CN104521093B - 具有有缺陷的电池监控的电池充电和维护 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及一种用于充电或维护电池(12)的系统(10)，其包括配置为提供用于充电或维护电池(12)的输出电力的电力转换电路(42)。系统(10)还包括电导体(36)，该电导体耦合到电力转换电路(42)并且配置为耦合到电池(12)以用于充电或维护电池(12)。此外，系统(10)包括控制电路(38)，该控制电路(38)耦合到电力转换电路(42)并且配置为监控电池(12)的充电或维护。控制电路(38)进一步配置为根据输出电力和时间阈值确定电池(12)是否可能是有缺陷的或不合格的。

Description

具有有缺陷的电池监控的电池充电和维护
相关申请
本申请要求2012年6月6日提交的标题为“BATTERY CHARGER/MAINTAINER SAFETYFUNCTION 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NO.61/656,408的优先权和权益，兹以参见方式引入。
背景技术
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。
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。
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
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，该电导体耦接到电力转换电路，并且配置为耦接到电池以用于充电或维护电池。此外，系统包括控制电路，该控制电路耦接到电力转换电路，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。
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，该电导体耦接到电力转换电路，并且配置为耦接到电池以用于充电或维护电池。系统还包括控制电路，该控制电路耦接到电力转换电路，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。
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
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；
图2是具有电池模块并简单地耦接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；
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；
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；
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；
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
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
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。
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。
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；耦接到电力转换电路的电导体，该电导体耦接到电池用于充电或维护；以及控制电路，其耦接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已经超过电流阈值至少达到时间阈值。如果输出电力的电流已经超过电流阈值至少达到时间阈值，系统可以提醒用户电池被识别为有缺陷的或不合格的。
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电耦接到充电器/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。
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。
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IO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。
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。
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——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)。
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1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已经超过电流阈值达到时间阈值的长度，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——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——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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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流阈值86以上，诸如在第四时间92，并且保持在阈值以上达到选定的时间阈值长度，则电池将被识别为潜在的有缺陷的或不合格的。这样，充电/维护系统可以降低被识别为不合格的合格电池12的数量。如上所述，当确定电池是潜在的有缺陷的或不合格的时，可以采取一个或多个动作。这些动作可以包括中断进一步充电或维护、改变充电或维护模式、通知用户等等。在某些实施例中，特别是在设计用于初始充电系统中，可以检测和存储电池类型、设计、制造时间和地点和/或单独的电池的信息，用于以后评价发生在单独的电池和电池组的缺陷。这些数据可以存储在充电/维护系统中，或发送到其它监控和评价系统以用于处理和分析。
在目前公开内容的其它实施例中，可以监控其它参数，以使得能够计算电池充电器/维护器的电力转换电路的输出电力。这样，可以诸如根据包括输出电流和电压的参数监控电力。应当理解，这样的系统可以包括如上所述的阈值时间以及电力阈值。当电池充电/维护时，其电力应当降到电力阈值以下，如果其不降低，或者其升到阈值以上至少达到预设的时间阈值，电池可以被认定为是有缺陷的或不合格的。
公开的实施例的一个或多个，单独或组合，在电池充电/维护系统的方法和制造中可提供一个或多个有用的技术效果。例如，本方法的某些实施例能够改善电池监控。通过具体例子，监控电池的充电输出，并根据输出电力与时间阈值识别电池为不合格的，如上所述，可以使得当它们充电或维护时能够检测有缺陷的或不合格的电池，使得可以将其从充电器/维护器移除。因此，如本发明公开的用于电池监测的系统和方法，通常可以使得在充电和/或维护期间能够改进有缺陷的或不合格的电池的检测。说明书中的技术效果和技术问题是示例性的而不是限制性的。应当注意，本说明书中描述的实施例可以具有其它的技术效果，并且能够解决其它技术问题。
虽然仅示出和描述了本发明的某些特征和实施例，但是对本领域技术人员来说，在实质上不脱离权利要求书中描述的新颖教导和主题物质优点的情况下可以进行许多改进和变更(例如，在大小、尺寸、结构、各元件的形状和比例、参数值(例如，温度、压力等)、安装结构、材料的使用、颜色、方向等的变化)。根据本发明的替代实施例，任何工艺或方法步骤的次序或序列可以改变或重新排序。因此，应当理解的是，所附权利要求旨在覆盖落入本发明真实精神内的所有上述修改和变更。此外，为了致力于提供这些实施例的简要介绍，并未描述具体实施方式中的所有特征(即，未涉及实施本发明的目前预计的最好模式的特征，或者未涉及实施主张的本发明的特征)。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。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。

Claims (42)

1.一种用于充电或维护电池的系统，包括：
电力转换电路，该电力转换电路配置为提供输出电力以用于充电或维护电池；
电导体，该电导体耦接到所述电力转换电路，并配置为耦接到所述电池，其中所述电导体被配置成将所述输出电力从所述电力转换电路传送至所述电池以用于充电或维护电池；以及
控制电路，该控制电路耦接到所述电力转换电路，并配置为在所述电池的充电或维护期间至少监测经由所述电导体从所述电力转换电路提供给电池的所述输出电力，所述控制电路进一步配置为：
响应于确定所述输出电力的充电或维护电流高于电流阈值而启动计时器；
响应于确定所述输出电力的充电或维护电流在到达时间阈值之前降到所述电流阈值之下而重置所述计时器；以及
响应于识别所述输出电力的所述充电或维护电流已超出所述电流阈值达到所述时间阈值，将所述电池识别为缺陷的或不合格的并中断所述电池的充电或维护。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电流阈值是在1安培至10安培之间。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述电流阈值是在2安培至8安培之间。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，所述电流阈值是3安培。
5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述时间阈值是在6小时至72小时之间。
6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述时间阈值是在12小时至48小时之间。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述时间阈值是24小时。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制电路配置为响应于确定所述输出电力的充电或维护电流在低于所述电流阈值之后又升到所述电流阈值以上而重启计时器。
9.根据权利要求1所述的系统，包括用户界面，所述用户界面耦接到所述控制电路并且配置成接收用户输入及提供用户通知，其中，所述控制电路配置为响应于确定所述电池被识别为有缺陷的或不合格的而通过用户界面提供用户通知。
10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述控制电路配置为使用求平均值来确定是否达到所述电流阈值或超过所述电流阈值。
11.根据权利要求1所述的系统，其中，所述时间阈值是基于所述电池的大小的。
12.一种用于充电或维护电池的系统，包括：
电力转换电路，该电力转换电路配置为提供充电或维护电流以用于充电或维护电池；
电导体，该电导体耦接到所述电力转换电路并且配置为耦接到所述电池，其中所述电导体被配置成将所述充电或维护电流从所述电力转换电路传送至所述电池以用于充电或维护电池；以及
控制电路，该控制电路耦接到所述电力转换电路，并且配置为在电池的充电或维护期间监测经由所述电导体从所述电力转换电路提供给所述电池的充电或维护电流，所述控制电路进一步配置为分别地收集来自所述电池的数据，其中所述数据包括所述电池的电压数据、电流数据、安培小时数据、电池温度数据或其任意组合，所述控制电路被进一步配置成：
响应于确定所述充电或维护电流高于电流阈值而启动计时器；
响应于确定所述充电或维护电流在到达时间阈值之前降到所述电流阈值之下而重置所述计时器；以及
响应于识别所述充电或维护电流已超出所述电流阈值达到所述时间阈值，中断所述电池的充电或维护，其中所述电流阈值、所述时间阈值或这两者基于来自所述电池的数据和所述电池的大小。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述控制电路配置为响应于确定所述充电或维护电流在低于所述电流阈值之后又升到所述电流阈值以上而重启计时器。
14.一种充电或维护电池的方法,所述方法由通信地耦接到电池充电器的电力转换电路的控制电路执行，所述方法包括：
在电池的充电或维护期间监测由所述电力转换电路提供给所述电池的输出电力的充电或维护电流；
响应于确定所述输出电力的所述充电或维护电流升到电流阈值以上而启动计时器；
响应于确定所述输出电力的所述充电或维护电流在到达时间阈值之前降至所述电流阈值之下而重置所述计时器；以及
响应于识别所述输出电力的充电或维护电流保持在所述电流阈值以上达到时间阈值而将所述电池识别为有缺陷的或不合格的并中断所述电池的充电或维护。
15.根据权利要求14所述的方法，包括响应于确定所述输出电力的充电或维护电流在低于所述电流阈值之后又升到所述电流阈值以上而重启计时器。
16.一种电池充电或维护系统，包括：
电力转换电路，该电力转换电路配置为经由电导体向电池提供充电或维护电流；
一个或多个传感器，所述一个或多个传感器配置为监测所述充电或维护电流；
控制电路，该控制电路耦接到所述一个或多个传感器，并且配置为控制所述电力转换电路的操作，其中所述控制电路配置为监测所述充电或维护电流以确定所述充电或维护电流是否保持高于电流阈值达到预定时间量；以及
用户接口，所述用户接口可通信地耦接至所述控制电路并配置为接收充电参数输入和用户选择并显示充电信息，其中所述控制电路配置为响应于识别出所述充电或维护电流已保持高于所述电流阈值达到所述预定时间量而使所述电力转换电路停止提供所述充电或维护电流并使所述用户接口提供电池可能有缺陷或不合格的通知，其中所述控制电路配置为响应于确定所述充电或维护电流升到所述电流阈值之上但随后在所述预定时间量之前下降至所述电流阈值之下而重置计时器。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述控制电路包括处理电路和关联的存储器电路，所述存储器电路存储包括充电和/或维护模式的多个指令，所述指令可由所述处理电路执行以使得能够对不同大小和额定功率的电池充电和/或维护。
18.一种用于充电或维护电池的系统，包括：
电力转换电路，该电力转换电路配置为提供输出电力以用于充电或维护电池；
电导体，该电导体耦接到所述电力转换电路，并配置为耦接到所述电池以用于充电或维护所述电池；以及
控制电路，该控制电路耦接到所述电力转换电路，并配置为监控所述电池的充电或维护，所述控制电路进一步配置为：
响应于确定输出电力的充电或维护电流高于电流阈值而启动计时器；
响应于确定所述输出电力的充电或维护电流在到达时间阈值之前降到所述电流阈值之下而重置所述计时器；以及
响应于识别所述输出电力的所述充电或维护电流已超出所述电流阈值达到所述时间阈值，将所述电池识别为缺陷的或不合格的并中断所述电池的充电或维护。
19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述电流阈值是在1安培至10安培之间。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述电流阈值是在2安培至8安培之间。
21.根据权利要求20所述的系统，其中，所述电流阈值是3安培。
22.根据权利要求18所述的系统，其中，所述时间阈值是在6小时至72小时之间。
23.根据权利要求22所述的系统，其中，所述时间阈值是在12小时至48小时之间。
24.根据权利要求23所述的系统，其中，所述时间阈值是24小时。
25.根据权利要求18所述的系统，其中，所述控制电路配置为在达到所述时间阈值之前，如果所述输出电力的监测参数降到阈值以下，则重置计时器。
26.根据权利要求18所述的系统，其中，所述控制电路配置为如果所述输出电力的充电或维护电流又升到所述电流阈值以上，则重启所述计时器。
27.根据权利要求18所述的系统，其中，所述控制电路配置为如果所述电池被识别为有缺陷的，则中断充电或维护。
28.根据权利要求18所述的系统，其中，所述控制电路配置为如果所述电池被识别为有缺陷的或不合格的，则提供用户通知。
29.根据权利要求18所述的系统，其中，使用求平均值来确定是否达到所述电流阈值或超过所述电流阈值。
30.根据权利要求18所述的系统，其中，所述时间阈值是基于所述电池的大小的。
31.根据权利要求25所述的系统，其中，所述控制电路配置为在达到所述时间阈值之前，如果所述输出电力的监测参数的平均值降到所述阈值以下，则重置所述计时器。
32.一种用于充电或维护电池的系统，包括：
电力转换电路，该电力转换电路配置为提供输出电力以用于充电或维护电池；
电导体，该电导体耦接到所述电力转换电路并且配置为耦接到所述电池以用于充电或维护电池；以及
控制电路，该控制电路耦接到所述电力转换电路，并且配置为监控所述电池的充电或维护，所述控制电路进一步配置为分别地收集来自所述电池的数据，所述控制电路被进一步配置成：
响应于确定所述充电或维护电流高于电流阈值而启动计时器；
响应于确定所述充电或维护电流在到达时间阈值之前降到所述电流阈值之下而重置所述计时器；以及
响应于识别所述充电或维护电流已超出所述电流阈值达到所述时间阈值，中断所述电池的充电或维护，其中所述电流阈值、所述时间阈值或这两者基于来自所述电池的数据和所述电池的大小。
33.根据权利要求32所述的系统，其中，所述控制电路通过确定所述充电或维护电流是否已超出所述电流阈值至少达到所述时间阈值来确定所述电池是否是有缺陷的。
34.根据权利要求32所述的系统，其中，所述控制电路配置为如果所述充电或维护电流又升到所述电流阈值以上，则重启所述计时器。
35.一种充电或维护电池的方法，包括：
监测输出电力，所述输出电力由电力转换电路提供以用于充电或维护电池；
响应于确定所述输出电力的所述充电或维护电流升到电流阈值以上而启动计时器；
响应于确定所述输出电力的所述充电或维护电流在到达时间阈值之前降至所述电流阈值之下而重置所述计时器；以及
响应于识别所述输出电力的充电或维护电流保持在所述电流阈值以上达到时间阈值而将所述电池识别为有缺陷的或不合格的并中断所述电池的充电或维护。
36.根据权利要求35所述的方法，包括在达到所述时间阈值之前，如果所述输出电力的监测参数降到阈值以下，则重置计时器。
37.根据权利要求36所述的方法，包括如果所述输出电力的充电或维护电流又升到所述阈值以上，则重启所述计时器。
38.根据权利要求35所述的方法，包括如果所述电池被识别为有缺陷的或不合格的，则中断充电或维护。
39.一种充电或维护电池的方法，包括：
监控电池和充电器或维护器的一个或多个参数，以允许计算输出电力，所述输出电力由电力转换电路提供以用于充电或维护电池；
响应于确定所述输出电力的所述充电或维护电流升到电流阈值以上而启动计时器；
响应于确定所述输出电力的所述充电或维护电流在到达时间阈值之前降至所述电流阈值之下而重置所述计时器；以及
响应于识别所述输出电力的充电或维护电流保持在所述电流阈值以上达到时间阈值而将所述电池识别为有缺陷的或不合格的并中断所述电池的充电或维护。
40.根据权利要求39所述的方法，包括在达到所述时间阈值之前，如果所述输出电力的监控参数降到阈值以下，则重置计时器。
41.根据权利要求40所述的方法，包括如果所述输出电力的充电或维护电流又升到所述阈值以上，则重启所述计时器。
42.根据权利要求39所述的方法，其中当所述电池正在充电时，所述输出电力的监控参数升到阈值以上是打开负载的结果。
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Families Citing this family (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11889009B2 (en) 2013-07-26 2024-01-30 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell communication and electrical systems
US20180343141A1 (en) 2015-09-22 2018-11-29 SkyBell Technologies, Inc. Doorbell communication systems and methods
US10672238B2 (en) 2015-06-23 2020-06-02 SkyBell Technologies, Inc. Doorbell communities
US11764990B2 (en) 2013-07-26 2023-09-19 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell communications systems and methods
US11651665B2 (en) 2013-07-26 2023-05-16 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell communities
US10708404B2 (en) 2014-09-01 2020-07-07 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell communication and electrical systems
US20170263067A1 (en) 2014-08-27 2017-09-14 SkyBell Technologies, Inc. Smart lock systems and methods
US11909549B2 (en) 2013-07-26 2024-02-20 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell communication systems and methods
US10062251B2 (en) * 2013-12-06 2018-08-28 SkyBell Technologies, Inc. Doorbell battery systems
US9437850B2 (en) * 2014-04-30 2016-09-06 Johnson Controls Technology Company Battery construction for integration of battery management system and method
US11184589B2 (en) 2014-06-23 2021-11-23 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell communication systems and methods
US20170085843A1 (en) 2015-09-22 2017-03-23 SkyBell Technologies, Inc. Doorbell communication systems and methods
TW201622294A (zh) * 2014-12-04 2016-06-16 Masterhold Int L Co Ltd 可提高充電效率之充電系統及其充電裝置、蓄電設備
US10742938B2 (en) 2015-03-07 2020-08-11 Skybell Technologies Ip, Llc Garage door communication systems and methods
US11575537B2 (en) 2015-03-27 2023-02-07 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell communication systems and methods
US11381686B2 (en) 2015-04-13 2022-07-05 Skybell Technologies Ip, Llc Power outlet cameras
US11641452B2 (en) 2015-05-08 2023-05-02 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell communication systems and methods
US9789784B2 (en) * 2015-05-13 2017-10-17 Ford Global Technologies, Llc Maintaining a vehicle battery
US20180047269A1 (en) 2015-06-23 2018-02-15 SkyBell Technologies, Inc. Doorbell communities
US10706702B2 (en) 2015-07-30 2020-07-07 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell package detection systems and methods
KR102401578B1 (ko) * 2015-09-03 2022-05-24 삼성전자주식회사 보조 전원 검사 방법 및 이를 적용한 전자 장치
CN106782266B (zh) * 2016-12-31 2020-10-27 歌尔科技有限公司 一种显示屏驱动控制方法、装置和显示屏驱动控制电路
US11411409B2 (en) * 2017-04-28 2022-08-09 Gs Yuasa International Ltd. Management apparatus, energy storage apparatus, and energy storage system
WO2019005799A1 (en) * 2017-06-26 2019-01-03 Hubbell Incorporated DISTRIBUTED LOAD STATION
US10909825B2 (en) 2017-09-18 2021-02-02 Skybell Technologies Ip, Llc Outdoor security systems and methods
WO2019169098A1 (en) 2018-02-28 2019-09-06 Hubbell Incorporated Distributed charging station and method of managing the same
USD908616S1 (en) 2018-04-17 2021-01-26 Hubbell Incorporated Charge center
USD909295S1 (en) 2018-04-18 2021-02-02 Hubbell Incorporated Charge center
DE102018209324A1 (de) * 2018-06-12 2019-12-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Überwachung von Batterien
JP7176914B2 (ja) * 2018-09-28 2022-11-22 株式会社小松製作所 充電制御装置、作業機械及び充電制御方法
USD942930S1 (en) 2019-01-17 2022-02-08 Hubbell Incorporated Charge center
CN110187291B (zh) * 2019-06-10 2021-10-22 天津普兰能源科技有限公司 基于直流阻抗的锂离子电池自放电快速筛选装置及筛选方法
CN110501645B (zh) * 2019-08-02 2021-11-30 华人运通(江苏)技术有限公司 绝缘故障检测方法、装置、电动汽车和计算机存储介质
WO2021041354A1 (en) 2019-08-24 2021-03-04 Skybell Technologies Ip, Llc Doorbell communication systems and methods
USD918893S1 (en) 2019-10-14 2021-05-11 Hubbell Incorporated Kiosk
US20230200296A1 (en) * 2019-10-15 2023-06-29 Briggs & Stratton, Llc Electric vehicle with multiple ports
USD941749S1 (en) 2019-11-13 2022-01-25 Hubbell Incorporated Battery
USD982511S1 (en) 2019-12-13 2023-04-04 Hubbell Incorporated Charge center
USD937771S1 (en) 2019-12-13 2021-12-07 Hubbell Incorporated Charging station
US11768000B2 (en) * 2020-03-24 2023-09-26 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP System and method to operate HVAC system during voltage variation event

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3590326A (en) * 1970-06-18 1971-06-29 Westinghouse Electric Corp Overcurrent protective device
US3835362A (en) * 1973-08-09 1974-09-10 Safe Flight Instrument Defective battery condition/charging system warning device
US4820965A (en) * 1987-03-23 1989-04-11 Maurice A. Sween Control circuit for battery charger
US6144185A (en) * 1999-03-22 2000-11-07 Johnson Controls Technology Company Method and apparatus for determining the condition of a battery through the use of multiple battery tests
US6453249B1 (en) * 1999-01-28 2002-09-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for judging deterioration of battery
CN101329381A (zh) * 2008-07-28 2008-12-24 庞元俊 利用电流变化率检测短路故障的方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR970706638A (ko) * 1995-08-10 1997-11-03 이데이 노브유끼 충전방법, 충전장치 및 집적회로(charging method, charging device and integrated circuit)
US6259254B1 (en) * 1998-07-27 2001-07-10 Midtronics, Inc. Apparatus and method for carrying out diagnostic tests on batteries and for rapidly charging batteries
US6822425B2 (en) * 2002-01-25 2004-11-23 Vector Products, Inc. High frequency battery charger and method of operating same
GB2440065B (en) 2004-12-23 2008-07-30 Dell Products Lp Method for verifying smart battery failures by measuring inputcharging voltage and associated systems
US7518341B2 (en) * 2004-12-23 2009-04-14 Dell Product L.P. Method for verifying smart battery failures by measuring input charging voltage and associated systems
TWI283097B (en) * 2004-12-31 2007-06-21 Jason Auto Technology Co Ltd Method and device for battery charger and diagnosis with detectable battery energy barrier
US8129946B2 (en) * 2008-01-31 2012-03-06 Dell Products L.P. Method and system for regulating current discharge during battery discharge conditioning cycle
JP5675045B2 (ja) 2008-11-26 2015-02-25 三洋電機株式会社 バッテリシステム
US20110302437A1 (en) 2010-06-07 2011-12-08 Itron, Inc. Switch-off of a micro controller unit in battery mode

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3590326A (en) * 1970-06-18 1971-06-29 Westinghouse Electric Corp Overcurrent protective device
US3835362A (en) * 1973-08-09 1974-09-10 Safe Flight Instrument Defective battery condition/charging system warning device
US4820965A (en) * 1987-03-23 1989-04-11 Maurice A. Sween Control circuit for battery charger
US6453249B1 (en) * 1999-01-28 2002-09-17 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for judging deterioration of battery
US6144185A (en) * 1999-03-22 2000-11-07 Johnson Controls Technology Company Method and apparatus for determining the condition of a battery through the use of multiple battery tests
CN101329381A (zh) * 2008-07-28 2008-12-24 庞元俊 利用电流变化率检测短路故障的方法

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