具有有缺陷的电池监控的电池充电和维护的制作方法
【专利说明】具有有缺陷的电池监控的电池充电和维护
[0001]相关申请
[0002]本申请要求2012年6月6 日提交的标题为“BATTERY CHARGER/MAINTAINER SAFETYFUNCT1N FOR FAILING BATTERIES (用于不合格的电池的电池充电器/维护器安全功能)”的美国临时申请序列N0.61/656，408的优先权和权益，兹以参见方式引入。
【背景技术】
[0003]本申请总体上涉及电池设备和系统，更具体地，涉及用于监控电池充电或维护的系统和方法。
[0004]由一个或多个能够将化学能转化为更加易于使用的形式的电能的电化学电池单元组成的电池在许多工业和应用中被广泛使用。例如，许多这种电池是能够启动汽车、卡车、摩托车以及其它车辆的内燃机的启动、照明和点火(SLI)电池。这种类型的车辆在电池的生命周期耗尽之前典型地可以在多个循环中放电和充电补充。此外，深度循环电池能够给车辆诸如高尔夫球车提供连续的电和/或动力。这种电池在再充电之前典型地是缓慢地并且几乎完全地放电。
[0005]由于多种原因，电池充电器和维护器典型地用于补充存储在车辆电池中的电荷。车辆可以在不使用的情况下贮藏很长一段时间，当车辆没有运行时开着的灯或其它负载可能消耗电池，或者电池可能随着时间的推移仅仅失去电荷并且需要额外的充电。虽然这种放电是正常的，但是表示或者可能是即将发生的故障的征兆的不正常情况也可能发生。这种情况可以被认为致使电池有缺陷的或不合格的，并且可能在新的电池(例如，在初始充电时或初始充电前)和使用中的电池上都发生这种情况。在某些情况下，当电池在充电器上时，很难识别其是有缺陷的或不合格的。在这种情况下，可能需要识别不合格的电池，使得其可以从充电器移除。因此，需要一种系统来在充电和/或维护期间帮助识别有缺陷的或不合格的电池。
【发明内容】
[0006]本公开内容涉及一种用于充电或维持电池的系统，其包括配置为提供用于充电或维护电池的输出电力的电力转换电路。系统还包括电导体，该电导体耦合到电力转换电路，并且配置为耦合到电池以用于充电或维护电池。此外，系统包括控制电路，该控制电路耦合到电力转换电路，并且配置为监控电池的充电或维护，控制电路进一步配置为根据输出电力和时间阈值确定电池是否可能是有缺陷的或不合格的。
[0007]本公开内容还涉及一种用于充电或维护电池的系统，其包括电力转换电路，该电力转换电路配置为提供用于充电或维护电池的输出电力；和电导体，该电导体耦合到电力转换电路，并且配置为耦合到电池以用于充电或维护电池。系统还包括控制电路，该控制电路耦合到电力转换电路，并且配置为监控电池的充电或维护。控制电路进一步配置为根据充电或维护电流、电流阈值和基于电池大小的时间阈值来确定电池是否可能是有缺陷的或不合格的。
[0008]本公开内容还涉及一种充电或维护电池的方法，其包括监控由用于充电或维护电池的电力转换电路提供的输出电力，以及根据输出电力和时间阈值识别电池是不合格的。
【附图说明】
[0009]图1是具有电池模块的车辆的一个实施例的立体图，并示出了电池到适于检测潜在的有缺陷的或不合格的电池的充电器或维护器的连接；
[0010]图2是具有电池模块并简单地耦合到适于检测潜在的有缺陷的或不合格的电池的充电器或维护器的摩托车的实施例的立体图；
[0011]图3是多个电池诸如在工厂或加工中心初始充电的实施例的示意图，示出了可以类似地适于检测有缺陷的或不合格的电池的总集体充电设备；
[0012]图4是具有如图1至3所示的类型的系统的某些功能性组件的示例性实施例的图示;
[0013]图5是表示适于检测潜在电池缺陷或不合格电池的充电模式的示例性逻辑的流程图；
[0014]图6是初始充电期间不合格的或有缺陷的电池的示例性电流输入迹线的图示，用于检测潜在的有缺陷的或不合格的电池；以及
[0015]图7是用于充电或维护期间的，不合格的或有缺陷的工作中的电池的示例性电流迹线的图示。
【具体实施方式】
[0016]以下介绍了一个或更多个具体实施例。为了致力于提供这些实施例的简要介绍，并未在说明书内描述【具体实施方式】中的所有特征。应当意识到在开发任何这样的【具体实施方式】时，例如在任何的工程或设计项目中，都必须做出大量的实施方式专用决策，以实现开发者的特定目标，例如符合与系统相关和业务相关的约束条件，而这些特定目标在不同的实施方式中可能有所不同。而且，应该意识到尽管这样的开发工作可能是复杂且耗时的，但对受益于本公开的本领域普通技术人员来说这仍然是一种从事设计、制造和加工的常规手段。
[0017]在介绍本公开不同实施例的要素时，冠词“一”、“一个”和“这个”旨在指存在一个或多个所述的要素。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在包含在内并意味着除了列举的要素之外还可以有另外的要素。另外，应当理解，提及本公开“一个实施例”或“某个实施例”并不旨在被解读为排除了同样包含所述特征的其它实施例的存在。
[0018]如下面更详细描述的，本实施例是针对用于具有有缺陷的电池监控的电池充电和维护的系统和方法。系统和方法包括电力转换电路，其提供用于充电或维护电池的输出电力；親合到电力转换电路的电导体，该电导体耦合到电池用于充电或维护；以及控制电路，其耦合到电力转换电路并且配置为监控电池的充电或维护。控制电路还根据输出电力和时间阈值确定电池是否可能是有缺陷的或不合格的。在其它实施例中，控制电路确定输出电力的充电或维护电流是否在至少时间阈值期间已经超过电流阈值。如果输出电力的电流在至少时间阈值期间已经超过电流阈值，系统可以提醒用户电池被识别为有缺陷的或不合格的。
[0019]考虑到上述，图1示出了电池充电/维护系统10，包括布置在车辆14中的电池12。电池典型地可以在车辆中使用，如所示出的，该车辆可以是汽车、卡车、船、娱乐车、高尔夫球车或其它使用电池电力的车辆。取决于车辆类型和应用，电池12可以包括任何所需的设计、类型、电压和容量的启动、照明和点火(SLI)电池以及深度循环电池。此外，可以根据任何现有的已知的或以后开发的技术设计和构造电池，诸如湿电池单元技术、玻璃纤维毡技术、凝胶电池单元技术等。电池12包括正极和负极端子16，并且为了能够充电，电池12的端子16可以连接到具有导线20或其它任何电导体的电池充电器/维护器18。一旦端子16电耦合到充电器/维护器18，则电充电电力可以通过导线20施加以建立电池12中的电荷。电池充电器/维护器18可以从电力网22或其它电源接收电力，其提供交流电力给电池充电/维护系统10。如本领域的熟练技术人员所理解的，电池充电器/维护器18可以是便携式的或可以具有固定位置。
[0020]类似地，图2示出了具有连接到电池充电器/维护器18的电池12的摩托车24。因为摩托车24 (或某些其它车辆)的电池12可能很难接入，系统可以包括一个或多个链26，链26可以从端子16延伸以允许用户充电或维护电池12，而不需要任何拆卸以到达端子。连接器28可以在链26和导线20之间延伸以对电池12充电。因为当对车辆14充电时，电力网22可以提供交流电给电池充电/维护系统10。这种设置可有利于当有需要时，通过简单地将设备插入连接器而将电池连接到充电器/维护器。
[0021]图3示出了具有连接到充电电路32以充电/维护一系列电池34的公共电源总线30的充电/维护系统10的一个实施例，诸如用于初始充电或用于当储存时维护一大批电池。在这样的实施例中，该系列电池34可以分别和同时由一个或多个电池充电器/维护器18充电和监控。这种电池34可以在工厂、电池制造设备、加工中心或测试设备处找到，并且初始充电电池34可以是新制造的电池12或先前制造的没有被充电的电池12，或者充电可以被维护直到电池投入工作中。取决于系统1的需要，可以使用一个充电器/维护器18，或可以包括多个充电器/维护器18。电力总线30可以沿着充电电路32延伸，并且包括提供充电电力给充电电路32的正极和负极导体。除此之外，充电电路32可以调节电池12的充电电流和时间。然后充电电路32可以经由工厂导线36电连接到电池34的端子16，导线36可以是如图1和