СИСТЕМА ДЕТЕКТИРОВАНИЯ НЕИСПРАВНОСТИ АККУМУЛЯТОРА И СПОСОБ ДЕТЕКТИРОВАНИЯ НЕИСПРАВНОСТИ АККУМУЛЯТОРА ДЛЯ АККУМУЛЯТОРНОГО БЛОКА Российский патент 2015 года по МПК H02J7/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

[0001] Данное изобретение относится к системе детектирования неисправности аккумулятора и к способу детектирования неисправности аккумулятора для аккумуляторного блока, и в частности, к системе детектирования неисправности аккумулятора и к способу детектирования неисправности аккумулятора для аккумуляторного блока электромобиля.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] В последнее время в связи с усугублением проблемы глобального потепления многие страны начинают проводить политику сокращения количества выбросов диоксида углерода. В современной окружающей среде выбросы диоксида углерода транспортными средствами составляют около четверти общего количества выбросов диоксида углерода. Как известно, большинство современных транспортных средств приводятся в движение двигателями внутреннего сгорания. Транспортные средства, приводимые в движение двигателями внутреннего сгорания, будут постепенно вытесняться электромобилями.

[0003] Электромобиль является одним из типичных изделий промышленности, в которой внедряются природосберегающие технологии использования энергии. Однако при использовании электромобиля все еще остаются некоторые недостатки. Например, во время движения электромобиля его аккумуляторный блок может быть подвержен самовозгоранию. Поскольку аккумуляторный блок закреплен в кузове электромобиля, если аккумуляторный блок неисправен или подвергается самовозгоранию, то единственным способом уменьшения повреждений и ущерба является использование огнетушителя. Если происходит аварийное возгорание, то водитель может лишь погасить огонь внутри рабочего пространства электромобиля, но не может избавиться от опасных факторов. Более того, если огонь не может быть полностью погашен с помощью системы пожаротушения, остающийся огонь может усугубить аварийную ситуацию и создать угрозу безопасности пассажиров. Вследствие вышеупомянутых недостатков многие люди не доверяют электромобилям. Как правило, самовозгорание вызывается аккумуляторным блоком. В процессе разрядки аккумуляторный блок, в силу естественных причин, вырабатывает тепло. Кроме того, во время движения электромобиля аккумуляторный блок может разряжаться неправильно или может претерпеть короткое замыкание вследствие многих факторов. Несмотря на то, что изготовители постоянно прилагают усилия для совершенствования аккумуляторных блоков или их компонентов, явление выделения теплоты в процессе разрядки аккумулятора является неизбежным.

[0004] Таким образом, существует потребность в обеспечении системы детектирования неисправности аккумулятора и способа детектирования неисправности аккумулятора для электромобиля с целью уменьшения риска самовозгорания и повышения безопасности.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] Данное изобретение обеспечивает систему детектирования неисправности аккумулятора и способа детектирования неисправности аккумулятора для электромобиля для снижения опасности самовозгорания аккумуляторного блока, повышения безопасности пассажиров и снижения стоимости аккумуляторного блока.

[0006] Согласно одному аспекту данного изобретения предложена система детектирования неисправности аккумулятора для электромобиля. Система детектирования состояния аккумулятора содержит блок электропитания, дисплейный блок, аккумуляторный блок, блок защиты, блок детектирования, и блок управления. Дисплейный блок соединен с блоком электропитания. Аккумуляторный блок используется в качестве основного источника питания электромобиля. Блок защиты соединен с аккумуляторным блоком и блоком электропитания. Блок детектирования соединен с аккумуляторным блоком и блоком электропитания и предназначен для детектирования неисправности аккумуляторного блока. Если аккумуляторный блок неисправен, то блок детектирования генерирует по меньшей мере один сигнал обратной связи. Блок управления соединен с блоком детектирования, блоком электропитания, дисплейным блоком и блоком защиты и предназначен для получения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи. Согласно результату сравнения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи с по меньшей мере с одним заданным значением по умолчанию блок управления генерирует сигнал уровня неисправности для дисплейного блока и блока защиты. Блок защиты выборочно активируется для управления работой аккумуляторного блока согласно сигналу уровня неисправности. Более того, на дисплейном блоке отображается предупреждающее сообщение согласно сигналу уровня неисправности.

[0007] Согласно другому аспекту данного изобретения предложен способ детектирования неисправности аккумулятора для электромобиля. Электромобиль содержит аккумуляторный блок, дисплейный блок и блок защиты. Способ детектирования неисправности аккумулятора включает в себя по меньшей мере следующие этапы. Этап (а) детектирования состояния аккумуляторного блока. Если аккумуляторный блок неисправен, то генерируется по меньшей мере один сигнал обратной связи. Этап (b) генерации сигнала уровня неисправности согласно результату сравнения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи с по меньшей мере одним заданным значением по умолчанию. Этап (с) отображения на дисплейном блоке предупреждающего сообщения согласно сигналу уровня неисправности. Этап (d) выборочной активации блока защиты для управления работой аккумуляторного блока согласно сигналу уровня неисправности.

[0008] Вышеупомянутая сущность данного изобретения станет более понятна среднему специалисту в области техники после рассмотрения нижеследующего подробного описания и приложенных чертежей, на которых:

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0009] Фиг. 1 - функциональная схема, поясняющая систему детектирования неисправности аккумулятора согласно варианту осуществления данного изобретения;

[0010] Фиг. 2А - блок-схема, поясняющая способ детектирования неисправности аккумулятора согласно варианту осуществления данного изобретения;

[0011] Фиг. 2В - блок-схема, поясняющая процесс принятия экстренных мер при аварийной ситуации первого уровня в аккумуляторном блоке, показанном на фиг. 1;

[0012] Фиг. 2С - блок-схема, поясняющая процесс принятия экстренных мер при аварийной ситуации второго уровня в аккумуляторном блоке, показанном на фиг. 1; и

[0013] Фиг. 2D - блок-схема, поясняющая процесс принятия экстренных мер при аварийной ситуации третьего уровня в аккумуляторном блоке, показанном на фиг. 1.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0014] Данное изобретение описано ниже более подробно со ссылками на приведенные ниже варианты осуществления. Следует заметить, что приведенное ниже описание предпочтительных вариантов осуществления данного изобретения представлено исключительно для иллюстрации. Данное описание не следует считать исчерпывающим или предназначенным для ограничения точной формы раскрываемых изобретений.

[0015] На фиг. 1 показана функциональная схема, поясняющая систему детектирования неисправности аккумулятора согласно варианту осуществления данного изобретения. Система 1 детектирования неисправности аккумулятора применяется в электромобиле. Как показано на фиг. 1, система 1 детектирования неисправности аккумулятора содержит аккумуляторный блок 11, блок 12 детектирования, блок 13 управления, блок 14 электропитания, дисплейный блок 15, блок 16 защиты, блок 17 передачи аварийных сигналов, блок 18 ввода и блок 19 памяти. Аккумуляторный блок 11 является съемным аккумуляторным блоком и установлен в аккумуляторном ящике (не показан). Аккумуляторный блок 11 используется в качестве основного источника энергии электромобиля. Блок 14 электропитания является независимым источником энергии. Например, блок 14 электропитания представляет собой источник питания с напряжением 12В, источник питания с напряжением 24В или резервный источник питания (например, свинцово-кислотный аккумулятор). Блок 14 электропитания соединен с блоком 12 детектирования, блоком 13 управления, дисплейным блоком 15 и блоком 16 защиты. Блок 14 электропитания используется для питания блока 12 детектирования, блока 13 управления, дисплейного блока 15 и блока 16 защиты. Следовательно, в случае неисправности аккумуляторного блока 11 система 1 детектирования неисправности аккумулятора может нормально работать, получая питание от блока 14 электропитания.

[0016] Дисплейный блок 15 соединен с блоком 14 электропитания и блоком 13 управления. В случае неисправности аккумуляторного блока 11 блок 13 управления передает сигнал уровня неисправности. В ответ на сигнал уровня неисправности на дисплейном блоке 15 отображается предупреждающее сообщение для уведомления водителя электромобиля и его инструктирования о порядке принятия экстренных мер. Пользователь может ввести через блок 18 ввода по меньшей мере одно заданное значение по умолчанию и сохранить это, по меньшей мере одно, заданное значение по умолчанию в блоке 19 памяти. Например, по меньшей мере одно заданное значение по умолчанию представляет собой значение по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока 11, значение по умолчанию концентрации дыма в аккумуляторном ящике и значение по умолчанию внутренней температуры аккумуляторного ящика. Блок 17 передачи аварийных сигналов соединен с блоком 13 управления и блоком 14 электропитания. Если блок 13 управления детектирует, что аккумуляторный блок 11 неисправен, то блок 13 управления передает сигнал уровня неисправности к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи.

[0017] Согласно фиг. 1, блок 16 защиты соединен с аккумуляторным блоком 11 и блоком 14 электропитания. Блок 16 защиты содержит средство 161 противопожарной защиты и извлекающее средство 162. Средство 161 противопожарной защиты расположено внутри аккумуляторного ящика и соединено с блоком 14 электропитания и блоком 13 управления. Извлекающее средство 162 соединено с блоком 14 электропитания и блоком 13 управления.

[0018] Блок 12 детектирования соединен с аккумуляторным блоком 11 и блоком 14 электропитания для детектирования неисправности аккумуляторного блока 11. В случае неисправности аккумуляторного блока 11 блок 12 детектирования передает по меньшей мере один сигнал обратной связи. В этом варианте осуществления блок 12 детектирования содержит датчик 121 дыма, датчик 122 температуры и блок 123 управления аккумулятором. Блок 123 управления аккумулятором соединен с аккумуляторным блоком 11 и блоком 13 управления для определения рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока 11. Если блок 123 управления аккумулятором детектирует, что рабочая температура или рабочий ток аккумуляторного блока 11 являются аномальными, то блок 123 управления аккумулятором подает соответствующий сигнал обратной связи к блоку 13 управления. Например, если цепь детектирования детектирует, что рабочая температура аккумуляторного блока 11 достигает 90°C, то блок 123 управления аккумулятором подает сигнал обратной связи, соответствующий неисправному состоянию, к блоку 13 управления.

[0019] Датчик 121 дыма соединен с аккумуляторным блоком 11, блоком 14 электропитания и блоком 13 управления для детектирования концентрации дыма внутри аккумуляторного ящика, где установлен аккумуляторный блок 11. Если датчик 121 дыма детектирует, что в аккумуляторном ящике есть дым, то датчик 121 дыма подает сигнал обратной связи, соответствующий неисправному состоянию, к блоку 13 управления. Примерный датчик 122 температуры содержит, но не как ограничение, датчик инфракрасного излучения. Датчик 122 температуры также соединен с аккумуляторным блоком 11, блоком 14 электропитания и блоком 13 управления для детектирования внутренней температуры аккумуляторного блока. Если датчик 122 температуры детектирует, что внутренняя температура аккумуляторного блока является аномальной, то датчик 122 температуры подает сигнал обратной связи, соответствующий неисправному состоянию, к блоку 13 управления. Например, если датчик 122 температуры детектирует, что внутренняя температура аккумуляторного ящика превышает 85°C в течение по меньшей мере 5 секунд, то датчик 122 температуры подает сигнал обратной связи, соответствующий неисправному состоянию, к блоку 13 управления.

[0020] Согласно фиг. 1 блок 13 управления соединен с блоком 12 детектирования, блоком 14 электропитания, дисплейным блоком 15 и блоком 16 защиты. Блок 13 управления может получать по меньшей мере один сигнал обратной связи от датчика 121 дыма, датчика 122 температуры и блока 123 управления аккумулятором блока 12 детектирования и сравнивать упомянутый по меньшей мере один сигнал обратной связи с по меньшей мере одним заданным значением по умолчанию. Согласно результату сравнения блок 13 управления генерирует соответствующий сигнал уровня неисправности. В частности, согласно упомянутому по меньшей мере одному сигналу обратной связи и результату сравнения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи с соответствующим заданным значением по умолчанию блок 13 управления может установить уровень аварийной ситуации аккумуляторного блока 11. Далее, сигнал уровня неисправности передается от блока 13 управления к дисплейному блоку 15, блоку 16 защиты и блоку 17 передачи аварийных сигналов. Согласно сигналу уровня неисправности блок 16 защиты может управлять работой аккумуляторного блока 11. Согласно сигналу уровня неисправности на дисплейном блоке 15 отображается предупреждающее сообщение для уведомления водителя электромобиля и его инструктирования о порядке принятия экстренных мер. Более того, сигнал уровня неисправности передается от блока 17 передачи аварийных сигналов к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи для уведомления центра управления электромобилем о наличии в электромобиле состояния неисправности. При таких обстоятельствах обслуживающий рабочий может принимать экстренные меры.

[0021] В системе 1 детектирования неисправности аккумулятора по данному изобретению аварийные ситуации классифицируются на аварийную ситуацию первого уровня, аварийную ситуацию второго уровня и аварийную ситуацию третьего уровня. Следует отметить, что подход к классификации аварийных ситуаций может быть изменен согласно практическим потребностям.

[0022] В первой ситуации сигналы обратной связи получены от датчика 121 дыма, датчика 122 температуры и блока 123 управления аккумулятором. После того, как блоком 13 управления получен сигнал обратной связи от датчика 121 дыма, блок 13 управления может сравнить сигнал обратной связи от датчика 121 дыма со значением по умолчанию концентрации дыма, которое сохранено в блоке 19 памяти. После того, как блоком 13 управления получен сигнал обратной связи от датчика 122 температуры, блок 13 управления может сравнить сигнал обратной связи от датчика 122 температуры со значением по умолчанию внутренней температуры аккумуляторного ящика, которое сохранено в блоке 19 памяти. После того, как блоком 13 управления получен сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором, блок 13 управления может сравнить сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором со значением по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока 11, которое сохранено в блоке 19 памяти. Если результат сравнения показывает, что в аккумуляторном ящике присутствует дым, что внутренняя температура аккумуляторного ящика превышает значение по умолчанию внутренней температуры аккумуляторного ящика, и рабочая температура или рабочий ток аккумуляторного блока 11 превышают значение по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока, то блок 13 управления делает заключение о том, что имеет место аварийная ситуация первого уровня. Другими словами, аккумуляторный блок 11 подвергается опасности самовозгорания. При этих обстоятельствах блок 13 управления может активировать средство 161 противопожарной защиты блока 16 защиты для тушения аккумуляторного блока 11 и активирует извлекающее средство 162 блока 16 защиты для извлечения части аккумуляторного блока 11 из аккумуляторного ящика. Таким образом, обеспечивается электрическое отсоединение аккумуляторного блока 11 от аккумуляторного ящика. В то же время, согласно сигналу уровня неисправности, соответствующему первому уровню аварийной ситуации, на дисплейном блоке 15 отображается предупреждающее сообщение для уведомления водителя электромобиля и его инструктирования о порядке принятия экстренных мер. Более того, сигнал уровня неисправности передается от блока 17 передачи аварийных сигналов к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи для уведомления центра управления электромобилем о возникновении в электромобиле аварийной ситуации первого уровня.

[0023] Во второй ситуации сигналы обратной связи получены от датчика 121 дыма и блока 123 управления аккумулятором. После того, как блоком 13 управления получен сигнал обратной связи от датчика 121 дыма, блок 13 управления может сравнить сигнал обратной связи от датчика 121 дыма со значением по умолчанию концентрации, которое сохранено в блоке 19 памяти. После того, как блоком 13 управления получен сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором, блок 13 управления может сравнить сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором со значением по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока 11, которое сохранено в блоке 19 памяти. Если результат сравнения показывает, что в аккумуляторном ящике присутствует дым и рабочая температура или рабочий ток аккумуляторного блока 11 превышает значение по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока, то блок 13 управления делает заключение о том, что имеет место аварийная ситуация второго уровня. В то же время, согласно сигналу уровня неисправности, соответствующему аварийному состоянию второго уровня, на дисплейном блоке 15 отображается предупреждающее сообщение для уведомления водителя электромобиля и его инструктирования о порядке принятия экстренных мер. Например, пользователь может вручную открыть аккумуляторный ящик, чтобы проверить аккумуляторный блок 11. Согласно результату проверки, пользователь может определить, активированы ли средство 161 противопожарной защиты и извлекающее средство 162. Более того, сигнал уровня неисправности передается от блока 17 передачи аварийных сигналов к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи для уведомления центра управления электромобилем о возникновении в электромобиле аварийной ситуации второго уровня.

[0024] В третьей ситуации сигнал обратной связи получен только от блока 123 управления аккумулятором. После того, как блоком 13 управления получен сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором, блок 13 управления может сравнить сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором со значением по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока 11, которое сохранено в блоке 19 памяти. Если результат сравнения показывает, что рабочая температура или рабочий ток аккумуляторного блока 11 превышают значение по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока, то блок 13 управления делает заключение о том, что имеет место аварийная ситуация третьего уровня. В то же время, согласно сигналу уровня неисправности, соответствующему аварийному состоянию третьего уровня, на дисплейном блоке 15 отображается предупреждающее сообщение для уведомления водителя электромобиля и его инструктирования о порядке принятия экстренных мер. Например, пользователь может вручную открыть аккумуляторный ящик, чтобы проверить аккумуляторный блок 11. Более того, сигнал уровня неисправности передается от блока 17 передачи аварийных сигналов к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи для уведомления центра управления электромобилем о возникновении в электромобиле аварийной ситуации третьего уровня.

[0025] На фиг. 2A показана блок-схема, поясняющая способ детектирования неисправности аккумулятора согласно варианту осуществления данного изобретения. Согласно фиг. 1 и 2A, способ детектирования неисправности аккумулятора включает в себя следующие этапы. Во-первых, выполняют этап S21 для детектирования неисправности аккумуляторного блока 11. Если аккумуляторный блок 11 неисправен, то генерируют по меньшей мере один сигнал обратной связи. Другими словами, блок 123 управления аккумулятором определяет рабочую температуру или рабочий ток аккумуляторного блока 11. Если блок 123 управления аккумулятором детектирует, что рабочая температура или рабочий ток аккумуляторного блока 11 являются аномальными, то блок 123 управления аккумулятором подает соответствующий сигнал обратной связи к блоку 13 управления. Например, если цепь детектирования детектирует, что рабочая температура аккумуляторного блока 11 достигает 90°C, то блок 123 управления аккумулятором подает сигнал обратной связи, соответствующий состоянию неисправности, к блоку 13 управления. Более того, датчик 121 дыма детектирует концентрацию дыма внутри аккумуляторного ящика. Если датчик 121 дыма детектирует присутствие дыма в аккумуляторном ящике, то датчик 121 дыма подает сигнал обратной связи, соответствующий состоянию неисправности, к блоку 13 управления. Более того, датчик 122 температуры детектирует внутреннюю температуру аккумуляторного ящика. Если датчик 122 температуры детектирует, что внутренняя температура аккумуляторного ящика является аномальной, то датчик 122 температуры подает сигнал обратной связи, соответствующий состоянию неисправности, к блоку 13 управления. Например, если датчик 122 температуры детектирует, что внутренняя температура аккумуляторного ящика превышает 85°C в течение по меньшей мере 5 секунд, то датчик 122 температуры подает сигнал обратной связи, соответствующий состоянию неисправности, к блоку 13 управления.

[0026] Затем на этапе S22 блок 13 управления снова сообщается с датчиком 121 дыма, датчиком 122 температуры и блоком 123 управления аккумулятором и подтверждает получение по меньшей мере одного сигнала обратной связи. Например, если на этапе S21 блоком 13 управления получены сигналы обратной связи от датчика 121 дыма, датчика 122 температуры и блока 123 управления аккумулятором, при этом идентичные сигналы обратной связи от датчика 121 дыма, датчика 122 температуры и блока 123 управления аккумулятором снова получены блоком 13 управления на этапе S22, то блок 13 управления подтверждает получение трех сигналов обратной связи. При этом, если на этапе S21 блоком 13 управления получены сигналы обратной связи от датчика 121 дыма и блока 123 управления аккумулятором, причем идентичные сигналы обратной связи от датчика 121 дыма и блока 123 управления аккумулятором снова получены блоком 13 управления на этапе S22 (то есть блоком 13 управления не получен сигнал обратной связи от датчика 122 температуры), то блок 13 управления подтверждает получение двух сигналов обратной связи. При этом, если на этапе S21 блоком 13 управления получен сигнал обратной связи только от блока 123 управления аккумулятором, причем идентичный сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором снова получен блоком 13 управления на этапе S22 (то есть блоком 13 управления не получены сигналы обратной связи от датчика 121 дыма и от датчика 122 температуры), то блок 13 управления подтверждает получение одного сигнала обратной связи.

[0027] После этапа S22 блок 13 управления сравнивает полученный сигнал (или сигналы) обратной связи с соответствующим(и) заданным значением (или значения) по умолчанию и генерирует соответствующий сигнал уровня неисправности согласно результату сравнения (Этап S23).

[0028] В первой ситуации сигналы обратной связи получены от датчика 121 дыма, датчика 122 температуры и блока 123 управления аккумулятором. Блок 13 управления может сравнить сигнал обратной связи от датчика 121 дыма со значением по умолчанию концентрации, которое сохранено в блоке 19 памяти, сравнить сигнал обратной связи от датчика 122 температуры со значением по умолчанию внутренней температуры аккумуляторного ящика, которое сохранено в блоке 19 памяти, и сравнить сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором со значением по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока 11, которое сохранено в блоке 19 памяти. Если результат сравнения показывает, что в аккумуляторном ящике есть дым, внутренняя температура аккумуляторного ящика превышает значение по умолчанию внутренней температуры аккумуляторного ящика и рабочая температура или рабочий ток аккумуляторного блока 11 превышают значение по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока, то блок 13 управления делает заключение о том, что имеет место аварийная ситуация первого уровня.

[0029] Во второй ситуации сигналы обратной связи получены от датчика 121 дыма и блока 123 управления аккумулятором. Блок 13 управления может сравнить сигнал обратной связи от датчика 121 дыма со значением по умолчанию концентрации, которое сохранено в блоке 19 памяти, и сравнить сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором со значением по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока 11, которое сохранено в блоке 19 памяти. Если результат сравнения показывает, что в аккумуляторном ящике есть дым и рабочая температура или рабочий ток аккумуляторного блока 11 превышает значение по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока, то блок 13 управления делает заключение о том, что имеет место аварийная ситуация второго уровня.

[0030] В третьей ситуации сигнал обратной связи получен только от блока 123 управления аккумулятором. Блок 13 управления может сравнить сигнал обратной связи от блока 123 управления аккумулятором со значением по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока 11, которое сохранено в блоке 19 памяти. Если результат сравнения показывает, что рабочая температура или рабочий ток аккумуляторного блока 11 превышают значение по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока, то блок 13 управления делает заключение о том, что имеет место аварийная ситуация третьего уровня.

[0031] После того, как под управлением блока 13 управления установлен уровень аварийной ситуации аккумуляторного блока 11, на дисплейном блоке 15 отображается предупреждающее сообщение для уведомления водителя электромобиля и для его инструктирования о порядке принятия экстренных мер. Например, предупреждающее сообщение может проинструктировать водителя остановить электромобиль на обочине или в безопасном месте (Этап S24). Далее, согласно уровню аварийной ситуации, установленному блоком 13 управления, принимают соответствующие экстренные меры (Этап S25).

[0032] В системе 1 детектирования неисправности аккумулятора по данному изобретению состояния неисправности классифицированы на состояние неисправности первого уровня, состояние неисправности второго уровня и состояние неисправности третьего уровня. Далее со ссылками на фиг. 2В, 2С и 2D пояснены процессы принятия экстренных мер при различных состояниях неисправности.

[0033] На фиг. 2В показана блок-схема, поясняющая процесс принятия экстренных мер при аварийной ситуации первого уровня в аккумуляторном блоке, показанном на фиг. 1. При возникновении аварийной ситуации первого уровня в аккумуляторном блоке 11 аккумуляторный блок 11 подвергается самовозгоранию. Под управлением блока 13 управления сигнал уровня неисправности, соответствующий аварийной ситуации первого уровня, автоматически передается от блока 17 передачи аварийных сигналов к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи (Этап S2511). Таким образом, центр управления электромобилем может вызвать обслуживающего рабочего, который будет лично заниматься ремонтом и обслуживанием аккумуляторного блока. Кроме того, блок 13 управления активирует средство 161 противопожарной защиты блока 16 защиты для тушения аккумуляторного блока 11 (Этап S2512) и активирует извлекающее средство 162 блока 16 защиты для извлечения части аккумуляторного блока 11 из аккумуляторного ящика так, чтобы обеспечить электрическое отсоединение аккумуляторного блока 11 от аккумуляторного ящика (Этап S2513).

[0034] Более того, в случае возникновения аварийной ситуации первого уровня блок 13 управления может осуществлять посекундный обратный отсчет времени (обратный отсчет времени от 5 секунд), чтобы показывать время, оставшееся до отключения аккумуляторного блока 11, активации средства 161 противопожарной защиты и активации извлекающего средства 162. Соответственно, водитель может понять последующие состояния. Если аккумуляторный блок 11 отключается блоком 13 управления, водитель не может непосредственно остановить электромобиль. Так как последующие состояния понятны пользователю, водитель может остановить электромобиль при использовании остаточной скорости электромобиля или использовать систему резервного питания для приведения в действие системы двигателя электромобиля.

[0035] На фиг. 2С показана блок-схема, поясняющая процесс принятия экстренных мер при аварийной ситуации второго уровня в аккумуляторном блоке, показанном на фиг. 1. При возникновении под управлением блока 13 управления аварийной ситуации второго уровня в аккумуляторном блоке 11 сигнал уровня неисправности, соответствующий аварийной ситуации второго уровня, автоматически передается от блока 17 передачи аварийных сигналов к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи (Этап S2521). Таким образом, центр управления электромобилем может вызвать обслуживающего рабочего, который будет лично заниматься ремонтом и обслуживанием аккумуляторного блока. Затем, согласно экстренным мерам, отображаемым на дисплейном блоке 15, пассажиры могут быть эвакуированы в безопасное место (Этап S2522). Пользователь может вручную открыть аккумуляторный ящик, чтобы проверить, подвергается ли аккумуляторный блок 11 самовозгоранию (Этап S2523). Если аккумуляторный блок 11 не подвергается самовозгоранию, это означает, что аккумуляторный блок 11 может иметь неисправность. В то же время водитель может вручную активировать извлекающее средство 162 для извлечения части аккумуляторного блока 11 из аккумуляторного ящика, чтобы обеспечить электрическое отсоединение аккумуляторного блока 11 от аккумуляторного ящика (Этап S2524). Например, после активации извлекающего средства 162 из аккумуляторного ящика извлекается одна четвертая часть аккумуляторного блока 11. При этом электрические контакты аккумуляторного блока 11 и соответствующие электрические контакты электромобиля отсоединяются друг от друга, и таким образом электрическое соединение между аккумуляторным блоком 11 и аккумуляторным ящиком разрывается. После этого водитель может ожидать обслуживающего рабочего, который будет лично заниматься ремонтом и обслуживанием аккумуляторного блока (Этап S2525).

[0036] С другой стороны, если аккумуляторный блок 11 подвергается самовозгоранию, водитель может вручную активировать средство 161 противопожарной защиты блока 16 защиты для тушения аккумуляторного блока 11 (Этап S2526), после чего водитель может вручную активировать извлекающее средство 162 для извлечения части аккумуляторного блока 11 из аккумуляторного ящика, чтобы обеспечить электрическое отсоединение аккумуляторного блока 11 от аккумуляторного ящика (Этап S2527). После этого водитель может ожидать обслуживающего рабочего, который будет лично заниматься ремонтом и обслуживанием аккумуляторного блока (Этап S2525).

[0037] На фиг. 2D показана блок-схема, поясняющая процесс принятия экстренных мер при аварийной ситуации третьего уровня в аккумуляторном блоке, показанном на фиг. 1. При возникновении под управлением блока 13 управления аварийной ситуации третьего уровня в аккумуляторном блоке 11 сигнал уровня неисправности, соответствующий аварийной ситуации третьего уровня, автоматически передается от блока 17 передачи аварийных сигналов к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи (Этап S2531). Таким образом, центр управления электромобилем может вызвать обслуживающего рабочего, который будет лично заниматься ремонтом и обслуживанием аккумуляторного блока. Затем, согласно экстренным мерам, отображаемым на дисплейном блоке 15, пассажиры могут быть эвакуированы в безопасное место (Этап S2532). Пользователь может вручную открыть аккумуляторный ящик, чтобы проверить аккумуляторный блок 11 (Этап S2533). Затем, водитель оценивает, может ли он самостоятельно осуществить поиск и устранение неисправностей (Этап S2534). Если процедура поиска и устранения неисправностей не может быть выполнена водителем, то водитель может ожидать обслуживающего рабочего, который будет лично заниматься ремонтом и обслуживанием аккумуляторного блока (Этап S2535). С другой стороны, если процедура поиска и устранения неисправностей может быть выполнена водителем, то водитель может приступить непосредственно к выполнению процедуры поиска и устранения неисправностей и восстановить систему (Этап S2536). После этого электромобиль можно перегнать к станции обслуживания для его ремонта и дальнейшей проверки.

[0038] Согласно способу детектирования неисправности аккумулятора по данному изобретению аварийные ситуации классифицируются на аварийную ситуацию первого уровня, аварийную ситуацию второго уровня и аварийную ситуацию третьего уровня. Меры, которые будут приняты в аварийных ситуациях разных уровней, используются для защиты пассажиров и уменьшения ущерба. При возникновении в аккумуляторном блоке 11 аварийной ситуации третьего уровня водитель может быть своевременно предупрежден о неисправности аккумуляторного блока 11. Следовательно, водитель может своевременно принять соответствующие меры для уменьшения ущерба. При возникновении в аккумуляторном блоке 11 аварийной ситуации второго уровня водитель может своевременно понять состояние неисправности или своевременно принять соответствующие меры для спасения аккумуляторного блока 11. Так как стоимость аккумуляторного блока 11 очень высока, ущерб может быть уменьшен в значительной степени. При возникновении в аккумуляторном блоке 11 аварийной ситуации первого уровня аккумуляторный блок 11 возможно подвергается самовозгоранию. Чтобы спасти пассажиров и электромобиль или дорогостоящую систему двигателя у водителя нет никакого выбора, кроме как пожертвовать аккумуляторным блоком 11 во избежание увеличения степени повреждений и ущерба. Система детектирования неисправности аккумулятора и способ детектирования неисправности аккумулятора по данному изобретению могут применяться в составе системе защиты электромобиля. Более того, аккумуляторный блок может быть аккумуляторным блоком последовательного типа или аккумуляторным блоком параллельного типа.

[0039] Согласно вышеприведенному описанию данное изобретение обеспечивает систему детектирования неисправности аккумулятора и способ детектирования неисправности аккумулятора. Если блок детектирования детектирует, что аккумуляторный блок неисправен, то модуль детектирования генерирует по меньшей мере один сигнал обратной связи. Согласно результату сравнения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи с по меньшей мере одним заданным значением по умолчанию блок управления генерирует и передает сигнал уровня неисправности к дисплейному блоку и блоку защиты. Согласно сигналу уровня неисправности блок защиты активируется для принятия мер по защите аккумуляторного блока, при этом на дисплейном блоке отображается предупреждающее сообщение, соответствующее сигналу уровня неисправности. Таким образом, даже если аккумуляторный блок подвергается самовозгоранию, пассажиры могут быть эффективно защищены. Более того, поскольку водитель может быть своевременно предупрежден о неисправности аккумуляторного блока, водитель может своевременно принять соответствующие меры для уменьшения ущерба. Другими словами, стоимость аккумуляторного блока может быть уменьшена. Согласно вышеприведенному описанию система детектирования неисправности аккумулятора и способ детектирования неисправности аккумулятора по данному изобретению имеют промышленное значение.

[0040] Хотя изобретение описано на примере самых практичных и предпочтительных, как это представляется на данный момент, вариантов осуществления изобретения, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытыми вариантами осуществления. Напротив, предполагается, что объем правовой охраны изобретения покрывает самые различные модификации и подобные конструктивные исполнения, находящиеся в объеме приложенной формулы изобретения, которая должна интерпретироваться в самом широком смысле, как охватывая все такие модификации и конструктивные исполнения.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам контроля аккумуляторных батарей. Технический результат - обеспечение детектирования состояния аккумуляторного блока и управления им, когда аккумуляторный блок неисправен, что может предотвратить получение травмы. Раскрыта система и способ детектирования неисправности для аккумуляторного блока, которые используются в электромобиле. Система детектирования неисправности содержит: блок электропитания; дисплейный блок, соединенный с блоком электропитания; аккумуляторный блок; блок защиты, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком электропитания; блок детектирования, который может генерировать по меньшей мере один сигнал обратной связи, когда аккумуляторный блок работает неисправно; а также блок управления, соединенный с блоком детектирования, блоком электропитания, дисплейным блоком и блоком защиты. Блок управления может принимать упомянутый по меньшей мере один сигнал обратной связи, сравнивать его с по меньшей мере одним заданным значением по умолчанию и генерировать сигнал уровня неисправности. Блок защиты управляет работой аккумуляторного блока на основе сигнала уровня неисправности, а дисплейный блок отображает предупреждающее сообщение о неисправности на основе сигнала уровня неисправности. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Система детектирования неисправности аккумулятора для электромобиля, содержащая:
блок электропитания;
дисплейный блок, соединенный с блоком электропитания;
аккумуляторный блок, используемый в качестве основного источника питания электромобиля;
блок защиты, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком электропитания;
блок детектирования, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком электропитания и предназначенный для детектирования состояния аккумуляторного блока, причем блок детектирования выполнен с возможностью генерирования по меньшей мере одного сигнала обратной связи, если аккумуляторный блок неисправен; и
блок управления, соединенный с блоком детектирования, блоком электропитания, дисплейным блоком и блоком защиты и предназначенный для получения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи, причем блок управления конфигурирован для генерирования сигнала неисправности для дисплейного блока и блока защиты согласно результату сравнения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи с по меньшей мере одним заданным значением по умолчанию, что обеспечивает возможность выборочной активации блока защиты для управления работой аккумуляторного блока согласно сигналу неисправности, и отображения на дисплейном блоке предупреждающего сообщения согласно сигналу неисправности;
причем блок защиты содержит средство противопожарной защиты, соединенное с блоком электропитания и блоком управления и расположенное внутри аккумуляторного ящика, при этом средство противопожарной защиты выполнено с возможностью тушения аккумуляторного блока, если аккумуляторный блок подвергся самовозгоранию.

2. Система по п. 1, в которой аккумуляторный блок является съемным аккумуляторным блоком.

3. Система по п. 1, дополнительно содержащая блок передачи аварийных сигналов, соединенный с блоком управления и блоком электропитания, при этом сигнал неисправности передается от блока передачи аварийных сигналов к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи данных.

4. Система по п. 1, в которой блок детектирования содержит блок управления аккумулятором, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком управления и предназначенный для определения рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока.

5. Система по п. 4, в которой аккумуляторный блок установлен внутри аккумуляторного ящика, причем блок детектирования дополнительно содержит датчик дыма, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком управления и предназначенный для определения концентрации дыма внутри аккумуляторного ящика.

6. Система по п. 5, в которой блок детектирования дополнительно содержит датчик температуры, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком управления и предназначенный для определения внутренней температуры аккумуляторного ящика.

7. Система по п. 6, дополнительно содержащая блок ввода и блок памяти, причем упомянутое по меньшей мере одно заданное значение по умолчанию вводят посредством блока ввода и упомянутое по меньшей мере одно заданное значение по умолчанию сохраняют в блоке памяти.

8. Система по п. 7, в которой упомянутое по меньшей мере одно заданное значение по умолчанию включает в себя значение по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока, значение по умолчанию концентрации дыма внутри аккумуляторного ящика и значение по умолчанию внутренней температуры аккумуляторного ящика.

9. Система по п. 1, в которой блок защиты дополнительно содержит извлекающее средство, соединенное с блоком электропитания и блоком управления и предназначенное для извлечения части аккумуляторного блока из аккумуляторного ящика так, чтобы обеспечить электрическое отсоединение аккумуляторного блока от аккумуляторного ящика.

10. Система по п. 1, в которой блок управления выполнен с возможностью установки уровня аварийного состояния аккумуляторного блока согласно результату сравнения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи с упомянутым по меньшей мере одним заданным значением по умолчанию и с возможностью генерирования сигнала неисправности, соответствующего уровню аварийного состояния, при этом блок защиты выполнен с возможностью выборочной активации для управления работой аккумуляторного блока согласно сигналу неисправности, соответствующему уровню аварийного состояния аккумуляторного блока.

11. Способ детектирования неисправности аккумулятора для электромобиля, содержащего аккумуляторный блок, дисплейный блок и блок защиты, причем упомянутый способ включает в себя по меньшей мере следующие этапы:
(a) детектируют состояние аккумуляторного блока, причем если аккумуляторный блок неисправен, генерируют по меньшей мере один сигнал обратной связи;
(b) генерируют сигнал неисправности согласно результату сравнения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи с по меньшей мере одним заданным значением по умолчанию;
(c) отображают на дисплейном блоке предупреждающее сообщение согласно сигналу неисправности; и
(d) выборочно активируют блок защиты для управления работой аккумуляторного блока согласно сигналу неисправности;
причем этап (d) дополнительно включает в себя подэтап (d1) тушения аккумуляторного блока, если аккумуляторный блок подвергся самовозгоранию.

12. Способ по п. 11, в котором этап (a) дополнительно включает в себя подэтап (a1) определения рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока.

13. Способ по п. 12, в котором аккумуляторный блок установлен внутри аккумуляторного ящика, при этом этап (a) дополнительно включает в себя подэтап (a2) определения концентрации дыма внутри аккумуляторного ящика.

14. Способ по п. 13, в котором этап (a) дополнительно включает в себя подэтап (a3) определения внутренней температуры аккумуляторного ящика.

15. Способ по п. 11, в котором этап (c) дополнительно включает в себя подэтап (c1) передачи сигнала неисправности к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи данных.

16. Способ по п. 11, в котором аккумуляторный блок установлен внутри аккумуляторного ящика, причем этап (d) дополнительно включает в себя подэтап (d2) извлечения части аккумуляторного блока из аккумуляторного ящика так, чтобы обеспечить электрическое отсоединение аккумуляторного блока от аккумуляторного ящика.

17. Система детектирования неисправности аккумулятора для электромобиля, содержащая:
блок электропитания;
дисплейный блок, соединенный с блоком электропитания;
аккумуляторный блок, используемый в качестве основного источника питания электромобиля;
блок защиты, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком электропитания;
блок детектирования, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком электропитания и предназначенный для детектирования состояния аккумуляторного блока, причем блок детектирования выполнен с возможностью генерирования по меньшей мере одного сигнала обратной связи, если аккумуляторный блок неисправен; и
блок управления, соединенный с блоком детектирования, блоком электропитания, дисплейным блоком и блоком защиты и предназначенный для получения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи, причем блок управления выполнен с возможностью генерирования сигнала неисправности для дисплейного блока и блока защиты согласно результату сравнения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи с по меньшей мере одним заданным значением по умолчанию, что обеспечивает возможность выборочной активации блока защиты для управления работой аккумуляторного блока согласно сигналу неисправности, и отображения на дисплейном блоке предупреждающего сообщения согласно сигналу неисправности;
причем блок защиты содержит извлекающее средство, соединенное с блоком электропитания и блоком управления и предназначенное для извлечения части аккумуляторного блока из аккумуляторного ящика так, чтобы обеспечить электрическое отсоединение аккумуляторного блока от аккумуляторного ящика.

18. Система по п. 17, в которой блок защиты содержит средство противопожарной защиты, соединенное с блоком электропитания и блоком управления и расположенное внутри аккумуляторного ящика, при этом средство противопожарной защиты выполнено с возможностью тушения аккумуляторного блока, если аккумуляторный блок подвергся самовозгоранию.

19. Система по п. 17, в которой аккумуляторный блок является съемным аккумуляторным блоком.

20. Система по п. 17, дополнительно содержащая блок передачи аварийных сигналов, соединенный с блоком управления и блоком электропитания, причем сигнал неисправности передается от блока передачи аварийных сигналов к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи данных.

21. Система по п. 17, в которой блок детектирования содержит блок управления аккумулятором, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком управления и предназначенный для определения рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока.

22. Система по п. 21, в которой аккумуляторный блок установлен внутри аккумуляторного ящика, причем блок детектирования дополнительно содержит датчик дыма, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком управления и предназначенный для определения концентрации дыма внутри аккумуляторного ящика.

23. Система по п. 22, в которой блок детектирования дополнительно содержит датчик температуры, соединенный с аккумуляторным блоком и блоком управления и предназначенный для определения внутренней температуры аккумуляторного ящика.

24. Система по п. 23, дополнительно содержащая блок ввода и блок памяти, причем упомянутое по меньшей мере одно заданное значение по умолчанию вводят посредством блока ввода, и упомянутое по меньшей мере одно заданное значение по умолчанию сохраняют в блоке памяти.

25. Система по п. 24, в которой упомянутое по меньшей мере одно заданное значение по умолчанию включает в себя значение по умолчанию рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока, значение по умолчанию концентрации дыма внутри аккумуляторного ящика и значение по умолчанию внутренней температуры аккумуляторного ящика.

26. Способ детектирования неисправности аккумулятора для электромобиля, содержащего аккумуляторный блок, дисплейный блок и блок защиты, причем упомянутый способ включает в себя по меньшей мере следующие этапы:
(a) детектируют состояние аккумуляторного блока, при этом, если аккумуляторный блок неисправен, генерируют по меньшей мере один сигнал обратной связи;
(b) генерируют сигнал неисправности согласно результату сравнения упомянутого по меньшей мере одного сигнала обратной связи с по меньшей мере одним заданным значением по умолчанию;
(c) отображают на дисплейном блоке предупреждающее сообщение согласно сигналу неисправности; и
(d) выборочно активируют блок защиты для управления работой аккумуляторного блока согласно сигналу неисправности;
причем этап (d) дополнительно включает в себя подэтап (d1) извлечения аккумуляторного блока из аккумуляторного ящика так, чтобы обеспечить электрическое отсоединение аккумуляторного блока от аккумуляторного ящика.

27. Способ по п. 26, в котором этап (d) дополнительно включает в себя подэтап (d2) тушения аккумуляторного блока, если аккумуляторный блок подвергся самовозгоранию.

28. Способ по п. 26, в котором этап (a) дополнительно включает в себя подэтап (a1) определения рабочей температуры или рабочего тока аккумуляторного блока.

29. Способ по п. 28, в котором аккумуляторный блок установлен внутри аккумуляторного ящика, при этом этап (a) дополнительно включает в себя подэтап (a2) определения концентрации дыма внутри аккумуляторного ящика.

30. Способ по п. 29, в котором этап (a) дополнительно включает в себя подэтап (a3) определения внутренней температуры аккумуляторного ящика.

31. Способ по п. 26, в котором этап (c) дополнительно включает в себя подэтап (c1) передачи сигнала неисправности к центру управления электромобилем посредством беспроводной передачи данных.