高的电压电平的反射信号。电池140中的另一可能异常是枝晶。对于没有桥接阴极-阳极子组件的枝晶异常或导电异物，响应信号将包含由于离开该异常的局部区域的较小反射导致具有略低的电压的反射信号。并且，电池中的另一可能异常是短路。对于短路异常，响应信号将包含由于该异常的局部区域中的发送信号的吸收导致具有基本上较低电压的反射信号。在所有上述三种异常中，反射计信号引起基于从发送器130到异常的时间加上从反射信号返回接收器150的时间的时间延迟。
在接收器150接收到响应信号之后，解码器160对响应信号进行解码。然后，处理器110将响应信号与基线信号进行比较以产生比较信号。对于该比较，处理器110特别地比较响应信号的码与基线信号的码以产生用于比较信号的码。在一个或更多实施方式中，基线信号是电池140的预计电压、电池140的预计温度和/或针对电池140的预计阻抗分布的函数。
然后，处理器110使用比较信号来检测（和识别）电池140内的至少一个异常。另外，处理器110使用比较信号来确定电池140中的异常的位置。
应注意的是，在一个或更多实施方式中，监视电子装置170的处理器110可以与显示器通信（例如，以有线或无线的方式），该显示器用于显示信号（例如，响应信号、基线信号和/或比较信号）。显示器可以是作为例如台式计算机（与图7中的服务器704类似）或者膝上计算机（与图7中的客户端710类似）的一部分的计算机显示单元。
图2是根据本发明的至少一个实施方式的公开的用于电池监视的方法200的流程图。在方法200的开始210，至少一个测试信号被注入到电池中220。然后，接收来自电池的至少一个响应信号230。
在接收到响应信号之后，至少一个处理器将响应信号与至少一个基线信号进行比较以产生至少一个比较信号240。然后，至少一个处理器通过使用比较信号检测电池内的至少一个异常250。而且，至少一个处理器通过使用比较信号确定电池内的至少一个异常的位置260。然后，该方法200结束270。
图3A是示出根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统的主（阴极到阳极引入）构造的示意图300。在该图中，监视电子装置330被示出为将测试信号注入到由电池壳体350覆盖的电池芯340中。
在系统的操作过程中，监视电子装置330中的处理器360确定将要注入到电池340中的测试信号的类型。处理器360然后将指令发送给专用集成电路（ASIC）370以生成测试信号。测试信号可以用诸如伪随机数字码或金码的码来编码。对于这些实施方式，ASIC370将处理器360的关于码的指令实施为适合的频率的测试信号。在一些实施方式中，测试信号是扩频调制信号。在其它实施方式中，测试信号啁啾信号。
在ASIC370生成了测试信号之后，测试信号由收发器电路（T/R Ckt）380的发送器注入到电池340中。对于该主配置，测试信号被示出为注入到电池芯340的阴极（由正符号表示），并且通过电池芯340的阳极（由负符号表示）引入。应注意的是，在一个或更多实施方式中，收发器电路380包括电容器，如附图中所示出的那样。
一旦测试信号进入电池芯340中，从电池芯340的阳极引入响应信号。收发器电路380的接收器接收该响应信号。响应信号包括至少一个反射信号。
在接收器接收到响应信号之后，ASIC370对响应信号进行解码。然后，处理器360将响应信号与基线信号进行比较以产生比较信号。处理器360然后使用该比较信号来检测（和识别）电池芯340内的至少一个异常。另外，处理器360使用比较信号来确定电池芯340中的异常的位置。
图3B是示出根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统的阴极到壳体引入构造的示意图310。除了下述不同之处之外，该图与图3A相同，所述不同之处为该图示出了用于测试信号的注入的不同构造。对于该构造，测试信号被示出为注入到电池芯340的阴极，并且从电池壳体350引入。应注意的是，该构造要求电池壳体350导电。
图3C是示出根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统的阳极到壳体引入构造的示意图320。除了下述不同之处之外，该图与图3A和图3B相同，所述不同之处为该图示出了用于测试信号的注入的不同构造。对于该构造，测试信号被示出为注入到电池芯340的阳极，并且从电池壳体350引入。应注意的是，该构造要求电池壳体350导电。
图4A是示出根据本发明的至少一个实施方式的用于其中电池芯串行连接的公开的电池监视系统的多个电池芯420的监视构造的示意图400。在该图中，监视电子装置410将测试信号注入到与监视电子装置410一起容纳在电池壳体430中的多个电池芯420中。该图中的多个电池芯420串行连接在一起。监视电子装置410的操作与图3A中所示的相同。
图4B是示出根据本发明的至少一个实施方式的用于其中电池芯并行连接的公开的电池监视系统的多个电池芯420的监视构造的示意图440。除了下述不同之处之外，图4B中所示的监视构造与图4A中所示的监视构造相同，所述不同之处在于电池芯420并行地而不是串行地（如图4A中所示）连接。
应注意的是，在其它实施方式中，除了图4A和图4B中所示的监视构造之外，可以使用各种不同的监视构造用于所公开的电池监视系统。例如，在一些实施方式中，电池芯420可以利用串行连接和并行连接的组合而连接在一起。而且，应注意的是，在测试期间，不是每次都需要测试所有电池芯420。对于这些情况，可以每次仅测试电池芯420中的一个或一些。
图5是示出根据本发明的至少一个实施方式的示例性基线信号508的曲线图500。曲线图500具有水平轴和垂直轴。在该示例中，水平轴是距离轴502。距离轴502表示离开电池芯（或电池壳体）的注入测试信号的位置的距离。曲线图500上的点离距离轴502与垂直轴之间的交叉点越近表示距离注入测试信号的物理位置的距离越短。类似地，曲线图500上的点离距离轴502与垂直轴之间的交叉点越远表示距离注入测试信号的物理位置的距离越长。
垂直轴是信号电压轴504。信号电压轴504表示基线信号508的强度。基线信号508的强度可以对应于测试信号在电池芯或电池壳体中的给定位置处遇到的阻抗变化。曲线图500上的点离信号电压轴504与距离轴502之间的交叉越近表示电压越低，而曲线图500上的点离信号电压轴504与距离轴502之间的交叉越远表示电压越高。
应注意的是，基线信号508的部分510（即，高压峰）示出了测试信号注入点处的典型的阻抗不匹配。测试信号注入点表示测试信号进入（或注入）到电池芯或电池壳体中的位置。基线信号508的部分512示出了反射信号的示出电池的阴极-阳极结构的RF阻抗行为的区域。而且，基线信号508的部分514示出了电池的阴极的末端处的阻抗不匹配。
图6是示出根据本发明的至少一个实施方式的示例性比较信号608的曲线图。曲线图600具有水平轴和垂直轴。在该示例中，水平轴是距离轴602。距离轴602表示离开电池芯（或电池壳体）的注入测试信号的位置的距离。曲线图600上的点离距离轴602与垂直轴之间的交叉点越近表示距离注入测试信号的物理位置的距离越短。类似地，曲线图600上的点离距离轴602与垂直轴之间的交叉点越远表示距离注入测试信号的物理位置的距离越长。
垂直轴是信号电压轴604。信号电压轴604表示比较信号608的幅值。比较信号608的幅值对应于测试信号在电池芯或电池壳体中的给定位置处遇到的阻抗变化的差的幅值。曲线图600上的点离信号电压轴604与距离轴602之间的交叉越近表示幅值（即，电压）越低，而曲线图600上的点离信号电压轴604与距离轴602之间的交叉越远表示幅值（即，电压）越高。
曲线图600上的比较信号608是获取的第一采样信号测量（未示出）与基线信号508之间的差的示例。比较信号608将用于检测与图5的曲线图500的基线信号508的差的变化。在公开的系统的操作过程中，随着时间获取多个响应信号（即，多个采样信号测量）以与基线信号508比较。通过随着时间将多个响应信号与基线信号508比较，信号的差（即，基线信号508与响应信号之间的差）的逐渐变化能够指示电池中的至少一个异常。
在图6中，比较信号608的部分610（即，小电压差）示出了测试信号注入点处的阻抗不匹配的通常可允许差。测试信号注入点表示测试信号进入（或注入）到电池芯或电池壳体中的位置。比较信号608的部分612示出了针对RF阻抗随时间变化的趋势而监视的关注区域。距离轴（x轴）602下面的信号的例如趋势暗示电池中的短路趋势。并且，信号电压轴（y轴）604上的信号的例如趋势暗示电池中的开路趋势。另外，比较信号608的部分614示出了电池的阴极的末端处的阻抗不匹配的通常可允许差。
现在参考图7和图8，提供其中可以实施本发明的实施方式的数据处理环境的示例性图。应理解的是，图7和图8仅是示例性的并且不意在对于其中可以实施不同实施方式的环境施加任何限制。可以做出对于所描述的环境的很多修改。
图7是根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统可以采用的数据处理系统的网络的示意图。网络数据处理系统700是其中可以实施所公开的电池监视系统的实施方式的计算机的网络。网络数据处理系统700可以用于监视例如飞行器的电池（例如，包括至少一个电池芯和/或至少一个电池壳体的电池）中的异常。可以在任何适合的飞行器制造和服务方法中执行监视。例如，可以在组件和子组件制造、服务和/或维护和服务期间执行飞行器的电池中的异常的监视。网络数据处理系统700包含网络702，其是用于提供网络数据处理系统内连接在一起的各种装置与计算机之间的通信链路。网络702可以包括诸如有线、无线通信链路或光纤线缆的连接。
在所描述的示例中，服务器704和服务器706与存储单元708一起连接到网络702。另外，客户端710、712和714连接到网络702。这些客户端710、712和714可以是例如个人计算机或网络计算机。在所描述的示例中，服务器704向客户端710、712和714提供诸如启动文件、操作系统图像和应用的数据。客户端710、712和714在该示例中是服务器704的客户端。飞行器716还是可以与客户端710、712和714交换信息的客户端。飞行器716还可以与服务器704和706交换信息。飞行器716可以在飞行中通过无线通信链路与不同的计算机交换数据或者在地面上通过任何其它类型的通信链路交换数据。在这些示例中，服务器704、服务器706、客户端710、客户端712和客户端714可以是计算机。网络数据处理系统700可以包括未示出的额外的服务器、客户端和其它装置。应注意的是，在其它实施方式中，飞行器716可以是采用任何类型的复杂电池（即，具有高等级的amp小时和高能量密度化学过程的电池）的可能要求针对劣化的维护和监视的其它类型的车辆或平台。
在一个有利实施方式中，客户端710用作用于注入测试信号的监视单元并且通过飞行器716中的电池接收响应信号。服务器706可以然后用于将响应信号与基线信号进行比较以产生比较信号，该比较信号用于确定在电池中是否存在任何异常。当然，将理解的是，飞行器716、客户端710和/或服务器706可以包含监视单元的一部分或整体。
飞行器716还可以具有位于飞行器716上的机载监视单元。飞行器716可以例如向客户端710和/或服务器706发送响应信号、基线信号和/或比较信号。客户端710和/或服务器706可以位于飞行器716的制造商的设施、航空公司或任何其它适合的位置处。另外，客户端710和/或服务器706可以使用网络702发送和接收针对飞行器716的一个或多个请求和响应。请求可以是监视飞行器716机载电池的请求。响应可以是来自电池的一个或更多个响应信号和/或关于电池健康状态的警告。
在所描述的示例中，网络数据处理系统700是具有网络702的互联网，该网络702表示使用彼此通信的协议的传输控制协议/互联网协议（TCP/IP）组的网关和网络的世界范围的集合。当然，网络数据处理系统700还可以实施为多个不同种类的网络，例如内联网（intranet）、局域网（LAN）或广域网（WAN）。图7意在作为示例，并且不是对于不同实施方式的架构上的限制。
图8是根据本发明的至少一个实施方式的公开的电池监视系统可以采用的数据处理系统800的示意图。数据处理系统800是可以用于实施诸如服务器704和客户端710的服务器和客户端的数据处理系统的示例。此外，数据处理系统800是在图7中的飞行器716中的数据处理系统的示例。
在所示示例中，数据处理系统800包括通信介质802，其提供处理器单元804、存储器806、永久存储装置808、通信单元810、输入/输出（I/O）单元812和显示器814之间的通信。
处理器单元804用于执行可以加载到存储器806中的软件的指令。处理器单元804可以根据特定实施而是多种一个或多个处理器或者可以是多处理器核心。此外，处理器单元804可以使用一个或更多个异构处理器系统来实施，在异构处理器系统中主处理器与副处理器位于单个芯片上。作为另一示例性示例，处理器单元804可以是包含同样类型的多个处理器的对称的多处理器系统。
存储器806和永久存储装置808是存储装置816的示例。存储装置是能够临时和/永久地存储信息的任何硬件，所述信息例如为（非限制性地）数据、功能形式的程序代码和/或临时和/或永久的其它适合的信息。在这些示例中，存储器806可以例如为随机访问存储器或任何其它适合的易失性或非易失性存储装置。永久存储装置808可以根据特定实施而采取各种形式。例如，永久存储装置808可以包含一个或更多个组件或装置。例如，永久存储装置808可以是硬盘驱动器、闪存、可重写光盘、可重写磁带或上述的一些组合。永久存储装置808使用的介质可以是可移除的。例如，可移除的硬盘驱动器可以用于永久存储装置808。
在这些示例中，通信单元810用于与其它数据处理系统或装置通信。在这些示例中，通信单元810是网络接口卡。通信单元810可以通过使用物理和无线通信链路之一或两者来提供通信。
输入/输出单元812允许利用连接到数据处理系统800的其它装置输入和输出数据。例如，输入/输出单元812可以提供通过键盘、鼠标和/或一些其它适合的输入装置的用户输入的连接。此外，输入/输出单元812可以将输出发送给打印机。显示器814提供向用户显示信息的机制。
用于操作系统、应用和/或程序的指令可以位于通过通信介质802与处理器单元804通信的存储装置816中。在这些示出示例中，执行以功能形式位于永久存储装置808上。这些指令可以加载到存储器806中以由处理器单元804执行。可以由处理器单元804使用可以位于诸如存储器806的存储器中的计算机实施指令来执行不同实施方式的处理。
这些指令被称为程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读代码，其可以由处理器单元804中的处理器读取和执行。在不同实施方式中，程序代码可以在不同的物理或计算机可读存储介质（例如，存储器806或永久存储装置808）上实施。
程序代码818以功能形式位于可选择性地移除的计算机可读介质820上并且可以被加载到或传输到数据处理系统800以由处理器单元804执行。程序代码818和计算机可读介质820形成计算机程序产品822。在一个示例中，计算机可读介质820可以是计算机可读存储介质824或计算机可读信号介质826。计算机可读存储介质824可以包括例如光学或磁性盘，其插入到或置于驱动器或作为永久存储装置808的一部分的其它装置中以传输到诸如作为永久存储装置808的一部分的硬盘驱动器的存储装置上。计算机可读存储介质824还可以采取永久存储装置的形式，例如连接到数据处理系统800的硬盘驱动器、拇指驱动器或闪存。在一些情况下，计算机可读存储介质824可以不能够从数据处理系统800移除。
替选地，程序代码818可以使用计算机可读信号介质826传输到数据处理系统800。计算机可读信号介质826可以例如为包含程序代码818的传播数据信号。例如，计算机可读信号介质826可以是电磁信号、光学信号和/或任何其它适合类型的信号。这些信号可以通过诸如无线通信链路、光纤线缆、同轴线缆、电线和/或任何其它适合类型的通信链路的通信链路进行传输。换言之，在示例性示例中，通信链路和/或连接可以是物理或无线的。计算机可读介质还可以采取诸如通信链路或包含程序代码的无线传输的非有形介质的形式。
在一些示例性实施方式中，程序代码818可以通过网络从另一装置下载到永久存储装置808或者通过计算机可读信号介质826下载到数据处理系统以在数据处理系统800中使用。例如，服务器数据处理系统中计算机可读存储介质中存储的程序代码可以通过网络从服务器下载到数据处理系统800。提供程序代码818的数据处理系统可以是服务器计算机、客户端计算机或能够存储和传输程序代码818的一些其它装置。
为数据处理系统800示出的不同组件不意在对于可以实施不同实施方式的方式施加架构上的限制。不同的示例性实施方式可以在包括除了为数据处理系统800而示出的组件之外或替代这些组件的组件的数据处理系统中实施。图8中示出的其它组件能够相对于所示的示例性示例变化。可以使用能够执行程序代码的任何硬件装置或系统来实施不同的实施方式。作为一个示例，数据处理系统800可以包括与无机组件形成一体的有机组件和/或可以整体地由不包括人的有机组件构成。例如，存储装置可以由有机半导体构成。
作为另一示例，数据处理系统800中的存储装置是可以存储数据的任何硬件设备。存储器806、永久存储装置808和计算机可读介质820是有形形式的存储装置的示例。
在另一示例中，总线系统可以用于实施通信介质802并且可以由诸如系统总线或输入/输出总线的一个或更多个总线构成。当然，总线系统可以使用提供附接到总线系统的不同组件或装置之间的数据传输的任何适合的类型的架构来实施。另外，通信单元可以包括用于发送和接收数据的诸如调制解调器或网络适配器的一个或更多个装置。此外，存储器可以为例如在通信介质802中可以存在的接口和存储器控制器集线器中的存储器806或缓存。
虽然在这里已经描述了一些示例性实施方式和方法，但是对于本领域技术人员来说，根据前述描述显而易见的是，这样的实施方式和方法的变化和修改能够在不偏离所公开的技术领域的真实精神和范围的情况下来实施。存在所公开的计数的很多其它示例，其均仅在细节方面彼此存在不同。因此，想要的是，所公开的计数仅被限制到由所附权利要求要求以及适用法律的规定和原理要求的程度。
Claims (14)
1.一种用于电池监视的方法，所述方法包括：
将至少一个测试信号注入到电池中，其中，所述至少一个测试信号是射频RF信号；
从所述电池接收至少一个响应信号；
其中，所述至少一个响应信号包括至少一个反射信号；
利用至少一个处理器，将所述至少一个响应信号与至少一个基线信号进行比较以产生至少一个比较信号；
利用所述至少一个处理器，通过使用所述至少一个比较信号检测所述电池内的至少一个异常；以及
利用所述至少一个处理器，通过使用所述至少一个比较信号来确定所述电池内的所述至少一个异常的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述电池包括至少一个电池芯和至少一个电池壳体中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述至少一个测试信号被注入到所述至少一个电池芯的至少一个阳极、所述至少一个电池芯的至少一个阴极以及所述至少一个电池壳体中的至少一个中。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括利用至少一个信号生成器生成所述至少一个测试信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个测试信号被利用码进行编码。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述码是伪随机数字码和金码中的一种。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个测试信号是扩频调制信号。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述扩频调制信号是啁啾信号。
9.根据权利要求5所述的方法，其中，所述方法进一步包括利用至少一个解码器对所述至少一个响应信号进行解码。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述至少一个测试信号注入到所述电池中的步骤由至少一个发送器来执行。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，从所述电池接收所述至少一个响应信号的步骤由至少一个接收器执行。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个基线信号是针对所述电池的预计电压、针对所述电池的预计温度和针对所述电池的预计阻抗分布中的至少一个的函数。
13.一种用于电池监视的系统，所述系统包括：
至少一个发送器，所述至少一个发送器用于将至少一个测试信号注入到电池中，其中，所述至少一个测试信号是射频RF信号；
至少一个接收器，所述至少一个接收器用于从所述电池接收至少一个响应信号；
其中，所述至少一个响应信号包括至少一个反射信号；以及
至少一个处理器，所述至少一个处理器用于将所述至少一个响应信号与至少一个基线信号进行比较以产生至少一个比较信号，并且通过使用所述至少一个比较信号来检测所述电池内的至少一个异常，以及通过使用所述至少一个比较信号确定所述电池内的所述至少一个异常的位置。
14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述电池包括至少一个电池芯和至少一个电池壳体中的至少一个。
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