用于预测可再充电电池的寿命的方法和设备技术

公开了一种用于确定可再充电电池的使用期的终点的方法，包括步骤：使用电池（１０２）、对电池进行充电（１１２）以及对电池的寿命做出估计（１２８），其特征在于监测指示电池老化的电池特性（１２２）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于确定可再充电电池的使用期的终点的方法，包括对电池进行 充电并对电池的寿命做出估计。本专利技术进一步涉及一种用于确定可再充电电池的使用期的 终点的设备，该设备包括电池充电器和用于估计电池寿命的装置(provision)。
技术介绍
WO-A 2006/094287中公开的技术提供了一种用于监测并存储关于与其相关联的 电池使用期历史的数据。针对正常使用下的电池建立在电池周期(cycle)中测量的制造商 指定的使用期预期，并且然后监测和存储该电池的实际使用。完整周期、部分周期和在可接 受的规范之外电池的操作被自动地导出为等价于许多电池周期的单位的值。将该导出与制 造商的使用期预期相比较，并且对制造商的使用期预期进行调整使得可以在电池的使用期 上发展更精确的和最新的电池使用期估计。WO-A 2006/094287中公开的技术最终结果是对电池的剩余寿命的不精确的估计。 第一，所述设备的操作依赖于针对正常使用下的电池建立制造商指定的使用期预期。这可 以引起按照电池周期的电池寿命的错误估计，因为由制造商提供的数据可能是错误的，并 且此外这些数据的输入(import)可以由于用户而出现错误。第二，所述剩余电池使用期是 以电池生命周期而不是以时间单位来表示的。电池生命周期的实体不太适合用于在时间上 安排(scheduling)电池的更换，除非将电池生命周期(lifecycle)转换为时间单位。该 转换必然是不精确的，这是由于以下事实造成的由于电池的老化(而WO-A 2006/094287 中公开的技术没有考虑电池的老化)，电池生命周期的持续时间不是恒定的。基于电池生 命周期的估计在以时间单位表示时提供了粗略的上界，因为电池生命周期实际上将会随着 电池生命周期的前进而减小。因此，所述电池可能会在通过WO-A 2006/094287中公开的 技术估计的时间点之前失效。对于医学可移植设备，该特性绝不是所期望的。第三，WO-A 2006/094287中公开的方法需要对电池的实际使用进行永久监测。因此，所述监测设备在电 池的使用期期间被安装在电池上。这意味着例如电路要永久地附接到电池，在能量和空间 消耗方面，这是不期望的。对于可再充电电池在可移植医学设备中的应用而言，该特征是不 期望的。专利技术目的本专利技术的目的是提供一种允许精确预测可再充电电池的使用期的终点而无需永 久地监测该电池的实际使用的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是通过根据本专利技术的方法实现的，根据本专利技术的方法的特征在于监 测指示电池老化的电池特性。根据本专利技术的方法包括以下步骤对电池进行充电并且对电 池的剩余寿命做出估计。这里，所述电池的剩余寿命被定义为从估计的时刻到电池达到使用期的终点时所处的时间点的持续时间。所述电池的使用期的终点被定义为指示电池老化的特性消失 (vanish)时所处的时刻。如前所述，所述电池的寿命的估计从指示电池老化的电池特性导出。电池老化将 最终达到极点而进入电池的使用期的终点。通过监测指示电池老化的特性，电池的存在状 态被确定为时间的函数。由此，本质上避免了电池生命周期到时间单位的转换。结果，实现 了对电池寿命的结构上精确的估计。通过监测指示电池老化的电池特性，不存在合并建立 电池的正常使用和正常使用下的电池寿命的电池特定数据的先决条件，所述电池特定数据 可能必须基于电池的实际使用来做修改。即，老化内在地说明了电池的实际使用。由此根 据本专利技术的方法关于电池类型是具有鲁棒性的。在根据本专利技术的优选实施例中，一种随时间单调变化的特性被用作指示电池老化 的电池特性。使用随时间单调变化的特性的益处在于，它允许方法的适当应用以针对指示 电池老化的所述电池特性在一组已知的数据点之外构造新的数据点。因此，在另一个实施例中，电池寿命的估计基于指示电池老化的电池特性的数据 点的外推。通过外推所述电池特性到预定的水平来估计所述电池的寿命，在该预定水平处， 所述电池特性适合为使得达到电池的使用期的终点。外推技术的应用减少了适当监测指示 电池老化的电池特性所需的努力。 在根据本专利技术的优选实施例中，所述指示电池老化的电池特性在电池正在被充电 所处时间点处被监测。结果，避开了对永久监测的需要。在根据本专利技术的另一个实施例中，电池的最大容量被用作指示电池老化的电池特 性。可再充电电池的最大容量被定义为可由该电池通过完全的再充电周期获得的容量。所 述电池的最大容量是由于电池老化而随时间单调减小的特性。在对电池进行充电时，所述 电池的最大容量对于监测是可访问的。在实施例中，所述电池的最大容量是通过针对所述电池正被充电所处的至少两个 连续的时间点测量所述电池的最大容量来量化的。通过将外推技术应用到所述至少两个数 据点，估计所述电池的寿命。在根据本专利技术的另一个优选实施例中，通过确定电池的荷电状态在对电池进行充 电之前和在对电池进行充电之后的差异连同确定在对电池进行充电期间添加到电池的电 荷来测量所述电池的最大容量。所述电池的荷电状态被定义为电池的容量与使用之前电池 的最大容量的比。通过测量该相对量，避开了必须知道电池的初始最大容量。在根据本专利技术的实施例中，通过测量电池的电势来确定电池的荷电状态。在根据 本专利技术的另一个实施例中，通过对流向所述电池的电流进行积分来确定在充电期间添加的 电荷。已经在附接到医学可移植设备的功率管理系统中存在的电路可用于确定这些量。即， 本领域技术人员已知的功率管理系统将其输出电流调整为针对电池存在状态的最优值。为 此目的，它尤其可以监测电池的电势和该电池正被充电的时间。在根据本专利技术的实施例中，电池的荷电状态的衰减速率被用作指示电池老化的电 池特性。所述电池的荷电状态的衰减速率随时间单调减小。通过确定电池的荷电状态的衰 减速率，使得不必测量在充电期间添加到所述电池的电荷。在根据本专利技术的优选实施例中，所述电池的荷电状态从预定的最大水平减小到预 定的最小水平所处的连续的时间点之间的时间间隔被用作指示电池老化的电池特性。后一种特性随时间单调减小。通过测量前述时间间隔，避开了确定所述电池的荷电状态的先决 条件。在根据本专利技术的优选实施例中，所述电池的寿命以时间单位表示。归因于此，使得 能够在时间上精确地安排电池的更换。使用用于更换的方案，阻止了因意外的电池失效引 起的紧急情况的发生。在根据本专利技术的另一个实施例中，显示了所述电池的寿命。基于此，可以实现并更 新用于电池更换的方案。在从属权利要求2-11中，公开了根据本专利技术的方法的有益实施例。参照这组权利 要求，应当注意，本专利技术还涉及如所述权利要求中限定的特征和措施的所有可能的组合。本专利技术的另一个目的是提供一种用于预测可再充电电池的使用期的终点的设备。 该目的是通过如权利要求12中要求保护的根据本专利技术的设备实现的。根据本专利技术的方法和设备使得能够基于精确的时间安排而非基于紧急情况来更 换可再充电电池，特别是更换如在可移植医学设备中使用的那些可再充电电池。本专利技术的 该方面和其他方面根据下文描述的实例而变得清楚并且将参照这些实例来阐明。附图说明本专利技术及其优点将参照附图通过实例而被进一步阐明，在附图中图1示出表示用于基于监测电池的最大容量估计电池的寿命的方法的流程图。图2示意性描绘了作为时间函数的电池的最大容量本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定可再充电电池的使用期的终点的方法，包括对电池进行充电、监测指示电池老化的电池特性以及对电池的寿命做出估计。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：HCF马滕斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]