CN104808152B - 基于内部蓄电池压力而确定蓄电池状态信息的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提出了用于基于与蓄电池系统内的测量压力有关的信息来监测蓄电池系统的状态的系统和方法。在某些实施例中，所公开的系统和方法可结合测量蓄电池系统内的压力利用压敏智能泡沫材料。基于测量的压力信息，可以确定与蓄电池系统有关的各种信息。例如，可基于测量的压力信息确定与蓄电池系统的状态有关的信息、发生在所述蓄电池系统内的某些事件和/或蓄电池寿命信息。

Description

基于内部蓄电池压力而确定蓄电池状态信息的系统和方法
技术领域
本公开涉及用于确定蓄电池系统的状态的系统和方法。更具体而言，本公开的系统和方法涉及基于使用靠近蓄电池系统设置的压敏材料测量的压力信息来确定蓄电池系统的状态。
背景技术
乘用交通工具常常包括用于操作交通工具的电气系统和传动系系统的特征的蓄电池。例如，交通工具通常包括12V铅酸机动车蓄电池，该蓄电池构造成将电能供应至交通工具起动机系统(例如，起动机马达)、照明系统、和/或点火系统。在电动交通工具、燃料电池(“FC”)交通工具和/或混合动力交通工具中，高电压(“HV”)蓄电池系统(例如，360V HV蓄电池系统)可用来为交通工具的传动系电气部件(例如，电驱动马达等)供电。例如，交通工具中包括的HV可充电储能系统(“RESS”)可用来为交通工具的传动系电气部件供电。
由于交通工具的冲击事件(例如，交通工具碰撞)，构造成控制和/或监测交通工具中的蓄电池操作的某些电子器件可能损坏和/或其检测某些蓄电池状态信息的能力受到限制。例如，电子连通和/或电源线可能在交通工具碰撞中变得受损和/或断开连接，从而限制相关联的蓄电池监测电子器件的功能。此外，在利用蓄电池系统的内部压力内的相关联的信息确定蓄电池系统的状态信息(例如，蓄电池系统健康状态(“SOH”)和/或其它蓄电池系统性能信息、关于失能和/或受损的蓄电池单元电池（battery cell）的信息等等)方面，常规的蓄电池监测系统的能力可能受到限制。
发明内容
提出了用于至少部分地基于与蓄电池系统内的测量压力有关的信息来监测蓄电池系统的状态的系统和方法。在某些实施例中，所公开的系统和方法可结合测量蓄电池系统内的压力利用压敏材料，在某些情况下，该材料可在本文中被称为智能泡沫材料。基于测量的压力信息，可以确定与蓄电池系统有关的各种信息。例如，可至少部分地基于测量的压力信息来确定与蓄电池系统的状态有关的信息(例如，蓄电池系统的SOH)、发生在蓄电池系统内的某些事件(例如，热事件和/或泄放(venting)事件、受损和/或失能的蓄电池单元电池等)、和/或蓄电池寿命信息(例如，蓄电池寿命终止(“EOL”)信息)。
在某些实施例中，一种用于确定包括在交通工具中的蓄电池系统的状态的方法可包括从位于蓄电池系统的部件(例如，蓄电池单元电池等)附近的压敏材料接收电压信号。在一些实施例中，电压信号可与由蓄电池系统部件(例如，通过蓄电池系统部件的膨胀)施加到压敏材料的压力有关。接收的电压信号可与阈值电压信号相比较。基于比较的结果，可确定蓄电池系统的状态，并且可以实施与该状态相关联的保护动作。
在另外的实施例中，一种用于确定包括在交通工具中的蓄电池系统的状态的系统可包括位于蓄电池系统的部件(例如，蓄电池单元电池等)附近的压敏材料。在某些实施例中，压敏材料可包括施加到基底的至少一侧的压电膜。在一些实施例中，压电膜可包括聚偏氟乙烯膜，并且基底可包括聚氨酯基底。
该系统还可包括通信地联接到压敏材料的蓄电池监测系统。蓄电池监测系统可以从压敏材料接收与由蓄电池系统部件施加到压敏材料的压力有关的电压信号，比较接收的电压信号与阈值电压信号，基于该比较确定蓄电池系统状态，并且基于该比较实施至少一个保护动作。在一些实施例中，蓄电池监测系统可由蓄电池系统一体化并在内部供电。在另外的实施例中，蓄电池监测系统可由蓄电池系统外部的功率源供电。
本发明还包括如下方案：
1. 一种用于确定包括在交通工具中的蓄电池系统的状态的方法，包括：
从位于所述蓄电池系统的部件附近的压敏材料接收电压信号，所述电压信号与由所述蓄电池系统部件施加到所述压敏材料的压力有关；
将所述接收的电压信号与阈值电压信号做比较；
基于所述比较的结果确定所述蓄电池系统的状态；以及
响应于所述确定而实施与所述状态相关联的至少一个动作。
2. 根据方案1所述的方法，其中，所述接收的电压信号基于在施加的压力和所述压敏材料的生成的电压之间的已知关系而与施加到所述压敏材料的压力有关，并且其中，所述阈值电压至少部分地基于所述已知关系而生成。
3. 根据方案1所述的方法，其中，所述蓄电池系统的所述状态包括低压力条件、高压力条件和寿命终止条件中的至少一种。
4. 根据方案1所述的方法，其中，所述至少一个动作包括将所述状态通知给所述交通工具的使用者。
5. 根据方案1所述的方法，其中，所述至少一个动作包括将所述蓄电池系统泄放。
6. 根据方案1所述的方法，其中，所述至少一个动作包括将所述蓄电池系统与高电压母线断开连接。
7. 根据方案1所述的方法，其中，所述蓄电池系统的所述部件包括蓄电池单元电池。
8. 一种用于确定包括在交通工具中的蓄电池系统的状态的系统，包括：
压敏材料，其位于所述蓄电池系统的部件附近；以及
蓄电池监测系统，其通信地联接到所述压敏材料，所述压敏材料构造成：
从所述压敏材料接收与由所述蓄电池系统部件施加到所述压敏材料的压力有关的电压信号；
将所述接收的电压信号与阈值电压信号做比较；
基于所述比较的结果确定所述蓄电池系统的状态；以及
响应于所述确定而实施与所述状态相关联的至少一个动作。
9. 根据方案8所述的系统，其中，所述接收的电压信号基于在施加的压力和所述压敏材料的生成的电压之间的已知关系而与施加到所述压敏材料的压力有关，并且其中，所述阈值电压至少部分地基于所述已知关系而生成。
10. 根据方案8所述的系统，其中，所述蓄电池系统的所述状态包括低压力条件、高压力条件和寿命终止条件中的至少一种。
11. 根据方案8所述的系统，其中，所述至少一个动作包括将所述状态通知给所述交通工具的使用者、将所述蓄电池系统泄放和将所述蓄电池系统与高电压母线断开连接中的至少一种。
12. 根据方案8所述的系统，其中，所述蓄电池系统的所述部件包括蓄电池单元电池。
13. 根据方案8所述的系统，其中，所述压敏材料包括施加到基底的至少一侧的压电膜。
14. 根据方案13所述的系统，其中，所述压电膜包括聚偏氟乙烯膜。
15. 根据方案13所述的系统，其中，所述基底包括聚氨酯基底。
16. 根据方案8所述的系统，其中，所述蓄电池监测系统包括单稳多谐振荡器模块，所述单稳多谐振荡器模块构造成执行所述接收的电压信号与所述阈值电压信号之间的比较。
17. 根据方案16所述的系统，其中，所述蓄电池监测系统还包括计数模块，所述计数模块构造成从所述单稳多谐振荡器模块接收指示所述接收的电压信号何时超出所述阈值电压信号的信号并且构造成生成计数信号，所述计数信号与所述接收的电压信号超出所述阈值电压信号的次数有关，所述阈值电压信号由所述蓄电池监测系统在确定所述蓄电池系统的所述状态时使用。
18. 根据方案8所述的系统，其中，所述压敏材料被一体化到构造成保持所述蓄电池系统的所述部件的袋（pouch）中。
19. 根据方案8所述的系统，其中，所述蓄电池监测系统构造成由所述蓄电池系统的至少一部分而内部供电。
20. 根据方案8所述的系统，其中，所述蓄电池监测系统构造成由所述蓄电池系统外部的功率源供电。
附图说明
参照附图描述本公开的非限制性和非排它性实施例，包括本公开的各种实施例，在附图中：
图1示出根据本文所公开的实施例的用于测量与交通工具中的蓄电池系统相关联的压力的示例性系统。
图2示出显示根据本文所公开的实施例的压敏材料的示例性测量输出电压和相关联的测量压力的坐标图。
图3示出根据本文所公开的实施例的用于测量与蓄电池系统相关联的压力的示例性系统的图。
图4示出根据本文所公开的实施例的用于测量与蓄电池系统相关联的压力的另一个示例性系统的图。
图5示出根据本文所公开的实施例的用于测量与包括计数器的蓄电池系统相关联的压力的示例性系统的图。
图6示出根据本文所公开的实施例的用于测量与包括计数器的蓄电池系统相关联的压力的另一个示例性系统的图。
图7示出根据本文所公开的实施例的用于测量与包括报警器的蓄电池系统相关联的压力的示例性系统的图。
图8示出根据本文所公开的实施例的用于测量与包括报警器的蓄电池系统相关联的压力的另一个示例性系统的图。
图9示出根据本文所公开的实施例的用于确定蓄电池系统的状态的示例性方法的流程图。
具体实施方式
下面提供与本公开的实施例一致的系统和方法的详细描述。虽然描述了若干实施例，但应当理解，本公开不限于任何一个实施例，而是涵盖许多备选方案、修改和等同物。此外，虽然在下面的描述中叙述了许多具体细节，以便提供对本文所公开的实施例的透彻理解，但一些实施例可以在没有这些细节中的一些或全部的情况下实施。此外，为了清楚目的，相关领域公知的某些技术材料未被详细描述，以避免使本公开不必要地变模糊。
本公开的实施例将通过参照附图最好地理解，其中类似的部件可由类似的附图标记标示。如在本文的附图中大体上描述和示出的，所公开的实施例的部件可以被布置和设计成各种各样的不同构型。因此，本公开的系统和方法的实施例的以下详细描述并非意图限制所要求保护的本公开的范围，而仅仅表示本公开的可能的实施例。此外，方法的步骤不一定需要以任何具体顺序或者甚至依次执行，这些步骤也不一定仅执行一次，除非另外指明。
本文所公开的系统和方法允许至少部分地基于与蓄电池系统内的测量压力有关的信息而监测蓄电池系统的状态。在某些实施例中，所公开的系统和方法可结合测量蓄电池系统内的压力利用压敏智能泡沫材料。当机械应力(例如，压力)被施加到材料时，压敏智能泡沫材料可以积聚可测量的电荷，从而生成与施加到材料的压力的量有关的可测量的电压。
在一些实施例中，压敏智能泡沫材料可设置成靠近蓄电池系统和/或其部件(例如，蓄电池单元电池等)。例如，在一些实施例中，压敏智能泡沫材料可在内部一体化到蓄电池系统和/或其部件(例如，蓄电池单元电池)中并且构造成测量相关联的压力(例如，由蓄电池单元电池等施加的压力)。在另外的实施例中，压敏智能泡沫材料可在构造成保持蓄电池系统和/或其部件的结构中一体化到蓄电池系统和/或其部件外部。在另外的实施例中，智能泡沫材料可被一体化到构造成保持蓄电池系统的一个或多个电池和/或模块的蓄电池袋中。智能泡沫材料可用来结合压力测量系统(例如，蓄电池控制和/或监测系统等)测量由蓄电池系统和/或其部件施加的压力，该压力测量系统构造成确定与由压敏智能泡沫材料响应于施加的压力而输出的电压相关联的压力。
图1示出根据本文所公开的实施例的用于测量与交通工具102中的蓄电池系统相关联的压力的示例性系统100。交通工具102可以是机动车辆、水上交通工具、飞行器和/或任何其它类型的交通工具，并且可包括内燃发动机(“ICE”)、电动马达传动系、混合发动机传动系、FC传动系、和/或适合并入本文所公开的系统和方法的任何其它类型的传动系。虽然本文参照包括在交通工具102中的蓄电池系统进行了说明和描述，但应当理解，另外的实施例可结合各种其它蓄电池系统实施，包括不包括在交通工具中的蓄电池系统。
交通工具102可包括蓄电池系统，该系统在某些实施例中可以是可充电的HV蓄电池系统。蓄电池系统可用来为电气传动系部件(例如，如在电动或混合动力系统中)供电。在另外的实施例中，蓄电池系统可以是低电压蓄电池(例如，铅酸12V机动车蓄电池)，并可构造成为各种交通工具102系统提供电能，包括例如交通工具起动机系统(例如，起动机马达)、照明系统、点火系统和/或类似物。
蓄电池系统可包括一个或多个组和/或模块，其尺寸适当地设计成为交通工具102提供电能。每个组和/或模块可包括采用任何合适的蓄电池技术或它们的组合的一个或多个蓄电池单元电池104。合适的蓄电池技术可包括例如铅酸、镍金属氢化物(“NiMH”)、锂离子(“Li-Ion”)、Li-Ion聚合物、锂空气、镍镉(“NiCad”)、阀控铅酸(“VRLA”)(包括吸收玻璃垫(“AGM”))、镍锌(“NiZn”)、熔融盐(例如，ZEBRA蓄电池)、和/或其它合适的蓄电池技术。
压敏材料106可设置成靠近蓄电池系统的蓄电池单元电池104和/或任何其它部件。在一些实施例中，压敏材料106可用来测量由蓄电池单元电池104施加在材料106上的压力。在某些实施例中，当压力和/或任何其它机械应力被施加到材料106时，可测量的电荷可在材料106中积聚(例如，通过压电效应)，从而生成与施加到材料106的压力量有关的可测量的电压。该电压可由蓄电池监测系统108测量并由监测系统108结合确定施加到材料106(例如，由蓄电池单元电池104施加的压力)的压力的量(例如，以Kpa计的压力)使用。
根据本文所公开的实施例，压敏材料106可包括压敏智能泡沫材料。在一些实施例中，智能泡沫材料可包括结合到基底112的一侧或两侧的聚偏氟乙烯膜110(“PVDF”)，基底112在某些实施例中可包括聚氨酯材料。PVDF 110可充当触觉传感器阵列，并且聚氨酯基底可充当压力基底。在某些实施例中，当压力被施加时，PVDF 110可生成大约-33pC/N。虽然示出为具有各自结合到基底112的一侧的两个PVDF层110，但应当理解，在其它实施例中，PVDF110和/或基底材料112的任何合适数量的层也可在任何合适的构型中使用。
如上文所讨论的，蓄电池监测系统108可构造成测量由压敏材料106响应于施加的机械应力和/或压力而生成的电压。基于测量的电压，可由蓄电池监测系统108利用例如在施加到压敏材料106的压力和对应的可测量电压之间的已知关系来确定相关联的压力信息。蓄电池监测系统108可结合确定与某些压力条件相关联的关于蓄电池系统的各种信息而利用测量的压力信息。例如，可至少部分地基于测量的压力信息来确定与蓄电池系统的状态有关的信息(例如，蓄电池系统的SOH)、发生在蓄电池系统内的某些事件(例如，热事件和/或泄放事件、受损和/或失能的蓄电池单元电池等)、和/或蓄电池寿命信息。在另外的实施例中，蓄电池监测系统108可构造成结合监测和/或控制蓄电池系统执行各种其它操作，包括但不限于监测和控制蓄电池系统的充电和放电操作。
在某些实施例中，监测系统108可与一个或多个其它传感器(例如，电压传感器、电流传感器和/或类似物等)和/或其它系统通信地联接，所述其它系统构造成使监测系统108能够监测和控制蓄电池系统的某些操作。例如，一个或多个传感器可为监测系统108提供信息，该信息用来估计荷电状态(“SOC”)、估计电阻、测量电流和/或测量蓄电池系统和/或其组成部件的电压。监测系统108还可构造成提供信息至包括在交通工具102中的其它系统和/或从所述其它系统接收信息。例如，蓄电池监测系统108可以通信地联接到内部交通工具计算机系统(未示出)和/或外部计算机系统(未示出)。
在某些实施例中，监测系统108可构造成将关于蓄电池系统的信息至少部分地通信给交通工具102的使用者、交通工具计算机系统和/或外部计算机系统。这样的信息可包括例如内部蓄电池压力信息、失能的和/或受损的蓄电池单元电池信息、蓄电池EOL信息、和/或关于蓄电池系统的任何其它信息。
在一些实施例中，蓄电池监测系统108可构造成基于测量的蓄电池系统压力信息(例如，基于超出一个或多个阈值的压力信息)来实施一个或多个保护动作。在一些实施例中，保护动作可包括提供蓄电池系统SOH、EOL和/或其它性能信息的通知(例如，至交通工具的使用者、另一相关方和/或另一交通工具系统)、关于失能的和/或受损的蓄电池单元电池和/或类似物的信息。例如，随着蓄电池单元电池老化，蓄电池单元电池可能随时间推移而膨胀，从而在压敏材料106上施加机械应力。对于某些示例性蓄电池单元电池来说，当电池达到其EOL时，电池可能膨胀到比其原始尺寸大多达大约4%。在测量由压敏材料106生成的与特定的估计的蓄电池单元电池年龄(例如，与大约110Kpa的压力测量值相关联的EOL状态)相关联的电压时，蓄电池监测系统108可将关于估计的蓄电池单元电池年龄和/或其它蓄电池系统EOL信息的通知和/或其它信息提供给交通工具100的使用者和/或另一相关方(例如，交通工具制造商和/或技术人员)。此类通知和/或信息可结合做出蓄电池EOL修理、更换和/或翻新决策而使用。
在另一示例中，蓄电池监测系统108可由低电压内部蓄电池系统封装电路供电并可监测一个或多个目标蓄电池单元电池(例如，蓄电池单元电池104)的蓄电池单元电池压力。提供蓄电池单元电池压力指示的蓄电池监测系统108的输出可提供低电压安全输出线，该安全输出线可作为蓄电池SOH的指示器通信至蓄电池系统外部并可结合碰撞事件在包括蓄电池系统放电的各种应用中使用。
本文所公开的实施例也可结合低蓄电池压力监测和/或在蓄电池系统的某个部分内的真空的不期望的损失的监测使用。例如，压敏材料106和/或蓄电池监测系统108可用来识别蓄电池系统和/或其相关联的部分的低压条件(例如，测量的压力降至一个或多个阈值以下)并且结合该低压条件实施一个或多个保护动作。在另外的实施例中，当测量压力偏离预计的EOL压力(例如，200Kpa的△)时，可识别失控事件和/或热事件，从而提供在(蓄电池)组放电事件期间故障的早期指示，并且提供实施减轻故障的一个或多个保护动作的机会。
除了向使用者提供基于相关联的压力信息的特定蓄电池状态的通知之外，另外的示例性保护动作包括但不限于将蓄电池系统泄放、将蓄电池系统与HV母线等断开连接、和/或任何其它动作，所述其它动作与减轻可基于由压敏材料106和/或蓄电池监测系统108测量的压力信息识别的不期望的蓄电池条件相关联。
图2示出显示根据本文所公开的实施例的压敏材料的示例性测量输出电压202和相关联的压力204的坐标图200。特别地，包括在坐标图200中的信息可结合由例如蓄电池监测系统和/或任何其它合适的系统确定施加到压敏材料的压力204使用，压力204与特定的测量输出电压202相关联。在某些实施例中，包括在坐标图200中的压力-电压关系信息可与压敏智能泡沫材料相关联，该压敏智能泡沫材料包括结合到上文讨论的聚氨酯基底的一个或多个PVDF层。曲线206示出了示例性的模拟压力-电压关系，曲线208示出了根据本文所公开的实施例的压敏智能泡沫材料的实际和/或测量的压力-电压关系。
图3示出根据本文所公开的实施例的用于测量与蓄电池系统相关联的压力的示例性系统300的图。特别地，图示系统300可结合利用一个或多个压敏材料302-306测量压力使用，一个或多个压敏材料302-306靠近蓄电池系统的一个或多个蓄电池单元电池316-322设置。在某些实施例中，压敏材料302-306可一体化到蓄电池单元电池和/或袋设计中，以允许该材料保护蓄电池单元电池316-322和/或(多个)其它蓄电池系统部件。在另外的实施例中，图示系统300的几何形状可允许一体化到蓄电池单元电池/模块内部。
如图所示，一个或多个压敏材料302-306可构造成将与施加在其上的压力有关的电压输出到联接的单稳多谐振荡器模块308。在一些实施例中，单稳多谐振荡器模块308和/或相关联的部件可包括为蓄电池监测系统的一部分，如上文所讨论的。单稳多谐振荡器模块308可联接到蓄电池单元电池316-322中的一个或多个和/或由蓄电池单元电池316-322中的一个或多个供电(例如，经由隔离电阻器314)。以这种方式，单稳多谐振荡器模块308可由蓄电池系统、组和/或模块在内部供电，从而提供隔离的二次系统以用于确定蓄电池SOH和/或其它蓄电池状态(例如，在碰撞事件之后的(蓄电池)组放电期间，其中某些其它蓄电池监测和/或控制系统可与蓄电池单元电池316-322断开连接)。
根据由一个或多个压敏材料302-306输出的电压，单稳多谐振荡器模块308可结合根据已知的压力-电压关系(例如上文结合图2示出和描述的关系)确定与施加在一个或多个压敏材料302-306上的压力有关的信息而使用。单稳多谐振荡器模块308可输出提供所确定的压力的指示的压力指示信号312。
在某些实施例中，压力指示信号312可以是二进制信号，其指示与一个或多个压力阈值相关联的一个或多个阈值电压信号是否已由接收自一个或多个压敏材料302-306的一个或多个电压超出(即，由材料302-306测量的压力是否超出一个或多个压力阈值或降至一个或多个压力阈值以下)。在一些实施例中，当一个或多个阈值电压信号由接收自一个或多个压敏材料302-306的一个或多个电压超出时，单稳多谐振荡器模块308可输出宣称的压力指示信号312(例如，二进制高状态)，并且可以在一个或多个阈值电压信号不由接收自一个或多个压敏材料302-306的一个或多个电压超出时输出未宣称（un-asserted）的压力指示信号312(例如，二进制低状态)。应当理解，各种合适的压力指示信号可结合提供确定的压力的指示而使用，包括具有与上文所述不同的二进制行为的信号。
在一些实施例中，一个或多个压力阈值可以是可调谐的和/或修改的。例如，一个或多个可调谐的电阻器210可用来调整结合生成压力指示信号312使用的一个或多个阈值电压信号。以这种方式，单稳多谐振荡器模块308可根据相关联的压敏材料306-306和/或被监测的蓄电池单元电池316-322而被调谐。根据压力指示信号312，可由监测和/或控制蓄电池单元电池316-322和/或相关联的交通工具的某些操作的一个或多个系统采取一个或多个动作，包括例如通知使用者和/或其他相关方压力阈值被超出和/或实施一个或多个其它保护动作。
图4示出根据本文所公开的实施例的用于测量与蓄电池系统相关联的压力的另一个示例性系统400的图。示例性系统400的某些元件可能类似于参照图3示出和描述的元件，并且相应地，类似的元件可用类似的附图标记表示。在一些实施例中，系统400的单稳多谐振荡器模块308可联接到外部功率源402(例如，外部低电压蓄电池等)和/或由外部功率源402供电。以这种方式，示例性系统400的某些实施例可以在不显著内部一体化在相关联的蓄电池系统、组和/或模块中的情况下实施。
图5示出根据本文所公开的实施例的用于测量与包括计数器502的蓄电池系统相关联的压力的示例性系统500的图。示例性系统500的某些元件可能类似于参照图图3-4示出和描述的元件，并且相应地，类似的元件可用类似的附图标记表示。在某些实施例中，单稳多谐振荡器模块308的输出可提供至联接的计数器模块502。例如，上文参照图3讨论的压力指示信号可作为输入提供至计数器模块502。在一些实施例中，计数器模块502可包括4017 IC计数器集成电路，但其它合适的计数器也可结合所公开的实施例使用。
计数器模块502可生成压力指示计数信号504，该信号提供关于从单稳振荡器模块308接收的压力指示信号指示测量的压力超出一个或多个设定阈值的次数的指示。例如，在其中从单稳振荡器模块输出的宣称的压力指示信号指示测量的压力超出阈值的实施例中，计数器模块502可以对压力指示信号被宣称的次数进行计数。以这种方式，计数器模块502可结合确定测量的压力超出阈值的次数而被使用。
图6示出根据本文所公开的实施例的用于测量与包括计数器502的蓄电池系统相关联的压力的另一个示例性系统600的图。示例性系统600的某些元件可能类似于参照图图3-5示出和描述的元件，并且相应地，类似的元件可用类似的附图标记表示。类似于结合图4示出的实施例，在图示系统600中，单稳多谐振荡器模块308可联接到外部功率源402(例如，外部低电压蓄电池等)和/或由外部功率源402供电。在另外的实施例中，计数器模块502也可联接到外部功率源402和/或由外部功率源402供电。
图7示出根据本文所公开的实施例的用于测量与包括报警器模块700的蓄电池系统相关联的压力的示例性系统700的图。示例性系统700的某些元件可能类似于参照图图3-6示出和描述的元件，并且相应地，类似的元件可用类似的附图标记表示。在某些实施例中，计数器模块502的输出可提供至联接的报警器模块702。根据所接收的计数器模块输出，报警器模块702可输出报警信号和/或提供测量的压力已超出特定阈值(例如，超出该阈值等或降至其以下)的指示。在一些实施例中，报警信号和/或指示可指示测量的压力已超出特定阈值特定次数。
在一些实施例中，报警器模块702可包括振荡器模块。在某些实施例中，振荡器模块可包括基于施密特触发器的松弛振荡器。例如，振荡器模块可包括4000系列的CMOS振荡器，但也可结合所公开的实施例使用其它合适的振荡器。振荡器模块可以通信地联接到一个或多个报警系统，该系统可包括例如音频报警系统(例如，扬声器)、视频报警系统(例如，指示灯)和/或任何其它合适类型的人可感知和/或电子可感知的报警系统。
图8示出根据本文所公开的实施例的用于测量与包括报警器模块702的蓄电池系统相关联的压力的另一个示例性系统800的图。示例性系统800的某些元件可能类似于参照图图3-7示出和描述的元件，并且相应地，类似的元件可用类似的附图标记表示。类似于结合图4和图6示出的实施例，在图示系统800中，单稳多谐振荡器模块308可联接到外部功率源402(例如，外部低电压蓄电池等)和/或由外部功率源402供电。在另外的实施例中，计数器模块502和/或报警器模块702也可联接到外部功率源402和/或由外部功率源402供电。
图9示出根据本文所公开的实施例的用于确定蓄电池系统的状态的示例性方法900的流程图。在某些实施例中，图示方法900可至少部分地利用靠近蓄电池单元电池和/或其它蓄电池部件(例如，压敏智能泡沫)和/或蓄电池监测系统和/或其组成模块和/或本文所公开的部件(例如，单稳多谐振荡器模块、计数器模块、报警器模块等)设置的压敏材料来执行。在另外的实施例中，可以使用一个或多个任何其它合适的系统。
在902中，方法900可以开始。在某些实施例中，方法900可以在交通工具和/或蓄电池系统启动时开始，但也可以设想到其它开始时间。在另外的实施例中，方法900可以在交通工具系统检测到可能的蓄电池系统条件和/或状态时开始，该条件或状态在由蓄电池系统部件施加在实施本文所公开的实施例的相关联的压敏材料上的压力中可具有预测的相关联的变化。
在904中，可从位于蓄电池系统部件(例如，蓄电池单元电池等)附近的压敏材料接收电压信号。在某些实施例中，压敏材料可包括智能泡沫材料，并可一体化到蓄电池袋中，该蓄电池袋构造成保持蓄电池系统的一个或多个电池和/或模块。接收的电压信号可以与由位于附近的蓄电池系统部件施加到压敏材料的压力的量有关和/或指示该压力量。
在906中，可以在接收的电压信号和阈值电压信号之间进行比较。在908中，可以根据在906中进行的比较的结果对接收的电压信号是否小于或超出(即，根据所关注的压力条件)阈值电压信号进行确定。例如，如果方法900结合识别高压力条件使用，那么在908中的确定可以根据在906中的比较来确定接收的电压信号是否超出阈值电压信号。类似地，如果方法900结合识别低压力条件使用，那么在908中的确定可以根据在906中的比较来确定接收的电压信号是否小于阈值电压信号。如果在908中的确定指示所关注的条件未出现(例如，高压力或低压力条件)，那么方法900可以返回到904。否则，方法900可以继续到910。
在910中，可以根据在908中的确定来确定蓄电池系统的状态。例如，如果在908中的确定指示接收的电压信号超出阈值电压信号，则可以在910中确定高压力条件。类似地，如果在908中的确定指示接收的电压信号小于阈值电压信号，则可以在910中确定低压力条件。应当理解，多种其它合适的蓄电池状态和/或状态信息可在910中基于在908中的确定识别，包括但不限于蓄电池EOL状态信息、蓄电池泄放信息、蓄电池真空损失信息和/或类似物。
在912中，可以基于在910中确定的蓄电池系统的状态实施至少一种动作。在某些实施例中，该动作可包括保护动作，并且可包括本文所公开的示例性保护动作中的任一种。在914中，方法900可以继续到结束。
本文所公开的某些系统和方法可以至少部分地利用一个或多个计算机系统实施。例如，充电系统、充电控制系统和控制电子器件的某些特征和功能可利用计算机系统实施。本文所公开的系统和方法本质上与任何特定的计算机或其它设备无关，并且可通过硬件、软件和/或固件的合适的组合实施。软件实施可包括一个或多个计算机程序，其包括可执行的代码/指令，该代码/指令在由处理器执行时可以使处理器执行至少部分地由该可执行指令限定的方法。计算机程序可以包括编译型或解释型语言的任何形式的编程语言编写，并且可以任何形式部署，包括作为独立程序或作为模块、组件、子例程、或适合在计算环境中使用的其它单元。此外，计算机程序可被部署为在一个计算机上或在位于一个位置或分布在多个位置且由通信网络互连的多个计算机上执行。软件实施例可作为计算机程序产品实施，该计算机程序产品包括构造成存储计算机程序和指令的非临时性存储介质，所述计算机程序和指令在由处理器执行时构造成使处理器根据该指令执行方法。在某些实施例中，非临时性存储介质可采用能够在非临时性存储介质上存储处理器可读指令的任何形式。非临时性存储介质可由光盘、数字视频盘、磁带、贝努里驱动器、磁盘、打孔卡、闪存、集成电路、或任何其它非临时性数字处理设备存储装置具体化。
虽然上文为清楚起见已在一定程度上详细地进行了描述，但应当理解，在不脱离其原理的情况下可以进行某些更改和修改。本文所公开的实施例的某些特征可以任何合适的构型或组合构造和/或结合。另外，本文所公开的某些系统和/或方法可以在交通工具中不包括的蓄电池系统(例如，备用动力蓄电池系统等)中使用。应当指出，存在实现本文所述过程和设备两者的许多备选方式。因此，本文的实施例应视为示例性的而非限制性的，并且本发明不限于本文提供的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等同物内进行修改。
上述说明书已结合各种实施例进行了描述。然而，本领域的普通技术人员应理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以进行各种修改和更改。例如，各种操作步骤以及用于执行操作步骤的组件可以以备选方式实现，具体取决于特定应用或考虑与系统的操作相关联的任何数量的成本函数。因此，步骤中的任何一个或多个可以被删除、修改或与其它步骤组合。此外，本公开应在示例性而不是限制性意义上看待，并且所有这样的修改均意图包括在本公开的范围内。同样，上文已参照各种实施例描述了有益效果、其它优点和问题的解决方案。然而，有益效果、优点、问题的解决方案、以及可能导致任何有益效果、优点、问题的解决方案出现或变得更明显的任何要素不应解释为是关键的、所需的、或必要的特征或要素。
如本文所用，术语“包括”和“包含”以及它们的任何其它变型旨在涵盖非排他的包括，使得可包括一系列要素的过程、方法、制品或设备不仅包括这些要素，而且可包括未明确列举的或这样的过程、方法、制品或设备固有的其它要素。同样，如本文所用，术语“联接的”、“联接”和它们的任何其它变型旨在涵盖物理连接、电气连接、磁连接、光学连接、通信连接、功能连接、和/或任何其它连接。
本领域的技术人员应理解，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多更改。因此，本发明的范围应仅由所附权利要求确定。

Claims (9)

1.一种用于确定包括在交通工具中的蓄电池系统的状态的系统，包括：
袋，所述袋被构造成包围所述蓄电池系统的部件，所述袋包括一体化的压敏材料，其被定位成靠近所述蓄电池系统的被包围的部件的至少两侧，所述压敏材料包括被施加到基底的至少一侧的压电聚偏氟乙烯膜，所述压敏材料被构造成产生指示了施加到所述压敏材料的压力的电压信号，所述压力基于所述蓄电池系统的部件的基于老化的膨胀，其中，所述蓄电池系统的部件包括蓄电池单元电池；以及蓄电池监测系统，其通信地联接到所述压敏材料，构造成：
从所述压敏材料接收所述电压信号；
将接收的所述电压信号与阈值电压信号做比较；
基于所述比较的结果确定所述蓄电池系统的状态；以及
响应于所述确定而实施与所述状态相关联的至少一个动作。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述接收的电压信号基于在施加的压力和所述压敏材料的生成的电压之间的已知关系而与施加到所述压敏材料的压力有关，并且其中，所述阈值电压至少部分地基于所述已知关系而生成。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述蓄电池系统的所述状态包括低压力条件、高压力条件和寿命终止条件中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个动作包括将所述状态通知给所述交通工具的使用者、将所述蓄电池系统泄放和将所述蓄电池系统与高电压母线断开连接中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述基底包括聚氨酯基底。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述蓄电池监测系统包括单稳多谐振荡器模块，所述单稳多谐振荡器模块构造成执行所述接收的电压信号与所述阈值电压信号之间的比较。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述蓄电池监测系统还包括计数模块，所述计数模块构造成从所述单稳多谐振荡器模块接收指示所述接收的电压信号何时超出所述阈值电压信号的信号并且构造成生成计数信号，所述计数信号与所述接收的电压信号超出所述阈值电压信号的次数有关，所述阈值电压信号由所述蓄电池监测系统在确定所述蓄电池系统的所述状态时使用。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述蓄电池监测系统构造成由所述蓄电池系统的至少一部分而内部供电。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述蓄电池监测系统构造成由所述蓄电池系统外部的功率源供电。
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