用于减轻由冷却剂泄露引起的电池损坏的系统和方法

用于减轻由冷却剂泄露引起的电池损坏的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及用于减轻由冷却剂泄露引起的电池损坏的系统和方法。用于减轻包括液体冷却电池系统的车辆中的电池损坏的系统和方法。在某些实施例中，用于减轻由电池系统中的液体冷却剂的泄露引起的损坏的系统可以包括一个或多个冷却剂泄漏传感器。通信地联接至冷却剂泄漏传感器的冷却剂泄漏检测系统可以构造成基于由冷却剂泄漏传感器提供的信息来检测液体冷却剂泄漏在电池系统中的发生。当检测到液体冷却剂的泄漏时，与冷却剂泄漏检测系统通信地联接的一个或多个阀可以被冷却剂泄漏检测系统致动，由此允许泄露液体冷却剂从电池系统排出。
【专利说明】用于减轻由冷却剂泄露引起的电池损坏的系统和方法
【技术领域】
[0001]本公开涉及用于减轻车辆中的电池损坏的系统和方法。更具体地，而并不是专门地，本公开涉及用于减轻在车辆中由包括液体冷却剂泄露在内的水溶液泄露引起的电池损坏的系统和方法。
【背景技术】
[0002]载客车辆通常包括用于操作车辆电气和传动系统系统的特征部的电池。例如，车辆一般包括12V铅酸汽车电池，其构造成向车辆起动系统(例如，起动马达)、照明系统和/或点火系统供给电能。在电力、燃料电池(“FC”)和/或混合动力车辆中，低电压车辆电池可以用于向未被高电压(“HV”)电池系统供电的车辆特征部的某子设备供给电能，所述高电压电池系统主要用于为电力传动系统部件(例如，电力驱动马达等)供能。
[0003]在某些车辆设计中，被包括在车辆中的电池系统可以使用比如乙二醇和水的混合物等含水冷却剂受到液体冷却。例如，为了驱散由HV电池生成的热，HV电池系统可以合并有构造成使用液体冷却剂来冷却HV电池的冷却系统。然而，电池和/或冷却系统的制造误差、车辆撞击事件(例如，碰撞)和/或液体冷却系统部件的劣化可能导致液体冷却剂从密闭贮存器和/或其它冷却剂传送部件(例如，管道系统、阀等)泄露到电池系统中。泄露的冷却剂可能引起各种问题，包括由液体冷却剂使被包括于电池系统中的电子系统短路的电气故障和/或热事件。由例如空气压力和/或相对湿度的变化引起的电池系统中的水冷凝也可能引起相似的问题。

【发明内容】

[0004]提供了用于减轻包括液体冷却电池系统的车辆中的电池损坏的系统和方法。在某些实施例中，用于减轻由电池系统中的液体冷却剂的泄露弓丨起的损坏的系统可以包括一个或多个冷却剂泄漏传感器。通信地联接至冷却剂泄漏传感器的冷却剂泄漏检测系统可以构造成基于由冷却剂泄漏传感器提供的信息来检测液体冷却剂泄漏在电池系统中的发生。当检测到液体冷却剂的泄漏时，与冷却剂泄漏检测系统通信地联接的一个或多个阀可以被冷却剂泄漏检测系统致动，由此允许泄露液体冷却剂从电池系统排出。
[0005]在再一些实施例中，用于减轻由电池系统中的液体冷却剂的泄露引起的损坏的方法可以从设置于电池系统中的一个或多个冷却剂泄漏传感器接收测量信息。基于所述测量信息，可以做出确定在电池系统中是否已发生了液体冷却剂泄漏。如果确定已发生了液体冷却剂泄漏，则可以致动阀，以允许泄露的液体冷却剂从电池系统排出。
[0006]本发明还提供了以下方案:
1.一种用于减轻由液体溶液在电池系统中的存在而导致的损坏的系统，包括:
第一液体溶液传感器；
液体溶液检测系统，其通信地联接至所述第一液体溶液传感器，其构造成基于由所述第一液体溶液传感器提供的信息检测液体溶液在所述电池系统中的存在；和 第一阀，其通信地联接至所述液体溶液检测系统，其构造成基于所述液体溶液检测系统检测到在所述电池系统中存在液体溶液而被致动。
[0007]2.如方案I所述的系统，其中，所述液体溶液包括液体冷却剂溶液。
[0008]3.如方案2所述的系统，其中，所述液体冷却剂溶液包括乙二醇溶液。
[0009]4.如方案2所述的系统，其中，所述液体冷却剂溶液包括Dex-cool?溶液。
[0010]5.如方案I所述的系统，其中，所述液体溶液包括水冷凝物溶液。
[0011]6.如方案I所述的系统,其中,所述第一液体溶液传感器包括介电传感器。
[0012]7.如方案I所述的系统，其中，所述第一液体溶液传感器包括电容传感器。
[0013]8.如方案I所述的系统，其中，所述第一液体溶液传感器包括电阻传感器。
[0014]9.如方案I所述的系统,进一步包括:
第二液体溶液传感器，其通信地联接至所述液体溶液检测系统，
其中，所述液体溶液检测系统进一步构造成基于由所述第二液体溶液泄漏传感器提供的信息来检测液体溶液在所述电池系统中的存在的发生。
[0015]10.如方案9所述的系统，其中，所述第一液体溶液传感器设置在所述电池系统的第一分隔室中，而所述第二液体溶液传感器设置在所述电池系统的第二分隔室中。
[0016]11.如方案10所述的系统，进一步包括:
第二阀，其通信地联接至所述液体溶液检测系统，
其中，所述第一阀进一步构造成基于所述液体溶液检测系统检测到液体溶液在所述第一分隔室中的存在而被致动，而所述第二阀构造成基于所述液体溶液检测系统检测到液体溶液在所述第二分隔室中的存在而被致动。
[0017]12.如方案I所述的系统，其中，所述电池系统包括被包括在车辆中的高电压电池系统。
[0018]13.如方案I所述的系统，其中，所述第一阀构造成被电磁线圈致动。
[0019]14.如方案I所述的系统，其中，所述液体溶液检测系统进一步构造成在检测到液体溶液在所述电池系统中的存在时向车辆远程信息处理系统提供指示。
[0020]15.如方案14所述的系统，其中，所述车辆远程信息处理系统构造成基于所述指示向用户提供液体溶液在所述电池系统中存在的通知。
[0021]16.如方案14所述的系统，其中，所述车辆远程信息处理系统构造成基于所述指示向远程信息处理系统服务中心提供液体溶液在所述电池系统中存在的通知。
[0022]17.如方案I所述的系统，其中，所述第一阀进一步构造成基于所述液体溶液检测系统检测到液体溶液在所述电池系统中的存在而被打开。
[0023]18.如方案17所述的系统，其中，所述第一阀进一步构造成在被打开时允许液体溶液从所述电池系统排出。
[0024]19.一种用于减轻由液体溶液在电池系统中的存在而导致的损坏的方法，包括:
从设置于所述电池系统中的液体溶液传感器接收测量信息；
基于所述测量信息确定在所述电池系统中液体溶液的存在；和 基于所述确定致动构造成允许所述液体溶液从所述电池系统排出的阀。
[0025]20.如方案19所述的方法，其中，致动所述阀包括打开所述阀。【专利附图】

【附图说明】
[0026]描述了本公开的非限制性和非穷举性的实施例，包括参考附图公开的各种实施例，附图中:
图1示出了与本文所公开的实施例一致的一示例性系统，该示例性系统用于防止由冷却剂泄露引起的车辆中的电池系统损坏。
[0027]图2示出了与本文所公开的实施例一致的一示例性电路，该电路用于防止由冷却剂泄露弓I起的车辆中的电池系统损坏。
[0028]图3示出了与本文所公开的实施例一致的用于防止由冷却剂泄露引起的电池系统损坏的一示例性方法的流程图。
[0029]图4示出了与本文所公开的实施例一致的另一示例性电路，该电路用于防止由冷却剂泄露引起的车辆中的电池系统损坏。
[0030]图5示出了与本文所公开的实施例一致的又一示例性电路，该电路用于防止由冷却剂泄露引起的车辆中的电池系统损坏。
[0031]图6示出了与本文所公开的实施例一致的用于防止由冷却剂泄露引起的电池系统损坏的另一示例性方法的流程图。
[0032]图7示出了与本文所公开的实施例一致的、以水溶液中按重量计的各种百分比、处于乙二醇的多个温度处的示例性介电常数的曲线图。
【具体实施方式】
[0033]下面提供与本公开的实施例一致的系统和方法的详细描述。虽然描述了若干实施例，但应该明白的是，本公开并不局限于任何一个实施例，而是应包括大量的替代方案、变型方案和等同方案。另外，虽然在以下描述中给出了大量具体的细节以便提供对本文所公开的实施例的彻底理解，但是一些实施例可以在没有这些细节的一部分或全部的情况下实施。此外，为了清楚的目的，相关技术中公知的某些技术材料未被详细描述，以避免不必要地模糊本公开。
[0034]本公开的实施例通过参考附图将得到最佳的理解，附图中相似零部件可以由相似附图标记表示。容易理解的是，如本文在附图中大体描述和图示的所公开实施例的部件可以以多种多样不同的构造来配置和设计。因此，本公开的系统和方法的实施例的以下详细描述并非旨在如权利要求那样限制本公开的范围，而是仅仅代表本公开的可能实施例。另夕卜，方法的步骤并不一定必须按照任何特定的顺序或者甚至顺次地来执行，也不要求步骤只执行一次，除非另有说明。
[0035]本文所公开的系统和方法的实施例能够检测冷却剂在液体冷却电池系统中的泄露和/或采取行动来减轻对电池系统的损坏。特别地，本文所公开的系统和方法的实施例能够使用传感器(例如，介电传感器、电容传感器、电阻传感器、电流密度传感器和/或类似传感器)来检测冷却剂泄漏的存在。当检测到泄漏时，电磁线圈或者其它适当致动装置可以激活阀，以允许泄露的冷却剂从电池系统排出。在一些实施例中也可以使用泵和/或其它装置来主动地排出冷却剂。通过允许泄露的冷却剂从电池系统排出，能够减轻对系统的损坏。再一些实施例可以提供其它相关的功能，比如通知用户发生了冷却剂泄漏。可以通过例如向用户提供音频和/或视觉通知，向用户发送短消息、电子邮件、电话、语音邮件或者其它通知和/或使用任何其它适当的通知技术，来进行这种通知。
[0036]本文所公开的系统和方法的附加实施例能够检测水冷凝物在电池系统中的存在和/或采取行动来减轻由水冷凝引起的对电池系统的损坏。可以使用传感器来检测水冷凝物在电池系统中的存在，所述传感器在一些实施例中可以是用于检测冷却剂泄漏的存在的相同传感器。在再一些实施例中，可以使用不同的传感器来检测水冷凝物在电池系统中的存在。当检测到泄漏时，电磁线圈或者其它适当致动装置可以激活阀，以允许水冷凝物从电池系统排出，由此减轻对系统的损坏。
[0037]图1示出了与本文所公开的实施例一致的用于防止由冷却剂泄漏引起的车辆100中的电池系统损坏的示例性系统。在如下所述的再一些实施例中，本示例性系统可以被采用来防止由水冷凝引起的电池系统损坏。车辆100可以是机动车辆(motor vehicle)、船舶(marine vehicle)、航空器和/或任何其它类型车辆，并且可以包括内燃式发动机(“ICE”)传动系统、电动机传动系统、混合动力发动机传动系统、FC传动系统、和/或适合于合并本文所公开的系统和方法的任何其它类型的传动系统。车辆100可以包括电池系统102，所述电池系统102在某些实施例中可以是HV电池系统。HV电池系统可以用于为电力传动系统部件(例如，如在电力、混合动力或者FC动力系统中一样)提供动力。在再一些实施例中，电池系统102可以是低电压电池(例如，铅酸12V汽车电池)，并且可以构造成供给电能至各种车辆100系统，这些系统包括例如车辆起动器系统(例如，起动器马达)、照明系统、点火系统和/或类似系统。
[0038]电池系统102可以包括电池电子系统104。电池电子系统104可以构造成监视和控制电池系统102的某些操作。例如，电池电子系统104可以构造成监视和控制电池系统102的充电和放电操作。在某些实施例中，电池电子系统104可以与一个或多个传感器(例如，充电状态(“S0C”)传感器)、致动装置(例如，电气继电器)和/或构造成使电池电子系统104能够监视和控制电池系统102的操作的系统通信地联接。电池电子系统104可以进一步构造成提供信息至和/或接收信息于被包括在车辆100中的其它系统。例如，电池电子系统104可以与冷却剂泄漏检测系统116 (在下面详细描述)、发动机控制模块(“ECM”)118和/或车辆远程信息处理系统(未示出)通信地联接。在某些实施例中，电池电子系统104可以至少部分地构造成向车辆100的用户提供关于电池系统102的信息，包括例如电池SOC信息、电池操作时间信息、电池操作温度信息和/或用户感兴趣的关于电池系统102的任何其它信息。
[0039]电池系统102可以包括尺寸适于向车辆100提供足够电能的一个或多个电池组108。每个电池组108可以包括一个或多个电池模块110。电池模块110可以包括一个或多个电池单元，所述电池单元采用任何适当的电池技术，包括例如铅酸、镍金属氢化物(“NiMH”)、锂离子(“Li离子”)、Li离子聚合物、锂-空气、镍-镉(“NiCad”)、包括吸附式玻璃纤维棉(“AGM”)的阀控铅酸(“VRLA”)、镍-锌(“NiZn”)、熔盐(例如，ZEBRA电池)和/或任何其它适当的电池技术。
[0040]在正常操作(例如，充电和/或放电)下，电池系统102和/或相关联的系统可能产生热量。然而，在某些情形下，电池系统102的温度可能影响电池性能。例如，电池温度可能影响被包括在电池系统102中的电化学系统的操作、包括电池系统102的车辆100的性能、电池系统102的往返效率和/或充电接收能力、电池系统102的动力和能量、电池系统102的安全性和可靠性、和/或电池系统102的寿命和寿命周期成本。为了调控电池系统102的温度，电池系统102可以包括液体冷却系统106。
[0041]液体冷却系统106可以构造成将含水和/或液体冷却剂循环和/或分配至被包括在电池系统102中的各种部件和/或系统，由此调控这些部件和/或系统的温度。在某些实施例中，液体冷却系统106可以进一步构造成将液体冷却剂循环至被包括在车辆100中其它地方的各种部件和/或系统。通过采用液体冷却系统106来调控电池系统102的温度(例如，将温度调控到所需范围内)，电池系统102的性能能够得到最佳化，电池系统102中的不平衡电池组108和不均匀温度分布能够降低、并且/或者可归因于不受控电池温度的潜在危险能够得到最小化。
[0042]液体冷却系统106可以包括任意适当数量的泵、阀冷却剂循环路径(例如，管道系统)、冷却剂贮存器、热交换器(例如，液体/液体、液体/空气、液体/AC单元等)、冷却系统电子系统(例如，反馈机构、温度传感器、恒温器、冷却剂流传感器、泵和热交换器控制电子系统等)、和/或处于适当构造以将液体冷却剂循环至被包括在电池系统102中的各种部件和系统的任何其它冷却系统部件和/或系统。液体冷却剂可以是大致含水冷却剂溶液。在一些实施例中，液体冷却剂可以包括水、甲醇、二醇、乙二醇、丙二醇、丙三醇、Dex-cool?和/或任何其它适当的冷却剂材料的任意组合和/或浓度。
[0043]如上所述，电池系统102和/或液体冷却系统106中的制造误差、车辆撞击事件(例如，碰撞)和/或液体冷却系统106的部件的劣化可能导致液体冷却剂从冷却剂循环路径、冷却剂贮存器和/或其它冷却剂传送部件(例如，泵、阀等)泄露到电池系统102中。泄露的冷却剂可能引起各种问题，包括由液体冷却剂引起的电气故障(例如，电池电子系统104和与液体冷却系统106相关联的电子系统中的电气短路)和/或热事件(thermalevents)。
[0044]为了减轻由液体冷却剂泄露引起的对电池系统102的损坏，车辆100可以包括冷却剂泄漏检测系统116。在某些实施例中，冷却剂泄漏检测系统116可以被包括在车辆100中，与电池系统102分离开。在再一些实施例中，冷却剂泄漏检测系统116可以一体成型到电池系统102中。冷却剂泄漏检测系统116可以通信地联接至一个或多个冷却剂泄漏传感器114。冷却剂泄漏传感器114可以构造成检测和/或向冷却剂泄漏检测系统116提供与电池系统102中的液体冷却剂泄漏有关的信息。在某些实施例中，冷却剂泄漏传感器114可以包括介电传感器、电容传感器、电阻传感器、电流密度传感器和/或宽带介电分光光度计。也可以使用用于检测电池系统102中的液体冷却剂泄漏的任何其它适当类型的传感器。另外，虽然图1示出了单个冷却剂泄漏传感器114，但是使用布置于整个电池系统102中(例如，多个电池盒等中)的多个冷却剂连结传感器114也是可想到的。此外，可以采用不同类型的冷却剂泄漏传感器114。例如，在某些实施例中，可以采用介电传感器和电阻传感器两者。冷却剂泄漏传感器114可以构造成连续地、周期性地、准随机地和/或随机地监视液体冷却剂泄露。
[0045]在一些实施例中，可以在重要位置(例如，电池系统102和/或液体冷却系统106中)放置多个冷却剂泄漏传感器114。例如，一个或多个泄漏传感器114可以放置在热交换器处或附近，一个或多个泄漏传感器可以放置在位于管道系统连接部上和/或附近的所需位置处，和/或一个或多个传感器可以放置在位于电池系统102、电池组108和/或电池模块110上或者附近的一个或多个重要位置处。在某些实施例中，冷却剂泄漏传感器114的位置可以包括容易经受泄露的位置。基于由冷却剂泄漏传感器114提供的信息，冷却剂泄漏检测系统116可以确定液体冷却剂已从液体冷却系统106泄露。在确定已发生了冷却剂泄漏后，冷却剂泄漏检测系统116可以采取行动来允许泄露的冷却剂从电池系统102排出。这种排出可以包括主动排出(例如，经由泵提供)、可以依赖于重力的被动排出和/或主动加被动排出元件两者。例如，冷却剂泄漏检测系统116可以使构造成允许泄露液体冷却剂从电池系统102排出的阀112受到致动。在某些实施例中，冷却剂泄漏检测系统116可以激活开关、电磁线圈或者构造成使阀116致动(例如，打开)的其它相似致动装置。虽然图1示出了用于允许液体冷却剂从电池系统112排出的单个阀112，但是使用布置在整个电池系统102中(例如，多个电池盒等中)的多个阀也是可想到的。此外,如上所述,也可以激活一个或多个泵来主动地通过阀112排出冷却剂。替代实施例可以构造成使得，在检测到电池系统102中存在液体冷却剂泄漏时,可以隔离电池系统102的包含泄露的部分和/或液体冷却系统106 (例如，经由致动屏障、阀和/或类似器件)。
[0046]在某些实施例中，冷却剂泄漏传感器114可以进一步检测和/或向冷却剂泄漏检测系统116提供指示电池系统102中的液体冷却剂泄漏已得到减轻的信息。例如，冷却剂泄漏传感器114可以检测和/或向冷却剂泄漏检测系统116提供指示以下状态的信息:泄露液体冷却剂不再邻近冷却剂泄漏传感器114，或者至少足够量的泄露液体冷却剂已被移除，从而减轻可能由这种泄露引发的问题。使用该信息，冷却剂泄漏检测系统116可以使阀112中的一个或多个阀关闭，由此密封所述一个或多个阀，并基本防止任何液体冷却剂和/或其它材料穿过所述一个或多个阀112，使冷却剂如正常的那样流动穿过整个系统，或者系统的一个或多个一个或多个子系统。
[0047]在一些实施例中，冷却剂泄漏检测系统116可以与ECM 118、车辆远程信息处理系统(例如，OnStar?公司的OnStar?系统，该公司是通用汽车公司的子公司)和/或其它车辆系统通信地联接，并且可以构造成向这些系统传递与电池系统102中的液体冷却剂泄露和/或冷却剂泄漏检测系统116的操作有关的信息。使用该信息，ECM 118、车辆远程信息处理系统和/或其它车辆系统可以完成各种功能。例如，这些系统可以通过例如以下方式通知用户发生了冷却剂泄漏:向用户提供音频和/或视觉通知(例如，在被包括于车辆102中的显示器上)，向用户发送短信息、电子邮件、电话、语音邮件或者其它通知，和/或使用任何其它适当的通知技术。此外，这些系统可以存储与冷却剂泄漏的检测有关的信息，以备将来的诊断目的。另外，这些系统可以采取进一步的行动来使由液体冷却剂泄漏引起的对电池系统102和/或车辆100的损坏最小化(例如，关闭车辆、降低来自电池系统102的能量消耗和/或类似行动)。替代地，用户可以被提供前述选项中的一项或多项，并且系统可以在开始前述选项中的一项或多项前等待来自用户的反应。
[0048]如以上指出的，空气压力和/或相对湿度的变化可以导致水在电池系统102内冷凝，对电池系统102和/或其部件造成损坏，类似于由冷却剂泄漏引起的那样。在某些实施例中，冷却剂泄漏检测系统116和/或另一相似泄漏系统也可以采用冷却剂泄漏传感器114和/或一个或多个其它传感器来检测在电池系统102中是否存在水冷凝物。在确定水冷凝物存在于电池系统102中后，冷却剂泄漏检测系统116可以采取行动来允许水冷凝物从电池系统102排出。例如，当检测到水冷凝物时，冷却剂泄漏检测系统116可以指引电磁线圈或者其它适当的致动装置激活一个或多个阀112，以允许水冷凝物从电池系统102排出。
[0049]在某些实施例中，冷却剂泄漏传感器114可以进一步构造成区分含水液体冷却剂溶液与归因于水冷凝的水溶液，并基于检测到的水溶液类型来采取某些行动。例如，在一些实施例中，冷却剂泄漏传感器114可以包括介电传感器。基于含水水溶液与含水冷却剂溶液的介电常数之间的相对较大的差别，介电冷却剂泄漏传感器114和/或冷却剂泄漏检测系统116能够确定在电池系统102中是否存在归因于水冷凝的水溶液和/或含水液体冷却剂溶液。在某些实施例中，如果检测到归因于水冷凝的水溶液，则冷却剂泄漏检测系统116可以指引电磁线圈或者其它适当的致动装置激活一个或多个阀112以允许水冷凝物从电池系统102排出，而不用通知车辆的用户在电池系统102中存在水冷凝。在再一些实施例中，可以向车辆100的用户提供通知和/或可以将与电池系统102中的水冷凝检测有关的信息存储在被包括于车辆中的一个或多个系统中，以备将来的诊断目的。如果检测到含水冷却剂溶液，则冷却剂泄漏检测系统116可以采取如上所描述的某些行动(例如，激活一个或多个阀112和/或向车辆100的用户提供一个或多个通知)。
[0050]图2示出了与本文所公开的实施例一致的一示例性电路200，该电路用于防止由冷却剂泄露引起的车辆100中的电池系统损坏。所示电路200的实施例可以被采用在以上参见图1所描述的阀112、冷却剂泄漏传感器114和/或冷却剂泄漏检测系统116中。特别地，所示电路200可以包含作为冷却剂泄漏传感器114的介电传感器和用于致动阀112的霍耳效应开关216。霍耳效应开关216可以被校准至一个或多个阈值，以允许检测电池系统102中的液体溶液和/或液体冷却剂溶液和/或与水冷凝相关联的液体之间的差别。电路200可以包括高速(“HS”)切换(即，脉冲发生)电源202。HS切换电源202的第一端子(例如，正极)可以联接至双极结式晶体管(“BJT”)204(例如，NPN BJT)的基极端子，而HS切换电源202的第二端子(例如，负极)可以联接至地。BJT 204的发射极端子可以联接至地，而集电极端子可以联接至第一介电测量接触点214。第二介电测量接触点212可以经由电阻器208和感应器210联接至电源206(例如，12V直流电源)的第一端子(例如，正极)。在某些实施例中，电路200可以用于测量第一和第二介电测量接触点214、212之间的介电常数。在再一些实施例中，介电传感器(未不出)可以在第一和第二介电测量接触点214、212之间联接至电路200。
[0051]电源206的第二端子(例如，负极)可以联接至地。电流开关(“CSW”)218的第一端子可以联接至电源206的第一端子。CSW 218的第二端子可以经由感应器220和电阻器222联接至霍耳效应开关216的第一端子。霍耳效应开关216的第二端子可以联接至地。基于在第一和第二介电测量接触点214、212之间测得的介电，电路200可以构造成检测电池系统102中的液体冷却剂的泄漏并致动阀112，由此排出液体冷却剂并减轻对电池系统102的损坏。在再一些实施例中，电路200可以构造成确定电池系统102中的液体溶液泄漏是液体冷却剂还是水冷凝物，并基于检测到的溶液类型来采取某些行动。
[0052]图3示出了与本文所公开的实施例一致的用于防止由冷却剂泄露引起的电池系统损坏的一示例性方法300的流程图。可以至少部分地使用阀112、冷却剂泄漏传感器114和/或冷却剂泄漏检测系统116来进行所示方法300。在某些实施例中，可以使用包含作为冷却剂泄漏传感器114的介电传感器和用于致动阀112的霍耳效应开关的电路(例如，如图2所示)，来进行方法300。处步骤302，可以启动被包括在介电传感器中的HS切换(即，脉冲发生)动力源。在步骤304，可以设定HS切换动力源的切换时间周期和/或频率(例如，〈Is时间周期)。在步骤306，可以周期性地涌入(inrush)来自HS切换动力源的上升脉冲。
[0053]在步骤308，可以确定所产生的电流和/或磁脉冲是否超过了一个或多个预定阈值。如果阈值未被超过，则在步骤310，可以确定在电池系统102中不存在液体冷却剂泄漏。如果阈值被超过，则在步骤312，可以确定在电池系统102中存在液体冷却剂泄漏，并且可以致动霍耳效应开关。这进而可以在步骤314使一个或多个阀112被致动(例如，经由开关、电磁线圈或者类似物)，由此排出电池系统102中的泄露液体冷却剂，并减轻对电池系统102的损坏。
[0054]图4示出了与本文所公开的实施例一致的另一示例性电路400，该电路用于防止由冷却剂泄露引起的车辆100中的电池系统损坏。所示电路400的实施例可以被采用在以上参见图1所描述的阀112、冷却剂泄漏传感器114和/或冷却剂泄漏检测系统116中。特别地，所示电路400可以包含作为冷却剂泄漏传感器114的介电传感器和用于致动阀112的微控制器418。电路400可以包括HS切换(S卩，脉冲发生)电源202。HS切换电源402的第一端子(例如，正极)可以联接至BJT 404(例如，NPN BJT)的基极端子，而HS切换电源402的第二端子(例如，负极)可以联接至地。BJT 404的发射极端子可以联接至地，而集电极端子可以联接至第一介电测量接触点414。第二介电测量接触点412可以经由电阻器408和感应器410联接至电源406的第一端子(例如，正极)。电源406的第二端子(例如，负极)可以联接至地。微控制器418的第一输入端可以联接至电源406的第一端子。微控制器的第二输入端可以经由感应器220和电阻器222而联接至地。微控制器418的第三输入端可以联接至地。
[0055]第一介电测量接触点414可以联接至运算放大器416的倒相输入端。第二介电测量接触点412可以联接至运算放大器416的非倒相输入端。在某些实施例中，电路400可以用于测量第一和第二介电测量接触点414、412之间的介电常数。在再一些实施例中，介电传感器(未示出)可以在第一和第二介电测量接触点414、412之间联接至电路400。运算放大器416的输出端可以联接至微控制器418的第四输入端。基于在第一和第二介电测量接触点414、412之间测得的介电常数，电路400可以构造成检测电池系统102中的液体冷却剂的泄漏并致动阀112 (例如，经由开关、电磁线圈或者类似物)，由此排出液体冷却剂并减轻对电池系统102的损坏。在再一些实施例中，电路500可以构造成确定电池系统102中的液体溶液泄漏是液体冷却剂还是水冷凝物，并基于检测到的溶液类型来采取某些行动。
[0056]图5示出了与本文所公开的实施例一致的又一示例性电路500，该电路用于防止由冷却剂泄露引起的车辆100中的电池系统损坏。所示电路500的实施例可以被采用在以上参见图1所描述的阀112、冷却剂泄漏传感器114和/或冷却剂泄漏检测系统116中。特别地，所示电路500可以包含作为冷却剂泄漏传感器114的介电传感器和用于致动阀112的微控制器518。电路500可以包括HS切换(即，脉冲发生)电源502。HS切换电源502的第一端子(例如，正极)可以联接至BJT 504(例如，NPN BJT)的基极端子，而HS切换电源502的第二端子(例如，负极)可以联接至地。BJT 504的发射极端子可以联接至地，而集电极端子可以联接至第一介电测量接触点514。第二介电测量接触点512可以经由电阻器508和感应器510联接至电源506的第一端子(例如，正极)。在某些实施例中，电路500可以用于测量第一和第二介电测量接触点514、512之间的介电常数。在再一些实施例中，介电传感器(未示出)可以在第一和第二介电测量接触点514、512之间联接至电路400。电源506的第二端子(例如，负极)可以联接至地。微控制器518的第一输入端可以联接至电源406的第一端子。微控制器的第二输入端可以经由感应器520和电阻器522而联接至地。微控制器518的第三输入端可以联接至地。
[0057]电源506的第一端子可以经由电阻器526联接至运算放大器516的非倒相输入端。运算放大器516的倒相输入端可以联接至电阻器508与感应器510之间的点。运算放大器516的输出端可以联接至微控制器518的第四输入端。基于在第一和第二介电测量接触点514、512之间测得的介电，电路500可以构造成检测电池系统102中的液体冷却剂的泄漏并致动阀112 (例如，经由开关、电磁线圈或者类似物)，由此排出液体冷却剂并减轻对电池系统102的损坏。在再一些实施例中，电路500可以构造成确定电池系统102中的液体溶液泄漏是液体冷却剂还是水冷凝物，并基于检测到的溶液类型来采取某些行动。
[0058]图6示出了与本文所公开的实施例一致的用于防止由冷却剂泄露引起的电池系统102损坏的另一示例性方法600的流程图。可以至少部分地使用阀112、冷却剂泄漏传感器114和冷却剂泄漏检测系统116来进行所示方法600。在某些实施例中，可以使用包含作为冷却剂泄漏传感器114的介电传感器和用于致动阀112的微控制器的电路(例如，如图4和图5所示)，来进行方法600。处步骤602，可以启动被包括在电容传感器中的HS切换(即，脉冲发生)动力源。在步骤604，可以监视和/或记录被包括在实施方法600的电路中的运算放大器(例如，图4所示的运算放大器416和图5所示的运算放大器516)的输出。在某些实施例中，可以对于一个或多个预定周期来监视和/或记录该输出。
[0059]在步骤608，可以计算所监视和/或记录的输出的积分和/或微分。在步骤610，可以将该计算的结果与一个或多个预定阈值(例如，存储在表中的阈值)进行比较。例如，在步骤612，可以确定计算的结果是否超过一个或多个预定阈值。如果阈值未被超过，则在步骤614，可以确定在电池系统102中不存在液体冷却剂泄漏。如果阈值被超过，则在步骤616，可以确定在电池系统102中存在液体冷却剂泄漏，从而微控制器可以发出阀致动控制信号。该控制信号可以使阀112被致动(例如，经由开关、电磁线圈或者类似物)，由此排出电池系统102中的泄露液体冷却剂，并减轻对电池系统102的损坏。
[0060]图7示出了在多个温度(每个温度与单独的曲线704对应)的处于150m静电单位的示例性介电常数曲线704的曲线图。轴700表示与本文所公开实施例一致的在水溶液中按重量计处于各种百分比(即，轴702)的乙二醇的介电常数。如上所述，本文所公开的系统和方法可以采用介电常数传感器作为冷却剂泄漏传感器114，来确定是否在电池系统102中已发生了液体冷却剂泄漏。在某些实施例中，冷却剂泄漏传感器114可以确定所测得的介电常数是否处于表明液体冷却剂泄漏的一个或多个阈值之下、之内和/或之上。例如，图7所示的介电常数曲线704可以被采用来确定一个或多个阈值，所述一个或多个阈值是在使用本文所公开的系统和方法来检测是否发生了包含乙二醇的液体冷却剂泄漏和/或区分液体冷却剂泄漏与水冷凝时所使用的阈值。
[0061]在某些实施例中，可以使用一个或多个计算机系统来至少部分地实施本文所公开的系统和方法。例如，可以使用计算机系统来实施冷却剂泄漏检测系统116的某些特征和功能。本文所公开的系统和方法在本质上不与任何特定计算机或者其它设备有关，并且可以通过硬件、软件和/或固件的适当组合来实施。软件实施可以包括一个或多个计算机程序，所述一个或多个计算机程序包括可执行代码/指令，所述可执行代码/指令在被处理器执行时能够使处理器执行至少部分地通过可执行指令限定出的方法。计算机程序可以以包括编译语言或者解释型语言在内的任何形式的编程语言写成，并且可以以任何形式部署，包括作为独立程序或者作为模块、部件、子例程或者适合于在计算环境中使用的其它单元。此外，计算机程序可以部署成在一个计算机上或者在多个计算机上执行，所述多个计算机位于一个场所或者分布在多个场所并通过通讯网络互连。软件实施例可以实施为计算机程序产品，所述计算机程序产品包括构造成存储计算机程序和指令的非短暂性存储介质，所述计算机程序和指令在被处理器执行时，构造成使处理器履行根据指令的方法。在某些实施例中，非短暂性存储介质可以呈能够在非短暂性存储介质上存储处理器可读指令的任何形式。非短暂性存储介质可以实施为光盘(CD)、数字视频盘(DVD)、磁带、柏努利驱动器、磁盘、穿孔卡、快闪存储器、集成电路或者任何其它的非短暂性数字处理设备存储装置。
[0062]虽然前面以一定详情进行了描述以达到清楚的目的，但是应该明了的是可以在不背离其原则的情况下做出某些变化和修改。例如，在某些实施例中，冷却剂泄漏传感器114可以构造成包含冷却剂泄漏检测系统116的某些特征和/或功能，并且可以直接与阀112交接。相似地，冷却剂泄漏检测系统116、冷却剂泄漏传感器114和/或阀112的某些特征可以以任何适当的构造或者组合来构造和/或组合。此外，本文所公开的某些系统和/或方法可以被采用于不被包括在车辆中的液体冷却电池系统(例如，备用电源电池系统等)中。应指出的是，存在许多可供选择的方法来实施本文所描述的程序和设备。因此，所提出的实施例应被看作是示例性的而不是限制性的，并且本发明并不局限于本文所给出的细节，而是可以在所附权利要求书的范围和等同方案内修改。
[0063]已参考各种实施例描述了前述说明。然而，本领域的技术人员将理解的是，在不背离本公开的范围的情况下，可以做出各种修改和变化。例如，基于特定应用或者考虑到与系统的操作相关联的任意数量的成本函数，可以以替代方法实施各种操作步骤以及用于执行操作步骤的部件。因此，所述步骤中的任一个或多个步骤可以被删除、修改或者与其它步骤组合。此外，本公开应被看作是示例性而不是限制性的意味，从而所有这种修改都旨在被包括在本公开的范围内。同样，以上已相对于各种实施例描述了好处、其它优点和问题的解决方案。然而，这些好处、优点、问题的解决方案以及可能使任何好处、优点或者解决方案发生或变得更显著的任何要素都不应解释为是关键的、所需的或者至关重要的特征或者要素。
[0064]如本文所使用的，术语“包含”和“包括”及其任何其它变型都旨在覆盖非排他性的包括，使得包含一系列组成要素的工艺、方法、制品或者设备不只包括这些组成要素，而是还可以包括这种工艺、方法、系统、制品或者设备未明确列出或者固有的其它组成要素。此夕卜，如本文所使用的，术语“联接”及其任何其它变型都旨在覆盖物理连接、电连接、磁性连接、光学连接、通信连接、功能连接和/或任何其它连接。
[0065]本领域的技术人员应该理解的是，可以在不背离本发明的基本原理的情况下，对上述实施例的细节做出许多变化。本发明的范围因此应该只由后附权利要求书确定。
【权利要求】
1.一种用于减轻由液体溶液在电池系统中的存在而导致的损坏的系统，包括: 第一液体溶液传感器； 液体溶液检测系统，其通信地联接至所述第一液体溶液传感器，其构造成基于由所述第一液体溶液传感器提供的信息检测液体溶液在所述电池系统中的存在；和 第一阀，其通信地联接至所述液体溶液检测系统，其构造成基于所述液体溶液检测系统检测到在所述电池系统中存在液体溶液而被致动。
2.如权利要求1所述的系统，其中，所述液体溶液包括液体冷却剂溶液。
3.如权利要求2所述的系统，其中，所述液体冷却剂溶液包括乙二醇溶液。
4.如权利要求2所述的系统，其中，所述液体冷却剂溶液包括Dex-cool?溶液。
5.如权利要求1所述的系统，其中，所述液体溶液包括水冷凝物溶液。
6.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一液体溶液传感器包括介电传感器。
7.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一液体溶液传感器包括电容传感器。
8.如权利要求1所述的系统，其中，所述第一液体溶液传感器包括电阻传感器。
9.如权利要求1所述的系统，进一步包括: 第二液体溶液传感器，其通信地联接至所述液体溶液检测系统， 其中，所述液体溶液检测系统进一步构造成基于由所述第二液体溶液泄漏传感器提供的信息来检测液体溶液在所述电池系统中的存在的发生。
10.一种用于减轻由液体溶液在电池系统中的存在而导致的损坏的方法，包括: 从设置于所述电池系统中的液体溶液传感器接收测量信息； 基于所述测量信息确定在所述电池系统中液体溶液的存在；和 基于所述确定致动构造成允许所述液体溶液从所述电池系统排出的阀。
【文档编号】H01M10/6567GK103538489SQ201310299713
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年7月17日 优先权日:2012年7月17日
【发明者】H.K.弗勒姆, M.H.阿布德埃尔哈米德, A.C.布伦斯, A.J.纳莫, M.S.甘地, R.D.德雷克斯勒 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司