[发明专利]检测电化学装置缺陷的方法

说明书

本发明涉及检测在电化学装置中的缺陷的技术领域。

目前，称为“电化学”装置可有各种不同的装置，这些装置通常基于化学能转变为电能的转换或反之亦然的方式。

这类装置中的第一类是将化学能转换成电能，以便为电子设备提供电能或者存储这些电能量供以后使用。这类装置的实例诸如电池、燃料电池或超级电容器。

这类装置中的第二类涉及使用基于电能来实现化学反应或分离衍生物或反应物等各种方法的装置。这类装置通常使用“电化学”方法，包括电镀、放电沉积法或电解浮选法。

这些电化学装置的可靠性和使用寿命受限于不同的化学现象。对

于诸如燃料电池之类的化学能转换为电能的装置而言，有两个主要的

化学现象会使其性能下降甚至装置完全损毁。

充/放电的周期或累积性的关机和开机的间隙操作或电能功率的变化都会减少这类装置的使用寿命。

此外，在装置的操作过程中也会发生一些突发情况，例如在控制所使用电化学方法的一些参数中出现故障(反应物供应的中断、反应衍生物和二次反应衍生物的不当管理)、媒介损失、或者元件或模块出现故障。

这些有害的现象都需要使用诊断方法来检测它们并且尽可能来校正它们。

在传统的电化学装置中，传统的诊断方法通常基于一些系统外部或内部的参数的理解，这往往需要专用测试设备，例如，安装在电化学装置内部的传感器。

这样的测试设备常常会因为成本过高和实施困难而难以令人满意，这是由于电化学系统的结构原因，几乎都不适宜安装传感器，尤其是将传感器安装在装置内部。

此外，因为这些诸如传感器的安装，内部传感器会改变装置，会增加缺陷的可能性并导致错误的诊断。同样，当在移动应用中使用电化学系统，装置的体积必须尽可能的小且必须为诊断设备，这就摈弃了传统方法的使用。

以特殊但不排他的情况为例，质子膜燃料电池(PEMFC)的大量研究是为了了解衰减机理以及改善可靠性和使用周期。也已经开发出一些物理模型。但是，它们需要一定数量的参数，为了使用这些参数而来测量这些参数十分困难或甚至是不可能。此外，它们的复杂性通常需要大量的计算时间，这就难以应用于实时诊断。

本发明旨在克服这些缺点。

本发明的目的是提供一种以非侵入方式检测电化学装置中的缺陷的方法。

本发明的另一目的是提供一种使用最少测试设备来检测缺陷的方法。

本发明的另一个目的是提供一种适用于检测在电化学装置中的缺陷的通用方法，可适用于不同的类型、结构、尺寸和应用的系统。

最后，本发明的还有一个目的是提供一种可以实时检测缺陷的有效方法。

为此，本发明提供一种检测在电化学装置中的缺陷的方法，包括：获得从电化学装置接收到的至少一个变量的至少一个特征数值的步骤，以及基于所获得的数值来确定所述电化学装置的至少一个缺陷的步骤，其中数学运算包括执行小波变换，以便从所接收到的变量来获得特征数值。

所述小波变换优选为离散的小波变换，其中所获得的特征数值包括至少一个基于尺度变量a和变换变量b的小波系数S_a，b。这样的离散化可改善分解至小波所需要的计算时间。

尤其是，对于尺度级别变量j小于a来说，可通过将一系列小波系数w_j，p，分解成多系列小波系数w_j+1，p来获得多个特征数值。

所述数值a的尺度变量优选满足a＝a₀^j，其中j为尺度级别且a₀为尺度参数，通过对从0至给定分解级别数值j的各个数值的各个系列小波系数w_j，p连续分解为a₀个系列的小波系数w_j+1，p来获得一系列特征数值。这样在小波分解的过程中产生了内容的高级别。

所给定的分解级别优选对应于最大的分解级别，从而在小波分解的过程中获得最高级别的内容。

在一个优选实施例中，所述确定步骤包括特征数值与能将第一类缺陷从第二类缺陷中区分的确定元素进行比较步骤。该确定元素可籍助于将多个特征数值预先分类为多个缺陷类型来限定。

在所述获得多个特征数值和确定缺陷的步骤之间，还有一个选择步骤，用于从所获得的多个特征数值中选择至少一个相关数值，并且根据所述相关数值进行缺陷确定。这样会加快计算时间。