具有有缺陷的電池監(jiān)控的電池充電和維護(hù)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有有缺陷的電池監(jiān)控的電池充電和維護(hù)
[0001]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求2012年6月6 日提交的標(biāo)題為“BATTERY CHARGER/MAINTAINER SAFETYFUNCT1N FOR FAILING BATTERIES (用于不合格的電池的電池充電器/維護(hù)器安全功能)”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列N0.61/656，408的優(yōu)先權(quán)和權(quán)益，茲以參見(jiàn)方式引入。
【背景技術(shù)】
[0003]本申請(qǐng)總體上涉及電池設(shè)備和系統(tǒng)，更具體地，涉及用于監(jiān)控電池充電或維護(hù)的系統(tǒng)和方法。
[0004]由一個(gè)或多個(gè)能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為更加易于使用的形式的電能的電化學(xué)電池單元組成的電池在許多工業(yè)和應(yīng)用中被廣泛使用。例如，許多這種電池是能夠啟動(dòng)汽車(chē)、卡車(chē)、摩托車(chē)以及其它車(chē)輛的內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)、照明和點(diǎn)火(SLI)電池。這種類(lèi)型的車(chē)輛在電池的生命周期耗盡之前典型地可以在多個(gè)循環(huán)中放電和充電補(bǔ)充。此外，深度循環(huán)電池能夠給車(chē)輛諸如高爾夫球車(chē)提供連續(xù)的電和/或動(dòng)力。這種電池在再充電之前典型地是緩慢地并且?guī)缀跬耆胤烹姟?br>[0005]由于多種原因，電池充電器和維護(hù)器典型地用于補(bǔ)充存儲(chǔ)在車(chē)輛電池中的電荷。車(chē)輛可以在不使用的情況下貯藏很長(zhǎng)一段時(shí)間，當(dāng)車(chē)輛沒(méi)有運(yùn)行時(shí)開(kāi)著的燈或其它負(fù)載可能消耗電池，或者電池可能隨著時(shí)間的推移僅僅失去電荷并且需要額外的充電。雖然這種放電是正常的，但是表示或者可能是即將發(fā)生的故障的征兆的不正常情況也可能發(fā)生。這種情況可以被認(rèn)為致使電池有缺陷的或不合格的，并且可能在新的電池(例如，在初始充電時(shí)或初始充電前)和使用中的電池上都發(fā)生這種情況。在某些情況下，當(dāng)電池在充電器上時(shí)，很難識(shí)別其是有缺陷的或不合格的。在這種情況下，可能需要識(shí)別不合格的電池，使得其可以從充電器移除。因此，需要一種系統(tǒng)來(lái)在充電和/或維護(hù)期間幫助識(shí)別有缺陷的或不合格的電池。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本公開(kāi)內(nèi)容涉及一種用于充電或維持電池的系統(tǒng)，其包括配置為提供用于充電或維護(hù)電池的輸出電力的電力轉(zhuǎn)換電路。系統(tǒng)還包括電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體耦合到電力轉(zhuǎn)換電路，并且配置為耦合到電池以用于充電或維護(hù)電池。此外，系統(tǒng)包括控制電路，該控制電路耦合到電力轉(zhuǎn)換電路，并且配置為監(jiān)控電池的充電或維護(hù)，控制電路進(jìn)一步配置為根據(jù)輸出電力和時(shí)間閾值確定電池是否可能是有缺陷的或不合格的。
[0007]本公開(kāi)內(nèi)容還涉及一種用于充電或維護(hù)電池的系統(tǒng)，其包括電力轉(zhuǎn)換電路，該電力轉(zhuǎn)換電路配置為提供用于充電或維護(hù)電池的輸出電力；和電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體耦合到電力轉(zhuǎn)換電路，并且配置為耦合到電池以用于充電或維護(hù)電池。系統(tǒng)還包括控制電路，該控制電路耦合到電力轉(zhuǎn)換電路，并且配置為監(jiān)控電池的充電或維護(hù)?？刂齐娐愤M(jìn)一步配置為根據(jù)充電或維護(hù)電流、電流閾值和基于電池大小的時(shí)間閾值來(lái)確定電池是否可能是有缺陷的或不合格的。
[0008]本公開(kāi)內(nèi)容還涉及一種充電或維護(hù)電池的方法，其包括監(jiān)控由用于充電或維護(hù)電池的電力轉(zhuǎn)換電路提供的輸出電力，以及根據(jù)輸出電力和時(shí)間閾值識(shí)別電池是不合格的。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是具有電池模塊的車(chē)輛的一個(gè)實(shí)施例的立體圖，并示出了電池到適于檢測(cè)潛在的有缺陷的或不合格的電池的充電器或維護(hù)器的連接；
[0010]圖2是具有電池模塊并簡(jiǎn)單地耦合到適于檢測(cè)潛在的有缺陷的或不合格的電池的充電器或維護(hù)器的摩托車(chē)的實(shí)施例的立體圖；
[0011]圖3是多個(gè)電池諸如在工廠或加工中心初始充電的實(shí)施例的示意圖，示出了可以類(lèi)似地適于檢測(cè)有缺陷的或不合格的電池的總集體充電設(shè)備；
[0012]圖4是具有如圖1至3所示的類(lèi)型的系統(tǒng)的某些功能性組件的示例性實(shí)施例的圖示;
[0013]圖5是表示適于檢測(cè)潛在電池缺陷或不合格電池的充電模式的示例性邏輯的流程圖；
[0014]圖6是初始充電期間不合格的或有缺陷的電池的示例性電流輸入跡線的圖示，用于檢測(cè)潛在的有缺陷的或不合格的電池；以及
[0015]圖7是用于充電或維護(hù)期間的，不合格的或有缺陷的工作中的電池的示例性電流跡線的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下介紹了一個(gè)或更多個(gè)具體實(shí)施例。為了致力于提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)要介紹，并未在說(shuō)明書(shū)內(nèi)描述【具體實(shí)施方式】中的所有特征。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到在開(kāi)發(fā)任何這樣的【具體實(shí)施方式】時(shí)，例如在任何的工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，都必須做出大量的實(shí)施方式專(zhuān)用決策，以實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)者的特定目標(biāo)，例如符合與系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)的約束條件，而這些特定目標(biāo)在不同的實(shí)施方式中可能有所不同。而且，應(yīng)該意識(shí)到盡管這樣的開(kāi)發(fā)工作可能是復(fù)雜且耗時(shí)的，但對(duì)受益于本公開(kāi)的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)這仍然是一種從事設(shè)計(jì)、制造和加工的常規(guī)手段。
[0017]在介紹本公開(kāi)不同實(shí)施例的要素時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”和“這個(gè)”旨在指存在一個(gè)或多個(gè)所述的要素。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”旨在包含在內(nèi)并意味著除了列舉的要素之外還可以有另外的要素。另外，應(yīng)當(dāng)理解，提及本公開(kāi)“一個(gè)實(shí)施例”或“某個(gè)實(shí)施例”并不旨在被解讀為排除了同樣包含所述特征的其它實(shí)施例的存在。
[0018]如下面更詳細(xì)描述的，本實(shí)施例是針對(duì)用于具有有缺陷的電池監(jiān)控的電池充電和維護(hù)的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)和方法包括電力轉(zhuǎn)換電路，其提供用于充電或維護(hù)電池的輸出電力；親合到電力轉(zhuǎn)換電路的電導(dǎo)體，該電導(dǎo)體耦合到電池用于充電或維護(hù)；以及控制電路，其耦合到電力轉(zhuǎn)換電路并且配置為監(jiān)控電池的充電或維護(hù)?？刂齐娐愤€根據(jù)輸出電力和時(shí)間閾值確定電池是否可能是有缺陷的或不合格的。在其它實(shí)施例中，控制電路確定輸出電力的充電或維護(hù)電流是否在至少時(shí)間閾值期間已經(jīng)超過(guò)電流閾值。如果輸出電力的電流在至少時(shí)間閾值期間已經(jīng)超過(guò)電流閾值，系統(tǒng)可以提醒用戶電池被識(shí)別為有缺陷的或不合格的。
[0019]考慮到上述，圖1示出了電池充電/維護(hù)系統(tǒng)10，包括布置在車(chē)輛14中的電池12。電池典型地可以在車(chē)輛中使用，如所示出的，該車(chē)輛可以是汽車(chē)、卡車(chē)、船、娛樂(lè)車(chē)、高爾夫球車(chē)或其它使用電池電力的車(chē)輛。取決于車(chē)輛類(lèi)型和應(yīng)用，電池12可以包括任何所需的設(shè)計(jì)、類(lèi)型、電壓和容量的啟動(dòng)、照明和點(diǎn)火(SLI)電池以及深度循環(huán)電池。此外，可以根據(jù)任何現(xiàn)有的已知的或以后開(kāi)發(fā)的技術(shù)設(shè)計(jì)和構(gòu)造電池，諸如濕電池單元技術(shù)、玻璃纖維氈技術(shù)、凝膠電池單元技術(shù)等。電池12包括正極和負(fù)極端子16，并且為了能夠充電，電池12的端子16可以連接到具有導(dǎo)線20或其它任何電導(dǎo)體的電池充電器/維護(hù)器18。一旦端子16電耦合到充電器/維護(hù)器18，則電充電電力可以通過(guò)導(dǎo)線20施加以建立電池12中的電荷。電池充電器/維護(hù)器18可以從電力網(wǎng)22或其它電源接收電力，其提供交流電力給電池充電/維護(hù)系統(tǒng)10。如本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員所理解的，電池充電器/維護(hù)器18可以是便攜式的或可以具有固定位置。
[0020]類(lèi)似地，圖2示出了具有連接到電池充電器/維護(hù)器18的電池12的摩托車(chē)24。因?yàn)槟ν熊?chē)24 (或某些其它車(chē)輛)的電池12可能很難接入，系統(tǒng)可以包括一個(gè)或多個(gè)鏈26，鏈26可以從端子16延伸以允許用戶充電或維護(hù)電池12，而不需要任何拆卸以到達(dá)端子。連接器28可以在鏈26和導(dǎo)線20之間延伸以對(duì)電池12充電。因?yàn)楫?dāng)對(duì)車(chē)輛14充電時(shí)，電力網(wǎng)22可以提供交流電給電池充電/維護(hù)系統(tǒng)10。這種設(shè)置可有利于當(dāng)有需要時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單地將設(shè)備插入連接器而將電池連接到充電器/維護(hù)器。
[0021]圖3示出了具有連接到充電電路32以充電/維護(hù)一系列電池34的公共電源總線30的充電/維護(hù)系統(tǒng)10的一個(gè)實(shí)施例，諸如用于初始充電或用于當(dāng)儲(chǔ)存時(shí)維護(hù)一大批電池。在這樣的實(shí)施例中，該系列電池34可以分別和同時(shí)由一個(gè)或多個(gè)電池充電器/維護(hù)器18充電和監(jiān)控。這種電池34可以在工廠、電池制造設(shè)備、加工中心或測(cè)試設(shè)備處找到，并且初始充電電池34可以是新制造的電池12或先前制造的沒(méi)有被充電的電池12，或者充電可以被維護(hù)直到電池投入工作中。取決于系統(tǒng)1的需要，可以使用一個(gè)充電器/維護(hù)器18，或可以包括多個(gè)充電器/維護(hù)器18。電力總線30可以沿著充電電路32延伸，并且包括提供充電電力給充電電路32的正極和負(fù)極導(dǎo)體。除此之外，充電電路32可以調(diào)節(jié)電池12的充電電流和時(shí)間。然后充電電路32可以經(jīng)由工廠導(dǎo)線36電連接到電池34的端子16，導(dǎo)線36可以是如圖1和