檢測(cè)電子和電化學(xué)能源單元異常的制作方法
【專利說(shuō)明】檢測(cè)電子和電化學(xué)能源單元異常
[0001]相關(guān)申請(qǐng)交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年3月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/782558和于2013年3月14日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/782657的優(yōu)先權(quán)，這兩者在此通過(guò)引用并入本文。
[0003]背景
[0004]本發(fā)明是在用于儲(chǔ)存或利用能源的電子和電化學(xué)設(shè)備的領(lǐng)域。本發(fā)明一般地涉及這樣的設(shè)備的管理，以減少設(shè)備中發(fā)生或存在的異常后果的嚴(yán)重性。電池是本發(fā)明涉及的一種類型設(shè)備的突出的例子。
[0005]隨著電池技術(shù)的發(fā)展已取得進(jìn)展，電池的使用，特別是可充電電池，作為電源已經(jīng)大幅增加。電池被用作功率源，用于廣泛的設(shè)備陣列，包括相對(duì)低功率的設(shè)備，例如消費(fèi)電子設(shè)備和電動(dòng)車等更高功率的設(shè)備。鋰離子電池是可再充電電池的最廣泛的使用形式。鋰離子電池的致命弱點(diǎn)是鋰離子電池單元內(nèi)部形成的電短路的危險(xiǎn)和與其相關(guān)的后果。電短路可能導(dǎo)致電池單元的快速加熱。在幾秒鐘左右，短路位置的局部溫度位置可能上升到足夠放火焚燒電池的溫度。這在高容量鋰離子電池系統(tǒng)，例如在電動(dòng)汽車中使用的那些系統(tǒng)的情況下，尤其令人擔(dān)憂。為了減少與電短路和鋰離子電池中的其他異常相關(guān)聯(lián)的危險(xiǎn)，一些電池系統(tǒng)使用用于監(jiān)測(cè)電荷狀態(tài)和/或電池系統(tǒng)的健康狀況的電池管理系統(tǒng)。監(jiān)測(cè)典型地基于諸如電池系統(tǒng)的終端電壓和/或電池系統(tǒng)的溫度等屬性的測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供了用于檢測(cè)諸如電化學(xué)電池、電容器、太陽(yáng)能電池板和包括這樣的能源設(shè)備的陣列、單元和系統(tǒng)的能源設(shè)備中的異常的方法和系統(tǒng)，以確保能源設(shè)備具有足夠的安全狀況或健康狀況使得能源設(shè)備繼續(xù)操作不會(huì)導(dǎo)致危險(xiǎn)的、災(zāi)害的或另外的不安全狀況的形成。如果這樣的異常被檢測(cè)到，安全措施可以進(jìn)行以將呈現(xiàn)異常的能源設(shè)備脫機(jī)或以其他方式將能源設(shè)備置于安全或惰性條件下，例如通過(guò)將能源設(shè)備暴露于冷卻劑。本發(fā)明的方法和系統(tǒng)可選地使用一種技術(shù)，其中例如電、磁或電磁信號(hào)的信號(hào)是由能源設(shè)備在有例如電短路或電流突然釋放的異常形成時(shí)生成并且信號(hào)由例如拾取線圈的傳感器檢測(cè)。本發(fā)明的方法和設(shè)備可選地使用一種技術(shù)，其中例如電、磁或電磁信號(hào)的信號(hào)直接或間接地施加到能源設(shè)備，并且能源單元的電子條件響應(yīng)于該信號(hào)的變化被感測(cè)，以允許對(duì)能源設(shè)備中的異常的檢測(cè)，所述電子條件的變化例如為電壓、電流、電容、電感、電阻或阻抗的變化。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，能源單元中異常檢測(cè)方法包括通過(guò)檢測(cè)由異常生成的電磁輻射來(lái)被動(dòng)地檢測(cè)能源單元中的異常的方法，能源單元包括電能源單元和電化學(xué)能源單元中的至少一個(gè)。
[0008]在一個(gè)實(shí)施例中，用于檢測(cè)電或電化學(xué)能源單元中的異常的系統(tǒng)包括:用于響應(yīng)于電磁輻射而生成傳感器信號(hào)的傳感器和用于處理該傳感器信號(hào)以分離指示異常的信號(hào)特征的處理模塊。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，帶有異常檢測(cè)能力的能源儲(chǔ)存系統(tǒng)包括用于從儲(chǔ)存的能源生成電力的至少一個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備和用于響應(yīng)于由該能源儲(chǔ)存系統(tǒng)中的電異常生成的電磁輻射而生成傳感器信號(hào)的傳感器，其中，所儲(chǔ)存的能源是電能與化學(xué)能中的至少一個(gè)。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，用于檢測(cè)能源單元中的異常的方法包括:(a)將信號(hào)施加到能源單元，(b)在能源單元內(nèi)的相應(yīng)的多個(gè)不同位置對(duì)該能源單元對(duì)信號(hào)的響應(yīng)執(zhí)行多個(gè)測(cè)量，以及(C)處理多個(gè)測(cè)量來(lái)識(shí)別異常。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，用于檢測(cè)能源單元中的異常的系統(tǒng)包括用于將信號(hào)施加到能源單元的發(fā)射器單元，用于對(duì)能源單元的屬性執(zhí)行相應(yīng)的多個(gè)測(cè)量的多個(gè)感測(cè)單元，以及用于處理多個(gè)測(cè)量來(lái)識(shí)別異常的處理模塊。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，帶有異常檢測(cè)能力的能源儲(chǔ)存系統(tǒng)包括(a)用于從儲(chǔ)存的能源生成電力的多個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備，所儲(chǔ)存的能源為電能和化學(xué)能中的至少一種，(b)用于接收電信號(hào)的接口，以及(C)設(shè)置在能源儲(chǔ)存系統(tǒng)內(nèi)的相應(yīng)的多個(gè)不同位置，用于對(duì)能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的屬性執(zhí)行測(cè)量的多個(gè)電感測(cè)單元，電測(cè)量指示對(duì)電信號(hào)的響應(yīng)。
[0013]在第一個(gè)方面，提供了用于能源單元中異常檢測(cè)的方法。這方面的一種方法包括通過(guò)檢測(cè)由異常生成的電磁輻射來(lái)被動(dòng)地檢測(cè)能源單元中的異常的步驟，能源單元包括電能源單元和電化學(xué)能源單元中的至少一個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，檢測(cè)電磁福射的步驟包括響應(yīng)于電磁輻射而生成傳感器信號(hào)；以及處理傳感器信號(hào)以分離表示能源單元中的異常的信號(hào)特征。在一個(gè)實(shí)施例中，電磁輻射在異常發(fā)生時(shí)由異常生成?？蛇x地，這方面的方法還包括測(cè)量能源單元的屬性，例如溫度、電壓、電阻、電流、電容、阻抗、磁化率、壓力和能源單元對(duì)于所施加的電信號(hào)的響應(yīng)中的一個(gè)或多個(gè)，以檢測(cè)異常。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，這方面的方法包括在發(fā)生異常之后在少于10毫秒內(nèi)被動(dòng)地檢測(cè)該異常。
[0014]本文中所描述的方法、設(shè)備和系統(tǒng)可以用于各種系統(tǒng)中異常的檢測(cè)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，電能源單元和電化學(xué)能源單元中的每一個(gè)包括能源儲(chǔ)存系統(tǒng)和能源利用系統(tǒng)中的至少一個(gè)?？蛇x地，能源單元包括電化學(xué)電池、電容器單元、超級(jí)電容器單元、液流電池以及燃料電池中的至少一個(gè)?？蛇x地，能源單元包括多個(gè)電連接的能源儲(chǔ)存設(shè)備?？蛇x地，多個(gè)電連接的能源儲(chǔ)存設(shè)備中的每一個(gè)是電化學(xué)電池、電容器單元、超級(jí)電容器單元、液流電池以及燃料電池中的至少一個(gè)?？蛇x地，能源單元包括車輛中的電池系統(tǒng)的至少一部分。
[0015]本文中所描述的方法、設(shè)備和系統(tǒng)可以用于各種異常的檢測(cè)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，被動(dòng)地檢測(cè)異常的步驟包括被動(dòng)地檢測(cè)能源單元中的能源儲(chǔ)存設(shè)備中的短路。在具體的實(shí)施例中，被動(dòng)地檢測(cè)異常的步驟包括被動(dòng)地檢測(cè)能源單元中的電連接中的短路。在具體的實(shí)施例中，被動(dòng)地檢測(cè)異常的步驟包括被動(dòng)地檢測(cè)能源單元的健康狀況的變化。
[0016]本文中所描述的方法、設(shè)備和系統(tǒng)可選地包括對(duì)指示異常的信號(hào)特征的檢測(cè)。在具體的實(shí)施例中，信號(hào)特征是單脈沖。在另一個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)特征包括一個(gè)或多個(gè)脈沖，每個(gè)具有小于100微秒的持續(xù)時(shí)間。在具體的實(shí)施例中，信號(hào)特征包括一個(gè)或多個(gè)脈沖，每個(gè)具有小于10毫秒的持續(xù)時(shí)間?？蛇x地，該信號(hào)特征包括一種非重復(fù)信號(hào)。
[0017]本發(fā)明的各種實(shí)施例的方法、設(shè)備和系統(tǒng)有利地提供在空間上定位異常的能力。這樣的技術(shù)提供了能夠選擇性地確定能源單元或系統(tǒng)中多個(gè)能源設(shè)備中的哪一個(gè)正在經(jīng)歷例如短路或健康狀況的變化的異常的好處。在某些實(shí)施例中，本發(fā)明的方法還包括在空間上定位異常。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，被動(dòng)地檢測(cè)異常的步驟包括在多個(gè)不同的位置感測(cè)電磁輻射，以生成對(duì)應(yīng)的多個(gè)測(cè)量結(jié)果；以及在空間上定位的步驟包括比較多個(gè)測(cè)量結(jié)果?？蛇x地，在空間上定位的步驟還包括利用關(guān)于能源單元的構(gòu)造的信息。對(duì)于各種實(shí)施方式，感測(cè)步驟包括測(cè)量多個(gè)不同位置處電磁輻射的幅值。在示例性實(shí)施例中，感測(cè)步驟包括在多個(gè)不同的位置測(cè)量電磁輻射的幅值；以及推斷關(guān)于生成該電磁輻射的電流的方向的
?目息O
[0018]在具體實(shí)施例中，包括被動(dòng)地檢測(cè)異常的步驟的本發(fā)明方法包括只在一個(gè)位置感測(cè)電磁輻射。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，感測(cè)步驟包括只在一個(gè)位置使用對(duì)從任意方向的電流生成的電磁輻射敏感的傳感器感測(cè)電磁輻射。
[0019]本文所述的方法、設(shè)備和系統(tǒng)可選地包括用于響應(yīng)于由異常生成的電磁輻射而生成傳感器信號(hào)的組件和技術(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，這樣的生成步驟包括生成由電磁輻射感應(yīng)的電信號(hào)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，電信號(hào)是由電磁輻射在至少一個(gè)拾取線圈中感應(yīng)的?？蛇x地，電信號(hào)是由電磁輻射在至少一個(gè)磁敏感檢測(cè)器中感應(yīng)的。
[0020]有利的是，本發(fā)明的方法、設(shè)備和系統(tǒng)允許異常操作設(shè)備被定位，隔離且/或呈遞到安全構(gòu)造，例如其中異常操作設(shè)備內(nèi)生成的熱量不會(huì)造成火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)的構(gòu)造。例如，在具體實(shí)施例中，這方面的方法包括以下步驟:將異常的檢測(cè)通信到能源單元的控制單元；以及對(duì)與異常相關(guān)聯(lián)的能源單元的至少一部分調(diào)用控制措施，例如冷卻能源單元的控制措施，使能源單元脫機(jī)的控制措施或排出能源單元的控制措施。
[0021]可選地，這方面的方法還包括響應(yīng)于異常，使用與能源單元電連接的至少一個(gè)傳感器來(lái)生成第二傳感器信號(hào)的步驟。可選地，處理傳感器信號(hào)以分離指示該異常的信號(hào)特征的步驟包括處理該傳感器信號(hào)和該第二傳感器信號(hào)以分離出信號(hào)特征。
[0022]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供了用于檢測(cè)能源單元中的異常的系統(tǒng)。這方面的一個(gè)【具體實(shí)施方式】包括用于響應(yīng)于電磁輻射而生成傳感器信號(hào)的傳感器；以及用于處理傳感器信號(hào)以分離指示異常的信號(hào)特征的處理模塊。可用于系統(tǒng)、設(shè)備和方法的傳感器包括磁敏感傳感器，使得傳感器信號(hào)被由異常生成的電磁輻射磁感應(yīng)。在具體的實(shí)施例中，傳感器包括至少一個(gè)拾取線圈。可選地，拾取線圈包括平面拾取線圈?？蛇x地，拾取線圈包括非平面拾取線圈。在一個(gè)實(shí)施例中，非平面拾取線圈對(duì)于響應(yīng)于從任意方向的電流所生成的電磁輻射生成傳感器信號(hào)是有用的，使得這樣的非平面拾取線圈可以用于能源單元中任何地方的異常檢測(cè)?？蛇x地，可用于本發(fā)明的系統(tǒng)、設(shè)備和方法的傳感器包含至少一個(gè)環(huán)形電感器。
[0023]對(duì)于本發(fā)明的各種系統(tǒng)、設(shè)備和方法，多個(gè)感測(cè)單元被一起使用，以檢測(cè)表示能源單元中的異常的信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，傳感器包括定位在相應(yīng)的多個(gè)不同位置的多個(gè)感測(cè)單元，用于傳感器信號(hào)的相應(yīng)的多個(gè)分量的生成。例如，在具體的實(shí)施例中，處理模塊包括處理器和用于當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)分析多個(gè)分量以確定電異常位置的指令?？蛇x地，指令包括有關(guān)能源單元和傳感器的構(gòu)造的信息，例如能源單元的組件的空間排列和(多個(gè))傳感器相對(duì)于能源單元的組件的空間排列?？蛇x地，多個(gè)感測(cè)單元中的一個(gè)或多個(gè)包括拾取線圈。可選地，多個(gè)感測(cè)單元中的一個(gè)或多個(gè)包括平面拾取線圈。可選地，多個(gè)感測(cè)單元中的一個(gè)或多個(gè)包括環(huán)形電感器。
[0024]對(duì)于本發(fā)明的各種系統(tǒng)、設(shè)備和方法，電傳感器用來(lái)檢測(cè)能源單元中的異常。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，這方面的一個(gè)系統(tǒng)還包括電傳感器，其與能源單元電連接，用于檢測(cè)由異常生成的電信號(hào)并響應(yīng)于電信號(hào)的檢測(cè)而生成第二傳感器信號(hào)；以及，其中，處理模塊包括用于處理該傳感器信號(hào)和該第二傳感器信號(hào)以識(shí)別該異常的指令?？蛇x地，傳感器包括定位在相應(yīng)的多個(gè)不同位置的多個(gè)感測(cè)單元，電傳感器包括定位在相應(yīng)的多個(gè)不同位置的多個(gè)電感測(cè)單元，處理模塊包括用于處理該傳感器信號(hào)和該第二傳感器信號(hào)以定位該異常的指令。
[0025]在一些方法、系統(tǒng)和設(shè)備實(shí)施例中，發(fā)射器單元被用來(lái)將例如電磁輻射、電場(chǎng)或磁場(chǎng)的信號(hào)施加到能源單元以導(dǎo)致信號(hào)特征的形成，放大異常或以其他方式允許異常被檢測(cè)至IJ。例如，一個(gè)系統(tǒng)實(shí)施例還包括用于將信號(hào)施加到能源單元以導(dǎo)致信號(hào)特征的形成的發(fā)射器單元?？蛇x地，發(fā)射器單元被與能源單元電連接且信號(hào)包括電信號(hào)?？蛇x地，發(fā)射器單元包括電磁輻射的發(fā)射器且信號(hào)包括電磁輻射。在具體的實(shí)施例中，傳感器包括用于感測(cè)電磁福射的至少一個(gè)感測(cè)單元且發(fā)射器單元包括一個(gè)或多個(gè)諸如拾取線圈的感測(cè)單元。
[0026]可選地，本發(fā)明的設(shè)備、系統(tǒng)和方法利用傳感器信號(hào)和處理模塊之間的數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，以允許處理模塊被定位成遠(yuǎn)離能源單元和/或傳感器。例如，一個(gè)特定的系統(tǒng)實(shí)施例還包括用于將傳感器信號(hào)無(wú)線地發(fā)送到處理模塊的電路。
[0027]在另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種帶有異常檢測(cè)能力的能源儲(chǔ)存系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例包括用于從儲(chǔ)存的能源生成電力的至少一個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備，所儲(chǔ)存的能源為電能和化學(xué)能中的至少一個(gè)；以及用于響應(yīng)于由能源儲(chǔ)存系統(tǒng)中的電異常所生成的電磁輻射而生成傳感器信號(hào)的傳感器。在具體的實(shí)施例中，能源儲(chǔ)存系統(tǒng)包括用于車輛的電池。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，能源儲(chǔ)存系統(tǒng)包括鋰離子電池?？蛇x地，這樣的能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的能源儲(chǔ)存設(shè)備包括電解電池單元?？蛇x地，能源儲(chǔ)存系統(tǒng)包括多個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備，其中多個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備中的每個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)電池單元?？蛇x地，能源儲(chǔ)存設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)電容器單元和/或一個(gè)或多個(gè)超級(jí)電容器單元。在具體實(shí)施例中，每一個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備獨(dú)立地包括多個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備，多個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備中的每一個(gè)包括電容器單元或超級(jí)電容器單元。
[0028]對(duì)于本發(fā)明的各種系統(tǒng)和設(shè)備，用于檢測(cè)能源設(shè)備或能源儲(chǔ)存系統(tǒng)中的異常的傳感器包括那些能夠檢測(cè)電和/或磁信號(hào)的傳感器。例如，在一個(gè)能源儲(chǔ)存系統(tǒng)實(shí)施例中，傳感器包括至少一個(gè)磁敏感感測(cè)單元，以使得傳感器信號(hào)由電磁輻射磁感應(yīng)。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)磁敏感感測(cè)單元獨(dú)立地包括拾取線圈，例如平面拾取線圈或非平面拾取線圈。在一個(gè)實(shí)施例中，拾取線圈是非平面的，并且對(duì)響應(yīng)于從任意方向的電流所生成的電磁輻射生成傳感器信號(hào)是有用的。可選地，拾取線圈包括平面拾取線圈。可選地，磁敏感單元定位在能源儲(chǔ)存設(shè)備上。可選地，磁敏感感測(cè)單元包括環(huán)形電感器。
[0029]可選地，多個(gè)磁敏感感測(cè)單元與本發(fā)明的設(shè)備、系統(tǒng)和方法一起被利用。在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)磁敏感感測(cè)單元被定位在相應(yīng)的多個(gè)不同位置，所述傳感器信號(hào)包括關(guān)于電異常的空間位置信息。
[0030]可選地，本發(fā)明的能源儲(chǔ)存系統(tǒng)還包括一個(gè)外殼，一個(gè)或多個(gè)磁敏感感測(cè)單元的至少一部分在該外殼中實(shí)施?？蛇x地，至少一個(gè)磁敏感感測(cè)單元被定位在能源儲(chǔ)存設(shè)備或系統(tǒng)處，例如在能源儲(chǔ)存設(shè)備或系統(tǒng)的表面上或能源儲(chǔ)存設(shè)備或系統(tǒng)的外殼的表面上?？蛇x地，磁敏感感測(cè)單元被定位在到能源儲(chǔ)存設(shè)備的電連接處或定位成與所述能源儲(chǔ)存設(shè)備電連通?？蛇x地，多個(gè)磁敏感感測(cè)單元包括第一組磁敏感感測(cè)單元和第二組磁敏感感測(cè)單元，第一組磁敏感感測(cè)單元與第二組磁敏感感測(cè)單元相比具有不同的空間分離，例如較大或較小的空間分離。這樣的構(gòu)造有利地允許在本發(fā)明的系統(tǒng)和設(shè)備的制造中的靈活性。
[0031]可選地，本發(fā)明的設(shè)備、系統(tǒng)和方法利用傳感器信號(hào)和遠(yuǎn)程系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸，以允許處理模塊定位成遠(yuǎn)離系統(tǒng)和/或傳感器。例如，一個(gè)特定的系統(tǒng)實(shí)施例還包括用于將傳感器信號(hào)無(wú)線地發(fā)送到遠(yuǎn)程系統(tǒng)的電路?？蛇x地，遠(yuǎn)程系統(tǒng)包括用于處理傳感器信號(hào)以識(shí)別異常的處理模塊。
[0032]本發(fā)明的系統(tǒng)、方法和設(shè)備的各種實(shí)施例利用與能源儲(chǔ)存設(shè)備電連接的電傳感器，用于檢測(cè)由異常生成的電信號(hào)。例如，一種能源儲(chǔ)存系統(tǒng)實(shí)施例還包括電傳感器，其與至少一個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備電連接，用于檢測(cè)由異常生成的電信號(hào)?？蛇x地，傳感器包括定位在相應(yīng)的多個(gè)不同位置的多個(gè)感測(cè)單元且電傳感器包括定位在相應(yīng)的多個(gè)不同位置的多個(gè)電感測(cè)單元。
[0033]在一個(gè)實(shí)施例中，能源儲(chǔ)存系統(tǒng)還包括發(fā)射器單元，例如用于生成信號(hào)以感應(yīng)傳感器信號(hào)的形成的發(fā)射器單元。在一個(gè)實(shí)施例中，發(fā)射器單元電連接到能源儲(chǔ)存設(shè)備，并且信號(hào)是電信號(hào)。可選地，發(fā)射器單元包括電磁輻射的發(fā)射器且信號(hào)包括電磁輻射?？蛇x地，傳感器包括用于感測(cè)電磁輻射的至少一個(gè)感測(cè)單元且發(fā)射器單元包括一個(gè)或多個(gè)感測(cè)單元。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，能源儲(chǔ)存系統(tǒng)還包括至少一個(gè)電感測(cè)單元，其與至少一個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備電連接，用于測(cè)量能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的電屬性。
[0034]在另一個(gè)方面，提供了另外的方法，用于檢測(cè)異常，例如在能源單元中的異常。這方面的一個(gè)具體的方法實(shí)施例包括步驟:將信號(hào)施加到能源單元；在能源單元內(nèi)的相應(yīng)的多個(gè)不同位置執(zhí)行能源單元對(duì)信號(hào)的響應(yīng)的多個(gè)測(cè)量；以及處理多個(gè)測(cè)量來(lái)識(shí)別異常?？蛇x地，施加的步驟包括將電信號(hào)施加到能源單元?？蛇x地，施加的步驟包括將電磁輻射施加到能源單元。在實(shí)施例中，執(zhí)行多個(gè)測(cè)量的步驟是通過(guò)多個(gè)傳感器進(jìn)行的且施加的步驟是通過(guò)多個(gè)傳感器中的至少一個(gè)執(zhí)行的。
[0035]這方面的具體方法還包括對(duì)與異常相關(guān)聯(lián)的能源單元的至少一部分調(diào)用控制措施?？捎糜诒景l(fā)明的設(shè)備、系統(tǒng)和方法的控制措施包括，但不限于，使一個(gè)或多個(gè)能源單元脫機(jī)的措施，冷卻一個(gè)或多個(gè)能源單元的措施，排出一個(gè)或多個(gè)能源單元的措施以及對(duì)能源單元的一個(gè)或多個(gè)組件的控制措施。
[0036]可選地，對(duì)于這方面的某些方法實(shí)施例，執(zhí)行多個(gè)測(cè)量的步驟包括:使用不同于多個(gè)傳感器、與能源單元的部分電連接的相應(yīng)的多個(gè)傳感器對(duì)電屬性進(jìn)行多個(gè)電測(cè)量。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，執(zhí)行多個(gè)測(cè)量的步驟還包括執(zhí)行選自溫度、磁化率和壓力的組中的至少一個(gè)測(cè)量。
[0037]可選地，異常在異常發(fā)生之后在少于10毫秒內(nèi)被識(shí)別出。
[0038]在各種實(shí)施例中，單元包括電能儲(chǔ)存系統(tǒng)、電化學(xué)能源儲(chǔ)存系統(tǒng)、電能利用系統(tǒng)、電化學(xué)能源利用系統(tǒng)、這些的任何多個(gè)或這些的任何組合。在具體的實(shí)施例中，能源單元包括電化學(xué)電池、電容器單元、超級(jí)電容器單元、液流電池、燃料電池、這些的任何多個(gè)或這些的任何組合中的一個(gè)或多個(gè)。在一個(gè)實(shí)施例中，能源單元包括多個(gè)電連接的能源儲(chǔ)存設(shè)備，多個(gè)電連接的能源儲(chǔ)存設(shè)備中的每一個(gè)包括電化學(xué)電池、電容器單元、超級(jí)電容器單元、液流電池和燃料電池中的至少一個(gè)。在示例性實(shí)施例中，能源單元包括車輛中的電池系統(tǒng)的至少一部分。
[0039]可選地，異常包括能源單元中的能源儲(chǔ)存設(shè)備的短路?？蛇x地，異常包括能源單元中電連接的短路?？蛇x地，異常包括能源單元的健康狀況的變化。
[0040]這方面的方法可選地包括在空間上定位異常。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，處理的步驟包括在空間上定位異常?？蛇x地，空間上定位的步驟包括利用有關(guān)能源單元的構(gòu)造的信息，例如能源單元的組件的空間排列或能源單元的組件的配線構(gòu)造。
[0041]在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明提供了用于檢測(cè)能源單元中的異常的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)的具體實(shí)施例包括用于將信號(hào)施加到能源單元的發(fā)射器單元；多個(gè)感測(cè)單元，用于對(duì)能源單元的電屬性執(zhí)行相應(yīng)的多個(gè)測(cè)量；以及用于處理多個(gè)測(cè)量以識(shí)別異常的處理模塊?？蛇x地，多個(gè)感測(cè)單元包括多個(gè)電感測(cè)單元，電感測(cè)單元與能源單元電連接，用于測(cè)量能源單元的電屬性。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)感測(cè)單元還包括用于感測(cè)電磁輻射的至少一個(gè)電磁感測(cè)單元。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，多個(gè)感測(cè)單元包括用于感測(cè)電磁福射的至少一個(gè)電磁感測(cè)單元。在各種不同的實(shí)施例中，發(fā)射器單元是多個(gè)感測(cè)單元中的一個(gè)。
[0042]在一些實(shí)施例中，處理模塊包括處理器和指令，該指令當(dāng)由處理器執(zhí)行時(shí)用于分析多個(gè)測(cè)量來(lái)確定異常的位置?？蛇x地，指令包括關(guān)于多個(gè)感測(cè)單元的構(gòu)造和能源單元的構(gòu)造中的至少一個(gè)的信息。
[0043]—個(gè)具體的系統(tǒng)實(shí)施方式還包括用于對(duì)能源單元的屬性執(zhí)行第二測(cè)量的至少一個(gè)傳感器，所述屬性選自溫度、磁化率以及壓力的組，處理模塊包括用于處理所選第二測(cè)量和多個(gè)測(cè)量來(lái)識(shí)別異常的指令。
[0044]可選地，系統(tǒng)實(shí)施例還包括通信地耦合處理模塊的控制單元，用于至少部分地根據(jù)由處理模塊的異常識(shí)別來(lái)控制能源系統(tǒng)。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，控制單元通信地耦合發(fā)射器單元，用于控制信號(hào)到能源單元的發(fā)送。
[0045]可選地，本發(fā)明的設(shè)備、系統(tǒng)和方法利用感測(cè)單元和處理模塊之間的數(shù)據(jù)的無(wú)線傳輸。例如，一個(gè)系統(tǒng)實(shí)施例還包括用于以無(wú)線方式從多個(gè)電感測(cè)單元中的至少一部分發(fā)射信號(hào)到處理模塊的電路。
[0046]在另一個(gè)實(shí)施例中，具有異常檢測(cè)能力的能源儲(chǔ)存系統(tǒng)包括用于從儲(chǔ)存的能源生成電力的多個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備，所儲(chǔ)存的能源包括電能和化學(xué)能中的至少一個(gè)；用于接收電信號(hào)的接口 ；以及多個(gè)感測(cè)單元，其設(shè)置在能源儲(chǔ)存系統(tǒng)內(nèi)的相應(yīng)的多個(gè)不同位置，用于對(duì)能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的屬性執(zhí)行測(cè)量，所述測(cè)量指示對(duì)電信號(hào)的響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，多個(gè)感測(cè)單元包括與多個(gè)能源儲(chǔ)存設(shè)備的至少一部分電連接的多個(gè)電感測(cè)單元，測(cè)量包括電測(cè)量，且能源儲(chǔ)存系統(tǒng)的屬性包括電屬性。可選地，多個(gè)電感測(cè)單元各自能夠獨(dú)立地測(cè)量電流、電壓和電阻中的至少一個(gè)?？蛇x地，多個(gè)感測(cè)單元還包括用于感測(cè)電磁輻射的至少一個(gè)電磁感測(cè)單元?？蛇x地，多個(gè)感測(cè)單元包括用于感測(cè)電磁輻射的多個(gè)電磁感測(cè)單元。
[0047]在一個(gè)實(shí)施例中，能源儲(chǔ)存系統(tǒng)包括用于車輛的電池。在一個(gè)實(shí)施例中，能源儲(chǔ)存設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)鋰離子電池。在一個(gè)實(shí)施例中，能源儲(chǔ)存設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)電解電池。在一個(gè)實(shí)施例中，能源儲(chǔ)存設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)電容器單元。在一個(gè)實(shí)施例中，能源儲(chǔ)存設(shè)備包括一個(gè)或多個(gè)超級(jí)電容器單元。
[0048]本發(fā)明還提供了另外的用于檢測(cè)在能源單元或能源系統(tǒng)或能源設(shè)備中的異常的方法。這方面的一種具體方法包括如下步驟:將能源單元、能源系統(tǒng)或能源設(shè)備暴露到電磁信號(hào)；以及測(cè)量由電磁信號(hào)在能源單元、能源系統(tǒng)或能源設(shè)備中感應(yīng)出的電信號(hào)，從而檢測(cè)異