CN108292787A - 循环测试方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于至少一个可再充电电池(1)的循环测试方法，所述至少一个可再充电电池具体地具有单电池应急灯(2)作为负载，其中所述电池(1)与供电装置(3)连接以用于在使用地点充电/放电，所述方法包含以下步骤：i)借助于所述供电装置(3)为所述电池(1)充电；ii)中断所述充电一段时间，具体地说规定时间，以便降低所述电池(1)的温度；iii)将所述电池(1)放电到规定的剩余电压值；以及iv)执行步骤i)至iii)多次。

Description

循环测试方法
本发明涉及一种用于至少一个可再充电电池的循环测试方法。此类电池可以是例如NiCD电池、NiMH或锂离子电池。其它电池同样是可能的。此类电池例如用于单电池应急灯，其可以是相应应急照明系统的一部分。相应的灯具有一个或多个荧光管、LED或类似物作为照明装置，在适当的情况下也采用模块化设计。
在使用地点，即靠近相应的负载处，将电池连接到供电装置以便对电池充电。
为了优化不同电池/电池类型的容量，在第一次启动时形成电池是有利的。这种形成通过多次充电/放电循环来实现。就此而言，电池充电到100％，然后放电到截止电压。本发明的主题是形成的自动化。
在部署过程中，在第一步骤i)中借助于供电装置将电池充电到100％。
随后，在步骤ii)中充电中断一段时间，具体地规定时间，以便降低电池的温度。在充电过程中，所供电力的某一部分通常会转换成热量，热量以这种方式再散发掉。
在充电中断持续预定时间之后，在步骤iii)中使电池放电到截止电压。随后，将充电、中断充电和放电的前述步骤i)到iii)重复，即进行若干次。
借助于这种循环测试方法，形成一种新电池并且所述电池的容量得到优化。
电池始终处于被监测状态。在NiCd和NiMH电池的情况下，在恒定电流作为电池温度的函数的情况下进行充电。另外，监测最大充电电压。在100％的容量被充电后，系统切换到维持充电，以便补偿电池的自放电。在锂电池的情况下，充电进行到最大充电电压，并且随后完全关闭充电。当锂电池的电压降到某个值以下并且容量降到可能危及应急照明持续时间的规定值时，再次开启充电。
由于循环测试方法，相应的电池通常可以被再生到其容量为相应负载提供应急照明的所需持续时间的程度。
根据本发明，存在将电池布置在单独的外壳中并且具体地以防爆方式将此外壳连接到负载的可能性。换句话说，电池和相应的外壳可用于有爆炸危险的区域。外壳与负载之间的相应接触可以借助于例如Ex-d插头触点或类似的方式进行。
此外，替代地或者另外地，供电装置可以被设计成带有必要的防爆。换句话说，供电装置也可用于有爆炸危险的区域，并且如电池，可根据需要与外壳一起进行更换。
不同数量的不同电池类型通常可用于作为负载的相应单电池应急灯等。根据本发明，考虑到这一点，具体地在步骤i)之前，检测电池的数量和/或电池类型。此检测通常通过供电装置来进行，使得不同数量的电池或者不同类型的电池可以仅由一个供电装置充电或放电，并且同样可以经历循环测试方法。
就此而言，另外还存在记录和/或监测电池参数的可能性。这可以具体地在循环测试方法的步骤之前、期间或之后进行。换句话说，供电装置将记录电池的历史，并且借助于相应的电池参数，将能够确定电池在其使用(尤其用于单电池应急灯)方面是否处于紧急情况。
例如，当电池对负载的应急供电时间短于预定应急供电最短时间时，出现此类紧急情况。在NiCd电池的情况下，例如，当发生所谓的记忆效应时，或者当在相对较长时间内电池未曾放电或仅放电到截止电压时，会发生这种紧急情况。在此类情况下，循环测试方法的相应步骤可以在检测到这种应急供电时间不足之后进行。换句话说，通过循环测试方法，尝试再次使电池再生到可以用于应急供电的程度。
通过将电池放电到截止电压来实现电池的相应“自我修复”。为了保护相应的电池，电路具有冗余的深度放电保护，其通过低于截止电压的放电，可靠地防止电池的破坏。
根据本发明，测试方法的相应循环进行数次，持续预定次数。然后，如果在循环测试方法结束之后电池再次达到相应的应急供电最短时间，则切换到电池以在正常操作中重新用于为负载供电。换句话说，电池再次达到必要的放电时间且因此达到应急供电最短时间，且消除了相应的紧急情况。负载且具体地单电池应急灯的正常操作可以恢复。
可能存在这样的可能性：在进行循环测试方法一次之后，还没有提供相应的电池应急供电最短时间。在这种情况下，可以再进行一次或甚至多次循环测试方法。但是，如果即使在进行多次循环测试方法之后仍未发生改进，则可以借助于例如供电装置的显示装置输出错误消息。通过这种方式，用户被告知电池故障。
在这种情况下，具体地说，如果在循环测试方法的相应步骤之后至少一个电池参数处于预定范围之外，则可以显示此类错误消息。这同样可以由供电装置来确定。
只有在电源电压不间断地存在一段时间时才能启动用于形成电池的相应的循环测试方法。换句话说，如果在应急照明系统的发展阶段，电源电压反复关闭，即中断，则还不应进行。此类电源电压的关闭不应该用于启动根据本发明的循环测试方法。此类预定时间的一种可能性是，例如，电源电压不间断地供电两天、三天或更多天。
电池的相应供电装置可以具有不同的组件。在一个有利的示例性实施例中，供电装置设计成例如具有用于电池的充电单元和/或处理器和/或恒定电流源和/或显示装置和/或电池监测器等。
所有电池参数的充电、放电、监测和蓄电等可以通过供电装置的这些不同组件来进行。
举例来说，如果在应急照明模式中电池完全充电的情况下，不再保证能为相应负载供电持续预定应急供电最短时间，供电装置则可以进行一个循环测试。
此外，存在形成供电装置且用于相应地为所连接负载供电的可能性；就此而言例如参见磷光灯或LED模块的电子镇流器。
同样，存在供电装置和电子镇流器是分开的组件的可能性。
相应的循环由供电装置的处理器控制。换句话说，处理器还例如借助于来自恒定电流源的相应恒定电流来监测电池的充电。
充电可以简单地是容量依赖型充电。在此类充电的情况下，尤其考虑到电池的充电系数，可充电到全电池容量。此类充电系数对应于充电效率系数的倒数。充电效率系数对应于所提取的容量与所提供的容量的比率。不同的电池类型的充电系数是已知的。举例来说，NiCd电池的充电系数约为1.4，而NiMH电池的充电系数约为1.2。
此外，电池的大致充电时间可以借助于充电系数、充电电流和最大充电量来确定。
在放电过程中，电池可以放电，具体地借助于负载放电。此外，在这种情况下，如果在放电期间，电源电压与用于为作为负载的磷光灯或LED模块供电的电子镇流器分离，并且借助于具体地推挽式变换器从电池为电子镇流器供电，可能是有利的。此类推挽式变换器是一种将一种直流电压转换成不同的直流电压的电路。
下面参考附图更详细地解释本发明的有利实施例。
在附图中：
图1示出了用于进行循环测试方法的电路的简化基本表示，且
图2示出了具体地在循环测试方法期间的电流、电压和温度的曲线图。
图1示出了用于进行根据本发明的循环测试方法的相应电路布置的高度简化的草图。此电路包含至少一个可再充电电池1或者多个可再充电电池。一个或多个电池1布置在外壳4中，显示装置15任选地也整合在外壳4中。这可以借助于相应的防爆触点，例如根据防爆类型Ex-d连接到灯中的供电单元3。相应的连接使得即使在有爆炸危险的区域中，例如外壳4与电池也可以被更换，尤其在不切断电源电压16的情况下。一个或多个电池1连接到供电装置3。由此可以对电池进行充电并监测。具体来说，在根据本发明的循环测试方法期间进行此类充电、放电和监测。
在所绘示的示例性实施例中，供电装置3具有各种组件。组件例如是充电装置12，此充电装置12从电源电压16进行对相应的电池1的充电。此外，供电装置3具有电池监测器19、恒定电流源14和处理器13。通过处理器13可以监测借助于充电装置12从恒定电流源14对相应电池1的充电。此外，处理器13同样可以控制和监测相应电池1的放电，具体地借助于负载2以及任选的电子镇流器17放电。相应电池的充电取决于容量。负载2可以是例如具有磷光灯、LED模块等作为照明装置的应急灯。就此而言，电子镇流器17任选地用于激活照明装置。
此外，温度测量装置20可以至少与电池1相关联，以便借助于供电装置3并且具体地处理器13根据充电电流、充电电压和温度来进行电池的充电或放电。
同样地，存在这样的可能性，具体地说，处理器13被设置为单独的组件，在这种情况下，其例如不仅监测供电装置3和电池1，而且还监测负载2和具有推挽式变换器18的电子镇流器17。
图2示出了在进行根据本发明的循环测试方法之前以及例如在三个循环期间(见循环10)的电流7、电压8和温度9的不同图表。
温度9在开始时升高，在电池完全充电情况达到升高的温度，然后降低到基本恒定的温度。
通过监测供电装置，显示出电池的电池参数具有不允许的值之后，执行第一循环。在这种情况下，在电源电压已经施加到供电单元一段时间之后，在第一次启动时进行循环。为了启动循环10，首先借助于供电装置对电池进行充电。具体地说，借助于恒定电流和根据容量进行充电。继续充电直到完全容量。在充电之后，充电中断21持续预定的时间，然后进行放电，具体地进行深度放电。在此之后，再次进行循环，参见充电、充电中断以及放电到深度放电11。此类循环10可以连续进行两次、三次或甚至更多次。如果在循环测试方法结束时，确定电池进行了相应的“自我修复”，则切换回正常操作并且电池再次用于应急照明系统中。
在循环测试期间，监测电流7、电压8和温度9。这优选通过供电装置3，并且具体地借助于其处理器13来进行。此外，为了充电和放电，供电装置具有带恒定电流源14的充电单元12。借助于所连接的负载2并且任选地借助于镇流器17进行放电。就此而言，电源电压16与镇流器17断开连接并借助于推挽式变换器18从电池为镇流器供电。在这种情况下，通常借助于处理器13进行控制。
根据本发明，制造一种用于执行循环测试方法的简单电路，通过此循环测试方法监测一个电池或者多个电池，并且在发生故障并且尤其是降低电池容量的情况下，电池在其应急供电最短时间方面加以改进达到其能够再次用于正常操作的应急照明系统的程度。
就此而言，进行一次并且通常几次所述的循环。这引起电池的“自我修复”。此外，在发生无法修复的电池故障的情况下，则可显示相应的电池故障。

Claims (16)

1.一种用于至少一个可再充电电池(1)的循环测试方法，所述至少一个可再充电电池(1)具体地具有单电池应急灯(2)作为负载，其中所述电池(1)与供电装置(3)连接以用于在使用地点充电/放电，所述方法的特征在于以下步骤：
i)借助于所述供电装置(3)为所述电池(1)充电；
ii)中断所述充电一段时间，具体地说规定时间，以便降低所述电池(1)的温度；
iii)将所述电池(1)放电到规定的剩余电压值；以及
iv)执行步骤i)到iii)多次。
2.根据权利要求1所述的循环测试方法，其特征在于，将所述电池(1)布置在单独的外壳(4)中，并且借助于具体地防爆触点和/或所述供电装置(3)带有必要的防爆类型的设计，将所述外壳连接到所述负载(2)。
3.根据权利要求1或2所述的循环测试方法，其特征在于，具体地通过所述供电装置(3)检测电池(1)的数量和/或电池类型。
4.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，在步骤i)到iii)之前、期间和之后记录和/或监测电池参数。
5.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，在检测在检测所述电池(1)对所述负载(2)的应急供电时间，所述应急供电时间短于预定应急供电最短时间之后之后，进行所述步骤i)到iv)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，借助于充电电流监测和/或充电电压监测和/或通过所述电池的温度监测，在步骤i)到iii)中充电/放电。
7.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，在步骤iii)中将所述电池(1)放电到截止电压。
8.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，在达到所述应急供电最短时间之后结束所述循环测试方法，并切换以在正常操作中重新使用所述电池(1)为所述负载(2)供电。
9.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，如果在步骤iv)之后至少一个电池参数处于预定范围之外，则显示错误消息。
10.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，仅在用电源电压(16)向所述电池(1)供电预定时间之后才进行所述步骤i)到iv)。
11.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，所述供电装置(3)设计带有用于所述电池(1)的充电装置(12)和/或处理器(13)和/或恒定电流源(14)和/或显示装置(15)和/或电池监测装置(19)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，借助于所述负载(2)在步骤iii)中使所述电池(1)放电。
13.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，在步骤i)中所述电池(1)是容量依赖型充电。
14.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，考虑到所述电池的充电系数，在步骤i)中将所述电池充电到全容量。
15.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，具体地在所述步骤iii)中，使电源电压(16)与用于为作为负载(2)的磷光灯或LED模块供电的电子镇流器(17)(EB)断开连接，并且具体地借助于推挽式变换器(18)从所述电池(1)为所述EB(17)供电。
16.根据前述权利要求中任一项所述的循环测试方法，其特征在于，在第一次气旋的步骤i)之前进行深度放电。
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