电化学电池单元安全诊断制造技术

使用外部电源将至少一个电化学电池单元充电到该电化学电池单元的预定电压。监测该至少一个电化学电池单元的充电电流。在该至少一个电化学电池单元的该预定电压下检测该充电电流的增加。基于所检测到的该充电电流的增加，确定该至少一个电化学电池单元处于经历性能降低的危险之中。能降低的危险之中。能降低的危险之中。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学电池单元安全诊断


[0001]除了其他方面之外，本公开涉及电化学电池单元；并且具体地涉及电化学电池单元的安全诊断。

技术介绍

[0002]电化学电池单元可用于各种医疗装备，诸如呼吸机、外科手术吻合器、医疗监测装备等。一些电化学电池单元可再充电以允许重复使用电化学电池单元并且延长此类电化学电池单元的使用寿命。然而，随着时间推移和重复使用，电化学电池单元可能降解而不显示任何降解的外在迹象。
[0003]因此，一些电化学电池单元可能突然发生故障并且没有警告。故障可包括电化学电池单元破裂或电化学电池单元排出。此故障可能损坏医疗装备和/或使医疗装备没有电源。然而，电化学电池单元降解的早期检测或健康状态检测可能允许在经历故障之前更换电化学电池单元。

技术实现思路

[0004]本文描述的实施方案涉及一种方法，该方法包括使用外部电源将至少一个电化学电池单元充电到该电化学电池单元的预定电压。监测该至少一个电化学电池单元的充电电流。在该至少一个电化学电池单元的该预定电压下检测该充电电流的增加。基于所检测到的该充电电流的增加，确定至少一个电化学电池单元处于经历性能降低的危险之中。
[0005]一种系统涉及外部电源，该外部电源被配置为将至少一个电化学电池单元充电到该电化学电池单元的预定电压。控制器被配置为使该外部电源将该至少一个电化学电池单元充电到该电化学电池单元的预定电压。监测该电化学电池单元的充电电流。在该至少一个电化学电池单元的该预定电压下检测该充电电流的增加。基于所检测到的该充电电流的增加，确定至少一个电化学电池单元处于经历性能降低的危险之中。
[0006]一种方法涉及使用外部电源将至少一个电化学电池单元充电到该电化学电池单元的预定电压。监测该至少一个电化学电池单元的充电电流。在至少一个电化学电池单元的该预定电压下检测该充电电流的增加。确定该充电电流的该增加是否大于预定阈值。基于该充电电流大于该预定阈值的确定，确定至少一个电化学电池单元处于经历性能降低的危险之中。
[0007]在以下的详细描述中阐述了本公开的主题的优点和另外的特征，并且对本领域技术人员而言，这些特征和优点将部分地根据该描述而变得显而易见，或者通过实践包括以下的详细描述、权利要求以及附图在内的如本文所描述的本公开的主题而被认识。
[0008]应当理解，前述一般描述和以下详细描述两者都提出了本公开的主题的实施方案，并且旨在提供用于理解如所要求保护的本公开的主题的性质和特性的综述或框架。包括附图以提供对本公开的主题的进一步理解，并且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图展示了本公开的主题的各个实施方案，并且与说明书一起用于解释本公开的
主题的原理和操作。另外，附图和描述意在仅为说明性的并且不旨在以任何方式限制权利要求的范围。
附图说明
[0009]当结合以下附图阅读时，可以最好地理解以下对本公开的具体实施方案的详细描述，在附图中：
[0010]图1是根据本文描述的实施方案的电化学电池单元充电设备和装置的实施方案的示意性框图；
[0011]图2是根据本文描述的实施方案的电化学电池单元充电设备的实施方案的示意性框图；
[0012]图3示出了根据本文描述的实施方案的检测潜在电池组故障的流程图；
[0013]图4示出了根据本文描述的实施方案的多个充电循环的充电电流对时间；
[0014]图5A示出了根据本文描述的保持在37℃、50℃和60℃的电池的恢复容量对时间的示例；
[0015]图5B示出了根据本文描述的保持在37℃、50℃和60℃的电池的可恢复容量对时间的示例；
[0016]图6A和图6B示出了根据本文描述的实施方案的在60℃下储存的第一电池套装(battery set)和更换电池套装的充电电流对时间；
[0017]图7A和图7B示出了根据本文描述的实施方案的在50℃下储存的第一电池套装和更换电池套装的充电电流对时间；
[0018]图8A和图8B示出了根据本文描述的实施方案的在37℃下储存的第一电池套装和更换电池套装的充电电流对时间；
[0019]附图未必按比例绘制，除非另外指明。附图中使用的相同数字指代相同部件。然而，应当理解，使用数字来指代给定附图中的部件并非旨在限制另一附图中以相同数字标记的部件。
具体实施方式
[0020]现在将更详细地参考本公开的主题的各种实施方案，本公开的一些实施方案在附图中说明。附图中使用的相同数字指代相同的部件和步骤。然而，应当理解，使用数字来指代给定附图中的部件并非旨在限制另一附图中以相同数字标记的部件。另外，使用不同数字指代不同附图中的部件并非旨在指示不同编号的部件不能与其他编号的部件相同或相似。
[0021]当电池单元在升高的温度下在延长的时间段内保持在充电上限时，由于内部化学物质或电池化学物质降解，可能发生可再充电电池或电池组故障。需要及早检测到即将发生的故障并采取预防动作。例如，预防动作可包括停止充电、发送警报、宣布电池组故障、断开FET和/或熔断熔断器。
[0022]本文描述的实施方案涉及一种用于检测电池组故障的方法。商业锂离子电池单元的浮动充电测试表明，在电池单元中出现导致故障的压力升高(排气口熔断或电流中断装置(CID)断开)之前，电流稳定增加以将电池组保持在预定电压。例如，预定电压可以是电池
组的充电上限。在一些情况下，可在电池组未保持在预定电压时检测到电流的增加。这与电流随时间持续下降的正常充电情况形成对比。通过监测电流并为此电流设置安全阈值，可实施诊断以检测即将发生的故障。
[0023]当前BMS系统具有各种参数的阈值，诸如过电流、过电压、过温、总通过电荷、电池不平衡等。然而，当前系统不具有这样的诊断特征，即在恒压充电模式下，电流随时间或充电循环次数变化，作为降解和故障风险增加的指标。
[0024]本文描述的实施方案涉及被配置为预测电化学电池单元的故障的电化学电池单元充电设备。如果预测到故障，则各种系统可在电化学电池单元发生故障之前采取各种故障缓解动作。
[0025]已确定，一些电化学电池单元可能在发生故障之前在充电上限时出现充电电流增加。电化学电池单元充电设备可监测或确定充电电流或与充电电流相关联的性质。例如，充电设备可监测或确定温度、压力、电容损失、再充电频率等，并且可基于所监测或所确定的充电电流或与充电电流相关联的性质确定潜在的即将发生的故障。
[0026]检测或监测电流或与电流相关联的性质的一些示例包括但不限于检测充电上限时的电流；在电化学操作性地耦接到充电器时，监测对电化学电池单元再充电的频率；充电上限时的温度(或静态浮动的时间段)；等。
[0027]用于可再充电电化学电池单元和电池组的一些充电算法包括“再充电状态”，在此类充电算法中，电化学电池单元被充电至最大容量(例如，100％荷电状态(SOC))，并且然后停止充电。当充电停止时，电化学电池单元可为充电设备供电，从而引起电池随着时间推移放电。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：使用外部电源将至少一个电化学电池单元充电到所述电化学电池单元的预定电压；监测所述至少一个电化学电池单元的充电电流；在所述至少一个电化学电池单元的所述预定电压下检测所述充电电流的增加；以及基于所检测到的所述充电电流的增加，确定所述至少一个电化学电池单元处于经历性能降低的危险之中。2.一种系统，包括：外部电源，所述外部电源被配置为将至少一个电化学电池单元充电到所述电化学电池单元的预定电压；控制器，所述控制器被配置为：使所述外部电源将所述至少一个电化学电池单元充电到所述电化学电池单元的预定电压；监测所述电化学电池单元的充电电流；在所述电化学电池单元的所述预定电压下检测所述充电电流的增加；以及基于所检测到的所述充电电流的增加，确定所述电化学电池单元处于经历性能降低的危险之中。3.根据权利要求2所述的系统，其中所述控制器被配置为：确定所述充电电流的增加率；以及基于所检测到的所述充电电流的增加率，确定所述电化学电池单元处于经历性能降低的危险之中。4.根据权利要求1所述的方法，还包括确定所述充电电流的所述增加是否大于预定阈值，并且其中基于所述充电电流的所述增加大于所述预定阈值的所述确定，确定所述至少一个电化学电池单元处于经历性能降低的危险之中。5.根据权利要求1所述的方法或根据权利要求3所述的系统，其中所述充电电流的所述增加率包括在预定数量的充电循环内所述充电电流的所述增加率。6.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述至少一个电化学电池单元处于经历性能降低的危险之中的所述确定，启动多个故障缓解动作中的至少一个故障缓解动作。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个故障缓解动作包括：停止对所述至少一个电化学电池单元的所述充电；发送一个或多个警报；断开与所述至少一个电化学电池单元相关联的...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶辉，M，
申请(专利权)人：美敦力公司，
类型：发明
国别省市：