[发明专利]混合电池充电器/测试器

说明书

一种混合电池充电器测试设备被描述成对具有DC输出级的电池充电器的改型，以及添加到充电器的DC输出级的升压变换器，该升压变换器被配置成输出脉冲和/或连续AC波以用于测试电池。混合充电器可被用于输出纯AC测试波(例如，用于电化学阻抗谱测试的正弦波)、用于输出诸如HPPC脉冲之类的脉冲和/或用于执行GITT或增量充电测试。例如，通过诊断测试确定电池参数可通过将电池充电器的现有功能与测试程序相结合来实现，该测试程序涉及的电流远低于电池充电或将电池能量返送回电网期间使用的电流。

本发明涉及一种混合电池充电器/测试器，以及使用或制造此类充电器/测试器的方法。

背景

电池的健康状态(SoH)可使用具有精确电压和电流测量的电池测试装备来确定，例如使用阻抗谱方法(impedance spectrometry)或通过GITT。这些技术在待测电池的充电状态已知的情况下是有用的。这通常通过将电池完全充电并然后将其放电到可执行测试的所需电平来实现。所有这些都是耗费时间和耗费能量的，因为测试可能花费数天才能完成，并且在牵引电池的情况下，需要将大量能量转入电池或转出电池。

另一种选择是从正常使用的电池的运行数据中导出健康状态，例如通过在运行期间记录电池参数的技术。在此方法中，在运行期间的实际负载被认为等同于测试“激励”或刺激，并且在此运行期间测得的电池电压被认为是对负载的相关联的“响应”。然而，“激励”不是根据测试协议来控制的，并且“响应”并不总能被精确仪器测得。在一些情况下，负载和此负载中的变化甚至可能导致无法获得有关SoH的有用信息。在此情况下阻抗谱方法是不可能的。

单向和双向充电器是已知的。单向充电器对于所有尺寸的电池都很常见，并且无法执行全范围的诊断测试，因为在测试期间电流需要在两个方向上流动。放电将需要放电设备(诸如放电电阻器，放电电阻器在电池被放电时会浪费来自电池的能量)，需要冷却并且会增加额外的重量。双向充电器被设计成能够为电池充电并能够将电能从电池反送回电网。因此，充电的电流额定值将与用于放电的电流额定值相同，对于汽车电池而言，这些电流额定值远高于诊断测试中使用的电流额定值，因此无法精确测量低的诊断测试电流。

发明概述

需要一种(对例如用于驱动牵引电机的汽车电池进行的)电池测试，执行该电池测试不是昂贵且耗时的，并且该电池测试优选地比使用运行数据期间记录的测试值更精确。

在一个方面，本发明提供一种混合电池充电器测试设备，包括：

具有DC输出级的电池充电器，以及

被添加到充电器的DC输出级的单向或双向升压变换器，该单向或双向升压变换器被配置成输出用于测试电池的电流测试序列。这允许以简单的方式对用于驱动牵引电机的汽车电池进行测试。

单向或双向升压变换器可被适配成分别输出单向或双向脉冲和/或连续AC波以用于测试电池。这允许执行广泛的测试。

单向或双向升压变换器可以是改装升压变换器，且可以被改装到现有的充电器。这为现有充电器提供了有用的能力增加，而无需购买全新的设备。

单向或双向升压变换器优选地具有专用的电流和/或电压传感器，该专用的电流和/或电压传感器的满量程范围被适配成用于测试将被施加到电池的电流或电压。用于运行控制的仪表不能实现提高灵敏度。

电流和/或电压传感器的旁路可被提供以避免运行电流和电压损坏本发明中使用的专用设备。

单向或双向升压变换器电路具有用于分别控制单向或双向脉冲输出和/或连续AC波以用于测试电池的控制器。控制器可被适配成与电池充电器中的功率电子器件通信以输出单向充电脉冲。这将以有效的方式重新使用充电器以供测试。