CN105229458A - 检测电子和电化学能源单元异常 - Google Patents

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Abstract

一种用于能源单元中异常检测的方法，包括通过检测由异常生成的电磁辐射被动地检测能源单元中的异常，所述能源单元包括电能源单元和电化学能源单元中的至少一个。一种用于检测能源单元中的异常的方法包括：(a)将信号施加到能源单元，(b)在能源单元内相应的多个不同位置，执行能源单元对信号的响应的多个测量，以及(c)处理多个测量来识别异常。

Description

检测电子和电化学能源单元异常
相关申请交叉引用
本申请要求于2013年3月14日提交的美国临时申请号61/782558和于2013年3月14日提交的美国临时申请号61/782657的优先权，这两者在此通过引用并入本文。
背景
本发明是在用于储存或利用能源的电子和电化学设备的领域。本发明一般地涉及这样的设备的管理，以减少设备中发生或存在的异常后果的严重性。电池是本发明涉及的一种类型设备的突出的例子。
随着电池技术的发展已取得进展，电池的使用，特别是可充电电池，作为电源已经大幅增加。电池被用作功率源，用于广泛的设备阵列，包括相对低功率的设备，例如消费电子设备和电动车等更高功率的设备。锂离子电池是可再充电电池的最广泛的使用形式。锂离子电池的致命弱点是锂离子电池单元内部形成的电短路的危险和与其相关的后果。电短路可能导致电池单元的快速加热。在几秒钟左右，短路位置的局部温度位置可能上升到足够放火焚烧电池的温度。这在高容量锂离子电池系统，例如在电动汽车中使用的那些系统的情况下，尤其令人担忧。为了减少与电短路和锂离子电池中的其他异常相关联的危险，一些电池系统使用用于监测电荷状态和/或电池系统的健康状况的电池管理系统。监测典型地基于诸如电池系统的终端电压和/或电池系统的温度等属性的测量。
发明内容
本发明提供了用于检测诸如电化学电池、电容器、太阳能电池板和包括这样的能源设备的阵列、单元和系统的能源设备中的异常的方法和系统，以确保能源设备具有足够的安全状况或健康状况使得能源设备继续操作不会导致危险的、灾害的或另外的不安全状况的形成。如果这样的异常被检测到，安全措施可以进行以将呈现异常的能源设备脱机或以其他方式将能源设备置于安全或惰性条件下，例如通过将能源设备暴露于冷却剂。本发明的方法和系统可选地使用一种技术，其中例如电、磁或电磁信号的信号是由能源设备在有例如电短路或电流突然释放的异常形成时生成并且信号由例如拾取线圈的传感器检测。本发明的方法和设备可选地使用一种技术，其中例如电、磁或电磁信号的信号直接或间接地施加到能源设备，并且能源单元的电子条件响应于该信号的变化被感测，以允许对能源设备中的异常的检测，所述电子条件的变化例如为电压、电流、电容、电感、电阻或阻抗的变化。
在一个实施例中，能源单元中异常检测方法包括通过检测由异常生成的电磁辐射来被动地检测能源单元中的异常的方法，能源单元包括电能源单元和电化学能源单元中的至少一个。
在一个实施例中，用于检测电或电化学能源单元中的异常的系统包括：用于响应于电磁辐射而生成传感器信号的传感器和用于处理该传感器信号以分离指示异常的信号特征的处理模块。
在一个实施例中，带有异常检测能力的能源储存系统包括用于从储存的能源生成电力的至少一个能源储存设备和用于响应于由该能源储存系统中的电异常生成的电磁辐射而生成传感器信号的传感器，其中，所储存的能源是电能与化学能中的至少一个。
在一个实施例中，用于检测能源单元中的异常的方法包括：(a)将信号施加到能源单元，(b)在能源单元内的相应的多个不同位置对该能源单元对信号的响应执行多个测量，以及(c)处理多个测量来识别异常。
在一个实施例中，用于检测能源单元中的异常的系统包括用于将信号施加到能源单元的发射器单元，用于对能源单元的属性执行相应的多个测量的多个感测单元，以及用于处理多个测量来识别异常的处理模块。
在一个实施例中，带有异常检测能力的能源储存系统包括(a)用于从储存的能源生成电力的多个能源储存设备，所储存的能源为电能和化学能中的至少一种，(b)用于接收电信号的接口，以及(c)设置在能源储存系统内的相应的多个不同位置，用于对能源储存系统的属性执行测量的多个电感测单元，电测量指示对电信号的响应。
在第一个方面，提供了用于能源单元中异常检测的方法。这方面的一种方法包括通过检测由异常生成的电磁辐射来被动地检测能源单元中的异常的步骤，能源单元包括电能源单元和电化学能源单元中的至少一个。在一个实施例中，检测电磁辐射的步骤包括响应于电磁辐射而生成传感器信号；以及处理传感器信号以分离表示能源单元中的异常的信号特征。在一个实施例中，电磁辐射在异常发生时由异常生成。可选地，这方面的方法还包括测量能源单元的属性，例如温度、电压、电阻、电流、电容、阻抗、磁化率、压力和能源单元对于所施加的电信号的响应中的一个或多个，以检测异常。在一个实施例中，例如，这方面的方法包括在发生异常之后在少于10毫秒内被动地检测该异常。
本文中所描述的方法、设备和系统可以用于各种系统中异常的检测。例如，在一个实施例中，电能源单元和电化学能源单元中的每一个包括能源储存系统和能源利用系统中的至少一个。可选地，能源单元包括电化学电池、电容器单元、超级电容器单元、液流电池以及燃料电池中的至少一个。可选地，能源单元包括多个电连接的能源储存设备。可选地，多个电连接的能源储存设备中的每一个是电化学电池、电容器单元、超级电容器单元、液流电池以及燃料电池中的至少一个。可选地，能源单元包括车辆中的电池系统的至少一部分。
本文中所描述的方法、设备和系统可以用于各种异常的检测。例如，在一个实施例中，被动地检测异常的步骤包括被动地检测能源单元中的能源储存设备中的短路。在具体的实施例中，被动地检测异常的步骤包括被动地检测能源单元中的电连接中的短路。在具体的实施例中，被动地检测异常的步骤包括被动地检测能源单元的健康状况的变化。
本文中所描述的方法、设备和系统可选地包括对指示异常的信号特征的检测。在具体的实施例中，信号特征是单脉冲。在另一个实施例中，信号特征包括一个或多个脉冲，每个具有小于100微秒的持续时间。在具体的实施例中，信号特征包括一个或多个脉冲，每个具有小于10毫秒的持续时间。可选地，该信号特征包括一种非重复信号。
本发明的各种实施例的方法、设备和系统有利地提供在空间上定位异常的能力。这样的技术提供了能够选择性地确定能源单元或系统中多个能源设备中的哪一个正在经历例如短路或健康状况的变化的异常的好处。在某些实施例中，本发明的方法还包括在空间上定位异常。例如，在一个实施例中，被动地检测异常的步骤包括在多个不同的位置感测电磁辐射，以生成对应的多个测量结果；以及在空间上定位的步骤包括比较多个测量结果。可选地，在空间上定位的步骤还包括利用关于能源单元的构造的信息。对于各种实施方式，感测步骤包括测量多个不同位置处电磁辐射的幅值。在示例性实施例中，感测步骤包括在多个不同的位置测量电磁辐射的幅值；以及推断关于生成该电磁辐射的电流的方向的信息。
在具体实施例中，包括被动地检测异常的步骤的本发明方法包括只在一个位置感测电磁辐射。例如，在一个实施例中，感测步骤包括只在一个位置使用对从任意方向的电流生成的电磁辐射敏感的传感器感测电磁辐射。
本文所述的方法、设备和系统可选地包括用于响应于由异常生成的电磁辐射而生成传感器信号的组件和技术。在一个实施例中，这样的生成步骤包括生成由电磁辐射感应的电信号。例如，在一个实施例中，电信号是由电磁辐射在至少一个拾取线圈中感应的。可选地，电信号是由电磁辐射在至少一个磁敏感检测器中感应的。
有利的是，本发明的方法、设备和系统允许异常操作设备被定位，隔离且/或呈递到安全构造，例如其中异常操作设备内生成的热量不会造成火灾风险的构造。例如，在具体实施例中，这方面的方法包括以下步骤：将异常的检测通信到能源单元的控制单元；以及对与异常相关联的能源单元的至少一部分调用控制措施，例如冷却能源单元的控制措施，使能源单元脱机的控制措施或排出能源单元的控制措施。
可选地，这方面的方法还包括响应于异常，使用与能源单元电连接的至少一个传感器来生成第二传感器信号的步骤。可选地，处理传感器信号以分离指示该异常的信号特征的步骤包括处理该传感器信号和该第二传感器信号以分离出信号特征。
在另一个方面，本发明提供了用于检测能源单元中的异常的系统。这方面的一个具体实施方式包括用于响应于电磁辐射而生成传感器信号的传感器；以及用于处理传感器信号以分离指示异常的信号特征的处理模块。可用于系统、设备和方法的传感器包括磁敏感传感器，使得传感器信号被由异常生成的电磁辐射磁感应。在具体的实施例中，传感器包括至少一个拾取线圈。可选地，拾取线圈包括平面拾取线圈。可选地，拾取线圈包括非平面拾取线圈。在一个实施例中，非平面拾取线圈对于响应于从任意方向的电流所生成的电磁辐射生成传感器信号是有用的，使得这样的非平面拾取线圈可以用于能源单元中任何地方的异常检测。可选地，可用于本发明的系统、设备和方法的传感器包含至少一个环形电感器。
对于本发明的各种系统、设备和方法，多个感测单元被一起使用，以检测表示能源单元中的异常的信号。在一个实施例中，传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个感测单元，用于传感器信号的相应的多个分量的生成。例如，在具体的实施例中，处理模块包括处理器和用于当由处理器执行时分析多个分量以确定电异常位置的指令。可选地，指令包括有关能源单元和传感器的构造的信息，例如能源单元的组件的空间排列和(多个)传感器相对于能源单元的组件的空间排列。可选地，多个感测单元中的一个或多个包括拾取线圈。可选地，多个感测单元中的一个或多个包括平面拾取线圈。可选地，多个感测单元中的一个或多个包括环形电感器。
对于本发明的各种系统、设备和方法，电传感器用来检测能源单元中的异常。例如，在一个实施例中，这方面的一个系统还包括电传感器，其与能源单元电连接，用于检测由异常生成的电信号并响应于电信号的检测而生成第二传感器信号；以及，其中，处理模块包括用于处理该传感器信号和该第二传感器信号以识别该异常的指令。可选地，传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个感测单元，电传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个电感测单元，处理模块包括用于处理该传感器信号和该第二传感器信号以定位该异常的指令。
在一些方法、系统和设备实施例中，发射器单元被用来将例如电磁辐射、电场或磁场的信号施加到能源单元以导致信号特征的形成，放大异常或以其他方式允许异常被检测到。例如，一个系统实施例还包括用于将信号施加到能源单元以导致信号特征的形成的发射器单元。可选地，发射器单元被与能源单元电连接且信号包括电信号。可选地，发射器单元包括电磁辐射的发射器且信号包括电磁辐射。在具体的实施例中，传感器包括用于感测电磁辐射的至少一个感测单元且发射器单元包括一个或多个诸如拾取线圈的感测单元。
可选地，本发明的设备、系统和方法利用传感器信号和处理模块之间的数据的无线传输，以允许处理模块被定位成远离能源单元和/或传感器。例如，一个特定的系统实施例还包括用于将传感器信号无线地发送到处理模块的电路。
在另一个方面，本发明提供一种带有异常检测能力的能源储存系统。这种系统的一个实施例包括用于从储存的能源生成电力的至少一个能源储存设备，所储存的能源为电能和化学能中的至少一个；以及用于响应于由能源储存系统中的电异常所生成的电磁辐射而生成传感器信号的传感器。在具体的实施例中，能源储存系统包括用于车辆的电池。例如，在一个实施例中，能源储存系统包括锂离子电池。可选地，这样的能源储存系统的能源储存设备包括电解电池单元。可选地，能源储存系统包括多个能源储存设备，其中多个能源储存设备中的每个能源储存设备包括一个或多个电池单元。可选地，能源储存设备包括一个或多个电容器单元和/或一个或多个超级电容器单元。在具体实施例中，每一个能源储存设备独立地包括多个能源储存设备，多个能源储存设备中的每一个包括电容器单元或超级电容器单元。
对于本发明的各种系统和设备，用于检测能源设备或能源储存系统中的异常的传感器包括那些能够检测电和/或磁信号的传感器。例如，在一个能源储存系统实施例中，传感器包括至少一个磁敏感感测单元，以使得传感器信号由电磁辐射磁感应。例如，在一个实施例中，每一个磁敏感感测单元独立地包括拾取线圈，例如平面拾取线圈或非平面拾取线圈。在一个实施例中，拾取线圈是非平面的，并且对响应于从任意方向的电流所生成的电磁辐射生成传感器信号是有用的。可选地，拾取线圈包括平面拾取线圈。可选地，磁敏感单元定位在能源储存设备上。可选地，磁敏感感测单元包括环形电感器。
可选地，多个磁敏感感测单元与本发明的设备、系统和方法一起被利用。在一个实施例中，多个磁敏感感测单元被定位在相应的多个不同位置，所述传感器信号包括关于电异常的空间位置信息。
可选地，本发明的能源储存系统还包括一个外壳，一个或多个磁敏感感测单元的至少一部分在该外壳中实施。可选地，至少一个磁敏感感测单元被定位在能源储存设备或系统处，例如在能源储存设备或系统的表面上或能源储存设备或系统的外壳的表面上。可选地，磁敏感感测单元被定位在到能源储存设备的电连接处或定位成与所述能源储存设备电连通。可选地，多个磁敏感感测单元包括第一组磁敏感感测单元和第二组磁敏感感测单元，第一组磁敏感感测单元与第二组磁敏感感测单元相比具有不同的空间分离，例如较大或较小的空间分离。这样的构造有利地允许在本发明的系统和设备的制造中的灵活性。
可选地，本发明的设备、系统和方法利用传感器信号和远程系统之间的数据的无线传输，以允许处理模块定位成远离系统和/或传感器。例如，一个特定的系统实施例还包括用于将传感器信号无线地发送到远程系统的电路。可选地，远程系统包括用于处理传感器信号以识别异常的处理模块。
本发明的系统、方法和设备的各种实施例利用与能源储存设备电连接的电传感器，用于检测由异常生成的电信号。例如，一种能源储存系统实施例还包括电传感器，其与至少一个能源储存设备电连接，用于检测由异常生成的电信号。可选地，传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个感测单元且电传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个电感测单元。
在一个实施例中，能源储存系统还包括发射器单元，例如用于生成信号以感应传感器信号的形成的发射器单元。在一个实施例中，发射器单元电连接到能源储存设备，并且信号是电信号。可选地，发射器单元包括电磁辐射的发射器且信号包括电磁辐射。可选地，传感器包括用于感测电磁辐射的至少一个感测单元且发射器单元包括一个或多个感测单元。例如，在一个实施例中，能源储存系统还包括至少一个电感测单元，其与至少一个能源储存设备电连接，用于测量能源储存系统的电属性。
在另一个方面，提供了另外的方法，用于检测异常，例如在能源单元中的异常。这方面的一个具体的方法实施例包括步骤：将信号施加到能源单元；在能源单元内的相应的多个不同位置执行能源单元对信号的响应的多个测量；以及处理多个测量来识别异常。可选地，施加的步骤包括将电信号施加到能源单元。可选地，施加的步骤包括将电磁辐射施加到能源单元。在实施例中，执行多个测量的步骤是通过多个传感器进行的且施加的步骤是通过多个传感器中的至少一个执行的。
这方面的具体方法还包括对与异常相关联的能源单元的至少一部分调用控制措施。可用于本发明的设备、系统和方法的控制措施包括，但不限于，使一个或多个能源单元脱机的措施，冷却一个或多个能源单元的措施，排出一个或多个能源单元的措施以及对能源单元的一个或多个组件的控制措施。
可选地，对于这方面的某些方法实施例，执行多个测量的步骤包括：使用不同于多个传感器、与能源单元的部分电连接的相应的多个传感器对电属性进行多个电测量。例如，在一个实施例中，执行多个测量的步骤还包括执行选自温度、磁化率和压力的组中的至少一个测量。
可选地，异常在异常发生之后在少于10毫秒内被识别出。
在各种实施例中，单元包括电能储存系统、电化学能源储存系统、电能利用系统、电化学能源利用系统、这些的任何多个或这些的任何组合。在具体的实施例中，能源单元包括电化学电池、电容器单元、超级电容器单元、液流电池、燃料电池、这些的任何多个或这些的任何组合中的一个或多个。在一个实施例中，能源单元包括多个电连接的能源储存设备，多个电连接的能源储存设备中的每一个包括电化学电池、电容器单元、超级电容器单元、液流电池和燃料电池中的至少一个。在示例性实施例中，能源单元包括车辆中的电池系统的至少一部分。
可选地，异常包括能源单元中的能源储存设备的短路。可选地，异常包括能源单元中电连接的短路。可选地，异常包括能源单元的健康状况的变化。
这方面的方法可选地包括在空间上定位异常。例如，在一个实施例中，处理的步骤包括在空间上定位异常。可选地，空间上定位的步骤包括利用有关能源单元的构造的信息，例如能源单元的组件的空间排列或能源单元的组件的配线构造。
在另一个实施例中，本发明提供了用于检测能源单元中的异常的系统。这种系统的具体实施例包括用于将信号施加到能源单元的发射器单元；多个感测单元，用于对能源单元的电属性执行相应的多个测量；以及用于处理多个测量以识别异常的处理模块。可选地，多个感测单元包括多个电感测单元，电感测单元与能源单元电连接，用于测量能源单元的电属性。例如，在一个实施例中，多个感测单元还包括用于感测电磁辐射的至少一个电磁感测单元。在一个实施例中，例如，多个感测单元包括用于感测电磁辐射的至少一个电磁感测单元。在各种不同的实施例中，发射器单元是多个感测单元中的一个。
在一些实施例中，处理模块包括处理器和指令，该指令当由处理器执行时用于分析多个测量来确定异常的位置。可选地，指令包括关于多个感测单元的构造和能源单元的构造中的至少一个的信息。
一个具体的系统实施方式还包括用于对能源单元的属性执行第二测量的至少一个传感器，所述属性选自温度、磁化率以及压力的组，处理模块包括用于处理所选第二测量和多个测量来识别异常的指令。
可选地，系统实施例还包括通信地耦合处理模块的控制单元，用于至少部分地根据由处理模块的异常识别来控制能源系统。在一个实施例中，例如，控制单元通信地耦合发射器单元，用于控制信号到能源单元的发送。
可选地，本发明的设备、系统和方法利用感测单元和处理模块之间的数据的无线传输。例如，一个系统实施例还包括用于以无线方式从多个电感测单元中的至少一部分发射信号到处理模块的电路。
在另一个实施例中，具有异常检测能力的能源储存系统包括用于从储存的能源生成电力的多个能源储存设备，所储存的能源包括电能和化学能中的至少一个；用于接收电信号的接口；以及多个感测单元，其设置在能源储存系统内的相应的多个不同位置，用于对能源储存系统的属性执行测量，所述测量指示对电信号的响应。在一个实施例中，例如，多个感测单元包括与多个能源储存设备的至少一部分电连接的多个电感测单元，测量包括电测量，且能源储存系统的属性包括电属性。可选地，多个电感测单元各自能够独立地测量电流、电压和电阻中的至少一个。可选地，多个感测单元还包括用于感测电磁辐射的至少一个电磁感测单元。可选地，多个感测单元包括用于感测电磁辐射的多个电磁感测单元。
在一个实施例中，能源储存系统包括用于车辆的电池。在一个实施例中，能源储存设备包括一个或多个锂离子电池。在一个实施例中，能源储存设备包括一个或多个电解电池。在一个实施例中，能源储存设备包括一个或多个电容器单元。在一个实施例中，能源储存设备包括一个或多个超级电容器单元。
本发明还提供了另外的用于检测在能源单元或能源系统或能源设备中的异常的方法。这方面的一种具体方法包括如下步骤：将能源单元、能源系统或能源设备暴露到电磁信号；以及测量由电磁信号在能源单元、能源系统或能源设备中感应出的电信号，从而检测异常。可选地，异常包括能源单元、能源系统或能源设备中的短路，能源单元、能源系统或能源设备的健康状况或能源单元、能源系统或能源设备的健康状况的变化。
可选地，电磁信号包括电场、磁场或电磁场中的一个或多个。在具体的实施例中，将单元、设备或系统暴露到电磁信号的步骤包括传递电流经过发射器或将电压施加到发射器，发射器定位成紧邻用于接收电磁信号的能源单元、设备或系统。在具体的实施例中，发射器包括一个或多个拾取线圈。可选地，传递步骤包括传递一个或多个电流脉冲经过发射器或将一个或多个电压脉冲施加到发射器。
在实施例中，被传递经过发射器的电流的大小或施加到发射器的电压的大小具有发射器与能源单元、能源系统或能源设备的距离的函数相关性。在实施例中，被传递经过发射器的电流的大小或施加到发射器的电压的大小具有能源单元、能源系统或能源设备的电属性的函数相关性。
在示例性实施例中，暴露步骤导致能源单元、能源系统或能源设备的电属性的可检测的变化。例如，在一个实施例中，电信号包括能源单元、能源系统或能源设备的电属性的变化。可选地，能源单元、能源系统或能源设备的电属性包括电感、阻抗、电阻、电容、电压、导磁率和介电常数中的一个或多个。
在示例性实施例中，能源单元、能源系统或能源设备包括电化学电池。在具体的实施例中，异常包括电化学电池的两个或更多个组件之间的短路。可选地，异常包括电化学电池的阳极电流收集器和电化学电池的阴极电流收集器之间的短路。可选地，异常包括电化学电池的阳极活性材料和阴极电流收集器之间的短路。可选地，异常包括阳极电流收集器和电化学电池的阴极活性材料之间的短路。可选地，异常包括阳极活性材料和阴极活性材料之间的短路。
在一个实施例中，测量步骤包括：使用电感测量设备、阻抗测量设备、电阻测量设备、电容测量设备、电压测量设备、导磁率测量设备和介电常数测量设备中的一个或多个，测量能源单元、能源系统或能源设备中感应的电信号。
在示例性实施例中，暴露步骤包括生成具有选自1kHz到10GHz范围内的频率的电磁信号。在一个实施例中，测量步骤包括：在暴露步骤之后的10毫秒或更少时间内测量能源单元中感应的电信号。
可选地，在暴露和测量步骤期间，能源单元、能源系统或能源设备处于工作状态。例如，在一个实施例中，工作状态包括这样一种状态：能源单元、能源系统或能源设备正在生成电流或接收施加的电流。
可选地，在暴露和测量的步骤期间，能源单元、能源系统或能源设备处于非工作状态。例如，在一个实施例中，非工作状态包括开路状态。
这方面的方法在能源单元、能源系统或能源设备的制造过程中可选地有用。在一个实施例中，在暴露和测量的步骤期间，能源单元、能源系统或能源设备处于部分制造的状态。然而，在另一个实施例中，在暴露和测量的步骤期间，能源单元、能源系统或能源设备处于完成制造的状态。
对于上述各种设备、系统和方法，电磁信号可选地由靠近正在被进行异常研究的能源单元、能源系统或能源设备的第二能源单元、能源系统或能源设备生成。这样的构造允许本发明的设备系统和方法的灵活性，例如允许已知的可操作的、非异常的或良好健康状态的能源单元、能源系统或能源设备充当用于其他靠近的能源单元、能源系统和能源设备的感应器或传感器。
不希望受到任何特定理论的束缚，本文中可以有与本发明有关的基本原则的信仰或理解的讨论。应认识到，不管任何机制解释或假设的最终正确性，本发明的一个实施例仍然可以是可操作的和有用的。
附图说明
图1示出根据一个实施例的带有异常检测能力的电子/电化学能源系统。
图2示出根据一个实施例的带有用于感测电子/电化学能源单元内的各电子/电化学能源设备中异常的传感器的电子/电化学能源单元。
图3示出根据一个实施例的带有通信地耦接电子/电化学能源单元内的电连接的异常检测传感器的电子/电化学能源单元。
图4示出根据一个实施例的构造成用于异常检测能力的电子/电化学能源系统。
图5示出根据一个实施例的包括电子/电化学能源单元和位于电子/电化学能源单元内部和外部两者的异常感测传感器的电子/电化学能源系统。
图6示出根据一个实施例的包括图2和3的电子/电化学能源单元的异常感测功能的电子/电化学能源单元。
图7示出根据一个实施例的包括图3的电子/电化学能源单元的异常感测功能和图4的电子/电化学能源系统的异常感测功能的电子/电化学能源系统。
图8根据一个实施例示出包括图6的电子/电化学能源系统的异常检测功能和图4的电子/电化学能源系统的异常感测功能的电子/电化学能源系统。
图9示出根据一个实施例利用电磁辐射传感器来检测电子/电化学能源设备或单元中异常的异常检测系统。
图10示出根据一个实施例利用用于电子/电化学能源单元中异常检测的电连接传感器的异常检测系统。
图11示出根据一个实施例利用用于电子/电化学能源单元中异常检测的电磁辐射传感器和电连接传感器的异常检测系统。
图12示意性示出根据一个实施例包括至少一个电子/电化学设备的电子/电化学能源单元的构造。
图13示出根据一个实施例的构造成使用卷绕在各电子/电化学能源设备的拾取线圈、用于基于电磁辐射感测的异常检测的电子/电化学能源单元。
图14示出根据一个实施例构造成使用置于各电子/电化学能源设备的侧面的细长拾取线圈、用于基于电磁辐射感测的异常检测的电子/电化学能源单元。
图15是根据一个实施例示意性示出图14的辐射感测单元的图。
图16示出根据一个实施例构造成采用置于各电子/电化学能源设备的侧面的平面拾取线圈、用于基于电磁辐射感测的异常检测的电子/电化学能源单元。
图17是根据一个实施例示意性示出图16的辐射感测单元的图。
图18根据一个实施例示出使用构造成放置在电子/电化学能源单元内的各电连接周围的磁感应传感器、用于基于电磁辐射感测的异常检测的电子/电化学能源单元。
图19A和19B根据一个实施例示意性示出图18的辐射感测单元。
图20根据一个实施例示出构造成使用位于电子/电化学能源单元外部的感测单元、用于基于电磁辐射感测的异常检测的电子/电化学能源单元。
图21根据一个实施例示出用于利用由异常生成的电磁辐射的感测来检测电子/电化学能源设备或单元中的异常的方法。
图22根据一个实施例示出利用电磁辐射的感测以检测以及在空间上定位电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法。
图23根据一个实施例示出用于使用电磁辐射的感测来被动地检测电子/电化学能源单元中的异常的方法。
图24根据一个实施例示出用于使用电磁辐射的感测来被动地检测以及在空间上定位电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法。
图25示出用于生成图21的方法中的传感器信号的方法。
图26根据一个实施例示出用于使用多个不同的检测方法检测电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法。
图27根据一个实施例示出对表示电子/电化学能源单元或设备中异常发生或存在的信号特征的隔离。
图28根据一个实施例示出了用于使用多个传感器执行系统响应测量来检测电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法。
图29根据一个实施例示出了用于利用多个传感器执行系统响应测量以检测以及在空间上定位电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法。
图30描绘显示使用本发明方法的实验条件和观测的照片。
图31描绘显示使用本发明方法的实验条件和观测的照片。
图32描绘显示使用本发明方法的实验条件和观测的照片。
图33描绘显示使用本发明方法的实验条件和观测的照片。
图34描绘显示使用本发明方法的实验条件和观测的照片。
具体实施方式
一般而言，本文所用的术语和短语有其本领域公认的意义，这可以通过参考标准教科书、期刊的引用和现有技术中技术人员已知的上下文中找到。提供下列定义以阐明它们在本发明的上下文中的具体使用。
术语“电化学能源设备”、“电化学能源单元”以及“电化学能源系统”是指分别能够将化学能转化为电能，或者电能转化为化学能的设备、单元或系统。电化学能源设备包括，但不限于，一次电池、二次电池、电解系统、燃料电池、电化学电容器、超级电容器、液流电池、部分固体部分流体的电化学电池、锂空气电池和锌空气电池等金属-空气电池，以及锂-水电池和半固体电池等金属水溶液电池。电化学单元或系统是包括至少一个电化学设备的单元或系统，并且可以包括可选地串联、并联或它们的组合的多个电化学设备。电化学设备、单元和系统可以是用于向车辆提供电能的电化学设备、单元和系统。
术语“电能设备”、“电能单元”和“电能系统”是指分别能够通过将其转换为电能和/或储存电能来利用能源的设备、单元或系统。电能设备包括，但不限于，电容以及光电器件。电单元或系统是包括至少一个电子设备的单元或系统，并且可以包括可选地串联、并联或它们的组合的多个电子设备。电子设备、单元和系统可以是用于向车辆提供电能的电子设备、单元和系统。
术语“电子/电化学能源设备”、“电子/电化学能源单元”和“电子/电化学能源系统”是指分别包括电能源设备和/或电化学能源设备的设备、单元或系统。
术语“能源设备”、“能源单元”和“能源系统”分别是指电子/电化学能源设备、电子/电化学能源单元和电子/电化学能源系统。
术语“电磁辐射”是指通过电磁波和/或光子传播穿过空间的辐射能源的一种形式。
术语“磁敏感”是指作为磁场的时间函数对磁场或变化敏感。磁敏感设备的例子包括，但不限于，拾取线圈，拾取线圈包括铁氧体芯、铜线圈、闭环天线、磁感应设备、环形电感器、磁力仪、霍尔效应探头、螺线管以及高电传导性螺旋。
术语“拾取线圈”是指能够受到作为时间函数变化的磁场的作用时生成电流的两端子电子组件。拾取线圈包括成形为形成两个端子之间的环或环的一部分上的导电线，以及成形为形成两个端子之间的多个环的导电金属丝。
术语“信号”是指传送关于现象的行为或属性的信息的量。“信号”包括可以提供关于物理系统状态的信息或传达观察员之间消息的量。
术语“系统响应”是指系统对所施加的信号的响应，其中信号可以是，例如，电、磁或电磁。术语“系统响应测量”是指施加感应信号响应的信号，并测量系统响应。
术语“被动检测”和“被动地检测”是指不是系统响应测量的测量的性能。
术语“健康状况”是指用于储存能源的电子/电化学设备或一组电子/电化学设备的条件与其理想状态相比较的品质因数。健康状况可以基于包括但不限于电阻、阻抗、电导、电容、电压、自放电、接受电荷的能力、充电-放电循环次数或它们的组合的参数来确定。
术语“电荷状态”是指能源的量，其可以被转换成由用于储存能源的电子/电化学设备或一组电子/电化学设备保持的电能，与其最大值相比较。
术语“电短路”是指电阻的值，该值低于阈值。
术语“异常”是指在能源设备、单元或系统中形成的一个条件，就是指示非日常的、非最佳的、危险的或能源设备、单元或系统中其他意外或非想要的行为的方式。在一个实施例中，异常是指在能源设备、单元或系统中的电力切断。在一个实施例中，异常是指在能源设备、单元或系统中的电短路。在一个实施例中，短路可以在电化学能源设备的各种组件之间形成，例如在阳极电流收集器和阴极电流收集器之间，或者在阳极活性材料和阴极活性材料之间，或者在阳极电流收集器和阴极活性材料之间，或者在阳极活性材料和阴极活性材料之间或阳极活性材料和阴极电流收集器之间。在一个实施例中，异常指的是在能源设备、单元或系统中指示运行性能降低例如内阻增加，容量损失或无法进行电荷循环的健康状况或健康状况的变化。
图1示出示例性的带有异常检测功能的电子/电化学能源系统100。能源系统100包括电子/电化学能源单元110。能源单元110包括至少一个电子/电化学能源设备115和用于感测一个或多个诸如能源设备115属性等能源单元110属性的传感器120。能源系统100还包括用于处理由传感器120生成的传感器信号的处理模块130。处理模块130处理由传感器120所生成的传感器信号，以确定是否能源单元110内的异常180已发生或存在。传感器120和处理模块130一起形成用于检测异常180的检测系统。异常180可以发生或存在，例如，在能源设备115或与其相关联的电连接中。
在一个实施例中，传感器120通信地耦接能源设备115。在另一个实施例中，传感器120通信地耦接与能源设备115相关联的电连接。传感器120可以被包括在如图1所示的能源单元110中、与其分离、或包括被包括在能源单元110中的组件以及从其分离的组件，不脱离本发明的范围。例如，传感器120可以位于能源单元110外部，同时被通信地与其耦接。
可选地，能源系统100还包括通信地耦接处理模块130以及能源单元110的控制单元140，以使得适当的行动可以在由传感器120以及处理模块130检测到电异常180时采取。例如，处理模块130将异常180的检测通信给控制单元140，其然后调用对能源单元110的控制措施。由控制单元140调用控制措施的例子包括，但不限于，耗尽能源设备115，施加冷却剂到能源设备115，向能源单元110施用灭火器，切断能源设备115以及断开能源单元110。
在某些实施例中，传感器120包括对电磁辐射敏感的一个或多个感测单元。这个实施例特别是用于检测异常180发生的。例如，异常180可以是能源设备115中或能源单元110内的电连接中的电短路。带电粒子的加速与电磁辐射的生成相关联。因此，与电短路发生相关联的电流中的变化导致电磁辐射的发射，例如来自电短路的电磁辐射的脉冲。由异常180生成的电磁辐射可以是电磁辐射的一个或多个脉冲。传感器120，或者其中的感测单元，感测这个电磁辐射作为时间函数而随位于传感器120或其中的感测单元的电磁场的变化。
通过由异常180生成的电磁辐射的感测的异常180的检测，与常规方法例如依靠温度测量的方法相比，是快速的。来自异常180的信号传输的模式是电磁辐射，其以光速传播，以及因此到达传感器120的时间尺度比典型时间尺度要快得多，例如比异常180导致的危险的局部温度上升的时间尺度要快得多。在一些实施例中，能源系统100能够在发生异常之后在小于10毫秒检测出异常。在一些实施例中，能源系统100能够在异常发生之后在小于100毫秒检测出异常。为了比较，从电池单元内的线路短路导致的温度增加从电短路的位置传播到位于电池单元外侧的温度传感器可能需要最多一分钟。
电磁辐射的检测还可以用于检测某些形式的本身非电性的异常180。例如，能源单元110通常包括能够生成电力的组件和/或物质。非电性的异常180，例如化学异常，在能源单元110中很可能会导致电异常，其可以由如上面所讨论的传感器120所感测。
在某些实施例中，传感器120包括位于能源单元110内不同位置的多个感测单元和/或通信地耦接能源单元110的不同部分。例如，能源单元110可以包括多个能源设备115，每一个通信地耦接传感器120的不同感测单元。多个感测单元便利对异常180的空间定位，这样，处理模块130可以向控制单元140提供异常180的空间位置。控制单元140可以利用关于异常180的空间位置信息以调用对能源单元110的一部分的控制措施。例如，在包括多个能源设备115的能源单元110的一个实施例中，其中异常180是在单一的能源设备115内时，控制单元可以调用对具有异常180的能源设备115的控制措施。继续不受异常180影响的能源设备115的操作是可能的。此外，与依赖于能源单元的端子电压的测量的传统方法相比，多个感测单元可以提供对于包括串联耦合的能源设备115的能源单元110的实施方式中异常180检测的增加的敏感性。传感器120的感测单元可以被有利地设置成感测能源单元110的一组子部分的每一个子部分内异常180的发生或存在。能源单元110的每一个这样的子部分可以包括一个或多个能源设备115。
图2示出一个示例性的带有用于感测能源单元200内的各电子/电化学能源设备中异常的传感器的电子/电化学能源单元200。能源单元200是图1的能源单元110的实施方式。能源单元200包括一个或多个能源设备210，其中i是正整数。能源设备210(i)是能源设备115(图1)的实施方式。能源单元200的一些实施例仅包括能源设备，能源设备210(1)，而能源单元200的其他实施例包括能源设备210(1)和额外的能源设备210(i)，其中i是大于1的整数。能源单元200还包括感测单元220(1,1)，其通信地耦接能源设备210(1)。可选地，能源单元200包括多个感测单元220(i，j)，其中，每个感测单元220(i，j)通信地耦接相应的能源设备210(i)；j是一个正整数。因此，每个感测单元220(i，j)被构造成用于感测在相应的能源设备210(i)中的异常，如异常180(图1)。包括在能源单元200中的该组感测单元220(i，j)形成传感器120(图1)的实施例。在一个实施例中，能源单元200包括用于每个能源设备210(i)的至少一个感测单元220(i，j)。在一个实施例中，能源单元200包括用于感测设备210(i)的至少一部分的多个感测设备220(i，j)。
在一个实施例中，感测单元220(i，j)对电磁辐射敏感。在这个实施例中，感测单元220(i，j)不需要电连接，或与能源设备220(i)物理接触。在另一个实施例中，感测单元220(i，j)与用于测量其中的诸如电压、电流、电阻、电容、阻抗、复阻抗和/或它们的组合等的电属性的能源设备210(i)电连接。在又一个实施例中，感测单元220(i，j)被构造为测量温度、压力、湿度或它们的组合等环境属性。在又进一步的实施例中，感测单元220(i，j)被构造为测量磁化强度、磁性居里温度、健康状况和/或充电状态。磁性居里温度是一温度，在该温度，材料的永磁变为感应磁。感测单元220(i，j)可以在材料的温度升高超出磁性居里温度时感测材料的该状态变化。能源单元220可以根据它们的单个实施例或不同实施例的感测单元220(i，j)的组合包括感测单元220(i，j)，而不脱离本发明的范围。在一个例子中，所有的感测单元220(i，j)被构造成用于感测电磁辐射。在另一例子中，感测单元220(i，j)中的一个部分被构造成用于感测电磁辐射，而感测单元220(i，j)的另一部分被构造成用于感测电属性。
虽然每个感测单元220(i，j)被示为通信地耦接能源设备210(i)，感测单元220(i，j)可以对其他能源设备210(k)敏感，其中k与i不同，而不脱离本发明的范围。例如，在感测单元220(i，j)被构造成用于感测电磁辐射的实施例中，感测单元220(i，j)可以对源自能源设备210(j)和其他能源设备210(k)的电磁辐射都敏感，但是对于源自能源设备210(k)的电磁辐射具有更高的敏感性。在另一个包括被构造成用于感测电属性的感测单元220(i，j)的例子中，能源单元210之间的电连接可能生成串扰，使得感测单元220(i，j)对能源设备220(i)以及其他能源设备220(k)的电属性敏感，其中k与i不同。
图3示出一个示例性的带有通信地耦接能源单元300内的电子连接的异常检测传感器的电子/电化学能源单元300。能源单元300如此被构造成用于异常180(图1)的检测。能源单元300是图1的能源单元110的实施例。能源单元300包括一个或多个能源设备210(图2)以及与至少一个能源设备210电连接的电连接310。电连接310包括至少一个电连接311。能源单元300还包括通信地耦接相应的连接311的至少一个感测单元320。包括在能源单元300中的该组感测单元320形成传感器120(图1)的实施例。尽管图3中所示为包括在能源单元300中，感测单元320可以位于能源单元300外部，而不脱离本发明的范围。
在某些实施例中，感测单元320被构造成测量相应的连接311的电属性，诸如电压、电流、电阻、电容、阻抗、复阻抗和/或它们的组合等。感测单元320可以由此测量一个或多个能源设备210的电属性。在一个例子中，能源单元300包括多个感测单元320，每一个电连接到相关联的相应连接311，相应连接311与能源单元300的相应的空间部分(如相应的能源设备210)相关联。
在某些实施例中，感测单元320被构造成感测电磁辐射。例如，感测单元320感测与诸如连接器311中的短路等异常相关联的电磁辐射。
图4示出一个示例性的构造成用于异常检测能力的电子/电化学能源系统400。能源系统400因而被构造成用于异常180(图1)的检测。能源系统400包括电子/电化学能源单元405以及位于能源单元405外部的至少一个感测单元410(i)。感测单元410(i)通信地耦接能源单元405，用于感测诸如能源单元405的异常180(图1)等异常。能源单元405包括一个或多个能源设备210(j)(图2)。能源系统400是图1的能源单元110和传感器120的一个实施例。
在一个实施例中，感测单元410(i)对电磁辐射敏感。在这个实施例中，感测单元410(i)不需要与能源单元405电连接或物理接触。在另一个实施例中，感测单元410(i)与能源单元405电连接，用于测量其电压、电流、电阻、电容、阻抗、复阻抗和/或它们的组合等电属性。在又一个实施例中，感测单元410(i)被构造为测量温度、压力、湿度或它们的组合等环境属性。在进一步的实施例中，感测单元410(i，j)被构造为测量磁化强度、磁性居里温度、健康状况和/或充电状态。能源系统400可以根据其单个实施例或不同实施例的感测单元410(i)的组合包括感测单元410(i)，而不脱离本发明的范围。在一个例子中，所有的感测单元410(i)被构造成用于感测电磁辐射。在另一个例子中，感测单元410(i)中的一个部分被构造成用于感测电磁辐射，而感测单元410(i)的另一部分被构造成用于感测电属性。
在包括对电磁辐射敏感的多个感测单元410(i)的能源系统400的实施例中，感测单元410(i)位于相对于能源单元405的不同位置。在这个实施例中，感测单元410(i)可以提供有关能源单元405内异常180(图1)的空间信息。例如，感测单元410(i)可以定位，使得每个感测单元410(i)更靠近多个能源设备210(j)中相应的一个。
图5示出包括电子/电化学能源单元以及位于其内部及外部的异常检测传感器的一个典型电子/电化学能源系统500。因而能源系统500被构造成用于异常180(图1)的检测。能源系统500包括电子/电化学能源单元200(图2)以及通信地耦接至其的至少一个感测单元410(图4)，正如结合具有如能源单元405(图4)实现的能源单元200的图4所讨论的。
图6示出一个示例性的包括图2的能源单元200以及图3的300的异常检测功能的电子/电化学能源单元600。能源单元600包括至少一个能源设备220(图2)和通信地耦接至其的至少一个感测单元210(图2)，如结合图2讨论的。能源单元600还包括与至少一个能源设备220电连接的电连接310(图3)，以及通信地耦接电连接310的至少一个感测单元320(图3)，如结合图3讨论的。
图7示出一个示例性的包括图3的电子/电化学能源单元300的异常检测功能以及图4的电子/电化学能源系统400的异常检测功能的电子/电化学能源系统700。能源系统700包括能源单元300(图3)以及通信地耦合至其的至少一个感测单元410(图4)，正如结合具有如能源单元405(图4)实现的能源单元300的图4所讨论的。
图8示出一个示例性的包括图6的电子/电化学能源单元600的异常检测功能以及图4的电子/电化学能源系统400的异常检测功能的电子/电化学能源系统800。能源系统800包括能源单元600(图6)以及通信地耦合至其的至少一个感测单元410(图4)，正如结合具有如能源单元405(图4)实现的能源单元600的图4所讨论的。
图9示出一个示例性的利用电磁辐射传感器来检测异常180(图1)等电子/电化学能源设备或单元中的异常的异常检测系统900。异常检测系统900包括辐射传感器910以及处理模块930。辐射传感器是传感器120(图1)的实施例，以及处理模块930是处理模块130(图1)的实施例。辐射传感器910被构造为感测与异常180(图1)等在电子/电化学能源设备或单元中的异常的发生或存在相关联的电磁辐射。辐射传感器910包括一个或多个辐射感测单元915，以及接口920。辐射感测单元915可以以串联、并联或它们的组合被安装。在一个实施例中，接口920包括无线接口925，例如射频发射器、蓝牙通信端口或Wi-Fi通信端口。无线接口925是有用的，例如，当辐射传感器910在能源单元的包装内部实现时，或当在辐射传感器910和处理模块930的相对放置的灵活性被需要时。处理模块930包括处理器940以及储存器950。在某些实施例中，处理模块930包括示波器、网络分析器或者矢量网络分析仪。储存器950包括编码在储存器950的非易失性部分中的机器可读指令960。传感器910和/或处理模块930可以包括用于放大通过感测单元915生成的信号的放大器。
在一个实施例中，指令960包括能源单元的构造信息962、辐射传感器的构造信息964和异常标准966中的一个或多个。能源单元的构造信息962包括关于可以使用辐射传感器910以感测其异常的能源单元的构造的信息。这样的构造信息可以包括能源单元的布局和/或用于能源单元的操作参数。辐射传感器的构造信息964可以包括用于辐射感测单元915的规范，例如它的物理以及几何属性，以及与辐射传感器910可以用于感测异常的能源单元有关的辐射感测单元915的位置。异常标准966可以包括对于由辐射感测单元915生成的信号的属性的需求，其必须被满足以便使信号被视为能源单元中电异常的指示，而不是源自环境电磁辐射。要求的例子包括阈值信号幅值、脉冲持续时间、频率、波形以及它们的组合。指令960还可以包括由此衍生的物理规律以及规则或公式，如麦克斯韦方程、波动方程、拉莫尔公式以及包括热力学和动力学的电池方程。
辐射传感器915对电磁辐射敏感。辐射传感器910将从由辐射感测单元915进行的测量所生成的传感器信号经由接口920通信到处理模块930。在一个实施例中，传感器信号是电信号。处理器940根据指令960处理传感器信号以确定传感器信号指示在研究中的能源单元中的异常。每个辐射感测单元915可以被作为感测单元220(图2)、感测单元320(图3)或感测单元410(图4)操作。
在一个实施例中，异常检测系统900是一种执行能源单元上的测量而不主动刺激能源单元的任何部分或方面的被动的异常检测系统。在另一个实施例中，异常检测系统900主动刺激能源单元，以通过在其中的系统响应测量来检测异常。在这个实施例中，异常检测单元900包括用于发送信号到能源单元的发射器单元980。发射器单元980可以被构造为发送电信号到能源单元。例如，发射器980被构造为任选改变频率地发送低功率、高频电信号到能源单元。发射器单元980可以电连接至能源单元的端子。在一个替代示例中，发射器单元980被构造成以电磁辐射的形式发送信号到能源单元。在另一例子中，发射器单元980被构造成施加磁场到能源单元。由辐射传感器910生成的传感器信号然后包括能源单元对于由发射器980向其发送的信号的响应。在另一个实施例中，异常检测系统900被构造成通过被动检测和系统响应测量的组合来检测异常，其中系统响应测量可以包括发射器单元980的操作。
在一个实施例中，一个或多个感测单元915作为发射器单元980起作用，使得发射器单元包括一个或多个感测单元915。
在一个实施例中，异常检测系统900包括通信地耦接处理模块930的控制单元140(图1)。控制单元140能够基于从处理模块930接收到的信息来控制能源单元功能的至少一部分。这种信息包括，例如，一个或多个异常检测，异常检测的缺乏，以及所检测的异常的位置、幅值和类型。可选地，控制单元940包括发射器单元980。
在一个实施例中，异常检测系统900包括通信地耦接辐射传感器910的能源单元905，使得异常检测系统900可以检测能源单元905中的异常。在一个实施例中，异常检测系统900包括能源单元905以及发射器单元980。在这个实施例中，能源单元905可以包括用于接收来自发射器单元980的信号的接口970。在一个实施例中，异常检测系统900包括能源单元905以及通过接口970通信地耦接至其的控制单元140。在一个实施例中，异常检测系统900包括能源单元905、控制单元140以及发射器单元980。能源单元905可以包括多个单独的能源单元950，而不脱离本发明的范围。可选地，发射器单元980和/或处理模块930被并入能源单元905。
异常检测系统900可以扩展为包括通信地耦接相应的多个传感器910的多个处理模块930，而不脱离本发明的范围。这些处理模块可以作为次级控制单元起作用，全部通信地耦接控制单元140。例如，这样的次级控制单元可以监测能源单元905的不同部分。
图10示出一个示例性的异常检测系统1000，其利用电连接的传感器用于检测诸如异常180(图1)等电子/电化学能源单元中的异常。异常检测系统1000与异常检测系统900(图9)是相同的，除了使用辐射传感器的电磁辐射感测被使用与在研究中的能源单元电连接的传感器的电属性的感测所替换之外。因此，异常检测系统1000包括代替辐射传感器910(图9)的电传感器1010。电传感器1010包括一个或多个电连接感测单元1015，构造为电连接至能源单元，以及接口1020。接口1020与接口920(图9)是类似的，以及可选地包括具有与无线接口925(图9)类似属性的无线接口1025。每个电连接感测单元1015被构造为测量诸如电压、电流、电阻、电容、阻抗、复阻抗和/或它们的组合等电属性。电感测单元1015可以以串联、并联或它们的组合被安装。每个电连接感测单元1015可以被作为感测单元220(图2)、感测单元320(图3)或感测单元410(图4)实现。相比异常检测系统900(图9)，处理模块930(图9)被替换为处理模块1030。
处理模块1030与处理模块930(图9)是类似的。处理模块1030包括处理器940(图9)以及储存器1050。在某些实施例中，处理模块1030包括示波器、网络分析仪和/或矢量网络分析仪。储存器1050包括机器可读指令1060，其编码在储存器1050的非易失性部分中，并包括能源单元构造信息962(图9)、电传感器的构造信息1064以及异常标准1066。电传感器构造信息1064以及异常标准1066具有类似于电传感器的构造信息964(图9)和异常标准966(图9)的属性，但对电传感器1010的特定属性进行了定制。指令1060还可以包括物理定律以及由此衍生的规则或公式，例如欧姆定律、基尔霍夫电路定律以及包括热力学和动力学的电池方程。在一个实施例中，一个或多个感测单元1015作为发射器单元980(图9)起作用，使得发射器单元980包括一个或多个感测单元1015。传感器1010和/或处理模块1030可以包括用于放大由检测单元1015生成的信号的放大器。
图11示出一个示例性异常检测系统1100，其利用电磁辐射传感器和电连接传感器用于异常180(图1)等电子/电化学能源单元中异常的检测。异常检测系统1100从而结合异常检测系统900(图9)和1000(图10)的检测功能。在与异常检测系统900(图9)的比较中，异常检测系统1100还包括如结合图10讨论所实现的电传感器1010(图10)。处理模块930(图9)被替换为类似的处理模块1130。处理模块1030包括处理器940(图9)以及储存器1150。在某些实施例中，处理模块1130包括示波器、网络分析仪和/或矢量网络分析仪。储存器1150包括机器可读指令1160，其在储存器1150的非易失性部分中被编码以及包括能源单元构造信息962(图9)、辐射传感器的构造信息964(图9)、电传感器的构造信息1064(图10)、异常标准966(图9)以及异常标准1066(图10)。指令1160还可以包括由此衍生的物理规律和规则或公式，例如麦克斯韦方程、波动方程、拉莫尔公式、欧姆定律、基尔霍夫电路定律以及包括热力学和动力学的电池方程。在一个实施例中，一个或多个感测单元915以及1015作为发射器单元980(图9)起作用，使得发射器单元980包括一个或多个感测单元915以及1015。处理模块1130可以包括用于放大由感测单元915和/或1015生成的信号的放大器。
图12示意性示出一种示例性的包括至少一个电子/电化学设备的电子/电化学能源单元1200的构造。能源单元1200包括一个或多个能源设备210(图2)以及终端1221及1222。每个的能源设备210具有终端1211和1212。为了清楚地说明，不是所有的终端1211以及1212被标记在图12中。在一个实施例中，能源单元1200仅包括带有通过电连接311(图3)连接到端子1221和1222的端子1211和1212的单个能源设备210。在另一个实施例中，能源单元1200包括带有通过电连接311(图3)，以及可选地，通过各能源设备210之间的连接，连接到端子1221和1222的终端1211和1212的多个能源设备210。例如，能源单元1200包括经由电连接311串联、并联或它们的组合连接的多个能源设备210。为了清楚地说明，不是所有的电连接311被标记在图12中。
可选地，能源单元1200包括用于封闭能源单元1200的至少一部分的外壳1290。例如，外壳1290包围能源设备210，电连接311，同时允许接入终端1221和1222。
虽然图12示出能源单元1200为包括布置成三对串联连接的能源设备的六个能源设备210，其中有三对并联连接，能源单元1200可以包括不同数目的串联、并联或者它们的组合连接的能源设备210，而不脱离本发明的范围。此外，能源设备210可以具有与图12中所示的不同的形状和物理位置，而不脱离本发明的范围。例如，能源设备210可以是在形状上基本上为圆柱形及/或定位在不同的网格上，例如沿着一条线。此外，能源单元1200可以包括不同类型的能源设备210，而不脱离本发明的范围。例如，多个能源设备210可以包括不同容量的能源储存设备，及/或包括能源储存以及能源利用设备的组合。
图13示出一个示例性的电子/电化学能源单元1300，其构造成用于基于使用卷绕在各电子/电化学能源设备的拾取线圈的电磁辐射的感测进行异常检测。因此，电子/电化学能源单元1300构造为异常180(图1)的检测。电子/电化学能源单元1300包括能源单元1200(图12)以及位于相应的能源设备210(图2及12)的至少一个辐射感测单元1310。辐射感测单元1310是一个卷绕能源设备210的拾取线圈，因此是磁敏感的。能源设备210内电磁辐射的生成作为时间的函数与能源设备210内磁场中的变化相关联，反过来感应出辐射感测单元1310中的电流。辐射感测单元1310可以直接安装到能源设备210，被包括在能源设备210中，例如，作为能源设备210包装的一部分，或者被安装在距能源设备210一段距离处。
拾取线圈的绕组的取向对于由加速电荷生成的电磁辐射的检测有影响。如结合图1讨论的，加速电荷生成电磁辐射。在其中电磁场非定向地受到其它相互作用的影响的理想条件下，与电磁辐射相关联的磁场是正交于加速电荷的运动方向取向的。平面绕组对作为时间函数的具有垂直于绕组平面的分量的磁场变化敏感。因此，在检测由加速电荷生成的电磁辐射的情况下，平面线圈对由在平行于绕组平面的方向上移动的加速电荷生成的电磁辐射是最敏感的，以及对由在正交于绕组平面的方向上移动的加速电荷生成的电磁辐射是最不敏感的。
在一个实施例中，辐射感测单元1310的绕组缠绕在一个直的、共同的轴上，且各个绕组基本上在正交于这个轴的平面上。在这个实施例中，辐射感测单元1310对由垂直于这个轴传播的电流生成的电磁辐射比对由沿这个轴传播的电流生成的电磁辐射更敏感。在另一个实施例中，辐射感测单元1310的绕组围绕二维或三维轴缠绕，使得辐射感测单元1310对从任何传播方向上电流的变化而生成的电磁辐射敏感。在又一个实施例中，辐射感测单元1310包括在多个方向上卷绕在能源设备210上的多个拾取线圈。
辐射感测单元1310是感测单元220(图2)的实施例。能源单元1300是能源单元200(图2)的实施例。在一个实施例中，能源单元1300包括用于包括在能源单元1300中每个能源设备210的辐射感测单元1310。在另一个实施例中，能源设备210的仅一部分与相应的辐射感测单元1310相关联。
图14示出一个示范性的电子/电化学能源单元1400，其使用置于各电子/电化学能源设备的侧面的细长拾取线圈构造成用于基于电磁辐射的感测来检测异常。因此，电子/电化学能源单元1400构造为异常180(图1)的检测。电子/电化学能源单元1400包括能源单元1200(图12)以及一个或多个辐射感测单元1410。辐射感测单元1410是细长的拾取线圈。辐射感测单元1410是感测单元220(图2)的实施例。能源单元1400是能源单元200(图2)的实施例。为清楚地说明，不是所有的辐射感测单元1410被标记在图14中。
图15是示意性示出一个示例性的辐射感测单元1410(图14)的图1500。辐射感测单元1410具有围绕基本上直的轴1520的绕组1510。轴1520平行于辐射感测单元1410的较长维度1530。因此，辐射感测单元1410对沿着维度1530传播的电磁辐射是更敏感的。
参考图14，能源单元1400是类似于能源单元1300(图13)的，除了由辐射感测单元1410替换的辐射感测单元1310(图13)之外。辐射感测单元1410可以直接安装到被包括在能源设备210中的能源设备210，例如集成在能源设备1410的包装中，或者安装在距能源设备210一段距离处。在一个实施例中，能源单元1400中的能源设备210仅与单个辐射感测单元1410相关联。在另一个实施例中，包括在能源单元1400中的能源设备210与多个辐射感测单元1410相关联。如图14中所示，多个辐射感测单元1410可以包括具有不同取向的相应的较长尺寸1530的辐射感测设备1410。根据拾取线圈绕组的方向灵敏度的讨论，这提供了对于从具有任意传播方向的电流中的变化所生成的电磁辐射的提高的灵敏度。此外，来自多个具有不同取向的各更长尺寸1530的感测单元1410的信号可以被处理以获得关于引起信号的电流的方向的信息。
图16示出一个示例性的使用放置于各电子/电化学能源设备的侧面的平面拾取线圈构造成用于基于电磁辐射感测的异常检测的电子/电化学能源单元1600。电子/电化学能源单元1600因此构造成用于异常180(图1)的检测。电子/电化学能源单元1600包括能源单元1200(图12)以及一个或多个辐射感测单元1610。辐射感测单元1610基本上是平面拾取线圈。辐射感测单元1610是感测单元220(图2)的实施例。能源单元1600是能源单元200(图2)的实施例。为清楚地说明，不是所有的辐射感测单元1610被标记在图16中。
图17是示意性示出一个示例性的辐射感测单元1610(图16)的图1700。辐射感测单元1610基本上平行于平面1710以及具有围绕正交于平面1710的轴1720缠绕的至少一个绕组。因此，辐射感测单元1410对正交地传播到平面1710的电磁辐射是更敏感的。
参考图16，能源单元1600是类似于能源单元1500(图15)，除了辐射感测单元1510(图15)由辐射感测单元1610替换之外。辐射感测单元1610可以直接安装到被包括在能源设备210中的能源设备210上，例如集成在能源设备1610的包装中，或者安装在距能源设备210一段距离处。在一个实施例中，能源单元1600中的能源设备210仅与单个辐射感测单元1610相关联。在另一个实施例中，包括在能源单元1600中的能源设备210与多个辐射感测单元1610相关联。如图16所示，多个辐射感测单元1610可以包括不同取向的辐射感测单元1610。这提供了对于从具有任意传播方向的电流的变化中生成的电磁辐射的提高的灵敏度。此外，来自不同取向的多个感测单元1610的信号可以被处理以获得关于引起信号的电流的方向的信息。
图18示出一个示例性的使用放置在电子/电化学能源单元内各电连接周围的磁感应传感器构造成用于基于电磁辐射的感测的异常检测的电子/电化学能源单元1800。因此，电子/电化学能源单元1800构造成用于异常180(图1)的检测。电子/电化学能源单元1800包括能源单元1200(图12)以及一个或多个放置在电连接311(图3以及12)周围的辐射感测单元1810。辐射感测单元1810是感测单元320(图3)的实施例。能源单元1600是一个能源单元300(图3)的实施例。为清楚地说明，不是所有的辐射感测单元1610被标记在图16中。辐射感测单元1810是磁感应传感器，例如环形电感器。辐射感测单元1810因此通过其与电连接311相关联的电磁场的耦合，对于正在通过相应的电连接311的电流的改变是敏感的。换句话说，正在通过电连接311的电流的变化生成由辐射感测单元1810感测到的电磁辐射。电流的变化可以由电连接311中的异常引起，例如短路或断路，或者可以由直接或间接地与电连接311连接的能源设备210中的异常引起。因此，辐射传感器1810可以检测电连接311和/或能源设备210中的异常。
图19A和19B示意性示出一个示例性的辐射感测单元1810(图18)的实施例。图19A是以透视图显示辐射感测单元1810的图1900。辐射感测单元1810基本上平行于正交于电连接311(图3、图12以及18)的一部分的平面1910。
图19B示出一种示例性的辐射传感器1810(图18)的实施例的环形电感器1950。图19B显示环形电感器1950的横截面图，其中横截面是沿图19A的线19B-19B截取的。环形电感器1950包括围绕遵循闭环路径1980的芯1970的绕组1960。例如，闭环路径1980可以是圆形，椭圆形，矩形，正方形或具有另一个大体上平坦的形状，使得闭环路径1980基本上平行于平面1910(图19A)。在一个实施例中，芯1970包括用于提供绕组1960中磁感应电流对通过电连接311的电流的变化的提高的灵敏度的铁磁材料。
参考图18，能源单元1800可以包括一个或多个辐射传感器1810。虽然示出了辐射传感器1810用于连接到能源设备210的每一个个体的电连接311，能源单元可以包括比图18所示更少或更多的辐射传感器1810，以及能源设备210，而不脱离本发明的范围。
图20示出一个示例性的使用位于电子/电化学能源单元2000的外部的感测单元构造成用于基于电磁辐射感测的异常检测的电子/电化学能源单元2000。电子/电化学能源单元2000因此被构造成用于异常180(图1)的检测。电子/电化学单元2000包括能源单元1200(图12)和外壳1290。外壳1290包括至少一个辐射感测单元2010。辐射感测单元2010是感测单元410(图4)的实施例。能源单元2000是能源系统400(图4)的实施例。辐射感测单元2010可以位于外壳1290的外部或外壳1290的内部，而不偏离本发明的范围。在一个实施例中，辐射感测单元是拾取线圈，例如辐射感测单元1410(图14及15)或辐射感测单元1610(图16及17)。
在一个实施例中，能源单元2000包括多个辐射感测单元1610。在一个实施例中，能源单元2000包括不同方向的多个定向敏感辐射感测单元1610，以便提高对于由任意传播方向的电流生成的电磁辐射的检测的灵敏度。在一个实施例中，能源单元2000包括单个辐射感测单元2010。在一个实施例中，能源单元2000包括对于由任意传播方向的电流生成的电磁辐射敏感的单个辐射感测单元2010。
图13至20中示出的实施例中的一个或多个可以如结合图5至8所讨论的那样被组合，而不脱离本发明的范围。图13，14，15，16，17，和20的辐射感测单元的实施方式作为正在被拾取的线圈进行讨论，这些辐射感测单元可以是对于作为时间函数的磁场变化敏感的其它感测设备，例如霍尔效应探头，电感器，高电传导性螺旋，包括铁氧体芯的拾取线圈，或者环形电感器，而不脱离本发明的范围。
图21示出一个示例性的用于利用由异常生成的电磁辐射的感测来检测诸如异常180(图1)等电子/电化学能源设备或单元中的异常的方法2100。方法2100，例如，由异常检测系统900(图9)或由异常检测系统1100(图11)进行。
步骤2110中，响应于电磁辐射，传感器信号被生成。例如，异常检测系统900(图9)的辐射传感器910响应于由一个或多个感测单元915(图9)感测到的电磁辐射生成传感器信号。在一个实施例中，步骤2110包括步骤2112，其中，电传感器信号是由电磁辐射感应的。例如，辐射传感器910(图9)生成由电磁辐射在一个或多个感测单元915(图9)中感应的电信号。可选地，步骤2112包括使用至少对于磁场中作为时间函数的变化敏感的传感器的步骤2114。例如，辐射传感器910(图9)包括根据由感测单元1310(图13)、感测单元1410(图14及15)、感测单元1610(图16及17)以及感测单元1810(图18及19)指定的一个或多个实施例实现的至少一个感测单元915(图9)，用于生成由电磁辐射感应的电信号。在另一个例子中，辐射传感器910(图9)包括实现为霍尔效应探头、电感器、包括铁氧体芯的拾取线圈或高电传导性螺旋的至少一个感测单元915(图9)，用于生成由电磁辐射感应的电信号。
步骤2120中，在步骤2110中生成的传感器信号通信到处理模块。例如，辐射传感器910(图9)将传感器信号经由接口920通信到处理模块930。在一个实施例中，传感器信号被使用无线接口通信到处理模块。例如，辐射传感器910(图9)将传感器信号经由无线接口925通信到处理模块930。步骤2130中，传感器信号被处理以分离指示在考虑中的电子/电化学能源单元的异常的信号特征。例如，处理器940(图9)根据指令960(图9)来处理步骤2120中接收到的传感器信号以分离信号特征。可选地，处理器940(图9)利用异常标准966(图9)以分离来自传感器信号的其它特征的信号特征。信号特征的分离下面进一步结合图27来讨论。在某些实施例中，步骤2130包括过滤传感器信号，以减少不与异常相关联的传感器信号的分量。例如，步骤2130可以包括滤除感兴趣的频率范围以外的频率和/或维纳滤波。在某些实施例中，方法2100能够分离信号特征，以及因此在异常发生之后小于10毫秒检测到与此相关的异常。
在一个实施例中，方法2100还包括步骤2140，其中，电子/电化学能源单元中异常的识别被通信到与电子/电化学能源单元相关联的控制单元。例如，处理器930(图9)将指示能源单元905(图9)中异常已被识别的信号特征通信到控制单元140(图1以及9)。在一个实施例中，方法2100还包括步骤2150，其中，对与异常相关联的电子/电化学能源单元的至少一部分调用控制措施。例如，控制单元140(图1以及9)调用对与异常相关联的能源单元905(图9)的至少一部分的控制措施，如结合图1所讨论的。
在一个实施例中，方法2100作为被动异常检测方法被执行，其中，没有信号被施加到电子/电化学能源单元或设备以感应步骤2110的电磁辐射的生成。在另一个实施例中，方法2100作为基于系统响应的异常检测方法被执行。在这个实施例中，方法2100还包括步骤2110之前进行的步骤2105，其中，信号被施加到电子/电化学能源单元或设备。信号可以是，例如，电信号，频率在1千赫和10千兆赫之间的低功率、高频信号，频率在兆赫和10千兆赫之间的低功率、高频信号，在1毫安和1安培之间范围中的电流，具有时间相关频率的信号，电磁辐射，磁场或者化学相互作用。例如，如结合图9所讨论的，发射器单元980(图9)施加信号到电子/电化学能源单元905(图9)以感应具有结合步骤2130所讨论的信号特征的传感器信号的生成。
图22示出一个示例性的利用电磁辐射的感测以检测以及在空间上定位诸如异常180(图1)等电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法2200。方法2200，例如，由异常检测系统900(图9)或者由异常检测系统1100(图11)执行。方法2200是方法2100(图21)的实施例。
步骤2210中，传感器信号是响应于电磁辐射生成的。步骤2210是方法2100(图21)的步骤2110的实施例，其包括步骤2212和2218。步骤2212中，电磁辐射在多个不同位置被感测。例如，辐射传感器910(图9)使用多个位于相应的相对于电子/电化学能源单元905(图9)的多个不同位置的感测单元915(图9)来感测电磁辐射。图13、14、16、18以及20，以及它们的组合，提供感测单元915(图9)的空间构造的例子。在一个实施例中，步骤2212包括步骤2214，其中，电磁辐射的幅值被感测到。例如，多个感测单元915(图9)中的每一个感测在感测单元915位置的电磁辐射的幅值。在一个实施例中，步骤2212包括步骤2216，其中，电磁辐射的幅值被使用方向灵敏度来感测到，使得关于负责生成电磁辐射的电流的方向的信息可以被推断出来。例如，多个感测单元915(图9)中的每一个被实施为定向敏感磁感应设备，例如感测单元1310(图13)，感测单元1410(图14及15)，感测单元1610(图16和图17)或感测单元18(图18及19)。或者，多个感测单元915(图9)中的每一个可以实现为霍尔效应探头。步骤2218中，具有多个传感器信号分量的传感器信号被生成。例如，多个感测单元915(图9)中的每一个从电磁辐射的感测生成传感器信号的相应分量。传感器信号分量可以是零或空，代表没有感测到电磁辐射，而不脱离本发明的范围。步骤2220中，方法2200执行方法2100(图21)的步骤2120。
步骤2230中，在步骤2210中生成的传感器信号被处理以分离指示电子/电化学能源单元或设备中的异常的信号特征。步骤2230是方法2100(图21)的步骤2130的实施例，其还包括步骤2232。步骤2232中，异常在空间上被定位。例如，处理器940(图9)根据指令960(图9)处理步骤2210中生成的传感器信号以在空间上定位异常。步骤2232包括步骤2234，以及可选地，步骤2236和2238中的一个或两个。步骤2234中，多个在步骤2218中生成的传感器信号分量被比较。可选的步骤2236中，关于在步骤2210中使用的传感器的构造的信息被利用。在可选的步骤2238中关于在考虑中的电子/电化学能源单元或设备的构造的信息被利用。例如，处理器940(图9)根据指令960(图9)来比较在步骤2218中生成的多个传感器信号分量以在空间上定位电子/电化学能源单元905(图9)中的异常。处理器940(图9)可以从指令960(图9)获取麦克斯韦方程组，波动方程，拉莫尔式以及包括热力学和动力学的电池方程中的一个或多个，以从传感器信号分量推导出异常的空间位置。可选地，处理器940(图9)获得一个或两个辐射传感器构造964(图9)以及能源单元构造962(图9)，以分别计及一个或多个传感器910(图9)以及电子/电化学能源单元905(图9)的空间构造以及其它属性。在某些实施例中，方法2200能够分离信号特征，并且因此检测与其相关的异常，以及在异常发生之后小于10毫秒在空间上定位异常。
在一个实施例中，方法2200还包括步骤2240。步骤2240中，方法2200执行方法2100(图21)的步骤2140，并可选地执行方法2100(图21)的步骤2150。在一个实施例中，方法2200作为被动异常检测方法被执行，其中，没有信号被施加到电子/电化学能源单元或设备以感应步骤2210的电磁辐射的生成。在另一个实施例中，方法2200作为基于系统响应的异常检测方法被执行。在这个实施例中，方法2200还包括步骤2210之前执行的步骤2205，其中，方法2200执行方法2100(图21)的步骤2105。
图23示出了一个示例性的用于使用电磁辐射的感测来被动地检测诸如异常180(图1)等电子/电化学能源单元中的异常的方法2300。方法2300例如由异常检测系统900(图9)或异常检测系统1100(图11)执行，而不使用发射器单元980(图9)来引起电磁辐射的生成。步骤2310中，由异常生成的电磁辐射被动地被检测到。例如，异常检测系统900(图9)的传感器910以及处理模块930协作以被动地检测由电子/电化学能源单元905(图9)中的异常生成的电磁辐射。电磁辐射是由异常生成的，而无需使用外部施加的信号以故意导致电磁辐射的生成。在某些实施例中，方法2300是能够在异常发生之后不到10毫秒检测到异常的。
在一个实施例中，步骤2310包括步骤2312，其中，方法2300执行方法2100(图21)的步骤2110、2120以及2130。在某些实施例中，方法2300还包括步骤2320以及可选地，步骤2330。步骤2320中，方法2300执行方法2100(图21)的步骤2140。步骤2330中，方法2300执行方法2100(图21)的步骤2150。
图24示出一个示例性的用于使用电磁辐射的检测来被动地检测以及在空间上定位电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法2400。方法2400例如由异常检测系统900(图9)或异常检测系统1100(图11)执行。
步骤2410中，电子/电化学能源单元或设备中的异常被使用位于相应的多个不同位置的多个感测单元被动地检测以感测由异常生成的电磁辐射。电磁辐射是由异常生成的，而无需使用外部施加的信号以故意导致电磁辐射的生成。例如，采用位于相应的多个不同位置的多个感测单元915的传感器910以及异常检测系统900的处理模块930(图9)配合以被动地检测由电子/电化学能源单元905(图9)中的异常生成的电磁辐射。在一个实施例中，步骤2410包括步骤2412，其中，方法2400执行方法2100(图21)的步骤2110、2120以及2130。
步骤2420中，异常在空间上被定位。例如，处理模块930(图9)处理由定位在多个不同位置处的多个感测单元915(图9)执行的被动测量，以在空间上定位异常。在一个实施例中，步骤2420包括步骤2422，其中，方法2400执行方法2200(图22)的步骤2232。在某些实施例中，方法2400能够在异常发生之后小于10毫秒检测以及在空间上定位异常。在某些实施例中，方法2400还包括步骤2430以及，可选地，步骤2440。步骤2430中方法2400执行方法2100(图21)的步骤2140。步骤2440中，方法2400执行方法2100(图21)的步骤2150。
图25示出一个示例性的用于执行方法2100(图21)的步骤2110的方法2500。当与实施为步骤2110(图21)的方法2500执行方法2100(图21)时，电子/电化学能源单元或设备中的异常仅使用单个感测单元检测。方法2500例如由异常检测系统900(图9)的传感器910执行。步骤2502中，电磁辐射仅在一个位置被感测。例如，传感器910(图9)仅包括单个感测单元915(图9)，其检测电磁辐射。
在一个实施例中，步骤2502包括步骤2504。步骤2504中，定向不敏感感测单元用于感测电磁辐射。这有助于确保与任意传播方向的电流相关联的异常的检测。例如，传感器910(图9)仅包括单个感测单元915(图9)，这是定向不敏感的。这个感测单元可以，例如，带有围绕二维或三维轴缠绕的线圈的拾取线圈。或者，单个感测单元包括具有相应的多个不同取向的多个定向敏感感测单元，例如带有围绕一维轴缠绕的绕组的拾取线圈。
图26示出一个示例性的用于使用多个不同的检测方法来检测诸如异常180(图1)等电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法2600。方法2600可以例如由异常检测系统1100(图11)利用电磁辐射和电属性的感测两者执行。在另一个例子中，方法2600由与用于测量诸如温度、压力、湿度、磁化、磁性居里温度、健康状况、充电状态及/或它们的组合等其它属性的传感器组合的异常检测系统900(图9)来执行。在又另一个例子中，方法2600由与用于测量诸如温度、压力、湿度、磁化、磁性居里温度、健康状况、充电状态及/或它们的组合等其它性能的传感器组合的异常检测系统1000(图10)来执行。
方法2600包括步骤2610、2620和2630中的至少两个。方法2600可以以串联、并联或它们的组合执行步骤2610、2620以及2630的组合。步骤2610中，方法2600执行方法2100(图21)的步骤2110，以生成第一传感器信号。步骤2620中，第二传感器信号被使用电连接到在调查中的电子/电化学能源监测设备的传感器生成。例如，传感器1010(图10以及11)生成第二传感器信号。步骤2630中，第三传感器信号被使用用于感测诸如温度、压力、湿度、磁化、磁性居里温度、充电状态、健康状况、另一种状态变量(物理、化学或物理-化学属性)、性能度量及/或它们的组合等属性的传感器生成。例如，第三传感器信号是由选自温度传感器、压力传感器、湿度传感器、磁传感器、健康状况传感器状态及/或电荷传感器的组的，通信地耦接异常检测系统1100(图11)的处理模块1130的一个或多个传感器生成。
步骤2640中，第一、第二和第三传感器信号中的至少两个被通信到处理模块。例如，辐射传感器910(图9以及11)、电传感器1010(图10以及11)和选自温度传感器、压力传感器、湿度传感器、磁传感器、健康状况传感器和/或充电状态传感器的组的一个或多个传感器中的至少两个，被传感器信号通信到处理模块1130(图11)。步骤2650中，第一、第二和第三传感器信号中的至少两个被处理以识别在调查中的电子/电化学能源单元或设备中的异常的发生、存在及/或属性。例如，处理器940(图9以及11)根据指令1160(图11)处理第一、第二和第三传感器信号中的至少两个，以确定电子/电化学能源单元905(图9以及图11)中异常的发生，存在及/或属性。在某些实施例中，方法2600能够在异常发生之后小于10毫秒识别异常。
在一个实施例中，方法2600包括步骤2660。步骤2660中，方法2600执行步骤2140以及可选地方法2100(图21)的步骤2150。在一个实施例中，方法2600作为被动异常检测方法被执行，其中，没有信号被施加到电子/电化学能源单元或设备以导致第一、第二和第三传感器信号的生成。在另一个实施例中，方法2600作为基于系统响应的异常检测方法被执行。在这个实施例中，方法2600还包括步骤2610之前执行的步骤2605，其中，方法2600执行方法2100(图21)的步骤2105。信号可以是，例如，电信号，频率在1千赫和10千兆赫之间的范围内的低功率、高频信号，磁场或化学相互作用。例如，发射器单元980(图9以及11)施加信号到电子/电化学能源单元905(图9)来导致第一、第二和第三传感器信号中一个或多个的生成。
方法2100(图21)、2200(图22)以及2600(图26)可以根据被动异常检测和基于系统响应的异常检测的组合来执行，而不脱离本发明的范围。在某些实施例中，异常检测系统900(图9)、异常检测系统1000(图100)以及异常检测系统1100(图11)可以利用发射器单元980(图9)以执行连续的或定期的基于系统响应的异常检测，同时还执行被动异常检测。例如，一些感测单元可以被构造成用于基于系统响应的异常检测，而其他感测单元被构造成用于被动异常检测。在另一个例子中，相同的一组感测单元被用于基于系统响应的异常检测以及被动异常检测两者。
图27示出，通过示例性的传感器信号，表示电子/电化学能源单元或设备中异常的发生或存在的信号特征的隔离。因此，图27示出步骤2130(图21)和步骤2650(图26)的元素。
图表2710示出传感器信号2711，绘制为作为时间(2701)的函数的传感器信号2711的幅值(2702)。传感器信号2711包括与电子/电化学能源单元或设备中的异常相关联的信号特征2712以及信号特征2714等其它信号特征。信号特征2712具有持续时间2713，这是比信号特征2714的持续时间更短的。另外，信号特征2712相对于信号特征2714等其它信号特征跨越相对大的幅值范围以及到达相对大的绝对辐值。因此信号特征2712可以采用诸如持续时间、幅值、幅值范围以及它们的组合等标准从信号特征2714等其它信号特征分离。在一个实施例中，异常标准966(图9)包括这样的标准。该标准可以是，例如，至少2伏的信号强度以及脉冲持续时间小于1毫秒，小于10毫秒或者小于100毫秒。
图表2720示出传感器信号2721，绘制为传感器信号2721的幅值(2702)作为时间(2701)的函数。传感器信号2721包括与电子/电化学能源单元或设备中的异常相关联的信号特征2722，以及信号特征2724等其它信号功能。信号特征2722具有持续时间2723，其类似于信号特征2724的持续时间。但是，信号特征2722跨越相对大的幅值范围，以及到达一个相对大的绝对量，相对于信号特征2724等其它信号特征。因此信号特征2722可以被利用幅值、幅值范围以及它们的组合等标准从信号特征2724等其它信号特征分离。在一个实施例中，异常标准966(图9)包括这样的标准。
图表2730示出传感器信号2731，绘制为作为时间(2701)的函数的传感器信号2731的幅值(2702)。传感器信号2731包括两个信号特征2732和2734，与电子/电化学能源单元或设备中的异常相关联，以及没有标记在图27中的其它信号特征。信号特征2732具有持续时间2733且信号特征2734具有类似于持续时间2733的持续时间2735。与其它信号特征相比，信号特征2732和2734两者跨度相对大的幅值范围，并达到相对大的绝对幅值。因此信号特征2732和2734可以被利用幅值、幅值范围以及它们的组合等标准从其它信号特征分离。在一个实施例中，异常标准966(图9)包括这样的标准。
用于分离与在电子/电化学能源单元或设备中的异常相关联的信号特征的其它标准可以被使用且/或包括在异常标准966(图9)中，而不脱离本发明的范围。例如，标准可以包括特征内的一个或多个高频调制的频率，数目或重复特征，非重复特征，特征的波形，上升时间，符号和/或它们的组合。
图28示出一个示例性的用于利用多个传感器执行系统响应测量来检测诸如异常180(图1)等电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法2800。方法2800例如由异常检测系统900(图9)，异常检测系统1000(图10)或异常检测系统1100(图11)执行。
步骤2810中，方法2800执行方法2100(图21)的步骤2105。在一个例子中，发射器单元980(图9)发送电信号到电子/电化学能源单元或设备。在另一个例子中，发射器单元980(图9)以电磁辐射的形式发送信号到电子/电化学能源单元或设备。步骤2820中，在电子/电化学能源单元或设备内的多个不同位置执行响应于步骤2810中所施加的信号的多个测量。例如，异常检测系统1100(图11)使用处于电子/电化学能源单元905(图9和图11)内的多个不同位置的感测单元915(图9及11)和或感测单元1015(图10及11)执行多个系统响应测量。可选地，异常检测系统1100(图11)还利用用于测量温度、压力、湿度、磁化、磁性居里温度、健康状况、充电状态和/或它们的组合的传感器。在方法2800的一些实施例中，步骤2810是由用于执行步骤2820的传感器或传感器单元的至少一部分执行。这个实施例对应于包括一个或多个感测单元915(图9和图11)和1015(图10及11)的发射器单元980(图9、10及11)。
在一个实施例中，步骤2820包括步骤2822，其中，多个电测量被使用电连接至能源单元的感测单元执行。例如，异常检测系统1000(图10)使用电子/电化学能源单元905(图9及10)内多个不同位置中的感测单元1015(图10)位置执行多个系统响应测量。在这个实施例中，所有的方法2800可以由异常检测系统1000(图10)执行。在另一个实施例中，步骤2820包括步骤2824，其中，多个电磁辐射的测量被使用对电磁辐射敏感的感测单元执行。例如，异常检测系统900(图9)使用电子/电化学能源单元905(图9)内多个不同位置中的感测单元915(图9)位置执行多个系统响应测量。在这个实施例中，所有的方法2800可以由异常检测系统900(图9)执行。在又另一个实施例中，步骤2820包括除了步骤2822和2824中的一个或两个之外的步骤2826。步骤2826中，能源单元的状态变量和/或性能度量的至少一个测量被执行。状态变量和/或性能度量包括，例如，温度、压力、湿度、磁化、磁性居里温度、充电状态、健康状况和/或它们的组合。例如，这种测量可以由选自温度传感器、压力传感器、湿度传感器、磁传感器、健康状况传感器状态和/或电荷传感器状态的组，通信地耦接异常检测系统1100(图11)的处理模块1130的一个或多个传感器执行。在又另一个实施例中，步骤2820包括步骤2826的实施例，其中，所述至少一个测量是多个测量。在进一步的实施例中，步骤2820包括步骤2822、2824和2826中的一个或多个。在这个实施例中，所有的方法2800可以由异常检测系统1100(图11)执行。
步骤2830中，在步骤2820中执行的测量被通信到处理模块。例如，传感器1010(图10及11)经由接口1020(图10及11)将测量通信到处理模块1030(图10)或处理模块1130(图11)。步骤2840中，在步骤2820中生成的测量被处理以识别电子/电化学能源单元或设备中异常的发生，存在和/或属性。例如，处理器940(图9，10及11)根据指令960(图9)、1060(图10)或1160(图11)处理测量以识别电子/电化学能源单元905(图9，10，及11)中异常的发生，存在和/或属性。在某些实施例中，方法2800能够在异常发生之后的小于10毫秒识别异常。在一个实施例中，方法2800还包括步骤2850，其中，方法2800执行方法2100(图21)的步骤2140，以及可选地执行方法2100(图21)的步骤2150。
图29示出一个示例性的用于利用多个传感器执行系统响应测量来检测以及在空间上定位诸如异常180(图1)等电子/电化学能源单元或设备中的异常的方法2900。方法2900例如由异常检测系统900(图9)、异常检测系统1000(图10)或异常检测系统1100(图11)执行。步骤2910中，方法2900执行方法2800(图28)中的步骤2810、2820以及2830。
步骤2920中，在步骤2910中生成的测量值被处理以识别在电子/电化学能源单元或设备中的异常的发生，存在和/或属性。步骤2920是方法2800的步骤2840(图28)的实施例，其还包括步骤2922。步骤2922中，异常在空间上被定位。例如，处理器940(图9及10)根据指令1060(图9)处理在步骤2910中生成的传感器信号以在空间上定位异常。在一个实施例中，步骤2922包括步骤2924，以及可选地，步骤2926和2928中的一个或两个。在步骤2924中，在步骤2910中的不同位置执行的测量被比较。在可选的步骤2926中，关于在步骤2910中使用的传感器的构造的信息被利用。在可选步骤2928中，关于在考虑中的电子/电化学能源单元或设备的构造的信息被利用。例如，处理器1040(图10)根据指令1060(图10)比较与不同位置相关联的以及在步骤2910中生成的测量结果，以在空间上定位电子/电化学能源单元905(图9及10)中的异常。处理器940(图9及10)可以从指令960(图9)获得麦克斯韦方程、波动方程、拉莫尔式、欧姆定律、基尔霍夫电路定律和包括热力学和动力学的电池方程中的一个或多个，以推导出异常的空间位置。可选地，处理器940(图9及10)获得电传感器构造1064(图10)和能源单元构造962(图9及10)中的一个或两个，以分别计及一个或多个传感器1010(图10)和电子/电化学能源单元905(图9及10)的空间构造以及其他属性。在某些实施例中，方法2900能够识别以及在异常发生之后小于10毫秒在空间上定位异常。
在一个实施例中，方法2900还包括方法2100(图21)的步骤2930，其中，方法2900执行步骤2140，以及可选地执行步骤2150，。
方法2100(图21)、2200(图22)、2300(图23)、2400(图24)、2500(图25)、2600(图26)、2800(图28)以及2900(图29)可以例如在电子/电化学能源设备、单元或系统的操作、制造或测试期间被执行。
本发明还可以通过下列非限制性实施例来理解。
例1：来自电池单元的电磁辐射
实验1.一种镍锌(NiZn)电池被放置在相邻于单个电感器之处，电感器的端子连接到示波器(图30，左图)。电池单元中，短路被创建在阳极和阴极之间，且由电感器检测到的信号被使用示波器(图30，右图)来显现。一系列峰值在小于10毫秒的持续时间上被检测到。
实验2.一种镍锌(NiZn)电池被放置在相邻于串联有线连接的两个电感器之处，串联电感器的终端连接到示波器(图31，左图)。电池单元中，短路被创建在阳极和阴极之间，且由电感器检测到的信号被使用示波器(图31，右图)来显现。一系列峰值在小于5毫秒的持续时间上被检测到。
实验3.一种镍锌(NiZn)电池被放置在缠绕的环形线圈的中心内，环形线圈端子连接到示波器(图32，左图)。电池单元中，短路被创建在阳极和阴极之间，且由环形线圈检测到的信号被使用示波器(图32，右图)来显现。信号在小于25微秒的持续时间上被检测到。
实验4.一种纽扣电池被放置在缠绕的环形线圈的中心内，环形线圈端子连接到示波器(图33，左图)。电池单元中，短路被创建在阳极和阴极之间，且由环形线圈检测到的信号被使用示波器(图33，右图)来显现。信号在小于0.5毫秒的持续时间上被检测到。
实验5.一种纽扣电池被放置在相邻于电感器处，电感器的电感器端子连接到示波器(图34，上图)。内部短路通过刺穿纽扣电池被创建在纽扣电池中且由电感器检测到的信号被使用示波器(图34，下图)来显现。信号在小于0.5毫秒的持续时间上被检测到。
例2：电子设备中短路的检测
这个实施例描述通过测量电压、电磁场或电流随时间的变化(dVolt/dtime，dAmp/dtime)对电子设备中短路进行检测，例如电路或电线或其他电子设备，或者在电化学系统中，例如锂基电池或碱性电池或锌电池或镍电池或电化学电容器或电容器等电池。变化的时间可以非常短，例如几毫秒或更短甚至微秒。在场中的变化可以是大的，例如100％或更多。在某些情况下一毫秒内大到正常电压的两倍的电压变化可以由于电子短路被观察到，一个好的例子是18650锂离子电池中两层电极之间的小短路。所观察到的电压变化或电流变化也可以以环境中电磁场中变化的形式来显示，例如位于距18650锂离子电池一米处的铜线圈等导电线圈可以显示在大约一毫秒感应的高达10伏的电压。一种测量电压、电流或电磁场毫秒或更短的变化的设备，即使不直接连接到电化学或电子系统也可以帮助识别出电子短路。例如，电池组/模块外部的检测器无论是否电连接到电池组/模块都可以帮助识别在组/模块中的一个或多个电池单元中的小的短路，并因而给予电池管理单元或用户足够的时间来安全地控制情况，例如通过排放指定的单元或多个单元或通过施加冷却剂或灭火器或CO2气体或其他措施到组/模块。
不同类型的短路可以发生在电池单元中。最危险的短路通常发生在大单元中的电流收集器之间。作为一个例子，20Ah的棱柱锂离子电池中的铝阴极电流收集器和铜阳极电流收集器之间的短路可能导致很短的电阻R～10毫欧和I～300A的短路电流，并且温度可能只需10秒上升到800摄氏度。另一方面相同单元中阳极和阴极之间的短路导致R～20欧姆和I～0.2A且温度在20分钟内上升到仅5摄氏度。铝电流收集器和阳极之间的短路将是R～2欧姆和I～2A，且温度在一小时内上升到250摄氏度。因此，短路的一个最危险的情况发生在相对的电流收集器之间，并且非常难以通过看单元的总电流和电压或单元外部温度等常规的直接方法来检测。作为一个例子，在20Ah单元中，单元的温度达到短路区域(几百摄氏度的)温度可能需要花费长达一分钟，这显然太晚而无法防止可能的灾难性异常。
不是只有短路，可检测的异常也可以是健康状况中的重大变化。垂死的电池对于电信号的反应非常不同，这在感应的电磁辐射中本身中显示这种情况，并且可以如本文所描述通过电磁传感器进行检测。另一方面，现有技术方法不能检测出具有系统中低或降级健康状况的单元的位置或甚至存在，因为到其他健康单元的并联和串联连接补偿该响应。这是使用本文公开的方法的一大优势。作为一个例子，在一个实施例中电信号是直接在网络中发送的；然后在直接测量单元上的响应可能不显示任何可测量的异常，因为健康单元提供额外的电压或电流。但信号在传递通过具有与健康单元不同的特征的不健康的单元时生成电磁无线电且可以被检测到。系统中不健康的单元的存在的检测导致更长的循环寿命和更好的安全性。除了本文所描述的使用拾取线圈等传感器的间接方法来检测由诸如那些包括电化学单元或其他发电设备的设备和系统等电和电磁设备和系统发射的电磁辐射之外，在外部信号被施加时监测电或电磁设备的端子的情况下，可以向设备施加直接方法。在一个例子中，外部信号被辐射地施加到设备，例如由发射器。在另一个例子中，外部信号被直接地施加到设备，例如通过施加电压或电流穿过设备的端子。对于其中设备的端子直接地被监测的实施例，时域反射可以被利用用于分析由设备响应于所施加的信号而生成的信号。除了监测温度和电属性，电和电磁设备和系统的磁属性也可以被监测，例如磁化率和/或磁性居里温度，以便检测设备中的异常。
例3：对电动车电力系统中的异常的检测
这个例子描述本发明的用于监测和检测电动汽车电力系统中异常的系统和方法的使用。一般情况下，电动车辆利用包括串联和/或并联布线的各电池单元或模块的电池组。在这个例子中，车辆的整个电池组被认为是网络。在本发明的一种方法实施例中，例如被以两个系列放置的电感的电磁场计：较大接收机的一个系列被以三维阵列放置于在单元的各棱柱形电池或模块，例如包括多个18650单元的模块，之间或周围(环形电感器情况下)；接收机的第二系列被放置在每一个盒形电池单元的6个面。这后一系列的电感可选地包含各电池单元的每个表面上的一个或多个感应线圈，以允许电池系统的进一步改进和表征。
关于通过引用引入和变化的声明
在本申请的所有参考文献，例如包括颁发或授权的专利或等价物的专利文本；专利申请公开文本；以及非专利文献文本或其他源材料；其全部在此通过引用并入本文，就好像通过引用单独并入，某种程度上每个参考文献至少部分地不与本申请的公开内容不一致(例如，部分地不一致的参考文献，除了参考文献中部分地不一致的部分，通过引入被并入)。
在说明书中提到的所有专利和出版物表明本发明所属现有技术中的本领域技术人员的水平。本文引用的参考文献以通过引用全部并入本文以指示现有技术的状态，在某些情况下，作为它们的申请日，并且意图是该信息可以在本文中使用，如果需要的话，以排除(例如，放弃)在现有技术中的特定实施例。例如，当要求保护一种化合物时，应当理解的是，现有技术中已知的包括在本文公开的参考文献(特别是引用的专利文献)中公开的某些化合物的化合物，不旨在被包括在该权利要求中。
当一组替代物在本文中公开时，应当理解，这些组和所有亚组的所有个体成员和类可以使用被单独地公开的替代物形成。当一个马库什组或其他组在本文中使用时，该组的所有个体成员和该组的所有可能组合和子组合意欲被单独地包括在本公开内容。如本文所使用的，“和/或”是指在由“和/或”分隔的列表中项目中的一个、全部或任意组合被包括在列表中；例如，“1、2和/或3”等同于“‘1’或‘2’或‘3’或‘1和2’或‘1和3’或‘2和3’或‘1、2和3’”。
所描述或举例说明的每一个组件的制剂或组合可以用于实践本发明，除非另有说明。材料的具体名称旨在是示例性的，因为已知本领域普通技术人员中的一个可以用不同的方式命名相同的材料。本领域的普通技术人员将理解，方法、设备元件、起始材料以及不同于那些具体例举的合成方法可以在本发明的实践中采用，而不需要借助过多的实验。任何这样的方法、设备元件、起始材料以及合成方法的所有领域已知的功能等同物，旨在被包括在本发明中。每当说明书中给出一个范围，例如，温度范围、时间范围或组成范围，所有中间范围和子范围，以及包含在给定范围内的所有单个值旨在被包括在本公开中。
如本文所用，“包括”与“包含”，“含有”或“特征在于”同义，并且是包含性的或开放式的，并且不排除另外的、未陈述的要素或方法步骤。如本文所用，“由……组成”不包括任何权利要求元素未指定的元素、步骤或成分。如本文所用，“基本上由……组成”不排除不实质上影响权利要求的基本和新颖属性的材料或步骤。本文任何术语“包括”的叙述，特别是在组合物的组件的描述中或在设备的要素的说明中，应理解为包括那些基本上由以及由所详述的组件或元素组成的组合物和方法。本文所适当地说明性的描述的发明可以在不存在本文中未具体公开的任何一个或多个元件，一种或多种限制时被实施。
已采用的术语和表达被用作描述的术语而不是限制，并且没有意图使用这些术语和表达排除所示的以及所描述的特征的任何等价物及其部分，但应当认识到本发明权利要求范围内的各种修改是可能的。因此，应该理解的是，尽管本发明已通过优选实施例和可选地特征公开，本文公开的修改和变化可以由本领域的技术人员诉诸，并且这样的修改和变化被认为是像由所附权利要求所限定的那样在本发明的范围内。

Claims (135)

1.一种用于能源单元中的异常检测的方法，包括：
通过检测由能源单元中的异常生成的电磁辐射来被动地检测所述异常，所述能源单元包括电能源单元和电化学能源单元中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的方法，检测电磁辐射的步骤包括：
响应于所述电磁辐射而生成传感器信号；以及
处理所述传感器信号以分离表示所述能源单元中的所述异常的信号特征。
3.根据权利要求1所述的方法，所述电磁辐射是在所述异常发生时由所述异常生成的。
4.根据权利要求1所述的方法，还包括测量所述能源单元的属性，以检测所述异常，所述属性包括温度、电压、电阻、电流、电容、阻抗、磁化率、压力和所述能源单元对于施加的电信号的响应中的一个或多个。
5.根据权利要求1所述的方法，包括在所述异常发生之后在少于10毫秒内被动地检测所述异常。
6.根据权利要求1所述的方法，所述电能源单元和所述电化学能源单元中的每一个包括能源储存系统和能源利用系统中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的方法，所述能源单元包括电化学电池、电容器单元、超级电容器单元、液流电池和燃料电池中的至少一个。
8.根据权利要求1所述的方法，所述能源单元包括多个电连接的能源储存设备，所述多个电连接的能源储存设备中的每一个是电化学电池、电容器单元、超级电容器单元、液流电池和燃料电池中的至少一个。
9.根据权利要求1所述的方法，所述能源单元是车辆中的电池系统的至少一部分。
10.根据权利要求1所述的方法，被动地检测所述异常的步骤包括被动地检测所述能源单元中的能源储存设备中的短路。
11.根据权利要求1所述的方法，被动地检测所述异常的步骤包括被动地检测所述能源单元中的电连接中的短路。
12.根据权利要求1所述的方法，被动地检测所述异常的步骤包括被动地检测所述能源单元的健康状况的变化。
13.根据权利要求2所述的方法，所述信号特征是单脉冲。
14.根据权利要求2所述的方法，所述信号特征是一个或多个脉冲，每个脉冲具有小于100微秒的持续时间。
15.根据权利要求2所述的方法，所述信号特征是一个或多个脉冲，每个脉冲具有小于10毫秒的持续时间。
16.根据权利要求2所述的方法，所述信号特征是非重复信号。
17.根据权利要求1所述的方法，还包括在空间上定位所述异常。
18.根据权利要求17所述的方法，
被动地检测所述异常的步骤包括在多个不同位置感测电磁辐射以生成相应的多个测量结果；以及
在空间上定位的步骤包括比较所述多个测量结果。
19.根据权利要求18所述的方法，在空间上定位的步骤还包括利用关于所述能源单元的构造的信息。
20.根据权利要求18所述的方法，感测的步骤包括在所述多个不同位置测量所述电磁辐射的幅值。
21.根据权利要求18所述的方法，感测的步骤包括：
在所述多个不同的位置，测量所述电磁辐射的幅值；以及
推断关于生成所述电磁辐射的电流的方向的信息。
22.根据权利要求1所述的方法，被动地检测所述异常的步骤包括只在一个位置感测所述电磁辐射。
23.根据权利要求22所述的方法，感测的步骤包括只在一个位置使用对从任意方向的电流生成的电磁辐射敏感的传感器来感测所述电磁辐射。
24.根据权利要求2所述的方法，生成的步骤包括生成由所述电磁辐射感应的电信号。
25.根据权利要求24所述的方法，所述电信号是由所述电磁辐射在至少一个拾取线圈中感应的。
26.根据权利要求24所述的方法，所述电信号是由所述电磁辐射在至少一个磁敏感检测器中感应的。
27.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将对所述异常的检测通信到所述能源单元的控制单元；以及
对与所述异常相关联的所述能源单元的至少一部分调用控制措施。
28.根据权利要求2所述的方法，还包括：
响应于所述异常，使用与所述能源单元电连接的至少一个传感器生成第二传感器信号；
其中，处理的步骤包括处理所述传感器信号和所述第二传感器信号以分离出所述信号特征。
29.一种用于检测能源单元中的异常的系统，包括：
传感器，其用于响应于电磁辐射生成传感器信号；以及
处理模块，其用于处理所述传感器信号以分离指示所述异常的信号特征。
30.根据权利要求29所述的系统，所述传感器是磁敏感的，使得所述传感器信号由所述电磁辐射磁感应。
31.根据权利要求30所述的系统，所述传感器包括至少一个拾取线圈。
32.根据权利要求31所述的系统，所述拾取线圈是平面拾取线圈。
33.根据权利要求31所述的系统，所述拾取线圈是非平面的，用于响应于从任意方向的电流生成的电磁辐射而生成所述传感器信号。
34.根据权利要求30所述的系统，所述传感器包括至少一个环形电感器。
35.根据权利要求29所述的系统，所述传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个感测单元，用于生成所述传感器信号的相应的多个分量。
36.根据权利要求35所述的系统，所述处理模块包括处理器和指令，所述指令用于当由所述处理器执行时分析所述多个分量以确定所述电异常的位置。
37.根据权利要求36所述的系统，所述指令包含关于所述能源单元和所述传感器的构造的信息。
38.根据权利要求36所述的系统，所述多个感测单元的至少一部分中的每一个是拾取线圈。
39.根据权利要求36所述的系统，所述多个感测单元的至少一部分中的每一个是平面拾取线圈。
40.根据权利要求36所述的系统，所述多个感测单元的至少一部分中的每一个是环形电感器。
41.根据权利要求29所述的系统，还包括：
电传感器，其与所述能源单元电连接，用于检测由所述异常生成的电信号以及响应于所述电信号的检测而生成第二传感器信号；以及
其中，所述处理模块包括用于处理所述传感器信号和所述第二传感器信号以识别所述异常的指令。
42.根据权利要求41所述的系统，所述传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个感测单元，所述电传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个电感测单元，所述处理模块包括用于处理所述传感器信号和所述第二传感器信号来定位所述异常的指令。
43.根据权利要求29所述的系统，还包括用于将信号施加到所述能源单元以导致所述信号特征的形成的发射器单元。
44.根据权利要求43所述的系统，所述发射器单元与所述能源单元电连接，所述信号是电信号。
45.根据权利要求43所述的系统，所述发射器单元是电磁辐射的发射器，且所述信号是电磁辐射。
46.根据权利要求43所述的系统，所述传感器包括用于感测电磁辐射的至少一个感测单元，所述发射器单元是所述至少一个感测单元中的一个或多个。
47.根据权利要求29所述的系统，还包括用于将所述传感器信号无线地发送到所述处理模块的电路。
48.一种带有异常检测能力的能源储存系统，包括：
至少一个能源储存设备，其用于从储存的能源生成电力，所述储存的能源为电能和化学能中的至少一种；以及
传感器，其用于响应于由所述能源储存系统中的电异常生成的电磁辐射而生成传感器信号。
49.根据权利要求48所述的能源储存系统，包括用于车辆的电池。
50.根据权利要求48所述的能源储存系统，包括锂离子电池。
51.根据权利要求48所述的能源储存系统，所述至少一个能源储存设备是电解电池单元。
52.根据权利要求48所述的能源储存系统，所述至少一个能源储存设备包括多个能源储存设备，所述多个能源储存设备中的每一个是电池单元。
53.根据权利要求48所述的能源储存系统，所述至少一个能源储存设备是电容器单元和超级电容器单元中的一个。
54.根据权利要求48所述的能源储存系统，所述至少一个能源储存设备包括多个能源储存设备，所述多个能源储存设备中的每一个是多个电容器单元和多个超级电容器单元中的一个。
55.根据权利要求48所述的能源储存系统，所述传感器包括至少一个磁敏感感测单元，使得所述传感器信号由所述电磁辐射磁感应。
56.根据权利要求55所述的能源储存系统，所述至少一个磁敏感感测单元是拾取线圈。
57.根据权利要求56所述的能源储存系统，所述拾取线圈是非平面的，用于响应于从任意方向的电流生成的电磁辐射而生成所述传感器信号。
58.根据权利要求55所述的能源储存系统，所述至少一个磁敏感感测单元是平面拾取线圈。
59.根据权利要求55所述的能源储存系统，所述至少一个磁敏感单元中的至少一个被定位在所述至少一个能源储存设备上。
60.根据权利要求55所述的能源储存系统，所述至少一个磁敏感感测单元是环形电感器。
61.根据权利要求48所述的能源储存系统，所述至少一个磁敏感感测单元包括定位在相应的多个不同位置的多个磁敏感感测单元，所述传感器信号包括关于所述电异常的空间位置信息。
62.根据权利要求61所述的能源储存系统，还包括外壳，所述多个磁敏感感测单元中的至少一部分被实施在所述外壳中。
63.根据权利要求61所述的能源储存系统，所述多个磁敏感感测单元包括位于所述至少一个能源储存设备处的至少一个磁敏感感测单元。
64.根据权利要求61所述的能源储存系统，所述多个磁敏感感测单元包括位于到所述至少一个能源储存设备的电连接处的至少一个磁敏感感测单元。
65.根据权利要求61所述的能源储存系统，所述多个磁敏感感测单元包括第一组磁敏感感测单元和第二组磁敏感感测单元，所述第一组磁敏感单元比所述第二组磁敏感单元具有更大的空间分离。
66.根据权利要求48所述的能源储存系统，还包括用于将所述传感器信号无线地发送到远程系统的电路。
67.根据权利要求66所述的能源储存系统，所述远程系统包括用于处理所述传感器信号以识别所述异常的处理模块。
68.根据权利要求48所述的能源储存系统，还包括电传感器，所述电传感器与所述至少一个能源储存设备电连接，用于检测由所述异常生成的电信号。
69.根据权利要求68所述的能源储存系统，所述传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个感测单元，所述电传感器包括定位在相应的多个不同位置的多个电感测单元。
70.根据权利要求48所述的能源储存系统，还包括发射器单元，用于生成信号以感应所述传感器信号的形成。
71.根据权利要求70所述的能源储存系统，所述发射器单元被电连接到所述能源储存设备，并且所述信号是电信号。
72.根据权利要求70所述的能源储存系统，所述发射器单元是电磁辐射的发射器，并且所述信号是电磁辐射。
73.根据权利要求72所述的能源储存系统，所述传感器包括用于感测电磁辐射的至少一个感测单元，所述发射器单元是所述至少一个感测单元中的一个或多个。
74.根据权利要求70所述的能源储存系统，还包括至少一个电感测单元，所述至少一个电感测单元与所述至少一个能源储存设备电连接，用于测量所述能源储存系统的电属性。
75.一种用于检测能源单元中的异常的方法，包括：
将信号施加到所述能源单元；
在所述能源单元内的相应的多个不同位置对所述能源单元对所述信号的响应执行多个测量；以及
处理所述多个测量来识别所述异常。
76.根据权利要求75所述的方法，施加的步骤包括将电信号施加到所述能源单元。
77.根据权利要求75所述的方法，施加的步骤包括将电磁辐射施加到所述能源单元。
78.根据权利要求75所述的方法，执行多个测量的步骤由多个传感器执行，且施加的步骤由所述多个传感器中的至少一个来执行。
79.根据权利要求75所述的方法，还包括对与所述异常相关联的所述能源单元的至少一部分调用控制措施。
80.根据权利要求75所述的方法，执行多个测量的步骤包括使用不同于所述多个传感器的、与所述能源单元的部分电连接的相应的多个传感器来执行对电属性的多个电测量。
81.根据权利要求80所述的方法，执行多个测量的步骤还包括执行选自温度、磁化率和压力的组的至少一个测量。
82.根据权利要求75所述的方法，包括在所述异常发生之后在小于10毫秒内识别出所述异常。
83.根据权利要求75所述的方法，所述能源单元包括电能储存系统，电化学能源储存系统，电能利用系统，电化学能源利用系统中的至少一个。
84.根据权利要求75所述的方法，所述能源单元包括电化学电池、电容器单元、超级电容器单元、液流电池和燃料电池中的至少一个。
85.根据权利要求75所述的方法，所述能源单元包括多个电连接的能源储存设备，所述多个电连接的能源储存设备中的每一个是电化学电池、电容器单元、超级电容器单元、液流电池和燃料电池中的至少一个。
86.根据权利要求75所述的方法，所述能源单元是车辆中的电池系统的至少一部分。
87.根据权利要求75所述的方法，所述异常是所述能源单元中的能源储存设备中的短路。
88.根据权利要求75所述的方法，所述异常是所述能源单元中的电连接中的短路。
89.根据权利要求75所述的方法，所述异常是能源单元中的健康状况的变化。
90.根据权利要求75所述的方法，处理的步骤包括在空间上定位所述异常。
91.根据权利要求90所述的方法，在空间上定位的步骤包括利用关于所述能源单元的构造的信息。
92.一种用于检测能源单元中的异常的系统，包括：
发射器单元，其用于将信号施加到所述能源单元；
多个感测单元，其用于对所述能源单元的电属性执行相应的多个测量；以及
处理模块，其用于处理所述多个测量来识别所述异常。
93.根据权利要求92所述的系统，所述多个感测单元包括多个电感测单元，所述多个电感测单元与所述能源单元电连接，用于测量所述能源单元的电属性。
94.根据权利要求93所述的系统，所述多个感测单元还包括用于感测电磁辐射的至少一个电磁感测单元。
95.根据权利要求92所述的系统，所述多个感测单元包括用于感测电磁辐射的至少一个电磁感测单元。
96.根据权利要求92所述的系统，所述发射器单元是所述多个感测单元中的至少一个。
97.根据权利要求92所述的系统，所述处理模块包括处理器和指令，所述指令用于当由所述处理器执行时分析所述多个测量以确定所述异常的位置。
98.根据权利要求97所述的系统，所述指令包括关于所述多个感测单元的构造和所述能源单元的构造中的至少一个的信息。
99.根据权利要求97所述的系统，还包括用于对所述能源单元的属性执行第二测量的至少一个传感器，所述属性选自温度、磁化率和压力的组，所述处理模块包括用于处理所述第二测量和所述多个测量来识别所述异常的指令。
100.根据权利要求92所述的系统，还包括控制单元，所述控制单元通信地耦合所述处理模块，用于至少部分地根据由所述处理模块识别出的异常来控制所述能源系统。
101.根据权利要求100所述的系统，所述控制单元通信地与所述发射器单元耦合，用于控制所述信号到所述能源单元的发送。
102.根据权利要求92所述的系统，还包括用于将来自所述多个电感测单元的至少一部分的信号无线地发送到所述处理模块的电路。
103.一种带有异常检测能力的能源储存系统，包括：
多个能源储存设备，其用于从储存的能源生成电力，所述储存的能源是电能和化学能中的至少一种；
接口，其用于接收电信号；以及
多个感测单元，其被定位在所述能源储存系统内的相应的多个不同位置，用于执行对所述能源储存系统的属性的测量，所述测量指示对所述电信号的响应。
104.根据权利要求103所述的能源储存系统，所述多个感测单元包括与所述多个能源储存设备的至少一部分电连接的多个电感测单元，所述测量是电测量，并且所述能源储存系统的属性是电属性。
105.根据权利要求104所述的能源储存系统，所述多个电感测单元能够测量电流、电压和电阻中的至少一个。
106.根据权利要求104所述的能源储存系统，所述多个感测单元还包括用于感测电磁辐射的至少一个电磁感测单元。
107.根据权利要求103所述的能源储存系统，所述多个感测单元包括用于感测电磁辐射的多个电磁感测单元。
108.根据权利要求103所述的能源储存系统，包括用于车辆的电池。
109.根据权利要求103所述的能源储存系统，所述多个能源储存设备包括多个锂离子电池。
110.根据权利要求103所述的能源储存系统，所述多个能源储存设备包括多个电解电池单元。
111.根据权利要求103所述的能源储存系统，所述多个能源储存设备包括选自电容器单元和超级电容器单元的组的至少一个能源储存设备。
112.一种用于能源单元中的异常检测的方法，包括：
将所述能源单元暴露于电磁信号；以及
测量由所述电磁信号在所述能源单元中感应的电信号，从而检测所述异常。
113.根据权利要求112所述的方法，所述异常包括所述能源单元中的短路或所述能源单元的健康状况。
114.根据权利要求112所述的方法，所述电磁信号包括电场、磁场或电磁场中的一个或多个。
115.根据权利要求112所述的方法，将所述单元暴露于电磁信号的步骤包括将电流传递通过发射器或将电压施加到发射器，所述发射器定位成紧邻用于接收所述电磁信号的所述能源单元。
116.根据权利要求115所述的方法，所述发射器包括拾取线圈。
117.根据权利要求115所述的方法，传递步骤包括将一个或多个电流脉冲传递通过所述发射器或将一个或多个电压脉冲施加到所述发射器。
118.根据权利要求115所述的方法，被传递通过所述发射器的电流或被施加到所述发射器的电压的幅值对于所述能源单元到所述发射器的距离具有函数相关。
119.根据权利要求115所述的方法，被传递通过所述发射器的电流或被施加到所述发射器的电压的幅值对于所述能源单元的电属性具有函数相关。
120.根据权利要求112所述的方法，暴露步骤导致在所述能源单元的电属性中的可检测的变化。
121.根据权利要求112所述的方法，所述电信号包括在所述能源单元的电属性中的变化。
122.根据权利要求119-121中任一个所述的方法，所述能源单元的电属性包括电感、阻抗、电阻、电容、电压、导磁率和介电常数中的一个或多个。
123.根据权利要求112所述的方法，所述能源单元包括电化学电池。
124.根据权利要求123所述的方法，所述异常包括所述电化学电池的两个或更多个组件之间的短路。
125.根据权利要求124所述的方法，所述异常包括所述电化学电池的阳极电流收集器和所述电化学电池的阴极电流收集器之间的短路，或在所述电化学电池的阳极活性材料和所述阴极电流收集器之间的短路，或所述阳极电流收集器和所述电化学电池的阴极活性材料之间的短路，或所述阳极活性材料和所述阴极活性材料之间的短路。
126.根据权利要求112所述的方法，测量步骤包括使用电感测量设备、阻抗测量设备、电阻测量设备、电容测量设备、电压测量设备、导磁率测量设备和介电常数测量设备中的一个或多个来测量所述能源单元中感应的所述电信号。
127.根据权利要求112所述的方法，暴露步骤包括生成具有选自1kHz到10GHz的范围的频率的所述电磁信号。
128.根据权利要求112所述的方法，测量步骤包括在暴露步骤之后的10毫秒或更少时间内测量所述能源单元中感应的所述电信号。
129.根据权利要求112所述的方法，所述能源单元在暴露步骤和测量步骤期间处于工作状态。
130.根据权利要求129所述的方法，所述工作状态包括生成电流或接收施加的电流。
131.根据权利要求112所述的方法，所述能源单元在暴露步骤和测量步骤期间处于非工作状态。
132.根据权利要求131所述的方法，所述非工作状态包括开路状态。
133.根据权利要求112所述的方法，所述能源单元在暴露步骤和测量步骤期间处于部分制造的状态。
134.根据权利要求112所述的方法，所述能源单元在暴露步骤和测量步骤期间处于完成的制造状态。
135.根据权利要求112所述的方法，所述电磁信号由靠近所述能源单元的第二能源单元生成。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108241126A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 旺玖科技股份有限公司 非接触式智能电池感测系统及方法
CN108414861A (zh) * 2018-03-07 2018-08-17 宁波弘讯科技股份有限公司 电热故障自检方法、装置、系统及计算机可读存储介质
CN108700404A (zh) * 2016-02-23 2018-10-23 威世半导体有限公司 光电装置
CN111095009A (zh) * 2017-08-24 2020-05-01 帅福得电池有限公司 具有集成传感器和/或致动器的电化学电池和电池组
CN112312845A (zh) * 2018-06-21 2021-02-02 加州理工学院 通过磁场梯度定位的外科手术对准

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103650204B (zh) 2011-07-11 2016-11-16 加州理工学院 用于电化学系统的新颖分隔物
US9379368B2 (en) 2011-07-11 2016-06-28 California Institute Of Technology Electrochemical systems with electronically conductive layers
US9658292B2 (en) * 2013-03-14 2017-05-23 California Institute Of Technology Systems and methods for detecting abnormalities in electrical and electrochemical energy units
US10714724B2 (en) 2013-11-18 2020-07-14 California Institute Of Technology Membranes for electrochemical cells
US9991492B2 (en) 2013-11-18 2018-06-05 California Institute Of Technology Separator enclosures for electrodes and electrochemical cells
US10389141B2 (en) 2014-12-19 2019-08-20 California Institute Of Technology Systems and methods for management and monitoring of energy storage and distribution
KR102364846B1 (ko) * 2015-05-19 2022-02-18 삼성전자주식회사 배터리 팩 및 배터리 팩의 관리 방법
DE102015111015A1 (de) 2015-07-08 2017-01-12 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Lokalisieren eines Batteriemodules unter mehreren untereinander elektrisch verbundenen Batteriemodulen einer Traktionsbatterie
US9749064B2 (en) 2015-08-28 2017-08-29 FedEx Supply Chain Logistics & Electronics, Inc. Automated radio frequency testing management system
EP4083640A1 (en) * 2015-10-01 2022-11-02 California Institute of Technology Systems and methods for monitoring characteristics of energy units
WO2017096258A1 (en) 2015-12-02 2017-06-08 California Institute Of Technology Three-dimensional ion transport networks and current collectors for electrochemical cells
US10629963B2 (en) * 2015-12-24 2020-04-21 Intel Corporation Battery cell having a detection interface
KR102523045B1 (ko) * 2016-01-12 2023-04-17 삼성전자주식회사 고장 셀 검출 장치 및 방법
CN108352582B (zh) * 2016-02-10 2021-11-09 株式会社东芝 电池模块以及蓄电池系统
KR102629141B1 (ko) * 2016-04-25 2024-01-26 삼성전자주식회사 배터리의 충전을 제어하기 위한 방법 및 그 전자 장치
WO2018118806A1 (en) * 2016-12-19 2018-06-28 Vionx Energy Corporation Large scale flow battery system
US10714795B2 (en) * 2017-05-01 2020-07-14 Infineon Technologies Ag Monitoring battery cell internal pressure
GB2586829B (en) * 2019-09-04 2022-12-14 Cdo2 Ltd Battery characterisation and monitoring system
CN110779592A (zh) * 2019-11-12 2020-02-11 远东福斯特新能源有限公司 一种圆柱电池产气量检测装置及检测方法
CN110850320A (zh) * 2019-11-18 2020-02-28 湖南省计量检测研究院 氢燃料电池耐久测试方法
US11676051B2 (en) 2020-07-23 2023-06-13 International Business Machines Corporation Predict solutions for potential hazards of stored energy
KR102547725B1 (ko) * 2020-12-22 2023-06-26 한국광기술원 에너지 저장 장치 관리 시스템 및 그 동작 방법
WO2022139015A1 (ko) * 2020-12-22 2022-06-30 주식회사 더센 배터리 냉각 장치를 포함하는 배터리 안전 시스템
WO2022139014A1 (ko) * 2020-12-22 2022-06-30 주식회사 더센 하나 이상의 2차전지 셀을 포함하는 배터리 팩 또는 모듈을 위한 배터리 안전 시스템
US11787434B2 (en) 2021-04-19 2023-10-17 Toyota Motor North America, Inc. Modification of transport functionality based on modified components
US11630158B1 (en) 2021-09-30 2023-04-18 GM Global Technology Operations LLC System for electro-magnetic induction spectroscopy (EMIS) of battery cells while forming and cycling
AT525311A1 (de) * 2021-12-15 2022-12-15 Avl List Gmbh Messverfahren und Überwachungsvorrichtung zur frühzeitigen Erkennung eines thermischen Durchgehens von Batteriezellen
WO2024020336A1 (en) * 2022-07-18 2024-01-25 Li Industries, Inc. Methods and systems for advanced battery collection, sorting, and packaging

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258185B1 (en) * 1999-05-25 2001-07-10 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Methods of forming steel
JP2002008631A (ja) * 2000-06-16 2002-01-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内部短絡検出装置、内部エネルギ吸収装置及び二次電池
US6462551B1 (en) * 2002-01-18 2002-10-08 Ford Global Technologies, Inc. Method and system to ensure full functionality of battery pack assembly using thermal imaging
CN101040182A (zh) * 2004-10-28 2007-09-19 东洋钢钣株式会社 用于检查电池外壳上的微伤的设备和方法
US20080042654A1 (en) * 2006-06-30 2008-02-21 Chisato Kato Fuel cell diagnostic apparatus and diagnostic method
US20080272742A1 (en) * 2007-05-01 2008-11-06 William Stephen Hart Method and apparatus for acquiring battery temperature measurements using stereographic or single sensor thermal imaging
US20090140742A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and system for determining a state of charge of a battery
CN102346217A (zh) * 2010-07-27 2012-02-08 株式会社丰田自动织机 异常检测系统
US20120316814A1 (en) * 2011-06-13 2012-12-13 Methode Electronics, Inc. System and method for determining the state of health of electrochemical battery cells
US20130057288A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-07 Hitachi, Ltd. Magnetic measurement system and method for measuring magnetic field

Family Cites Families (93)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60139280U (ja) * 1984-02-28 1985-09-14 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 パルス監視装置
JPH02297077A (ja) * 1989-05-11 1990-12-07 Toshiba Corp 電気機器の異常検出装置
JPH0750147B2 (ja) * 1989-06-14 1995-05-31 株式会社日立製作所 ガス絶縁電気機器の異常位置標定方法および装置
US6285185B1 (en) 1992-07-22 2001-09-04 U.S. Philips Corporation Apparatus and method for determining the type of a battery or accumulator by use of magnetic fields
US5298346A (en) 1992-07-27 1994-03-29 Motorola, Inc. Battery identification system
US5504415A (en) 1993-12-03 1996-04-02 Electronic Power Technology, Inc. Method and apparatus for automatic equalization of series-connected batteries
JPH08250158A (ja) * 1995-03-09 1996-09-27 Kyocera Corp 電池パックの充電端子短絡保護回路
US5821759A (en) 1997-02-27 1998-10-13 International Business Machines Corporation Method and apparatus for detecting shorts in a multi-layer electronic package
US6229305B1 (en) 1997-04-03 2001-05-08 Delmar L. Logue Method of increasing flux helicity in a polar sensor by means of stacked driving toroids
KR20010013968A (ko) * 1997-06-19 2001-02-26 스넵-온 이퀴프먼트 리미티드 밧데리 테스트 및 등급분류 방법 및 장치
US6118248A (en) 1998-04-02 2000-09-12 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller to extend battery service run time
KR100395516B1 (ko) 1998-11-19 2003-12-18 금호석유화학 주식회사 비선형등가회로모형을이용한축전장치의특성인자수치화방법및장치
US6078165A (en) 1998-12-18 2000-06-20 Chrysler Corporation Multiplexed modular battery management system for large battery packs
US6268713B1 (en) 1999-02-26 2001-07-31 Motorola, Inc. Method for Li-Ion safety switch fault detection in smart batteries
US6307378B1 (en) 2000-01-03 2001-10-23 The Penn State Research Foundation Method and apparatus for measurement of electrochemical cell and battery impedances
US6710718B2 (en) * 2000-07-24 2004-03-23 Vincent H. Rose Slim profile indicating instruments
JP2002354841A (ja) * 2001-05-28 2002-12-06 Mitsubishi Electric Building Techno Service Co Ltd インバータ制御モータの非停電絶縁診断装置
US6677777B2 (en) 2001-07-23 2004-01-13 Tilo Dongowski Short circuit generator for testing power supplies
JP3839761B2 (ja) 2001-09-14 2006-11-01 松下電器産業株式会社 バッテリ制御装置
JP3936169B2 (ja) * 2001-11-06 2007-06-27 パナソニック・イーブイ・エナジー株式会社 組電池システムの異常検出方法及び装置
US6891353B2 (en) 2001-11-07 2005-05-10 Quallion Llc Safety method, device and system for an energy storage device
JP2003317810A (ja) * 2002-04-18 2003-11-07 Toyota Motor Corp 電池の特性評価方法
JP3614158B2 (ja) 2002-08-21 2005-01-26 ソニー株式会社 バッテリーパック
DE10394007T5 (de) 2002-12-31 2006-02-02 Midtronics, Inc., Willowbrook Vorrichtung und Verfahren zum Vorhersagen der verbleibenden Entladezeit einer Batterie
JP2005176551A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Canon Inc バッテリーパック
US7687189B2 (en) 2004-04-28 2010-03-30 Eveready Battery Company, Inc. Housing for a sealed electrochemical battery cell
KR100661555B1 (ko) * 2004-09-23 2006-12-27 엘지전자 주식회사 배터리단자 단락알람기능이 구비된 이동통신단말기 및 그제어방법
CA2531295C (en) 2004-12-22 2013-10-22 Odyne Corporation Battery management and equalization system for batteries using power line carrier communications
JP2006302733A (ja) 2005-04-22 2006-11-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池パック及びその接続システム
EP1746430A1 (en) * 2005-07-22 2007-01-24 Liaisons Electroniques-Mecaniques Lem S.A. Orthogonal fluxgate magnetic field sensor
FR2895584B1 (fr) 2005-12-22 2008-04-18 Sagem Defense Securite Batterie, equipement electrique et procede d'alimentation mettant en oeuvre un moyen de mise en court-circuit de la batterie
KR101131061B1 (ko) * 2007-04-24 2012-03-30 주식회사 만도 배터리 쇼트 검출 회로 및 이를 갖는 전자제어장치
JP4995643B2 (ja) 2007-06-11 2012-08-08 パナソニック株式会社 非水系電解質二次電池の内部短絡検知方法および装置
US7939192B2 (en) * 2007-06-20 2011-05-10 Tesla Motors, Inc. Early detection of battery cell thermal event
US8057262B2 (en) 2007-07-13 2011-11-15 Cummins Inc. Battery connection and monitoring
JP2009032506A (ja) 2007-07-26 2009-02-12 Panasonic Corp 非水系電解質二次電池の内部短絡検知方法および装置
US8265550B2 (en) 2007-09-28 2012-09-11 At&T Intellectual Property I, L.P. Methods, systems, and computer-readable media for utilizing a repeating function to improve quality of service
JP5270904B2 (ja) * 2007-11-05 2013-08-21 鶴賀電機株式会社 燃料電池特性診断方法
JP2009133676A (ja) 2007-11-29 2009-06-18 Sony Corp 電池パックおよび充放電方法
US8030881B2 (en) 2008-01-22 2011-10-04 Honda Motor Co., Ltd. Battery control system and method
JP5544687B2 (ja) * 2008-03-31 2014-07-09 株式会社豊田中央研究所 リチウムイオン二次電池の状態検出方法及びリチウムイオン二次電池の状態検出装置
US8058876B2 (en) 2008-04-24 2011-11-15 Honeywell International, Inc. Low cost current and temperature sensor
GB0809235D0 (en) 2008-05-21 2008-06-25 Poweroasis Ltd Supervisory system controller for use with a renewable energy powered radio telecommunications site
CA2749334A1 (en) 2008-06-05 2009-12-10 Cadex Electronics Inc. Methods and apparatus for battery testing
US8926528B2 (en) * 2008-08-06 2015-01-06 Biosense Webster, Inc. Single-axis sensors on flexible backbone
JP5815195B2 (ja) 2008-09-11 2015-11-17 ミツミ電機株式会社 電池状態検知装置及びそれを内蔵する電池パック
JP5180783B2 (ja) 2008-11-12 2013-04-10 三菱重工業株式会社 超電導コイルクエンチの検出装置及び検出方法
WO2010082502A1 (ja) * 2009-01-19 2010-07-22 パナソニック株式会社 電池の内部短絡評価装置
JP5289083B2 (ja) 2009-02-05 2013-09-11 三洋電機株式会社 二次電池の異常検出装置および二次電池装置
BRPI1008178A8 (pt) 2009-02-09 2017-09-19 Xtreme Power Inc Descarga de baterias
WO2010113067A1 (en) 2009-03-30 2010-10-07 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic induction tomography systems with coil configuration
DE102009018079A1 (de) 2009-04-20 2010-10-21 Li-Tec Battery Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Batterie
JP2010277979A (ja) * 2009-05-22 2010-12-09 Shuji Onita フォイル構造をした二次電池の内部短絡現象の検知方法
KR20090075657A (ko) * 2009-06-19 2009-07-08 한빛이디에스(주) 가스절연 개폐장치 진단용 부분방전 카운터
US9366732B2 (en) 2009-09-04 2016-06-14 Board Of Regents, The University Of Texas System Estimation of state-of-health in batteries
JP5428675B2 (ja) * 2009-09-09 2014-02-26 株式会社リコー 二次電池の保護回路、バッテリーパック及び電子機器
US8536825B2 (en) 2009-12-31 2013-09-17 Tesla Motors, Inc. State of charge range
US20110187377A1 (en) * 2010-02-03 2011-08-04 Dale Boysen Battery Charger Tester With Individual Cell Temperature Measurement
US20120180126A1 (en) 2010-07-13 2012-07-12 Lei Liu Probable Computing Attack Detector
GB201014384D0 (en) 2010-08-27 2010-10-13 Imp Innovations Ltd Battery monitoring in electric vehicles, hybrid electric vehicles and other applications
US20130189592A1 (en) 2010-09-09 2013-07-25 Farshid ROUMI Part solid, part fluid and flow electrochemical cells including metal-air and li-air battery systems
JP6138687B2 (ja) 2010-09-09 2017-05-31 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー 電気化学エネルギー貯蔵システム及びその方法
US10008872B2 (en) 2010-09-20 2018-06-26 Batteroo, Inc. Methods of extending the life of battery
KR101884407B1 (ko) 2010-09-20 2018-08-02 바테루, 인크. 배터리 수명을 연장시키기 위한 구조 및 방법
US9166222B2 (en) 2010-11-02 2015-10-20 Envia Systems, Inc. Lithium ion batteries with supplemental lithium
US8723482B2 (en) 2010-11-04 2014-05-13 Elite Power Solutions Llc Battery unit balancing system
US9851412B2 (en) 2010-11-09 2017-12-26 International Business Machines Corporation Analyzing and controlling performance in a composite battery module
JP5668424B2 (ja) 2010-11-16 2015-02-12 ソニー株式会社 バッテリ装置、バッテリ管理システム、およびバッテリ管理方法
CN102859837A (zh) * 2010-12-06 2013-01-02 科达汽车公司 电化学电池单元平衡电路和方法
CN103563210B (zh) 2011-05-31 2017-03-22 株式会社Lg化学 包括模块化bms连接结构的电力储存系统及其控制方法
US9379368B2 (en) 2011-07-11 2016-06-28 California Institute Of Technology Electrochemical systems with electronically conductive layers
CN103650204B (zh) 2011-07-11 2016-11-16 加州理工学院 用于电化学系统的新颖分隔物
US8829911B2 (en) 2011-09-16 2014-09-09 Blackberry Limited Diagnostic use of a plurality of electrical battery parameters
US9511670B2 (en) * 2011-12-07 2016-12-06 GM Global Technology Operations LLC Magnetic sensor transformer for determining state of charge for iron phosphate lithium ion batteries
FR2985033B1 (fr) 2011-12-23 2014-09-19 Accumulateurs Fixes Methode de determination d'un parametre d'etat d'un element electrochimique par impedance complexe aux frequences radioelectriques
US8618775B2 (en) 2012-01-05 2013-12-31 Tesla Motors, Inc. Detection of over-current shorts in a battery pack using pattern recognition
FR2985613A1 (fr) * 2012-01-09 2013-07-12 Commissariat Energie Atomique Detection d'un dysfonctionnement dans un accumulateur electrochimique
US10553871B2 (en) 2012-05-04 2020-02-04 Zenlabs Energy, Inc. Battery cell engineering and design to reach high energy
CN103516003A (zh) 2012-06-29 2014-01-15 迈实电子(上海)有限公司 调节电池组的工作状态的方法、系统和装置
CN103529342A (zh) 2012-07-06 2014-01-22 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 线路检测装置
US9658292B2 (en) 2013-03-14 2017-05-23 California Institute Of Technology Systems and methods for detecting abnormalities in electrical and electrochemical energy units
US8901888B1 (en) 2013-07-16 2014-12-02 Christopher V. Beckman Batteries for optimizing output and charge balance with adjustable, exportable and addressable characteristics
US9352905B2 (en) 2013-05-21 2016-05-31 Snap-On Incorporated Battery monitoring in a networked inventory control system
TWI496066B (zh) 2013-07-10 2015-08-11 Wacom Co Ltd 電磁式輸入裝置及其檢測感應線圈的電路
US10714724B2 (en) 2013-11-18 2020-07-14 California Institute Of Technology Membranes for electrochemical cells
US9991492B2 (en) 2013-11-18 2018-06-05 California Institute Of Technology Separator enclosures for electrodes and electrochemical cells
JP6418542B2 (ja) 2013-12-10 2018-11-07 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 検査装置および検査方法
DE102013226696A1 (de) 2013-12-19 2015-06-25 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Überwachung eines Akkumulators, Auswerteeinrichtung und Messsystem
DE102014204956A1 (de) 2014-03-18 2015-09-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Erkennung von Anomalien in einer Batteriezelle und Kurzschlusssensorik
US10247783B2 (en) 2014-09-23 2019-04-02 Ford Global Technologies, Llc Sensor system for measuring battery internal state
US10389141B2 (en) 2014-12-19 2019-08-20 California Institute Of Technology Systems and methods for management and monitoring of energy storage and distribution
EP4083640A1 (en) 2015-10-01 2022-11-02 California Institute of Technology Systems and methods for monitoring characteristics of energy units
WO2017096258A1 (en) 2015-12-02 2017-06-08 California Institute Of Technology Three-dimensional ion transport networks and current collectors for electrochemical cells

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6258185B1 (en) * 1999-05-25 2001-07-10 Bechtel Bwxt Idaho, Llc Methods of forming steel
JP2002008631A (ja) * 2000-06-16 2002-01-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 内部短絡検出装置、内部エネルギ吸収装置及び二次電池
US6462551B1 (en) * 2002-01-18 2002-10-08 Ford Global Technologies, Inc. Method and system to ensure full functionality of battery pack assembly using thermal imaging
CN101040182A (zh) * 2004-10-28 2007-09-19 东洋钢钣株式会社 用于检查电池外壳上的微伤的设备和方法
US20080042654A1 (en) * 2006-06-30 2008-02-21 Chisato Kato Fuel cell diagnostic apparatus and diagnostic method
US20080272742A1 (en) * 2007-05-01 2008-11-06 William Stephen Hart Method and apparatus for acquiring battery temperature measurements using stereographic or single sensor thermal imaging
US20090140742A1 (en) * 2007-11-29 2009-06-04 Gm Global Technology Operations, Inc. Method and system for determining a state of charge of a battery
CN102346217A (zh) * 2010-07-27 2012-02-08 株式会社丰田自动织机 异常检测系统
US20120316814A1 (en) * 2011-06-13 2012-12-13 Methode Electronics, Inc. System and method for determining the state of health of electrochemical battery cells
US20130057288A1 (en) * 2011-09-06 2013-03-07 Hitachi, Ltd. Magnetic measurement system and method for measuring magnetic field

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108700404A (zh) * 2016-02-23 2018-10-23 威世半导体有限公司 光电装置
CN108700404B (zh) * 2016-02-23 2021-06-01 威世半导体有限公司 光电装置
CN108241126A (zh) * 2016-12-23 2018-07-03 旺玖科技股份有限公司 非接触式智能电池感测系统及方法
CN108241126B (zh) * 2016-12-23 2020-11-10 旺玖科技股份有限公司 非接触式智能电池感测系统及方法
CN111095009A (zh) * 2017-08-24 2020-05-01 帅福得电池有限公司 具有集成传感器和/或致动器的电化学电池和电池组
CN108414861A (zh) * 2018-03-07 2018-08-17 宁波弘讯科技股份有限公司 电热故障自检方法、装置、系统及计算机可读存储介质
CN108414861B (zh) * 2018-03-07 2020-10-02 宁波弘讯科技股份有限公司 电热故障自检方法、装置、系统及计算机可读存储介质
CN112312845A (zh) * 2018-06-21 2021-02-02 加州理工学院 通过磁场梯度定位的外科手术对准

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