СИСТЕМА МЕСТНОГО КОНТРОЛЯ АККУМУЛЯТОРНОЙ БАТАРЕИ
LOCAL CONTROL SYSTEM OF BATTERY

Уровень техники
Настоящее раскрытие относится к системе контроля. В частности, оно относится к системе местного контроля аккумуляторной батареи.
Аккумуляторные батареи летательных аппаратов обычно имеют большие емкости и более продвинутые химические составы, основанные на ионах лития, что обеспечивает более высокие плотности энергии с еще более высокими зарядными/разрядными свойствами, чем в существующих типах аккумуляторных батарей, таких как никель-металлгидридные и никель-кадмиевые. Такой лучше реагирующий химический состав может привести к нестабильности электролита, особенно при повышенных температурах. Уровень заряда аккумуляторной батареи обычно определяют посредством напряжения элемента аккумуляторной батареи и температуры элемента аккумуляторной батареи, и он может не полностью отражать текущее состояние аккумуляторной батареи и относительную стабильность элементов аккумуляторной батареи. Задача настоящего раскрытия заключается в использовании измерения коэффициента отражения для измерения относительного местного поведения полного радиочастотного сопротивления узлов катод-анод в элементах аккумуляторной батареи, совместно с температурой, напряжением элемента и оценкой уровня заряда для получения более полной, проинтегрированной по времени оценки состояния аккумуляторной батареи. Целью является установление риска отказа или короткого замыкания аккумуляторной батареи.
Раскрытие изобретения
Настоящее раскрытие относится к способу, системе и устройству для местного контроля аккумуляторной батареи. Раскрытый способ контроля аккумуляторной батареи включает подачу по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею. Способ также включает прием по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи. По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал. Также способ включает сравнивание по меньшей мере одним обрабатывающим устройством по меньшей мере одного ответного сигнала по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения по меньшей мере одного сравнительного сигнала. Кроме того, способ включает обнаружение по меньшей мере одним обрабатывающим устройством по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала. Также способ включает определение по меньшей мере одним обрабатывающим устройством положения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала.
По меньшей мере в одном варианте реализации аккумуляторная батарея содержит по меньшей мере один элемент аккумуляторной батареи и/или по меньшей мере один корпус аккумуляторной батареи. По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один тестовый сигнал подают по меньшей мере в один анод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи, по меньшей мере в один катод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и/или по меньшей мере в один корпус аккумуляторной батареи.
По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один тестовый сигнал является радиочастотным сигналом и/или высокочастотным сигналом. В некоторых вариантах реализации способ также включает генерирование по меньшей мере одним генератором сигнала по меньшей мере одного тестового сигнала.
По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один тестовый сигнал закодирован при помощи кода. По меньшей мере в одном варианте реализации код является псевдослучайным числовым кодом или кодом Голда. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере один тестовый сигнал является модулированным сигналом расширенного спектра. По меньшей мере в одном варианте реализации сигнал расширенного спектра является сигнал с линейной частотной модуляцией. По меньшей мере в одном варианте реализации способ также включает декодирование по меньшей мере одним декодером по меньшей мере одного ответного сигнала.
По меньшей мере в одном варианте реализации подачу по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею выполняют по меньшей мере одним передатчиком. По меньшей мере в одном варианте реализации прием по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи выполняют по меньшей мере одним приемником. В некоторых вариантах реализации по меньшей мере один исходный сигнал является функцией ожидаемого напряжения аккумуляторной батареи, ожидаемой температуры аккумуляторной батареи и/или ожидаемого профиля полного сопротивления аккумуляторной батареи.
По меньшей мере в одном варианте реализации система для контроля аккумуляторной батареи содержит по меньшей мере один передатчик для подачи по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею. Система также содержит по меньшей мере один приемник для приема по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи. По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал. Также система содержит по меньшей мере одно обрабатывающее устройство для сравнивания по меньшей мере одного ответного сигнала по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения по меньшей мере одного сравнительного сигнала для обнаружения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала, и для определения положения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала.
По меньшей мере в одном варианте реализации по меньшей мере один передатчик предназначен для подачи по меньшей мере одного тестового сигнала по меньшей мере в один анод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи, по меньшей мере в один катод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и/или по меньшей мере в один корпус аккумуляторной батареи. В некоторых вариантах реализации система также содержит по меньшей мере один генератор сигнала для генерирования по меньшей мере одного тестового сигнала. По меньшей мере в одном варианте реализации система также содержит по меньшей мере один декодер для декодирования по меньшей мере одного ответного сигнала.
Также раскрыт способ контроля аккумуляторной батареи, который включает подачу по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею, прием по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи, причем по меньшей мере один ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал, сравнивание по меньшей мере одним обрабатывающим устройством по меньшей мере одного ответного сигнала по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения по меньшей мере одного сравнительного сигнала, обнаружение по меньшей мере одним обрабатывающим устройством по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала, и определение по меньшей мере одним обрабатывающим устройством положения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала.
Аккумуляторная батарея может содержать по меньшей мере один элемент из группы, состоящей из по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и по меньшей мере одного корпуса аккумуляторной батареи.
По меньшей мере один тестовый сигнал может быть подан по меньшей мере в один элемент из группы, состоящей из по меньшей мере одного анода по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи, по меньшей мере одного катода по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и по меньшей мере одного корпуса аккумуляторной батареи.
По меньшей мере один тестовый сигнал может являться по меньшей мере одним из группы, включающей радиочастотный сигнал и высокочастотный сигнал.
Способ может также включать генерирование по меньшей мере одним генератором сигнала по меньшей мере одного тестового сигнала.
По меньшей мере один тестовый сигнал может быть закодирован при помощи кода.
Код может являться псевдослучайным числовым кодом или кодом Голда.
По меньшей мере один тестовый сигнал может являться модулированным сигналом расширенного спектра.
Сигнал расширенного спектра может являться сигналом с линейной частотной модуляцией.
Способ может также включать декодирование по меньшей мере одним декодером по меньшей мере одного ответного сигнала.
Подача по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею может быть выполнена по меньшей мере одним передатчиком.
Прием по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи может быть выполнен по меньшей мере одним приемником.
По меньшей мере один исходный сигнал может являться функцией по меньшей мере одного из ожидаемого напряжения аккумуляторной батареи, ожидаемой температуры аккумуляторной батареи и ожидаемого профиля полного сопротивления аккумуляторной батареи.
Также раскрыта система для контроля аккумуляторной батареи, которая содержит по меньшей мере один передатчик для подачи по меньшей мере одного тестового сигнала в аккумуляторную батарею, по меньшей мере один приемник для приема по меньшей мере одного ответного сигнала от аккумуляторной батареи, причем по меньшей мере один ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал, и по меньшей мере одно обрабатывающее устройство для сравнивания по меньшей мере одного ответного сигнала по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения по меньшей мере одного сравнительного сигнала для обнаружения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала, и для определения положения по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования по меньшей мере одного сравнительного сигнала.
Аккумуляторная батарея может содержать по меньшей мере один элемент из группы, состоящей из по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и по меньшей мере одного корпуса аккумуляторной батареи.
По меньшей мере один передатчик может быть предназначен для подачи по меньшей мере одного тестового сигнала по меньшей мере в один анод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи, по меньшей мере в один катод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи и по меньшей мере в один корпус аккумуляторной батареи.
По меньшей мере один тестовый сигнал может являться по меньшей мере одним из группы, состоящей из радиочастотного сигнала и высокочастотного сигнала.
Система может также содержать по меньшей мере один генератор сигнала для генерирования по меньшей мере одного тестового сигнала.
По меньшей мере один тестовый сигнал может быть закодирован при помощи кода.
Код может являться псевдослучайным числовым кодом или кодом Голда.
По меньшей мере один тестовый сигнал может являться модулированным сигналом расширенного спектра.
Сигнал расширенного спектра может являться сигналом с линейной частотной модуляцией.
Система может также содержать по меньшей мере один декодер для декодирования по меньшей мере одного ответного сигнала.
По меньшей мере один исходный сигнал может являться функцией по меньшей мере одного из ожидаемого напряжения аккумуляторной батареи, ожидаемой температуры аккумуляторной батареи и ожидаемого профиля полного сопротивления аккумуляторной батареи.
Признаки, функции и преимущества могут быть достигнуты независимо в различных вариантах реализации настоящего изобретения или могут быть комбинированы в других вариантах реализации.
Краткое описание чертежей
Эти и другие признаки, особенности и преимущества настоящего раскрытия будут более понятны из нижеследующего описания, приложенной формулы изобретения и прилагаемых чертежей.
На фиг. 1 показана схема раскрытой системы для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 2 показана блок-схема раскрытого способа контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 3А показана схема основной (с передачей от катода к аноду) конфигурации раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 3В показана схема конфигурации передачи от катода к корпусу для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 3С показана схема конфигурации передачи от анода к корпусу для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 4А показана схема контролирующей конфигурации для множества элементов аккумуляторной батареи раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи, где элементы аккумуляторной батареи соединены последовательно, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 4В показана схема контролирующей конфигурации для множества элементов аккумуляторной батареи раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи, где элементы аккумуляторной батареи соединены параллельно, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 5 показан график, иллюстрирующий примерный исходный сигнал в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 6 показан график, иллюстрирующий примерный сравнительный сигнал в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 7 показана схема сети систем обработки данных, которая может быть использована раскрытой системой для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
На фиг. 8 показана схема системы обработки данных, которая может быть использована раскрытой системой для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия.
Каждая фигура, приведенная в настоящем раскрытии, показывает различные варианты реализации в целом, и только их различия будут рассмотрены подробно.
Подробное описание
Способы и устройство, описанные в настоящем описании, обеспечивают действующую систему местного контроля аккумуляторной батареи. В частности, система подает высокочастотные тестовые сигналы в аккумуляторную батарею и принимает ответные сигналы, основанные на измерении коэффициента отражения. Ответные сигналы содержат отраженные сигналы, которые имеют уровни напряжения, находящиеся в соотношении с изменениями характеристического полного сопротивления проводящих поверхностей в элементе аккумуляторной батареи. Если какие-либо уровни напряжения ответных сигналов превышают ожидаемые уровни напряжения ответных сигналов, это служит указанием, что местоположение (местоположения) случая (случаев) отражения может указывать на отклонение от нормы.
Как было указано ранее, аккумуляторные батареи летательных аппаратов обычно проектируют так, чтобы они имели большие емкости с более продвинутыми химическими составами, основанными на ионах лития, что обеспечивает более высокие плотности энергии с еще более высокими зарядными/разрядными свойствами, чем в существующих типах аккумуляторных батарей, таких как никель-металгидридных и никель-кадмиевых. Такой лучше реагирующий химический состав может привести к нестабильности электролита, особенно при повышенных температурах. Уровень заряда аккумуляторной батареи обычно определяют посредством напряжения элемента аккумуляторной батареи, и он может не полностью отражать текущее состояние аккумуляторной батареи и относительную стабильность элементов аккумуляторной батареи. Задача настоящего раскрытия заключается в использовании измерения коэффициента отражения для измерения относительного местного поведения полного радиочастотного сопротивления узлов катод-анод в элементах аккумуляторной батареи, совместно с температурой, напряжением элемента и оценкой уровня заряда для получения более полной, проинтегрированной по времени оценки состояния аккумуляторной батареи. Целью является установление риска отказа или короткого замыкания аккумуляторной батареи.
Комплексное влияние электрического воздействия и воздействия окружающей среды на аккумуляторные батареи может усложнить в другом случае легкую оценку уровня заряда посредством измерения напряжения элементов. В некоторых случаях объединенное влияние производства и окружающей среды может негативно влиять на стабильность элемента аккумуляторной батареи, таким образом подвергая данный элемент аккумуляторной батареи и, возможно, другие элементы аккумуляторной батареи риску взаимодействия с атмосферой и/или пожара. Посредством контроля полного радиочастотного сопротивления узла катод-анод в элементе аккумуляторной батареи можно оценить физическое положение и целостность узла, предположительно, посредством восприятия роста дендритов и/или посредством обнаружения частиц инородных объектов, которые могут привести к состоянию короткого замыкания внутри контролируемого элемента аккумуляторной батареи.
Измерения, основанные на коэффициенте отражения, являются предпочтительным способом для обнаружения расстояния до отказа в электрических проводах. В способах измерения коэффициента отражения подают высокочастотные тестовые сигналы на тестируемые провода. Напряжение сигнала, от тестовых сигналов, отражается на основании соотношения с изменениями от характеристического полного сопротивления тестируемых проводов. Если измеренное отражение превышает ожидаемое отражение, то требуется дополнительное исследование в области случая отражения. Проводящие электричество провода ведут себя как «однокоординатные» относительно поведения передачи радио и высокочастотных волн. Для проводящих электричество пластин, как можно обнаружить в элементе аккумуляторной батареи, называемых конструкцией катод-анод, такая передача высокочастотных волн становится более сложной, так как волновые фронты отражаются от краев этой двухкоординатной конструкции. В то время как оценка коэффициента отражения является более сложной для этой конструкции, характеристическое полное сопротивление преимущественно определяется физическим расстоянием и окружающим химическим составом электролита, таким образом подразумевая, что оценка коэффициента отражения такой конструкции аккумуляторной батареи является осуществимой. Задача состоит не в обнаружении расстояния до отказа, а скорее обнаружении состояния короткого замыкания, вызванного особым положением (т.е. дендритом) или другой конструкционной проблемой, вызывающей закрытие зазора между катодом и анодом. В случае увеличенного зазора между катодом и анодом вследствие разделения, ожидается обнаружение разомкнутого состояния. Посредством непрерывной оценки радио или высокочастотного полного сопротивления узла катод-анод, изменения ответа полного сопротивления становятся ключевым показателем.
В нижеследующем описании приведены многочисленные подробности для обеспечения исчерпывающего описания системы. Однако специалисту в области техники будет понятно, что раскрытая система может быть выполнена без этих конкретных деталей. В других примерах хорошо известные признаки не описаны подробно для того, чтобы не вносить неясности в систему.
На фиг. 1 показана схема раскрытой системы 100 для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. На данной фигуре показано контролирующее электронное оборудование 170 для подачи тестового сигнала в аккумуляторную батарею 140. Тестовый сигнал, по меньшей мере в одном варианте реализации, является радиосигналом или высокочастотным сигналом (например, от 1 до 300 МГц или от 300 МГц до 10 ГГц). Аккумуляторная батарея 140 содержит по меньшей мере один элемент аккумуляторной батареи (не показан) и/или по меньшей мере один корпус аккумуляторной батареи (не показан).
Во время работы системы 100 обрабатывающее устройство 110 в контролирующем электронном оборудовании 170 сначала определяет тип тестового сигнала, который необходимо подать в батарею 140. Затем обрабатывающее устройство 110 посылает инструкции генератору 120 сигнала для генерирования тестового сигнала. По меньшей мере в одном варианте реализации тестовый сигнал закодирован при помощи кода, такого как псевдослучайный числовой код или код Голда. В этих вариантах реализации генератор 120 сигнала выполняет инструкции обрабатывающего устройства 110 относительно кода в тестовом сигнале на соответствующих частотах. В некоторых вариантах реализации тестовый сигнал является модулированным сигналом расширенного спектра. В других вариантах реализации тестовый сигнал является сигналом с линейной частотной модуляцией.
После того как генератор 120 сигнала сгенерировал тестовый сигнал, тестовый сигнал подают посредством передатчика 130 в аккумуляторную батарею 140. Тестовый сигнал подают по меньшей мере в один анод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи (не показан), по меньшей мере в один катод по меньшей мере одного элемента аккумуляторной батареи (не показан) и/или по меньшей мере в один корпус аккумуляторной батареи (не показан). Подробное описание относительно различных конфигураций подачи в аккумуляторную батарею 140 приведено в описании фиг. 3А, 3В и 3С.
После того как тесовый сигнал подан в аккумуляторную батарею 140, приемником 150 принимается ответный сигнал. Ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал. Ответный сигнал поможет выявить возможные отклонения от нормы в аккумуляторной батарее 140. Одним из возможных отклонений от нормы в аккумуляторной батарее 140 является разомкнутая цепь. При отклонении от нормы в виде разомкнутой цепи ответный сигнал будет содержать отраженный сигнал (сигналы) с более высоким уровнем напряжения вследствие повышенного отражения от разомкнутой цепи. Другим возможным отклонением от нормы в аккумуляторной батарее 140 является дендрит. При отклонении от нормы в виде дендрита или проводящего инородного объекта (объектов), не замыкающего подузел, ответный сигнал будет содержать отраженный сигнал (сигналы) с немного более низким напряжением вследствие меньшего отражения от местной области данного отклонения от нормы. Другим возможным отклонением от нормы в аккумуляторной батарее является короткое замыкание. При отклонении от нормы в виде короткого замыкания ответный сигнал будет содержать отраженный сигнал (сигналы) со значительно более низким напряжением вследствие поглощения переданного сигнала в местной области отклонения от нормы. Во всех трех приведенных отклонениях от нормы сигнал, использующийся при измерении коэффициента отражения, подвергается задержке по времени на основании времени прохода от передатчика 130 до отклонения от нормы и времени, затрачиваемом отраженным сигналом на возврат к приемнику 150.
После того как ответный сигнал принят приемником 150, декодер 160 декодирует ответный сигнал. Далее обрабатывающее устройство 110 сравнивает ответный сигнал с исходным сигналом для получения сравнительного сигнала. Для этого сравнивания обрабатывающее устройство 110 в частности сравнивает код ответного сигнала с кодом исходного сигнала для получения кода сравнительного сигнала. По меньшей мере в одном варианте реализации исходный сигнал является функцией ожидаемого напряжения аккумуляторной батареи 140, ожидаемой температуры аккумуляторной батареи 140 и/или ожидаемого профиля полного сопротивления аккумуляторной батареи 140.
Далее, обрабатывающее устройство 110 использует сравнительный сигнал для обнаружения (или идентификации) по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батареи 140. Кроме того, обрабатывающее устройство 110 использует сравнительный сигнал для определения местоположения отклонения от нормы в аккумуляторной батарее 140.
Следует отметить, что по меньшей мере в одном варианте реализации обрабатывающее устройство 110 в контролирующем электронном оборудовании 170 может быть связано (например, как посредством проводов, так и беспроводным образом) с отображающим устройством, которое используется для отображения сигналов (например, ответного сигнала, исходного сигнала и/или сравнительного сигнала). Отображающее устройство может быть компьютерным отображающим блоком, являющимся частью, например, настольного компьютера (аналогично серверу 704 по фиг. 7) или портативного компьютера (аналогично клиенту 710 по фиг. 7).
На фиг. 2 показана блок-схема раскрытого способа 200 контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. В начале 210 способа 200 по меньшей мере один тестовый сигнал подают 220 в аккумуляторную батарею. Далее принимают 230 по меньшей мере один ответный сигнал от аккумуляторной батареи.
После приема ответного сигнала (сигналов) по меньшей мере одно обрабатывающее устройство сравнивает ответный сигнал (сигналы) по меньшей мере с одним исходным сигналом для получения 240 по меньшей мере одного сравнительного сигнала. Далее, по меньшей мере одно обрабатывающее устройство обнаруживает 250 по меньшей мере одно отклонение от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования сравнительного сигнала (сигналов). Также, по меньшей одно обрабатывающее устройство определяет 260 местоположение по меньшей мере одного отклонения от нормы в аккумуляторной батарее посредством использования сравнительного сигнала (сигналов). Способ 200 завершается на этапе 270.
На фиг. 3А показана схема 300 основной конфигурации(с передачей от катода к аноду) для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. На данной фигуре показана контролирующее электронное оборудование 330 для подачи тестового сигнала в элемент 340 аккумуляторной батарей, заключенный в корпус 350 аккумуляторной батареи.
Во время работы системы обрабатывающее устройство 360 контролирующего электронного оборудования 330 определяет тип тестового сигнала, который нужно подать в аккумуляторную батарею 340. Обрабатывающее устройство 360 затем посылает инструкции на интегральную схему 370 специального назначения для генерации тестового сигнала. Тестовый сигнал может быть закодирован посредством кода, такого как псевдослучайный числовой код или код Голда. Для данных вариантов реализации интегральная схема 370 специального назначения выполняет инструкции обрабатывающего устройства 360 относительно кода в тестовом сигнале на соответствующих частотах. В некоторых вариантах реализации тестовый сигнал может являться модулированным сигналом расширенного спектра, в других вариантах реализации тестовый сигнал может являться сигналом с линейной частотной модуляцией.
После того как интегральная схема 370 специального назначения сгенерировала тестовый сигнал, он подается передатчиком цепи 380 передатчик/приемник в аккумуляторную батарею 340. Для данной основной конфигурации показан тестовый сигнал, предназначенный для подачи в катод (обозначенный знаком плюс) элемента 340 аккумуляторной батареи и передаваемый через анод (обозначен знаком минус) элемента 340 аккумуляторной батареи. Следует отметить, что по меньшей мере в одном варианте реализации цепь 380 передатчик/приемник (T/R Ckt) содержит конденсаторы, как показано на фигуре.
После того как сигнал попадает в элемент 340 аккумуляторной батареи, ответный сигнал передается от анода элемента 340 аккумуляторной батареи. Приемник цепи 380 передатчик/приемник принимает ответный сигнал. Ответный сигнал содержит по меньшей мере один отраженный сигнал.
После того как ответный сигнал принят приемником, интегральная схема 370 специального назначения декодирует ответный сигнал. Затем обрабатывающее устройство 360 сравнивает ответный сигнал с исходным сигналом для получения сравнительного сигнала. Обрабатывающее устройство 360 затем использует сравнительный сигнал для обнаружения (и идентификации) по меньшей мере одного отклонения от нормы в элементе 340 аккумуляторной батареи. Кроме того, обрабатывающее устройство 360 использует сравнительный сигнал для определения местоположения отклонения от нормы в элементе 340 аккумуляторной батареи.
На фиг. 3В показана схема 310 конфигурации передачи от катода к корпусу для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. Данная фигура аналогична фиг. 3А за исключением того, что на ней показана отличная конфигурация для подачи тестового сигнала. Для данной конфигурации показан тестовый сигнал, предназначенный для подачи в катод элемента 340 аккумуляторной батареи и передаваемый через корпус 350 аккумуляторной батареи. Следует отметить, что данная конфигурация требует, чтобы корпус 350 аккумуляторной батареи был электрически проводящим.
На фиг. 3С показана схема 320 конфигурации передачи от анода к корпусу для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. Данная фигура аналогична фиг. 3А и 3В за исключением того, что на данной фигуре показана отличная конфигурация для подачи тестового сигнала. Для данной конфигурации показан тестовый сигнал, предназначенный для подачи в анод элемента 340 аккумуляторной батареи и передаваемый через корпус 350 аккумуляторной батареи. Следует отметить, что данная конфигурация требует, чтобы корпус 350 аккумуляторной батареи был электрически проводящим.
На фиг. 4А показана схема 400 контролирующей конфигурации для множества элементов 420 аккумуляторной батареи раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи, где элементы аккумуляторной батареи соединены последовательно, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. На данной фигуре контролирующее электронное оборудование 410 подает тестовый сигнал во множество элементов 420 аккумуляторной батареи, которые размещены вместе с контролирующим электронным оборудованием 410 в корпусе 430 аккумуляторной батареи. Множество элементов 420 аккумуляторной батареи на фигуре соединены вместе последовательно. Работа контролирующего электронного оборудования 410 аналогична тому, что описано со ссылкой на фиг. 3А.
На фиг. 4В показана схема 440 контролирующей конфигурации для множества элементов 420 аккумуляторной батареи раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи, где элементы аккумуляторной батареи соединены параллельно, в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. Контролирующая конфигурация, показанная на фиг. 4В является такой же, как контролирующая конфигурация, показанная на фиг. 4А, за исключением того, что элементы 420 аккумуляторной батареи соединены параллельно, а не последовательно, как показано на фиг. 4А.
Следует отметить, что в других вариантах реализации для раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи могут быть использованы различные контролирующие конфигурации, отличающиеся от контролирующих конфигураций, показанных на фиг. 4А и 4В. Например, в некоторых вариантах реализации элементы 420 аккумуляторной батареи могут быть соединены вместе посредством комбинации последовательных и параллельных соединений. Кроме того, следует отметить, что во время проверки не нужно проверять каждый раз все элементы 420 аккумуляторной батареи. Для данных случаев каждый раз могут быть проверены только один или несколько из элементов 420 аккумуляторной батареи.
На фиг. 5 показан график 500, иллюстрирующий примерный исходный сигнал 508 в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. График 500 имеет горизонтальную ось и вертикальную ось. В данном варианте реализации горизонтальная ось является осью 502 расстояния. Ось 502 расстояния показывает расстояние от местоположения элемента аккумуляторной батареи (или корпуса аккумуляторной батарее), от которого тестовый сигнал был подан. Точки на графике 500, находящиеся ближе к точке пересечения оси 502 расстояния и вертикальной оси, показывают более короткое расстояние от физического местоположения, в котором был подан тестовый сигнал. Аналогично, точки на графике 500, находящиеся дальше от точки пересечения оси 502 расстояния и вертикальной оси, показывают более длинное расстояние от физического местоположения, в котором был подан тестовый сигнал.
Вертикальная ось является осью 504 напряжения сигнала. Ось 504 напряжения сигнала показывает силу исходного сигнала 508. Сила исходного сигнала 508 может соответствовать изменению полного сопротивления, с которым сталкивается тестовый сигнал в данном местоположении в элементе аккумуляторной батареи или корпусе аккумуляторной батареи. Точки на графике 500, находящиеся ближе к пересечению между осью 504 напряжения сигнала и осью 502 расстояния, показывают более низкое напряжение, в то время как точки на графике 500, находящиеся дальше от пересечения между осью 504 напряжения сигнала и осью 502 расстояния, показывают более высокое напряжение.
Следует отметить, что часть 510 (т.е. пик высокого напряжения) исходного сигнала 508 показывает обычное несоответствие полного сопротивления в месте подачи тестового сигнала. Место подачи тестового сигнала показывает местоположение, в котором тестовый сигнал входит (или подается) в элемент аккумуляторной батареи или корпус аккумуляторной батареи. Участок 512 исходного сигнала 508 показывает область сигнатуры отражения, показывающую поведение полного радиочастотного сопротивления конструкции катод-анод аккумуляторной батареи. Кроме того, часть 514 исходного сигнала 508 показывает несоответствие полного сопротивления на конце катода аккумуляторной батареи.
На фиг. 6 показан график 600, иллюстрирующий примерный сравнительный сигнал 608 в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. График 600 имеет горизонтальную ось и вертикальную ось. В данном варианте реализации горизонтальная ось является осью 602 расстояния. Ось 602 расстояния показывает расстояние от местоположения элемента аккумуляторной батареи (или корпуса аккумуляторной батарее), от которого тестовый сигнал был подан. Точки на графике 600, находящиеся ближе к точке пересечения оси 602 расстояния и вертикальной оси, показывают более короткое расстояние от физического местоположения, в котором был подан тестовый сигнал. Аналогично, точки на графике 600, находящиеся дальше от точки пересечения оси 602 расстояния и вертикальной оси, показывают более длинное расстояние от физического местоположения, в котором был подан тестовый сигнал.
Вертикальная ось является осью 604 напряжения сигнала. Ось 604 напряжения сигнала показывает величину сравнительного сигнала 608. Величина сравнительного сигнала 608 соответствует величине изменения полного сопротивления, с которым сталкивается тестовый сигнал в данном местоположении в элементе аккумуляторной батареи или корпусе аккумуляторной батареи. Точки на графике 600, находящиеся ближе к пересечению между осью 604 напряжения сигнала и осью 602 расстояния, показывают меньшую величину (т.е. напряжение), в то время как точки на графике 600, находящиеся дальше от пересечения между осью 604 напряжения сигнала и осью 602 расстояния, показывают большую величину (т.е. напряжение).
Сравнительный сигнал 608 на графике 600 является примером разности между исходным сигналом 508 и первым выборочным измерением сигнала, который принимают (не показано). Сравнительный сигнал 608 предназначен для использования для обнаружения изменения в разностях от исходного сигнала 508 графика 500 по фиг. 5. Во время работы раскрытой системы множество ответных сигналов (т.е. множественные выборочные измерения сигнала) принимают в течение времени для их сравнивания с исходным сигналом 508. Посредством сравнивания множества ответных сигналов с исходным сигналом 508 в течение времени, постепенное изменение разностей сигналов (т.е. разности между исходным сигналом 508 и ответным сигналом) может указывать по меньшей мере на одно отклонение от нормы в аккумуляторной батарее.
На фиг. 6 часть 610 (т.е. малая разность напряжений) сравнительного сигнала 608 показывает обычную допустимую разность несоответствия полного сопротивления в месте подачи тестового сигнала. Место подачи тестового сигнала показывает местоположение, в котором тестовый сигнал входит (или подается) в элемент аккумуляторной батареи или корпус аккумуляторной батареи. Участок 612 сравнительного сигнала 608 показывает область интереса, которую контролируют в отношении тенденций к изменению полного радиочастотного сопротивления во времени. Тенденции, например, с сигналом, лежащим ниже оси 602 расстояния (x-оси), говорят о тенденциях к короткому замыканию в аккумуляторной батарее. А тенденции, например, с сигналом, лежащим выше оси 604 напряжения сигнала (y-оси), говорят о тенденциях к размыканию цепи в аккумуляторной батарее. Кроме того, часть 614 сравнительного сигнала 608 показывает обычную допустимую разность несоответствия полного сопротивления на конце катода аккумуляторной батареи.
На фиг. 7 и 8 приведены примерные схемы среды обработки данных, в которых могут быть выполнены варианты реализации настоящего раскрытия. Следует понимать, что фиг. 7 и 8 приведены только в качестве примера и не подразумевают и не вносят каких-либо ограничений относительно сред, в которых могут быть выполнены различные варианты реализации. Множество модификаций может быть выполнено над показанными средами.
На фиг. 7 показана схема сети систем обработки данных, которая может быть использована раскрытой системой для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. Сетевая система 700 обработки данных является сетью компьютеров, в которой могут быть выполнены варианты реализации раскрытой системы контроля аккумуляторной батареи. Сетевая система 700 обработки данных может быть использована для контроля отклонений от нормы в аккумуляторной батарее (например, аккумуляторной батареи, содержащей по меньшей мере один элемент аккумуляторной батареи и/или по меньшей мере один корпус аккумуляторной батареи), например, летательного аппарата. Контроль может осуществляться в любом подходящем способе производства и обслуживания летательных аппаратов. Например, контроль отклонений от нормы в аккумуляторной батарее летательного аппарата может выполняться во время производства компонентов и сборочных узлов, при обслуживании и/или поддержке и обслуживании. Сетевая система 700 обработки данных содержит сеть 702, которая является средством, используемым для обеспечения линий связи между различными устройствами и компьютерами, соединенными вместе в сетевой системе 700 обработки данных. Сеть 702 может включать соединения, такие как провода, беспроводные линии связи или оптоволоконные кабели.
В показанном примере сервер 704 и сервер 706 соединены с сетью 702 вместе с блоком 807 хранения. Кроме того, клиенты 710, 712 и 714 соединены с сетью 702. Данный клиенты 710, 712 и 714 могут быть, например, персональными компьютерами или сетевыми компьютерами. В показанном примере сервер 704 обеспечивает информацию, такую как загрузочные файлы, образы операционной системы и приложения для клиентов 710, 712 и 714. Клиенты 710, 712 и 714 в настоящем примере являются клиентами сервера 704. Летательный аппарат 716 также может обмениваться информацией с клиентами 710, 712 и 714. Летательный аппарат 716 также может обмениваться информацией с серверами 704 и 706. Летательный аппарат 716 может обмениваться данными с различными компьютерами через беспроводные линии связи во время полета или через любые другие типы линий связи, когда он находится на земле. В данных вариантах реализации сервер 704, сервер 706, клиент 710, клиент 712 и клиент 714 могут являться компьютерами. Сетевая система 700 обработки данных может включать дополнительные серверы, клиентов и другие устройства, которые не показаны. Следует отметить, что в других вариантах реализации летательный аппарат 716 может быть другим типом транспортных средств или платформ, которые используют какой-либо тип усложненной аккумуляторной батареи (например, аккумуляторную батарею, которая имеет высокий уровень ампер-часов и химический состав с высокой плотностью энергии), который требует обслуживание и контроль деградации.
В одном предпочтительном варианте реализации клиент 710 используется в качестве контролирующего блока для подачи тестовых сигналов и приема ответных сигналов через аккумуляторную батарею летательного аппарата 716. Сервер 706 может затем быть использован для сравнивания ответных сигналов с исходными сигналами для получения сравнительных сигналов, которые используются для определения, присутствуют ли отклонения от нормы в аккумуляторной батарее. Очевидно, что летательный аппарат 716, клиент 710 и/или сервер 706 могут содержать части контролирующего блока или контролирующий блок полностью.
Летательный аппарат 716 может также иметь контролирующий блок, расположенный на борту летательного аппарата 716. Летательный аппарат 716 может передавать ответный сигнал, исходный сигнал и/или сравнительный сигнал, например, клиенту 710 и/или серверу 706. Клиент 710 и/или сервер 706 могут быть расположены на аппаратуре производителя летательного аппарата 716, на авиалинии или в другом подходящем местоположении. Кроме того, клиент 710 и/или сервер 706 может передавать и принимать по меньшей мере один запрос и ответ на летательный аппарат 716 с использованием сети 702. Запросы могут быть запросами на контроль аккумуляторной батареи на борту летательного аппарата 716. Ответы могут быть по меньшей мере одним ответным сигналом от аккумуляторной батареи и/или сигналом тревоги относительно состояния аккумуляторной батареи.
В показанном примере сетевая система 700 обработки данных является сетью Интернет с сетью 702, представляющей всемирное скопление сетей и порталов, которые используют семейство протоколов TCP/IP (протокол управления передачей/Интернет протокол) для связи друг с другом. Конечно, сетевая система 700 обработки данных также может быть выполнена как некоторое количество сетей различного типа, таких как, например, сеть Интернет, локальная сеть (LAN) или сеть, охватывающая большие территории (WAN). Фиг. 7 приведена в качестве примера и не вносит архитектурные ограничения в различные варианты реализации.
На фиг. 8 показана схема системы 800 обработки данных, которая может быть использована раскрытой системой для контроля аккумуляторной батареи в соответствии по меньшей мере с одним вариантом реализации настоящего раскрытия. Система 800 обработки данных является примером системы обработки данных, которая может быть использована для выполнения серверов и клиентов, таких как сервер 704 и клиент 710. Кроме того, система 800 обработки данных является примером системы обработки данных, которая может использоваться в летательном аппарате 716 по фиг. 7.
В данном иллюстрационном примере система 800 обработки данных содержит устройство 802 связи, которое обеспечивает связь между обрабатывающим блоком 804, запоминающим устройством 806, постоянным хранилищем 808, блоком 810 связи, блоком 812 ввода/вывода и отображающим устройством 814.
Обрабатывающий блок 804 служит для выполнения инструкций для программного обеспечения, которое может быть загружено в запоминающее устройство 806. Обрабатывающий блок 804 может включать одно или несколько обрабатывающих устройств или может быть мультипроцессорным ядром, в зависимости от конкретного варианта исполнения. Кроме того, обрабатывающий блок 804 может быть выполнен с использованием по меньшей мере одной системы гетерогенного обрабатывающего устройства, в котором основное обрабатывающее устройство представлено вместе со вспомогательными обрабатывающими устройствами на одном чипе. В качестве другого иллюстративного примера, обрабатывающий блок 804 может быть симметричной мультипроцессорной системой, содержащей множество одинаковых обрабатывающих устройств.
Запоминающее устройство 806 и постоянное хранилище 808 являются примерами устройств 816 хранения. Устройство хранения является любой частью аппаратного обеспечения, выполненной с возможностью хранения информации, такой как, помимо прочего, данные, программный код в функциональной форме и/или другая подходящая информация, как на временной основе, так и на постоянной основе. Запоминающее устройство 806 в данных вариантах реализации может являться, например, памятью с произвольным доступом (RAM) или другим подходящим временным или постоянным устройством хранения. Постоянное хранилище 808 может иметь различные формы, в зависимости от конкретного варианта исполнения. Например, постоянное хранилище 808 может являться накопителем на жестких дисках, флэш-памятью, оптическим диском с возможностью перезаписи, магнитной лентой с возможностью перезаписи или комбинацией указанных устройств. Носители, используемые постоянным хранилищем 808, могут быть выполнены съемными. Например, для постоянного хранилища 808 может быть использован съемный накопитель на жестких дисках.
Блок 810 связи в данных примерах обеспечивает связь с другими системами обработки данных. В данных примерах блок 810 связи является платой сетевого интерфейса. Блок 810 может обеспечивать связь, как посредством физических линий связи, так и беспроводных.
Блок 812 ввода/вывода обеспечивает ввод и вывод данных других устройств, которые могут быть соединены с системой 800 обработки данных. Например, блок 812 ввода/вывода может обеспечивать связь с вводом пользователя посредством клавиатуры, мыши и/или другого подходящего устройства. Кроме того, блок 812 ввода/вывода может выводить данные на принтер. Отображающее устройство 814 обеспечивает механизм отображения информации пользователю.
Инструкции для операционной системы, приложений и/или программ могут располагаться в устройстве 816 хранения, которое связано с обрабатывающим блоком 804 через устройство 802 связи. В данных иллюстративных примерах инструкции представлены в функциональной форме в постоянном хранилище 808. Данные инструкции могут быть загружены в запоминающее устройство 806 для исполнения обрабатывающим блоком 804. Обработка в разных вариантах реализации может быть выполнена обрабатывающим блоком 804 посредством инструкций, исполняемых на компьютере, которые могут находиться в запоминающем устройстве, таком как запоминающее устройство 806.
Данные инструкции также называют программным кодом, программным кодом, используемым компьютером, или машиночитаемым программным кодом, который может быть считан и исполнен обрабатывающим устройством в обрабатывающем блоке 804. Программный код в различных вариантах реализации может быть реализован на различных физических или машиночитаемых носителях, таких как запоминающее устройство 806 или постоянное хранилище 808.
Программный код 818 расположен в функциональной форме на машиночитаемом носителе 820, который выполнен выборочно съемным и может быть загружен или передан в систему 800 обработки данных для исполнения обрабатывающим блоком 804. Программный код 818 и машиночитаемый носитель 820 формируют компьютерный программный продукт 822. В одном примере машиночитаемый носитель 829 может быть машиночитаемым хранящим носителем 824 или машиночитаемым сигнальным носителем 826. Машиночитаемый хранящий носитель 824 может содержать, например, оптический магнитный диск, который вставлен или размещен в приводе или другом устройстве, являющемся частью постоянного хранилища 808, для передачи в устройство хранения, такое, как накопитель на жестких дисках, которое является частью постоянного хранилища 808. Машиночитаемый хранящий носитель 824 также может быть выполнен в виде постоянного хранилища, такого как накопитель на жестких дисках, флеш-накопитель или флешь-память, которое соединено с системой 800 обработки данных. В некоторых примерах машиночитаемый хранящий носитель 824 может быть выполнен съемным из системы 800 обработки данных.
В качестве альтернативы, программный код 818 может быть передан в систему 800 обработки данных с использованием машиночитаемого сигнального носителя 826. Машиночитаемый сигнальный носитель 826 может быть, например, программным кодом 818, содержащим распространяемый сигнал данных. Например, машиночитаемый сигнальный носитель 826 может быть электромагнитным сигналом, оптическим сигналом и/или сигналом любого другого подходящего типа. Данные сигналы могут быть переданы по линиям связи, таким как беспроводные линии связи, оптоволоконный кабель, коаксиальный кабель, провод и/или линии связи любого другого подходящего типа. Другими словами, линия связи и/или соединение, в качестве иллюстративных примеров, может быть физическим или беспроводным. Машиночитаемый носитель также может быть выполнен в форме нематериальных носителей, таких как линии связи или беспроводная передача, содержащих программный код.
В некоторых иллюстративных вариантах реализации программный код 818 может быть загружен через сеть на постоянное хранилище 808 с другого устройства или системы обработки данных посредством машиночитаемого сигнального носителя 826 для использования в системе 800 обработки данных. Например, программный код, хранимый на машиночитаемом хранящем носителе в серверной системе обработки данных, может быть загружен через сеть с сервера в систему 800 обработки данных. Система обработки данных, обеспечивающая программный код 818, может быть серверным компьютером, клиентским компьютером или другим устройством, выполненным с возможностью хранения и передачи программного кода 818.
Различные компоненты, приведенные в качестве примера для системы 800, не вносят архитектурных ограничений в исполнение различных вариантов реализации. Различные иллюстративные варианты реализации могут быть выполнены в системе обработки данных, в том числе компоненты, дополняющие или заменяющие те компоненты, которые были приведены для системы 800 обработки данных. Другие компоненты, показанные на фиг. 8, могут отличаться от показанных иллюстративных примеров. Различные варианты реализации могут быть выполнены с использованием устройств аппаратного обеспечения или систем, выполненных с возможностью исполнения программного кода. В качестве одного из примеров, система 800 обработки данных может включать органические компоненты, объединенные с неорганическими компонентами, и/или могут полностью состоять из органических компонентов, за исключением относящихся к человеческому существу. Например, устройство хранения может состоять из органических полупроводников.
В качестве другого примера, устройство хранения в системе 800 обработки данных является любой установкой аппаратного обеспечения, которая может хранить данные. Запоминающее устройство 806, постоянное хранилище 808 и машиночитаемый носитель 820 являются примерами устройств хранения в материальной форме.
В других примерах для выполнения устройства 802 связи может быть использована система шин, которая может состоять из одной или более шины, такой как системная шина или шина ввода/вывода. Конечно, система шин может быть выполнена с использованием любого подходящего типа архитектуры, который обеспечивает передачу данных между различными компонентами или устройствами, присоединенными к системе шин. Кроме того, блок связи может содержать одно или более устройств, используемых для передачи или приема данных, таких как модем или сетевой адаптер. Также запоминающее устройство может быть, например, запоминающим устройством 806 или кэш-памятью, какие используются в управляющих концентраторах интерфейса или памяти, которые могут присутствовать в устройстве 802 связи.
Хотя в настоящем описании были раскрыты некоторые иллюстративные варианты реализации и способы, из предшествующего описания специалисту в уровне техники очевидно, что могут быть выполнены различные изменения и модификации таких вариантов реализации и способов без выхода за пределы сущности и объема раскрытого уровня техники. Существует множество других примеров раскрытого уровня техники, каждый из которых отличается от остальных только вещественными деталями. Соответственно, подразумевается, что раскрытый уровень техники ограничен только степенью раскрытия, определенной в прилагаемой формуле изобретения и правилами и принципами соответствующего закона.