检测储能设备中的尺寸变化的方法技术

技术编号：43457594 阅读：5 留言：0更新日期：2024-11-27 12:57

本发明专利技术涉及检测储能设备中的尺寸变化的方法，储能设备的领域，特别是用于电容器或蓄电池的储能设备的领域。一种用于估计储能设备(10)的当前品质的方法，包括以下步骤：测量储能设备(10)的第一表面的第一长度变化；测量储能设备(10)的第二表面的温度和/或第二长度变化；以及基于储能设备(10)的第一长度变化以及温度和/或第二长度变化来估计储能设备(10)的当前品质。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及储能设备的领域，具体地，用于电容器、电池或蓄电池的储能设备的领域。本专利技术还涉及一种系统、用途和非暂态计算机可读存储介质。

技术介绍

1、储能设备(比如，电容器或蓄电池)可能会出现尺寸变化，该尺寸变化可能由例如储能设备吸湿造成。作为尺寸变化的示例性源，吸湿可能会导致收湿膨胀。吸湿和/或吸水可能会造成储能设备的品质下降和/或在至少一些情况下造成储能设备的损坏。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种用于估计储能设备的当前品质的方法。这一目的通过独立权利要求的主题实现。根据从属权利要求和以下描述，其他实施例是显而易见的。

2、一个方面涉及一种用于估计储能设备的当前品质的方法，该方法包括以下步骤：

3、测量储能设备的第一表面的第一长度变化，该第一长度是第一表面的竖直长度或水平长度；

4、测量储能设备的第二表面的温度变化和/或第二长度变化，该第二长度是第二表面的竖直长度或水平长度；以及

5、基于第一长度变化以及温度和/或基于第一长度变化以及储能设备的第二长度变化来估计储能设备的当前品质。

6、储能设备可以是电容器或蓄电池。储能设备的当前品质(有时还被称为“衰变状态”、“健康状态”或“劣化状态”)可能会反映其正确履行功能的当前能力和/或受损风险。例如，如果电容器(其金属部件使用包括聚合物的膜进行覆盖、涂覆或层压)暴露于湿度或湿气，则水可能会掺入聚合物中。一方面，这可能会使该电容器的现有品质下降，例如，通过降低其

7、在许多情况下，将水掺入聚合物会造成电容器膨胀。比如，高度为50mm的电容器的尺寸(即，竖直长度或水平长度)可能会增加例如5μm至2mm，从而造成其上表面和/或下表面升高。然而，电容器的尺寸的变化(例如，膨胀)也可能由储能设备的温度较高导致，例如，由电容器的环境和/或其负载导致。因此，通过排除“并不危险的”膨胀或尺寸增大来避免“误警报”也被认为是可取的。因此，储能设备内的一种或几种材料的收湿(也就是说，由湿气引起的)膨胀可能会造成可能会被检测到的几何形状变化。但是，因为仅仅由于储能设备中的温度分布变化，相似几何形状变化也可能会出现，所以这并不明确。

8、该方法测量储能设备的第一表面的第一尺寸变化，即，测量第一表面的竖直长度或水平长度(或两者)的第一变化。可选地，测量储能设备的第二表面的第二尺寸变化，即，第二表面的竖直长度或水平长度(或两者)的第二变化。第一表面和第二表面是不相交表面。测量第一尺寸变化或第二尺寸变化可以分别在储能设备的上表面、下表面和/或横向表面中的至少一个横向表面(这些表面是不相交的)上进行。在至少一些情况下，测量上表面可能比测量下表面更为可取，例如，由于间距约束。依据储能设备的类型和/或其尺寸变化的原因，尺寸变化可能是正的，也可能是负的，从而分别造成表面基本呈凸形或凹形。对于测量，可以使用被配置为用于检测尺寸变化或表面应变变化的每个设备。示例可以包括测量电容性变化、电感性变化和/或电阻性变化的设备。电容性变化可以通过测量两个相对板之间的距离进行测量。电感性变化可以通过测量线圈中的金属的移位进行测量。电阻性变化可以通过测量导体横截面变化在拉伸或伸长时的电阻性变化(例如，通过应变计)进行测量。

9、该方法测量储能设备的温度和/或温度变化。储能设备的温度可以与设备的环境温度进行比较和/或与设备的周围温度相关。测量温度可以在储能设备的上表面、下表面和/或横向表面中的至少一个横向表面上进行。温度测量可以通过任何温度传感器进行。例如，可以使用与储能设备接触的传感器，例如，ptc(正温度系数热敏电阻器)、ntc(负温度系数热敏电阻器)或热电偶元件、和/或不触碰储能设备的设备(例如，高温温度计)。测量温度变化可以是比较的结果，例如，与较早测量比较的结果，特别是结合在较早时间点测量储能设备的第一尺寸。

10、然后，可以基于储能设备的尺寸变化和/或温度来估计储能设备的当前品质。比如，如果尺寸变化(例如，膨胀)可能与比例温度变化有关，则与温度几乎保持恒定时的情况相比，可以对储能设备的当前品质或其损坏风险以不同方式进行评价。因此，该方法不仅提供了一种用于估计储能设备的当前品质的方法，而且还降低了“误警报”的风险。

11、可以例如根据类别(例如，1和9之间的标记)或颜色类别(如“红色/黄色/绿色”)评价储能设备的当前品质。颜色类别的示例可能是这样：“绿色，因为只有温度较高才会导致扩展；黄色，因为只有轻微增大；预测可能会下降的时间；红色：至关重要、需要维护、危险”。

12、在各种实施例中，该方法还包括至少一个步骤：输出所述估计储能设备的当前品质，例如，输出到显示器和/或数据库，发送消息，输出警报；关闭包括储能设备的系统；和/或打开冷却设备和/或减湿装置。输出所述估计储能设备的当前品质可以是服务措施的基础(例如，至少替代储能设备和/或固持该设备的板(pcb))和/或其他服务措施。更进一步地，预测性维护可以通过当前品质和/或通过当前品质估计的时间序列或历史进行规划和/或完成。

13、在各种实施例中，基于在预定时间跨度中的至少一个表面的第一长度变化和/或第二长度变化与在所述预定时间跨度中的温度的变化之间的比率来估计储能设备的当前品质。通过考虑储能设备的尺寸变化和温度两者，可以显著提高估计品质。

14、在各种实施例中，基于横向表面的第一长度变化(例如，其高度的变化)与上表面或下表面的第二长度变化(例如，其x方向上的变化或y方向上的变化)之间的比率来估计储能设备的当前品质。在至少一些情况下，测量上表面的尺寸变化可能比测量下表面更为可取，例如，由于间距约束。因而，一个表面扩展而另一表面收缩可以被用来标识在给定温度下一由湿气引起的尺寸变化和/或排除其他原因，特别是当可以在给定值下预期热扩展时。

15、在一些实施例中，仅基于温度和/或所测量的温度梯度来估计储能设备的当前品质，以提供警报的指示。这可以被用来防止严重故障和/或提供例如储能设备过热的早期指示。

16、在各种实施例中，基于第一长度变化和/或第二长度变化和/或温度的多个历史数据和/或模拟来确定储能设备的当前品质。历史数据可以存储在可能专门用于每个种类的储能设备的数据库中。数据库可以被放置在中央服务器上和/或靠近储能设备，例如，在运行上文和/或下文所描述的方法的控制单元中。基于此，措施和度量(例如，尺寸(长度)变化和/或温度的“正常”比率)可以得以计算，彼此有关，并且与来自所存储的模型值和/或存储在数据库中的真实世界值进行比较。因此，当可以在给定值下预期热扩展时，一个表面扩展而另一表面收缩可以被用来标识在给定温度下由湿气引起的尺寸变化。

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【技术保护点】

1.一种用于估计储能设备(10)的当前品质的方法，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

10.根据权利要求9所述的方法，

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

12.根据权利要求9或10所述的组合式子系统，用于测量所述储能设备(10)的第一长度变化和/或第二长度变化和温度。

13.一种用于估计储能设备(10)的当前品质的系统，所述系统包括：

14.一种根据权利要求13所述的系统的用途，用于估计储能设备(10)的当前品质，以预测所述电容器的剩余使用寿命和/或估计所述电容器的吸湿性。

15.一种非暂态计算机

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【技术特征摘要】