CN112858976A - 用于识别在交通工具中的电蓄能器的热学事件的方案 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种针对用于识别交通工具中的电蓄能器(110)的热学事件的系统(1000)的测试方法(900)，所述测试方法包括：借助信号生成器(1010)形成(910)至少一个人工的传感器信号，其中，所述至少一个人工的传感器信号模仿至少一个装配在交通工具中的传感器(140；302)应答电蓄能器(110)的热学事件的反应；将至少一个人工的传感器信号传递(920)至交通工具的控制设备(160)；并且检查(930)控制设备(160)和/或与一个或多个与其耦连的其他设备(1000)应答被传递的人工的传感器信号的反应。

Description

用于识别在交通工具中的电蓄能器的热学事件的方案
技术领域
本发明涉及一种用于识别有关交通工具中的电蓄能器的热学事件的方法和系统。
背景技术
当前在电动交通工具和混合交通工具中的牵引电池大多是锂离子电池。在此，这种车载电池包括多个组合连接的电池单池。锂离子电池单池可能因多种原因变得在化学上不稳定。在此情况下，通常会发生不期望的、损毁电池的放热反应，所述放热反应以术语“热失控”(德语作thermische Durchgehen)为人所知。如果对热失控不加干预，这一热学事件就会传递至其他电池单池。在此情况下提及的是热扩散。
为了保护驾乘人员免受不稳定的电池系统的风险，立法者规定了大量的电池测试。此外，还采纳了大量对电池系统的要求。在此的要求是在不期望的热学事件之前对驾乘人员的提前报警。为了使驾乘人员有充分的时间停驻交通工具并且安全离开，应该这样做。这就需要用于识别在交通工具中的电蓄能器的热学事件的可靠的系统。
当前，借助破坏性测试方式、例如针刺测试对电池系统进行不期望的热学事件、例如热扩散的测试。其他的示例是热学触发测试。这种测试方法需要向技术测试组织提交围绕热扩散主题的有关系统和部件的全面的保密技术信息。此外，还需强制地全面优化由交通工具制造商铺设的电池系统，随后才能测试该电池系统。对此的示例是在车载电池的电池单池中置入较小的加热元件。该加热元件随后又应触发热失控，以便在识别不期望的热学事件方面对交通工具系统进行测试。为此必须打开相应的电池单池、置入加热盘管并且随后更换电池盖。然而这种深度干预的操作降低了测试方法的说服力，尤其是在交通工具认证的背景下。
此外，迄今的测试方法在结果的可再现性、测试的可重复性以及测试的可行性方面仅有限地适用。显示表明，已知的测试方法、例如针刺测试设置了过多的可变参数(刺针直径、侵入速度、侵入角度、侵入深度等)。由此，测试的统计学验证几乎是不可能的。
已经存在多种经证实的、用于机动车研发的方法和标准(例如DIN1319或ISO26262)。迄今尚未具体使用所述方法和标准的组合(连同为电池系统所需的调整)来实现一种用于针对交通工具中的热扩散的报警和探测系统的功能安全性的整体的验证方法。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种新型的、理想的且非破坏式的用于交通工具中的报警和探测系统的功能安全性的验证方法的方案，利用所述验证方法能够针对不期望的热学事件验证交通工具的安全性，并且提供一种方法以及相应的测试台，利用所述方法能够应真实的研发需要执行所述验证方法。
所述技术问题通过一种根据独立权利要求所述的用于识别交通工具中的电蓄能器的热学事件的方法和系统解决。有利的扩展设计是从属权利要求的技术方案。
根据本发明的第一方面，规定了一种对用于识别在交通工具中的电蓄能器的热学事件的系统的验证或测试方法。为此，所述方法包括借助信号生成器形成至少一个人工的传感器信号。所述至少一个人工的传感器信号模仿至少一个安装在交通工具中的传感器对电蓄能器的热学事件的反应。由此模拟真实的传感器信号。至少一个人工的传感器信号被传递至交通工具的至少一个控制设备。随后，检查(或者说核查)控制设备和/或一个或多个与其耦连的其他设备对传递的人工的传感器信号的反应。
利用根据本发明的验证或测试方法能够降低或者甚至完全避免在待测试的车载电池系统上的物理操作的数量。此外，仅需少量地甚至不需要披露有关系统和部件的保密技术信息。通过使用人工的传感器信号，使得有关交通工具中的报警和探测系统的功能安全性的验证方法还是可重复的，并且测试结果是可再现的。
根据所规定的方法的一些实施例，基于此前对传感器实施的有关热学事件的部件测试或测量生成人工的传感器信号。在所述测量中能够要么真实地触发热学事件要么优选借助效果源(或者说作用源)模拟热学事件，并且借助有可能稍后应安装在交通工具中的传感器测量热学事件，根据所述测量能够获得真实的传感器信号，随后由所述真实的传感器信号能够推导出特征曲线并且由此又推导出人工的传感器信号。有关可安装在交通工具中的、用于热学事件的传感器的示例是温度传感器、光学传感器、电压传感器、电流传感器、压力传感器、气体传感器、烟雾传感器、磁场传感器、电容式传感器或基于阻抗测量原理的传感器。
根据一些实施例，用于有关热学事件的传感器的部件测试或测量借助至少一个测试室实施，在所述测试室中定位有传感器，并且在一定程度上在规定的实验室条件下借助效果源在所述测试室中模仿热学事件。所述效果源可以根据被测试的传感器是不同的，并且可以例如是用于温度传感器的加热元件、用于光学传感器的光源、用于磁场传感器的磁场源、用于气体传感器/烟雾传感器的测试源、用于压力传感器的压力源/机械应力源、用于电压传感器的电源或用于基于阻抗测量的传感器的测试阻抗。由此不需破坏车载电池。其与传统方法相比还实现对环境的保护，这是因为其涉及非破坏式的验证方法，其中，没有有害的反应产物进入环境中。
根据一些实施例，之前实施的部件测试或测量导致传感器与蓄能器之间的不同的相对位置的不同的测量曲线。为此，效果源可以在测试室中相对于传感器的体积重心定位在固定的特殊的空间点Pn(xn,yn,zn)上。在此，必要时可以容纳多个测试组，由此相互无关地测试多个不同的空间点Pn(xn,yn,zn)。由于针对传感器与蓄能器之间的不同的相对位置绘制了不同的测量曲线(例如由测试室中的一个(或多个)效果源模拟)，利用该测试方法能够例如测试交通工具中的传感器的不同的安装情况，并且随后在无需物理改装措施的情况下确定用于传感器和/或电池的理想的安装情况。这确保了设计灵活性，其方式在于，制造商可自主决定传感装置的数量和形式、执行装置的数量和形式、控制设备的数量和形式以及所使用的传递器件的数量和形式，并且根据所选择的总系统调整测试耗费。
为了测试传感器相对于电蓄能器的可能的安装情况(例如通过测试室中的一个(或多个)效果源模拟)，根据一些实施例，可以基于之前(例如借助测试室)实施的测量从用于传感器与蓄能器之间的不同相对位置的多个测量曲线中选择测量曲线和由此人工的传感器信号，所述人工的传感器信号最佳地对应于传感器相对于电蓄能器的计划安装情况。为此不需在交通工具中采取真实的或者说物理的改装。
根据一些实施例，为生成人工的传感器信号，将所选择的测量曲线的测量值借助信号生成器转换成电信号(模拟或数字的)，所述电信号看起来就像是由真实的传感器生成的。测量曲线可以基于针对传感器之前实施的有关热学事件的部件测试或测量。通过使用信号生成器能够模仿不同的传感器输出信号，而无需传感器实际上真实存在。由此，报警和探测系统可以与交通工具的其余部分无关地测试。
根据一些实施例，在测试中测试在热学事件下是否有控制设备和/或一个或多个其他设备形成相应的报警和/或干预信号。报警信号可以例如借助声学和/或光学的报警器件在电蓄能器的热学事件之前警告交通工具驾乘人员。干预信号可以例如引发针对热学事件的应对措施(例如冷却电蓄能器护着触发火警)。由此可以通过在交通工具中使用的控制设备测试报警功能，所述控制设备监控并且评估传感器信号。
根据一些实施例，所述方法还包括：当至少一个控制设备和/或其他控制设备对人工的传感器信号的反应与对热学事件的规定反应并不对应时，根据其他传感器或者传感器的其他安装情况形成至少一个其他的人工的传感器信号。例如如果被测试的人工的传感器信号不导致报警信号的触发，这可以说明，(模拟)传感器要么不合适、要么在交通工具中相对于电蓄能器安装在不合适的位置上。在此情况下，可以模拟其他人工的传感器信号，从而模拟其他传感器的反应或者相同传感器的其他安装位置。根据一些实施例，为此可以基于之前(例如借助测试室)实施的测量从用于不同传感器或传感器与蓄能器之间的不同相对位置的多个测量曲线中选择测量曲线和由此其他人工的传感器信号，所述其他人工的传感器信号最佳地对应于其他传感器或传感器相对于电蓄能器的其他安装情况。
根据一些实施例，通过所述验证或测试方法可以模拟热学事件，所述热学事件的形式为电蓄能器的热失控、热扩散、电蓄能器的电解液和/或活性材料的泄漏、热气体、蒸汽或烟雾通过电蓄能器的一个/多个开口的气体释放、电蓄能器的胀破/开裂，或者形式为电蓄能器的爆炸。由此可以研究不同的热学事件，而无需真实触发热学事件。如上所述，热学事件为此可以事先在测试室中借助一个或多个效果源被模拟，并且而借助传感器绘制一个或多个测量曲线，随后由所述测量曲线又能够获得人工的传感器信号。
根据一些实施例，通过所述测试方法可以模拟电蓄能器的热学事件，所述电蓄能器的形式为锂离子电池、锂硫电池、锂空气电池或钠空气电池。基于有关真实热学事件的相应的实验室数据可以研究不同的电池型号。例如所述实验室数据可以包含有关在热扩散时电蓄能器环境中的温度变化的结论。随后可以援引实验室数据，作为用于借助效果源(例如加热元件)尽可能真实模拟热学事件的基础。
根据一些实施例，通过所述测试方法可以模拟至少一个传感器的传感器数据，所述传感器选自下组传感器：温度传感器、电压传感器、电流传感器、压力传感器、气体传感器、烟雾传感器、磁场传感器、电容式传感器或基于阻抗测量原理的传感器。由此可以研究或模拟不同的传感器型号。
根据本发明的另一方面，规定了一种用于识别在交通工具中的电蓄能器的热学事件的验证或测试系统。所述系统内部包括用于形成至少一个人工的传感器信号的信号生成器，所述人工的传感器信号模仿至少一个在交通工具中安装的传感器响应于电蓄能器的热学事件的反应，包括交通工具控制设备，所述交通工具控制设备带有用于接收至少一个人工的传感器信号的接口，并且包括测试设备，所述测试设备用于测试至少一个控制设备和/或一个或多个与其耦连的其他设备响应于人工的传感器信号的反应。
根据本发明的另一方面，还规定了一种测试传感器的方法，所述传感器构造用于探测在交通工具中的电蓄能器的热学事件。所述方法包括将传感器定位在测试室中，将至少一个效果源在测试室中定位在相对于传感器的预定位置上，在测试室中形成预定的环境条件，将预定的测试信号曲线发送给至少一个效果源，并且确定涉及由效果源基于测试信号曲线所形成的物理量的传感器测量值。利用该类型的部件测试方法能够形成为上述验证或测试方法或测试系统所需的人工的传感器信号。借助效果源在此能够模仿与热学事件相对应的物理量(例如温度、光照、磁场等)，也就是说测试信号曲线包括热学事件的模仿曲线。随后借助传感器检测物理量并且记录或者说绘制相应的传感器信号。由此可以形成多种不同的人工的传感器信号，所述人工的传感器信号能够被用于报警系统的测试。根据在测试室中的测量，能够获得热学事件的真实的传感器信号，由所述真实的传感器信号能够推导出特征曲线并且又由此推导出人工的传感器信号。有关可安装在交通工具中的、用于热学事件的传感器的示例是温度传感器、光学传感器、电压传感器、电流传感器、压力传感器、气体传感器、烟雾传感器、磁场传感器、电容式传感器或基于阻抗测量原理的传感器。
根据一些实施例，所述方法还包括利用介质将测试室中的传感器包围，所述介质模仿在交通工具中的传感器的安装情况。所述介质的示例是空气、缓冲或绝缘材料、塑料或金属壳体等。介质可以例如包含电池的仿制品。在此情况下涉及的是仿真电池。仿制品可以具备至少一个与被仿制电池类似的物理性质(例如热传导性)，然而不具备相同的技术功能。对此，介质的选择条件可以在于，介质的种类与之后真实的安装情况一致。由此能够在几何形状和/或材料方面模仿交通工具中的传感器的真实的安装条件，并且由此获得切实可信的人工的传感器信号。
根据一些实施例，针对效果源相对于传感器的不同的预定位置重复所述方法。为此，效果源可以在测试室中相对于传感器的体积重心定位在固定的特殊的空间点Pn(xn,yn,zn)上。在此，必要时可以容纳多个测试组，由此相互无关地测试多个不同的空间点Pn(xn,yn,zn)。由此可以针对传感器与蓄能器之间的不同的相对位置获得人工的传感器信号，所述相对位置与传感器在交通工具中的不同安装位置相对应。利用上述用于在交通工具中的报警和探测系统的功能安全性的验证方法，能够以模拟方式测试传感器与蓄能器之间不同的相对位置。
根据一些实施例，所述方法还包括由用于效果源相对于传感器的不同预定位置的传感器测量值确定至少一个特征曲线。由此形成的三维的特征曲线可以为空间点Pn(xn,yn,zn)匹配呈数值形式的、用于探测不期望的热学事件的性能。
此外，这种表征性的特征曲线给出的结论在于，在交通工具中允许传感器最多距离其效果源(例如电池)多远，尚能正常工作或者说探测。此外，所述特征曲线还可以用于探测系统的布设(或者说设计)，这是因为特征曲线描述了传感器在热学事件方面的有效工作半径。由此在探测系统布设过程中已经可以判断，电池系统的全部有潜在风险的区域是否通过传感器充分得到保障。在测试过程中包围传感器的介质在几何形状和材料方面越好地模仿真实安装条件，特征曲线就越接近真实且越与交通工具相关。
根据一些实施例，所述效果源包括用于温度传感器的加热元件、用于光学传感器的光源、用于磁场传感器的磁场源、用于压力传感器的压力源/机械应力源、用于电压传感器的电源、用于基于阻抗测量的传感器的测试阻抗或用于气体传感器/烟雾传感器的测试源。通过这种效果源并且利用实验室数据，可以模仿或者说模拟交通工具中的电蓄能器的热学事件。
根据一些实施例，所述方法还包括，由传感器测量值确定下组中至少一个传感器特征：传感器灵敏度、传感器调整时间、传感器工作温度范围、测量值与输出值之间的传感器传递特性、传感器应答特性、传感器分辨度、传感器准确性(偏移、增量、非线性)、传感器故障率、传感器测量频率。通过对测试数据的评估和处理，能够获得例如用于车载电池中的热扩散的传感器的3D特征曲线和/或在交通工具的使用寿命中的故障特性。所述结果随后能够用于整车层面的报警系统的功能测试。利用这种传感器特征能够更逼真地形成用于交通工具中的报警和探测系统的功能安全性的验证方法的人工的传感器信号。
根据一些实施例，测试信号曲线包括一个或多个突跃信号或以下其他信号：脉冲函数、斜坡函数、谐波函数、锯齿函数、啁啾函数、方波函数、白噪声。不同的信号曲线能够用于确定不同的传感器特征。例如可以利用突跃信号确定传感器调整时间或传感器灵敏度。其他信号方式适用于确定其他传感器特征。
测试信号曲线的第一阶段可以例如是从规定的初始状态至结束状态的简单的突跃信号，从而应通过效果源形成为物理信号。该突跃信号形成传感器的突跃应答。由传感器的突跃应答可以通过在结束状态周围施加误差带来确定传感器的调整时间。在第一阶段结束之后可以插入短暂的暂停。在此暂停期间可以重复原始施加的测试条件(例如空气压力、环境温度、传感器的初始状态，尤其是在传感器有时经历可能的滞后性等的情况下)。测试信号曲线的第二阶段可以例如是弱化的突跃信号的序列。从规定的初始状态开始，通过效果源采取了不同的结束状态。随着每个新的突跃信号，例如可以使结束状态的振幅相对于之前的状态减半(或者以其他系数减小)。突跃信号振幅的减小导致突跃应答振幅的减少。在该测试阶段的确定时刻，突跃信号振幅的施加不再导致突跃应答振幅的改变。在此时刻可以结束第二阶段。由最后的具有明显变化的振幅可以确定传感器的分辨度和应答阈值。由突跃信号的序列可以确定初始灵敏度、平均灵敏度和最终灵敏度。在第二阶段结束之后可以插入短暂的暂停。在此暂停期间可以重复原始施加的测试条件。测试信号曲线的另一阶段可以例如是阶梯状增强或弱化的突跃信号的序列。从初始状态开始，通过效果源采取了不同的结束状态。增强或弱化可以n次地完成(n＝1，2，3，……)。在此可以注意的是，测量值的改变是否导致输出值的改变。如果尽管存在测量值的改变，单输出值的信号不再变化或仅程度不强地变化，则在此时刻则认为该测试阶段结束。由突跃应答的最高幅度或最低幅度可以确定用于传感器的测量范围的最大值和最小值的数值。在所述另一阶段结束之后可以插入短暂的暂停。在此暂停期间可以重复原始施加的测试条件。在测试信号曲线的随后阶段中可以是真实的不期望的热学事件(例如热扩散)的模拟曲线。真实的不期望事件的模拟曲线可以例如通过之前的实验室实验或热学事件的模拟获得，并且规定在针对每个传感器(型号)的测试信号目录中。模拟曲线可以从初始状态开始运行，并且通过测试设备记录传感器的信号。在该阶段结束之后可以插入短暂的暂停。在此暂停期间可以重复原始施加的测试条件。
本发明还可以用于对环境的保护，这是因为其涉及非破坏式的验证方法，其中，没有有害的反应产物进入环境中。此外不需损毁测试交通工具，由此提高了在测试运行中的交通工具时以及测试用于认证的交通工具时的经济性。本发明的实施例用于为报警和探测系统的研发者提供针对热扩散的安全性，所述研发者可以按照所规定的方法进行研发。对于使用所述方法的测试机构的安全性可以提高，这是因为测试机构能够确保遵守所述方法的交通工具在针对不期望的热学事件的提前报警方面在功能上更为安全。用于终端客户的安全性可以提高，这是因为终端客户可以确保其交通工具防止热扩散。用于生产者的安全性可以提高，这是因为生产者可以确保其交通工具在法律方面是合规的。利用本发明的实施例可以确保设计灵活性，其方式在于，制造商可自主决定传感装置的数量和形式、执行装置的数量和形式、控制设备的数量和形式以及所使用的传递器件的数量和形式，并且根据所选择的总系统调整测试耗费。
本发明的实施例的可能的应用范围是具有可反复充电的电蓄能器的电动交通工具或混合交通工具的探测和报警系统，在所述探测和报警系统中会因结构所致出现热扩散的风险。另一可能的应用包括静态的电蓄能器系统，例如在用于电动或混合交通工具的移动充电桩中所出现的。
附图说明
以下参照附图仅示例性地详细阐述所述设备和/或方法的若干示例。在附图中：
图1示出用于处理不期望的热学事件的总系统的框图；
图2示出根据一种实施例用于测试传感器的方法的流程图；
图3示出根据图2的用于测试传感器的方法的示例性测试结构；
图4示出用于特征曲线的待扫描的测试点的示例性测试示意图；
图5示出具有不同测试阶段的示例性测试信号曲线；
图6A-6E示出根据一种可能的实施例的用于传感器的功能测试的具体流程图；
图7示出用于建立关于待研究的传感器的热扩散的表征性特征曲线的示意图；
图8示出根据另一实施例的在部件层面上用于传感器的功能测试的流程图；
图9示出用于识别在交通工具中的电蓄能器的热学事件的报警系统的信号处理测试的流程图；
图10示出用于信号处理测试的示意性实验构造；并且
图11示出用于根据另一实施例的信号处理测试的流程图。
具体实施方式
图1示意性示出用于处理不期望的热学事件、例如在可反复充电的电池中的热扩散的常见的总系统100。
示意性示出的系统100包括具有至少一个可反复充电的车载电池110的电池系统，所述车载电池包括多个电池模块110-1、110-2……、110-n。在此，电池模块110-1、110-2、……、110-n例如由成组的锂离子电池单池组成。电池模块110-1、110-2、……、110-n分别与冷却系统120并且与电池加热装置130耦连。电池模块110-1、110-2、……、110-n或者电池单池分别与传感器或探测系统140并且与干预系统150耦连。冷却系统120、电池加热装置130、探测系统140和干预系统150又与用于监控、调节和保护车载电池110的电池管理系统(BMS)160耦连。BMS(电池管理系统)160为此包括一个或多个控制设备。
探测系统140可以被理解为具有一个或多个传感器的系统，从而能够原位地或预先地识别热学事件，例如热失控或热失控的触发(例如刺针的钉入)或电池模块110-1、110-2、……、110-n的电池单池之间的热扩散。如果探测系统在热学事件已经作为故障情况出现时才识别出风险，则探测系统原位地识别风险。如果探测系统在故障情况出现之前就已经识别出热学事件的风险，探测系统预先地识别风险。在探测系统140中所使用的传感器的示例是温度传感器、光学传感器、磁场传感器、压力传感器、电压传感器、用于阻抗测量的传感器或气体/烟雾传感器。
干预系统150可以被理解为能够干预热学事件并且阻延或阻止热学事件后果的系统。当干预系统可以通过信号被触发时，干预系统150是主动的。当干预系统不能通过信号被触发，而仅能对外部因素作出反应时，所述干预系统150是被动的。
本发明的实施例可以将围绕电池系统110规划的、用于不期望的热学事件的探测和报警的总系统100分解为其最小可分的技术单元。针对其中每个技术单元(传感器、传递器件、BMS/控制设备)主要能够发出并处理多种测试数据。这一分解方案源自行动模型(在系统工程中也称作V模型)的基本思路，并且在用于驾乘人员的提前警报的系统中使用。由此测试耗费的大部分发生在部件层面，相反，用于总系统验证的测试耗费则降低并且可以通过模拟或分析完成。功能性的验证通过单个部件的功能性验证综合完成。与目前使用的基于触发器的测试方法不同。基于触发器的测试方法仅在总系统或交通工具层面发生，并且以损坏电池的直接途径形成不期望的热学事件。正常功能性的验证通过纯粹的经验论以直接途径完成。因此报警系统必须实时地发出所需的对真实信号的反应。
取代直接的验证途径，通过本发明的实施例发出的测试数据被馈入在进一步规定的用于交通工具中报警和探测系统的功能安全性的验证方法中，在此以模拟或分析方式处理并且与在标准、法规中或由制造商在研发过程框架内自行规定的关键性阈值相比较。通过该间接途径可以通过所有部件的功能安全性验证来验证总系统100的功能安全性。由此可以摒弃基于触发器的测试的使用。报警系统如上所述在总系统或交通工具层面上测试，尽管如此却不使用真实的信号，而使用人造的(人工的)信号。
为模拟式验证方法发出的测试数据绝大多数是传统的参数，其在汽车领域或工业中已经广泛应用并因此得到承认，并且在研发和试验过程中无论如何都是必须被确定的。
根据本发明的实施例的验证或测试方法能够被划分成在部件层面上的功能测试(例如对传感器的功能测试、对控制设备/BMS的功能测试、对传递器件的功能测试)和对整车层面的报警系统的功能测试。本发明的公开内容尤其涉及用于传感器的功能测试和整车层面的报警系统的功能测试。
用于探测系统140的传感器的功能测试在此可以提供测试数据、例如故障率、ASIL(汽车安全完整性级别)、灵敏度、测量范围、调整时间、运行温度范围、传感器的功能性、过载特性、传递特性、应答阈值、分辨度等。通过对测试数据的评估和处理，能够获得例如用于车载电池中的热扩散的传感器的3D特征曲线和/或在交通工具的使用寿命中的故障特性。所述结果随后能够用于整车层面的报警系统的功能测试。
用于控制设备/BMS160的功能测试可以提供测试数据、例如故障率、ASIL、应答时间、控制设备/BMS的功能性、过载特性等。通过测试数据的评估和处理可以获得控制设备/BMS的结构图、用于在车载电池的干预的标记/标志位的应答条件和向驾驶员的报警或在交通工具的使用寿命中的故障特性。所述结果随后能够用于整车层面的报警系统的功能测试。
用于传递器件的功能测试可以提供测试数据、例如故障率、ASIL、应答时间、传递器件的功能性、过载特性等。通过测试数据的评估和处理能够随后可以获得有关正常信号传递的结论和/或传递器件在交通工具使用寿命中的故障特性。所述结果随后能够用于整车层面的报警系统的功能测试。
在整车层面上的报警系统的功能测试可以获得测试数据，例如涉及控制设备/BMS的传递特性或涉及报警显示的正常功能的测试数据。通过测试数据的评估和处理随后可以获得有关报警系统在实际运行中的正常功能的结论。
以下描述用于传感器的功能测试的实施例，所述传感器设计用于探测在交通工具中的电蓄能器的热学事件。在图2中示出用于传感器的功能测试200的基本流程。
所述功能测试200包括将传感器定位210在测试室中，将至少一个效果源在测试室中定位220在相对于传感器的预定位置上，在测试室中形成230预定的环境条件(例如空气压力、空气温度、空气湿度等)，将预定的测试信号曲线发送240给至少一个效果源，并且确定250涉及由效果源基于测试信号曲线所形成的物理量(例如温度、压力、光照等)的传感器测量值。所述方法200的目的在于，提供一种经验式的论据，从而使被测试的传感器能够单独地识别不期望的热学事件、例如热失控或热扩散。所述方法的另一目的在于，通过所使用的传感器发出系统数据，所述系统数据对于布设防止不期望事件的探测和报警系统来说极其关键。
图3为此示出根据一种实施例的用于传感器的功能测试的示意性测试结构300。
首先，稍后装配在交通工具中的传感器302被安装在测试室304中。随后必要时利用与稍后在交通工具中的安装位置相对应的介质306包围所述传感器302，所述介质例如是空气、缓冲或绝缘材料、塑料或金属壳体等。介质可以例如包含电池的仿制品。在此情况下涉及的是仿真电池。仿制品具备至少一个与被仿制电池类似的物理性质(例如热传导性)，然而不需具备相同的技术功能。对此，介质的选择条件可以在于，介质的种类必须与之后真实的安装情况一致。选择性地包围传感器302的壳件能够模仿稍后装配在交通工具中的介质306的材料和形状。所述壳件可以设计为，所述壳件发挥模块式系统或者说标准系统的作用。这意味着，由多个壳件能够尽可能细节可信地模仿其几何形状。壳件可以力配合或形状配合地相互连接。
随后将一个或多个效果源308定位在测试室304中。传感器302与效果源308的相对布局可以根据所关注的热学事件和所选择的观察场景改变。为此以下详细阐述两个布置示例。如果希望针对电池110的电池模块110-n中的电池单池的热失控作为不期望的热学事件测试传感器302的特性，而不发生因相邻组件对测量结果的影响，那么传感器302和效果源308就可以直接相邻定位(必要时，如果传感器302在稍后的装配位置中应直接装配在电池110的电池模块110-n的待监控的电池单池上，则带有额外的仿真电池(未示出))。如果例如希望将电池110的电池模块110-n的多个电池单池之间的热扩散作为不期望的热学事件测试，则传感器302和效果源308可以相互间隔地定位(必要时在效果源308与传感器302之间具有多个仿真电池(未示出))。所述效果源308根据被测试的传感器302是不同的，并且可以例如是用于温度传感器(A)的加热元件、用于光学传感器的光源(B)、用于磁场传感器的磁场源(C)、用于气体传感器/烟雾传感器的测试源(D)、用于压力传感器的压力源/机械应力源(E)、用于电压传感器的电源(A)或用于基于阻抗测量的传感器的测试阻抗(未示出)。
效果源308通过测试设备310被控制并且能够形成物理信号，所述物理信号模仿热学事件(例如热扩散)。为此的基础例如可以是通过事先的实验室试验或热学事件的模拟获得的模拟曲线。
效果源308的布置可以根据图4所实施测试示意图在相对于传感器302的体积重心固定的特殊的点Pn(xn,yn,zn)(n＝1,2,3,……)上完成。在此，必要时可以容纳多个测试组，由此相互无关地测试所有的点Pn(xn,yn,zn)。例如以下测试点(MP)是可行的：
I MP1(Xv+P；Yv；Zv)，
II MP2(Xv-P；Yv；Zv)，
III MP3(Xv；Yv+P；Zv)，
IV MP4(Xv；Yv-P；Zv)，
V MP5(Xv；Yv；Zv+P)，
VI MP6(Xv；Yv；Zv-P)，
其中，P是可选的、与体积重心的距离。例如P可以选择为1cm、2.5cm、5cm、7.5cm、10cm、12.5cm、15cm、17.5cm、20cm、22.5cm、25cm、27.5cm、30cm、32.5cm、35cm、37.5cm、40cm。
在效果源308与测试设备310的控制单元相连之后封闭测试室304，并且将环境参数、例如压力、温度、空气湿度等调节至特殊的测试条件。
测试信号曲线可以通过测试设备310选择。测试设备310可以借助信号生成器以电学方式形成测试信号并将测试信号传递至所述(多个)效果源308。效果源308将测试信号转换为真实的物理信号。传感器302又将物理信号转换回电学信号。真实的、测试信号关于时间的信号曲线(测量值X(t))和传感器信号关于时间的信号曲线(输出值Y(t))的可以容纳在312中并且反馈至测试设备310。
根据一些实施例，测试信号可以被分为五个不同的阶段，其中，每个阶段都以特殊的形式适用于确定传感器302的表征性质。为此在图5中示出示例性的测试信号曲线。
测试信号的阶段I可以例如是从规定的初始状态Xstart至结束状态X1的简单的突跃信号，从而应通过效果源308形成为物理信号。该突跃信号形成传感器302的突跃应答。由传感器302的突跃应答可以通过在结束状态X1周围施加误差带来确定传感器302的调整时间。在该阶段I结束之后可以插入短暂的暂停。在此暂停期间可以重复原始施加的测试条件(例如空气压力、环境温度、传感器的初始状态，尤其是在传感器有时经历可能的滞后性等的情况下)。
测试信号的阶段II可以例如是弱化的突跃信号的序列。从规定的初始状态Xstart开始，通过效果源308采取了不同的结束状态X2。随着每个新的突跃信号，例如可以使结束状态的振幅相对于之前的状态减半(或者以其他系数减小)。突跃信号振幅X的减小导致突跃应答振幅Y的减少。在该测试阶段的确定时刻，突跃信号振幅X的施加不再导致突跃应答振幅Y的改变。在此时刻测试阶段II被认为结束。由最后的具有明显变化的振幅可以确定传感器302的分辨度和应答阈值。由突跃信号的序列可以确定初始灵敏度、平均灵敏度和最终灵敏度。在该阶段II结束之后可以插入短暂的暂停。在此暂停期间可以重复原始施加的测试条件。
测试信号的阶段III或阶段IV可以例如是阶梯状增强或弱化的突跃信号的序列。从规定的初始状态Xstart开始，通过效果源308采取了不同的结束状态X3或X4。增强或弱化可以n次地完成(n＝1，2，3，……)。在此可以注意的是，测量值的改变是否导致输出值的改变。如果尽管存在测量值的改变，单输出值的信号不再变化或仅程度不强地变化，则在此时刻则认为该测试阶段结束。由突跃应答的最高幅度或最低幅度可以确定用于传感器302的测量范围的最大值和最小值的数值。在该阶段III或IV结束之后可以插入短暂的暂停。在此暂停期间可以重复原始施加的测试条件。
测试信号的阶段V可以是真实的不期望的热学事件(例如热扩散)的模拟曲线(在图5中未示出)。真实的不期望事件的模拟曲线可以例如通过之前的实验室实验或热学事件的模拟获得，并且规定在针对每个传感器(型号)的测试信号目录中。模拟曲线可以从初始状态Xstart开始运行，并且通过测试设备310记录传感器302的信号。在该阶段V结束之后可以插入短暂的暂停。在此暂停期间可以重复原始施加的测试条件。
如果所期望的特征量(灵敏度、分辨度、应答阈值、测量范围的最大和最小值、调整时间)被确定并且例如暂存在存储介质中，那么上述测试流程被一直重复，直至达到期望的重复次数。在相同测试点上测试流程的重复可以在统计学上保障获得的结果。
在所有的重复循环运行完毕后，可以在统计学上评估所获得的测试组。对此的细节可以例如从图6A至6E的流程图600中获得。
如果在统计学上评估了所有测试组，则可以确定用于调整时间、灵敏度、分辨度和测量范围的阈值。所述阈值可以例如从内部研发要求、法律规定或标准获得。阈值可以理解为关键的安全因素，不应低于所述安全因素或者不应超过所述安全因素。否则，传感器302就不再能满足其所需的功能。实施例：电池的热失控可以在高于700℃的温度下实现。用于识别热失控的温度传感器的测量范围应该包括-20℃至200℃(当然理想地高达700℃)。否则该温度传感器不能用于检测热失控。研发者可以与由此获得用于温度传感器的测量范围的阈值。
随后可以借助加权系数建立例如有关传感器适用性的加权函数。这可以为传感器302配置数值。数值的大小反映出传感器能够多好地识别热学事件。如果传感器仅能不足地识别热学事件，则适用函数例如可以得到例如值零。
当前可以针对所有其他所需的测量点重复在此描述的测试流程。如果针对所有测量点Pn(xn,yn,zn)都存在所述数据，则可以为适用性函数建立多元回归模型。回归模型仅适用于围绕最高选择的距离值P的半径。由回归模型可以发展出作用面，所述作用面将每个空间点与其识别不期望的热学事件的适用性相匹配。这在图7中示意性示出。
此外，这种表征性的特征曲线给出的结论在于，在交通工具中允许传感器最多距离其效果源多远，尚能正常工作或者说探测。此外，所述特征曲线还可以用于探测系统的布设，这是因为特征曲线描述了传感器在热学事件方面的有效工作半径。由此在探测系统140布设过程中已经可以判断，电池系统110的全部有潜在风险的区域是否通过传感器充分得到保障。在测试过程中包围传感器302的介质306在几何形状和材料方面越好地模仿真实安装条件，特征曲线就越接近真实且越与交通工具相关。在最简单且最不利的情况下，介质由环境空气组成。在最真实的情况下，例如利用无风险的仿真电池模仿传感器的安装情况，所述仿真电池具备与真实电池类似的性质(例如比热容、传导性等)。这种特征曲线的其他优点在于，将应在稍晚时刻向委员会或测试机构提交的证明的原始数据异化。
在此位置结束传感器的功能测试200。实验构造可以被拆除。在图8所示流程图800中再一次汇总了功能测试200的所述实施例。
用于在整车层面上进行信号接收的探测系统140的相应测试可以被取消，这是因为探测系统140的功能性的证明已经通过在部件层面的传感器功能测试200完成。如果制造商仍希望通过模拟或经验式地提供有关交通工具中的信号接收的证明，其可以自行决定。
以下描述报警系统在整车层面上的功能测试的实施例。测试900的概览以流程图形式在图9中示出。
报警系统在整车层面上的功能测试900包括借助信号生成器形成910至少一个人工的传感器信号，其中，所述至少一个人工的传感器信号模仿装配在交通工具中的传感器应答电池的热学事件的反应。功能测试900还包括将至少一个人工的传感器信号传递920给交通工具的至少一个控制设备，并且检查930所述控制设备和/或一个或多个与其耦连的其他设备对传递的人工的传感器信号的反应。功能测试900的目的在于，提供经验论的证明：待测试的交通工具系统的信号处理工作正常并且是功能安全的。此外还应检查，被安装的报警系统是否能够相对于热学事件(例如热扩散)完美地工作。
为了报警系统在整车层面上的功能测试900，可以将包括所有传感器140、传递器件、控制设备160和干预系统150在内的报警和探测系统1000安装在测试交通工具中的真实的安装情况中。干预系统150可以无效地连接，也就是说所有进入干预系统150的信号都能被忽略。否则可以将相对于干预系统150的数据流中断。这同样也适用于交通工具的探测系统140的所有传感器。然而所有传递器件可以连接在报警和探测系统的中央控制设备上或BMS160上。报警系统1000不受任何形式的操纵。理想状态下，不需要在交通工具上从硬件方面采取任何操作，这是因为通过一些结构条件能够实现对系统的独立访问，并且出于测试目的可以将所有不期望的系统和部件从软件方面断开。
取代探测系统140的传感器和干预系统150，可以连接用于信号形成的测试设备1010或用于信号接收的测试设备1020。测试设备1010可以在此具备信号生成器并且具有实时功能。利用测试设备1010的信号生成器形成与一个或多个传感器相对应的一个或多个人工的传感器信号并且利用传递器件1030传递至控制设备160。测试设备1010、1020能够例如无线地或利用CAN主线接口与交通工具通信连接。测试设备1010、1020此外还能够根据测试结果和存储的计算和判断模型发出建议，可以在何方向上优化该系统。图10示意性示出实验结构。
首先待测试的报警和探测系统1000的系统描述是有帮助的。为此，可以在第一步骤中建立报警和探测系统1000的框图。所述框图可以如下包括：
·呈方框形式的每个传感器
·呈方框形式的每个待用的控制设备
·呈方框形式的每个报警系统
·呈方框形式的每个干预系统
·每个传递器件及其与传感器、控制设备、报警系统或干预系统的连接点
·呈方框形式的每个电池单池，以及电池单池连接成的电池模块和电池模块连接成的车载电池
·每个其他在车载电池中装配的元件
所述框图还可以针对系统描述的每个元件保持真实可信的几何形状数据。这意味着，尤其可以在系统描述中标注长度和尺寸参数(距离、构件形状)。所述参数是有帮助的，以便稍后能够以适用性半径处理。
在下一步骤中，能够将探测系统100的传感器与其在功能测试200中确定的特征参数相匹配(传感器的类型、故障率、分辨度、灵敏度、应答阈值、ASIL适用性、用于不期望的热学事件的确定的工作半径和调整时间、传感器相对于测试阶段V的测试信号的曲线)。
当前可以为控制设备1010配置在功能测试中针对控制设备确定的特征参数(故障率、ASIL适用性、应答时间、位模型表形式的传递特性、结构图)。同样地可以适用于传递器件1030(故障率、ASIL适用性、传递时间)、干预系统(故障率、ASIL适用性)和报警系统1000(故障率、ASIL适用性、警报的类型和数量)。
随后可以由以下图标确定装配的传感器的类型。在图标中主要可以标注哪些人工信号在部件层面上为此在上述测试阶段V中被测试。在之前实施的传感器的功能测试200中，已经针对每个测试点确定了相对于人工信号的测量和反应曲线。
Figure BDA0002801755080000171
Figure BDA0002801755080000181
在下一步骤中能够将一个或多个电池单池确定为效果源。可以从效果源开始确定在整车中效果源与待测试传感器之间的距离(例如直线距离)。可以选择由与传感器最近的测量点组成的传感器的测量曲线。(方案B：所述测量曲线以多元回归模型的形式被处理。随后可以确定传感器相对于效果源的坐标并且获得与所述坐标匹配的测量曲线)。
随后可以将测试设备1010连接在BMS或控制设备160上，从而使其直接位于待测试的传感器前。为了确定相应的控制设备，可以使用框图。为此可以将传感器与呈自由选择形式的控制设备160的连接断开，并且将释放的通信通道与测试设备1010连接。借助信号生成器可以将被选择的测试曲线或传感器的人工传感器信号转换成电信号并输入BMS160。人工的测试信号可以根据需要组合，以便形成尽可能系统特性的逼真的模拟。
人工信号可以实现的是，所配属的报警系统1000足够提早地触发所需的警报。用于所需触发事件的阈值可以从研发要求或法律规定中获得。此外，相对于干预系统150的出口符合规定地(例如在信号强度和信号模式方面)并且在预定时间内开关。用于所需触发事件的阈值可以从研发要求或法律规定中获得。
报警系统在整车层面上的功能测试900的上述实施例在图11中作为具体流程图综合示出。
上述实施例涉及新型的、优化的且非破坏式的验证方法，利用所述验证方法能够验证交通工具相对于不期望的热学事件的安全性，并且涉及一种方法和所配属的测试台，利用所述方法能够应真实的研发需要执行所述验证方法。
结合以上一个或多个具体实施例和附图所述的方面和技术特征还可以与一个或多个其他示例相结合，以便替换其他示例的相同技术特征或者将所述技术特征引入其他示例中。
实施例还可以是或者涉及具有程序编码的计算机程序，当在计算机或处理器中执行计算机程序时，实施一个或多个上述方法。上述不同方法的步骤、操作或过程可以通过编程的计算或处理器执行。实施例还可以包括程序存储设备、例如数字数据存储介质，所述数字数据存储介质是可机器、处理器或计算机读取的，并且对可机器执行、处理器执行或计算机执行的指令进行编码。所述指令执行上述方法的一些或所有步骤或者引发其执行。程序存储设备能够例如包括或者是数字存储器、磁性存储介质、例如磁盘和磁条、硬盘驱动器或光学可读取数字数据存储介质。其他实施例还可以包括为执行上述方法的步骤而编程的计算机、处理器或者控制单元，或者包括为执行上述方法的步骤而编程的(现场)可编程逻辑阵列((F)PLAs＝(Field)Programmable Logic Arrays)或者(现场)可编程门阵列((F)PGA＝(Field)Programmable Gate Arrays)。
通过说明书和附图示出公开内容的基本原则。此外，在此所述的所有示例原则上都出于清楚阐述的目的，以便辅助读者理解公开内容的基本原理和由发明人工技术研发所贡献的方案。所有在此有关公开内容的基本原理、方面和示例以及具体实施例的结论包括其等同内容。
被称作“用于(实施特定功能)的器件”的功能块可以涉及构造用于实施特定功能的电路。由此“用于……的器件”可以实施为“构造用于或适用于……的器件“，例如构造用于或适用于相应任务的构件或电路。
在图中所示不同元件、包括每个被称作“器件”、“用于提供信号的器件”、“用于形成信号的器件”等的功能块的功能可以实施为专用硬件的形式，例如“信号提供器”、“信号处理单元”、“处理器”、“控制装置”等，以及实施为硬件，其能够接合所配属软件共同执行软件。在通过处理器制备时，所述功能能够通过各专门处理器、通过各共同使用的处理器或通过多个独立处理器制备，其中的一些或其中所有处理器能够共同使用。然而术语“处理器”或者“控制装置”并非局限在仅能用于软件执行的硬件，而是可以包括数字信号处理器硬件(DSP-Hardware；DSP＝Digital Signal Processor)、网络处理器、特殊应用集成电路(ASIC＝Application Specific Integrated Circuit)、现场变成逻辑阵列(FPGA＝FieldProgrammable Gate Array)、用于存储软件的只读存储器(ROM＝Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM＝Random Access Memory)和非易失存储设备(Storage)。其他硬件、传统和/或客户专用硬件也可以包括在内。
框图可以例如示出粗略的电路图，所述电路图执行公开内容的基本原理。流程图、过程图、状态过渡图、伪代码等能够通过类似方式反映不同的过程、操作或步骤，其例如主要在计算机可读介质中示出并且由此通过计算机或处理器执行，无论该计算机或处理器是否具体示出。在说明书或权利要求中公开的方法可以通过构件执行，所述构件具有用于执行所述方法的每个相应步骤的器件。
应理解的是，如果没有例如出于技术原因另作明确说明或暗示，说明书或权利要求中公开的步骤、过程、操作或功能的公开内容不应理解为按照特定顺序进行。因此并不通过多个步骤或功能的公开内容限制为特定顺序，除非所述步骤或功能出于技术原因不能相互交换。此外，在一些实施例中，各步骤、功能、过程或操作可以包括和/或被分成多个子步骤、子功能、子过程或子操作。所述子步骤可以被包含在内并且是单一步骤的公开内容而一部分，只要其未被明确排除在外即可。
此外，以下权利要求由此涵盖在具体说明中，其中每个权利要求本身都可以表示独立的示例。每个权利要求本身可以是独立的示例，应注意的是，尽管在多个权利要求中从属权利要求能够与一个或多个其他权利要求组合，但其他示例也可以包括从属权利要求与每个从属权利要求或独立权利要求的技术方案的组合。所述组合在此明确地建议，只要没有说明某特定组合是不合意的即可。此外，用于每个其他独立权利要求的权利要求技术特征也应包含在内，即使该权利要求不直接从属于该独立权利要求。
附图标记列表
100 总系统
110 电蓄能器、电池系统
120 冷却系统
130 电池加热装置
140 传感器/探测系统
150 干预系统
160 BMS/控制设备
200 部件测试方法
210 传感器在测试室中的定位
220 效果源在相对于传感器的预定位置上的定位
230 形成预定的环境条件
240 发送预定的测试信号曲线
250 确定传感器测量值
300 部件测试系统
302 传感器
306 包围传感器的介质
308 效果源
310 具有用于效果源的控制单元的测试设备
312 测量传感器信号
900 测试方法
910 形成人工的传感器信号
920 传递人工的传感器信号
930 检查控制设备的反应
1000 报警系统
1010 带有信号生成器的测试设备
1020 用于信号分析的测试设备
1030 传递器件

Claims (15)

1.一种针对用于识别交通工具中的电蓄能器(110)的热学事件的系统(1000)的测试方法(900)，所述测试方法包括：
借助信号生成器(1010)形成(910)至少一个人工的传感器信号，其中，所述至少一个人工的传感器信号模仿至少一个装配在交通工具中的传感器(140；302)应答电蓄能器(110)的热学事件的反应；
将至少一个人工的传感器信号传递(920)至交通工具的控制设备(160)；并且
检查(930)控制设备(160)和/或与一个或多个与其耦连的其他设备(1000)响应于被传递的人工的传感器信号的反应。
2.根据权利要求1所述的方法(900)，其中，人工的传感器信号基于事先针对传感器(140；302)实施的涉及热学事件的测量被形成。
3.根据权利要求2所述的方法(900)，其中，事先实施的测量包括针对传感器(140；302)与蓄能器(110)之间的不同的相对位置的不同的测量曲线。
4.根据权利要求2或3所述的方法(900)，其中，基于事先实施的测量选择测量曲线，该测量曲线最好与传感器(140；302)相对于电蓄能器(110)的计划的安装情况对应。
5.根据权利要求4所述的方法(900)，其中，在形成人工的传感器信号时，被选择的测量曲线的测量值借助信号生成器(1010)转换为电信号。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法(900)，其中，在检查时，检查是否由至少一个控制设备(160)和/或一个或多个其他设备(1000)形成了与热学事件相对应的报警和/或干预信号。
7.根据上述权利要求中至少一项所述的方法(900)，所述方法还包括
当至少一个控制设备(160)和/或所述一个或多个其他设备(1000)对人工的传感器信号的反应与对热学事件的规定反应并不对应时，根据其他传感器或者传感器的其他安装情况形成至少一个其他的人工的传感器信号。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法(900)，其中，所述热学事件包括电蓄能器的热失控、热扩散、电蓄能器的电解液和/或活性材料的泄漏、热气体、蒸汽或烟雾通过电蓄能器的一个/多个开口的气体释放、电蓄能器的胀破/开裂，或者电蓄能器的爆炸。
9.一种用于识别在交通工具中的电蓄能器(110)的热学事件的测试系统，所述测试系统包括：
用于形成至少一个人工的传感器信号的信号生成器(1010)，所述人工的传感器信号模仿至少一个装配在交通工具中的传感器(140；302)响应于电蓄能器(110)的热学事件的反应；
交通工具控制设备(160)，其带有用于接收至少一个人工的传感器信号的接口；和
测试设备(1020)，其用于检查至少一个控制设备和/或一个或多个与其耦连的其他设备(1000)响应于人工的传感器信号的反应。
10.一种用于测试传感器(302)的方法(200)，所述传感器构造用于探测交通工具中的电蓄能器(110)的热学事件，所述方法包括：
将传感器定位(210)在测试室(304)中；
将至少一个效果源(308)在测试室(304)中定位(220)在相对于传感器(302)的预定位置上；
在测试室(304)中形成预定的环境条件；将预定的测试信号曲线发送(240)给至少一个效果源(308)；并且
确定(250)涉及由效果源(308)基于测试信号曲线所形成的物理量的传感器测量值。
11.根据权利要求10所述的方法(200)，所述方法还包括
利用介质(306)包围测试室(304)中的传感器(302)，所述介质模仿交通工具中的传感器的安装情况。
12.根据权利要求10或11所述的方法(200)，其中，针对效果源(308)相对于传感器(302)的不同的预定位置重复所述方法。
13.根据权利要求12所述的方法(200)，所述方法还包括
由针对效果源(308)相对于传感器(302)的不同的预定位置的传感器测量值确定至少一个特征曲线。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的方法(200)，其中，测试信号曲线包括热学事件的模拟曲线。
15.根据权利要求10至14中任一项所述的方法(200)，其中，测试信号曲线包括一个或多个突跃信号或以下其他信号：脉冲函数、斜坡函数、谐波函数、锯齿函数、啁啾函数、方波函数、白噪声。
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