专利名称：测试和监控接头健康状态的方法
技术领域：
本公开大致涉及接头和接头质量的测试和监控。
背景技术：
许多装置通过将两个或更多部件接头链接的接头而组装或制造。车辆，特别是混合式和混合电动式车辆，包括用于储存电能的电池。一个或多个可充电 电池可以提供用于车辆牵引的动力。此外，电池可以用于提供动力，用于附件的运转和车辆的起动、照明和点火功能。现代车辆包含大量部件。许多这些部件包含多个子-部件构件，连结或结合在一起。通常将包含连结的构件的部件称为结合部件。
发明内容
提供了一种用于被连结部件的非破坏性健康状态监控的方法。方法包括在被连结部件的第一构件的第一端部和被连结部件的第二构件的第一端部之间供应第一电流。该方法测量第一构件的第二端部和第二构件的第二端部之间的第一电压。第一构件的第一端部和第二构件的第一端部被取向或定位为和第一构件和第二构件的第二端部关于至少一个接头相对。该方法从供应的第一电流和测得的第一电压计算至少一个接头的第一接头电阻或有效电阻，并将经计算的第一接头电阻与预定最小接头电阻进行比较。该方法还将经计算的第一接头电阻与预定最大接头电阻进行比较，所述预定最大接头电阻大于预定最小接头电阻。该方法进一步包括输出比较的结果。该结果可以是以下之一测量误差，如果经计算的第一接头电阻在预定最小接头电阻之下；失效的接头，如果经计算的第一接头电阻在预定最大接头电阻之上；和可接受的接头，如果经计算的第一接头电阻在预定最小接头电阻之上以及在预定最大接头电阻之下。本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式和其它实施例的以下详细描述连同附图时显而易见。
图I是多电芯电池的一部分的示意性等距视图，示出了焊接到总线构件的三个电池电芯；图2A是类似于图I中所示的电池电芯的一部分的示意侧视图，但具有单突片构造;图2B是类似于图I中所示的电池电芯的一部分的示意侧视图，且具有三突片构造;图3示出用于测试多电芯电池中的焊点的电阻的算法或方法的示意流程图，所述多电芯电池如图I中示出的；
图4示出用于监控多电芯电池中的焊点的健康状态的算法或方法的示意流程图，所述多电芯电池如图I中示出的；图5A是机械接头的一部分的示意侧视图，所示接头由螺栓或铆钉形成；和图5B是机械接头的一部分的示意侧视图，所示接头由夹钳形成。
具体实施例方式参考附图，其中在几幅图中相同的附图标记对应于相同或相似的构件，图I中示出车辆(未示出)的多电芯电池10的一部分。电池10包括位于部件之间的多个接头。每一个接头包括多个第一构件或第一侧，诸如总线构件12 (图I中仅示出其中一个)，和多个第二构件或第二侧，诸如电池电芯14。第一和第二构件位于接头的相反侧上，且作为第一或第二的指定不受:限制。电池电芯14可分别表不为第一电芯15、第二电芯16和第三电芯17。其他图中所示的特征和部件可以被并入，以及与图I中所示的那些一起使用。
所示总线构件12可以成为公共总线或U-通道。整个电池10，或其的一些部分，可以替换地称为电池组。此外,第一至第三电芯15、16、17中的每一个配置为作为单独的电池操作，这些电芯随后被组合并布置为电池10提供具体特性，如可以将电池10并入到其中的具体混合动力式或混合动力电动式车辆所需要的。如在此处描述的，总线构件12的仅一侧的附连被完全示出，且总线构件12的每一侧可以与比所示更少或更多的电池电芯14相通。图中所示的电池10的部分的精确配置仅是说明性的且不限制本发明的范围。电池电芯14通过多个突片20附连至总线构件12，所示突片20位于接头的第二构件上。第一、第二和第三电芯15、16和17分别包括第一突片21、第二突片22和第三突片23。每一个电池电芯14和突片20可以基本上相同，使得任何单独的电池电芯14可以被指定为第一、第二或第三。总线构件12和突片20之间的电连接通过多个焊接接头24发生。焊接接头24是复合接头，由单独的焊接熔核接头形成。具体的焊接接头24可以称为第一焊缝堆(weldstack)25、第二焊缝堆26和第三焊缝堆27。更多或更少的焊接接头24可以用于将突片20电连接到总线构件12。在图I中，探测器28示出为与第一突片21的一部分接触，并可以为焊接接头24提供感测。探测器28可以永久地安装并保持在电池10上，或可以在车辆维护或维修期间被附连。附加的探测器28可以被布置为与附加的焊接接头24接触。参考图2A和2B，且继续参考图1，示出了与图I中所示的电池10的所述部分类似的电池10的部分的两个侧视图。图2A示出单突片构造的侧视图，在该构造中，突片20被直接焊接到总线构件12，使得焊接接头24具有仅一个焊接熔核30。图2B示出三突片构造的侧视图，在该构造中，三个突片20被全部焊接到总线构件12，使得焊接接头24具有三个焊接熔核30，第一焊接熔核31、第二焊接熔核32和第三焊接熔核33。其他图中所示的特征和部件可以被并入，以及与图2A和2B中所示的那些一起使用。尽管示出为可分立识别的部件，但焊接熔核30常�？杀皇游嗔谕黄�20之间的合并区域。此外，相邻突片20可以在组装期间被压在一起，使得侧视图不需要示出突片20之间的单个焊接熔核20。焊接熔核30可以具有不同的厚度和面积，并通过电阻焊接、超声波焊接或其它合适的焊接工艺形成。单独地，焊接熔核30或焊接接头24还可以被称为接头或焊接接头。针对接头完整性，焊接熔核30可以被单独地测量或检查，或针对总的接头完整性，焊接接头24可以被测量。如在图2A中所示，总线构件12具有第一端部36和第二端部37，所述第一端部36和第二端部37布置在焊接熔核30的相反侧上。类似地，突片20具有第一端部38和第二端部39，所述第一端部38和第二端部39布置在焊接熔核30的相反侧上。总线构件12的第一端部36和突片20的第一端部38位于焊接熔核30的相同相关侧上。电池电芯14 (图2A中未示出)或突片20连接到电流源42，所述电流源42经由电线或导体(示出为虚线)在总线构件12的第一端部36和突片20的第一端部38之间供应电流。为了在总线构件12的第一端部36和突片20的第一端部38之间运动，电流运动经过焊接熔核30。电流源42可以包括电压源和精密电阻器。因此，电流源42可以还在总线构件12的第一端部36和突片20的第一端部38之间的受控电阻处提供电压。第一伏特计44测量总线构件12的第二端部37和突片20的第二端部39之间的电压差。
控制系统50至少与电流源42和第一伏特计44通信。控制系统50可以包括一个或多个具有存储介质和合适量的可编程存储器的部件，所述部件能够储存和执行一个或多个算法和方法，以实现在此描述的方法或过程。控制系统50可以与车辆的额外的传感器和通信系统通信。控制系统的每个部件可以包括分布式控制器架构，诸如基于微处理器的电子控制单元(EOT)。附加的�？榛虼砥骺梢源嬖谟诳刂葡低�50内。控制系统50可以包括分立的接收器或通信路径或与分立的接收器或通信路径通信。控制系统50可以配置有计数器、或包括计数器。因此，控制系统50配置为计算时间的流逝、电池10的工作周期、或将电池10并入其中的车辆的事件的流逝。从电流和经测量的电压，可以计算焊接熔核30的电阻。经计算的电阻可以表示焊接熔核30的质量。例如，如果焊接熔核30不包括位于突片20和总线构件12之间的连续合并，电流从突片20至总线构件12的流动可以被阻碍，导致经计算的电阻增加。此外，如果焊接熔核30被破坏或具有显著的破裂，经计算的电阻也可以大大地增加。图2B中所示的三突片构造可以与图I中所示的电池10的构造相同。图2B中所示的焊接接头24包括第一焊接熔核31、第二焊接熔核32和第三焊接熔核33。焊接接头24可以是图I中所示的第一焊缝堆25、第二焊缝堆26和第三焊缝堆27中的任一个。第一突片21具有第一端部38和第二端部39，所述第一端部38和第二端部39布置在第一焊接熔核31的相对侧上。总线构件12的第一端部36和第一突片21的第一端部38位于第一焊接熔核31的相同相关侧上。类似地，第二突片22具有第一端部38和第二端部39，所述第一端部38和第二端部39布置在第二焊接熔核32的相对侧上，第三突片23具有第一端部38和第二端部39，所述第一端部38和第二端部39布置在第三焊接熔核33的相对侧上。电流源42连接到第一突片21、第二突片22和第三突片23的第一端部38。第一电流(I1)由总线构件12的第一端部36和第一突片21的第一端部38之间的电流源42供应。类似地，第二电流(I2)由总线构件12的第一端部36和第二突片22的第一端部38之间的电流源42供应，第三电流(I3)由总线构件12的第一端部36和第三突片23的第一端部38之间的电流源42供应。第一电流、第二电流和第三电流可以基本上相等，使得每一个均约为由电流源42供应的总堆电流(I)的三分之一。
I1=I2=I3=I/^第一伏特计44测量总线构件12的第二端部37和第一突片21的第二端部39之间的第一电压(V1X第二伏特计46附连至总线构件12的第二端部37和第二突片22的第二端部39，并测量其之间的第二电压(V2)。第三伏特计48附连至总线构件12的第二端部37和第三突片23的第二端部39，并测量其之间的第三电压(V3)。金属导体中的电流可以通过电子的流动而实现。如欧姆定律所述，通过两点之间的导体的电流正比于跨过两点的电势差。比例系数是两点之间的电阻的倒数。金属导体中的电流通常服从欧姆定律。因此，施加到一个金属导体或一组导体的电压对由该电压导致的电流的比值，是恒定的并可以被称为对于所施加电压或电流的导体组的有效电阻。从总堆电流和从经测量的第一、第二和第三电压，可以计算第一、第二和第三焊接 熔核31、32、33中的每一个的电阻。第一熔核电阻(R12)是仅第一突片21和第二突片22之间的第一焊接熔核31的电阻。第二熔核电阻(R23)是仅第二突片22和第三突片23之间的第二焊接熔核32的电阻。第三熔核电阻(R3b)是仅第三突片23和总线构件12之间的第三焊接熔核33的电阻。第一、第二和第三熔核电阻能够作为三个未知数在三个方程中被确定或计算。V1=I* (l/3*R12+2/3*R23+R3b)V2=I*(2/3*R23+R3b)V3=I* (R3b)因此，由第一焊接熔核31、第二焊接熔核32和第三焊接熔核33形成的三个接头中的每一个的电阻可以被确定。第一焊接熔核31、第二焊接熔核32和第三焊接熔核33中的每一个的单独电阻可以与质量范围相比较。焊缝质量范围可以具有预定最小熔核电阻或预定最小接头电阻，并可以具有预定最大熔核电阻或预定最大接头电阻。比较的结果可以随后输出到接收器，所述接收器可以是，例如但不限于计算机存入数据、测试电池10或其一些部分的操作器、或自动测试和排序过程。焊缝质量范围的具体值可以基于电池10的类型、用于突片20的材料和用于建立焊接熔核30和焊接接头24的焊接工艺的类型而大大地变化。比较的结果可以包括，例如但不限于测量误差、失效的接头和可接受的接头。当被测量的接头是焊接接头时，比较的结果可以包括，例如但不限于测量误差、失效的焊缝和可接受的焊缝。如果经计算的第一电阻处于预定最小焊接熔核电阻之下，测量误差结果可以被输出。尽管低电阻常常指示更好质量的焊缝，但可以假设，在预定最小电阻之下有测试误差，这是因为即使最好结果的焊缝也不能使电阻减少到，例如，所使用的固体材料的电阻之下。如果经计算的第一电阻处于预定最大熔核电阻之上，失效的接头或失效焊缝结果可以被输出，指示焊缝质量低以及电流有困难流动经过焊接接头24。如果经计算的第一电阻处于预定最小熔核电阻之上并处于预定最大熔核电阻之下，从而电阻落入焊缝质量范围内，则可接受的焊缝结果可以被输出。单独电阻的比较可以反映电池10的制造或组装中的问题。例如，但不限于，在几轮测试和比较之后，可以确定第三焊接熔核33常常被不恰当地形成，因此焊接工艺可以被相应地调整。除了求解每一个单独熔核的电阻的三个方程之外，括号中的值可以作为用于焊接接头24的一些部分的电阻常数而被确定。第一焊缝堆电阻(R1)是焊接接头24的总电阻，并可以整体标示焊接接头24的总质量。焊接接头24的电阻常数不是任何具体元件的电阻，而是第一突片21与总线构件12之 间的总有效电阻。V1=I=K(R1)如果仅测量单个焊接熔核(即，单个焊接接头)，接头电阻可以简单地为以欧姆表示的经测量电阻。然而，当多个部件在整个接头内(诸如接头24内)具有多个单独焊缝时，电压对电流的比值提供整个接头的电阻常数。电阻常数还可以称为有效电阻，其是第一电压对总堆电流的比值。如在此使用的，“接头电阻”可以是指两个部件之间的单个接头的实际电阻，或可以是指多个部件之间的多个接头的有效电阻，如通过电压对电流的比值测得的。焊缝质量范围还可以应用到整个焊接接头24的电阻常数，使得第一焊缝堆电阻与预定最小堆电阻和预定最大堆电阻相比较。第一、第二和第三焊接熔核31、32、33的单独电阻可以帮助识别具体制造缺陷。但是，整个焊接接头24的电阻常数可以帮助识别电池10的该部分的成功组装，用于质量控制。为了使得电池10通过检查，可能每一个焊接接头24都需要工作。在这样的情况下，哪一个具有焊接接头24的焊接熔核30未工作可以是无关的。第一焊缝堆25、第二焊缝堆26和第三焊缝堆27中的每一个可以具有供应在第一突片21的第一端部38和总线构件12的第一端部36之间的总电流。一个伏特计,类似于图2B中所示的第一伏特计44，可以连接至第一突片21的第二端部39，在第一至第三焊缝堆25-27中的每一个之上，并还连接至总线构件12的第二端部37。从供应在第一至第三焊缝堆25-27中的每一个之下的总电流和从在第一至第三焊缝堆25-27中的每一个上测得的电压，电阻常数可以针对第一至第三焊缝堆25-27中的每一个而确定。此外，第一至第三焊缝堆25-27中的每一个的电阻常数可以与焊缝质量范围进行比较，以确定总堆的焊缝质量是否处于预定范围内。因为第一至第三焊缝堆25-27与直接位于突片20的未焊接部分之间相比呈现出电流流动的更容易路径，因此当确定突片20的电阻时，其可以被处理为仿佛所述突片20在第一至第三焊缝堆25-27之间电隔离(或具有空气间隙)。因此，第二焊缝堆26可以具有第二测量电压(V2),第三焊缝堆27可以具有第三测量电压(V3)。第二焊缝堆26的电阻可以被计算为第二堆电阻(R2)，第三焊缝堆27的电阻可以被计算为第三堆电阻(R3)。第二堆电阻和第三堆电阻是相应堆的有效电阻。V2=I* (R2)V3=I* (R3)如图I所示，整个焊接接头24的电阻可以被确定。第一伏特计44与探测器28和总线构件12的第二端部37相通。通过测量经过电池电芯14的电流流动以及总线构件12的第二端部37和探测器28之间的电压差(Vi),焊接接头24的电阻常数或有效电阻(Rj)可以被计算。Vj=I=K(Rj)
焊缝质量范围还可以应用到焊接接头24的电阻常数或有效电阻，使得接头电阻与预定最小接头电阻以及预定最大接头电阻相比较。电池24的电阻常数或有效电阻可以帮助识别焊接接头24的成功的组装和帮助焊接接头24继续操作。上述计算基于供应已知电流和从其计算期望部件的具体电阻常数或有效电阻。但是，可以使用其他技术来识别和比较电池10的一些部分的电阻特性。例如，电流可以从已知电压(Vk)和已知电阻(Rk)提供，其可以还被表示为电流源42。焊接接头24的测得电压和已知电压的电压降比率可以被确定。随后，从焊接接头24的测得电压和已知电压的电压降比率，焊接接头24的电阻常数或有效电阻可以被计算出。Rj=Rk* (Vj/Vk)焊接接头24的电阻常数或有效电阻可以随后与预定范围进行比较。此外，焊接接头24的电阻常数可以作为初始或第一接头电阻被存储。在后来的时间，诸如在车辆在经校准时间间隔(其可以是从几个月至几年之后的任何时间处)或经校准周期间隔(诸如里程、 车辆运转周期等)之后的维修或维护期间，焊接接头24的电阻常数可以再次被计算，并可以作为第二接头电阻被存储。第二接头电阻和第一接头电阻可以随后进行比较，以确定焊接接头24的有效电阻随时间间隔或周期间隔发生的变化。有效电阻的该变化可以用于确定或计算时间间隔或周期间隔期间焊接接头24的疲劳间隔。疲劳间隔是在时间间隔或周期间隔发生的疲劳周期的数量的计算出的估计。疲劳可以发生在焊接接头24中，这是由于加热和冷却一及从其导致的膨胀和收缩一或由于车辆和电池10的运动。从疲劳间隔和时间间隔或周期间隔，电池10的剩余寿命的估计值一或至少经测试的焊接接头24的剩余寿命一可以被计算。剩余寿命可以以剩余的疲劳周期、剩余时间、或从其计算的其他值来确定。现在参考图3，示出了用于多电芯电池10的非破坏性测试的算法或方法100的示意流程图。电池10仅是具有可以使用此处所描述的方法测试和监控的接头的部件的说明性示例。图3中示出的算法或方法100的步骤的确切顺序不是必需的。可以重排序步骤，可以省略步骤，及可以包括附加的步骤。此外，方法100可以是另一算法或方法的一部分或子程序。图3仅示出方法100的概要图。为说明目的，方法100可以参考关于图I所示和所述的元件和部件被描述。然而，其它部件可以用于实践方法100和在所附的权利要求中限定的本发明。任何步骤都可以通过控制系统内的多个部件执行。步骤110:开始。方法100可以以起始或初始化步骤开始，在开始时间期间，方法100监控被连结部件或测试装备(被连结部件安装在其上)的运行条件。初始化可以响应来自操作者的信号而发生。步骤112 :供应单独电流。方法100包括在第一构件(诸如总线构件12)的第一端部和第二构件(诸如第一突片20)的第一端部之间供应电流。如果被连结部件具有单突片构造，第一电流可以仅是被供应的电流。但是，对于多部件或多突片构造，方法100还包括在第一构件的第一端部和第二突片的第一端部之间供应第二电流，和在第一构件的第一端部和第三突片的第一端部之间供应第三电流。第一电流、第二电流和第三电流可以基本上相等，使得每一个均为总堆电流(I)的三分之一。步骤114 :测量单独电压。方法100包括测量第一构件的第二端部和第二构件的第二端部之间的第一电压。第一构件和第二构件的第一端部取向为关于第一接头与第一构件和第二构件的第二端部相对，第二突片和第三突片的第一端部类似地取向。方法100还可包括测量在第一构件的第二端部和第二突片的第二端部之间的第二电压，和测量在第一构件的第二端部和第三突片的第二端部之间的第三电压。步骤116 :计算单独接头电阻。方法100包括从供应的第一电流和测得的第一电压计算第一接头的第一接头电阻。取决于被连结部件的构造，这可以被直接确定，或可需要连同从供应的第二电流和测得的第二电压计算第二接头的第二接头电阻和连同从供应的第三电流和测得的第三电压计 算第三接头的第三接头电阻而一起确定。如果接头在其中包括多于一个被连结部件，方法100将计算第一、第二和第三接头的有效电阻。第一、第二和第三接头的三个单独电阻可以通过求解三个未知数的三个方程而被确定。步骤118 :对单独范围进行比较。方法100包括将计算的第一电阻与预定最小接头电阻和与预定最大接头电阻进行比较。预定最大接头电阻大于预定最小接头电阻。第二电阻和第三电阻还可以与预定最小接头电阻和与预定最大接头电阻进行比较。步骤120 :输出接头结果；结束。方法100包括将比较的结果输出到接收器。如上所述，该结果可以包括测量误差，如果计算的第一电阻在预定最小接头电阻之下；失效的接头，如果计算的第一电阻在预定最大接头电阻之上；和可接受的接头，如果计算的第一电阻在预定最小接头电阻之上以及在预定最大接头电阻之下。在输出与接头质量范围比较的结果之后，方法100可以结束。结束步骤可以实际上是返回至开始，或方法100可以等待，直到被再次调用。步骤122 :计算堆电阻。当应用到具有多突片构造的电池10时，方法100可以包括从供应的总堆电流和测得的第一电压计算焊缝堆电阻。焊缝堆电阻是整个测得的焊缝堆的有效电阻。焊缝堆电阻可以为第一焊缝堆25、第二焊缝堆26和第三焊缝堆27计算。取决于焊接接头24的构造，焊接接头24的第一接头电阻也可以在该步骤中进行计算。步骤124 :对堆范围进行比较。该方法可以包括将计算的第一焊缝堆电阻与预定最小焊缝堆电阻和与预定最大焊缝堆电阻进行比较。预定最大焊缝堆电阻大于预定最小焊缝堆电阻。步骤126 :输出堆结果；结束。方法100包括将焊缝堆电阻和焊缝质量范围的比较结果输出到接收器。该结果可以包括测量误差，失效的焊缝和可接受的焊缝。如果计算的第一焊缝堆电阻在预定最小堆电阻之下，得出测量误差。如果计算的第一焊缝堆电阻在预定最大堆电阻之上，得出失效的焊缝。如果计算的第一焊缝堆电阻在预定最小堆电阻之上以及在预定最大堆电阻之下，得出可接受的焊缝。现在参考图4，并继续参考图1-3，示出用于接头的健康状态监控的算法和方法200的示意流程图。例如，方法200可以用于监控图I所示的多电芯电池10的焊接接头。替换地，方法200可以用于监控其他类型的接头，诸如机械接头。图4中示出的算法或方法200的步骤的确切顺序不是必需的。可以重排序步骤，可以省略步骤，及可以包括附加的步骤。此外，方法200可以是另一算法或方法的一部分或子程序，诸如图3的方法100。图4仅示出方法200的概要图。为说明目的，方法200的一些部分可以参考关于图I所示和所述的元件和部件被 描述。然而，其它部件可以用于实践方法200和在所附的权利要求中限定的本发明。任何步骤都可以通过控制系统内的多个部件执行。步骤210:开始。方法200可以以起始或初始化步骤开始，在开始时间期间，方法200监控电池10或测试装备(电池10安装在其上)的运行条件。初始化可以响应来自操作者的信号而发生，或作为图3所示的方法100的其中一个步骤的结果而发生。步骤212 :计算接头电阻。方法200包括从供应的第一电流和测得的第一电压计算焊接接头24的接头电阻。替换地，焊接接头24的接头电阻可以从电压降比率(总线构件12的第二端部37和探测器28之间的测得电压除以已知电压)和已知电阻来计算。接头电阻可以是有效电阻或电阻常数。焊接接头24的接头电阻还可以作为图2所示的方法100的一部分而被已经计算。供应电流用于接头电阻的计算可以发生在车辆的运转期间。例如，且不限于，在车辆的运转期间，电池10可以放电以辅助牵引和操作附件，或可以在再生制动期间充电。步骤214 :对接头范围进行比较。方法200还可以包括将计算的接头电阻与预定最小接头电阻和预定最大接头电阻进行比较。取决于方法200的配置，可以将比较的结果输出到接收器。该结果可以再次是以下之一测量误差，失效的焊缝和可接受的焊缝。方法200可以包括测试电池10内的焊接接头24中的几个、电池10内的全部焊接接头24、或仅其中一个焊接接头24。从焊接接头24的一个或几个的电阻的测试和计算，方法200可能能够估计、插值、或推断整个多电芯电池10的健康状态。步骤216:初始测试？如果经计算的接头电阻来自初始测试，其可以是初始或第一接头电阻。但是，经计算的接头电阻可以是后续的或第二接头电阻。步骤218 :存储第一接头电阻。如果经计算的接头电阻来自初始测试，其随后被设定为第一接头电阻并作为第一接头电阻被存储。经计算的第一接头电阻还可以与用于焊接接头24或电池10的标识器相关联。标识器可以是车辆识别编码、多电芯电池上的条形码、和操作地附连到多电芯电池的射频识别单元。通过将经计算的第一接头电阻与识别器相关联，后续的计算可以与第一接头电阻进行比较。步骤220 :输出或存储初始接头电阻。
电池10可以被并入到车辆中，所述车辆配置用于与通信路径选择性地通信。方法200可以包括经由通信路径发送诊断消息。诊断消息可以包括经计算的第一接头电阻和与识别器的关联关系。方法200还可以包括将警告消息经由通信路径发送至接收点，所述接收点对车辆的操作者可用。接收点可以是，但不限于，电话号码、蜂窝式电话号码、电子邮件地址和即时通讯帐户中的一种。通信路径可以包括，但不限于，无线局域网络、细胞式网络、蓝牙协议和卫星通信中的一种。因此，方法200可以警告车辆的操作者经计算的第一接头电阻的状态。步骤222 :存储第二接头电阻。如果经计算的接头电阻不来自初始测试，则其可以被设定为第二接头电阻。第二接头电阻还可以被存储并与识别器相关联。此外，方法200可以包括在方法200完成之后将第一接头电阻重新设定至第二接头电阻，使得方法200的将来的迭代(如果有的话)会将第二接头电阻用作计算疲劳的基础。 步骤224 :确定周期间隔。方法200确定计算第一接头电阻至计算第二接头电阻之间的周期间隔。周期间隔可以相当于经校准的周期，并可以是时间间隔。确定周期间隔会帮助将焊接接头24或电池10的剩余疲劳寿命或剩余电池寿命作为一个整体计算或估计。步骤226 :确定疲劳间隔。方法200包括从诊断消息确定疲劳时段，所述诊断消息可以从车辆发出或可以简单地是计算疲劳间隔所需的数据的通信。疲劳间隔是在经校准周期的间隔上发生的疲劳周期数量。这些计算可以借助车载ECU、借助控制系统50、借助通过通信路径可到达的外部系统、或借助附连到车辆的测试站或测试装置进行。步骤228 :确定剩余疲劳寿命。方法200包括基于预定疲劳寿命、经确定的疲劳间隔和周期间隔来估计剩余疲劳寿命。疲劳寿命可以基于关于电池10发生的时间或事件而被确定或计算。替换地，在剩余寿命脱离车辆而被计算的情况下，方法200可以包括经由通信路径发送诊断消息。诊断消息可以随后用于计算剩余的疲劳寿命。在这样的配置中，诊断消息可以包括经计算的第一接头电阻、经计算的第二接头电阻和周期间隔。步骤230 :输出经计算的电池寿命。一旦电池10或焊接接头24的剩余的疲劳寿命已经被计算出，则方法200可以经过通信路径发送具有剩余疲劳寿命的诊断消息。剩余疲劳寿命可以用于警告车辆的操作者电池10需要更换。现在参考图5A和5B，且继续参考图1-4，示出通过接头联接的部件的两个视图。图5A示出通过紧固件形成的被连结部件310的侧视图。图5B示出通过变形形成的被连结部件360的横截面视图。图5A和5B示出了另外的接头类型，其可以与在此描述的方法或过程一起使用。其他图中所示的特征和部件可以被并入，以及与图5A和5B中所示的那些一起使用。图5A示出被连结部件，其具有第一构件312和第二构件320。第一和第二构件312和320被限定在机械接头324的相对侧上。不同于图1、2A和2B中所示的接头，机械接头324将第一构件312和第二构件320与机械紧固件330结合在一起，所述机械紧固件330可以是，例如且不限于，螺栓或铆钉。第一构件312具有第一端部336和第二端部337，所述第一端部336和第二端部337布置为在第一构件312的关于机械接头324的相对侧。第一端部338和第二端部339布置为在第二构件320的关于机械接头324的相对侧。机械接头324的质量或强度可以与其电阻或有效电阻关联。为了确定机械接头324的有效电阻，电流源342与第一构件312的第一端部336和第二构件320的第一端部338电连通。电流源342使已知(或可测量)电流穿过机械接头324。电流源342可以包括电压源和精密电阻器。伏特计344测量第一构件312的第二端部337和第二构件320的第二端部339之间的电压差。从被供应的电流和测得的电压一和电压对电流的比率一可以计算机械接头324的有效电阻。经计算的电阻可以代表由机械紧固件330形成的机械接头324的质量。例如，如果机械接头324没有提供第二构件320和第一构件312之间的足够接触， 电流从第二构件320至第一构件312的流动可以被阻碍，导致经计算的电阻增加。此外，如果机械紧固件330被破坏或具有显著的破裂，经计算的电阻也可以大大地增加。图5B示出被连结部件，其具有第一构件362和第二构件370。第一和第二构件362和370被限定在机械接头374的相对侧上。不同于图1、2A和2B中所示接头，机械接头374将第一构件362和第二构件370与夹紧区域380连结在一起。替换地，夹紧区域380可以用，例如且不限于，卷边区域或其他机械接头代替。第一构件362具有第一端部386和第二端部387,所述第一端部386和第二端部387布置在第一构件362的关于机械接头374的相对侧。第二构件370的第一端部388和第二构件370的第二端部389布置在机械接头374的相对侧。机械接头374的质量或强度可以与其电阻或有效电阻关联。为了确定机械接头374的有效电阻，电流源392与第一构件362的第一端部386和第二构件370的第一端部388电连通。电流源392使已知(或可测量)电流穿过机械接头374。电流源392可以包括电压源和精密电阻器。伏特计394测量第一构件362的第二端部387和第二构件370的第二端部389之间的电压差。从供应的电流和测得的电压，可以计算机械接头374和夹紧区域380的电阻。经计算的电阻可以代表由夹紧区域380形成的机械接头374的质量。例如，如果夹紧区域380没有提供第二构件370和第一构件362之间的足够接触，电流从第二构件370至第一构件362的流动可以被阻碍，导致经计算的有效电阻增加。此夕卜，如果夹紧区域380被破坏、具有显著的破裂或显著的间隔或间隙，经计算的电阻也可以大大地增加。尽管关于汽车应用详细描述了本发明，但本领域技术人员将认识到本发明的更宽的适用性。具有本领域常规技术的人将认识到，诸如“之上”、“之下”、“向上”、“向下”等的术语用来描述附图，且不表示对本发明的范围的限制，所述范围如由所附的权力要求所限定的。尽管已经对执行要求保护的发明的较佳模式和其它模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
权利要求
1.一种用于被连结部件的非破坏性健康状态监控的方法，包括 在被连结部件的第一构件的第一端部和被连结部件的第二构件的第一端部之间供应第一电流； 测量第一构件的第二端部和第二构件的第二端部之间的第一电压，其中，第一构件的第一端部和第二构件的第一端部定位为和第一构件的第二端部以及第二构件的第二端部关于至少一个接头相对； 从供应的第一电流和测得的第一电压计算该至少一个接头的第一接头电阻； 将经计算的第一接头电阻与预定最小接头电阻进行比较； 将经计算的第一接头电阻与预定最大接头电阻进行比较，其中，预定最大接头电阻大于预定最小接头电阻；和 输出比较结果，其中，所述结果是以下之一 测量误差，如果经计算的第一接头电阻在预定最小接头电阻之下， 失效的接头，如果经计算的第一接头电阻在预定最大接头电阻之上，和可接受的接头，如果经计算的第一接头电阻在预定最小接头电阻之上以及在预定最大接头电阻之下。
2.如权利要求I所述的方法，还包括 在计算第一接头电阻之后起动计数器； 在经校准周期过去之后结束计数器； 在第一构件的第一端部和第二构件的第一端部之间供应第二电流； 测量第一构件的第二端部和第二构件的第二端部之间的第二电压， 从供应的第二电流和测得的第二电压计算所述至少一个接头的第二接头电阻，其中，所述第二接头电阻在经校准周期过去之后被计算； 将第二接头电阻与第一接头电阻进行比较；和 确定在第一接头电阻和第二接头电阻之间的经校准周期上发生的疲劳间隔。
3.如权利要求2所述的方法，还包括 基于预定疲劳寿命、经确定的疲劳间隔和经校准周期来估计剩余接头寿命。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述至少一个接头是多电芯电池的焊接接头，并进一步包括 将经计算的第一接头电阻与用于焊接接头的标识器相关联。
5.如权利要求4所述的方法，其中，标识器是车辆识别编码、多电芯电池上的条形码、和操作地附连到多电芯电池的射频识别单元中的一种。
6.如权利要求5所述的方法，其中，多电芯电池被并入到车辆中，且车辆配置为用于与通信路径选择性通信，以及进一步包括 经由通信路径发送诊断消息，其中，所述诊断消息包括经确定的剩余疲劳寿命和经确定的疲劳间隔中的一个。
7.如权利要求6所述的方法，还包括 将警告消息经由通信路径发送至接收点，其中，所述接收点对车辆的操作者可用。
8.如权利要求7所述的方法，其中，接收点是电话号码、蜂窝式电话号码、电子邮件地址和即时通讯帐户中的一种。
9.如权利要求8所述的方法，其中，通信路径包括无线局域网络、蜂窝式网络、蓝牙协议和卫星通信中的一种。
10.如权利要求4所述的方法，其中，多电芯电池被并入到车辆中，且其中，供应第一电流在车辆的操作期间发生。
全文摘要
一种用于被连结部件的非破坏性健康状态监控的方法，包括在被连结部件的第一构件的第一端部和第二构件的第一端部之间供应电流；测量第一构件的第二端部和第二构件的第二端部之间的第一电压，其中，第一构件和第二构件的第一端部被取向或定位为和第一构件和第二构件的第二端部关于在至少一个接头相对；从供应的第一电流和测得的第一电压计算至少一个接头的第一接头电阻；将经计算的第一接头电阻与预定最小接头电阻进行比较；和将经计算的第一接头电阻与预定最大接头电阻进行比较，其中，预定最大接头电阻大于预定最小接头电阻。
文档编号G01R31/00GK102778616SQ201210144000
公开日2012年11月14日 申请日期2012年5月10日 优先权日2011年5月10日
发明者L.C.列夫, N.康德拉蒂夫 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司
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