用于将电池放电并确定电池状况的装置和方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201380059227.7

申请日:

2013.11.11

公开号:

CN104838557A

公开日:

2015.08.12

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情:

实质审查的生效IPC(主分类):H02J 7/00申请日:20131111|||公开

IPC分类号:

H02J7/00

主分类号:

H02J7/00

申请人:

摩托罗拉解决方案公司

发明人:

罗伊·L·克利夫特; 米夏埃尔·D·杰伦; 约翰·E·赫尔曼

地址:

美国伊利诺伊州

优先权:

13/675,234 2012.11.13 US

专利代理机构:

中原信达知识产权代理有限责任公司11219

代理人:

李佳; 穆德骏

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内容摘要

一种用于确定可再充电电池的状况的方法和装置,在将该电池放电的同时确定该电池的动态阻抗,并且基于该动态阻抗确定电池状况类别。该电池能够以恢复从电池放电的所存储的能量的方式被放电。

权利要求书

1.  一种用于将可再充电电池放电的方法,包括:
将可再充电电池放电;
在将所述可再充电电池放电的同时,监测所述可再充电电池的动态电池电流和动态电池电压;
响应于监测所述动态电池电流和所述动态电池电压,确定所述可再充电电池的动态阻抗;以及
通过将所述动态阻抗分类为多个电池状况类别中的一个,确定电池状况类别。

2.
  根据权利要求1所述的方法,还包括:将所述电池状况类别写入所述可再充电电池的存储器中。

3.
  根据权利要求1所述的方法,其中监测所述动态电池电流和动态电池电压包括:
将第一负载施加到可再充电电池;
响应于施加所述第一负载,确定由所述可再充电电池提供的第一电流和第一电池电压;
将第二负载施加到所述可再充电电池;
响应于施加所述第二负载,确定由所述可再充电电池提供的第二电流和第二电池电压;
其中,所述动态阻抗被确定为所述第一电池电压和所述第二电池电压之间的差与所述第一电流和所述第二电流之间的差的比率。

4.
  根据权利要求1所述的方法,其中所述放电由模块化放电单元执行,所述模块化放电单元具有内部负载网络和用于与多个外部负载模块接口的模块化接口,将所述可再充电电池放电包括:
确定至少一个外部负载模块被连接到所述模块化放电单元;以及
选择所述内部负载网络或所述外部负载模块用于将所述可再充电 电池放电。

5.
  根据权利要求4所述的方法,其中选择所述内部负载网络或所述外部负载模块用于将所述可再充电电池放电是基于所述可再充电电池的容量来执行的。

6.
  根据权利要求4所述的方法,其中选择所述内部负载网络或所述外部负载模块用于将所述可再充电电池放电包括:选择具有存储负载的外部模块,通过经由所述存储负载将所述可再充电电池放电,来将所述存储负载充电。

7.
  根据权利要求6所述的方法,选择具有存储负载的外部模块包括:选择具有耦合到所述存储负载的交流AC逆变器的外部模块,所述AC逆变器从所述存储负载提供标准AC服务。

8.
  根据权利要求1所述的方法,还包括:在视觉上指示所述电池状况类别。

9.
  一种电池放电器,包括:
电池连接器接口,所述电池连接器接口被配置为将所述电池放电器连接到可再充电电池,所述可再充电电池包括正极接触件和负极接触件、以及数据接触件;
内部负载网络,所述内部负载网络被配置为产生可变负载;
控制器,所述控制器具有耦合到所述数据接触件的数据端口,并且能操作成改变所述内部负载网络的所述负载;
电流感测电路,所述电流感测电路能操作成将通过所述内部负载网络的电流电平指示给所述控制器;
电压感测电路,所述电压感测电路能操作成将所述正极接触件和负极接触件之间的电压电平指示给所述控制器;以及
所述控制器还能操作成:改变所述内部负载网络以监测可再充电 电池的动态电池电流和动态电池电压,从所述动态电池电流和所述动态电池电压确定所述可再充电电池的动态阻抗,以及基于所述动态阻抗确定电池状况类别。

10.
  根据权利要求9所述的电池放电器,其中所述控制器还能操作成:将所述电池状况类别写入所述可再充电电池的存储器中。

11.
  根据权利要求9所述的电池放电器,还包括模块化接口,所述模块化接口被配置为连接到外部负载模块。

12.
  根据权利要求9所述的电池放电器,其中所述控制器通过下述方式确定所述动态电池阻抗:将所述可变负载网络的第一负载施加到可再充电电池,并且响应于施加所述第一负载而确定由所述可再充电电池提供的第一电流和第一电池电压;
将所述可变负载网络的第二负载施加到所述可再充电电池,并且响应于施加所述第二负载而确定由所述可再充电电池提供的第二电流和第二电池电压;以及
其中,由所述控制器将所述动态阻抗确定为所述第一电池电压和所述第二电池电压之间的差与所述第一电流和所述第二电流之间的差的比率。

13.
  根据权利要求11所述的电池放电器,所述控制器还能操作成:确定至少一个外部负载模块被连接到所述电池放电器;以及
选择所述内部负载网络或外部负载模块用于将所述可再充电电池放电。

14.
  根据权利要求13所述的电池放电器,其中所述控制器确定所述可再充电电池的容量,并且基于所述可再充电电池的容量,选择所述内部负载网络或所述外部负载模块用于将所述可再充电电池放电。

15.
  根据权利要求9所述的电池放电器,还包括视觉显示元件,并且其中所述控制器还被配置为经由所述视觉显示元件指示所述电池状况。

16.
  一种模块化电池放电系统,包括:
电池放电器,所述电池放电器被配置为连接到可再充电电池并且将所述可再充电电池放电,并且包括可变负载网络,所述可变负载网络能操作成:确定所述可再充电电池的动态阻抗并且基于所述动态电池阻抗来确定电池状况,所述电池放电器还包括模块化接口;
至少一个外部放电模块,所述外部放电模块被配置为连接到所述模块化接口,并且具有用于将所述可再充电电池放电的负载;以及
所述电池放电器能操作成:通过所述内部负载网络、所述至少一个外部放电模块、或这两者,将所述可再充电电池放电。

17.
  根据权利要求16所述的模块化电池放电系统,其中所述电池放电器还能操作成:将所述电池状况写入所述可再充电电池的存储器中。

18.
  根据权利要求16所述的模块化电池放电系统,其中所述至少一个外部放电模块包括存储负载。

19.
  根据权利要求18所述的模块化电池放电系统,其中包括所述存储负载的所述至少一个外部放电单元进一步包括交流AC逆变器,所述AC逆变器能操作成从所述存储负载产生标准AC服务。

20.
  根据权利要求19所述的模块化电池放电系统,其中包括所述存储负载的所述至少一个外部放电单元进一步包括降压/升压调节器,所述可再充电电池通过所述降压/升压调节器放电到所述存储负载中。

说明书

用于将电池放电并确定电池状况的装置和方法
技术领域
本发明通常涉及电池放电器,并且更具体地涉及电池诊断和确定电池状况。
背景技术
在依赖于便携式设备以指挥操作的机构中,有用的是,除了充电状态以外,还能够知道用于对便携式设备供电的电池的电池状况。这样的机构的示例是公共安全机构,例如警察、消防、救援等机构,并且便携式设备的示例是由这些人员在指挥操作时使用的便携式对讲机。进行部署的公共安全人员需要具有处于良好状况下的充满电的电池。因此,如果充电状态和电池状况在进行部署之前比较容易辨别,这将是有益的。充电状态与燃油表类似,其近似地指示电池中的剩余电池容量的比例。除了随着时间的随机退化以外,电池的状况在循环寿命(充/放电循环的次数)和实际老化两个方面指示它的老化。通常,随着可再充电电池老化,它们的最大容量减少,并且它们的内部阻抗增大。
一些制造商已经在可再充电电池组内部建立了所谓的“燃油表”,其在内部跟踪充电和放电以及充电/放电循环。燃油表能够将充电状态和状况信息保留在可再充电电池组的存储器中,该状况和信息能够通过由电池组供电的设备读取。然而,许多电池组没有燃油表功能。
没有对电池电流放电和充电的恒定且密切的监测,就难以确定电池组的充电状态。如由基于诸如充电时电压、温度和电流的变化等电池参数的某些已知标准所指示的,确定给定电池组的容量和将其充满的最好方法是将其放电到放电状况结束,并且然后将其充电到充满状 况。一旦电池组已经被放电并且被再充电,则能够确定电池组的容量,并且然后知道电池组被充满。然而,确定容量和充电状态不直接指示电池的状况-在其循环寿命快结束时满充的电池没有与充电/放电循环非常少的新电池相同的容量。此外,放电电池会产生相当大的热量,尤其是在使用大量电池的机构中。此热量代表了能量损失。
因此,需要用于将电池放电来确定其状况,并进一步地利用放电时从电池消耗的能量的装置和方法。
附图说明
附图连同下面的具体实施方式并入并形成本说明书的一部分,其中在所有的各个视图中相同的附图标记指示相同或功能相似的元件,并且附图有助于进一步地阐明包括要求保护的发明的概念的实施例,以及附图解释这些实施例中的各种原理和优点。
图1是根据一些实施例的电池放电器系统的方块图;
图2是根据一些实施例的可变负载的示意图;
图3是根据一些实施例的可变负载的示意图;
图4是根据一些实施例的一系列电池放电系统配置方块图;
图5是根据一些实施例的与模块化放电系统一起使用的外部模块的方块图;
图6是根据一些实施例的将电池放电和确定电池状况的方法的流程图;
图7示出根据一些实施例的显示如由可再充电电池放电器确定的电池状况的电池供电设备。
本领域技术人员应该理解,附图中的元件是为了简化和清楚而说明的,并且没有必要按比例绘制。例如,附图中一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大,以有助于提高对本发明的实施例的理解。
装置和方法的组件已在附图中适当的地方由常规的符号表示,其中仅示出与理解本发明的实施例有关的这些特定细节,从而不会以对于受益于本说明书的本领域普通技术人员显而易见的那些细节而模糊本公开。
具体实施方式
实施例包括将可再充电电池放电的方法,并且在将该可再充电电池放电的同时,监测该可再充电电池的动态电池电流和动态电池电压,同时将该可再充电电池放电。该方法可进一步包括响应于监测所述动态电池电流和动态电池电压,确定该可再充电电池的动态阻抗。该方法还可以包括通过将该动态阻抗分类为多个电池状况类别中的一个,确定电池状况类别。
图1是根据一些实施例的电池放电器系统100的方块图。系统100包括电池放电器102,其可以连接到可再充电电池或电池组104,并且将该电池放电,其还确定该可再充电电池(意味着可再充电电池电池胞)的状况。可再充电电池104可以包括一组电池接触件,其包括正极接触件106、数据接触件108和负极接触件112。电池组104可以包括存储器110,其连接到数据接触件108,并且可以用来存储信息,包括电池状况信息。放电器102可以读取该信息来确定关于电池104的额定参数和信息,诸如额定容量,电池胞的化学属性,等等。电池放电器102可以包括与电池接触件配合的一组接触件,包括正极放电器接触件114、放电器数据接触件116和放电器负极接触件118。术语“接触件”指的是导电部件,其用来与配合接触件形成物理接触,并因此形成电接触。放电器可以还包括控制器120,其例如可以是根据本文的教导执行指令代码的微控制器。放电器还可以包括内部负载网络122,其包括可变负载。如在本文所使用的,术语“负载”指的是电阻,来自电池的电流经过该电阻以将电池放电。负载可以是无源的、有源的或存储负载,或它们的组合。无源负载例如可以是定值电阻。有源负载的电阻可以改变,并且有源负载可以被调整。在电池放电时,例如当一个 电池用于对另一个电池充电时,存储负载存储由电池提供的能量中的一些能量。
一旦将电池104连接到放电器102,放电器就可以开始通过可变负载122将电池104放电。该控制器可以调节或改变可变负载122的负载大小,并且在一些实施例中,可变负载122可以被控制为从基本上开路到接近于短路,或者控制为在两者之间的任何电阻值。为了确定电池104的状况,控制器将可变负载设置为第一值,并且测量电池电压(接触件114、118之间的电压)和放电电流,如例如由感测电阻124两端的电压所指示的。如图所示,感测电阻在可变负载122和负极接触件118之间的返回路径中的“低”侧,但本领域技术人员应该理解,电流同样能够在正极接触件114和可变负载之间的高侧被感测。一旦在第一负载上的电池电压和电流被确定,不同的负载就通过改变可变负载122的值而施加到电池上,使得能够感测第二电池电压和电流。然后,电池的动态阻抗可以被确定为第一电压和第二电压的差与第一电流和第二电流的差的比率。也就是,ZD=(VL1–VL2)/(IL1–IL2),其中ZD是动态阻抗,VL1是第一负载下的电池电压,VL2是第二负载下的电池电压,IL1是第一负载下的电池电流,并且IL2是第二负载下的电池电流。第一负载和第二负载可以大不相同。例如,第一负载可以被选择为以基本上“C”率(以安培小时表示的电池的容量除以一小时)消耗电流,而第二负载可以被选择为以接近1/10的“C”率消耗。一旦动态阻抗被确定,则将固定负载施加到电池,诸如通过将可变负载设置为放电值并使其保留在放电值直到电池完全放电,如由已知的充电终止标准所确定的(例如,在给定电流率下的电压电平)。一旦动态阻抗被确定,控制器可以通过将动态阻抗分类为多个电池状况类别中的一个,来确定电池状况或电池状况类别。也就是,例如,电池状况可以是与阻抗的范围相对应的多个类别或离散状态中的一个。动态阻抗可以被映射到一个范围,并且可以确定对应的状况。例如,电池状况可以是“很好”、“好”、“可接受的”、“差”和“很差”。电池状况不是电池的充电状态,它可以单独地确定和指示。相反,电池状况指的 是电池104的“健康”,并且一般与电池104的循环寿命相关。一旦电池状况确定,它就可以写入电池组104的存储器110中。此外,电池状况可以经由视觉指示器由放电器在视觉上指示,所述视觉指示器诸如发光二极管(LED)阵列或图形显示器(例如液晶显示器)。电池状况可以在存储器110中表示为特定的存储器位置上的二进制值,可以由设备(一旦其附接到电池104,并且能够读取存储器110)显示的串。
放电器102可以进一步包括具有模块化接触件128、130、132的模块化接口,该模块化接触件配置为将放电器102连接到外部放电模块126。外部放电模块126可以包括用于连接放电器102的配合接触件134、136、138。该连接可以由连接器、弹簧接触件实现,并且可以或可以不由配合的机械特征促成。外部放电模块126可以包括负载140。放电器102的内部负载网络(可变负载122)虽然在一些实施例中可能是非常低的电阻,而在一些实施例中可变负载122的最低值可以由功耗考虑、成本考虑,或这些或其他考虑的组合而指示。因此,外部放电模块126可以设计为处理更高水平的功耗,以允许电池104更快地放电。当外部放电模块126连接到放电器102时,它可以由控制器120检测,以作为接触件128处的信号或信号水平的变化,当外部放电模块126连接到放电器102时,该信号水平改变。一旦检测到外部放电模块126,放电器102就能够通过闭合开关142,将电池104连接到外部放电模块126的负载140。当连接外部放电单元时,放电器例如基于存储器110中的电池信息、例如诸如通过选择器开关或键盘(未示出)输入到放电器102中的选定的放电率,选择性施加内部负载网络(可变负载122)、外部负载140(通过开关142)或这两者。
图2是根据一些实施例的可变负载200的示意图。在一些实施例中,可变负载200可以用于图1中的可变负载122。可变负载包括多个电阻202、204和206,它们每个都具有用于以不同的速率放电的不同值。每个电阻202、204、206可以由对应的开关晶体管208、210、212选择,每个开关晶体管分别由线214、216和218控制,该线例如可以 耦合到控制器120。例如使用三个电阻202、204、206,可以将简单的3位数字词用于选择期望的负载电阻,以产生8个不同效率的负载电阻(23次选择),其中每个电阻202、204、206可以单独地应用,或在各种彼此并列组合中应用。
图3是根据一些实施例的可变负载300的示意图。在一些实施例中,可变负载300可以用于图1中的可变负载122。与图2不同地,其中,使用多个离散的固定电阻,可变负载300使用调节器设备302,其诸如通过例如由数模转换器304调节施加到调节器设备上的偏压而操作为可变电阻,该数模转换器304将数字值306转换为模拟输出。数字值306例如可以由图1的控制器120提供。
图4是根据一些实施例的一系列电池放电系统配置方块图400、406、412、416。在每个配置400、406、412、416中,可再充电电池402连接到可再充电电池放电器404,并且在每个配置400、406、412、416中,可再充电电池放电器404可操作用于确定可再充电电池402的状况。可再充电电池放电器一旦将可再充电电池402放电,就可操作用于使用常规充电技术将可再充电电池402再充电。在配置400中,电池402通过可包括可变负载的内部负载网络405放电。可再充电电池放电器404的放电率由于涉及可靠性和安全性受到限制,并且因此相比其他的配置,其具有相对较慢的放电率,但可能是最“便携式”的配置。
在配置406中,外部放电模块408耦合到可再充电电池放电器404,并且包含负载410,其允许可再充电电池402放电比仅通过内部负载网络405放电时快。可再充电电池放电器可以引导来自电池的放电电流通过内部负载网络405、外部负载410或这两者。外部放电模块408和可再充电电池放电器可以具有接口,其允许可再充电电池放电器404控制外部负载410并将其设置为选定的负载值以实现期望的放电率。
在配置412和416中,使用存储负载。在配置412中,可再充电电池402放电到另一可再充电电池414。可再充电电池放电器404可以具有功率控制电路415,其可以使可再充电电池402的电压逐步升高或逐步降低(如降压/升压)以对电池414再充电,从而恢复储存在可再充电电池402中的一些能量而不是作为热量散发。另一再充电电池414可以诸如通过保持电池414的充电口袋或其他装置,直接耦合到可再充电电池放电器404,或者它可以通过外部放电模块充电,类似于包括保持电池充电的特征以及也可以包括充电电路的外部放电模块408。
配置416示出包括存储负载420的外部放电模块418,可再充电电池402可以放电到该存储负载420中,从而恢复在可再充电电池402中的一些能量而不是作为热量散发。此外,外部放电模块418包含交流(AC)逆变器422,其产生标准AC服务424(例如,50-60Hz下的均方根,100-240伏)。在一些实施例中,几种可再充电电池放电器可以耦合到外部放电模块418,其放电到存储负载420,并且由逆变器422产生的AC服务可用于对包括电池充电器的其他设备供电。
图5是根据一些实施例的与模块化放电系统一起使用的外部模块502的方块图500。外部放电模块502可与图4中的外部放电模块418类似,并且可以包含降压/升压功率转换器504,其从耦合到外部放电模块502的可再充电电池放电器中正在放电的电池接收电压和电流。降压/升压功率转换器504转换接收到的电压和电流以对存储负载(电池)506充电。例如,正在放电的电池(例如图4中的电池402)可以具有4伏的额定工作电压,同时蓄电池506可以具有12伏的额定电压,并且降压/升压转换器504将对正在放电的电池的放电电压逐步升高至12伏(或稍高),以对电池506充电。电池506可以是散装电池,诸如12伏的铅酸电池阵列,并且向AC逆变器508供电。AC逆变器508将电池506的电压升压转换为标准AC服务,以允许它例如向可能是更老的、留下来的充电器的其他电池充电器510供电。
图6是根据一些实施例的将电池放电和确定电池状况的方法600的流程图。流程图以一系列处理来说明该方法,每个处理在流程图中由方框代表,并且可以包括各种子处理,该子处理没有特别表示,但本领域技术人员一旦阅读了本方法600的教导就能够实现。该方法由具有将被放电的可再充电电池的可再充电电池放电器执行,诸如图1和图4中所示。具体地,该方法可以在控制器的控制下执行,该控制器诸如是与可再充电电池放电器中的元件(例如可变负载、电压和电流感测)接口且诸如通过执行存储在耦合到控制器的计算机程序产品上的指令代码以执行这里所描述的处理而可操作的微控制器。因此,该方法600通过将可再充电电池连接到可再充电电池放电器而开始,于是可再充电电池放电器能够在处理602中检测到存在可再充电电池,诸如在可再充电电池连接到可再充电电池放电器之后。一旦检测到可再充电电池,可再充电电池放电器就能够将负载连接到可再充电电池,诸如内部负载网络或外部负载或这两者。可以基于从可再充电电池读取的信息来选择负载,诸如从可再充电电池中的存储器读取该信息。在可再充电电池放电器的控制下,连接到可再充电电池的至少部分负载是可变的。可再充电电池放电器然后开始通过改变负载并测量或感测电池电压和电流,来确定可再充电电池的动态阻抗,如在处理606中所指示的。具体地,可再充电电池放电器可以将第一负载施加到可再充电电池并测量第一电池电压和第一电池电流,然后将第二负载(其与第一负载明显不同)施加到可再充电电池并测量第二电池电压和电池电流。然后,动态阻抗被确定为第一和第二电池电压之间的差与第一和第二电池电流之间的差的比率,如在处理608中所指示的。然后,该方法开始基于处理610中的动态阻抗来确定电池状况。可再充电电池放电器例如可以包含查找表,以使动态阻抗与电池类型交叉引用,以根据范围将动态阻抗分类为多个电池状况类别中的一个。然后,在处理612中,可再充电电池放电器可以将电池状况写入可再充电电池存储器中。在一些实施例中,电池状况可以通过确定在不同放电水平处的动态阻抗且比较或平均该结果而确定。除了在方法600中确定电池状况以外,可再充电电池放电器可以以各种方式将电池放电,诸如 通过选择负载将电池放电,该选择可以包括选择内部负载、外部负载、存储负载等,如参考图4所教导的。
图7示出根据一些实施例的显示如由可再充电电池放电器确定的电池状况的电池供电设备700。该设备例如可以是便携式通信设备,诸如便携式对讲机。该设备可以具有例如可以是LCD显示器的图形显示器702,该设备700可以在该显示器上显示包括电池信息的信息。例如,设备700可以显示电池充电状态704、接收信号水平706和电池状况708、710。例如,电池状况可以由条形图案708指示,或者响应于电池状况查询而由文本710指示。
因此,实施例提供了确定缺乏内部寿命循环管理功能来跟踪与电池状况有关的循环寿命及其他参数的电池的电池状况的益处。电池状况可以在准备充电中对电池放电时确定,或者,如果电池在一段时间内将不会被使用,可简单地从电池恢复所存储的能量。此外,可再充电电池放电器可以是模块化系统,其允许系统扩展,以允许更快地放电,并允许用户购买适合自己特殊需求的系统配置。
在上述说明书中,已经描述了特定实施例。然而,本领域普通技术人员应该理解,可以做出各种修改和改变而不脱离如权利要求所述的本发明的范围。因此,本说明书和附图应被认为是示例性的而非限制性的意思,并且所有这些修改都意在包括在本教导的范围内。
益处、优点、问题的解决方案和可能会使任何益处、优点、或方案发生或变得更加明显的任何元素都不能解释为任何权利要求或所有权利要求的关键的、要求的或必要的特征或元素。本发明仅由包括在本申请未决期间进行的任何修改的所附权利要求和出版时这些权利要求的所有等价物来限定。电池可以对存储负载放电,以恢复或转移对另一电池放电的电池的能量。
此外,在本文中,诸如第一和第二、顶和底等关系术语可以单独地使用以区分一个实体或动作与另一个实体或动作,而不一定需要或暗示这样的实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“具有”、“含有”、“包含”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性的包含,以使得包括、具有、含有、包含一系列元素的处理、方法、物品或装置不仅包括那些元素,而且可以包括没有明确列举或这些处理、方法、物品或装置所固有的其他元素。前面有“包括……”,“具有……”,“含有……”,“包含……”的元素不排除(没有更多的限制)在包括、具有、含有、包含该元素的处理、方法、物品或装置中存在另外的相同元素。术语“一”和“一个”限定为一个或多个,除非本文中另有明确规定。如本领域普通技术人员所理解的,术语“基本”、“基本上”、“接近”、“大约”或其任何其他版本限定为接近,并且在一个非限制性实施例中,该术语限定为10%以内,在另一实施例中限定为5%以内,在另一实施例中限定为1%以内,以及在另一实施例中限定为0.5%以内。如在本文所使用的术语“耦合”限定为连接,但不一定是直接地连接和不一定是机械地连接。以一定方式“配置”的设备或结构至少以该种方式配置,但也可以以未列出的方式配置。
应该理解,一些实施例可以包括一个或多个通用或专用控制器或处理器(或“处理设备”),诸如微处理器、数字信号处理器、定制的处理器和现场可编程门阵列(FPGA)以及单独存储的程序指令(同时包括软件和固件),其控制该一个或多个处理器与某些非处理器电路结合,以实施本文中描述的方法和/或装置的一些、大多数或所有的功能。可选择地,一些或所有的功能可以由没有所存储的程序指令的状态机实施,或在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实施,其中每个功能或某些功能的一些组合被实施为自定义逻辑。当然,可以使用这两种方法的组合。
此外,实施例可以被实施为具有存储在其上的计算机可读代码的 计算机可读存储介质,该代码用于编程计算机(例如,包括处理器)以执行本文所描述和所要求保护的方法。这样的计算机可读存储介质的示例包括,但不限于,硬盘、CD-ROM、光存储设备、磁存储设备、ROM(只读存储器)、PROM(可编程只读存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)和闪存。此外,可以预期尽管本领域普通技术人员付出很大的努力,并且有可能例如出于可用的时间、目前的技术、和经济方面的考虑而有动机给出许多设计选择,但是当由本文公开的概念和原则引导时,将能够以最少的实验很容易地产生这样的软件指令、程序和IC。
提供本公开的摘要以让读者快速确定本技术公开的性质。应当理解,它将不用于解释或限制权利要求的范围或意义。此外,在上述的具体实施方式中可以看出,为了简化本公开的目的,各种特征在各种实施例中组合在一起。本公开的方法不应理解为反映了所要求保护的实施例需要比在每个权利要求中清楚的叙述更多的特征的意向。相反,如所附权利要求所反映的,发明的主题在于少于单个公开的实施例的所有特征。因此,所附权利要求在此并入具体实施方式中,其中每个权利要求基于其自身而作为单独要求保护的主题。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于将可再充电电池(104)放电的方法,包括:
由放电器(102)将可再充电电池(104)放电;
由所述放电器(102)在将所述可再充电电池(104)放电的同时,监测(606)所述可再充电电池(104)的动态电池电流和动态电池电压;
由所述放电器(102)响应于监测所述动态电池电流和所述动态电池电压,确定(608)所述可再充电电池(104)的动态阻抗;以及
由所述放电器(102)通过将所述动态阻抗分类为多个电池状况类别中的一个,确定(610)电池状况类别。
2.根据权利要求1所述的方法,还包括:将所述电池状况类别写入(612)所述可再充电电池(104)的存储器(110)中。
3.根据权利要求1所述的方法,其中监测(606)所述动态电池电流和动态电池电压包括:
将第一负载施加到可再充电电池(104);
响应于施加所述第一负载,确定由所述可再充电电池(104)提供的第一电流和第一电池电压;
将第二负载施加到所述可再充电电池(104);
响应于施加所述第二负载,确定由所述可再充电电池(104)提供的第二电流和第二电池电压;
其中,所述动态阻抗被确定为所述第一电池电压和所述第二电池电压之间的差与所述第一电流和所述第二电流之间的差的比率。
4.根据权利要求1所述的方法,其中所述放电由模块化放电单元执行,所述模块化放电单元具有内部负载网络(122)和用于与多个外部负载模块(126)接口的模块化接口,将所述可再充电电池(104)放电包括:
确定至少一个外部负载模块(126)被连接到所述模块化放电单元;以及
选择所述内部负载网络(122)或所述外部负载模块(126)用于将所述可再充电电池(104)放电。
5.根据权利要求4所述的方法,其中选择所述内部负载网络(122)或所述外部负载模块(126)用于将所述可再充电电池(104)放电是基于所述可再充电电池(104)的容量来执行的。
6.根据权利要求4所述的方法,其中选择所述内部负载网络(122)或所述外部负载模块(126)用于将所述可再充电电池(104)放电包括:选择具有存储负载(420)的外部模块(418),通过经由所述存储负载(420)将所述可再充电电池(402)放电,来将所述存储负载(420)充电。
7.根据权利要求6所述的方法,选择具有存储负载(420)的外部模块(418)包括:选择具有耦合到所述存储负载(420)的交流AC逆变器(422)的外部模块(418),所述AC逆变器(422)从所述存储负载(420)提供标准AC服务。
8.根据权利要求1所述的方法,还包括:在视觉上指示所述电池状况类别。
9.一种电池放电器(102),包括:
电池连接器接口,所述电池连接器接口被配置为将所述电池放电器(102)连接到可再充电电池(104),所述可再充电电池(104)包括正极接触件和负极接触件(114、118)、以及数据接触件(116);
内部负载网络(122),所述内部负载网络(122)被配置为产生可变负载;
控制器(120),所述控制器(120)具有耦合到所述数据接触件(116)的数据端口,并且能操作成改变所述内部负载网络(122)的所述负载;
电流感测电路,所述电流感测电路能操作成将通过所述内部负载网络(122)的电流电平指示给所述控制器(120);
电压感测电路,所述电压感测电路能操作成将所述正极接触件和负极接触件(114、118)之间的电压电平指示给所述控制器(120);以及
所述控制器(120)还能操作成:改变所述内部负载网络(122)以监测(606)可再充电电池(104)的动态电池电流和动态电池电压,从所述动态电池电流和所述动态电池电压确定(608)所述可再充电电池(104)的动态阻抗,以及基于所述动态阻抗确定(610)电池状况类别。
10.根据权利要求9所述的电池放电器(102),其中所述控制器(120)还能操作成:将所述电池状况类别写入(612)所述可再充电电池(104)的存储器(110)中。
11.根据权利要求9所述的电池放电器(102),还包括模块化接口,所述模块化接口被配置为连接到外部负载模块(126)。
12.根据权利要求9所述的电池放电器(102),其中所述控制器(120)通过下述方式确定所述动态电池阻抗:将所述可变负载网络的第一负载施加到可再充电电池(104),并且响应于施加所述第一负载而确定由所述可再充电电池(104)提供的第一电流和第一电池电压;
将所述可变负载网络的第二负载施加到所述可再充电电池(104),并且响应于施加所述第二负载而确定由所述可再充电电池(104)提供的第二电流和第二电池电压;以及
其中,由所述控制器(120)将所述动态阻抗确定为所述第一电池电压和所述第二电池电压之间的差与所述第一电流和所述第二电流之间的差的比率。
13.根据权利要求11所述的电池放电器(102),所述控制器(120)还能操作成:确定所述至少一个外部负载模块(126)被连接到所述电池放电器(102);以及
选择所述内部负载网络(122)或外部负载模块(126)用于将所述可再充电电池(104)放电。
14.根据权利要求13所述的电池放电器(102),其中所述控制(120)器确定所述可再充电电池(104)的容量,并且基于所述可再充电电池(104)的容量,选择所述内部负载网络(122)或所述外部负载模块(126)用于将所述可再充电电池(104)放电。
15.根据权利要求9所述的电池放电器(102),还包括视觉显示元件,并且其中所述控制器(120)还被配置为经由所述视觉显示元件指示所述电池状况。
16.一种模块化电池放电系统,包括:
电池放电器(102),所述电池放电器(102)被配置为连接到可再充电电池(104)并且将所述可再充电电池(104)放电,并且包括可变负载网络,所述可变负载网络能操作成:确定所述可再充电电池(104)的动态阻抗并且基于所述动态电池阻抗来确定电池状况,所述电池放电器(102)还包括模块化接口;
至少一个外部放电模块(126),所述外部放电模块(126)被配置为连接到所述模块化接口,并且具有用于将所述可再充电电池(104)放电的负载(140);以及
所述电池放电器(102)能操作成:通过所述内部负载网络(122)、所述至少一个外部放电模块(126)、或这两者,将所述可再充电电池(104)放电。
17.根据权利要求16所述的模块化电池放电系统,其中所述电池放电器(102)还能操作成将所述电池状况写入所述可再充电电池(104)的存储器(110)中。
18.根据权利要求16所述的模块化电池放电系统,其中所述至少一个外部放电模块(126)包括存储负载(420)。
19.根据权利要求18所述的模块化电池放电系统,其中包括所述存储负载(420)的所述至少一个外部放电单元(126)进一步包括交流AC逆变器(422),所述AC逆变器(422)能操作成从所述存储负载(420)产生标准AC服务。
20.根据权利要求19所述的模块化电池放电系统,其中包括所述存储负载(420)的所述至少一个外部放电单元(126)进一步包括降压/升压调节器(504),所述可再充电电池(104)通过所述降压/升压调节器放电到所述存储负载(420)中。

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一种用于确定可再充电电池的状况的方法和装置,在将该电池放电的同时确定该电池的动态阻抗,并且基于该动态阻抗确定电池状况类别。该电池能够以恢复从电池放电的所存储的能量的方式被放电。 。

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