[发明专利]高效电池测试器

说明书

一种用于高效地提取电池150的固有特性的电池测试器100。所述电池测试器100包括感测单元110、控制器140、双向功率转换器120和能量存储单元130，从而使得在测试过程中从电池150放电的能量被存储在所述能量存储单元130中并被回收回到所述电池150。所述电池测试器100以经更改的粒子群优化算法使用高电流脉冲测试和开关式激励测试以便分析精确模型参数，所述精确模型参数可以用来描述电池150的健康状况。

技术领域

本发明涉及一种用于确定电池的健康状态的装置。

技术背景

常规的电池测试器总体上在能量方面较浪费。评估电池的运行状况总体上包括测量当其连接至负载时装载时期与复原时期之间的电压变化。通常的负载消耗传递给它的所有能量。这种类型的测试导致通过耗散型负载的能量损失以及收集的关于电池健康状态的有限信息。

当前的每种测试电池的方法都有附加的限制。测试电池的DC负载方法需要连接至受测电池的高额定功率电阻器从而测量电压和电流。然而，电阻器随时间推移变热，并且电池状态无法得到准确表示。AC电导方法使用RC网络电路注入80Hz到100Hz之间的AC信号。然而，这种方法未考虑到受测电池的充电状态并且不能获得模型的个体参数。电化学阻抗光谱学(EIS)方法使用RC网络电路注入20Hz到2000Hz之间的多个频率并且能够确立RC网络电路中的所有参数。然而，测试周期由于使用所述多个频率而较长，并且它未考虑和测试受测电池的任何充电状态。

出于前述的原因，需要一种电池测试器，所述电池测试器更加高效且考虑与计算电池的健康状态相关的更多信息。

发明内容

本发明涉及一种用于高效地提取电池的固有特性的高效电池测试器。所述高效电池测试器可以由电池制造商、汽车店、或最终用户使用以便测试不同类型的电池，包括SLI(起动、照明、点火)、胶体电池和AGM(吸附式玻璃纤维垫)电池。所述高效电池测试器包括感测单元、控制器、双向功率转换器和能量存储单元，从而使得在测试过程中从电池放电的能量被存储在所述能量存储单元中并被回收回到所述电池。所述高效电池测试器以经更改的粒子群优化算法使用高电流脉冲测试和开关式激励测试以便分析精确模型参数，所述精确模型参数可以用来描述电池的健康状况。

附图说明

图1示出了本公开的实施例的框图；

图2示出了根据本公开的实施例的在第一操作模式下用于快速评估电池状态的简单电池等效模型；

图3示出了根据本公开的实施例的在第二操作模式下用于准确评估电池状态的复杂电池等效模型；

图4示出了根据本公开的实施例的高电流脉冲测试波形；

图5示出了根据本公开的实施例的开关式激励测试波形；

图6示出了用于铅酸电池的SOC-VOC查找表；

图7示出了根据本公开的实施例的经更改的粒子群优化算法的流程图；

图8示出了根据本发明的实施例的专业模式操作过程的流程图；

图9示出了本公开的实施例的框图；

图10示出了根据本公开的实施例的电池状态检查单元的电路图；并且

图11示出了在测试过程期间用来验证结果的实验设置。

具体实施方式

以下结合附图阐述的具体实施方式旨在作为对本发明的目前优选的实施例的说明并且不旨在代表本发明可以被构造或利用的仅有形式。说明书结合所展示的实施例阐述了用于构造和运行本发明的步骤的功能和顺序。然而，要理解的是，可以由同样旨在涵盖在本发明的精神和范围内的不同实施例来完成相同或等效的功能和序列。