具有有缺陷的电池监控的电池充电和维护的制作方法_2

文档序号:8207961阅读:来源:国知局
图2中的连线器,或者导线36可以是能够使电池34滑入充电位置的导电轨。因此,电池12充电器/维护器18可以对多个电池34充电。
[0022]在图1至图3中示出的示例性系统和应用都使用了用于监控电池充电或维护的参数的新技术,并且利用监控信息来确定一个或多个电池是否是不合格的、有缺陷的或发展成缺陷。图4是包括在适于此目的的充电器/维护器18中的某些功能性组件的图示。电池充电器/维护器18包括协作存储和执行系统功能,并且尤其是用于检测潜在电池缺陷或不合格的一个或多个充电模式和分析处理的处理电路38和关联的存储器电路40。电力转换器42包括由处理电路38控制的电力转换电路,并且通过导线将充电电力提供给电池端子。在电池12被维护而不是被充电的实施例中,电力转换器42可以配置为以低速将电荷传送到电池12,并且进一步配置为当电池12充满电时自动停止传送电荷。如本领域的熟练技术人员应当理解的,这种类型的充电对在不常用的车辆14(例如,摩托车、船、古典车、用于家庭旅行的大型车等)的电池12上保持电荷是有用的。尽管可以使用其它电源,用于执行这些操作的电源典型地从网22被传送到电力转换器42。电力转换器从处理电路38接收控制信号,其可以通过一个或多个算法运行参数输入和用户选择以确定施加到电池12的适当量的充电电力。在一些实施例中,一个以上的充电和/或维护模式可以预编程并存储在设备中以允许不同类型的电池、不同尺寸和额定功率的电池、不同电池电压等的充电和/或维护。这种模式存储在存储器电路中并且由处理电路执行以控制电池12的充电/维护,以及执行指令以总体上调节充电/维护系统10。
[0023]此外,系统可以包括一个或多个可监控充电和电池状态参数——诸如电压和电流一一的传感器(没有单独示出)。这些参数可以被存取并存储在存储器电路中以由处理电路使用。处理电路可以配置为监控电池12,并且根据所收集的数据开启某程序。例如,处理电路38可以根据电池的尺寸(例如,容量)、放电等级、预期的充电时间和电池的预期使用响应于由用户选取的设定值或阈值。存储器电路40可以提供给处理电路38关于用于系统10的充电/维护模式、设定值和/或阈值的数据(例如,输出电力、电流和/或时间阈值)。
[0024]设定值或阈值可以是时间、电压、电流、功率或这些或其它参数的任何组合的单元。例如,在某些实施例中,诸如对于12伏汽车用电池,它可能优选设定在约I和10安培之间、2和6安培之间、2.5和5安培之间或任何合适范围的电流阈值,以及在约6和72小时之间、12和48小时之间、18和24小时之间或任何合适范围的时间阈值。在当前设想的实施例中,电流阈值是3安培,并且时间阈值是24小时。这些阈值可以变化,并且可以调整到特定的电池或应用。例如,时间阈值可以配置为更长以用于需要更长充电时间的更大电池,以及更短以用于需要更短充电时间的更小电池。如果处理电路38识别电池12已经超过这些设定值或阈值的某组合,例如,如果电池12在时间阈值的长度内已经超过电流阈值,则处理电路38可以识别电池12为潜在有缺陷的或不合格的。在某些实施例中,处理电路38包括从电池12收集数据一一诸如电压、电流、安培小时、每间隔安培小时、端子温度、电池温度和电池充电器/维护器温度一一的指令。处理电路38可以考虑这个数据的任何组合以确定电池12是否可能是潜在有缺陷的或不合格的。
[0025]用户接口 44可以是任何类型的操作员接口 44,诸如车辆仪表板或液晶屏,而且它可以接受各种充电参数的输入和用户选择,以及显示充电信息。在电池12被识别为潜在的有缺陷的或不合格的情况下,用户接口 44可以发布通知,或系统10可以产生其它警报,以通知用户电池12可能是有缺陷的或不合格的。
[0026]图5是描绘由用于检测潜在的有缺陷的或不合格的电池的充电/维护系统10执行的示例性逻辑46的流程图。首先,如步骤48所示,电池或多个电池连接到充电电路。如上所述,充电电路可包含用于充电/维护模式的指令、关于设定值和/或阈值的信息以及其它信息。然后,如步骤50所示,启动充电方案充电模式。启动充电方案充电模式可包括提供电力给电池并且启动电池电流、电压、温度等的监控。再次,根据任何所需要的充电和/或维护模式,可进行充电和/或维护,并且可适于给特定电池或多个电池进行充电。收集电池监控期间的数据以用于确定电池是否有潜在缺陷的或不合格的。例如,关于电池的电压数据可用于帮助确定特定电池中留下的电荷。然而,在充电循环中的某个时间(例如,在充电循环接近终了的时候),如果在特定电池中的电流在延长的时间内大于预先确定的阈值,这能够表明电池是有缺陷的或可能是不合格的。如图5的步骤52所示,充电/维护系统可监控到电池的电流以确定其是否指示充电电流大于阈值。这个值可以是预设的,并且对于不同的电池类型、额定功率、尺寸等可以是不同的。
[0027]如步骤54所示,如果发现电池的充电电流大于预设的电流阈值,则启动计数器(例如,计时器)。计数器可以是软件、硬件或固件实现,或这些的组合。系统10连续地或周期性地监测电池12的充电电流是否保持高于电流阈值。如方框56所示,如果发现在设定时间内充电电流高于阈值电流,如计数器所测量的,也就是大于预设的阈值时间,则如步骤58所示,系统通知用户中断充电或采取其它识别电池12可能是有缺陷的或不合格的行动。如果在充电方案充电模式期间,充电电流降到充电阈值以下,则如步骤60所示,重置计数器,并且将继续监测电流以确定其是否又升到阈值以上。在某些情况下,如果在到达时间阈值之前所监测的输出电力的参数的平均值降到阈值以下,则系统可能仅仅重置计时器。在确定电池是潜在的有缺陷的或不合格的之前,所允许的时间当然适用于不同的电池,特别是根据其尺寸、额定值、电压等。对于不同的电池可以根据经验确定特定的电流和时间阈值。
[0028]图6是电流迹线62的示意,其示出了典型的充电电池和不合格的充电电池的性能。迹线62包括对应于典型的充电电池的第一电流迹线64,迹线66对应于示例的有缺陷的或不合格的电池。迹线由充电电流的大小示出,如电流轴线68在时间70期间所示。在正常充电期间充电电流应当降到由线72所示的电流阈值以下。迹线62示出了典型的用完的电池的充电过程的开始,电池可以接收充电器/维护器的电流输出并且保持在电流阈值72以上直到电池接近满充,在接近满充时电流将降到电流阈值以下。电池接受高于电流阈值72的电流的时间长度取决于电池的尺寸和放电水平,并且可以通过为了评价设定的时间阈值来反映。具有较长充电周期(例如,较大电池)的电池相比于具有较短充电周期(例如,较小电池)的电池可能需要更长的时间阈值。一旦电池接近其充电循环的最后,电流通常逐渐减少到非常低的水平,大大低于电流阈值72,其会保持直至电池从充电器/维护器移除。迹线66表明,像典型的健康的电池,有缺陷的或不合格的电池可能在充电过程的开始接受电池充电器/维护器18的全电流输出。然而,随着时间的推移,电流没有如预期的减小降到电流阈值72以下。在某些情况下,例如由迹线66所示的,电流可能永远降到电流阈值以下。如果在到达时间阈值之前电流没有降到电流阈值72以下,则确定电池是有缺陷的或不合格的。
[0029]在某些情况下,如图7所示,典型的、无缺陷的电池的电流可能暂时升到电流阈值以上。图7是用于显示“错误警报”的电池的时间-电流图74,其中电流临时意外地上升,但是后来确实发展成缺陷或故障指示。具体地,图74包括对应于正在由充电器/维护器充电/维护的典型的电池的迹线76,在这里再次根据时间80和电流78示出。迹线76在初始高电流82时开始正常地充电过程。在第一时间84,电流降到电流阈值86以下,指示电池如所预期的那样正在达到完全充电。然而,在第二时间88,迹线76又升到阈值86以上。在无缺陷的电池中,这种电流的增加可能是正常行为的结果,例如当电池正在充电/维护时,开门、打开顶灯或打开音响系统或其它负载。如图所示,当电池在充电器/维护器18上时,这种行动可能暂时导致电流升到电流阈值86以上,但根据本发明技术,不应并且不被认为是必然指示有缺陷的或不合格的电池(除非它们继续超出时间阈值)。
[0030]一旦这些行动中止,在第三时间90附近,电流将再次降到电流阈值86以下。只要第二时间88和第三时间90之间的时间长度小于预设的时间阈值,电池将不能被识别为潜在的有缺陷的或不合格的。如果电池的充电电流再次升到电
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