DE202017007655U1

DE202017007655U1 - Systeme zum Überwachen hinsichtlich eines Gasanalyten

Info

Publication number: DE202017007655U1
Application number: DE202017007655.1U
Authority: DE
Original assignee: Nexceris Innovation Holdings LLC
Current assignee: Nexceris Innovation Holdings LLC
Priority date: 2016-06-29
Filing date: 2017-07-25
Publication date: 2024-04-03
Anticipated expiration: 2027-07-26
Also published as: DE202017007649U1; DE202017007653U1; EP3479434A4; DE202017007651U1; US10877011B2; DE202017007648U1; US20180003685A1; WO2018006102A3; DE202017007652U1; WO2018006102A2; EP3479434A2; DE202017007650U1

Abstract

Fahrzeug, umfassend:
eine oder mehrere Lithium-Ionen-Batterien; und
ein Überwachungssystem, das Folgendes umfasst:
einen Speicher zum Speichern maschinenlesbarer Anweisungen; und
einen Prozessor zum Zugreifen auf den Speicher und Ausführen der maschinenlesbaren Anweisungen, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen bewirken, dass der Prozessor Folgendes durchführt:
Empfangen, von einem Gassensor, eines Sensorsignals, das eine Menge eines Gasanalyten charakterisiert, wobei das Sensorsignal während eines ersten Zustands der einen oder der mehreren Lithium-Ionen-Batterien durch den Gassensor erzeugt wird und der erste Zustand einem Zustand entspricht, in dem die eine oder die mehreren Lithium-Ionen-Batterien den Gasanalyten freisetzen;
Auswerten des Sensorsignals relativ zu einem Schwellenwert; und
Erzeugen eines Warnsignals basierend auf einem Ergebnis der Auswertung.

Description

LIZENZRECHTE DES STAATS
Ein Teil dieser Erfindung erfolgte mit staatlicher Unterstützung unter der Vertragsnummer N00024-15-C-4002 des Marineministeriums. Der Staat hat gewisse Rechte an der Erfindung.
QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der nichtvorläufigen US-Anmeldung Nr. 15/637,381 , eingereicht am 29. Juni 2017, mit dem Titel „SYSTEMS AND METHODS FOR MONITORING FOR A GAS ANALYTE“, der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/356,111 , eingereicht am 29. Juni 2016, mit dem Titel „SYSTEMS AND METHODS FOR ANALYTE DETECTION AND CONTROL“, und der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 62/454,516 , eingereicht am 3. Februar 2017, mit dem Titel „SYSTEMS INCLUDING AN ENERGY STORAGE ENCLOSURE AND MONITORING THEREOF“, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme aufgenommen werden.
TECHNISCHES GEBIET
Diese Offenbarung betrifft allgemein Systeme zum Überwachen hinsichtlich eines Gasanalyten.
HINTERGRUND
In vielen Anwendungen besteht das Potential, dass unerwünschte und/oder gefährliche Gase in eine umliegende Umgebung abgegeben werden. Die Fähigkeit, schnell auf sich entwickelnde Gefahren zu reagieren, die aus diesen Gasen resultieren, ist erforderlich, da es bekannt ist, dass bestimmte Gase eine Auswirkung auf eine umliegende Umgebung und menschliches Leben haben können. Die Auswirkung kann verheerend sein und kann zu Systemausfällen, mechanischen Ausfällen, Anlagenausfällen, Vorrichtungsausfällen, Explosionen, Bränden und in manchen Fällen zum Tod führen.
Batterien sind dafür bekannt, zu den Gefahren beizutragen, die gefährliche Gase für die umliegende Umgebung darstellen können. Wenn sich zum Beispiel eine Batterie zu verschlechtern beginnt, kann die Batterie für eine Bedingung empfänglich werden, die als „Thermal Runaway“ (thermisches Durchgehen) bekannt ist. Falls diese Bedingung nicht überprüft wird, kann sie bewirken, dass die Batterie leckt und/oder explodiert. Thermisches Durchgehen kann durch einen Kurzschluss innerhalb einer Batterie (z. B. einer Zelle der Batterie), unangemessene Batterienutzung, physisch unsachgemäßer Gebrauch, Herstellungsdefekte oder Exposition der Batterie gegenüber extremen Außentemperaturen initiiert werden. Thermisches Durchgehen tritt auf, wenn eine interne Reaktionsrate der Batterie bis zu einem Punkt zunimmt, bei dem mehr Wärme erzeugt werden kann als abgeführt werden kann, was zu einer weiteren Zunahme sowohl der internen Reaktionsrate als auch der erzeugten Wärme führt.
Die Effekte einer Bedingung von thermischem Durchgehen können von einem Batterietyp abhängen. Zum Beispiel kann in gefluteten Elektrolytbatterien, wie etwa Blei-Säure-Batterien, die Bedingung von thermischem Durchgehen bewirken, dass Wasserstoff freigesetzt wird, was dazu führt, dass ein gefährliches Gas in eine umliegende Umgebung entweicht. In versiegelten Batterien, wie etwa Lithium-Ionen-Batterien in Beutelform, die in Vorrichtungen, wie etwa Laptops, Mobiltelefonen und dergleichen, verwendet werden können, kann die Bedingung von thermischem Durchgehen eine Ausdehnung bewirken, die dazu führen kann, dass die versiegelte Batterie explodiert und das gefährliche Elektrolytgas in die umliegende Umgebung freisetzt.
KURZDARSTELLUNG
Bei einem Beispiel kann ein Verfahren Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich eines Gasanalyten beinhalten. Das Verfahren kann ferner Erzeugen eines Sensorsignals beinhalten, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die von der Gasquelle freigesetzt wird. Das Verfahren kann ferner Empfangen des Sensorsignals und Auswerten des Sensorsignals relativ zu einer Schwelle beinhalten. Das Verfahren kann ferner Erzeugen eines Warnsignals basierend auf einem Ergebnis der Auswertung beinhalten.
Bei einem anderen Beispiel kann ein System ein Gehäuse, in dem eine Gasquelle untergebracht ist, und ein Überwachungssystem beinhalten. Das Überwachungssystem kann einen Gassensor beinhalten, der sich in dem Gehäuse befinden kann und zum Überwachen hinsichtlich eines von der Gasquelle freigesetzten Gasanalyten ausgelegt sein kann. Das Überwachungssystem kann ferner einen nichttransitorischen Speicher zum Speichern maschinenlesbarer Anweisungen und einen Prozessor zum Zugreifen auf den Speicher und Ausführen der maschinenlesbaren Anweisungen beinhalten. Die maschinenlesbaren Anweisungen können den Prozessor zu Folgendem veranlassen: Empfangen eines durch den Gassensor erzeugten Sensorsignals, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die von der Gasquelle freigesetzt wird, Empfangen eines durch den Gassensor erzeugten Sensorsignals, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die von der Gasquelle freigesetzt wird, Erzeugen eines Warnsignals basierend auf einem Ergebnis der Auswertung.
Bei noch einem weiteren Beispiel kann ein Verfahren Folgendes beinhalten: Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich einer Freisetzung eines Gasanalyten und Erzeugen eines ersten Sensorsignals, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die von der Gasquelle freigesetzt wird. Das Verfahren kann ferner Folgendes beinhalten: Überwachen einer umliegenden Umgebung hinsichtlich eines Umgebungsgases und Erzeugen eines zweiten Sensorsignals, das eine Menge des in der Umgebungsatmosphäre vorhandenen Umgebungsgases charakterisiert. Das Verfahren kann ferner Folgendes beinhalten: Bestimmen einer ersten Sensorausgabe basierend auf einer prozentualen Änderung des ersten Sensorsignals relativ zu einem ersten gemittelten Sensorsignal und Bestimmen einer zweiten Sensorausgabe basierend auf einer prozentualen Änderung des zweiten Sensorsignals relativ zu einem zweiten gemittelten Sensorsignal. Das Verfahren kann ferner Folgendes beinhalten: Auswerten der ersten Sensorausgabe relativ zu der zweiten Sensorausgabe und Erzeugen eines Warnsignals basierend auf einem Ergebnis der Auswertung.
Bei einem anderen Beispiel kann ein System ein Gehäuse, in dem eine Gasquelle untergebracht ist, und ein Überwachungssystem beinhalten. Das Überwachungssystem kann einen ersten Gassensor beinhalten, der sich in dem Gehäuse befinden kann und zum Überwachen hinsichtlich eines von der Gasquelle freigesetzten Gasanalyten ausgelegt sein kann. Das Überwachungssystem kann ferner einen zweiten Gassensor beinhalten, der sich in dem Gehäuse befindet und der zum Überwachen einer umliegenden Umgebung hinsichtlich eines Umgebungsgases ausgelegt sein kann. Das Überwachungssystem kann ferner einen nichttransitorischen Speicher zum Speichern maschinenlesbarer Anweisungen und einen Prozessor zum Zugreifen auf den Speicher und Ausführen der maschinenlesbaren Anweisungen beinhalten. Die maschinenlesbaren Anweisungen können den Prozessor zu Folgendem veranlassen: Empfangen eines ersten Sensorsignals, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die von der Gasquelle freigesetzt wird, und Empfangen eines zweiten Sensorsignals, das eine Menge des in der Umgebungsatmosphäre vorhandenen Umgebungsgases charakterisiert. Die maschinenlesbaren Anweisungen können den Prozessor ferner zu Folgendem veranlassen: Bestimmen einer ersten Sensorausgabe basierend auf einer prozentualen Änderung des ersten Sensorsignals relativ zu einem ersten gemittelten Sensorsignal und Bestimmen einer zweiten Sensorausgabe basierend auf einer prozentualen Änderung des zweiten Sensorsignals relativ zu einem zweiten gemittelten Sensorsignal. Die maschinenlesbaren Anweisungen können den Prozessor ferner zu Folgendem veranlassen: Auswerten der ersten Sensorausgabe relativ zu der zweiten Sensorausgabe und Erzeugen eines Warnsignals basierend auf einem Ergebnis der Auswertung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 stellt ein Beispiel für ein Gasanalytenüberwachungssystem dar.
2 stellt ein Beispiel für einen Graphen dar, der durch einen Gasanalyten erzeugte Sensorsignale demonstriert, die als eine Funktion der Zeit aufgetragen sind.
3 stellt ein Beispiel für ein anderes Gasanalytenüberwachungssystem dar.
4 stellt ein Beispiel für ein Gehäuse dar.
5 stellt noch ein weiteres Beispiel für ein Gehäuse dar.
6 stellt ein weiteres Beispiel für ein Gehäuse dar.
7 stellt ein weiteres Beispiel für ein Gehäuse dar.
8 stellt ein Beispiel für ein Flussdiagramm dar, das ein Beispielverfahren zum Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich eines Gasanalyten veranschaulicht.
9 stellt ein weiteres Beispiel für ein Flussdiagramm dar, das ein Beispielverfahren zum Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich eines Gasanalyten veranschaulicht.
10 stellt noch ein weiteres Beispiel für ein Flussdiagramm dar, das ein Beispielverfahren zum Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich eines Gasanalyten veranschaulicht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Diese Offenbarung betrifft allgemein Systeme und Verfahren zum Überwachen hinsichtlich eines Gasanalyten. Bei manchen Beispielen kann die Gasquelle eine Batterie beinhalten und ist der Gasanalyt ein Abgas. Dementsprechend können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren hinsichtlich Batterieabgas überwachen. Obwohl Beispiele hier bezüglich einer Überwachung einer Batterieabgasbedingung beschrieben sind, versteht es sich, dass die hier beschriebenen Systeme und Verfahren in einer beliebigen Umgebung implementiert werden können, die eine Gasquelle beinhaltet. Zum Beispiel kann die Umgebung unter anderem eine Sicherheitsumgebung, eine Testumgebung, wie etwa ein Labor, eine Speicherungsumgebung, wie etwa ein Datenzentrum, eine Industrieumgebung, wie etwa ein Verbrennungssystem, eine kommerzielle Umgebung, eine Wohnumgebung, eine Militärumgebung, eine Transportumgebung, wie etwa ein Fahrzeug, ein Produkt, wie etwa eine Handels- und Wohnvorrichtung und/oder -einrichtung, oder ähnliche Umgebungen beinhalten. Entsprechend sollte der Schutzumfang dieser Offenbarung nicht durch die hier beschriebenen speziellen Beispiele beschränkt werden.
Der Ausdruck „Gasanalyt“, wie hier verwendet, kann auf ein Gas verweisen, das durch eine Gasquelle freigesetzt und/oder erzeugt wird. Dementsprechend kann der Ausdruck „Gasanalyt“ ein leckendes Gas, ein Abgas, ein Gasnebenprodukt einer chemischen Reaktion oder dergleichen beinhalten. Ein Gasanalyt kann ein Elektrolytgas, wie etwa ein flüchtiges Elektrolytlösungsmittel, eine flüchtige Komponente einer Elektrolytmischung der Batterie oder dergleichen beinhalten. Flüchtige Elektrolytspezies können Diethylcarbonat, Dimethylcarbonat, Methylethylcarbonat, Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Vinylencarbonat oder dergleichen beinhalten. Außerdem kann der Gasanalyt ein Lithium-Ionen-Batterie-Abgas, Kohlenstoffdioxid, Kohlenstoffmonoxid, Methan, Ethan, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoffoxide, flüchtige organische Verbindungen, Wasserstoffsulfid, Schwefeloxide, Ammoniak, Chlor, Propan, Ozon, Ethanol, Kohlenwasserstoffe, Cyanwasserstoff, brennbare Gase, entzündbare Gase, giftige Gase, korrosive Gase, oxidierende Gase, reduzierende Gase oder dergleichen beinhalten.
Bei einem Beispiel kann die Gasquelle die Batterie beinhalten. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können implementiert werden, um die Batterie hinsichtlich eines Gasanalyten zu überwachen. Über ihre Lebensdauer können sich Batterien progressiv verschlechtern, was zu einer reduzierten Kapazität, Lebensdauer und Sicherheit führen kann. Eine sich verschlechternde Batterie kann ein Gas freisetzen, das hier als der „Gasanalyt“ bezeichnet werden kann. Der Gasanalyt kann durch die Batterie während einer Bedingung des Zyklusdurchlaufens, wie etwa eines Ladezyklus oder eines Entladezyklus, freigesetzt werden. Eine oder mehrere Ursachen einer Batterieverschlechterung können eine unangemessene Batterienutzung, ein physisch unsachgemäßer Gebrauch, Herstellungsdefekte, Exposition der Batterie gegenüber extremen Außentemperaturen, Überladen oder dergleichen beinhalten. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können den Gasanalyten während der Zyklusbedingung detektieren, um eine frühe Warnung einer Bedingung von thermischem Durchgehen bereitzustellen. Bei einem Beispiel kann die frühe Warnung einen hörbaren Alarm, einen visuellen Alarm, eine Brandunterdrückung, eine Kommunikation mit anderen Systemen und einem Benutzer beinhalten. Der während der Zyklusbedingung detektierte Gasanalyt kann als eine Warnung interpretiert werden, dass bei der Batterie ein Risiko von thermischem Durchgehen bestehen kann. Durch Bereitstellen einer frühen Warnung können Brände, Explosionen und Verletzungen, die als Reaktion auf eine Bedingung von thermischem Durchgehen verursacht werden können, im Wesentlichen mitigiert werden.
Des Weiteren können durch Bereitstellen einer frühen Warnung Betriebsgrenzen der Batterie im Wesentlichen erweitert werden und eine Monetarisierung von hochwertigen, aber ansonsten „missbräuchlichen“ Diensten, wie etwa gelegentliche Hochleistungsentladungen oder geringe Entladungstiefen, ermöglichen. Außerdem ist eine Lebensdauererweiterung jenseits eines Industriestandards einer 80%-Kapazität möglich. Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können wesentliche Vorteile bereitstellen, wie etwa verbesserte Kontrolle und Reduktion von Gesamtbatteriesystemkosten. Zudem können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren zum Überwachen einer beliebigen Art von Batteriegasanalyten ausgelegt sein. Dementsprechend können hier beschriebenen Systeme und Verfahren zum Überwachen einer Lithium-Ionen-Batterie, einer Blei-Säure-Batterie oder dergleichen verwendet werden.
Die hier beschriebenen Systeme und Verfahren können mit mehreren Gehäusen, wie etwa Batteriegehäusen, ausgelegt sein. Dementsprechend können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren zum Überwachen hinsichtlich eines Gasanalyten verwendet werden, der durch eine oder mehrere Batterien freigesetzt wird, die sich in einem Batteriegehäuse befinden. Der Ausdruck „Batteriegehäuse“, wie hier verwendet, verweist auf eine beliebige Einhausung, die die eine oder die mehreren Batterien teilweise verkapseln kann. Bei einem Beispiel kann das Gehäuse ein belüftetes Gehäuse oder ein nichtbelüftetes Gehäuse beinhalten. Das belüftete Gehäuse kann ein Belüftungssystem beinhalten, das einen Einlass und eine Auslass beinhaltet. Bei einem weiteren Beispiel kann das Gehäuse ein Batterielagerungsschrank, einen Versandcontainer oder ein Batterierack beinhalten.
Des Weiteren kann der Ausdruck „Prozessor“, wie hier verwendet, auf eine beliebige Vorrichtung verweisen, die zum Ausführen maschinenlesbarer Anweisungen in der Lage ist, wie etwa einen Computer, eine Steuerung, einen integrierten Schaltkreis (IC), einen Mikrochip oder eine beliebige andere Vorrichtung, die zum Implementieren einer Logik in der Lage ist. Der Ausdruck „Speicher“, wie hier verwendet, kann auf ein nichttransitorisches Computerspeicherungsmedium verweisen, wie etwa einen flüchtigen Speicher (z. B. Direktzugriffsspeicher), nichtflüchtigen Speicher (z. B. ein Festplattenlaufwerk, ein Festkörperlaufwerk, Flash-Speicher oder dergleichen) oder eine Kombination daraus.
Obwohl Beispiele hier als einen Halbleitergassensor betreffend beschrieben sind, versteht es sich, dass eine beliebige Art von Gassensor verwendet werden kann, wie etwa ein chemiresistiver Sensor, ein elektrochemischer Sensor, ein halbleitender Metall-Oxid-Sensor, ein katalytischer Sensor, ein Wärmeleitfähigkeitssensor, ein Metall-Oxid-Halbleiter, ein potentiometrischer Sensor, ein optischer Sensor, ein Infrarot(IR)-Sensor, ein amperometrischer Sensor oder dergleichen. Bei einem nichtbeschränkenden Beispiel kann ein Wasserstoffsensor, wie etwa ein NTM-SenseH₂®- oder NTM-SenseH₂®-R-Sensor, die von Nexceris, LLC angeboten werden, verwendet werden.
Obwohl hier Gassensorbeispiele beschrieben sind, versteht es sich zudem, dass andere Sensoren verwendet werden können. Dementsprechend versteht es sich, dass die hier beschriebenen Systeme und Verfahren gleichermaßen auf andere Arten von Überwachungsanwendungen außer einer Gasüberwachung anwendbar sind. Diese Sensoren können einen Temperatursensor, einen Drucksensor, einen Annäherungssensor, einen Höhensensor, einen Luftfeuchtigkeitssensor, einen Strahlungssensor, einen Rauchsensor, einen Leitfähigkeitssensor, einen pH-Sensor, einen Beschleunigungsmesser, einen Geschwindigkeitsbetragssensor, ein Radar, ein Doppler-Radar, einen Füllstandsensor, einen Sonarsensor, einen Lambda-Sensor oder dergleichen beinhalten. Als ein Beispiel können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren eine Änderung einer Umgebungsbedingung (z. B. Temperatur, Druck, Nähe, Höhe, Luftfeuchtigkeit, Strahlung, Rauch, Leitfähigkeit, pH-Wert, Beschleunigung, Geschwindigkeitsbetrag, Entfernung, Geschwindigkeit, Bewegung, Füllstand, wie etwa einer Flüssigkeit, Sauerstoffpegel oder dergleichen) überwachen, ein Sensorsignal erzeugen, das die Änderung der Umgebungsbedingung charakterisiert, das Sensorsignal empfangen (z. B. an einem Prozessor), das Sensorsignal relativ zu einer Schwelle auswerten und ein Warnsignal basierend auf einem Ergebnis der Auswertung erzeugen. Entsprechend können die hier beschriebenen Systeme und Verfahren einen großen Anwendungsbereich über die Gasüberwachung hinaus haben.
1 veranschaulicht ein Beispiel für ein Überwachungssystem 100, das zum Überwachen einer Gasquelle 102 hinsichtlich eines Gasanalyten ausgelegt sein kann. Bei einem Beispiel kann die Gasquelle 102 eine Batterie beinhalten. Das System 100 kann einen Gassensor 104 beinhalten. Der Gassensor 104 kann relativ zu der Gasquelle 102 derart positioniert werden, dass der Gassensor 104 innerhalb eines Gasanalytenerfassungsbereichs der Gasquelle 102 liegt. Falls sich zum Beispiel die Gasquelle 102 innerhalb eines Gehäuses (oder eines anderen Systems) (in 1 nicht dargestellt) befindet, kann der Gassensor 104 innerhalb des Gehäuses (oder anderen Systems) und innerhalb des Gasanalytenerfassungsbereichs der Gasquelle 102 positioniert werden. Bei einem weiteren Beispiel kann das Gehäuse ein versiegeltes Batteriegehäuse sein, so dass die Batterie von einer umliegenden Umgebung versiegelt ist. Der Gassensor 104 kann zum Überwachen der Gasquelle 102 hinsichtlich eines Gasanalyten ausgelegt sein. Der Gasanalyt innerhalb der Gasquelle 102 kann mit einem Zustand der Gasquelle 102 in Zusammenhang stehen, wobei die Gasquelle 102 den Gasanalyten freisetzen kann.
Der Gassensor 104 kann einen Halbleitergassensor beinhalten. Bei einem Beispiel kann der Gassensor 104 ein Halbleitergassensor sein. Der Halbleitergassensor kann ein übliches Material beinhalten. Das übliche Material kann Zinndioxid oder dergleichen beinhalten. Ein elektrischer Widerstand des üblichen Materials kann abnehmen, wenn ein Gas, gemessen in Teilen pro Million (ppm: parts per million), in Kontakt mit dem üblichen Material kommt. Bei manchen Beispielen kann der elektrische Widerstand des üblichen Materials zunehmen, wenn das Gas in Kontakt mit dem üblichen Material kommt. Der Gassensor 104 kann eine oder mehrere zusätzliche Komponenten (in 1 nicht dargestellt) beinhalten, die zum Detektieren der Änderung des elektrischen Widerstands des üblichen Materials und Erzeugen eines Signals, das eine gegebene Menge des Gases repräsentiert, ausgelegt sein können.
Der Gassensor 104 kann zum Erzeugen eines Sensorsignals ausgelegt sein, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die von der Gasquelle 102 freigesetzt wird. Das Sensorsignal kann basierend auf einem gegebenen elektrischen Widerstand des üblichen Materials erzeugt werden. Zum Beispiel kann der Gassensor 104 während eines oder mehrerer Batteriezustände der Batterie zum Erzeugen eines oder mehrerer Sensorsignale ausgelegt sein, die Mengen des Gasanalyten charakterisieren, die durch die Batterie freigesetzt werden. Der eine oder die mehreren Batteriezustände können einen Ladezustand und einen Entladezustand beinhalten. Eine gesunde Batterie kann im Wesentlichen keinen Gasanalyten während des Ladens und/oder Entladens freisetzen. Wenn sich die Gesundheit der Batterie möglicherweise mit der Zeit zu verschlechtern beginnt, kann die Batterie gasförmige Spezies, die dem Gasanalyten entsprechen, während des Ladens und/oder Entladens freisetzen.
Das System 100 kann ferner einen Prozessor 106 beinhalten. Der Prozessor 106 kann einen Speichern 108 zum Speichern von Daten und maschinenlesbaren Anweisungen beinhalten. Alternativ dazu kann der Speicher 108 extern zu dem Prozessor 106 sein, wie in 1 gezeigt ist. Der Prozessor 106 kann zum Zugreifen auf den Speicher 108 und Ausführen der in dem Speicher 108 gespeicherten maschinenlesbaren Anweisungen ausgelegt sein. Bei einem Beispiel kann der Prozessor 106 zum Zugreifen auf den Speicher 108 und Ausführen der maschinenlesbaren Anweisungen ausgelegt sein, um ein oder mehrere Verfahren, wie hier beschrieben, durchzuführen. Zum Beispiel kann der Prozessor 106 zum Empfangen des einen oder der mehreren Sensorsignale ausgelegt sein, die Mengen des Gasanalyten charakterisieren, die durch die Gasquelle 102 freigesetzt werden. Der Prozessor 106 kann ferner zum Analysieren des einen oder der mehreren Sensorsignale gemäß einem oder mehreren Schwellenpegeln (Bändern) ausgelegt sein. Das eine oder die mehreren Bänder können verwendet werden, um eine Bestimmung davon bereitzustellen, wann sich ein durch den Gassensor 104 erzeugtes Sensorsignal um eine bedeutende Menge über eine bekannte Baseline für das Überwachungssystem 100 geändert hat. Die bekannte Baseline kann eine Funktion des einen oder der mehreren Sensorsignale sein, die durch den Gassensor 104 erzeugt werden, zum Beispiel während eines gegebenen Gasquellenzustands der Gasquelle 102.
Das eine oder die mehreren Bänder können einen gleitenden Mittelwert (MA: Moving Average) für N Abtastwerte, wobei N eine ganze Zahl größer als Eins ist, ein oberes Band bei dem K-fachen einer N-Abtastwerte-Standardabweichung oberhalb des gleitenden Mittelwerts (MA+Kα), wobei K eine ganze Zahl größer als Eins ist, und ein unteres Band bei dem K-fachen einer N-Abtastwerte-Standardabweichung unterhalb des gleitenden Mittelwerts (MA-Kα) beinhalten. Der N-Abtastwerte-MA kann durch Summieren der N Abtastwerte und Teilen der Summe durch N berechnet werden. Bei einem Beispiel können der K- und N-Parameter benutzerdefinierbare Parameter sein. Der K-Parameter kann einem Volatilitätsfaktor entsprechen. Der Parameter „α“ kann der N-Abtastwerte-Standardabweichung des einen oder der mehreren Sensorsignale entsprechen.
Bei einem Beispiel können der K- und N-Parameter so eingestellt werden, dass Rauschen in einem gegebenen Sensorsignal kompensiert wird, das durch den Gassensor 104 erzeugt wird. Der Prozessor 106 kann zum Unterscheiden von Rauschen von einem eine Handlung erfordernden Ereignis, wie hier beschrieben, ausgelegt sein. Ein eine Handlung erforderndes Ereignis kann einen hörbaren Alarm, einen visuellen Alarm, eine Brandunterdrückung, eine Kommunikation mit einem anderen System, wie etwa einem Sicherheitssystem, oder dergleichen beinhalten. Bei noch einem weiteren Beispiel können der K- und N-Parameter so eingestellt werden, dass externe Faktoren, wie etwa Temperaturvariationen, Luftfeuchtigkeitsvariationen, beides oder dergleichen, kompensiert werden, die einen Fehler in das gegebene Sensorsignal einführen können. Zusätzlich oder alternativ dazu können der K- und N-Parameter so eingestellt werden, dass Fehler in dem gegebenen Sensorsignal kompensiert werden, die durch physikalische Charakteristiken des Gassensor 104 erzeugt werden können. Zum Beispiel können der K- und N-Parameter so eingestellt werden, dass ein Gassensordrift kompensiert wird. Der K- und N-Parameter können während einer Betriebslebensdauer des Gassensors 104 derart angepasst werden, dass Änderungen der physikalischen Charakteristiken des Gassensors 104, die bewirken können, dass ein Drift in das gegebene Sensorsignal eingeführt wird, im Wesentlichen mitigiert werden. Entsprechend können Driftfehler in dem gegebenen Sensorsignal, das durch den Gassensor 104 erzeugt wird, durch Anpassen des K- und N-Parameters im Wesentlichen mitigiert werden.
Eine Gasanalytenbaseline für das System 100 kann definiert werden. Die Gasanalytenbaseline kann eine Menge des Gasanalyten charakterisieren, die durch die Gasquelle 102 über einen Zeitraum freigesetzt wird. Der Zeitraum kann mit einem oder mehreren Gasquellenzuständen in Zusammenhang stehen, die mit der Gasquelle 102 assoziiert sind. Der eine oder die mehreren Gasquellenzustände können einen Emissionsgaszustand und einen Nichtemissionsgaszustand beinhalten. Dementsprechend kann die Quelle 102 in dem Emissionsgaszustand den Gasanalyten freisetzen. Bei dem Beispiel der Batterie kann, während sich die Batterie in dem gesunden Zustand befindet, eine Batteriegasanalytenbaseline für das System 100 definiert werden, um eine Menge des Gasanalyten zu charakterisieren, die durch die Batterie während einer Zyklusbedingung freigesetzt wird. Eine gesunde Batterie kann im Wesentlichen keinen Gasanalyten freisetzen.
Der Gassensor 104 kann zum Erzeugen eines oder mehrerer Baselinesensorsignale ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann ferner zum Anwenden eines MA auf das eine oder die mehreren Baselinesensorsignale ausgelegt sein, um eine MA-Schwelle zu bestimmen. Der MA des einen oder der mehreren Baselinesensorsignale kann durch Summieren des einen oder der mehreren Baselinesensorsignale und Teilen der Summe durch N berechnet werden, wobei N eine Zahl des einen oder der mehreren Baselinesensorsignale ist. Der Prozessor 106 kann ferner zum Bestimmen einer oberen Bandschwelle bei dem K-fachen einer Standardabweichung des einen oder der mehreren Baselinesensorsignale oberhalb der MA-Schwelle ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann ferner zum Bestimmen einer unteren Bandschwelle bei dem K-fachen der Standardabweichung des einen oder der mehreren Baselinesensorsignale unterhalb der MA-Schwelle ausgelegt sein.
Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Prozessor 106 zum Bestimmen einer Empfindlichkeitsschwelle ausgelegt sein, um ein falsch-positives Ereignis zu kompensieren, das durch die N-Abtastwerte-Standardabweichung mit einem Wert im Wesentlichen gleich Null (z. B. innerhalb eines gegebenen prozentualen Bereichs und/oder Wertebereichs von Null) verursacht werden kann. Wenn zum Beispiel die N-Abtastwerte-Standardabweichung im Wesentlichen Null ist, kann das Überwachungssystem 100 eine falsche Antwort erzeugen. Ein falsch-positives Ereignis kann ein oder mehrere Ereignisse beinhalten, die bewirken können, dass der Gassensor 104 eine Antwort erzeugt, die nicht mit einem Gasanalyten in Zusammenhang steht (z. B. eine Antwort, die nicht auf dem Gasanalyten basiert, der durch die Gasquelle 102 freigesetzt wird). Außerdem kann, wie hier beschrieben, ein falsch-positives Ereignis ein Ereignis beinhalten, das bewirken kann, dass ein Gassensor eine Signalantwort basierend auf einem oder mehreren Gasen (oder Analyten) außer jenen erzeugt, die durch eine entsprechende Gasquelle freigesetzt werden. Die Empfindlichkeitsschwelle kann eine Funktion des MA und eines Differenzwertes zwischen einer minimalen Empfindlichkeit MS und einer Referenz sein. Zum Beispiel kann die Empfindlichkeitsschwelle durch die folgende Gleichung definiert werden: MA*(1-MS). Die minimale Empfindlichkeit MS kann benutzerdefinierbar sein.
Der Prozessor 106 kann ferner zum Vergleichen der Empfindlichkeitsschwelle relativ zu einer der oberen Bandschwelle und der unteren Bandschwelle ausgelegt sein, um eine Schwelle zu identifizieren, die einen größten Wert aufweist. Die Schwelle mit dem größten Wert kann als eine Warnschwelle, wie hier beschrieben, verwendet werden. Eine gegebene Warnschwelle kann eingerichtet werden, die von der MA-Schwelle ausreichend separiert sein kann, indem die Empfindlichkeitsschwelle relativ zu einer Bandschwelle verglichen wird. Wenn die N-Abtastwerte-Standardabweichung einen Wert im Wesentlichen gleich Null aufweist, kann eine entsprechende Schwelle im Wesentlichen nahe der MA-Schwelle liegen, was zu dem falsch-positiven Wert führen kann. Jedoch kann durch Vergleichen der Empfindlichkeitsschwelle relativ zu der Bandschwelle das falsch-positive Ereignis im Wesentlichen mitigiert werden, zum Beispiel durch Bereitstellen einer ausreichenden Separation zwischen der MA-Schwelle und der Warnschwelle.
Der Prozessor 106 kann ferner zum Überwachen hinsichtlich des Gasanalyten während des Emissionsgaszustands der Gasquelle 102 und Erzeugen eines überwachten Sensorsignals, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die durch die Gasquelle 102 zu einem Zeitpunkt freigesetzt wird, ausgelegt sein. Bei dem Beispiel der Batterie kann, wenn sich die Gesundheit der Batterie zu verschlechtern beginnen kann, die Batterie den Gasanalyten freisetzen. Der Gasanalyt kann während einer Zyklusbedingung detektiert werden und kann als eine Warnung interpretiert werden, dass bei der Batterie ein Risiko von thermischem Durchgehen besteht. Der Gassensor 104 kann zum Überwachen hinsichtlich des Gasanalyten während der Zyklusbedingung und Erzeugen eines überwachten Sensorsignals, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die durch die Batterie zu einem Zeitpunkt freigesetzt wird, ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann ferner zum Empfangen des überwachten Sensorsignals ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann ferner zum Vergleichen des überwachten Sensorsignals relativ zu einer Warnschwelle ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann ferner zum Erzeugen eines Warnsignals 110 basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs ausgelegt sein.
Zum Beispiel kann der Prozessor 106 zum Vergleichen des überwachten Sensorsignals relativ zu einer der Empfindlichkeitsschwelle und der unteren Bandschwelle ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann zum Erzeugen des Warnsignals 110 als Reaktion darauf ausgelegt sein, dass das überwachte Sensorsignal gleich oder kleiner als die eine der Empfindlichkeitsschwelle und der unteren Bandschwelle ist. Alternativ dazu kann der Prozessor 106 zum Vergleichen des überwachten Sensorsignals relativ zu einer der Empfindlichkeitsschwelle und der oberen Bandschwelle ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann zum Erzeugen des Warnsignals 110 als Reaktion darauf ausgelegt sein, dass das überwachte Sensorsignal gleich oder größer als eine der Empfindlichkeitsschwelle und der oberen Bandschwelle ist.
Der Prozessor 106 kann ferner zum Überwachen hinsichtlich des Gasanalyten während des Emissionsgaszustands der Gasquelle 102 und Erzeugen mehrerer überwachter Sensorsignale, die eine Menge des Gasanalyten charakterisieren, die durch die Gasquelle 102 über einen entsprechenden Zeitraum freigesetzt wird, ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann zum Auswerten der mehreren überwachten Sensorsignale ausgelegt sein, um eine Zahl der mehreren überwachten Sensorsignale zu bestimmen, die unterhalb einer Pufferschwelle liegt. Die Pufferschwelle kann ein falsch-positives Ereignis in dem Überwachungssystem 100 kompensieren. Die Pufferschwelle kann einem Wert entsprechen, der eine Zahl von überwachten Sensorsignalen identifiziert, die zur Erzeugung eines Warnsignals erforderlich ist. Der Prozessor 106 kann zum Vergleichen eines neuesten überwachten Sensorsignals der mehreren überwachten Sensorsignale relativ zu der Warnschwelle und Erzeugen des Warnsignals 110 basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs ausgelegt sein, wie zuvor beschrieben ist.
Der Prozessor 106 kann ferner zum Aktualisieren der Warnschwelle basierend auf den überwachten Sensorsignale mit der Zeit ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann zum Halten (z. B. Zwischenspeichern) eines gegebenen überwachten Sensorsignals als eine Warnschwelle als Reaktion darauf, dass das gegebene überwachte Sensorsignal eine aktuelle Warnschwelle durchquert, ausgelegt sein. Dementsprechend kann der Prozessor 106 die MA-Berechnung stoppen und die Warnschwelle aktualisieren. Der Prozessor 106 kann ferner zum Vergleichen des gegebenen überwachten Sensors relativ zu der aktualisierten Warnschwelle und Erzeugen des Warnsignals 110 basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs ausgelegt sein, wie zuvor beschrieben ist.
Der Prozessor 106 kann ferner zum Übertragen des Warnsignals 110 an ein oder mehrere Systeme ausgelegt sein, um zu bewirken, dass das eine oder die mehreren Systeme eine oder mehrere Präventivmaßnahmen ergreifen. Die eine oder die mehreren Präventivmaßnahmen können eine automatische Abschaltung (z. B. eines Systems, einer Vorrichtung, einer Batterie usw.), eine Initiierung von Feuerlöschersteuerungen, einen hörbaren Alarm, eine Wartungswarnung, eine Kurznachricht, E-Mail oder dergleichen beinhalten. Bei dem Beispiel der Batterie kann der während der Zyklusbedingung detektierte Gasanalyt als eine Warnung interpretiert werden, dass bei der Batterie ein Risiko von thermischem Durchgehen bestehen kann. Durch Bereitstellen einer frühen Warnung können Brände, Explosionen und Verletzungen, die als Reaktion auf eine Bedingung von thermischem Durchgehen verursacht werden können, im Wesentlichen mitigiert werden. Dementsprechend kann das Überwachungssystem 100 eine Bedingung von thermischem Durchgehen in einer Entwicklungsstufe detektieren. Entsprechend können durch Detektieren eines Szenarios von thermischem Durchgehen in der Entwicklungsstufe Präventivmaßnahmen implementiert werden, um gefährliche Bedingungen und einen Schaden an der Batterie zu verhindern.
2 stellt ein Beispiel für einen Graphen 200 dar, der ein durch einen Gasanalyten erzeugtes Sensorsignal 202 demonstriert, das als eine Funktion der Zeit aufgetragen ist. Das Sensorsignal 202 kann durch einen Gassensor (z. B. den Gassensor 104, wie in 1 dargestellt) erzeugt werden, der zum Überwachen einer Gasquelle (z. B. der Gasquelle 102) hinsichtlich einer Gasanalytenbedingung ausgelegt ist. Der Graph 200 kann eine horizontale Achse 204 und eine vertikale Achse 206 beinhalten. Die horizontale Achse 204 kann der Zeit entsprechen und kann hier als eine Zeitachse 206 bezeichnet werden. Die vertikale Achse 206 kann Beträgen des Sensorsignals entsprechen, das durch den Gassensor mit der Zeit erzeugt wird, und kann hier als eine Betragsachse 206 bezeichnet werden. Ein erster Betrag 208 der Betragsachse 206 kann einer oberen Bandschwelle entsprechen, ein zweiter Betrag 210 der Betragsachse 206 kann einer MA-Schwelle entsprechen und ein dritter Betrag 212 der Betragsachse 206 kann einer unteren Bandschwelle entsprechen. Bei einem alternativen Beispiel kann der dritte Betrag 212 der Empfindlichkeitsschwelle entsprechen, kann der erste Betrag 208 der oberen Bandschwelle entsprechen und kann der zweite Betrag 210 der MA-Schwelle entsprechen.
Der Graph 200 kann ferner einen ersten Bereich 214 beinhalten. Der erste Bereich 214 kann einen Zeitraum über der Zeitachse 206 repräsentieren, für den sich die Gasquelle in einem gegebenen Zustand, wie etwa einem Nichtemissionsgaszustand, befindet. Bei dem Beispiel der Batterie kann der erste Bereich 214 einen Zeitraum über der Zeitachse 206 repräsentieren, während welchem sich die Batterie in einem gesunden Zustand befinden kann und dementsprechend im Wesentlichen keinen Gasanalyten freisetzen kann. Wie in 2 dargestellt, kann über den ersten Bereich 214 das Sensorsignal 202, das durch den Gassensor erzeugt wird, im Wesentlichen nahe dem zweiten Betrag 210 der Betragsachse 206 sein. Der Graph 200 kann ferner ein Übergangsereignis 216 beinhalten. Das Übergangsereignis 216 entspricht einem Zeitpunkt, zu dem die Gasquelle in einen anderen Zustand, wie etwa einem Emissionsgaszustand, übergehen kann. Dementsprechend kann die Gasquelle bei dem Übergangsereignis den Gasanalyten freisetzen. Bei dem Beispiel der Batterie entspricht das Übergangsereignis einem Zeitpunkt, zu dem die Batterie mit dem Freisetzen des Gasanalyten beginnen kann. Wenn durch die Gasquelle mehr des Gasanalyten über den ersten Bereich 214 freigesetzt wird, kann das Sensorsignal 202, das durch den Gassensor basierend auf einer Menge des durch die Gasquelle freigesetzten Gasanalyten erzeugt wird, beginnen, zu dem dritten Betrag 212 der Betragsachse 206 hin abzunehmen, wie in 2 dargestellt ist.
Bei einem Warnereignis 218 des Graphen 200 kann der Betrag des Sensorsignals 202 im Wesentlichen gleich dem dritten Betrag 212 sein. Das Warnereignis 216 kann einem Zeitpunkt entsprechen, zu dem die Gasquelle eine wesentliche Menge des Gasanalyten emittieren kann. Eine wesentliche Menge des Gasanalyten kann hier als eine unerwünschte Menge des Gasanalyten und/oder eine gefährliche Menge des Gasanalyten bezeichnet werden. Bei dem Beispiel der Batterie kann das Warnereignis 218 einem Zeitpunkt entsprechen, zu dem die Batterie eine wesentliche Menge des Gasanalyten emittieren kann. Dies kann als ein Risiko für thermisches Durchgehen interpretiert werden. Während des Warnereignisses 216 kann eine Warnung (z. B. das Warnsignal 110, wie in 1 dargestellt) erzeugt werden (z. B. durch den Prozessor 106, wie in 1 dargestellt), um eine frühe Warnung bereitzustellen, dass unerwünschte und/oder gefährliche Mengen von Gas durch die Gasquelle freigesetzt werden. Bei dem Beispiel der Batterie kann die Warnung eine frühe Warnung bereitstellen, dass für die Batterie ein Risiko von thermischen Durchgehen besteht.
Der Graph 200 kann ferner einen zweiten Bereich 220 beinhalten. Der zweite Bereich 220 kann einen Zeitraum über der Zeitachse 206 repräsentieren, für den sich die Gasquelle in dem anderen Zustand, wie etwa dem Emissionsgaszustand, befindet. In dem zweiten Bereich 220 können sich ein oder mehrere gefährliche Risiken entwickeln, die, wenn sie ungeprüft belassen werden, zu einem Schaden an einer umliegenden Umgebung und/oder der Gasquelle führen können. Durch das Bereitstellen einer frühen Warnung bei dem Warnereignis 216 können Präventivhandlungen ergriffen werden, um das eine oder die mehreren gefährlichen Risiken zu mitigieren. Bei dem Beispiel der Batterie kann der zweite Bereich 220 einen Zeitraum über der Zeitachse 206 repräsentieren, während welchem sich die Batterie in einem verschlechterten Zustand befindet. Falls die Batterie weiterhin in dem verschlechterten Zustand betrieben wird, kann die Batterie thermisches Durchgehen erfahren, was zu einem Schaden an der Batterie oder einer umliegenden externen Umgebung führen kann. Durch das Bereitstellen der frühen Warnung bei dem Warnereignis 216 können Präventivhandlungen für thermisches Durchgehen, wie hier beschrieben, ergriffen werden, um das Risiko für thermisches Durchgehen zu vermeiden.
3 veranschaulicht ein Beispiel für ein Überwachungssystem 300, das zum Überwachen einer Gasquelle 302 hinsichtlich eines Gasanalyten ausgelegt sein kann. Bei einem Beispiel kann die Gasquelle 302 eine Batterie beinhalten. Das System 300 kann einen ersten Gassensor 304 beinhalten. Der erste Gassensor 304 kann relativ zu der Gasquelle 302 derart positioniert werden, dass der erste Gassensor 304 innerhalb eines Gaserfassungsbereichs der Gasquelle 302 liegt. Der erste Gassensor 304 kann zum Überwachen der Gasquelle 302 hinsichtlich einer Gasanalytenbedingung ausgelegt sein. Die Gasanalytenbedingung kann mit einem Zustand der Gasquelle 302 in Zusammenhang stehen, wobei die Gasquelle 302 den Gasanalyten freisetzen kann. Das System 300 kann ferner einen zweiten Gassensor 306 beinhalten. Bei einem Beispiel können der erste und zweite Gassensor 304 und 306 Halbleitergassensoren entsprechen, wie etwa dem Gassensor 104, wie in 1 dargestellt.
Der zweite Gassensor 306 kann zum Überwachen hinsichtlich eines Umgebungsgases, zum Beispiel in einer umliegenden Umgebung 308, ausgelegt sein. Der Ausdruck „umliegende Umgebung“, wie hier verwendet, kann auf einen Bereich des Raums verweisen, der im Wesentlichen frei von dem Gasanalyten bleiben kann, der durch die Gasquelle 302 während eines oder mehrerer Gasquellenzustände der Gasquelle 302 freigesetzt wird. Der eine oder die mehreren Gasquellenzustände können einen Emissionsgaszustand und einen Nichtemissionsgaszustand beinhalten. Der Ausdruck „Umgebungsgas“, wie hier verwendet, verweist auf ein beliebiges Gas (oder einen beliebigen Analyten), das Sensorsignalantworten in dem ersten und zweiten Gassensor 304 und 306 bewirken kann. Bei einem Beispiel kann das Umgebungsgas Farb- und Kraftstoffdämpfe beinhalten. Der zweite Gassensor 306 kann relativ zu der Gasquelle 302 derart positioniert werden, dass der zweite Gassensor 306 nicht innerhalb eines Gasanalytenerfassungsbereichs der Gasquelle 302 liegt. Dementsprechend kann der zweite Gassensor 306 im Wesentlichen keine Empfänglichkeit für den Gasanalyten aufweisen, der durch die Gasquelle 302 freigesetzt wird. Eine solche Anordnung des ersten und zweiten Gassensors 304 und 306 kann falsch-positive Ereignisse in dem Überwachungssystem 300 im Wesentlichen mitigieren, wie hier ausführlicher beschrieben wird.
Der erste Gassensor 304 kann zum Erzeugen eines ersten Sensorsignals ausgelegt sein, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die von der Gasquelle 102 freigesetzt wird. Das erste Sensorsignal kann basierend auf einem gegebenen elektrischen Widerstand des üblichen Materials des ersten Gassensors 304 erzeugt werden. Der erste Gassensor 304 kann zum Erzeugen mehrerer erster Sensorsignale ausgelegt sein, die Mengen des Gasanalyten während des einen oder der mehreren Gasquellenzustände der Gasquelle 302 über einen Zeitraum charakterisieren. Zum Beispiel kann während eines Ladezyklus und/oder Entladezyklus eine gesunde Batterie im Wesentlichen keinen Gasanalyten freisetzen. Wenn sich die Gesundheit der Batterie möglicherweise zu verschlechtern beginnt, kann die Batterie gasförmige Spezies, die dem Gasanalyten entsprechen, während des Ladezyklus und/oder Entladezyklus freisetzen.
Der zweite Gassensor 304 kann zum Erzeugen eines zweiten Sensorsignals ausgelegt sein, das eine Menge eines Umgebungsgases in der umliegenden Umgebung 308 charakterisiert. Das zweite Sensorsignal kann basierend auf einem gegebenen elektrischen Widerstand eines üblichen Materials des zweiten Gassensors 304 erzeugt werden. Der zweite Gassensor 304 kann zum Erzeugen mehrerer zweiter Sensorsignale ausgelegt sein, die Mengen des Umgebungsgases in der umliegenden Umgebung während des einen oder der mehreren Gasquellenzustände der Gasquelle 302 über den Zeitraum charakterisieren.
Bei einem Beispiel kann sich die Batterie innerhalb einer Einhausung eines belüfteten Gehäuses (z. B. eines Batteriegehäuses 502, wie in 5 dargestellt, oder eines Batteriegehäuses 602, wie in 6 dargestellt) befinden. Der erste Gassensor 304 kann sich stromabwärts in dem belüfteten Gehäuse entlang des Gaspfades relativ zu der Batterie befinden (z. B. bei einem Auslass des belüfteten Batteriegehäuses, wie etwa einem Auslass 506, wie in 5 dargestellt, oder einem Auslass 606, wie in 6 dargestellt). Der zweite Gassensor 304 kann sich stromaufwärts in dem belüfteten Gehäuse entlang eines Gaspfades relativ zu der Batterie befinden (z. B. bei einem Einlass des belüfteten Batteriegehäuses, wie etwa einem Einlass 504, wie in 5 dargestellt, oder einem Einlass 604, wie in 6 dargestellt).
In dem belüfteten Gehäuse kann zum Abführen von durch die Batterie erzeugter Wärme der Einlass zum Einführen von Umgebungsluft in der umliegenden Umgebung 308 ausgelegt sein, die das Umgebungsgas beinhalten kann, und die die Umgebungsluft den Gaspfad hinab zu dem Auslass strömen lassen, der zum Ausstoßen des Gases ausgelegt sein kann. Wenn die Umgebungsluft den Gaspfad hinab strömt, entlang dessen sich die Batterie befinden kann, kann die durch die Batterie erzeugte Wärme im Wesentlichen entfernt werden, um eine Betriebstemperatur der Batterie zu reduzieren. Durch Positionieren des ersten Gassensors 304 stromabwärts relativ zu der Batterie kann der erste Gassensor 304 den Gasanalyten detektieren, der durch die Batterie freigesetzt wird, wenn der Gasanalyt den Gaspfad hinab strömt, und liegt innerhalb des Erfassungsbereichs des ersten Gassensors 304. Da jedoch der erste Gassensor 304 stromabwärts positioniert ist, kann das Umgebungsgas, das durch den Einlass eingeführt wird, bewirken, dass der erste Gassensor 304 eine Sensorantwort erzeugt.
Das eine oder die mehreren hier beschriebenen Verfahren können die Empfänglichkeit der Überwachungssysteme 300 für das Umgebungsgas basierend auf Sensorsignalen im Wesentlichen mitigieren, die durch sowohl den ersten als auch zweiten Gassensor 304 und 306 erzeugt werden. Dementsprechend können das eine oder die mehreren hier beschriebenen Verfahren falsch-positive Ereignisse in dem Überwachungssystem 300 und dadurch falsche Warnungen von Bedingungen von thermischem Durchgehen reduzieren. Ein falsch-positives Ereignis kann ein oder mehrere Ereignisse beinhalten, die bewirken können, dass der erste Gassensor 304 das erste Sensorsignal als Reaktion auf Gase (oder Analyten) außer jenen, die durch die Gasquelle 302 freigesetzt werden, erzeugt. Bei dem Beispiel der Batterie können falsch-positive Ereignisse bewirken, dass der erste Gassensor 304 falsche Antworten erzeugt, was zu einer falschen Warnung führen kann, dass für die Batterie ein Risiko von thermischen Durchgehen besteht. Eine falsche Warnung kann dazu führen, dass Präventivmaßnahmen für thermisches Durchgehen implementiert werden, obwohl für die Batterie möglicherweise kein Risiko von thermischen Durchgehen besteht.
Das Überwachungssystem 300 kann ferner einen Prozessor 310 beinhalten. Der Prozessor 310 kann einen Speichern 312 zum Speichern von Daten und maschinenlesbaren Anweisungen beinhalten. Alternativ dazu kann der Speicher 312 extern zu dem Prozessor 310 sein, wie in 3 gezeigt ist. Der Prozessor 310 kann zum Zugreifen auf den Speicher 312 und Ausführen der in dem Speicher 312 gespeicherten maschinenlesbaren Anweisungen ausgelegt sein.
Bei einem Beispiel kann der Prozessor 310 zum Zugreifen auf den Speicher 312 und Ausführen der maschinenlesbaren Anweisungen ausgelegt sein, um das eine oder die mehreren hier beschrieben Verfahren durchzuführen. Der Prozessor 310 kann zum Durchführen eines oder mehrerer Verfahren ausgelegt sein, die Effekte kompensieren können, die falsch-positive Ereignisse auf das Überwachungssystem 300 haben können. Dementsprechend kann die Empfänglichkeit des Überwachungssystems 300 für Erzeugen einer falschen Warnung, dass für die Batterie ein Risiko von thermischen Durchgehen besteht, wesentlich mitigiert werden. Entsprechend kann das Überwachungssystem 300, wie hier beschrieben, in offenen Batterieumgebungen, wie etwa belüfteten Gehäusen, eingesetzt werden.
Um die Effekte von falsch-positiven Ereignissen zu kompensieren, kann der Prozessor 310 zum Herstellen einer Baselinereferenz für das Überwachungssystem 300 ausgelegt sein, um eine beliebige Stück-zu-Stück-Variabilität zwischen Sensorsignalen zu kompensieren, die durch den ersten Gassensor 304 und den zweiten Gassensor 306 erzeugt werden. Zum Beispiel können der erste Gassensor 304 und der zweite Gassensor 306 Umgebungsluft ausgesetzt werden, die für einen gegebenen Zeitraum im Wesentlichen frei von sowohl dem Umgebungsgas als auch dem Gasanalyten ist. Der gegebene Zeitraum kann einer Minute, einer Stunde, einem Tag oder dergleichen entsprechen. Der Prozessor 310 kann zum Empfangen eines oder mehrerer erster Baselinesensorsignale, die durch den ersten Gassensor 304 erzeugt werden, und eines oder mehrerer zweiter Baselinesensorsignale, die durch den zweiten Gassensor 306 erzeugt werden, während des gegebenen Zeitraums ausgelegt sein.
Der Prozessor 310 kann ferner zum Auswerten einer Steigung der einen oder der mehreren ersten Baselinesensorsignale ausgelegt sein. Zum Beispiel kann der Prozessor 310 zum Berechnen der Steigung jedes des einen oder der mehreren ersten Baselinesensorsignale und Vergleichen der berechneten Steigungen relativ zu einer Steigungsschwelle ausgelegt sein. Falls die Steigung eines ersten Baselinesensorsignals gleich oder größer als die Steigungsschwelle ist, kann das erste Baselinesensorsignal zum Berechnen einer prozentualen Änderung des Widerstands in dem ersten Gassensor 304, wie hier beschrieben, verwendet werden.
Der Prozessor 310 kann ferner zum Berechnen der prozentualen Änderung des Widerstands des ersten und zweiten Gassensors 304 und 306 durch Anwenden eines Zeit-MA auf Sensorsignale ausgelegt sein. Zum Beispiel kann der Prozessor 310 ferner zum Anwenden des MA auf das eine oder die mehreren ersten Baselinesensorsignale ausgelegt sein, die eine Steigung größer als die Steigungsschwelle aufweisen, um eine erste MA-Baseline zu erzeugen. N Abtastwerte des einen oder der mehreren ersten Baselinesensorsignale können summiert und durch N geteilt werden, um die erste MA-Baseline zu erzeugen, wobei N eine Zahl des einen oder der mehreren ersten Baselinesensorsignale ist. Der Prozessor 310 kann zum Anwenden eines MA auf das eine oder die mehreren zweiten Baselinesensorsignale ausgelegt sein, um eine zweite MA-Baseline zu erzeugen. N Abtastwerte des einen oder der mehreren zweiten Baselinesensorsignale können summiert und durch N geteilt werden, um die zweite MA-Baseline zu erzeugen, wobei N eine Zahl des einen oder der mehreren zweiten Baselinesensorsignale ist. Die erste und zweite MA-Baseline können verwendet werden, um Effekte zu kompensieren, die das Umgebungsgas auf das Überwachungssystem 300 haben kann.
Der erste Gassensor 304 kann zum Überwachen der Gasquelle 302 während des einen oder der mehreren Gasquellenzustände ausgelegt sein. Der erste Gassensor 304 kann zum Überwachen der Gasquelle 302 während des Emissionsgaszustands hinsichtlich des Gasanalyten und Erzeugen eines überwachten Sensorsignals, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die durch die Gasquelle 302 zu einer gegebenen Zeit freigesetzt wird, ausgelegt sein. Die gegebene Zeit kann einem Zeitpunkt entsprechen, zu dem die Gasquelle 302 den Gasanalyten freisetzen kann. Bei dem Beispiel der Batterie kann eine gesunde Batterie im Wesentlichen keinen Gasanalyten freisetzen, zum Beispiel während eines Ladezyklus und/oder Entladezyklus. Wenn sich die Gesundheit der Batterie möglicherweise zu verschlechtern beginnt, kann die Batterie den Gasanalyten während des Ladezyklus und/oder Entladezyklus freisetzen. Der erste Gassensor 304 kann zum Überwachen der Batterie während einer Zyklusbedingung hinsichtlich des Gasanalyten und Erzeugen eines überwachten Sensorsignals, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die durch die Batterie zu einer gegebenen Zeit freigesetzt wird, ausgelegt sein.
Der Prozessor 310 kann ferner zum Empfangen des überwachten Sensorsignals ausgelegt sein. Der Prozessor 310 kann ferner zum Subtrahieren des überwachten Sensorsignals von der ersten MA-Baseline ausgelegt sein, um eine überwachte Sensordifferenz zu erzeugen. Der Prozessor 310 kann ferner zum Teilen der überwachten Sensordifferenz durch die erste MA-Baseline ausgelegt sein, um eine Antwort der prozentualen Änderung relativ zu der ersten MA-Baseline zu bestimmen. Der zweite Gassensor 306 kann zum Überwachen der umliegenden Umgebung 308 während des Emissionsgaszustands hinsichtlich des Umgebungsgases und Erzeugen eines Referenzsensorsignals, das die Menge des Umgebungsgases in der umliegenden Atmosphäre 308 zu der gegebenen Zeit charakterisiert, ausgelegt sein. Bei dem Beispiel der Batterie kann der zweite Gassensor 306 zum Überwachen der umliegenden Umgebung 308 während des Ladezyklus und/oder des Entladezyklus ausgelegt sein. Der Prozessor 310 kann ferner zum Subtrahieren des Referenzsensorsignals von der zweiten MA-Baseline ausgelegt sein, um eine Referenzsensordifferenz zu erzeugen. Der Prozessor 310 kann ferner zum Teilen der Referenzsensordifferenz durch die zweite MA-Baseline ausgelegt sein, um eine Antwort der prozentualen Änderung relativ zu der zweiten MA-Baseline zu erzeugen.
Entsprechend kann der Prozessor 310 zum Bestimmen einer ersten Sensorausgabe (z. B. der überwachten Sensordifferenz) basierend auf einer prozentualen Änderung eines ersten Sensorsignals (z. B. des überwachten Sensorsignals) relativ zu einem ersten gemittelten Sensorsignal (z. B. der zweiten MA-Baseline) und einer zweiten Sensorausgabe (z. B. der Referenzsensordifferenz) basierend auf einer prozentualen Änderung des zweiten Sensorsignals (z. B. des Referenzsensorsignals) relativ zu einem zweiten gemittelten Sensorsignal (der zweiten MA-Baseline) ausgelegt sein.
Der Prozessor 310 kann ferner zum Subtrahieren der Antwort der prozentualen Änderung relativ zu der ersten MA-Baseline von der Antwort der prozentualen Änderung relativ zu der zweiten MA-Baseline ausgelegt sein, um ein Gesamtdifferenzsensorsignal zu erzeugen. Dementsprechend kann das Referenzgassignal zum Ausgleichen von Änderungen einer Gaskonzentration verwendet werden, die dem ersten und zweiten Sensor 304 und 306 gemein sind. Entsprechend kann das Umgebungsgas, das durch sowohl den ersten als auch zweiten Sensor 304 und 306 detektiert wird, durch das Überwachungssystem 300 identifiziert werden. Der Prozessor 310 kann ferner zum Vergleichen des Gesamtdifferenzsensorsignals relativ zu einer Schwelle ausgelegt sein. Der Prozessor 310 kann ferner zum Erzeugen eines Warnsignals 314 basierend auf einem Ergebnis des Vergleichs ausgelegt sein.
Zum Beispiel kann der Prozessor 310 zum Vergleichen des Gesamtdifferenzsensorsignals relativ zu der Schwelle ausgelegt sein, um zu bestimmen, ob das Gesamtdifferenzsensorsignal gleich oder kleiner als die Schwelle ist. Alternativ dazu kann der Prozessor 310 zum Vergleichen des Gesamtdifferenzsensorsignals relativ zu der Schwelle ausgelegt sein, um zu bestimmen, ob das Gesamtdifferenzsensorsignal gleich oder größer als die Schwelle ist. Der Prozessor 310 kann zum Erzeugen des Warnsignals 314 als Reaktion darauf ausgelegt sein, dass das Gesamtdifferenzgassignal gleich oder kleiner (oder alternativ dazu größer) als die Schwelle ist. Bei einem Beispiel kann die Schwelle eine der Empfindlichkeitsschwelle, der oberen Bandschwelle und der unteren Bandschwelle beinhalten. Diese Schwellen können durch den Prozessor 310 gemäß den hier beschriebenen Verfahren bestimmt werden.
Zum Beispiel kann der Prozessor 310 ferner zum Bestimmen der oberen Bandschwelle bei dem K-fachen einer Standardabweichung des einen oder der mehreren ersten Baselinesensorsignale oberhalb der MA-Baseline ausgelegt sein. Der Prozessor 106 kann ferner zum Bestimmen einer unteren Bandschwelle bei dem K-fachen der Standardabweichung des einen oder der mehreren ersten Baselinesensorsignale unterhalb der MA-Baseline ausgelegt sein. Der Prozessor 310 kann zum Bestimmen der Empfindlichkeitsschwelle basierend auf dem MA des einen oder der mehreren ersten Baselinesensorsignale und einem Differenzwert zwischen einer minimalen Empfindlichkeit MS und einer Referenz ausgelegt sein. Die Empfindlichkeitsschwelle kann durch die folgende Gleichung definiert werden: MA*(1-MS), wobei 1 der Referenz entsprechen kann.
Der Prozessor 310 kann ferner zum Vergleichen des Gesamtdifferenzsensorsignals mit einer der Empfindlichkeitsschwelle und der unteren Bandschwelle ausgelegt sein. Alternativ dazu kann der Prozessor 310 zum Vergleichen des Gesamtdifferenzsensorsignals mit einer der Empfindlichkeitsschwelle und der oberen Bandschwelle ausgelegt sein. Der Prozessor 310 kann zum Erzeugen des Warnsignals 314 als Reaktion darauf ausgelegt sein, dass das Gesamtdifferenzsensorsignal gleich oder kleiner als eine der Empfindlichkeitsschwelle und der unteren Bandschwelle ist (oder gleich oder größer als eine der Empfindlichkeitsschwelle und der oberen Bandschwelle ist).
Das Warnsignal 314 kann an ein oder mehrere Systeme übertragen werden, um zu bewirken, dass das eine oder die mehreren Systeme eine oder mehrere Präventivmaßnahmen ergreifen, wie hier beschrieben ist. Bei dem Beispiel der Batterie kann der während der Zyklusbedingung detektierte Gasanalyt als eine Warnung interpretiert werden, dass bei der Batterie ein Risiko von thermischem Durchgehen bestehen kann. Durch Bereitstellen einer frühen Warnung können Brände, Explosionen und Verletzungen, die als Reaktion auf eine Bedingung von thermischem Durchgehen verursacht werden können, im Wesentlichen mitigiert werden. Dementsprechend kann das Überwachungssystem 300 eine Bedingung von thermischem Durchgehen in einer Entwicklungsstufe detektieren. Entsprechend können durch Detektieren eines Szenarios von thermischem Durchgehen in der Entwicklungsstufe Präventivmaßnahmen implementiert werden, um gefährliche Bedingungen und einen Schaden an der Batterie zu verhindern.
Das Überwachungssystem 300 kann mit einem oder mehreren Gehäusen konfiguriert sein. Bei einem Beispiel kann das Gehäuse ein Batteriegehäuse 400 sein, wie etwa in 4 dargestellt ist. Das Batteriegehäuse 400 kann eine Einhausung 402 beinhalten, um darin die (in 4 nicht dargestellte) Batterie, den ersten Gassensor 304 und den zweiten Gassensor 306 unterzubringen. In 4 kann der zweite Gassensor 406 relativ zu der Batterie derart positioniert werden, dass der zweite Gassensor 306 im Wesentlichen keine Empfänglichkeit für den Gasanalyten aufweisen kann, der durch die Batterie freigesetzt wird. Bei einem Beispiel kann der Prozessor 310 außerhalb des Batteriegehäuses 400 positioniert sein. Alternativ dazu kann der Prozessor 310 innerhalb des Batteriegehäuses 400 positioniert sein.
Bei einem anderen Beispiel kann das Gehäuse ein Batteriegehäuse 500 sein, wie in 5 dargestellt ist. Das Batteriegehäuse 502 kann eine Einhausung 502 beinhalten, um die (in 5 nicht dargestellte) Batterie darin unterzubringen. Das Batteriegehäuse 500 kann einen Einlass 504 beinhalten. Der Einlass 504 kann zum Einführen von Umgebungsluft in die Einhausung 502 ausgelegt sein, um die Batterie zu kühlen. Der zweite Gassensor 306 kann innerhalb des Einlasses 504 positioniert sein. Das Batteriegehäuse 500 kann ferner einen Auslass 506 beinhalten. Der Auslass 506 kann zum Ausstoßen von Gas in der Einhausung 502 in eine umliegende Umgebung ausgelegt sein. Das ausgestoßene Gas kann die Umgebungsluft, die durch den Einlass 504 eingeführt wird, den Gasanalyten, der durch die Batterie emittiert wird, oder eine Mischung davon beinhalten. Der erste Gassensor 304 kann innerhalb des Auslasses 506 positioniert sein. In 5 kann der zweite Gassensor 306 relativ zu der Batterie derart positioniert werden, dass der zweite Gassensor 306 im Wesentlichen keine Empfänglichkeit für den Gasanalyten aufweisen kann, der durch die Batterie 02 freigesetzt wird. Bei einem Beispiel kann der Prozessor 310 außerhalb des Batteriegehäuses 500 positioniert sein. Alternativ dazu kann der Prozessor 310 innerhalb des Batteriegehäuses 500 positioniert sein.
Bei noch einem weitere Beispiel kann das Gehäuse ein Lithium-Ionen-Batterie-Laden-und-Lagerung-Gehäuse 600 sein, wie in 6 dargestellt ist. Das Lithium-Ionen-Batterie-Laden-und-Lagerung-Gehäuse 600 kann eine Einhausung 602 beinhalten, um darin die (in 6 nicht dargestellte) Batterie unterzubringen. Die Batterie bei diesem Beispiel kann einer Lithium-Ionen-Batterie entsprechen. Das Lithium-Ionen-Batterie-Laden-und-Lagerung-Gehäuse 600 kann einen Einlass 602 beinhalten. Der Einlass 604 kann zum Einführen von Umgebungsluft in die Einhausung 602 ausgelegt sein, um die Lithium-Ionen-Batterie zu kühlen. Der zweite Gassensor 606 kann innerhalb des Einlasses 604 positioniert sein. Das Lithium-Ionen-Batterie-Laden-und-Lagerung-Gehäuse 600 kann ferner einen Auslass 606 beinhalten. Der Auslass 606 kann zum Ausstoßen von Gas in der Einhausung 602 in eine umliegende Umgebung ausgelegt sein. Das ausgestoßene Gas kann die Umgebungsluft, die durch den Einlass 604 eingeführt wird, den Gasanalyten, der durch die Lithium-Ionen-Batterie emittiert wird, oder eine Mischung davon beinhalten. Der erste Gassensor 604 kann innerhalb des Auslasses 606 positioniert sein. In 6 kann der zweite Gassensor 306 relativ zu der Lithium-Ionen-Batterie derart positioniert werden, dass der zweite Gassensor 306 im Wesentlichen keine Empfänglichkeit für den Gasanalyten aufweisen kann, der durch die Lithium-Ionen-Batterie freigesetzt wird. Bei einem Beispiel kann der Prozessor 310 außerhalb des Lithium-Ionen-Batterie-Laden-und-Lagerung-Gehäuses 600 positioniert sein. Alternativ dazu kann der Prozessor 310 innerhalb des Lithium-Ionen-Batterie-Laden-und-Lagerung-Gehäuses 600 positioniert sein.
Bei einem anderen Beispiel kann das Batteriegehäuse ein Versandcontainer 700 sein, wie etwa in 7 dargestellt ist. In dem Versandcontainer 700 können die (in 7 nicht dargestellte) Batterie, der erste Gassensor 304 und der zweite Gassensor 306 untergebracht sein. In 7 kann der zweite Gassensor 306 relativ zu der Batterie derart positioniert werden, dass der zweite Gassensor 306 im Wesentlichen keine Empfänglichkeit für den Gasanalyten aufweisen kann, der durch die Batterie freigesetzt wird. Bei einem Beispiel kann der Prozessor 310 außerhalb des Versandcontainers 700 positioniert sein. Alternativ dazu kann der Prozessor 310 innerhalb des Versandcontainers 700 positioniert sein.
In Anbetracht der vorhergehenden strukturellen und funktionalen Merkmale, die zuvor beschrieben wurden, werden Verfahren, die implementiert werden können, unter Bezugnahme auf 8-10 besser verstanden werden. Obwohl zur einfachen Erklärung die Verfahren aus 8-10 als seriell ausgeführt dargestellt und beschrieben sind, versteht es sich und wird anerkannt, dass solche Verfahren nicht durch die veranschaulichte Reihenfolge beschränkt sind, da manche Aspekte bei anderen Ausführungsformen in unterschiedlichen Reihenfolgen und/oder gleichzeitig mit anderen Aspekten von dem, was hier gezeigt und beschrieben ist, auftreten könnten. Zudem sind möglicherweise nicht alle veranschaulichten Merkmale erforderlich, um die Verfahren zu implementieren. Die Verfahren oder Teile davon können als Anweisungen implementiert werden, die auf einem oder mehreren nichttransitorischen Speicherungsmedien gespeichert werden sowie durch eine Verarbeitungsressource (z. B. den Prozessor 106, wie in 1 dargestellt, und/oder den Prozessor 310, wie in 3 dargestellt) ausgeführt werden.
8 stellt ein Beispiel für ein Verfahren 800 zum Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich eines Gasanalyten dar. Zum Beispiel kann das Verfahren 800 durch das Überwachungssystem 100 implementiert werden, wie in 1 dargestellt ist. Das Verfahren beginnt bei 802 durch Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich eines Gasanalyten. Bei 804 kann ein Sensorsignal erzeugt werden, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die von der Gasquelle freigesetzt wird. Bei 806 kann das Sensorsignal empfangen werden. Bei 808 kann das Sensorsignal relativ zu einer Warnschwelle ausgewertet werden. Bei 810 kann ein Warnsignal basierend auf einem Ergebnis der Auswertung erzeugt werden.
9 stellt ein weiteres Beispiel für ein Verfahren 900 zum Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich eines Gasanalyten dar. Zum Beispiel kann das Verfahren 900 durch das Überwachungssystem 300 implementiert werden, wie in 3 dargestellt ist. Das Verfahren beginnt bei 902 durch Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich einer Freisetzung eines Gasanalyten. Bei 904 kann eine umliegende Umgebung hinsichtlich einer Anwesenheit eines Umgebungsgases überwacht werden. Bei 906 kann ein erstes Sensorsignal erzeugt werden, das eine Menge des Gasanalyten charakterisiert, die von der Gasquelle freigesetzt wird. Bei 908 kann ein zweites Sensorsignal erzeugt werden, das eine Menge des Umgebungsgases charakterisiert, das in der umliegenden Umgebung vorhanden ist. Bei 910 kann eine erste Sensorausgabe basierend auf einer prozentualen Änderung des ersten Sensorsignals relativ zu einem ersten gemittelten Sensorsignal bestimmt werden. Bei 912 kann eine zweite Sensorausgabe basierend auf einer prozentualen Änderung des zweiten Sensorsignals relativ zu einem zweiten gemittelten Sensorsignal bestimmt werden. Bei 914 kann die erste Sensorausgabe relativ zu einer zweiten Sensorausgabe ausgewertet werden. Bei 916 kann ein Warnsignal basierend auf einem Ergebnis der Auswertung erzeugt werden.
10 stellt noch ein weiteres Beispiel für ein Verfahren 1000 zum Überwachen einer Gasquelle hinsichtlich eines Gasanalyten dar. Zum Beispiel kann das Verfahren 1000 durch das Überwachungssystem 300 implementiert werden, wie in 3 dargestellt ist. Das Verfahren beginnt bei 1002 durch Empfangen eines oder mehrerer Baselinesensorsignale, die durch einen ersten Gassensor erzeugt werden. Bei 1004 können ein oder mehrere Baseline-Referenzsensorsignale empfangen werden, die durch einen zweiten Gassensor erzeugt werden. Bei 1006 kann eine Steigung jedes des einen oder der mehreren Baselinesensorsignale ausgewertet werden. Bei 1008 kann, falls die Steuerung eines gegebenen Baselinesensorsignals gleich oder größer als die Steigungsschwelle ist, das Verfahren zu 1010 fortfahren, ansonsten kann das Verfahren zu 1012 fortfahren. Bei 1012 kann das gegebene Baselinesensorsignal von einer weiteren Verwendung in dem Verfahren 1000 ausgeschlossen werden. Bei 1010 kann ein MA auf das eine oder die mehreren überwachten Baselinesensorsignale angewandt werden, die eine Steigung größer als die Steigungsschwelle aufweisen, um eine erste MA-Baseline zu erzeugen. N Abtastwerte des einen oder der mehreren Baselinesensorsignale können summiert und durch N geteilt werden, um die erste MA-Baseline zu erzeugen, wobei N eine Zahl des einen oder der mehreren Baselinesensorsignale ist. Bei 1012 kann der MA auf das eine oder die mehreren Baseline-Referenzsensorsignale angewandt werden, um eine zweite MA-Baseline zu erzeugen. N Abtastwerte des einen oder der mehreren zweiten Baseline-Referenzsensorsignale können summiert und durch N geteilt werden, um die zweite MA-Baseline zu erzeugen, wobei N eine Zahl des einen oder der mehreren zweiten Baseline-Referenzsensorsignale ist. Die erste und zweite MA-Baseline können verwendet werden, um Effekte zu kompensieren, die das Umgebungsgas auf das Überwachungssystem 300 haben kann.
Bei 1014 kann der erste Gassensor zum Überwachen der Gasquelle hinsichtlich des Gasanalyten und Erzeugen eines überwachten Sensorsignals, das die Menge des Gasanalyten charakterisiert, die durch die Gasquelle zu einer gegebenen Zeit freigegeben wird, zum Beispiel während des gegebenen Zustands der Gasquelle, ausgelegt sein. Die gegebene Zeit kann einem Zeitpunkt entsprechen, zu dem die Gasquelle den Gasanalyten freisetzen kann. Des Weiteren kann bei 1014 das überwachte Sensorsignal von der ersten MA-Baseline subtrahiert werden, um eine überwachte Sensordifferenz zu erzeugen. Zudem kann bei 1014 die überwachte Sensordifferenz durch die erste MA-Baseline geteilt werden, um eine Antwort der prozentualen Änderung relativ zu der ersten MA-Baseline zu bestimmen. Bei 1016 kann der zweite Gassensor zum Überwachen hinsichtlich eines Umgebungsgases in einer umliegenden Umgebung und Erzeugen eines Referenzsensorsignals, das die Menge des Umgebungsgases zu der gegebenen Zeit charakterisiert, zum Beispiel während eines gegebenen Zustands der Gasquelle, ausgelegt sein. Des Weiteren kann bei 1016 das Referenzsensorsignal von der zweiten MA-Baseline subtrahiert werden, um eine Referenzsensordifferenz zu erzeugen. Zudem kann bei 1016 die Referenzsensordifferenz durch die zweite MA-Baseline geteilt werden, um eine Antwort der prozentualen Änderung relativ zu der zweiten MA-Baseline zu bestimmen.
Bei 1018 kann die Antwort der prozentualen Änderung relativ zu der ersten MA-Baseline von der Antwort der prozentualen Änderung relativ zu der zweiten MA-Baseline subtrahiert werden, um ein Gesamtdifferenzsensorsignal zu erzeugen. Bei 1020 kann das Gesamtdifferenzsensorsignal relativ zu einer Warnschwelle verglichen werden. Falls das Gesamtdifferenzsensorsignal größer als die Warnschwelle ist, kann das Verfahren zu 1022 fortfahren, ansonsten kann das Verfahren zu 1028 fortfahren. Bei 1022 kann eine Warnung (z. B. das Warnsignal 314, wie in 3 dargestellt) erzeugt werden. Bei 1028 wird möglicherweise keine Warnung erzeugt. Die Warnung kann an ein oder mehrere Systeme übertragen werden, um zu bewirken, dass das eine oder die mehreren Systeme eine oder mehrere Präventivmaßnahmen ergreifen, wie hier beschrieben ist.
Es wird angemerkt, dass die Ausdrücke „im Wesentlichen“ und „etwa“ hier genutzt werden können, um einen inhärenten Unsicherheitsgrad zu repräsentieren, der einem/einer beliebigen quantitativen Vergleich, Wert, Messung oder anderen Repräsentation zugeschrieben werden kann. Diese Ausdrücke werden hier auch genutzt, um einen Grad zu repräsentieren, um den eine quantitative Repräsentation von einer genannten Referenz variieren kann, ohne zu einer Änderung der grundlegenden Funktion des betroffenen Gegenstands zu führen.
Obwohl hier bestimmte Beispiel zuvor veranschaulicht und beschrieben wurden, versteht es sich, dass verschiedene andere Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Wesen und Schutzumfang des beanspruchten Gegenstands abzuweichen. Obwohl verschiedene Aspekte des beanspruchten Gegenstands hier beschrieben wurden, müssen solche Aspekte zudem nicht in Kombination genutzt werden. Es ist daher beabsichtigt, dass die angehängten Ansprüche alle solchen Änderungen und Modifikationen abdecken, die innerhalb des Schutzumfangs des beanspruchten Gegenstands liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 15637381 [0002]
US 62/356111 [0002]
US 62/454516 [0002]

Claims

Fahrzeug, umfassend: eine oder mehrere Lithium-Ionen-Batterien; und ein Überwachungssystem, das Folgendes umfasst: einen Speicher zum Speichern maschinenlesbarer Anweisungen; und einen Prozessor zum Zugreifen auf den Speicher und Ausführen der maschinenlesbaren Anweisungen, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen bewirken, dass der Prozessor Folgendes durchführt: Empfangen, von einem Gassensor, eines Sensorsignals, das eine Menge eines Gasanalyten charakterisiert, wobei das Sensorsignal während eines ersten Zustands der einen oder der mehreren Lithium-Ionen-Batterien durch den Gassensor erzeugt wird und der erste Zustand einem Zustand entspricht, in dem die eine oder die mehreren Lithium-Ionen-Batterien den Gasanalyten freisetzen; Auswerten des Sensorsignals relativ zu einem Schwellenwert; und Erzeugen eines Warnsignals basierend auf einem Ergebnis der Auswertung.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen ferner bewirken, dass der Prozessor Folgendes durchführt: Empfangen, von dem Gassensor, eines oder mehrerer durch den Gassensor erzeugter Baselinesensorsignale, wobei das eine oder die mehreren Baselinesensorsignale eine Menge des Gasanalyten charakterisieren, die während eines zweiten Zustands der einen oder der mehreren Lithium-Ionen-Batterien freigesetzt wird, und der zweite Zustand einem Zustand entspricht, in dem die eine oder die mehreren Lithium-Ionen-Batterien den Gasanalyten nicht freisetzen.
Fahrzeug nach Anspruch 2, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen ferner bewirken, dass der Prozessor einen gleitenden Mittelwert (MA - Moving Average) auf das eine oder die mehreren Baselinesensorsignale anwendet, um einen MA-Schwellenwert zu bestimmen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Gassensor einen chemi-resistiven Sensor umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 4, wobei der chemi-resistive Sensor den Gasanalyten in parts-per-million (ppm) messen kann.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen ferner bewirken, dass der Prozessor Lithium-Ionen-Batterie-Abgas überwacht, um einen Zustand thermischen Durchgehens in einer Entwicklungsphase zu erkennen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen ferner bewirken, dass der Prozessor Lithium-Ionen-Batterie-Abgas überwacht, um einen Zustand thermischen Durchgehens in einer Entwicklungsphase zu erkennen, um thermisches Durchgehen zu vermeiden oder die Konsequenzen von thermischem Durchgehen abzuschwächen.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Gasanalyt ein Lithium-Ionen-Batterie-Elektrolytgas umfasst, das ein flüchtiges Elektrolytlösungsmittel und/oder eine flüchtige Komponente eines Elektrolytgemisches der einen oder der mehreren Lithium-Ionen-Batterien umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Gasanalyt ein oder mehrere Gase umfasst, die von der einen oder den mehreren Lithium-Ionen-Batterien freigesetzt werden, wobei die Gase eines oder mehrere aus Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Methan, Ethan, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoffoxiden, flüchtigen organischen Verbindungen, Schwefelwasserstoff, Schwefeloxiden, Ammoniak, Chlor, Propan, Ozon, Ethanol, Kohlenwasserstoffen, Cyanidwasserstoff, brennbaren Gasen, entzündbaren Gasen, giftigen Gasen, korrosiven Gasen, oxidierenden Gasen und reduzierenden Gasen umfassen.
Fahrzeug nach Anspruch 3, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen ferner bewirken, dass der Prozessor einen oberen Bandschwellenwert bei dem K-fachen einer Standardabweichung des einen oder der mehren Baselinesensorsignale oberhalb des MA-Schwellenwerts bestimmt, wobei der Schwellenwert dem oberen Bandschwellenwert entspricht.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen ferner bewirken, dass der Prozessor einen unteren Bandschwellenwert bei dem K-fachen der Standardabweichung des einen oder der mehren Baselinesensorsignale unterhalb des MA-Schwellenwerts bestimmt, wobei der Schwellenwert dem unteren Bandschwellenwert entspricht.
Fahrzeug nach Anspruch 11, wobei die maschinenlesbaren Anweisungen ferner bewirken, dass der Prozessor Folgendes durchführt: Bestimmen eines gegebenen Bandschwellenwerts bei dem K-fachen der Standardabweichung des einen oder der mehreren Baselinesensorsignale oberhalb oder unterhalb des MA-Schwellenwerts; Bestimmen eines Empfindlichkeitsschwellenwerts basierend auf dem MA-Schwellenwert und einem Differenzwert zwischen einer minimalen Empfindlichkeit und einer Referenz; und Vergleichen des Empfindlichkeitsschwellenwerts relativ zu dem gegebenen Bandschwellenwert, um einen Schwellenwert mit dem größten Wert zu identifizieren, wobei die Auswertung Auswerten des Sensorsignals relativ zu dem Schwellenwert mit dem größten Wert umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 1, wobei der Gasanalyt eine flüchtige organische Verbindung umfasst.
Fahrzeug nach Anspruch 13, wobei die flüchtige organische Verbindung eines oder mehrere aus Diethylcarbonat, Dimethylcarbonat, Methylethylcarbonat, Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Vinylencarbonat oder einer Kombination davon umfasst.