CN105260761A - 检查辅助设备 - Google Patents

Abstract

示例电池检查辅助设备包括具有显示温度改变的温度响应部和显示位置改变的应变响应部的标签。示例检查电池的方法包括从标签的温度响应部检查电池的温度的改变，以及从标签的应变响应部检查电池的应变的改变。

Description

检查辅助设备

背景技术

电动车辆使用电机驱动。电动车辆，混合动力电动车辆(HEV)和插电式混合动力电动车辆(PHEV)是电动车辆的示例类型。

电池给电机提供电力。有时需要检查、维修和更换电池和其它组件。不同的因素影响开始额外的检查、维修或更换组件的决定。

发明内容

根据本发明的示例性方面的检查辅助设备除了别的之外包括标签，该标签具有显示温度改变的温度响应部和显示位置改变的应变响应部。

在前述检查辅助设备的另一非限制性实施例中，温度响应部包含响应温度的改变而改变颜色的热变色材料。

在前述任一检查辅助设备的另一非限制性实施例中，热变色材料包含热变色油墨。

在前述任一检查辅助设备的另一非限制性实施例中，应变响应部包含多个响应标签的膨胀或压缩而彼此相对移动的参照坐标。

在前述任一检查辅助设备的另一非限制性实施例中，多个参照点中的第一个参照点与多个参照点中的第二个参照点间隔开一距离。距离响应电池内的压力的增加而增加。距离响应电池内的压力的降低而减少。可供替换地，一些永久的距离的增加还可能是高压曝露后塑性变形的结果。

在前述任一检查辅助设备的另一非限制性实施例中，该设备包括标签的识别部。该识别部包含识别信息。

在前述任一检查辅助设备的另一非限制性实施例中，识别部提供至少部分温度响应部和至少部分应变响应部。

在前述任一检查辅助设备的另一非限制性实施例中，识别部包含条形码。

在前述任一检查辅助设备的另一非限制性实施例中，识别部包含快速响应编码。

在前述任一检查辅助设备的另一非限制性实施例中，标签粘结于电池单元。

在前述任一检查辅助设备的另一非限制性实施例中，标签印在锂离子电池单元上。

根据本发明的示例性方面的一种检查电池的方法除了别的之外包括检测来自标签的温度响应部的电池的温度的改变，以及检测来自标签的应变响应部的电池的应变的改变。

在前述方法的另一非限制性实施例中，温度响应部的颜色的改变表示温度的改变。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，应变响应部包含参照坐标，以及参照坐标的相对位置的改变表示应变的改变。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，该方法包含光学读取标签以收集颜色和位置。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，至少部分参照坐标之间的随时间增加的距离表示较多的应变，以及至少部分参照坐标之间随时间减少的距离表示较少的应变。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，该方法包括使用应变评估电池内的压力。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在光学读取标签的信息部的过程中进一步收集关于电池的识别信息。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，该方法将标签直接固定至电池。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，该方法包括将标签直接涂覆在电池上。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，该方法包括在检测过程中参照数据库，数据库包含与至少一个温度相关的至少一个参照颜色，与压力相关应变的测量，或两者。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，该方法包括使用来自检测过程中的信息更新数据库。

在前述任一方法的另一非限制性实施例中，该方法包括基于温度的改变、应变的改变，或两者来诊断应该更换电池。

可以独立地或以任意组合采用前述段落、权利要求、或以下说明和附图中的任何实施例、示例、和替代方案，包括它们的各个方面或各自的个体特征。说明的与一个实施例相关的特征可以适用于所有的实施例，除非这样的特征是矛盾的。

附图说明

从更详细的说明书中，本发明的示例的不同特征和优势对本领域技术人员将变得显而易见。简要说明具体实施方式所附的附图如下：

图1说明了示例电动车辆的示意图；

图2说明了检查图1的电动车辆的电池组的电池单元的光学设备的透视图；

图3说明了根据本发明的实施例的图2的其中一个显示了标签的电池单元的特写侧视图；

图4A说明了在另一示例实施例中的附接于电池单元的标签；

图4B说明了相对于图4A的电池已经加热并膨胀后的电池单元的图4A的标签。

具体实施方式

本发明总体涉及检查和诊断组件，以及尤其涉及监测变量，例如电池单元的温度和内部压力。本发明涉及使用普通标签监测这些变量。

参照图1，示例电动车辆10包括给电机18提供电力的电池组14。车辆包括由电机18驱动的车轮22。电机18接收来自电池组14的电力并将电力转换为扭矩。

示例车辆10是全电动车辆。在另一示例中，车辆10是有选择地使用内燃发动机替代电机18驱动车轮的，或除了电机18之外还使用内燃发动机驱动车轮的混合动力电动车辆。在混合动力电动车辆的示例中，电机18可以有选择地起到发电机的作用以给电池组14再充电。

现在参照图2和3，电池组14包括沿轴A设置的电池单元26的阵列24。电池单元26可以被端壁(未示出)轴向压缩，其它组件例如侧壁和盖子可以围绕电池单元26的其它侧面。在一些示例实施例中，电池组14包括在阵列24内的50-500个独立的电池单元26。在其它示例中，电池组14可以仅包括单个电池单元。该示例中电池单元是锂离子电池单元。

标签30固定在每个电池单元26的朝向向外的表面32。示例标签30通常包括信息部、温度响应部和应变响应部。温度响应部可包括应变响应部，反之亦然。温度响应部、应变响应部、或两者也可以用做标签30的部分识别部。

标签30是一种类型的检查辅助设备或诊断工具。在一些示例中，标签30涂覆在表面32上。在另一示例中，标签30粘结地固定在电池单元26的表面32上。典型地表面32是电池单元的部分金属外壳(或袋状物)。标签30可以是单个的整体结构或单独的分开的组件的集合。

在该示例中，光学设备34例如数码相机可以使用激光、电荷耦合装置(CCD)成像器、有源像素传感器、或其它类型的光学识别或感测技术光学地扫描标签。

至少部分示例标签30包括矩阵编码，例如条形码，该矩阵编码代表与标签30固定在其上的电池单元26的序列号有关的数据以及其他。条形码可以是排式条形码，线性条形码等。

矩阵编码是一种类型的识别部，条形码是一种类型的矩阵编码。在另一示例中，识别部是另一类型的矩阵编码，例如Aztec编码、DateGlyph、数据矩阵、MaxiCode、Qode、或二维码(Shotcode)。

扫描标签30使得用户收集由条形码代表的数据。控制器38收集由条形码代表的数据。控制器38编辑数据用于在显示器上查看、打印等。

标签30的条形码可以替代地或者另外地代表与电池组14、车辆10、或两者有关的数据。其它由条形码代表的示例数据包括电池单元26的生产日期、生产地以及其它类型的有益于识别电池单元26的特征和周围结构的数据。

在一示例标签30中，温度响应部是热变色材料，例如热变色油漆。热变色材料响应温度而改变颜色。为了本发明的目的，颜色的改变涉及图像颜色以及色调的改变。

在扫描标签30的过程中，光学设备34检测标签30的温度响应部的颜色。检测的颜色与参照颜色对比以确定标签的温度。

示例控制器38可操作地与参照颜色42和与那些颜色相关的温度的数据库42连接。在一些示例中，标签的扫描启动在线数据库的访问。参照或基线标签图像与数据库42中的条形码相关。

控制器38执行图像识别/处理程序，将在扫描标签30中显示的颜色与包含在数据库42内的参照颜色进行比较以确定温度。通过处理器或在服务器上执行图像识别/处理程序。控制器38可以使用图像识别软件以协助比较。

在一些示例中，数据库42还存储标签30和相关的电池单元26的历史颜色和温度。由于标签30在电池单元26的寿命中被反复扫描，检测的颜色和它们的温度存储在数据库42内。

扫描中检测的颜色和以前的扫描中检测的颜色之间的颜色差异表明温度的改变。因为标签30直接固定在表面32上，温度的改变可以认为是表面32的温度的改变，以及更普遍的说是电池单元26的温度的改变。因此，由光学设备34扫描标签可以显示电池单元26的温度。

在一些示例中，热变色材料随着温度波动而改变颜色。因此，热变色材料代表了光学设备34扫描时段的温度。

在其它示例中，在达到某一温度后热变色材料将永久的改变颜色。也就是即使电池单元26的温度从那一温度降低也保持颜色的改变。

例如，如果标签30曝露在150°F以上的温度时，标签30的热变色材料从黑色变为红色。设计热变色材料以便即使温度从150°F的温度降低也保持红色。然后光学设备34对标签30随后的扫描将显示电池单元26和相关的标签30已经经历了超过150°F的阈值温度的温度，即使它们当前的温度显著低于150°F。当评估维修需求时，识别电池单元26是否曾经达到某一温度是有帮助的。

除了信息部和温度响应部以外，标签30此外包括包含作为参考位置的第一线46a和第二线46b的应变响应部。第一线46a和第二线46b的相对或绝对位置的改变用于确定穿过表面32的应变。

例如，第一线46a与第二线46b间隔距离D。电池单元26内的内部压力使得电池单元26膨胀。应当理解的是，这就增加了距离D。示例光学设备34在扫描过程中测量距离D。距离D传递到控制器38。

控制器38使用测量的距离D计算电池单元26的标签30附近的区域上的应变。可以使用距离D的长度的实际的改变，长度比的改变等计算应变水平。

穿过表面32的应变测量可能与电池单元26内的当前的压力或电池单元26内的过去的压力相关联。这些相关性可以存储于数据库42或从中访问。拉伸或压缩应变可能与取决于标签的位置的压力的升高相关联，也就是由于压力增加电池单元在某些位置例如靠近边缘可能“压缩”。

技术员可以依靠实验室测试结果研发与电池单元26内的特定的内部压力相应的特定的应变水平。控制器38使用测量的应变确定评估的电池单元26内的内部压力。与特定的内部压力相应的应变水平存储在数据库42内。

通常，应变ε是表示由于施加的力量或压力引起的应力场造成的，或由于本体内的温度场的改变造成的相对变形的无量纲数。应变可以发生在坐标系统的任何方向并通过参照点(例如线46a和46b)的位移监测。

在该示例中，关于建立的初始条件的距离D的改变被光学读取以评估被监测的对象(此处电池单元26)的物理条件。因此，在光学读取标签30的过程中可以收集参照颜色和位置信息。

在一些示例中，可以使用多个参照点在几个不同的方向相对或绝对地改变来描述应变的方向和大小的特性。可替换地，可以使用在不同方向相对或完全地改变比率来描述应变的方向和大小的特性。进一步地，以提供用于计算的目的的与压力有更好的相关性为基础还可以选择特定的或优选的方向。

负责维护电池组14的个人可以定期扫描标签30和阵列24内的其它电池单元的标签30′。该信息保存在控制器的数据库42内。监测的温度、应变、或两者的显著的改变可以促使技术员更换一个或多个电池单元26。除了收集来自数据库(例如在网站上、云服务器)的关于电池单元的信息，最新收集的来自标签30的关于温度、应变或压力历史的信息上传至数据库42用于将来的参照和对比。

尽管说明的所使用的标签30与电池单元26相连接，本领域技术人员和受益于本发明的人员应当理解的是其它项目将从标签30受益。例如，可以使用本发明监测其它对热、压力或应力敏感的项目，例如飞行器的结构部件、锅炉和压力容器组件等。

现在参照图4A和4B，另一示例标签40压印有矩阵编码，例如快速响应(QR)码而不是线性条形码。标签40包含压印在电池单元26的表面44上的热变色油漆。热变色油漆提供了标签40的热变色部。热变色油漆的颜色的改变表示温度的改变。在该示例中，在图4B的环境内的标签40处于比标签40显著高的温度和不同于标签40的颜色。

标签40进一步具有应变响应部。在标签40内，由几何图样代表参照点，例如第一点50a、第二点50b和第三点50c。扫描标签40的光学设备可以提供确定第一点50a、第二点50b和第三点50c的距离和相对位置的信息给控制器38。这些测量显示了点的位置的改变，其可以用于确定电池单元内的压力或历史压力。

在该示例中，用于图4B的环境中的标签40的第一点50a、第二点50b和第三点50c之间的距离大于用于图4A中的标签的第一点50a、第二点50b和第三点50c之间的距离。这意味着图4B的环境中的表面44的应变大于图4A的环境中的表面44的应变，以及图4A的环境中的电池单元26的内部压力大于图4B的环境中的电池单元26的内部压力。

本发明的特征包括提供关于电池单元的温度和压力信息的标签。收集这些来自相同的标签的信息降低了检查时间、诊断时间、成本和错误。收集涉及根据沿着特定方向测量的应变校准反应内部压力的改变。

测量的来自标签的压力和温度信息，或这些信息的历史，与相对快速访问包含基线信息的数据库一起给监测电池单元的健康状态，或压力/温度敏感项目提供了快速和可靠的诊断工具。在一些示例中，温度、应变和压力历史可以同时上传至用于处理关于前述数据和/或将来的参照的在线服务器。

当前的说明实质上是说明性的而并非限制。对本公开的示例做出的不必脱离本发明实质的变形和变化对本领域技术人员是显而易见的。因此，本发明的法律保护范围只由下面的权利要求所确定。

Claims (11)

1.一种检查辅助设备，包含：

标签，所述标签具有显示温度变化的温度响应部和显示位置变化的应变响应部。

2.根据权利要求1所述的检查辅助设备，其中所述温度响应部包含响应温度的改变而改变颜色的热变色材料。

3.根据权利要求2所述的检查辅助设备，其中所述热变色材料包含热变色油墨。

4.根据权利要求1所述的检查辅助设备，其中所述应变响应部包含多个响应所述标签的膨胀或压缩而彼此相对移动的参照坐标。

5.根据权利要求4所述的检查辅助设备，其中多个参照点中的第一个与多个参照点中的第二个间隔开一距离，其中所述距离响应电池内的压力的增加而增加，以及所述距离响应电池内的压力的降低而降低。

6.根据权利要求1所述的检查辅助设备，进一步包含所述标签的识别部，所述识别部包含识别信息。

7.根据权利要求6所述的检查辅助设备，其中所述识别部提供至少部分所述温度响应部和至少部分所述应变响应部。

8.根据权利要求6所述的检查辅助设备，其中所述识别部包含条形码。

9.根据权利要求6所述的检查辅助设备，其中所述识别部包含快速响应编码。

10.根据权利要求1所述的检查辅助设备，其中所述标签连接于电动车辆的电池单元。

11.根据权利要求1所述的检查辅助设备，其中所述标签印在锂离子电池单元上。