[发明专利]蓄电池部分/模块的自动单格电池平衡装置修复工具

说明书

 相关申请的交叉引用

本申请要求同名的、2010年10月29日提交的名为“Battery Section/Module Automatic Cell Balancer Repair Tool”的第61/408,482号美国临时专利申请的优先权日。

技术领域

本发明总体涉及用于校正蓄电池堆内单格电池-单格电池电压不平衡的便携式单格电池平衡修复工具，更具体地，涉及用于校正蓄电池堆内单格电池-单格电池电压不平衡以将各个单格电池充电到共同电压设置点的自动便携式单格电池平衡修复工具。

背景技术

电动汽车变得越来越普遍。这些车辆包括混合动力车辆（诸如增程型电动车（EREV））和纯电动车（诸如蓄电池电动车（BEV）），其中，EREV兼有蓄电池与主动力源，主动力源诸如内燃机、燃料电池系统等。这些类型的电动车都采用包括多个蓄电池单格电池的高压蓄电池。这些蓄电池可以是不同的蓄电池类型，诸如锂离子电池、镍金属氢化物、铅酸等。典型的电动车高压蓄电池系统可以包括大量蓄电池单格电池或模块，模块包括若干蓄电池单格电池，以满足车辆功率和能量要求。蓄电池系统可以包括多个单独的蓄电池模块，其中，每个蓄电池模块可以包括特定数量的蓄电池单格电池，诸如12个单格电池。各个蓄电池单格电池可以串联电连接，或者一系列单格电池可以并联电连接，其中，模块中的多个单格电池串联连接，每个模块并联电连接到另一模块。不同车辆设计包括对于特定应用采用各种不同的权衡和优势的不同蓄电池设计。

当制造车辆的蓄电池堆时，多个单独的蓄电池单格电池通常被组合为单格电池组，单格电池组可以包括3个单格电池，多个单格电池组可以焊接在一起形成蓄电池模块。蓄电池模块在壳体中电连接在一起以提供蓄电池堆，其中，模块的数量确定蓄电池堆电压。在制造过程期间，蓄电池堆和蓄电池单格电池部分可以被充电和放电，以确认蓄电池堆构建和单格电池问题和故障。蓄电池堆的电测试中出现的这些故障模式可以引起多个单独的单格电池或单格电池组失去平衡。失去平衡状态的单格电池是蓄电池堆或部分内的单格电池处于不同充电状态（SOC）的情况。多个单独的单格电池或单格电池组失去平衡存在各种不同的原因。例如，有缺陷的电压温度感测监控（VTSM）线束可能引起与蓄电池堆的较差连接。这样可能导致差的单格电池-单格电池电压平衡，其中，如果单格电池电压不平衡得足够大，则影响蓄电池堆的性能，其中在蓄电池的寿命开始时，车辆的行驶距离就减小。当部分或蓄电池堆开路电压范围大于特定蓄电池构造的蓄电池构建处理规格时，就认为单格电池彼此失去平衡。

当测试蓄电池堆且单格电池或单格电池组的充电被确认为太低时，这引起单格电池-单格电池电压不平衡，则需要采用积极步骤以校正不平衡。已知有多种在制造修复环境下实现原始蓄电池单格电池-单格电池电压平衡的方法，这些方法使用电源和电阻器手工地修复失去平衡的蓄电池部分或模块。然而，这些已知的手工修复蓄电池部分或模块的方法通常繁重、无效且不安全。通常发生：如果在单格电池组中发现低充电单格电池，则焊接在一起的整个模块被丢弃或替换，这明显影响成本，原因是模块中大部分单格电池可能操作正常。当前，没有可以购买的现成的自动蓄电池平衡修复工具。

发明内容

根据本发明的教导，公开一种用于校正单格电池-单格电池电压不平衡的便携式单格电池平衡修复工具。该工具定义电压设置点，该电压设置点确认用于单格电池-单格电池电压平衡的单格电池将被充电到的期望电压。该工具选择待被平衡的单格电池，测量选择的单格电池的电压，并且确定测量的电压是否小于电压设置点。如果选择的单格电池的测量电压小于电压设置点，则该工具确定选择的单格电池的测量电压是否在电压设置点的预定阈值内。如果选择的单格电池的测量电压在阈值之外，则该工具提供最大充电电流用于给选择的单格电池充电，如果选择的单格电池的测量电压在阈值内，则该工具提供最小充电电流用于给选择的单格电池充电。该工具在预定时间段上以最大充电电流或最小充电电流对选择的单格电池进行充电，然后在该时间段逝去之后确定选择的单格电池的电压是否大于电压设置点。如果测量的电压不大于电压设置点，则该工具继续以最大充电电流或最小充电电流对选择的单格电池进行充电；如果选择的单格电池的测量电压大于电压设置点，则确定充电电流是否为最小充电电流。如果选择的单格电池的测量电压大于电压设置点，则如果充电电流不是最小充电电流，则该工具将选择的单格电池的充电电流减少预定量；以及如果选择的单格电池的充电电流是最小充电电流，则选择下一个待被平衡的单格电池。