CN107302111A - 用于具有富液型电池的车辆的自动电池液位监视系统及其方法 - Google Patents

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Abstract

提供了一种自动电池液位监视系统。自动监视系统包括被编程到通过通信链路连接到基于微处理器的电池充电器的基于微处理器的马达控制器中的液体消耗算法。电池充电器被电连接到富液型电池以及被用插头插到插座的电源连接、来自交流发电机的电连接等。一旦液体消耗算法指示液位过低，则利用视觉和/或音频显示器来激活电池液体指示器。在电池被重新填充之后，触发液体添加重置装置，其将电池液体指示器去激活。附加实施例包括利用到远程车队管理系统的有线或无线连接以及替换车辆性能规则，其中，可以有目的地改变车辆性能参数以实现车辆的进行中的执行。

Description

用于具有富液型电池的车辆的自动电池液位监视系统及其 方法
技术领域
本公开涉及关于富液式铅酸或其它相似类型电池的系统。
背景技术
现在的大多数机器(尤其是要求或产生功率的机器，诸如汽车、高尔夫球车等)利用电池作为其系统的基本部分。富液式铅酸电池(其用诸如水和酸之类的某种形式的电解液“充满”板)是所使用的最常见类型的电池。
与富液式类型相关联的固有问题中的一个是在电池循环的充电阶段期间，流体蒸发且作为蒸汽通过电池外壳中的阀以释放在电池内积累的压力。电池的此“除气”促使电池内的液位缓慢地下降。当液位降低至某些水平以下时，其使内部的板暴露于空气。不保持板被完全浸没在电解液内降低电池的效率和寿命。
因此提供一种将提供电池内的液位的准确指示并警告车辆的操作员或技术人员采取适当措施的系统将是有利的。
发明内容
本公开涉及关于富液式铅酸或其它相似类型电池的系统。
本公开的一方面包括电池液位监视系统，其包括具有内部流体的电池和与电池操作通信的液位监视系统，其中，所述液位监视系统基于参数来确定内部液体的消耗，所述液位监视系统基于消耗来确定内部液体的水平并将该水平与预定水平相比较，并且当内部液体的水平等于或小于预定水平时，液位监视系统传送警告。
本公开的另一方面包括一种产生自动电池液位监视系统的方法，其包括：基于参数来计算富液型电池的内部液体的消耗，将基于消耗的内部液体的水平与预定水平相比较，以及当内部液体的水平等于或小于预定水平时传送警告。
根据结合附图进行的特定实施例的以下更详细描述，本公开的前述及其它特征、优点以及构造将更加显而易见并被完全认识到。
附图说明
将参考附图来详细地描述某些实施例，其中，相同的命名表示相同构件：
图1是根据本公开的用于富液型电池的电解液液位的自动液位监视系统的说明性实施例；以及
图2是根据本公开的由控制自动监视系统的基于微处理器的马达控制器针对富液型电池的电解质液位采用的算法的流程图。
具体实施方式
在本文中参考上列附图以举例说明而非限制的方式提出了所公开的设备和方法的下文所述实施例的详细描述。虽然详细地示出并描述了某些实施例，但应理解的是在不脱离所附权利要求的范围的情况下可以进行各种改变和修改。本公开的范围绝不会局限于组成组件的数目、其材料、其性质、其相对布置等，并且仅仅是作为本公开的实施例的示例而公开的。
作为详细描述的序言，应注意的是，如在本说明书和所附权利要求中使用的单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指示物，除非上下文另外清楚地指明。
附图描绘了用于电池24(诸如富液式铅酸电池)的液位监视系统10的说明性实施例。这些实施例每个可以包括各种结构和功能组件，其相互补充以提供电池液位监视系统10的独有功能和性能，在本文中将更详细地描述其特定结构和功能。
参考附图，图1描绘了电池液位监视系统10的说明性实施例。电池液位监视系统10的实施例可以包括基于微处理器的马达控制器16、电池液体消耗软件程序12以及基于微处理器的电池充电器22、将马达控制器16和电池充电器22相互操作耦合的通信链路18以及电池24，诸如电池组等。
监视系统10的实施例可以包括基于微处理器的马达控制器16。该控制器16可以包括微处理器14。微处理器14可以提供计算和逻辑控制处理能力，其允许控制器16支配电气装置(诸如电动车辆8的马达)的推进系统(未描绘)的操作方面。控制器16可以能够控制、操作、监视、支配或者另外命令车辆8的操作方面，包括例如但不限于用以推进车辆8的推进机构的操作、车载软件的操作、GPS单元(未描绘)的操作、视觉显示单元(VDU)31的操作、无线收发机34的操作、电池充电器22的操作、车辆8的一个或多个状态指示器27和29的操作以及电池24的充电和放电。在车辆8的操作期间，控制器16可以被配置成响应于用户输入(诸如，用户踩下加速器的踏板)而将来自电池24的功率引导至推进机构以促进车辆8的移动。换言之，基于由控制器16接收到并处理的用户输入，电池24可以被控制器16命令向推进机构(诸如马达)输送电能以操作马达和驾驶车辆8。
监视系统10的实施例可以包括控制器16，其具有用于存储能量的存储器，诸如一个或多个硬驱、固态驱动和/或RAM等。控制器16可以从而被配置成在其中存储包含算法的软件程序12，该算法可被微处理器14访问和利用。算法可以是电池液体消耗算法，能够基于一个或多个参数来计算一定持续时间期间和/或充电之后的电池24内的液体的消耗。控制器16因此可以与电池24进行操作通信以感测、计算或者另外测量本文中所述的这些参数。
监视系统10的实施例可以包括电池充电器22。电池充电器22可以是基于微处理器的高频固态装置，能够出于对电池24再充电的目的将电源26电耦合到电池24。电池充电器22还可以包括微处理器或控制器20，其被配置成控制和支配充电器22的操作方面，包括但不限于车载软件的执行、存储器中的充电和操作信息的存储、电池24中的用以向电池24输送适当电荷的电压的变化的实时监视以及根据电池24的需要和通过通信链路18从马达控制器16接收到的指令进行的充电循环的修改，在本文中将更详细地描述。
监视系统10的实施例可以包括电池24。电池24可以是具有单个电池、电池组、具有专用控制器的电池组等的电池系统。例如，电池24可以被配置为48V 100Ah电池或其它类似电池。监视系统10的实施例可以包括电池24，其是用于电动装置的电源。监视系统10的实施例可以包括电池24，其是车辆8(诸如高尔夫球车、实用车辆、铲车、小客车等)的一部分。电池24可以充当用以推进车辆8的唯一动力源，如在用于高尔夫球车和实用车辆的牵引用电池组，而在车辆中，电池24可以充当补充电源，如混合式动力驱动的情况一样。
监视系统10的实施例还可以包括电池充电器22，其位于车辆8内部，直流(DC)电缆28被耦合在电池充电器22与电池24之间，如在图1中示例性地描绘的。同样地，电池充电器22可以与车辆8成一整体。在此类实施例中，当电池24需要被再充电时，可以将AC电缆26的末端处的插头29插入车辆8上的相应插头端口31中以从而从电源26向车辆8且特别地向车辆8上的电池24供电。在监视系统10的替换实施例中，电池充电器22可以位于车辆8外部而因此与车辆8分开且独立于车辆8，但是一旦被耦合到车辆8以对电池24再充电仍保持本文中所述的电池充电器22的功能。
监视系统10的实施例还可以包括可以将马达控制器16操作耦合到电池充电器22的通信链路18。通信链路18可以被配置为允许马达控制器16和电池充电器22相互通信、相互传输数据、指令、命令和/或信号以影响彼此的行为和操作方面，在本文中将描述。
监视系统10的实施例可以包括控制器16，其被配置成基于由控制器16从诸如电池24、电池充电器22、软件程序12和/或重置装置32之类的组件接收到的输入来支配车辆8的操作方面中的一个或多个。控制器16可以被配置成接收和/或向无线收发机34、VDU 31、可见指示器27、可见指示器29、重置装置32、软件程序12和/或马达33中的一个或多个发送电通信和数据通信(如本文中所述且如在图1中示意性地描绘的)以控制和支配其操作方面。替代地，可以根据需要在系统10的组件部分之间配置一个或多个通信总线，以提供其之间的适当通信能力，如本文中所述。
电池监视系统10的实施例还可以包括视觉显示单元(VDU)31。VDU 31可以是用以显示关于车辆8、电池24、电池充电器22和/或车辆8的其它操作方面(包括GPS位置等)的信息的电子显示装置，诸如LCD或OLED屏幕等。可以利用VDU 31来显示关于车辆8、电池2等的当前状态、适当使用或操作特征的消息或其它信息。VDU 31还可以是用于用户用来访问、控制和/或操纵电池监视系统10或车辆8的各种组件的输入装置，诸如用户接口。例如，VDU 31可以是可以提供对计算机程序12及其它内部控件的访问的触摸屏显示器或其它用户交互式显示器。
此外在示例中，VDU 31可以被配置成支配和/或利用通信控制装置，诸如无线收发机34。无线收发机34可以被配置成向远程或第三方50传送无线通信信号，在本文中将更详细地描述。例如，使用VDU 31的能力，可以由用户用无线收发机31经由网络服务器、无线网络、蓝牙、WiFi、蜂窝或移动网络和/或其它无线通信手段向远程或第三方50发送其无线通信信号以向第三方50提供关于特定车辆8及其操作状态的信息，包括车辆的各种组件(包括电池16)的历史状态和实时状态。
电池监视系统10的实施例还可以包括一个或多个状态指示器，其被配置成将电池充电器22、电池16和/或车辆8的一个或多个操作方面传送到第三方50，诸如操作员、维护人员、计算机终端、车队经理和/或用户。例如，当车辆8的控制器16用算法或软件程序12确定电池24的液位处于可接受水平或预定可接受水平或其以下时，控制器16可以命令车辆8上的可听指示器27响起可听信号以警告第三方50应向电池24添加流体。可听指示器27可以是蜂鸣器、无线传呼机或能够发出可听噪声/警报的其它可听装置，诸如扬声器。
电池监视系统10的实施例可以包括可听指示器27，其是照例在高尔夫球车及其它实用车辆上使用以指示车辆8处于反向(reverse)模式的指示器。例如，当车辆8的传输控件或其它等价定向控件被置于反向设置时，控制器16可以被配置成对可听指示器27进行制动以产生嘟嘟响、嗡嗡声或类似声音。控制器16可以被配置成当电池24中的液位处于预定水平或量或者其以下时对该可听指示器27进行致动。可听指示器27可以是附加指示器，但是不需要如此，因为可以使用车辆8的现有可听指示器。此外，如暗示的，可以使用该可听声音来指示充电和反向模式两者，但是充电系统10的实施例可以包括针对反向模式和针对充电模式生成的不同可听声音、不同可听声音模式和/或不同可听声音音调，以由此在其之间进行区别。此外，控制器16可以被配置成命令车辆8的VDU 31和/或车载扬声器称为可听指示器27以产生用于电池24中的电池液体的低水平的可听警报。
另外或者在替换方案中，电池监视系统10还可以包括可见指示器29以将电池充电器22、电池16和/或车辆8的操作状态传送至第三方50，诸如操作员、维护人员、远程车队经理、远程计算机终端和/或用户。例如，虽然在本文中已与电池液位状态相关联地描述了可听指示器27，但可见指示器29可以用来另外或替换地将电池液位状态传送至第三方50。亦即，可见指示器29可以与可听指示器27分开使用或者作为可听指示器27的补充。例如，电池监视系统10的实施例可以包括控制器16，其响应于由算法或软件程序12进行的电池24中的内部液体在可接受最低水平以下的确定而命令可见指示器29开启或者另外照亮。此外在示例中，电池监视系统10的实施例可以包括控制器16，其响应于由算法或软件程序12进行的电池24中的内部液体在可接受最低水平以下的确定而利用VDU 31来在视觉上向第三方500指示电池充电器22、电池或车辆8本身的一个或多个操作方面。控制器16可以命令VDU 31显示可以允许第三部分50使可听指示器27静默的确认按钮或图标，甚至是数字式的。控制器16可以进一步向第三方50提供关于可能需要采取什么附加步骤(如果有的话)以确保电池24内的适当内部液位的指令。
监视系统10的实施例还可以包括至少上述软件程序12，其具有一个或多个计算机程序或算法，该计算机程序或算法在被微处理器执行和运行时被配置成基于一个或多个参数来测量、计算、分析、计量、比较、估计或者另外确定电池24内的电池液位。参数可以是例如电池24处于放电状态的持续时间、电池24处于充电状态的持续时间、电池24处于备用状态的持续时间、电池24处于存储状态的持续时间、电池24在充电期间处于废气排放状态的持续时间或者前述各项的任何组合。可以用在电池充电器22和/或马达控制器16内配置的计时器(未描绘)来测量这些持续时间。还可以由系统10、电池充电器22和/或马达控制器16来测量和/或感测附加参数，诸如温度、压力、充电速率、放电速率等。该参数可以是例如电池24在一个或多个充电循环或放电循环中花费的累积时间量或者用于本文中所述的任何参数的累积时间量，诸如电池24在充电的任何阶段(包括产生气体阶段)中花费的时间量。该参数可以是例如电池24中的内部液体的预定初始水平以及对于电池24而言可接受以继续被使用而不损坏电池24的电池24中的内部液体的预定最低水平。
使用这些参数中的一个或多个作为输入，软件程序12可以能够计算或确定以蒸汽或气体的形式从电池24逸出的内部液体的量。程序12可以基于电池被充电的时间或者基于充电的特定阶段(包括产生气体阶段)来计算、估算、计量、估计或者另外确定以蒸汽或气体形式从电池24逸出的内部液体的量。事实上，软件程序12可以基于测量和接收到的参数来计算电池24内的内部液体的理论损耗或消耗。一旦程序1已计算或估计了损耗或消耗的液体的量，则程序12可以通过用先前已知量减去计算损耗或消耗量以得出当前估计剩余量或当前液位来估计电池24内的内部液体的新的或当前水平。程序12然后可以将内部液体的新的或当前水平与预定可接受最低水平相比较以确定当前水平处于预定最低水平、在其以上还是在其以下。程序12然后可以命令控制器16基于该确定和比较来采取适当动作，将更详细地描述。
电池监视系统10的实施例还可以包括利用电池24在充电循环的产生气体阶段花费的累积时间的软件程序12和算法。由于诸如温度和压力之类的变量是已知的或者可以由系统10通过适当的传感器(未描绘)容易地确定的事实，可以基于电池24已经和/或正在被充电的累积时间来计算以蒸汽或气体的形式从电池24逸出的液体的量。换言之，算法可以计算电池已经和/或正在处于充电循环期间的“产生气体阶段”的时间量并预测消耗的内部液体的理论量。从而，算法可以计算在任何给定时间在电池24的电池外壳中剩下的内部液体的量。
电池监视系统10的实施例还可以包括存储和参考用于每个特定电池类型和尺寸的电解液的最低安全水平或体积的表列值的软件程序12和算法。每个电池24中的电解液的最低安全水平可以基于电池外壳内的液体的规定或理论体积。最低安全水平可以是液体可以到达且仍完全地覆盖铅板而不允许其被暴露于空气的最低水平。可以通过用处于其最大填充水平的电池24内的液体的总体积减去在板之上的空间体积来计算此最小安全水平。可以针对不同类型的电池单独地对最低安全水平进行再校准或者在添加误差裕度的情况下广义化至所有类似电池类型。一旦确立了最低液位，则可以将该最低液位设定为算法内的参数。
电池监视系统10的实施例还可以包括控制器16，其被配置成根据电池24的内部液位的计算、测量和/或估计液位来采取适当动作并支配充电器22、电池24和/或车辆8的操作方面。例如，控制器16可以被配置成如果电池24的内部液位落在预定水平以下则经由可听指示器27来响起可听警报和/或经由可见指示器29来显示视觉警报。此外，马达控制器16还可以被配置成如果电池24的内部液位下降至预定水平以下经由VDU 31来显示可听和/或视觉警报，诸如数字式电池用水视觉提示图标。再次地，可以基于程序12的计算和甚至包含在其中的算法来计算这些液位或理论液位。
电池监视系统10的实施例还可以包括控制器16，其被配置成根据电池24与充电器22之间的电连接性来采取适当动作并支配程序12、充电器22、电池24和车辆8的操作方面。例如，如本文中所述，马达控制器16可以被配置成监视电池24和/或电池充电器22以检测充电器22与电池24之间的电连接。换言之，控制器16可以监视电池24是否被用插头插入充电器22，这将在其之间建立电连接。事实上，电池监视系统10的实施例可以包括控制器16和程序12，其一起工作以检测电池24与充电器22之间的初始充电连接以然后执行在本文中更详细地讨论的程序12的步骤。
电池监视系统10的实施例可以包括系统10和控制器16可以用来将电池24内的低液位的状态传送至第三方50的其它部件。例如，电池监视系统10的实施例可以包括控制器16，其向远程方50或第三方(其可以是用户、显示器、计算机终端、因特网使能装置、基站、车队经理、维修站等)传送电池液位警告。系统10可以包括与控制器16通信的无线收发机34，其可以被配置成通过WiFi、蜂窝调制器、蓝牙或其它类似无线技术而无线地连接通信网络、网络服务器或其它因特网使能装置和/或因特网。同样地，控制器16可以被配置成关于电池24内的液位的状态甚至实时地命令与第三方50的无线通信。例如，如果和当系统10确定电池液位在可接受最低水平以下时，控制器16和无线收发机34可以用于向第三方50无线地发送信号或通信，诸如警报、电子邮件、文本消息、社交媒体帖子等。通信可以包括诸如站点名称、站点位置、站点标识、车辆数目以及检测时间之类的信息，使得操作员可以照顾正在讨论中的特定车辆。
电池监视系统10的实施例还可以包括重置装置32，其中，一旦音频或视觉警告被确认且电池24已被重新填充水，甚至是蒸馏水或去离子水，则电池监视系统10可以被重置以允许算法再一次准确地重启并计算液位。重置装置32可以将被算法用来确定液体损耗或消耗的计时器重置，并且可以将初始电池液位重置。重置装置32可以是在车辆8上或VDU 31上配置的一旦被用户按下可以将系统10重置的手动操作控件。替换地，重置装置32可以通过第三方50经由收发机34向控制器16发送用以将被算法用来计算电池液位的参数重置的命令而被远程地致动。
然而，如果从控制器16发送的警告信号被忽视且内部液位未被填充或者液位重置32装置未被触发(至少子最小时间帧内)，则可以将附加协议投入使用(最小时间帧可以包括在没有重置的情况下重复地用信号发送警告的次数、实际指定时间量(几小时、几天或几周)、电池在系统没有被填充和重置的情况下经受的充电循环的一定数目或者认为适当的任何其它参数)。例如，控制器16可以被配置成如果低内部液位警告被忽视或未处理则有目的地改变车辆8的性能参数或特性。此类性能替换(即减少的功率和性能)可以用于向用户提示、强迫、激发或者另外催促重新填充电池24的内部液位以避免对电池24的不可避免的损坏。例如，控制器16可以改变车辆性能参数，诸如减小车辆速度、使反向蜂鸣器发出声响或者可能阻止车辆使用直至低电池液体被确认和解决为止。控制器16可以被配置成控制和/或限制从电池24可用于马达33的功率，以减少被输送到车辆8的驱动系统的功率，因此降低车辆速度和加速度。另外，可以通过软件程序12或其它软件配置将控制器16配置成使得减少或者另外限制可用于车辆8的最高速度或者车辆8的最大加速度。另外，控制器16可以甚至重复地致动可听指示器27和/可见指示器29以引起用户、操作员、控制器、车队经理或者可能能够解决低电池液位的任何其它实体的注意或者甚至打扰他们，使得用户、操作员等可以努力使电池液位被注意到并填充。如果从控制器16发送的关于低内部电池液位的警告信号继续被忽视，使得在时间、充电循环或重复警告的最大分配测量内并未填充内部液位且并未触发液位重置装置32，则控制器16可以被配置成关断从电池24到马达33的供电以消除输送到车辆8的驱动系统的供电，因此阻止车辆8的操作直到内部电池液体被解决为止。
控制器16还可以被配置成如果由算法估计的内部电池液体落在预定最小液位以下则有目的地改变电池充电器22的充电模式。控制器16可以被配置成使电池充电器22局限于较低充电电压(例如，在对12伏电池充电的同时的13.2伏而不是13.6伏)以便减少在充电期间在电池24内发生的除气或排除气体的量，从而减少液体损耗或消耗的量。
参考图2，电池液位监视系统10的实施例还可以包括监视电池24的内部液位的方法。本方法还可以包括将电池24填充至其最大内部液位。本方法还可以包括程序12，其将用于电池24的内部液体的此预定最大水平存储在控制器16中。本方法还可以包括程序12，其基于由于电池24在充电循环的一个或多个阶段中花费的实际和测量时间量而损耗的内部液体的计算或估计量来调整内部液体的理论或计算水平。例如，程序12可以计算损耗的内部液体的量作为电池24在充电循环的一个或多个阶段中花费的实际时间的因数。使用损耗的液体的计算量，程序12可以在理论上在控制器16的储存器内调整内部液体的最大水平以从而达到内部电池液体的当前、实时估计水平。本方法可以包括程序12，其存储此当前、实时估计液位并针对预定安全内部液位比较当前、实时估计液位。本方法可以包括程序12，其命令控制器16基于此比较来采取特定动作。
进一步参考图2，监视电池24的内部液位的方法的实施例可以包括监视电池24与充电器22之间的电连接以发起程序12，如在步骤40中描绘的。例如，在控制器16感测或检测到电池24和充电器22的电耦合时，可以发起程序12。一旦发起了程序12，本方法可以包括将电池24的当前、实时估计内部液位与用于电池23的内部液体的预定安全水平相比较，如在步骤42中描绘的。一旦已比较，程序12可以命令控制器16采取一个或多个适当动作。
例如，如果估计或计算内部液位在预定安全水平以上，则控制器16可以通过通信链路18命令充电器22执行电池24的正常充电，如在步骤44中描绘的。亦即，充电器22可以以充电器正常地或通常对电池24充电的正常电压对电池24充电。随着充电器22在正常模式下对电池24充电，程序12可以基于电池24在充电循环的一个或多个阶段(例如排出气体阶段)中花费的时间来计算在电池24的充电期间从电池外壳损耗的估计和理论内部液体。然后，程序12可以命令控制器16将电池液体使用总量增加在电池24的最近充电期间损耗的理论量，如在步骤52中所描绘的。
另一方面，如果在步骤42中估计或计算内部液位在预定安全水平以下，则程序12可以命令控制器16(如在步骤46中描绘的)向远程方50或第三方(其可以是用户、显示器、计算机终端、因特网使能装置、基站、车队经理、维修站等)传送液位警告。另外，程序12可以命令控制器16激活(作为警告指示器)可听指示器27和可见指示器29中的一者或两者以向用户、操作员等个警告电池24的低内部液位的问题。
本方法的实施例可以包括控制器16跟踪电池液位警告已活动的时间量或者甚至电池液位警告已被重复地激活的次数并将这些测量值与预定值相比较，如在步骤48中描绘的。例如，这些测量值可以是例如在没有重置的情况下已经重复地用信号发送警告的次数、实际指定时间量(几小时、几天或几周)、电池在系统没有被填充和重置的情况下经受的充电循环的一定数目或者被认为适当的任何其它参数。如果警告的测量值小于相应预定值，则程序12可以命令控制器16将电池液体使用总量增加在电池24的最近充电期间损耗的理论量，如在步骤52中描绘的。另一方面，如果警告的测量值大于相应预定值，则程序12和/或控制器16可以开始实现用于充电器22和电池24的安全充电循环以及开始改变车辆8的性能参数，如在步骤50中描绘的。在本文中已描述了安全充电循环和已改变性能参数。一旦安全充电循环和已改变性能参数已经发起或被设定就位，则程序12可以命令控制器16将电池液体使用总量增加在电池24的最近充电期间损耗的理论量，如在步骤52中描绘的。
一旦电池液体使用水平已增加，如前所述，从而达到新的且已更新的估计/计算内部液位，本方法可以包括将电池24的新的且已更新的计算/估计内部液位与用于电池23的内部液体的预定安全水平相比较，如在步骤54中描绘的。一旦已比较，程序12可以命令控制器16采取一个或多个适当动作。
例如，如果新的且已更新内部液位在预定安全水平以下，则程序12可以命令控制器16仅仅显示电池液位警告(如在步骤56中描绘的)而不必传送警告(如在步骤46中描绘的)。当步骤56是程序12命令控制器16第一次或初次发送任何种类的警告时情况可以如此。然而，如上所述，如果警告被忽视或者如果计算的内部液位的初始比较在预定水平以下(由步骤42确定)，则程序12可以命令控制器16传送警告，如在本文中关于步骤46所述。在已显示电池液位警告之后，根据步骤56，程序12可以命令控制器16确定系统是否被重置。在操作员、用户等将电池24的内部液位填充回到最大内部液位的条件下，操作员、用户等可以操作重置装置以将系统重置回到初始状态。将系统重置可以去除车辆的安全充电限制以及限制性性能参数。一旦系统10被重置并提高了限制，系统10、控制器16和/或程序12可以等待充电器22到电池24的电耦合(如在步骤40中描绘的)，那将再次地对电池24充电并重新开始系统10的操作。然而，如果系统10未被重置，则程序12可以命令控制器16等待充电器22与重置装置24之间的另一电耦合事件(如在步骤40中描绘的)，使得程序可以确定计算的电池液位仍在预定阈值以下(根据步骤42)，使得程序12和控制器16可以向远程方50和/或向车辆本身上的可听和可见指示器27和29传送电池液位警告(根据步骤46)。并且，在其中电池液位警告被忽视超过最大预定值的最坏情形中，程序12和控制器16可以关掉车辆(根据步骤50)。
虽然已结合上文概述的特定实施例描述了本公开，但显而易见的是许多替换、修改和变更对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，如上文所阐述的本公开的优选实施例意图是说明性而非限制性的。在不脱离以下权利要求所要求的本宫的精神和范围的情况下可以进行各种改变。权利要求提供了本公开的覆盖范围，并且不应局限于在本文中提供的特定示例。

Claims (20)

1.一种电池液位监视系统，包括：
电池，其具有内部液体；以及
液位监视系统，其与电池进行操作通信，其中，所述液位监视系统基于参数来计算内部液体的消耗，
其中，所述液位监视系统基于内部液体的消耗来确定内部液体的水平并将所述水平与预定水平相比较，
其中，当内部液体的水平等于或小于预定水平时，所述液位监视系统传送警告。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述参数是液体蒸发的计算量。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述参数是在电池的充电循环的产生气体阶段期间消耗的液体的计算量。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，内部液体的计算消耗是理论上的。
5.根据权利要求1的所述系统，还包括与电池进行操作通信的电池充电器，并且其中，当液体的水平大于预定水平时，所述液位监视系统命令电池充电器对电池进行充电。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述警告被无线地发送到远程位置。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述警告在显示器上显示。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，响应于所述警告，所述液位监视系统被手动地或无线地重置，并且内部液体的消耗被设置成零。
9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述液位监视系统测量警告的持续时间并将所述持续时间与预定持续时间相比较，其中，当警告的持续时间大于预定持续时间时，所述液位监视系统改变电池的充电循环以减少内部液体的消耗。
10.根据权利要求1所述的系统，还包括车辆，其中，所述液位监视系统测量警告的持续时间并将所述持续时间与预定持续时间相比较，其中，当警告的持续时间大于预定持续时间时，所述液位监视系统改变车辆的性能参数。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述性能参数是车辆最高速度、车辆加速度、车辆喇叭操作、车辆反向蜂鸣器操作以及车辆启动中的一个或多个。
12.根据权利要求5所述的系统，其中，液位监视系统还包括与所述电池充电器进行操作通信的马达控制器。
13.根据权利要求5所述的系统，还包括充电传感器，其中，所述充电传感器感测所述电池与所述电池充电器之间的电耦合。
14.一种监视电池中的液位的方法，所述方法包括：
基于参数用算法来计算富液型电池的内部液体的消耗；
将基于消耗的内部液体的水平与预定水平相比较；
当内部液体的水平等于或小于预定水平时传送警告。
15.根据权利要求14所述的方法，还包括当液体的水平大于液位监视系统的预定水平时命令电池充电器对电池进行充电。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，内部液体的消耗是由算法进行的理论计算，并且所述参数是电池在充电期间的产生气体阶段中花费的持续时间。
17.根据权利要求14所述的方法，还包括在显示器上显示警告或者将警告无线地发送到远程位置。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括测量警告的持续时间并将所述持续时间与预定持续时间相比较；以及当警告的持续时间大于预定持续时间时，改变电池的充电循环以减少液体消耗。
19.根据权利要求14所述的方法，还包括测量警告的持续时间并将所述持续时间与预定持续时间相比较；以及当警告的持续时间大于预定持续时间时，改变由电池供电的车辆的性能参数。
20.根据权利要求14所述的方法，还包括响应于电池中的内部液体的水平而手动地或无线地将内部液体的消耗设置成零，电池中的内部液体的水平响应于警告而被填充。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20170366875A1 (en) * 2016-06-15 2017-12-21 Honeywell International Inc. Method and apparatus for automation of personalized maintenance tasks with built-in simulation and data synchronization support in energy distribution industry or other industry
CN113131020B (zh) * 2021-05-08 2022-02-22 深圳市驰普科达科技有限公司 一种工业电池组的大健康管理系统

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4010410A (en) * 1975-04-09 1977-03-01 Progressive Dynamics, Inc. Recreational vehicle converter-battery fast charging circuit
US20050001628A1 (en) * 2003-06-12 2005-01-06 Philadelphia Scientific System and method for monitoring electrolyte levels in a battery
US20100292942A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-18 Lonnie Calvin Golf Embedded algorithms for vehicular batteries
US20120058369A1 (en) * 2010-09-08 2012-03-08 Beckley Gordon C System and method for delivering fluid to a battery
US20120109437A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Industrial vehicle
US20130009782A1 (en) * 2011-06-24 2013-01-10 Brandt Gregory W Battery maintenance alert device and process
US20140312831A1 (en) * 2013-03-15 2014-10-23 Shaw Industries Group, Inc. Battery Management System and Method
CN105247378A (zh) * 2013-03-07 2016-01-13 古河电气工业株式会社 二次电池的状态检测方法和状态检测装置
US20160071339A1 (en) * 2014-08-05 2016-03-10 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Battery condition display system
US20160190824A1 (en) * 2014-12-31 2016-06-30 Club Car, Llc Battery powered system and method for charging

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3648189A (en) * 1970-04-27 1972-03-07 Budd Co Automatic battery charger circuit
US3696362A (en) 1970-09-14 1972-10-03 Dual Lite Co Low electrolyte level alarm devices
US3891465A (en) 1973-08-16 1975-06-24 Japan Storage Battery Co Ltd Battery equipped with an indicator for the lowering of the electrolyte level
US5453334A (en) 1995-01-06 1995-09-26 Ford Motor Company Automatic battery watering system
US6106968A (en) 1998-03-06 2000-08-22 Lucent Technologies Inc. Smart valve regulated lead acid battery with embedded electronic monitoring and fluid fill system
US6242886B1 (en) * 1999-04-12 2001-06-05 Alliedsignal Inc. Apparatus and method for automatic recovery of sulfated lead acid batteries
US6786226B2 (en) 2000-04-10 2004-09-07 Club Car, Inc. Battery fluid supply system
US6653843B2 (en) 2001-03-08 2003-11-25 Pacer Engineered Systems, Inc. Battery acid level alarm
US20040175598A1 (en) 2002-12-02 2004-09-09 Bliven David C. Fuel cell power supply for portable computing device and method for fuel cell power control
US7444192B2 (en) 2004-10-26 2008-10-28 Aerovironment, Inc. Reactive replenishable device management
JP2007052936A (ja) 2005-08-15 2007-03-01 Toyota Motor Corp 燃料電池システム
JP5103877B2 (ja) 2006-11-20 2012-12-19 株式会社デンソー 燃料電池システム
US20130033102A1 (en) * 2008-02-20 2013-02-07 Lonnie Calvin Goff Embedded battery management system and methods
US20100019773A1 (en) 2008-07-28 2010-01-28 Son Hong K Battery monitoring device
JP5517098B2 (ja) 2009-04-21 2014-06-11 トヨタ自動車株式会社 燃料電池システム
US20110128154A1 (en) 2009-12-01 2011-06-02 Flow-Rite Controls, Ltd. Battery electrolyte level indicator
US20130149628A1 (en) 2011-12-12 2013-06-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of estimating amiount of liquid water in fuel cell, method of estimating amount of liquid water discharged from fuel cell, estimation apparatus of liquid water amount in fuel cell and fuel cell system
WO2014128870A1 (ja) * 2013-02-20 2014-08-28 株式会社小松製作所 産業車両、産業車両の電解液量状態管理システム、及び電動式フォークリフト
US9475398B2 (en) * 2014-05-08 2016-10-25 Cummins, Inc. Optimization-based predictive method for battery charging

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4010410A (en) * 1975-04-09 1977-03-01 Progressive Dynamics, Inc. Recreational vehicle converter-battery fast charging circuit
US20050001628A1 (en) * 2003-06-12 2005-01-06 Philadelphia Scientific System and method for monitoring electrolyte levels in a battery
US20100292942A1 (en) * 2009-05-18 2010-11-18 Lonnie Calvin Golf Embedded algorithms for vehicular batteries
US20120058369A1 (en) * 2010-09-08 2012-03-08 Beckley Gordon C System and method for delivering fluid to a battery
US20120109437A1 (en) * 2010-10-29 2012-05-03 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Industrial vehicle
US20130009782A1 (en) * 2011-06-24 2013-01-10 Brandt Gregory W Battery maintenance alert device and process
CN105247378A (zh) * 2013-03-07 2016-01-13 古河电气工业株式会社 二次电池的状态检测方法和状态检测装置
US20140312831A1 (en) * 2013-03-15 2014-10-23 Shaw Industries Group, Inc. Battery Management System and Method
US20160071339A1 (en) * 2014-08-05 2016-03-10 Ngk Spark Plug Co., Ltd. Battery condition display system
US20160190824A1 (en) * 2014-12-31 2016-06-30 Club Car, Llc Battery powered system and method for charging

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