[发明专利]电池寿命估计

说明书

交叉引用

本申请要求于2009年3月24日提交的名称为“BATTERY LIFE ESTIMATION(电池寿命估计)”的共同待决的美国非临时申请第 12/410,404号(代理人案卷号026808-004900US)的权益，其在此基于所 有目的以引用方式明确地全文并入。

背景

基于电池的不间断电源(UPS)中的电池的容量根据多种因素发生变 化，包括温度、使用期和负载。当电池老化时，一旦电池的容量下降至低 于期望的容量(例如运行时间)，那么优选更换电池。优选地，电池在它 们遭到削减的容量影响UPS的期望的操作，例如通过依赖于具有不期望低 的运行时间的电池，使得UPS不能够在期望的时间量内向负载提供后备电 源之前被更换。为了确定电池的容量已经被削减到超过在依赖于向负载供 电之前的期望值的时间，可以对电池进行定期测试。

以前，确定UPS的电池容量涉及使用电池向负载供电，以显著地或完 全地使电池放电，以确定电池的容量。这可能耗费长时间(例如4小时) 并且在电池被显著地或完全地耗尽时，UPS不能够提供期望的/足够的后备 电源。经常，这种类型的耗尽测试不频繁地进行，并且导致电池在容量已 经退化至不可接受的水平之后很长时间才报告需要更换。在诸如UPS的电 源中，这是不可接受的。以前，做出电池应当考虑被更换或应当被进行放 电测试以验证其实际容量的决定的时间主要基于或仅仅基于电池使用期， 这忽略了影响使用期的其他因素并且可以导致任何过早的或过迟的电池 更换。

概述

根据本公开内容的估计电池寿命的示例性方法包括监测电池在第一 时间段期间的充电特性，监测电池的操作条件，基于电池的操作条件、充 电特性以及第一时间段的持续时间来确定第一时间段的第一电池寿命值， 使用第一电池寿命值和第二时间段的第二电池寿命值来确定总电池寿命 值，并且基于总电池寿命值来估计电池的剩余电池寿命。

这样的方法的实施方案可以包括下文的特征中的一个或多个。当第一 时间段是浮充时间段时，操作条件可以是电池的操作温度，充电特性可以 是施加于电池的浮充电压，并且方法可以包括基于第一时间段的持续时 间、电池在第一时间段期间的操作温度以及浮充电压来确定第一电池寿命 值。方法可以包括通过确定浮充寿命贡献并且依比例缩放浮充寿命贡献以 计及电池在操作温度进行的化学反应的速率，来确定第一电池寿命值。方 法可以包括调整所施加的浮充电压的电平以补偿电池的操作温度，并且确 定第一电池寿命值可以包括确定浮充寿命贡献并且依比例缩放浮充寿命 贡献以计及第一时间段期间施加的所调整的浮充电压电平。当第一时间段 是浮充时间段，电池的操作条件是电池在第一时间段之前的第三时间段中 的放电期间的放电，并且充电特性是施加于电池的浮充电压时，方法可以 包括监测电池在第三时间段期间的放电，并且确定电池在第三时间段期间 放电的放电速率，并且确定第一电池寿命值可以包括基于浮充电压以及第 一时间段的持续时间来确定浮充寿命贡献并且依比例缩放浮充寿命贡献 以计及电池在第三时间段期间以放电速率进行放电。方法可以包括基于第 三时间段超前于第一时间段的时间量来降低依比例缩放对浮充寿命贡献 的影响。当浮充寿命值是总电池寿命的渐减量时，依比例缩放浮充寿命渐 减量可以包括将比例因子施用于浮充寿命渐减量，其中，在第一放电速率 低于第二放电速率时，用于第一放电速率的第一比例因子产生的第一时间 段的依比例缩放的浮充寿命渐减量小于用于第二放电速率的第二比例因 子产生的第一时间段的依比例缩放的浮充寿命渐减量。当第一时间段是放 电时期时，方法可以包括监测电池在放电时期期间的放电，确定电池在放 电时期内的放电速率和/或放电深度，基于放电速率和/或放电深度来确定 估计的放电循环次数，并且通过基于估计的放电循环次数确定用于第一时 间段的循环寿命贡献来确定第一电池寿命值。方法可以包括通过进行健康 状态测试来确定电池的容量，并且基于所确定的容量来调整剩余电池寿 命。