CN109073712A - 电池状态检测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于在为电池充电或维护所述电池的同时检测所述电池何时具有低健康状态的电池充电器和方法。一种电池充电器包含处理器；非暂时性存储器装置；电力管理装置，其用以接收输入电力且输出充电电流；一对电导体，其用以与电池电耦合，以及显示器，其电耦合到所述处理器。所述显示器经配置以在所述电池具有低健康状态时指示不良电池指示符，以及所述电池是否对启动有益。

Description

电池状态检测系统和方法
相关申请案的交叉参考
本申请案根据35U.S.C.§119(e)主张2016年5月13日申请的第62/336,118号以及2016年8月3日申请的第62/370,317号临时专利申请案的益处，其中的每一者的内容以引用的方式并入本文中。
技术领域.
本公开涉及一种用于检测电池的状态的系统和方法。更具体地说，本公开涉及一种用于例如使用不良电池指示符来快速确定和警告用户关于电池的健康和/或电荷状态的电池充电器系统、方法和设备。
背景技术
通常希望知晓电池的电荷状态(SoC)和健康状态(SoH)。可充电电池(例如蓄电池、二次电池等)用于许多应用中，包含启动例如汽车、交通工具或其它机构的内燃引擎。
SoC指示电池(或个别电池单元或电池包)的充电状态。SoC的单位是百分比点，其中0％为空，且100％为满。表示相同测量的替代形式是放电深度(DoD)，其为SoC的反量(即，0％是满，且100％为空)。当论述处于使用中的电池的当前状态时，通常使用SoC，而最常在论述反复使用之后的电池的寿命时看到DoD。
SoH指示电池(或个别电池单元或电池包)的健康。随时间过去，电池将老化并降级，从而导致电池保持电荷并将其额定电流递送到负载的能力的减小。最终，将需要更换电池，即一旦其已降级到其可能不再有效地保持电荷的点，就需要更换电池。SoH表示与其理想条件和/或设计规范相比的电池的条件。类似于SoC，可将SoH的单位提供为百分比。举例来说，100％的得分指示电池的条件大体上与电池的原始制造规范匹配。
如可了解，当为电池充电时，除SoC之外，确定电池是否具有低SoH是有益的，其可指示电池需要修整或更换(即，“不良电池”)。因此，需要一种用于在正为电池充电时(例如在充电循环期间)，确定并向用户显示电池的SoH和SoC的系统、方法和设备。还需要确定和显示电池是否具有足以启动引擎的SoC和/或SoH。
发明内容
简单来说，本公开涉及一种用于确定和警告用户关于电池的SoC和/或SoH的电池充电系统、方法和设备。更具体地说，涉及一种用于确定和向用户显示电池的SoH和SoC且用于确定/显示电池是否具有足以启动引擎的SoC和/或SoH的系统、方法和设备。
根据第一方面，一种用于在铅酸电池的充电过程期间经由具有显示装置的电池充电器识别不良电池条件的方法包括：使用电压传感器，测量跨一对电导体连接到电池充电器的铅酸电池的第一电池电压；使用以操作方式与存储器装置耦合的处理器，将所述第一电池电压与存储到所述存储器装置的第一预定电压值进行比较；如果所述第一电池电压小于第一预定电压值，在第一时间周期之后，使用所述电压传感器来测量所述铅酸电池的第二电池电压；使用所述处理器，将第二电池电压与存储到所述存储器装置的第二预定电压值进行比较；以及如果第二电池电压大于或等于第二预定电压值，那么经由所述显示装置显示不良电池指示符。
根据第二方面，一种用于识别不良电池的电池充电器包括：处理器，其以操作方式与电压传感器耦合；非暂时性存储器装置，其以操作方式与所述处理器耦合；电力管理装置，其用以在充电过程期间接收输入电力且输出充电电流；显示装置，其电耦合到所述处理器，其中所述显示装置经配置以显示不良电池指示符；以及一对电导体，其用以与铅酸电池电连接，其中为了确定且显示铅酸电池是否具有低健康状态，所述电池充电器经配置以：使用所述电压传感器来测量跨所述对电导体连接的铅酸电池的第一电池电压；使用所述处理器，将第一电池电压与存储到非暂时性存储器装置的第一预定电压值进行比较；如果第一电池电压小于第一预定电压值，在第一时间周期之后，使用所述电压传感器来测量铅酸电池的第二电池电压；将第二电池电压与存储到非暂时性存储器装置的第二预定电压值进行比较；且如果第二电池电压大于或等于第二预定电压值，那么指令显示装置显示不良电池指示符。
在某些方面，所述处理器进一步经配置以在第二电池电压大于或等于第二预定电压值的情况下，中止充电过程。
在某些方面，所述处理器进一步经配置以在第二电池电压大于或等于第二预定电压值的情况下，开始脱硫过程。
在某些方面，所述处理器进一步经配置以在第二电池电压大于或等于第二预定电压值的情况下，在第二时间周期之后，测量跨所述对电导体连接的铅酸电池的第三电池电压。
在某些方面，所述处理器进一步经配置以将第三电池电压与第二预定电压值进行比较。
在某些方面，所述处理器进一步经配置以在第三电池电压小于或等于第二预定电压值的情况下，指令显示装置不显示不良电池指示符。
在某些方面，所述处理器进一步经配置以在第三电池电压小于第二预定电压值且检测到缺乏进展的情况下，指令显示装置显示不良电池指示符。
在某些方面，所述处理器进一步经配置以在第三电池电压小于第二预定电压值且检测热失控条件的情况下，指令显示装置显示不良电池指示符。
在某些方面，所述方法进一步包括在第二电池电压大于或等于第二预定电压值的情况下中止充电过程的步骤。
在某些方面，所述方法进一步包含在第二电池电压大于或等于第二预定电压值的情况下开始脱硫过程的步骤。
在某些方面，所述方法进一步包括在第二电池电压大于或等于第二预定电压值的情况下，在第二时间周期之后测量跨所述对电导体连接的铅酸电池的第三电池电压的步骤。
在某些方面，所述方法进一步包括将第三电池电压与第二预定电压值进行比较的步骤。
在某些方面，所述方法进一步包括在第三电池电压小于或等于第二预定电压值的情况下，不显示不良电池指示符的步骤。
在某些方面，所述方法进一步包括在第三电池电压小于第二预定电压值且检测到缺乏进展的情况下，显示不良电池指示符的步骤。
在某些方面，所述方法进一步包括在第三电池电压小于第二预定电压值且检测到热失控条件的情况下，显示不良电池指示符的步骤。
在某些方面，第一预定电压值可介于12.0伏与12.4伏之间，或约12.2伏。第二预定电压值可介于14.0伏与16.0伏之间，或约14.2伏。
在某些方面，第一时间周期可介于1分钟与10分钟之间，或约5分钟。第二时间周期可介于1分钟与10分钟之间，或约5分钟。
根据第三方面，一种在锂电池的充电过程期间识别不良电池的方法包括：使用电压传感器，测量跨一对电导体连接到电池充电器的锂电池的第一电池电压；使用以操作方式与存储器装置耦合的处理器，将第一电池电压与存储到所述存储器装置的第一预定电压值进行比较；如果第一电池电压小于第一预定电压值，那么将来自电池充电器的第一电流供应到锂电池，持续第一时间周期；在第一时间周期期间，测量锂电池的第二电池电压；使用所述处理器，将第二电池电压与存储到所述存储器装置的第二预定电压值进行比较；以及如果第二电池电压(1)大于第一预定电压值且(2)小于第二预定电压值，那么将来自电池充电器的第二电流供应到锂电池。
根据第四方面，一种用于识别不良电池的电池充电器包括：处理器，其以操作方式与电压传感器耦合；非暂时性存储器装置，其以操作方式与所述处理器耦合；电力管理装置，其用以在充电过程期间接收输入电力且输出电流；显示装置，其电耦合到所述处理器，其中所述显示装置经配置以显示不良电池指示符；以及一对电导体，其用以与锂电池电连接，其中为了确定和显示锂电池是否具有低健康状态，电池充电器经配置以：使用电压传感器，测量跨所述对电导体连接到电池充电器的锂电池的第一电池电压；使用所述处理器，将第一电池电压与存储到所述存储器装置的第一预定电压值进行比较；如果第一电池电压小于第一预定电压值，使用所述电力管理装置，将来自电池充电器的第一电流供应到锂电池，持续第一时间周期；使用所述电压传感器，在第一时间周期期间，测量锂电池的第二电池电压；使用所述处理器，将第二电池电压与存储到所述存储器装置的第二预定电压值进行比较；以及如果第二电池电压(1)大于第一预定电压值且(2)小于第二预定电压值，那么使用所述电力管理装置，将来自电池充电器的第二电流供应到锂电池。
在某些方面，所述电池充电器进一步经配置以：在第二时间周期之后，使用电压传感器来测量锂电池的第三电池电压；使用所述处理器，将第三电池电压与第二预定电压值进行比较；如果在第二时间周期之后，第三电池电压小于第二预定电压值，那么中止充电过程；以及如果第三电池电压(1)大于第二预定电压值且(2)小于第三预定电压值，那么将第三电流供应到锂电池。
在某些方面，如果第三电池电压大于或等于第三预定电压值，那么所述电池充电器进一步经配置以进入维护模式。
在某些方面，所述维护模式包含将第四电流周期性地供应到锂电池。
在某些方面，如果测得的电池电压下降到低于第四预定电压值，那么所述电池充电器进一步经配置以将第三电流供应到锂电池。
在某些方面，如果处理器中止充电过程，那么电池充电器进一步经配置以经由电池充电器上的显示装置来显示不良电池指示符。
在某些方面，如果在第二时间周期之后，第三电池电压小于第二预定电压值，那么所述电池充电器进一步经配置以经由电池充电器上的显示装置显示器不良电池指示符。
在某些方面，所述方法进一步包括以下步骤：在第二时间周期之后，使用电压传感器来测量锂电池的第三电池电压；使用所述处理器，将第三电池电压与第二预定电压值进行比较；如果在第二时间周期之后，第三电池电压小于第二预定电压值，那么中止充电过程；以及如果第三电池电压(1)大于第二预定电压值且(2)小于第三预定电压值，那么将第三电流供应到锂电池。
在某些方面，如果第三电池电压大于或等于第三预定电压值，那么所述方法进一步包括进入维护模式的步骤。
在某些方面，所述维护模式包含将第四电流周期性地供应到锂电池。
在某些方面，所述方法进一步包括在测得的电池电压下降到低于第四预定电压值的情况下，将第三电流供应到锂电池的步骤。
在某些方面，所述方法进一步包括在处理器中止充电过程的情况下，经由电池充电器上的显示装置显示不良电池指示符的步骤。
在某些方面，所述方法进一步包括在第二时间周期之后，第三电池电压小于第二预定电压值的情况下，经由电池充电器上的显示装置显示不良电池指示符的步骤。
在某些方面，第一预定电压值可介于5.0伏与12.4伏之间，或约8.0伏。第二预定电压值可介于8.0伏与12.0伏之间，或约10.0伏。第三预定电压值可介于14.0伏与15.0伏之间，或约14.2伏。第三预定电压值可为锂电池的满充电电压。第四预定电压值可介于12.5伏与13.5伏之间，或约13.1伏。
在某些方面，第一电流可介于0.01安培与0.5安培之间，或约0.1安培。第二电流可介于0.25安培与1.0安培之间，或约0.5安培。第三电流可介于1.0安培与3.0安培之间，或约2.0安培。第四电流可介于0.1安培与0.3安培之间，或约0.2安培。
在某些方面，第二时间周期可介于1小时与3小时之间，或约2小时。第一时间周期可小于第二时间周期。
根据第五方面，一种用于在铅酸电池的充电过程期间，经由具有显示装置的电池充电器来识别不良电池条件的方法包括：确定跨一对电导体连接到电池充电器的铅酸电池的充电状态；使用电压传感器，测量铅酸电池的第一电池电压；在第一时间周期之后，使用电压传感器来测量铅酸电池的第二电池电压；使用处理器，计算针对第一时间周期的第一改变速率；以及如果第一改变速率大于或等于第一预定改变速率值，那么经由显示装置显示不良电池指示符。
根据第六方面，一种用于识别不良电池的电池充电器包括：处理器，其以操作方式与电压传感器耦合；非暂时性存储器装置，其以操作方式与所述处理器耦合；电力管理装置，其在充电过程期间接收输入电力且输出电流；显示装置，其电耦合到所述处理器，其中所述显示装置经配置以显示不良电池指示符；以及一对电导体，其用于与锂电池电耦合，其中为了确定并显示锂电池是否具有低健康状态，所述电池充电器经配置以：确定跨所述对电导体连接的铅酸电池的充电状态；使用电压传感器，测量铅酸电池的第一电池电压；在第一时间周期之后，使用电压传感器来测量铅酸电池的第二电池电压；使用处理器，计算针对第一时间周期的第一改变速率；以及如果第一改变速率大于或等于存储到非暂时性存储器装置的第一预定改变速率值，那么经由显示装置显示不良电池指示符。
在某些方面，第一预定改变速率值可随铅酸电池的充电状态而变。
在某些方面，所述方法进一步包括以下步骤：在第二时间周期之后，测量铅酸电池的第三电池电压。
在某些方面，所述方法进一步包括以下步骤：如果第二改变速率大于或等于第二预定改变速率值，那么经由显示装置显示不良电池指示符。
在某些方面，所述电池充电器进一步经配置以在第二时间周期之后，测量铅酸电池的第三电池电压。
在某些方面，所述电池充电器进一步经配置以在第二改变速率大于或等于第二预定改变速率值的情况下，经由显示装置显示器不良电池指示符。第二预定改变速率值可随铅酸电池的充电状态而变。第二预定改变速率值可不等于第一预定改变速率值。举例来说，第二预定改变速率值可小于第一预定改变速率值。
在某些方面，所述第一和第二时间周期可介于30秒与和5分钟之间，或约1分钟。
附图说明
本公开的这些和其它优点将易于参考以下说明书和附图来理解，其中：
图1a说明示范性电池充电器的框图。
图1b说明示范性电池充电器的前透视图。
图1c说明示范性电池充电器的后透视图。
图1d说明电池充电器的示范性网络的图。
图2说明示范性电池充电循环的流程图。
图3说明示范性标称电压检测循环的流程图。
图4说明示范性电池类型检测循环的流程图。
图5说明示范性脱硫循环的流程图。
图6说明示范性负载检测循环的流程图。
图7说明示范性电池引擎启动检测循环的流程图。
图8说明电池与电池充电器之间的示范性连接的电路图。
图9说明用于铅酸电池的电阻器-电容器电路模型的电路图。
图10a和10b说明相对于AGM和充满铅酸电池的电池电压曲线的dv/dt的实例电荷曲线。
图11说明示范性锂充电循环的流程图。
具体实施方式
下文中将参考附图来描述本发明的优选实施例。图中的组件不一定是按比例绘制的，而是将重点放在清楚地说明本发明的原理上。举例来说，为了清楚和方便描述，可放大元件的大小。此外，在可能的情况下，相同的参考标号在所有附图中都用于指实施例的相同或相似元件。在以下描述中，未详细描述众所周知的功能或构造以便不因不必要的细节而使本发明模糊不清。本说明书中的任何语言都不应理解为指示实践实施例所必需的任何非所主张的要素。
除非本文另外指示，否则对本文中值范围的叙述无意为限制性的，而是个别地指代属于所述范围内的任一和所有值，且此范围内的每一单独值就像本文个别地叙述那样并入到本说明书中。词“约”、“大约”等在伴随数值时，将解释为指示如一般技术人员将了解的为了既定目的而令人满意地操作的偏差。值和/或数值的范围在本文中仅作为实例提供，且不对所描述的实施例的范围构成限制。本文中提供的任何和所有实例或示范性语言(“例如”、“如”等)的使用仅既定更好地说明实施例，并且不对实施例的范围造成限制。本说明书中的任何语言都不应理解为指示实践实施例所必需的任何非所主张的要素。
在以下描述中，应理解，例如“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“侧”、“前”、“后”等术语是方便词，且不应被理解为限制性术语。本文所提供的各种数据值(例如电压、秒等)可被一或多个其它预定数据值取代，且因此不应被视为限制性的，而是示范性的。出于本公开的目的，将应用于以下术语和定义：
术语“和/或”表示由“和/或”联结的列表中的项目中的任何一个或多个。举例来说“x和/或y”表示三元素集合{(x),(y),(x，y)}中的任一元素。换句话说，“x和/或y”表示“x和y中的一者或两者”。作为另一实例，“x、y和/或z”表示七元素集合{(x)，(y)，(z)，(x，y)，(x，z)，(y，z)，(x，y，z)}中的任一元素。换句话说，“x、y和/或z”意指“x、y和z中的一个或多个”。
项目“电路”和“电路”指代物理电子组件(例如硬件)和任何软件和/或固件(“代码”)，其可配置硬件，由硬件执行，和或以其它方式与硬件相关联。如本文中所使用，举例来说，当执行第一组一或多行代码时，特定处理器和存储器可包括第一“电路”，且当执行第二组一或多个行代码时，可包括第二“电路”。如本文所用，每当电路包括必需的硬件和代码(如果任一者是必需的)以执行功能时，电路就“可操作”以执行所述功能，不管所述功能的性能是否停用，或未启用(例如通过用户可配置设置、工厂修整等)。
如本文中所使用的术语“通信(communicate和communicating)”包含将数据从来源传达到目的地以及将数据递送到通信媒体、系统、信道、网络、装置、线路、电缆、光纤、电路和/或链接以传达到目的地两者。如本文所使用，术语“通信”表示这样传达或递送的数据。如本文所使用，术语“通信”包含通信媒体、系统、信道、网络、装置、线路、电缆、光纤、电路和/或链接中的一或多者。
如本文中所使用，项目“耦合”、“耦合到”和“与耦合”各自表示两个或更多个装备、设备、文件、电路、元件、功能、、操作、过程、程序、媒体、组件、网络、系统、子系统和/或装置之间的关系，构成以下各项中的任何一或多者：(i)连接，不管是直接的还是通过一或多个其它装备、设备、文件、电路、元件、功能、操作、过程、程序、媒体、组件、网络、系统、子系统或装置；(ii)通信关系，不管是直接的还是通过一或多个其它装置、设备、文件、电路、元件、功能、操作、过程、程序、媒体、组件、网络、系统、子系统或装置；和/或(iii)其中任何一或多个装备、设备、文件、电路、元件、功能、操作、过程、程序、媒体、组件、网络、系统、子系统或装置的操作完全或部分地取决于其任何一或多个其它者的操作的功能关系。
如本文所使用，术语“数据”表示任何标记、信号、记号、符号、域、符号组、表示，以及表示信息的任何其它物理形式，不管是永久的还是临时的，不管是可见、可听、声学、电、磁性、电磁还是以其它方式体现。术语“数据”用以表示一个物理形式的预定信息，包含不同物理形式的对应信息的任何和所有表示。
如本文所使用，术语“数据库”表示相关数据的经组织主体，不管所述数据或其经组织主体表示方式如何。举例来说，相关数据的经组织主体可呈表、映射、网格、包、数据报、帧、文件、电子邮件、消息、文档、报告、列表中的一或多者的形式，或任何其它形式。
术语“示范性”表示“充当实例、例子或说明”。本文中描述的实施例不是限制性的，而是仅示范性的。应理解，所描述的实施例不一定被理解为比其它实施例优选或有利。此外，术语“本发明的实施例”、“实施例”或“本发明”不要求本发明的所有实施例包含所论述的特征、优点或操作模式。
如本文所使用，术语“网络”包含所有种类的网络和互连网络两者，包含因特网，且不限于任何特定网络或互连网络。
如本文所使用，术语“处理器”表示处理装置、设备、程序、电路、组件、系统和子系统，不管在硬件中实施、在有形体现的软件中实施，还是这两者，且不管其是否可编程。如本文所使用，术语“处理器”包含(但不限于)一或多个计算装置、硬接线电路、信号修改装置和系统、用于控制系统的装置和机器、中央处理单元、可编程装置和系统、现场可编程门阵列、专用集成电路、芯片上系统、包括离散元件和/或电路的系统、状态机、虚拟机、数据处理器、处理设施，以及前述各项中的任一者的组合。
可使用若干方法来确定电池的SoH。举例来说，第一方法通过测量电池的内阻来计算SoH。具体地说，高内阻是SoH较低的指示。桑蒂普.乌普雷蒂的第2011/0172939A1号美国专利公开案公开了用于确定可再充电电池的内阻、SoC、SoH和/或能级的实例系统和方法。然而，不同类型的电池的广泛应用在试图唯一地基于内阻来确定电池的SoH时产生问题。不同电池类型(即，化学物质)的实例包含(例如)锂、锂离子、锂镍、铅酸、镍镉、镍金属氢化物等。
简单地测量电池的内阻来确定SoH，然而导致跨不同电池化学物质的不一致性。然而，可检测电池类型且接着测量内阻的系统讲减轻这些不一致性。另外，SoH可随着温度而变化，因为内阻作为温度的函数而波动。因此，可使用温度传感器来监视器电池的温度，以进一步减轻不一致性。可影响电池的内阻的另一因素是电池充电过程本身。
电池充电器可经配置以执行一或多个测试，来检测和监视电池的额外动态指示。举例来说，电池充电器可执行完整/部分放电测试，其中通过使电池经历已知恒定负载，来使电池完全或部分地放电。在放电时间期间，监视电池电压，且将电池下降到预定(例如事先建立、设定，或以其它方式确定)电压所必需的持续时间与健康电池的已知时间(其可为标准值或基于来自电池的初始测试的测试数据，例如在安装后即刻进行测试)进行比较。此比较实现计算电池的SoH。然而，与此方法相关联的缺点包含其相对费用、时间要求(即，使电池放电是费时的)，且要求电池在测试期间离线。
可使用历史电池数据来确定电池的SoH(例如经由独立的电池监视系统)。在电池的老化期间，系统随时间动态地(即，实时或近实时不断地)测量和监视电池的一或多个电化学参数的值，以产生历史电池数据的数据集。接着基于所述参数随时间改变的方式来确定电池的SoH。然而，因为历史电池数据必须在可确定这些参数的降级之前累积，所以此类系统无法在不首先获取电池的历史数据集的情况下确定电池的SoH。但预期可将相当电池(例如相同型号、化学物质等的电池)的历史电池数据的数据集加载到电池充电器(例如经由输入/输出接口)。还可监视电池的容量，以确定电池的SoH。实例方法包含将电池充电到其最大电荷电位，且接着等待预定时间帧来测量开路电压(VOC)。可通过将VOC与理想VOC进行比较来确定SoH。此方法的实例在2012年8月17日申请的第9,244,132号美国专利中描述。
将有利的是提供取决于充电过程的当前状态使用多个过程来确定电池的SoH的电池充电器，从而产生可更高效地且快速地识别具有低SoH的电池且通过不良电池指示符来更快速地警告用户“不良电池”条件而不要求电池连接到充电器持续很长一段时间的电池充电器。为此，本公开涉及一种用于确定和警告用户关于电池的SoC和/或SoH的电池充电器系统、方法和设备。在某些方面，所述电池充电器系统、方法和设备可进一步经配置以确定电池的SoC和/或SoH是否充分高，使得其可启动交通工具来警告用户“电池引擎启动”条件。更进一步，所公开的电池充电器系统、方法和设备可经配置以经由网络警告远程用户关于电池的SoC和/或SoH。
将结合六单元标称12伏电池来描述许多公开内容，但本文所公开各种的技术可通过依据电池的单元/标称电压的数目按比例缩放(放大或缩小)阈值(例如电压阈值)来应用于几乎任何电池。为此，虽然结合六单元标称12伏电池来描述各种示范性预定电压值(例如电压阈值)，但应理解，示范性预定电压值无意仅适用于六单元标称12伏电池。实际上，可为特定电池放大或缩小预定电压值和范围，作为所述特定电池的电池单元/标称电压的数目的大体上线性函数。举例来说，如果结合六单元标称12伏电池来描述10伏阈值，那么本领域的技术人员将了解，可通过使10伏阈值除以二来为三单元6伏电池按比例缩放10伏阈值，因为六单元标称12伏电池与三单元6伏电池的比是2:1。因此，除非在此另有说明，否则本文公开的每一预定电压值和范围应理解为还在“每单元”基础上公开值或范围，且每一“每单元”电压值或范围(本文表达为伏每单元(VCELL))特此并入到中本说明书中，就像其在本文个别地陈述那样。
参考图式，如本文中所公开，电池充电器100可促进电池104(例如交通工具的电池)的充电和维护功能两者。电池充电器100可进一步提供浮动模式来使电池104维持在充满电的状态。电池充电器100还可经配置以启动(即“升压”、“跳变”或“跳变启动”)耦合到电池104的引擎(例如内燃引擎)。
电池104可为启动电池、蓄电池、船用电池(例如深循环电池，其设计成使用其容量的大部分来定期深度放电)、蓄电池或另一可再充电电池。实例机动车电池包含(但不限于)铅酸电池组(例如湿/浸没电池、钙-钙电池、阀控式、铅酸(VRLA)电池、胶体单元和吸附玻璃棉(AGM))，以及其它可充电电池，例如锂电池。电池充电器100可经配置以自动确定电池类型/化学物质-AGM、胶体、锂离子等。
取决于应用，电池104可为多个标称电压(例如6V/12V/24V/36V/48V/等)中的一者，且可使用各种电池单元计数和排列。通常，电池104中的每一电池单元提供标称2伏。因此，6伏电池将使用三个电池单元，12伏电池将使用六个电池单元，24伏电池将使用12电池单元等。因此，可通过调适电池包、阵列等中的电池单元的数目来实现所要的标称电压。举例来说，汽车行业中常用的电池是六单元标称12伏电池。除标称电压之外，电池104可使用多个不同电池类型(即，化学物质)中的一者，例如锂、锂离子、锂镍、铅酸、镍镉、镍金属氢化物等。汽车行业中常用的电池类型包含铅酸和锂。
在操作中，电池充电器100可向用户指示放到电池104中的安培-小时的数目，和/或电池104的SoC和/或SoH的指示。电池充电器100可进一步被配置成接收来自用户的输入以识别电池104的特殊性。举例来说，如果用户输入电池大小和/或型号，那么电池充电器100将知晓电池制造商规范(例如原始/目标值，包含满充电电压)，且因此可确定并提供SoH，或至少部分地基于电池104的动态测得的参数来确定电池104的其它特性。
图1a到1c说明具有处理器128(例如中央处理单元(CPU))的实例电池充电器100。处理器128以操作方式耦合到一或多个存储器装置，例如用于接收一或多个指令集的只读存储器(ROM)118、具有用于临时存储和检索信息的多个缓冲器的随机存取存储器(RAM)120，和/或内部数据存储装置122。内部数据存储装置122可为(例如)硬盘驱动器(例如固态驱动器或其它非易失性数据存储装置)或另一非易失性数据存储装置(例如快闪存储器，包含可装卸式存储卡)。用以提供时钟/定时信号或脉冲的时钟130可耦合到处理器128。
处理器128还以操作方式与电力管理装置132、输入/输出接口126和多个传感器112耦合，以提供描述周围环境、电池充电器100和/或电池104的测量数据。所属领域的技术人员将理解电池充电器100包含用于互连其各种组件的一或多个总线结构。另外，为了增加在移动应用中的易用性(即，为了增加便携性)，电池充电器100的各种组件可容纳于单个外壳中。多个传感器112可在电池充电器100内部或位于电池充电器100外部。多个传感器112可包含用以测量电压的电压表(即，电压传感器)、用以测量电流的电流表和/或用以测量温度(例如环境、电池104、电池充电器100和/或辅助电源108的温度)的温度传感器中的一或多者。在某些方面，处理器128可经由有线链路142或无线装置144接收来自远程传感器112的传感器数据。
如将论述，处理器128经配置以执行计算和比较,以至少部分地基于来自多个传感器112的一或多个测得电池参数，确定电池104是否被认为具有低SoH。举例来说，电池充电器100可经配置以将一或多个小AC测试信号发送到电池104并记录响应，从而计算电池104的阻抗。在另一实例中，电池充电器100可经配置以自动检测电池104的电池类型和/或标称电压。电池充电器100可进一步包含开始/停止技术。在其它方面，处理器可经配置以至少部分地基于测得的或计算的阻抗来计算电池104的温度，其可通过电阻性损失来指示散热。
电力管理装置132。电力管理装置132可用以管理操作电池充电器100(和其组件)且为电池104充电(或升压)所需的电力。也就是说，可经由AC输入装置134从交流电(AC)电力供应器102汲取AC电力，使用AC到DC转换器将其转换直流(DC)电力，且依据一或多个可选充电模式，使用一或多个变压器来未电池104充电。举例来说，电池充电器100可为可经由AC输入装置134(例如插塞)可拆卸地与位于外壳的AC电力供应器102(例如来自壁式插座的110-120VAC线电流)耦合。除AC输入装置134之外，或代替AC输入装置134，电池充电器100可经由DC输入装置168与太阳能电力供应器170(或其它外部DC电力供应器)耦合(例如可拆卸地)。一或多个变压器可包含线性变压器、切换模式变压器或其组合。举例来说，电池充电器100可使用线性和切换模式变压器的混合。示范性混合电池充电器由陈小平(Xiao PingChen)等人在2016年6月14日发布且标题为“混合电池充电器(Hybrid Battery Charger)”的第9,368,269号共同拥有美国专利所公开。
电池充电器100可经由一对电导体172a、172b可拆卸地与电池104耦合(例如在其电池柱/端子处)，所述电导体经由DC输出136与电池充电器100电耦合。电导体172a、172b中的每一者可为(例如)在其远端处具有端子连接件(例如电池夹钳152、环连接件等)的电池缆线。电导体172a、172b的近端可经由(例如)一或多个可拆卸电气端口/连接件154(例如EC5连接件、机筒连接件、销连接器等)可拆卸地与DC输出136处的电池充电器100耦合。在另一实例中，电导体172a、172b的近端可与电池充电器100固定地耦合。电池充电器100的外壳156可进一步包含一或多个缆线缠绕柱164和/或缆线卷轴，其周围可缠绕各种电绳。
除将充电电流和/或升压电流传达到电池104之外，电池充电器100还可经由电导体172a、172b测量尤其电池104的电池电压和/或通过电池104的电流。电导体172a、172b可例如使用能够进行开尔文感测(四端子感测)的电池夹钳152。开尔文感测是电阻抗测量技术，其每导体172a、172b使用两对单独的电流承载和电压感测电极，来提供比二端子(2T)感测准确的测量结果。为此电导体172a、172b中的每一者可使用多个电隔离电极(即，缆线、导体、线路等)，不管共享隔绝的外部壳体还是以其它方式捆绑。借助于说明，电导体172a、172b中的每一者可使用两个电极，且提供两个电池触点(例如经由能够进行开尔文感测的电池夹钳152)，如中图8所说明。具体地说，图8说明电池充电器100与电池104之间的示范性连接的电路图800，其中电极806和812经配置以使用电流表802来施加和感测电流，且电极810和808经配置以使用电压表804来感测电压。如所说明，经由第一导体172a提供电极806和808，而经由第二导体172b提供电极810和812。
在某些方面，可使用三个电极来模拟开尔文感测。举例来说，一个电池端子处具有单独的负载和感测电极，且另一端子上具有单个(共用)电极。通过假定其与负载电极中相同，具有相同线径和长度，来补偿共用电极中的电压降。虽然本公开主要论述其中电池充电器100经由电导体172a、172b来测量电池104的参数，但电池充电器100可经由有线链路142或无线装置144接收动态监视的电池参数。
来自电力管理装置132的DC电力可进一步用以经由AC输入装置134为内部辅助电源108(例如超级电容、可充电锂离子电池或铅酸电池)充电。在操作中，当外部电力(例如AC电力供应器102)不可用(例如断开或不在服务状态)时，电池充电器100可从电池104和/或辅助电源108汲取操作电池充电器100的组件所需的电力，从而使用户能够甚至在AC电力供应器102不可用时(例如在断路器熔断时)，也能确定电池充电器100的状态(包含电池104的SoH、SoC或其它参数)。为此，电池充电器100可经由通信网络106向一或多个接口装置(例如便携式电子装置110)报告AC电力供应器102的故障(例如作为警报)。
在某些方面，除汽车电池之外，电力管理装置132可经配置以为耦合到电池充电器100的一或多个便携式用户装置(例如蜂窝电话、计算机等)或AC供电的装置充电并对其进行监视。为此，可在电池充电器100的外壳156上提供一或多个DC输出端口(例如USB端口158或其它DC插座166，例如12伏DC点烟器端口)。举例来说，USB端口158可在5VDC处输出3.0到5.0A的充电电流。可提供进一步不同电流，使得一个USB端口可在5VDC处提供1.0A的充电电流，而第二USB端口可在5VDC处提供2.1A/2.4A/3.0A/等的充电电流，以，得到较快的充电(例如用于较大装置)。为了激活DC输出端口，可经由用户接口138或远程经由网络(例如对于经由通信网络106的便携式电子装置110)，在外壳156上提供一或多个DC电力按钮(或其它用户可选元件，例如数字软按钮)。可通过按压DC电力按钮来激活DC输出端口，且通过例如第二次、快速连续两次或两次以上按压DC电力按钮，或保持持续预定时间帧，来停用DC输出端口。类似地，提供AC输出端口162，来将AC电流输出到AC供电的装置。AC输出端口162可使用通过来传达来自AC输入装置134的AC电力，其可旁路电力管理装置132。另一方面，电力管理装置132可包含反相器，以将存储到内部辅助电源108的DC电力转换为所要的AC电力信号(例如在60Hz下为110到120伏AC)。
电池充电器100可使用一或多种充电技术，包含常规、快速充电等。电力管理装置132和处理器128可提供一或多个特征，例如反向临时连接保护、自动电池电压检测和电池类型检测。共同拥有的第7,808,211号美国专利公开用于汽车和船用电池应用的开关模式电池充电器的实例。另外，共同拥有的第8,947,054号美国专利公开一种利用交替DC充电电流的电池充电器和方法，而共同拥有的第8,575,899号美国专利公开一种具有自动电压检测的电池充电器。
电池充电器100可进一步经配置以自动确定不同电池化学物质(例如AGM、胶体、锂离子等)以及电池104的标称电压。电池充电器的充电特性可经配置以与待充电的电池104的电池化学物质匹配。举例来说，可用恒定电力、恒定电流、恒定电压或其组合来为铅酸电池充电。可使用线性和/或开关模式(高频)变压器两者来为此类电池充电。除为电池104充电和/或维护之外，电力管理装置132和处理器128可提供跳变启动功能性。举例来说，电池充电器100可使用辅助电源108、线性变压器和/或切换模式变压器中的一或多者，以提供跳变启动功能性来跳变启动交通工具。布莱恩F.布特勒(Brian F.Butler)等人在2016年2月18日发布且标题为“紧凑多功能电池升压器(Compact Multifunctional BatteryBooster)”的第9,397,513号共同拥有美国专利公开可并入的示范性电池升压功能性。
虽然将电力管理装置132和处理器128示出为单独的组件，但本领域的技术人员将了解，可提供电力管理功能性(例如电池充电、电池维护等)，作为组合电力管理装置132和处理器128的功能性的单个组件。
输入/输出接口126。电池充电器100可进一步包含输入/输出接口126，来将处理器128与一或多个外围和/或通信装置介接，例如用户接口138、全球定位系统(GPS)发射器140、有线链路142、无线装置144和扬声器124，其可用于发信号通知警报(例如SoH、SoC、充电完成、错误等)或其它状态信息。
可提供有线链路142和无线装置144来管理信号或数据在处理器128与另一装置之间的通信和/或发射。有线链路142可为用于与位于电池充电器100外部的另一数据端口146有线耦合的端口(和/或缆线)，例如车载诊断(OBD)数据端口和其它数据端口(例如RS-232、通用串行总线(USB)和/或以太网端口)。无线装置144可为无线收发器，其经配置以经由一或多个无线标准(例如蓝牙(例如短波长，从2.4到2.485GHz的工业、科学和医学(ISM)频带超高频(UHF)无线电波)、近场通信(NFC)、Wi-Fi(例如电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准)等进行通信。用户接口138可进一步提供一或多个连接状态图标，来指示有线链路142和/或无线装置144的连接状态。
处理器128可经由显示驱动器116以操作方式耦合到显示装置114。显示装置114可包括一或多个发光二极管(LED)114a、液晶显示器(LCD)屏幕114b和/或分段显示装置114c。举例来说，显示装置114可为字母数字分段LED/LCD显示器或矩阵LCD显示器。在某些实施例中，显示装置114可进一步经由显示装置114的表面的可见部分下面或作为上覆于显示装置114上对笔或手指在其表面上的位置敏感的薄透明膜的一部分的感测电路薄层来提供触摸屏功能性，以促进用户输入装置。
显示装置114可用于提供电池的不良SoH的指示，指示“不良电池”或“电池良好供启动”指示符，其可与多个标称电池电压、化学物质和构造兼容；包含例如6伏、8伏、12伏、16伏、24伏铅酸、AGM、胶体、锂离子等。
“不良电池”或“电池良好供启动”指示符可为文字或图形显示(例如LCD显示器上的图标)或背光式显示器(例如背光LED透光片(translite))。显示装置114还可用于指示电池充电器100的操作模式。举例来说，显示装置114可显示电池104处于脱硫模式，和/或指示电池104何时正在充电、满充电等。在操作中，显示驱动器116可经由输入/输出接口126接收来自处理器128的显示数据，且经由显示装置114显示所述显示数据。举例来说，可在外壳上提供交互式LED和/或易读数字LCD显示器，以向用户提供状态信息和/或输入能力(例如经由触摸屏)。
一旦连接AC电力供应器102，例如就可照明第一LED，以指示电池充电器100准备好使用。当AC电力供应器102连接，且电池充电器100与通信网络106或无线收发器148成功地连接时，可照明单元上的第二LED。最后，当DC输出136成功地耦合(例如夹持、或以其它方式电耦合)到电池104时，可照明第三LED。并非使用单独的LED，可使用单个多色LED(例如三色LED(RGB))，其取决于电池充电器100的状态而改变色彩。
用户接口138可包含用户致动的输入装置160，以使用户能够输入命令，切换充电模式、电池类型、安培数(例如1A、10A、50A等)，或另一设置。实例用户致动输入装置160包含物理按钮、物理开关、数字化器(不管是触摸垫，还是覆盖显示装置114的透明层)，以及其它输入装置。举例来说，使用数字化器，用户可通过使用笔、触笔或手指在显示装置114上书写或轻触来控制电池充电器100或与所述电池充电器交互。电池充电器100可经配置以基于来自用户的输入(经由输入/输出接口126或便携式电子装置110)(例如电池类型、电池大小、电池104/电池充电器100的地理位置，以及充电历史)，来修改充电循环的算法。实际上，随着电池104老化，电池充电器100可以不同方式为电池104充电，来补偿电池104的老化。在某些方面，如果(例如用户)输入了错误的设置，那么电池充电器100可将所述设置更新为下一充电循环的新设置。
远程监视/控制。图1d说明经配置以促进远程电池(例如电池104)和/或远程电池充电器(例如电池充电器100)的远程监视和控制的电池充电系统和网络。如所说明，电池充电系统可包括通信网络106(例如因特网)，其经由一或多个数据发射装置，与例如蓄电池管理服务器150、一或多个电池充电器100和一或多个便携式电子装置110以通信方式耦合。
在操作中，电池充电器100可经配置以经由通信网络106与电池监视系统内的一或多个便携式电子装置110(例如电话、平板计算机、便携式计算机，或其它手持式用户终端)通信。举例来说，电池充电器100可与无线收发器148(例如Wi-Fi路由器和/或调制解调器)无线通信，无线收发器又可有线耦合到网络106。在其它方面中，电池充电器100可直接与一或多个便携式电子装置110无线通信(例如经由蓝牙、Wi-Fi、NFC等)。
蓄电池管理服务器150可经配置以接收数据，且因此，可与一或多个非暂时性数据存储装置150b以通信方式耦合。在某些方面，便携式电子装置110可用于监视和远程控制电池充电器100。布莱恩F.布特勒等人在2017年2月28日发布且标题为“电池充电器状态控制系统和方法(Battery Charger Status Control System And Method)”的第9,579,990号美国专利更详细地公开合适的实例电池监视系统。
电池充电协议。图2说明描绘实例电池充电循环200的流程图。如所说明，在步骤202处的起动(启动模式)后，在步骤220处终止之前，电池充电器100可经配置以经由所述处理器128，循环通过多个模式，包含例如诊断模式204(其可包含标称电压检测、电池类型检测等)、软启动模式208、批量模式210、吸收模式212、di/dt充电模式214，以及维护模式216。
虽然将实例电池充电循环200说明为具有七种不同模式，但本领域的技术人员将了解，可实施较少或额外模式。举例来说，一或多个模式可从电池充电循环200省略，或独立地和/或应来自用户的请求而执行。此外，模式循环的次序可取决于用户的需要而重新排列。另外，在电池充电循环200中的一或多个点处，处理器128可执行一或多个电池引擎启动检查218，以向用户指示电池104是否充分充电和/或处于充足SoH来启动交通工具。如果电池104被电池充电器100(经由处理器128)视为充分充电和/或处于充足SoH以启动交通工具，那么显示装置114可显示“电池良好供启动”或等效图标。下文结合图7描述实例电池引擎启动检测循环700。
在启动模式202中，电池充电器100初始化其各种硬件和软件系统。举例来说，处理器128上的输入/输出端口连同时钟130初始化。还可测试显示装置114，并将其设定成其初始状态。可初始化各种系统变量(例如默认状态/值或初始测得值)。在一个实施例中，在上电后(例如当插入到AC电力供应器102中时)，或在接收到起始信号后，电池充电器100即刻自动进入启动模式202，所述起始信号可通过电池充电器100上的用户致动输入装置160(例如电力按钮或“开始充电”按钮)的致动或经由远程便携式装置在通信网络上触发。
在诊断模式204中，电池充电器100可尤其确定电池104、耦合到电池104的交通工具或电池充电器100的一或多个特性。举例来说，电池充电器100可确定电池104的标称电压和/或电池104的类型，其可用以规定用于为电池104充电的充电协议。可如关于图3和4所描述来确定电池104的标称电压和/或类型。电池充电器100还可通过检查DC输出136上的预定测量结果(例如通过获取电压测量结果、电阻测量结果、电容测量结果、阻抗测量结果等)，来确定电池104是否恰当地连接到DC输出136。举例来说，电池充电器100可要求在DC输出136上测得的电压满足预定电压值(例如电压阈值)，例如0.1伏。
如果电池104未恰当地连接到DC输出136，那么显示装置114可相应地指示(例如LCD可显示“电池未连接”或可点亮LED)。在诊断模式404期间，电池充电器100可测量并记录电池104的一或多个参数，例如电池104的最大电压(VMAX)和最小电压(VMIN)。在某些方面，处理器128可进一步被配置成在诊断模式404期间执行电池引擎启动检查218，以确定和/或显示电池104是否充分充电和/或处于充足的SoH来启动交通工具。或者，可通过用户致动输入装置160的致动或经由远程便携式电子装置110在通信网络106上触发电池引擎启动检查218。
在软启动模式208中，电池充电器100可输出减小的充电电流。举例来说，软启动模式208可运行缩短的时间帧(例如1到10分钟，更优选约2分钟)。在软启动模式208期间，电池充电器100使用减小的充电电流来为电池104充电(例如给定电池类型的最大充电电流的约一半，直到电池达到预定充电状态为止)。假定使用和/或检测铅酸电池，电池充电器100可在软启动模式208期间确定电池104是否硫酸化。
还可使用软启动模式208来确定电池的容量。电池电压在充电模式期间的改变速率(随电池的SoC而变)用以确定电池的实际容量。随着电池老化，实际容量下降到低于额定容量(其由电池制造商规范规定)。基于额定电池容量的百分比来手动设置充电电流可能损坏电池。举例来说，以20％容量(即，0.2C电池)为六单元12伏电池充电将产生约0.0175V/min的电压改变速率。然而，以10％容量(即，0.1C)，改变速率将为约0.00875V/min。因此，可首先确定电池104的SoC，以识别电压的预期改变速率。举例来说，如果将SoC计算为介于10％与20％之间，那么电池充电器100可使充电电流在软启动模式208期间变化，直到电压的改变速率为0.00875V/min和0.0175V/min(其为对在0.1到0.2C范围内的电池电压的改变速率所预期)为止，以确定正确的充电电流。
电池充电器100还动态地监视硫酸化条件，其为在其中电池归因于硫酸铅的结晶而无法保持电荷的铅酸电池中发生的条件。脱硫模式206可使用反复地发送短电流浪涌通过硫酸化/损坏的电池的过程。电流脉冲趋向于破碎和溶解硫酸盐结晶，随时间的过去恢复电池104的容量中的一些。为了识别硫酸化条件，电池充电器100可动态地监视电池电压，来寻找电池电压的快速增加。如果电池104未硫酸化，或如果电池104不是铅酸电池，那么电池充电循环200可继续到批量模式210。举例来说，如果标称六单元12伏电压电池中的峰值电压大于第一预定值(例如11伏，其为1.834VCELL)，但初始电压小于第二预定电压(例如3伏，0.5VCELL)，那么处理器128假定存在硫酸化条件，且在步骤206处起始脱硫过程。
在脱硫模式206期间，显示装置114可指示电池充电器100处于脱硫模式(例如显示“电池硫酸化”或等效图标)，或可将所述状态传送到便携式电子装置110。如果脱硫过程成功(即，电池104恢复/可使用)，那么充电循环进行到步骤210，否则过程继续到步骤220，且经由显示装置114提供不良电池指示(例如“电池硫酸化”或代表性图标)。下文结合图5描述示范性脱硫过程500。
在批量模式210中，当电压增加时，电池充电器100可输出最大充电电流。批量模式210可运行第二时间帧或直到电池104接收到预定SoC(例如电池额定容量的80％到90％)，并在软启动模式208之后开始。举例来说，在批量模式210中，在不考虑充电过程中的任何损失的情况下，用10A充电器为100AH电池充电将花费大约8个小时以达到80AH(80％容量或0.8C)。在批量模式210期间，电池充电器100使用恒定最大电流来为电池104充电，直到电池104升高到吸收模式212等级为止。换句话说，电池充电器100可提供电池104将接受的最大电流量(至多充电器容量，例如以安培小时为单位的电池容量的25％)。还可监视电池104的温度(例如直接经由传感器112，例如温度计，或间接作为供应到电池的电流和测得的电池参数的函数)，以确保其不超过预定温度(例如对于湿电池来说125℉，对于AGM或GEL来说100℉，等等)。
在吸收模式212中，电池充电器100可输出预定充电电流，直到电池的SoC实现预定电荷百分比(例如80-90％)为止。举例来说，如果电池104的SoC在预定时间周期(例如存储到存储器装置的预定时间周期值)内未能实现预定电荷百分比，显示装置114可指示电池是不良的(例如显示“不良电池”或等效图标)。
吸收模式212开始于di/dt的开始，其为充电电流(i)随时间(t)的改变速率。在di/dt充电模式214中，举例来说，电池充电器100可使电池电压保持恒定，且等待充电电流，或至少停止下降，这比设置电流限值(例如0.5安培)优选，因为即使在满充电时，某些电池可汲取较大数目的安培(例如2.0安培或更多)。di/dt充电模式214利用以下事实，当电池104以恒定电压充电时，电流上升减缓并最终停止。换句话说，在恒定电压下，电流的减小减缓并最终变为平整线。另外，如果电池充电器100检测到电流已增加，那么电池充电器100可得出结论电池104处于热失控条件。
di/dt充电模式214可在充电超过预定时间帧(例如48小时内，更优选约36小时内，最优选约24小时内)之后在测得的电池电压突降到低于预定电压时，或从进程(电压增加)的最后点开始已经过预定时间帧时，或电池电压大于最大电压时起始。如果大于预定电压(例如对于12伏电池来说，14.2伏，2.367VCELL)，且当前电池电压在前一时间帧(例如先前5到60分钟，更优选前30分钟)内不增加，那么此最大电压可为所述电池类型或当前电池电压的最大电压。
di/dt充电模式214还可在充电电流降低到低于预定电流(例如100-500mA，更优选约200-300mA)和/或百分比电荷达到100％(或另一接近容量值)的情况下结束。可终止di/dt充电模式214的两个其它条件包含(例如)电流在超过1分钟内增加超过预定电流(例如约250mA)的情况，以及电流在预定周期(例如约30分钟)内并不减小的情况。反复地监视充电电流的工作循环。一般来说，通过借助于减小工作循环不断地减少电流，来使电压保持恒定在VMAX。一旦电流趋平且电压维持，系统就假定电池104满充电。一旦电池104满充电，系统就进入维护模式216。
在维护模式216中，电池充电器100动态地监视电池104正汲取来使电池104维持在充满电的状态的电流。在维护模式216期间，充电电压可减小并保持恒定在预定电压(例如对于12伏铅酸电池来说，介于13.0VDC与13.8VDC之间，即2.167到2.3VCELL)，而电流减少到小于电池容量的1％。如果在预定时间值内，电池104汲取的电流超过预定值，那么显示装置114将指示认为电池104具有低SoH。举例来说，在一个实施例中，如果在超过12小时内电池104正汲取超过1.0A，那么显示装置114将指示电池104是不良的。
不良电池检测。当处于各种充电模式时，电池充电器100经由一或多个传感器112来动态地监视电池充电进程和各种电池参数以识别不良电池。可取决于电池类型、标称电压，和/或充电过程的电流模式来调整用于检测不良电池的过程。
在一个方面，处理器128可动态地监视跨DC输出136连接的电池104的VMIN和VMAX是否大于或等于所存储的VMAX，其中所存储的VMAX表示电池104的先前测得的最高电压。如果连接到DC输出136的电池104的电压大于或等于VMAX，那么将VMAX设定成连接到DC输出136的电池104的电压的当前值。在充电周期期间，系统还不断地检查连接到其DC输出136的电池104的电压是否小于或等于VMIN。VMIN表示电池104的先前测得的最低电压。如果连接到DC输出136的电池104的电压小于或等于VMIN，那么将VMIN设定成跨DC输出136连接的电池104的电压的当前值。在充电循环期间，处理器128不断地监视VMAX与VMIN之间的差。如果VMAX与VMIN之间的差(即，改变速率)超过预定值，那么认为电池104具有低SoH，且显示装置114将相应地指示电池104是不良的。VMAX与VMIN之间的差应小于预定值，其可为SoC的函数(例如改变速率在电池的额定值的10％，例如0.00875V/分钟或0.525V/小时)。
另一方面，处理器128可动态地监视跨输出端子连接的电池104的电压以检测不良电池。举例来说，如果在预定量的时间之后，电池104电压并不超过预定阈值电压，那么认为电池104具有低SoH。显示装置114将相应地指示电池104是不良的。举例来说，如果对于标称12伏电池来说，电池电压104小于或等于10伏(1.667VCELL)持续两个小时以上，那么充电将中止，且显示装置114将指示电池104是不良的。电池104的另一低SoH指示是缺乏进展。举例来说，当电池104的电压在预定时间帧期间并不增加预定电压量，那么可识别缺乏进展。举例来说，在六单元标称12伏电池中，如果电压低于预定电压(例如满充电电压，例如14.2伏，2.367VCELL)，且电压在预定时间周期(例如5分钟到60分钟，或约20分钟周期)内并不增加至少0.05伏(0.008333VCELL)，那么充电将中止，且显示装置114将指示电池104是不良的。
作为说明，将根据一个实施例来描述用于在六单元标称12伏铅酸电池104的充电过程期间，经由具有显示装置114的电池充电器100来识别不良电池条件的实例不良电池过程。在启动后，电池充电器100即刻经由处理器128和传感器112(例如电压传感器)来确定跨一对电导体172a、172b连接到电池充电器100的铅酸电池104的充电状态。电池充电器100接着使用电压传感器来测量铅酸电池104的第一电池电压。在第一预定时间周期(例如存储到存储器装置的第一预定时间周期值)之后，电池充电器100接着使用电压传感器来测量铅酸电池104的第二电池电压。使用所述第一和第二电池电压作为第一时间周期的函数，电池充电器100可(经由处理器128)计算第一时间周期内的第一改变速率。如果第一改变速率大于或等于第一预定改变速率值(例如存储到存储器装置的预定改变速率值)，那么电池充电器100可经由显示装置114显示不良电池指示符。如可了解，第一预定改变速率值可随铅酸电池104的充电状态而变。举例来说，在较高充电状态下，在电池中将预期较高改变速率。
因此，在第二时间周期(例如存储到存储器装置的第二预定时间周期值)之后，电池充电器100可测量铅酸电池104的第三电池电压。如果第二改变速率大于或等于第二预定改变速率值，那么电池充电器100可经由显示装置114显示不良电池指示符。预期改变速率在充电循环的开始处较高(例如尖峰)。因此，可在整个充电循环使用不同的改变速率值，作为充电时间的函数(即，取决于经过的时间)。因此，第二预定改变速率值可不等于第一预定改变速率值。举例来说，第二预定改变速率值可小于第一预定改变速率值。第一和第二时间周期可相同，例如介于30秒与5分钟之间，或约1分钟。
热失控检测。在各种充电模式期间，电池充电器100还可检查热失控条件。当电池104中的电导体和/或电解质在充电循环期间温度增加时，存在热失控条件。由于电导体的电阻与导体的温度成反比，电导体的电阻随着温度增加而减小。因此，如果电池充电器100正在充电不足的情况下将恒定电压提供给电池104，那么电流将与电阻的减小成比例地增加。在此条件期间，即使充电电流增加，电池104的电压也不增加，而不是保持相同或减小。
在正常充电循环的初始阶段期间，电池104的电压将不断地斜升到预定值或dv/dt:0的点。另外，通常需要减小量的充电电流来维持恒定电池电压。鉴于这些趋势，可使用若干技术来通过监视电池104的电压和充电电流，来在初始阶段期间检测热失控条件。举例来说，处理器128可在检测到充电电流的增加或相对于时间检测到增加(即di/dt)时，识别热失控条件。
因此，处理器128可监视充电电流的工作循环，并跟踪整个充电循环中的工作循环中的趋势。当工作循环中的趋势指示异常时，指示热失控条件。每当指示热失控条件时，电池充电器100就将中止充电，且显示装置114将指示不良电池。共同拥有的第7,834,593号美国专利描述用于检测热失控条件的额外合适方法。举例来说，当电池104电压未能不断地斜升时，或当需要额外充电电流(超出标称)来实现dv/dt:0时，处理器128也可识别热失控条件。同样地，当电池104电压在预定量的时间内未能达到预定电压时，处理器128可识别热失控条件。
内部阻抗/传导率计算。电池充电器100还可通过测量电池104的内阻来动态地计算和监视电池104的内部阻抗和/或传导率，以确定电池是否具有低SoH。如可了解，电池104的传导率简单地为阻抗的倒数。
如果电池的内阻过高，那么电池104内部将耗散过多能量(例如作为热量)，且电池104可具有不足电力来实现其既定目的，例如启动交通工具。因此，认为具有高内阻(即，大于预定电阻值)的电池具有低SoH，且显示装置114将相应地指示电池是不良的。电池的内阻通常随着电池老化而增加。具有小于其额定内阻的60％的测得(或所计算的)内阻的电池的电力在所有条件下将不足以启动引擎，且因此应更换。因此，可将具有小于其额定内阻的60％的内阻的电池标记为不良电池。
为了确定电池104的内阻，当施加电流时，电池充电器100可将电池104的开路电压(VOC)与电池104的电压动态地比较。等式1提供用于计算给定电池104的内阻(R)的公式，其中V是当将预定电流(I)施加到电池104时，在电池104的端子上测得的电压。
V＝VOC-(I*R)
等式1
在某些方面，可将电池104模型化为电阻器-电容器(RC)电路900，以尤其确定阻抗和传导率。举例来说，可将铅酸电池建模为兰德尔斯(Randles)等效电路。图3说明具有与两个并联电阻器-电容器组合串联的第一电阻器902的实例RC电路900，所述组合包含与第二电阻器904并联的第一电容器906和与第三电阻器910并联的第二电容器908。第一电阻器902为电池104的端子和单元间连接的电阻(例如介于约5与100mΩ之间)建模，而第二电阻器904(10-500mΩ)和第一电容器906(例如介于约1,000与20,000法拉(F))之间表示因移位离子浓度和板电流密度而产生的瞬时效应。第三电阻器910表示电池104的自放电电阻(大约5kΩ)，而第二电容器908表示电池104的主电荷储存(即，容量)，对于满充电的健康标称12伏电池来说，其等效于～1×105法拉(F)。第二电容器908上的电压是SoC的合适指示符，而通过观察第二电容器908中随时间归因于电池104的老化效应(例如有效质量降级以及有效质量的结晶)的显著变化来推断SoH。虽然RC电路900是用于确定电池104的SoH和/或SoC的合适技术，但预期其它建模电路。举例来说，古尔德(Gould)公开一种基于兰德尔斯的铅酸模型的变型的自适应电池模型。见古尔德、C.R.等人的“通过子空间参数估计和状态观察者技术来进行新电池模型和健康状态确定(New Battery Model and State-of-HealthDetermination Through Subspace Parameter Estimation and State-ObserverTechniques)”，IEEE车辆技术学报(卷：58，发行日：2009年10月8日)。在另一实例中，可使用开尔文四线路感测来计算内阻。
在操作中，电池充电器100可经配置以经由DC输出136将已知输入信号(例如测试信号，例如预定AC信号)输出到电池104，且动态地监视并记录电池104对已知输入信号的响应(例如电压波形)。处理器128可接着将电池104的响应与已知输入信号(例如使用欧姆定律)进行比较，以计算电池104的阻抗和/或传导率。
容量计算。电池充电器100还可动态地计算和监视电池104的容量，以确定电池是否具有低SoH。结合二次电池，容量通常是指电池104可放电到负载的安培小时的可用数目。如果电池104的容量低于预定容量值，那么电池充电器100将确定电池104具有低SoH，且显示装置114将相应地指示电池104是不良的。举例来说，如果在预定时间值充电之后，电池104并未达到预定容量(例如3秒内225A)，那么认为电池104具有低SoH，且显示装置114将指示不良电池条件。
在某些方面，可从电池的传导率导出容量。举例来说，对已知输入信号的响应的相移可用以确定电抗性和电阻性的阻抗的比例，其中电抗性分量表示电池104的容量，且电阻性分量表示电池104的内阻。处理器128可将传导率与存储在只读存储器118或数据存储122中的值进行比较，以估计电池104的当前容量。
在另一实施例中，在维持模式下在预定时间值(例如4到16小时，更优选6到12小时，并且最优选约8小时)之后，电池充电器100将测量电池104的VOC，其对应于精力充沛电池中的容量。处理器128可接着将测得的VOC与存储在只读存储器118或数据存储122中的值进行比较，以确定电池104的当前容量。处理器还可在其计算中考虑电池的温度。如果处理器128确定容量低于预定值，那么认为电池104具有低SoH。典型的铅酸电池具有12.8伏的标称VOC。如果VOC值在8小时周期内下降超过3％且电池SoH低于60％，那么应更换所述铅酸电池。显示装置114将相应地指示电池是不良的。
12伏铅酸电池实例。作为说明，将根据一个实施例来描述用于在六单元标称12伏铅酸电池104的充电过程期间，经由具有显示装置114的电池充电器100来识别不良电池条件的实例不良电池过程。实例不良电池过程可每充电循环、周期性地或应来自用户的指令而执行一次。在启动后，例如电池充电器100可使用电压传感器来测量跨一对电导体172a、172b连接到电池充电器100的铅酸电池104的第一电池电压。电池充电器100接着可使用例如以操作方式与存储器装置(例如ROM 118、RAM 120和/或其它数据存储122)耦合的处理器128，将第一电池电压与存储到存储器装置的第一预定电压值(例如约12.0到12.4伏，2.0到2.067VCELL，或约12.2伏，2.034VCELL)进行比较。如果第一电池电压小于第一预定电压值，那么电池充电器100接着可在第一时间周期(例如1分钟到10分钟，或约5分钟)之后，使用电压传感器来测量铅酸电池104的第二电池电压。电池充电器100接着可使用处理器128来将第二电池电压与存储到存储器装置的第二预定电压值(例如约14.0到16.0伏，2.334到2.667VCELL，或约14.2伏，2.367VCELL)进行比较。如果第二电池电压大于或等于第二预定电压值，那么电池充电器100可经由显示装置114显示不良电池指示符。如果第二电池电压大于或等于第二预定电压值，那么除显示不良电池指示符之外，电池充电器100可进一步中止充电过程。或者，如果第二电池电压大于或等于第二预定电压值，那么为了修复铅酸电池104，电池充电器100可开始脱硫过程500(或其部分)。
电池充电器100可周期性地检查铅酸电池104，以确定铅酸电池104是否已启动来接受电荷，例如在脱硫过程500之后或期间。举例来说，如果第二电池电压大于或等于第二预定电压值，那么电池充电器100可在第二时间周期(例如1分钟到10分钟，或约5分钟)之后，测量跨所述对电导体172a、172b连接的铅酸电池104的第三电池电压。电池充电器100可使用处理器128来将第三电池电压与存储到存储器装置的第二预定电压值进行比较。如果第三电池电压小于或等于第二预定电压值，那么电池充电器100可指令显示装置114不显示(例如停用)不良电池指示符。然而，如果第三电池电压小于第二预定电压值，那么在检测到缺乏进展(即，第三电池电压在第二电池电压的预定偏差内，其可为第二时间周期的函数)后，和/或在检测到热失控条件后，电池充电器100可指令显示装置114继续显示(例如启用)不良电池指示符，此后电池充电器100可进一步中止充电过程。
锂SoH监视。电池充电器100还可基于其充电特性来确定是否认为锂电池具有低SoH。在充电阶段期间，电池充电器100动态地记录电池104的电压以及通过电池104的电流。处理器128不断地比较电池104的电压和电流，以确定所汲取的电流对于测得电压来说是否过低。举例来说，如果电池104的电压介于2伏(0.333VCELL)与8伏(1.334VCELL)之间，且所接受的电流小于800mA，那么处理器将确定认为锂电池具有低SoH。显示装置114接着可指示电池104是不良的。
图11说明用于在锂电池104的充电过程期间识别不良电池条件的实例锂充电循环1100。锂充电循环1100在步骤1102处开始。在步骤1102处，电池充电器100测量(例如经由电压传感器，其可动态地测量)连接到电池充电器100(例如跨一对端子或夹钳)的锂电池104的电池电压(测得的电池电压)。
在步骤1104处，处理器128经由电压传感器来确定锂电池104的电压。处理器128可经配置以动态地、周期性地(例如以规则间隔)或在触发事件后即刻确定电压。
在步骤1106处，处理器128确定定时器是否已到期。如果定时器已到期，那么锂充电循环1100可在步骤1124处中止/终止，直到复位或重新开始为止。如果锂充电循环1100在步骤1124处中止，那么电池充电器100可经由显示装置114显示不良电池指示符。否则，锂充电循环1100进行到步骤1108。
定时器可仅为时间的函数，或时间和在锂充电循环1100期间测得的电池电压两者的函数(例如在步骤1104处)。举例来说，锂充电循环1100可经配置以仅在预定总时间周期(例如5到15小时，更优选约10小时)内为锂离子电池充电，藉此锂充电循环1100可中止/终止，直到复位、重新开始为止，或在允许电池静置或冷却下来的预定静置时间周期之后中止/终止。在另一实例中，如果在某一时间周期(例如约1到3小时，更优选约2小时)之后，测得的电池电压小于预定电压值(例如约8.0到12.0伏，1.333到2.0VCELL，更优选约10.0伏，1.667VCELL)，那么处理器128可确定锂离子电池不在接受电荷(还指示不良电池条件，其可经由显示装置114触发不良电池指示符)，且锂充电循环1100应终止。
在步骤1108处，处理器128将测得的电池电压与第一预定电压值(例如约5.0到10.0伏，0.834到1.667VCELL，更优选约8.0伏，1.334VCELL)进行比较。如果测得的电池电压小于第一预定电压值，那么在步骤1122处，电池充电器100将第一电流(例如约0.01到0.5A，更优选约0.1A)供应到锂电池104，持续第一时间周期。
在步骤1110处，处理器128将测得的电池电压与第二预定电压值(例如约8.0到12.0伏，1.334到2.0VCELL，更优选约10.0，1.667VCELL)进行比较。如果测得的电池电压小于第二预定电压值(但大于第一预定电压值)，那么在步骤1120处，电池充电器100将第二电流(例如约0.25到1.0A，更优选约0.5A)供应到锂电池104，持续第一时间周期。
在步骤1110处，处理器128将测得的电池电压与第二预定电压值(例如约8.0到12.0伏，更优选约10.0)进行比较。如果测得的电池电压小于第二预定电压值(但大于第一预定电压值)，那么在步骤1120处，电池充电器100将第二电流(例如约0.25到1.0A，更优选约0.5A)供应到锂电池104，持续第二时间周期。
在步骤1112处，处理器128将测得的电池电压与第三预定电压值(例如约14到15.0伏，更优选约14.2)进行比较。第三预定电压值可为电池的满充电电压。满充电电压可由制造商的针对电池的额定值(即，根据电池制造商规范)或与针对特定应用的满充电电池相关联的预定电压值规定。举例来说，可将六单元标称12伏电池的满充电电压可设定成14.2伏，其等于2.367VCELL。
如果测得的电池电压小于第三预定电压值(但大于第二预定电压值)，那么在步骤1118处，电池充电器100将第三电流(例如约1.0到3.0A，更优选约2.0A)供应到锂电池104，持续第三时间周期。如果在步骤1112处，测得的电池电压第三预定电压值大于或等于第三预定电压值，那么电池充电器100在步骤1114处进入维护模式。在维护模式期间，电池充电器100可周期性地将维护电流(例如约0.1到0.4A，更优选约0.2A)供应到锂电池104。
电池充电器100还可周期性地测量锂电池104的电压，且如果测得电压下降到低于第四预定电压值(例如约12.5到13.5伏，2.083到2.25VCELL，更优选约13.1，2.183VCELL)，那么电池充电器100可返回到步骤1102，以重新开始锂充电循环1100，或在步骤1118处简单地供应第三电流。
自动标称电压检测300。电池充电器100可被配置成具有自动标称电压检测功能，藉此电池充电器100可确定电池104的标称电压。当以标称6伏和12伏电池呈现时，如果在电池104连接到电池充电器100后原始电压大于第一预定电压(例如约7-10伏，更优选约8伏)，那么电池充电器100可确定电池104是标称12伏电池(相对于标称6伏电池)；否则可不做出对电池类型的决策，直到满足多个条件中的一者为止。作为第一实例，如果在预定时间帧内(例如48小时内，更优选约36小时内，最优选地约24小时内)电池104的电压超过第二预定电压(例如约9到12伏，更优选约10伏)，电池充电器100可确定电池104是12伏电池。作为第二实例，如果电池104的电压减小了第三预定电压(例如0.1或更多伏)；那么电池充电器100可确定电池104是6伏电池(例如三单元6伏电池电池)。
图3示出示范性自动电压检测过程300。如所说明，电池充电器100可例如确定电池是否为标称12伏电池(六单元)或标称6伏电池(三单元)。过程在步骤302处开始，其中电池充电器100进行到在步骤304处动态地测量电池104的电压。如果在步骤306处，测得电压大于第一预定值，那么在步骤312处，电池充电器100将电池标记为标称12伏电池。否则，过程进行到下一步骤。在步骤308处，电池充电器100确定在第一预定时间帧内，测得电压是否超过第二预定值。如果在步骤308处，在第一预定时间帧内，测得电压超过第二预定值，那么在步骤314处，电池充电器100将电池104标记为标称12伏电池。否则，过程进行到下一步骤。在步骤316处，电池充电器100根据针对标称12伏电池的充电协议来为电池充电。在步骤310处，电池充电器100确定在第二预定时间帧内，测得电压是否已减小预定值。如果在第二预定时间帧内，测得电压已减小预定值，那么在步骤318处，电池充电器100将电池标记为6伏电池。否则，过程进行到下一步骤。在步骤320处，电池充电器100根据针对6伏电池的充电协议来为电池充电。在步骤306处，电池充电器100根据默认充电协议为电池充电，所述协议可为(例如)针对6伏电池的协议。
虽然结合标称6伏和12伏电池来论述上述自动标称电压检测300技术，但通过按比例缩放预定值阈值，原理可类似地应用于并适于其它标称电池电压，例如24、36和48伏电池(例如通常～2.0标称伏每单元)。举例来说，为了自动区分标称12伏和24伏电池，预定值阈值可乘以二。
自动电池类型检测400。电池充电器100可被配置成具有自动电池类型检测(例如AGM、胶体、锂离子等)。图4示出用于确定电池类型的示范性电池类型检测过程400。举例来说，在确定标称电池电压之后，电池充电器100可在步骤402处，将测试信号发送到电池104。电池充电器100将接着在步骤404处，动态地监视电池104的电压响应，并将其记录在随机存取存储器120中。处理器128可接着在步骤406处，例如使用查找表来将电压响应与存储在数据存储122或只读存储器118中的预定电压响应进行比较。查找表可包含多个已知电池类型(例如铅酸、锂等)以及相关联的电压响应特性或范围。随着电池电荷例如从70％到80％SoC，可通过应用定电流充电和测量电压的改变速率(dv/dt)来确定电池类型。
作为说明，图10a处的充电曲线说明正以2.0A恒定电流充电来充电的22AH AGM电池的dv/dt曲线1002a相对于电池电压曲线1004a的曲线图1000a。出于此说明的目的，从14.0到14.7伏(2.334到2.450VCELL)以60秒间隔测量dv/dt。最大dv/dt低于0.04V，其为AGM电池的特性。在80％SoC，随着充电器通常切换到di/dt阶段，电荷变平，因为电池将不再接受批量速率电流。图10b说明正用2.0A恒定电流充电来充电120分钟备用容量浸没式铅酸电池的dv/dt曲线1002b相对于电池电压曲线1004b的曲线图1000b。出于此说明的目的，从11.34到14.77伏(1.890到2.462VCELL)以60秒间隔测量dv/dt。这允许使用相对较小的电流量来测试各种电池容量。基于此比较，处理器128可在步骤408处识别电池类型，并相应地标记。
在另一实例中，电池充电器100可将测试负载施加到电池104，且接着将电池104对测试负载的响应记录在随机存取存储器120中。处理器128可接着将对所述负载的响应与存储在数据存储122或只读存储器118中的预定负载响应进行比较。施加到电池104的负载是启动交通工具所需的电流的某一百分比。测量对应电压降并将其乘以所述百分比在实际引擎启动期间产生预期下降。如果所述值低于标称所需电压，那么确定电池SoH低于60％，且电池104应更换。基于此比较，处理器128可识别电池类型。在另一实例中，可将电压施加到与已知电阻串联的电池104，以形成分压电路。接着可测量电池104上的电压，以确定电池104的阻抗。不同电池类型具有不同的阻抗值，因此处理器128可通过将所计算的阻抗与存储在只读存储器118和/或数据存储122中的值进行比较来确定电池类型。
温度传感器可记录电池104的温度，并将信息递送到处理器128。电池的温度可影响电池对负载和电压的响应。处理器可能够将电池104的温度包括进其响应比较中。在某些方面，只读存储器118或数据存储122可具有所存储的对应于各种电池类型在各种温度下的电压和负载响应。
脱硫模式500。图5说明示范性脱硫过程500。如果系统确定电池104是铅酸电池，那么在充电循环的第一部分期间(例如在软启动模式208期间)，系统检查硫酸化条件。硫酸化条件通常由低初始电压指示，接着是一旦电池104连接到充电器，电压就快速上升。举例来说，在12伏电池中，如果峰值电压为>11伏，例如但初始电压小于3伏，例如系统假定存在硫酸化条件且起始脱硫充电。
在步骤502处，电池充电器100确定电池104是否为铅酸电池(例如使用电池类型检测过程400)。在步骤504处，电池充电器100(经由处理器128)确定电池104是否硫酸化。可通过不断地监视VMAX与VMIN之间的差来实现硫酸化检测。如果所述差超过预定值(例如8伏)，那么将电池104视为硫酸化条件，且将在步骤506处，在显示装置114上指示电池104硫酸化。如步骤508到512处所说明，传导脱硫电荷，持续预定时间帧(例如8小时，如在步骤508处指示)。在预定时间帧之后，在步骤516处终止脱硫充电。在脱硫充电周期期间，在步骤510处，借助于施加到电池104的电流脉冲，以预定电压(例如5.4伏)来调节电池104的电压。在步骤512处，将电流脉冲施加到电池104，直到电池104接受电荷为止。如果在步骤512处电池104接受电荷，那么在步骤514处，电池充电器100可开始正常充电循环。
处理器128可通过将工作循环与最大硫酸化进行比较，且通过将周期性峰值电压与预定电压(例如11伏)进行比较，来确定电池104是否正接受电荷。具体地说，如果工作循环大于最大硫酸化或周期性峰值电压小于预定电压(例如11伏)，那么确定电池104不在接受电荷，且荒凉过程继续到步骤508。
如果电池104在预定量的时间(例如8小时)内并未恢复，那么电池充电器100将中止脱硫过程500。在步骤516处，处理器128将确定认为电池104具有低SoH，且显示装置114将指示电池104已变为不良。如果在步骤512处认为电池要脱硫(即，接受电荷)，那么充电循环将在514开始。共同拥有的第8,575,899B2号美国专利描述一种用于确定电池是否硫酸化的过程以及脱硫模式期间的脱硫过程。
负载检测循环600。图6示出用于电池充电器100中的示范性负载检测循环600。电池104上的显著电压降指示耦合到电池104的引擎正尝试启动。因此，在整个充电循环中，处理器128可环形执行负载检测循环600，来动态地监视电池104，直到在步骤602处检测到下降为止，否则负载检测循环600进行到步骤610，其中电池充电器100继续其当前充电模式。
在步骤602处，电压的降低向处理器128指示耦合到电池104的引擎正启动或尝试启动。如果在步骤602处检测到电压的降低，那么负载检测循环600进行到步骤604。在步骤604处，将预定外部负载施加到电池104。处理器128将接着记录引擎启动阶段的其余部分期间的最低电池电压。在此阶段期间，如果电池104的电压降低于预定值，那么认为电池104具有低SoH，且显示装置114将如此指示(例如更换不良电池指示符)。举例来说，对于标称12伏电池，如果在步骤606处，电压在此阶段期间降低到低于7伏，那么认为电池104具有低SoH。处理器128将辨识所述低SoH，且在步骤614处，向显示装置114输出电池104不良，且充电操作或模式可中止。
如果在步骤606处，电压降保持在7伏或高于7伏，那么过程继续到步骤608。在步骤608处，处理器128将电池的当前电压与点火尝试之前的电池电压(例如最后所存储的电压)进行比较。如果在步骤608处，当前电压小于突然下降之前的电压，那么在步骤604处重新施加外部负载，并反复电池测试。如果在步骤608处，电流电压大于或等于突然下降之前的电压，那么电池充电过程在步骤610处继续，其中电池充电器100继续(或返回到)其当前充电模式。在在步骤610处返回到充电模式后，电池充电器100在步骤612处动态地测量和记录电池电压，直到在步骤602处检测到电压降以指示耦合到电池104的引擎正在启动或尝试启动为止。
电池引擎启动检测循环700。除前述电池SoH确定和显示方法之外，或代替前述电池SoH确定和显示方法，显示装置114可显示电池是否充分充电和/或处于充足SoH，使得其可启动交通工具。因此，显示装置114可经配置以至少部分地基于电池104的SoC和/或SoH来提供电池104不预期启动引擎的指示(例如图标、词语等)。图7示出用于电池充电器100或其它装置(例如交通工具、电池监视器等)中的示范性电池引擎启动检测循环700。在步骤702处起动后，处理器128可即刻循环通过一或多个步骤，以确定电池104是否能够启动内燃引擎。
在步骤704处，处理器128确定初始电压差(ΔV)。根据一个方面，初始电压差(ΔV)可为电压信号的峰和谷之间的初始差。举例来说，可在60Hz AC输入线(例如AC电力供应器102)的零交叉周期中测量电压差(ΔV)。
在步骤706处，电池充电器100可将多个预定电流供应到电池104中，并检测/监视结果。出于若干原因，这是可能的。首先，随着电池104开始接受电荷，电压差(ΔV)的值将减小。其次，电压差(ΔV)的值作为电池充电器100正放入电池104中的电流量的函数而变化。在步骤704处，通过将多个不同预定电流传递到电池104，电池充电器100可动态地监视电压响应(例如ΔV)，并将其记录在随机存取存储器120中。使用电压响应，处理器128可产生将传递到电池的电流与ΔV进行比较的数据的数据库。使用此数据库，处理器128可动态地监视趋势来确定电池104是否正接受电荷。如果处理器128确定电池104不在接受电荷，那么在步骤718处，可使显示装置114能够显示(例如除不良电池条件之外)不预期电池104启动引擎/交通工具。
在步骤708处，电池充电器100确定电池104的容量。如果处理器128确定容量低于预定容量阈值，那么在步骤718处，可使显示装置114能够显示不预期电池104启动引擎/交通工具。
在步骤710处，电池充电器100确定电池104的内阻。如果处理器128确定电阻低于预定容量阈值，那么在步骤718处，可使显示装置114能够显示(例如除不良电池条件之外)不预期电池104启动引擎/交通工具。
在步骤712处，电池充电器100确定已做出尝试来启动交通工具的次数，藉此在步骤720处，每次点火或点火尝试致使计数器递增1。
在步骤714处，电池充电器100在启动期间分析波形。举例来说，处理器128可比较两个或更多个点火波形(例如两次连续点火尝试)，以比较每一波形的谷电压。另外，连续启动还将有助于恢复电池容量的一些容量。在交通工具的启动器螺线管或电子点火之前退出所需的最小电压通常为6伏。举例来说，如果在启动尝试期间，谷电压下降到低于7.2伏阈值或两个连续电压之间的百分比差大于5％，那么确定电池SoH低于60％，且在步骤718处，可使显示装置114能够显示(例如除不良电池条件之外)不预期电池104启动引擎/交通工具。
在步骤716处，电池充电器100经配置以施加微负载(例如大约80到250A)持续预定时间帧(例如1到10毫秒，更优选2到7毫秒，最优选3到5毫秒)。电压响应的分析可用以指示电池104启动交通工具的能力。
在步骤718，电池充电器100经配置以使显示装置114能够显示在步骤718处不预期电池104启动引擎/交通工具。举例来说，显示装置114可显示图标(例如具有斜线或X记号的引擎图形)或短语(例如无引擎启动)。
在另一实例中，电池充电器100可将测试负载施加到电池104，且接着将电池104(对测试负载的)响应记录在随机存取存储器120中。处理器128可接着将对测试负载的响应与存储在数据存储122或只读存储器118中的预定负载响应进行比较。施加到电池104的负载是启动交通工具所需的电流的某一百分比。测量对应电压降并将其乘以所述百分比在实际引擎启动期间产生预期下降。如果所述值低于标称所需电压，那么确定电池SoH低于60％，且电池104应更换。基于此比较，处理器128可识别电池类型。在另一实例中，可将电压施加到与已知电阻串联的电池104，以形成分压电路。接着可测量电池104上的电压，以确定电池104的阻抗。不同电池类型具有不同的阻抗值，因此处理器128可通过将所计算的阻抗与存储在只读存储器118和/或数据存储122中的值进行比较来确定电池类型。
如上文所论述，在一些实施例中，电池充电器100可经配置来为耦合到电池的引擎充电或启动(即“升压”、“跳变”或“跳变启动”)所述引擎。当启动耦合到电池的引擎时，如果电池104的电压下降低于某一阈值电压，那么存在认为电池104具有低SoH的指示。因此，如果认为电池104不足以启动交通工具的引擎，那么处理器128可自动起始跳变启动模式，以提供跳变启动功能性。在跳变启动模式下，电池充电器100可使用辅助电源108、线性变压器和/或切换模式变压器中的一或多者来提供额外电流来跳变启动交通工具。
虽然结合用以为电池充电的电池充电器来描述本文所公开的各种电池监视和电池测试技术，但本领域的技术人员将了解，所述特征、技术等中的一或多者可体现在其它装置中。其它装置可尤其包含交通工具本身(即，与一或多个车载交通工具系统)、仅监视装置(例如不具有充电能力的电池充电器100)、便携式电池跳变启动器(例如具有内部电源)等成一体。在某些方面，举例来说，可将各种电池监视和电池测试技术实施为与电池充电器耦合的直通式装置。举例来说，所述直通式装置可耦合到电池并从所述电池接收电力，且任选地将指令(例如作为反馈)发送到电池充电器。
前述专利和专利公开案特此以全文引用的方式并入本文中。在以引用方式并入本文中的参考中的术语的定义或使用与本文提供的所述术语的定义或理解不一致或相反的情况下，本文所提供的术语的含义支配，且所述术语在参考中的定义不一定适用。尽管已参考部件、特征等的特定布置描述了各种实施例，但这些无意彻底探讨所有可能的排列或特征，且实际上，所属领域的技术人员将可确定许多其它实施例、修改和变化。因此，应理解，可因此以与上文特定描述的方式不同的方式来实践本公开的教示。

Claims (131)

1.一种用于在铅酸电池的充电过程期间经由具有显示装置的电池充电器来识别不良电池条件的方法，所述方法包括：
使用电压传感器来测量跨一对电导体连接到所述电池充电器的铅酸电池的第一电池电压；
使用以操作方式与存储器装置耦合的处理器，将所述第一电池电压与存储到所述存储器装置的第一预定电压值进行比较；
如果所述第一电池电压小于所述第一预定电压值，那么在第一时间周期之后，使用所述电压传感器来测量所述铅酸电池的第二电池电压；
使用所述处理器，将所述第二电池电压与存储到所述存储器装置的第二预定电压值进行比较；以及
如果所述第二电池电压大于或等于所述第二预定电压值，那么经由所述显示装置来显示不良电池指示符。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述第二电池电压大于或等于所述第二预定电压值的情况下中止所述充电过程的步骤。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：在所述第二电池电压大于或等于所述第二预定电压值的情况下开始脱硫过程的步骤。
4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括在所述第二电池电压大于或等于所述第二预定电压值的情况下，在第二时间周期之后，测量跨所述对电导体连接的所述铅酸电池的第三电池电压的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括将所述第三电池电压与所述第二预定电压值进行比较的步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括在所述第三电池电压小于或等于所述第二预定电压值的情况下，不显示所述不良电池指示符的步骤。
7.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括在所述第三电池电压小于所述第二预定电压值且检测到缺乏进展的情况下显示所述不良电池指示符的步骤。
8.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括在所述第三电池电压小于所述第二预定电压值且检测到热失控条件的情况下显示所述不良电池指示符的步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一预定电压值介于12.0与12.4伏之间。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一预定电压值为约12.2伏。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一时间周期介于1分钟与10分钟之间。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述第一时间周期为约5分钟。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二预定电压值介于14.0与16.0伏之间。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二预定电压值为约14.2伏。
15.根据权利要求4所述的方法，其中所述第二时间周期介于1分钟与10分钟之间。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二时间周期为约5分钟。
17.一种用于识别不良电池的电池充电器，所述电池充电器包括：
处理器，其以操作方式与电压传感器耦合；
非暂时性存储器装置，其以操作方式与所述处理器耦合；
电力管理装置，其用以在充电过程期间接收输入电力，且输出充电电流；
显示装置，其电耦合到所述处理器，其中所述显示装置经配置以显示不良电池指示符；以及
一对电导体，其用以与铅酸电池电耦合，其中为了确定和显示所述铅酸电池是否具有低健康状态，所述电池充电器经配置以：
使用所述电压传感器来测量跨所述对电导体连接的所述铅酸电池的第一电池电压；
使用所述处理器，将所述第一电池电压与存储到所述非暂时性存储器装置的第一预定电压值进行比较；
如果所述第一电池电压小于所述第一预定电压值，那么在第一时间周期之后，使用所述电压传感器来测量所述铅酸电池的第二电池电压；
将所述第二电池电压与存储到所述非暂时性存储器装置的第二预定电压值进行比较；以及
如果所述第二电池电压大于或等于所述第二预定电压值，那么指令所述显示装置显示所述不良电池指示符。
18.根据权利要求17所述的电池充电器，其中所述处理器进一步经配置以在所述第二电池电压大于或等于所述第二预定电压值的情况下中止所述充电过程。
19.根据权利要求17所述的电池充电器，其中所述处理器进一步经配置以在所述第二电池电压大于或等于所述第二预定电压值的情况下开始脱硫过程。
20.根据权利要求17所述的电池充电器，其中所述处理器进一步经配置以在所述第二电池电压大于或等于所述第二预定电压值的情况下，在第二时间周期之后，测量跨所述对电导体连接的所述铅酸电池的第三电池电压。
21.根据权利要求20所述的电池充电器，其中所述处理器进一步经配置以将所述第三电池电压与所述第二预定电压值进行比较。
22.根据权利要求21所述的电池充电器，其中所述处理器进一步经配置以在所述第三电池电压小于或等于所述第二预定电压值的情况下，指令所述显示装置不显示所述不良电池指示符。
23.根据权利要求21所述的电池充电器，其中所述处理器进一步经配置以在所述第三电池电压小于所述第二预定电压值且检测到缺乏进展的情况下，指令所述显示装置显示所述不良电池指示符。
24.根据权利要求21所述的电池充电器，其中所述处理器进一步经配置以在所述第三电池电压小于所述第二预定电压值且检测到热失控条件的情况下，指令所述显示装置显示所述不良电池指示符。
25.根据权利要求17所述的电池充电器，其中所述第一预定电压值介于12.0与12.4伏之间。
26.根据权利要求25所述的电池充电器，其中所述第一预定电压值为约12.2伏。
27.根据权利要求17所述的电池充电器，其中所述第一时间周期介于1分钟与10分钟之间。
28.根据权利要求27所述的电池充电器，其中所述第一时间周期为约5分钟。
29.根据权利要求17所述的电池充电器，其中所述第二预定电压值介于14.0与16.0伏之间。
30.根据权利要求29所述的电池充电器，其中所述第二预定电压值为约14.2伏。
31.根据权利要求20所述的电池充电器，其中所述第二时间周期介于1分钟与10分钟之间。
32.根据权利要求31所述的电池充电器，其中所述第二时间周期为约5分钟。
33.一种用于在锂电池的充电过程期间识别不良电池的方法，所述方法包括：
使用电压传感器来测量跨一对电导体连接到所述电池充电器的锂电池的第一电池电压；
使用以操作方式与存储器装置耦合的处理器，将所述第一电池电压与存储到所述存储器装置的第一预定电压值进行比较；
如果所述第一电池电压小于所述第一预定电压值，那么将来自所述电池充电器的第一电流供应到所述锂电池，持续第一时间周期；
在所述第一时间周期期间，测量所述锂电池的第二电池电压；
使用所述处理器，将所述第二电池电压与存储到所述存储器装置的第二预定电压值进行比较；以及
如果所述第二电池电压(1)大于所述第一预定电压值且(2)小于所述第二预定电压值，那么将来自所述电池充电器的第二电流供应到所述锂电池。
34.根据权利要求33所述的方法，其进一步包括以下步骤：
使用电压传感器，在第二时间周期之后，测量所述锂电池的第三电池电压；
使用所述处理器，将所述第三电池电压与所述第二预定电压值进行比较；
如果在所述第二时间周期之后，所述第三电池电压小于所述第二预定电压值，那么中止所述充电过程；以及
如果所述第三电池电压(1)大于所述第二预定电压值且(2)小于第三预定电压值，那么将第三电流供应到所述锂电池。
35.根据权利要求34所述的方法，其进一步包括在所述第三电池电压大于或等于所述第三预定电压值的情况下进入维护模式的步骤。
36.根据权利要求34所述的方法，其中所述维护模式包含将第四电流周期性地供应到所述锂电池。
37.根据权利要求34所述的方法，其进一步包括在所述测得的电池电压下降到低于第四预定电压值的情况下将所述第三电流供应到所述锂电池的步骤。
38.根据权利要求34所述的方法，其进一步包括在所述处理器中止所述充电过程的情况下，经由所述电池充电器上的显示装置来显示不良电池指示符的步骤。
39.根据权利要求34所述的方法，其进一步包括在所述第二时间周期之后，所述第三电池电压小于所述第二预定电压值的情况下，经由所述电池充电器上的显示装置来显示不良电池指示符的步骤。
40.根据权利要求33所述的方法，其中所述第一预定电压值介于5.0与12.4伏之间。
41.根据权利要求40所述的方法，其中所述第一预定电压值为约8.0伏。
42.根据权利要求33所述的方法，其中所述第二预定电压值介于8.0与12.0伏之间。
43.根据权利要求42所述的方法，其中所述第二预定电压值为约10.0伏。
44.根据权利要求34所述的方法，其中所述第三预定电压值介于14.0与15.0伏之间。
45.根据权利要求44所述的方法，其中所述第三预定电压值为约14.2伏。
46.根据权利要求33所述的方法，其中所述第三预定电压值为所述锂电池的满充电电压。
47.根据权利要求37所述的方法，其中所述第四预定电压值介于12.5与13.5伏之间。
48.根据权利要求47所述的方法，其中所述第四预定电压值为约13.1伏。
49.根据权利要求33所述的方法，其中所述第一电流介于0.01与0.5安培之间。
50.根据权利要求49所述的方法，其中所述第一电流为约0.1安培。
51.根据权利要求33所述的方法，其中所述第二电流介于0.25与1.0安培之间。
52.根据权利要求51所述的方法，其中所述第二电流为约0.5安培。
53.根据权利要求34所述的方法，其中所述第三电流介于1.0与3.0安培之间。
54.根据权利要求53所述的方法，其中所述第三电流为约2.0安培。
55.根据权利要求36所述的方法，其中所述第四电流介于0.1与0.3安培之间。
56.根据权利要求55所述的方法，其中所述第四电流为约0.2安培。
57.根据权利要求33所述的方法，其中所述第二时间周期介于1与3小时之间。
58.根据权利要求57所述的方法，其中所述第二时间周期为约2小时。
59.根据权利要求57所述的方法，其中所述第一时间周期小于所述第二时间周期。
60.一种用于识别不良电池的电池充电器，所述电池充电器包括：
处理器，其以操作方式与电压传感器耦合；
非暂时性存储器装置，其以操作方式与所述处理器耦合；
电力管理装置，其用以在充电过程期间接收输入电力，且输出电流；
显示装置，其电耦合到所述处理器，其中所述显示装置经配置以显示不良电池指示符；以及
一对电导体，其与锂电池电耦合，其中为了确定并显示所述锂电池是否具有低健康状态，所述电池充电器经配置以：
使用所述电压传感器来测量跨所述对电导体连接到所述电池充电器的锂电池的第一电池电压；
使用所述处理器，将所述第一电池电压与存储到所述存储器装置的第一预定电压值进行比较；
如果所述第一电池电压小于所述第一预定电压值，那么使用所述电力管理装置，将来自所述电池充电器的第一电流供应到所述锂电池，持续第一时间周期；
使用所述电压传感器，在所述第一时间周期期间，测量所述锂电池的第二电池电压；
使用所述处理器，将所述第二电池电压与存储到所述存储器装置的第二预定电压值进行比较；以及
如果所述第二电池电压(1)大于所述第一预定电压值，且(2)小于所述第二预定电压值，那么使用所述电力管理装置，将来自所述电池充电器的第二电流供应到所述锂电池。
61.根据权利要求60所述的电池充电器，其中所述电池充电器进一步经配置以：
使用电压传感器，在第二时间周期之后，测量所述锂电池的第三电池电压；
使用所述处理器，将所述第三电池电压与所述第二预定电压值进行比较；
如果在所述第二时间周期之后，所述第三电池电压小于所述第二预定电压值，那么中止所述充电过程；以及
如果所述第三电池电压(1)大于所述第二预定电压值且(2)小于第三预定电压值，那么将第三电流供应到所述锂电池。
62.根据权利要求61所述的电池充电器，其中所述电池充电器进一步经配置以在所述第三电池电压大于或等于所述第三预定电压值的情况下，进入维护模式。
63.根据权利要求61所述的电池充电器，其中所述维护模式包含将第四电流周期性地供应到所述锂电池。
64.根据权利要求61所述的电池充电器，其中所述电池充电器进一步经配置以在测得的电池电压下降到低于第四预定电压值的情况下，将所述第三电流供应到所述锂电池。
65.根据权利要求61所述的电池充电器，其中所述电池充电器进一步经配置以在所述处理器中止所述充电过程的情况下，经由所述电池充电器上的显示装置来显示不良电池指示符。
66.根据权利要求61所述的电池充电器，其中所述电池充电器进一步经配置以在所述第二时间周期之后，所述第三电池电压小于所述第二预定电压值的情况下，经由所述电池充电器上的显示装置来显示不良电池指示符。
67.根据权利要求60所述的电池充电器，其中所述第一预定电压值介于5.0与12.4伏之间。
68.根据权利要求67所述的电池充电器，其中所述第一预定电压值为约8.0伏。
69.根据权利要求60所述的电池充电器，其中所述第二预定电压值介于8.0与12.0伏之间。
70.根据权利要求69所述的电池充电器，其中所述第二预定电压值为约10.0伏。
71.根据权利要求61所述的电池充电器，其中所述第三预定电压值介于14.0与15.0伏之间。
72.根据权利要求71所述的电池充电器，其中所述第三预定电压值为约14.2伏。
73.根据权利要求60所述的电池充电器，其中所述第三预定电压值为所述锂电池的满充电电压。
74.根据权利要求64所述的电池充电器，其中所述第四预定电压值介于12.5与13.5伏之间。
75.根据权利要求74所述的电池充电器，其中所述第四预定电压值为约13.1伏。
76.根据权利要求60所述的电池充电器，其中所述第一电流介于0.01与0.5安培之间。
77.根据权利要求76所述的电池充电器，其中所述第一电流为约0.1安培。
78.根据权利要求60所述的电池充电器，其中所述第二电流介于0.25与1.0安培之间。
79.根据权利要求78所述的电池充电器，其中所述第二电流为约0.5安培。
80.根据权利要求61所述的电池充电器，其中所述第三电流介于1.0与3.0安培之间。
81.根据权利要求80所述的电池充电器，其中所述第三电流为约2.0安培。
82.根据权利要求63所述的电池充电器，其中所述第四电流介于0.1与0.3安培之间。
83.根据权利要求82所述的电池充电器，其中所述第四电流为约0.2安培。
84.根据权利要求60所述的电池充电器，其中所述第二时间周期介于1与3小时之间。
85.根据权利要求84所述的电池充电器，其中所述第二时间周期为约2小时。
86.根据权利要求84所述的电池充电器，其中所述第一时间周期小于所述第二时间周期。
87.一种用于在铅酸电池的充电过程期间经由具有显示装置的电池充电器来识别不良电池条件的方法，所述方法包括：
确定跨一对电导体连接到所述电池充电器的铅酸电池的充电状态；
使用电压传感器来测量所述铅酸电池的第一电池电压；
在第一时间周期之后，使用所述电压传感器，测量所述铅酸电池的第二电池电压；
使用处理器，计算针对第一时间周期的第一改变速率；以及
如果所述第一改变速率大于或等于第一预定改变速率值，那么经由所述显示装置显示不良电池指示符。
88.根据权利要求87所述的方法，其中所述第一预定改变速率值随所述铅酸电池的所述充电状态而变。
89.根据权利要求87所述的方法，其进一步包括以下步骤：在第二时间周期之后，测量所述铅酸电池的第三电池电压。
90.根据权利要求89所述的方法，其进一步包括以下步骤：如果所述第二改变速率大于或等于第二预定改变速率值，那么经由所述显示装置来显示所述不良电池指示符。
91.根据权利要求90所述的方法，其中所述第二预定改变速率值随所述铅酸电池的所述充电状态而变，且其中所述第二预定改变速率值不等于所述第一预定改变速率值。
92.根据权利要求91所述的方法，其中所述第二预定改变速率值小于所述第一预定改变速率值。
93.根据权利要求91所述的方法，其中所述第一时间周期介于30秒与5分钟之间。
94.根据权利要求93所述的方法，其中所述第一时间周期为约1分钟。
95.根据权利要求91所述的方法，其中所述第二时间周期介于30秒与5分钟之间。
96.根据权利要求95所述的方法，其中所述第二时间周期为约1分钟。
97.一种用于识别不良电池的电池充电器，所述电池充电器包括：
处理器，其以操作方式与电压传感器耦合；
非暂时性存储器装置，其以操作方式与所述处理器耦合；
电力管理装置，其用以在充电过程期间接收输入电力，且输出电流；
显示装置，其电耦合到所述处理器，其中所述显示装置经配置以显示不良电池指示符；以及
一对电导体，其与锂电池电耦合，其中为了确定并显示所述锂电池是否具有低健康状态，所述电池充电器经配置以：
确定跨所述对电导体连接的铅酸电池的充电状态；
使用所述电压传感器来测量所述铅酸电池的第一电池电压；
在第一时间周期之后，使用所述电压传感器，测量所述铅酸电池的第二电池电压；
使用所述处理器，计算针对所述第一时间周期的第一改变速率；以及
如果所述第一改变速率大于或等于存储到所述非暂时性存储器装置的第一预定改变速率值，那么经由所述显示装置来显示不良电池指示符。
98.根据权利要求97所述的电池充电器，其中所述第一预定改变速率值随所述铅酸电池的所述充电状态而变。
99.根据权利要求97所述的电池充电器，其中所述电池充电器进一步经配置以在第二时间周期之后，测量所述铅酸电池的第三电池电压。
100.根据权利要求99所述的电池充电器，其中所述电池充电器进一步经配置以在所述第二改变速率大于或等于第二预定改变速率值的情况下，经由所述显示装置显示所述不良电池指示符。
101.根据权利要求100所述的电池充电器，其中所述第二预定改变速率值随所述铅酸电池的所述充电状态而变，且其中所述第二预定改变速率值不等于所述第一预定改变速率值。
102.根据权利要求101所述的电池充电器，其中所述第二预定改变速率值小于所述第一预定改变速率值。
103.根据权利要求101所述的电池充电器，其中所述第一时间周期介于30秒与5分钟之间。
104.根据权利要求103所述的电池充电器，其中所述第一时间周期为约1分钟。
105.根据权利要求101所述的电池充电器，其中所述第二时间周期介于30秒与5分钟之间。
106.根据权利要求105所述的电池充电器，其中所述第二时间周期为约1分钟。
107.一种电池充电器，其包括：
处理器；
非暂时性存储器装置；
电力管理装置，其用以接收输入电力，且输出充电电流；以及
一对电导体，其用以与电池电耦合，
其中所述对电导体经配置以将所述充电电流引导到所述电池，
其中所述处理器经配置以基于通过所述对电导体在所述电池处取得的一或多个测量结果来确定所述电池是否具有低健康状态；以及
显示器，其电耦合到所述处理器，其中所述显示器经配置以在所述电池具有低健康状态时显示不良电池指示符。
108.根据权利要求107所述的电池充电器，其中所述处理器经配置以基于所述一或多个测量结果来确定所述电池的标称电压。
109.根据权利要求107所述的电池充电器，其中所述处理器经配置以基于所述一或多个测量结果来确定电池类型。
110.根据权利要求107所述的电池充电器，其中如果在预定充电持续时间之后，所述电池电压低于预定值，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
111.根据权利要求107所述的电池充电器，其中如果在充电循环期间，所述电池电压在某一时间周期期间并不增加预定值，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
112.根据权利要求108所述的电池充电器，其中所述电池是锂电池，且如果在充电循环期间，所述锂电池并不接受预定电流，那么所述处理器确定所述锂电池具有低健康状态。
113.根据权利要求107所述的电池充电器，其中所述电池充电器处于维护模式，且如果所述电池在某一时间周期内汲取超过预定电流，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
114.根据权利要求107所述的电池充电器，其中如果所述电池的VMAX值与VMIN值之间的差大于预定值，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
115.根据权利要求107所述的电池充电器，其中如果所述电池充电器在脱硫模式下运行长于某一时间周期，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
116.根据权利要求107所述的电池充电器，其中所述处理器能够检测负载何时从所述电池汲取电力，且当所述负载正从所述电池汲取电力时，如果所述电池电压下降到低于预定值，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
117.根据权利要求107所述的电池充电器，其中如果所述处理器检测到热失控条件，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
118.根据权利要求107所述的电池充电器，其中如果所述电池的电容小于预定值，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
119.根据权利要求107所述的电池充电器，其中如果所述电池的电流容量小于预定值，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
120.根据权利要求107所述的电池充电器，其中如果所述电池的内阻大于预定值，那么所述处理器确定所述电池具有低健康状态。
121.一种用于在为电池充电时确定所述电池是否具有低健康状态的方法，所述方法包括：
经由处理器确定所述电池的标称电压；
至少部分地基于所述标称电压来将充电电流供应到所述电池；
测量所述电池的第一电压；
将所述第一电压存储到非暂时性存储器装置；
在预定时间周期之后，测量所述电池的第二电压；
将所述第二电压存储到所述非暂时性存储器装置；以及
如果所述第二电压低于基于所述第一电压和所述预定时间周期的函数的预定值，那么经由显示装置指示所述电池具有低健康状态。
122.根据权利要求122所述的方法，其进一步包括如果所述电池的VMAX值与VMIN值之间的差大于预定值，那么经由所述显示装置指示所述电池具有低健康状态。
123.根据权利要求123所述的方法，其进一步包括：
经由所述处理器确定所述电池是否硫酸化；
运行所述电池通过脱硫过程；以及
如果在运行所述脱硫过程持续某一时间周期之后，所述电池仍为硫酸化，那么经由所述显示装置指示所述电池具有低健康状态。
124.根据权利要求124所述的方法，其进一步包括如果所述处理器在所述电池中检测到热失控条件，那么经由所述显示装置指示所述电池具有低健康状态。
125.根据权利要求125所述的方法，其进一步包括：
当所述电池正在充电时，将预定负载施加到所述电池；以及
如果在将所述预定负载施加到所述电池的任何时间，所述电池电压低于预定值，那么经由所述显示装置来指示所述电池具有低健康状态。
126.根据权利要求126所述的方法，其进一步包括：
通过将所述电池的开路电压与在所述充电电流运行通过所述电池时测得的电压进行比较，来计算所述电池的内阻；以及
如果所述内阻大于预定值，那么经由所述显示装置指示所述电池具有低健康状态。
127.根据权利要求127所述的方法，其进一步包括：
将测试信号施加到所述电池；
记录所述电池对所述测试信号的响应；
确定所述测试信号与对所述测试信号的所述响应之间的差；
使用所述差来计算所述电池的内部阻抗；
使用所述内部阻抗来估计所述电池的容量；以及
如果所述容量小于预定值，那么经由所述显示装置指示所述电池具有低健康状态。
128.根据权利要求128所述的方法，其进一步包括：
使用所述电池的所述内部阻抗来计算所述电池的电容；
如果所述电池的所述电容大于预定值，那么经由所述显示装置指示所述电池具有低健康状态。
129.根据权利要求128所述的方法，其进一步包括：
使用所述电池的所述内部阻抗来计算所述电池的内阻；以及
如果所述电池的所述内阻大于预定值，那么经由所述显示装置指示所述电池具有低健康状态。
130.根据权利要求129所述的方法，其中在为所述电池充电之前，确定电池类型。
131.根据权利要求131所述的方法，其进一步包括：
确定所述电池是否为锂离子电池；以及
如果所述电池是锂离子电池，如果所述电池在充电时不接受预定电流，那么经由所述显示装置指示所述电池具有低健康状态，其中所述预定电流是基于所述电池的所述标称电压。
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