首页> 中国专利> 带有蓄电池诊断、蓄电池寿命预测的特定类别工业蓄电池优化和修复设备以及人工智能装置

带有蓄电池诊断、蓄电池寿命预测的特定类别工业蓄电池优化和修复设备以及人工智能装置

摘要

本发明涉及一种蓄电池优化和修复设备的改进,该设备利用使调节器电压随时间和放电事件计时及深度的变化而变化的装置为电容器的充电设置一致的功率电平。该设备将电源调节电压作为一阶因子模型化为时间函数。调节电压被模型化为时间函数,以便通过为大电容负载充电来维持始终可接受的充电电流,该大电容负载以类似快速脉冲方式定期放电,其需要与该电容器的放电频率同步的模型化的调节电压。模型化充电是放电之前的初始电容器电压中的放电深度和充电高度的函数以及放电之后的最终电容器电压的函数。

著录项

  • 公开/公告号CN112956064A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-06-11

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 B·E·蔡尔;

    申请/专利号CN201980053295.X

  • 发明设计人 B·E·蔡尔;

    申请日2019-06-14

  • 分类号H01M10/06(20060101);B03C9/00(20060101);H02J7/00(20060101);H03K3/00(20060101);

  • 代理机构50216 重庆为信知识产权代理事务所(普通合伙);

  • 代理人余锦曦;严仕力

  • 地址 美国加利福尼亚州门尼菲沃森路28610

  • 入库时间 2023-06-19 11:21:00

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月19日提交的第62/686,717号的临时申请的权益,其全部内容以引用的方式明确结合在文中。

技术领域

本发明涉及使用人工智能装置对性能增强、性能诊断和蓄电池剩余寿命预测的改进,属于铅酸蓄电池领域。

背景技术

现有技术利用各种方法使用脉宽调制信号生成峰值幅度,但是关注最多的是高频率-低电流输出信号。现有技术没有指出使用AC发电、或DC发电、或受试蓄电池DC发电、或邻近蓄电池DC发电、或太阳能板阵列DC或AC发电、或DC发电车辆-船舶-或其他动力运输工具发电源,为储能设备提供了固定电压电位,然后使用固定在“导通状态”且在“关断状态”下可变的PWM信号将固定电压电位释放到蓄电池中,相应地将改变脉冲的输出频率从而以可变大电流方式对应特定类别蓄电池产生脉冲幅度的最佳范围。

现有技术没有指出使用AC发电、或DC发电、或受试蓄电池DC发电、或邻近蓄电池DC发电、或太阳能板阵列DC或AC发电、或DC发电车辆-船舶-或其他动力运输工具发电源,为储能设备提供了固定电压电位,然后使用在“导通状态”和“关断状态”下可变的PWM信号将固定电压电位释放到蓄电池中,相应地将改变脉冲的输出频率从而以大电流可变方式对应特定类别蓄电池产生脉冲幅度的最佳范围。

现有技术没有指出在任意操作环境中,在施加的源电压电位下,对应任意蓄电池条件发生导通状态与关断状态计时之间的最佳输出关系,当施加的源电压电位被施加给蓄电池时可以与蓄电池内部导电环境产生最佳峰值幅度比例。由于硫化或其他内部因素,所述内部条件是类别中每个蓄电池所特有的,因此,应当理解的是,蓄电池内导致性能损耗的非硫化相关内部因素不会受到流程影响。

所需要的是一种系统,该系统在铅酸蓄电池领域内使用人工智能装置进行性能增强、性能诊断和蓄电池剩余寿命预测。本文献中公开的带有蓄电池诊断、蓄电池寿命预测的特定类别工业蓄电池优化和修复设备以及人工智能装置提供了解决方案。

发明内容

特定类别设备由模拟电子电路或带有计算机处理器和软件装置的数字电子电路组成,模拟电子电路或数字电子电路以重复方式沿着连接至受试蓄电池的导电路径生成、应用、测量及控制施加的脉宽调制信号,从而在受试蓄电池内生成可变输出频率、可变峰值幅度脉冲信号。

以实时增加或降低的方式控制PWM信号峰值幅度,对应于基于蓄电池内阻影响的预定目标值,生成为蓄电池提供期望频率和幅度的频率和峰值电流的信号幅度,这使得对硫酸分子的离子影响最大化。

应用于硫酸盐分子PbSO4的该电离过程使得硫酸根SO4与铅板电离分离与排斥,然后与水再次进行电离重新生成硫酸电解质。

特定类别设备可以由人类操作员手动控制、模拟电路自动控制、计算机处理器、硬件和软件自动控制、或者人工智能装置控制。

特定类别设备可以充当独立设备或者与外部设备,诸如,蓄电池充电器,联合使用。当与外部充电器联合操作时,该设备可以按照蓄电池优化扫描、命令和控制流程采取措施,控制所述外部设备并且自动在蓄电池脱硫模式与充电模式之间交替,从而利用设备中的内部连接装置来控制充电器与蓄电池的连接。交替连接装置在一个应用的流程中既为蓄电池充电又为蓄电池脱硫。

特定类别设备可以选择和处理设备测定的蓄电池指标,从而公式化用于计算蓄电池健康指示指标的蓄电池峰值电压指标,同时在设备仪表化或基于云端的方法上显示所述结果,蓄电池健康指示指标用于进一步计算蓄电池剩余寿命预测。

特定类别设备可以使用双向通信装置将基于蓄电池或设备的指标传输至基于远程的服务器。

电源装置为可选源,以相应方式将电力从电源分配至PWM模块。选择包括,但不限于:1)传统AC电网电源,典型地,包括50Hz或60Hz正弦波信号;2)可从待脱硫的受试蓄电池获得的DC电力;3)与待脱硫的受试蓄电池相邻的蓄电池;4)提供DC信号的太阳能板阵列;5)带有反转AC正弦波功率信号;6)提供DC调节电流为启动或动力操作蓄电池再充电的车辆、船舶或其他动力运输工具;以及6)AC或DC输出气体燃烧发电系统。

设备和流程的变体涉及特定类型中商业考虑的蓄电池尺寸和类型的较窄范围,诸如:额定安培-小时容量、电压、物理尺寸、额定分组、蓄电池应用、蓄电池操作环境、或任意其他分类方法。具体地,将电子生成的、人类操作员、计算机或人工智能装置控制的脉宽调制信号施加至特定类型成员蓄电池以应用蓄电池脱硫或优化流程,从而利用所述流程进行蓄电池性能诊断和蓄电池剩余寿命预测。

本发明还提供一个或多个相应特定设备发电或电力调节装置的特定类别使用,该装置为能量存储装置提供电源,该存储装置的输出为特定类别设备向蓄电池输出脉宽调制的-可变的峰值幅度。特定类别发电或电力调节装置可以包括“蓄电池自发电”临时装置、“相邻蓄电池发电”临时装置、“太阳能板阵列发电”临时装置、“AC电网发电”临时装置、“内燃机发电”临时装置、或车辆-船舶-或动力运输装置、或它们的任意组合。

流程包括带有一体化电子脉冲发生输出装置的“类别设备”,该“类别设备”将该脉冲输出装置应用于特定类别的铅酸蓄电池中的铅酸蓄电池,意欲使所述类别设备在其上操作。所述装置旨在对于具有同类操作、设计、制作、性能和应用特点的同质性类别或分组的蓄电池来说是特定的。“类别流程”旨在最小化“独立”类别设备配置中或用作类别设备时过量的日常或周期性硫化引起的蓄电池内阻抗,所述类别设备与控制装置联合运行,并且提供一体化或外部设备(诸如,蓄电池充电器或蓄电池放电测试器)的控制装置。

本公开构想到,可以使用单个电池构建各自类别中的一些铅酸蓄电池,单个电池通过外部汇流条连接以形成蓄电池期待的标定电压。单个电池中的每一个都可以提供约2伏;因此,12伏动力蓄电池可以包括串联的6个电池,24伏蓄电池可以包括12个电池,并且以此类推。

PWM信号

本公开提供一种脉宽调制信号的用途,通过可变峰值幅度输出将脉宽调制信号电子施加于铅酸蓄电池,该用途按照铅酸蓄电池的极板结构中发现的化学分子PbSO4(硫酸铅)采取措施。该措施以商业上可行的方式再次电离化SO4(硫酸)根,从而使得极板脱硫以修复蓄电池失去的性能,所述SO4(硫酸)根使得分子与铅板电离排斥。

本公开构想到,将特定类别设备的优化和修复装置应用于蓄电池可以提供蓄电池健康指示诊断信息(BHI指标),使用所述诊断指标作为条件工具来确定蓄电池值得继续优化或修复尝试,从而基于“运行或不运行”装置允许设备的条件操作状态,并且根据条件“运行状态”允许继续进行设备操作,因此,在继续应用的流程中,在图形显示器上提供BHIδ表示,示出了蓄电池性能变化程度(如果有的话)。

本公开构想到,在应用的流程顺利完成后,使用蓄电池剩余寿命预测算法中的BHI诊断指标可能会在统计概率范围内预测受试蓄电池的蓄电池剩余寿命。

本公开构想到,设备和流程可以由人类操作员手动控制、计算机硬件和软件装置自动控制、或者“自学”人工智能装置适应的计算机硬件和软件系统自动控制。

本公开构想到,在各种操作环境和应用中,存在对应任意特定类别蓄电池的施加的峰值幅度的最佳范围。最佳输出频率范围中的最佳峰值幅度的应用提供实时测定的最快可能再电离流程以及关于分子再电离的最大性能修复,在电导系数改进中或蓄电池阻抗降低中测定分子再电离。

本公开构想到,模拟或数字电子设备或基于计算机的硬件和算计装置可用于研发电压峰值检测器。电压峰值检测器可用于生成峰值电压蓄电池指标,用作测量施加于蓄电池的PWM信号的幅度的装置。

本公开还可以提供对应特定类型的脉宽调制(PWM)输出频率方差,从而产生从固定或可变电压输出电源施加至蓄电池的可变且可控的峰值幅度。变量可以是对应特定类别蓄电池的固定算法中的PWM信号的导通状态或PWM信号的关断状态方差、或导通状态和关断状态二者结合的方差。变量可以是对应特定类别蓄电池的实时算法中的PWM信号的导通状态或PWM信号的关断状态方差、或导通状态和关断状态二者结合的方差。

设备操作

本公开针对蓄电池脱硫和优化类别设备及流程,蓄电池脱硫和优化类别设备及流程可对“独立”容量起作用,直接连接至设备希望的特定类别尺寸的蓄电池,同时仅将蓄电池脱硫流程应用于蓄电池。

本公开针对一种蓄电池脱硫和优化设备及流程,蓄电池脱硫和优化设备及流程可以与辅助一体化或外部设备(诸如,蓄电池充电器或放电器)联合采取措施,并且控制辅助一体化或外部设备(诸如,蓄电池充电器或放电器)以单点连接方式电气连接至蓄电池。

现有技术不允许对蓄电池或电池指标进行特定类别的实时测量以及基于对所述蓄电池或电池单体指标的分析对充电器对蓄电池导电装置进行基于指标的外部、非蓄电池充电器本机独立控制,从而自动且周期性中断导电装置在蓄电池充电流程(优化)前、中、后应用设备内部生成或外部蓄电池脱硫流程,或者自动且周期性对充电器的充电电流施加时长进行修改(被称为修改和控制蓄电池充电返回因子),或者自动且周期性中断所述导电装置消除或修改充电器应用周期均衡充电电流的时长,或者控制或修改充电器本机充电配置文件。

现有技术不允许特定类别的实时或历史蓄电池或电池单体指标可以单独使用或与其他蓄电池或电池单体指标或其他数据装置联合使用,进行蓄电池或电池单体的实时定性分析。

现有技术未构想到,对应特定类别蓄电池的自动化高峰值幅度、低频率电流硫化消除流程的日常或其他周期性应用,可以减少或消除降低性能的“日常”硫化的积累。所述日常硫化减少可以减少或消除“结晶”硫化的形成,这因此可以减少或消除传统蓄电池硫化消除服务需求,从而允许蓄电池每次充电使用较少电力,使用明显更长需求的充/放电寿命周期(被称为“周期延长或保持”),并且减少或消除“均衡充电”流程。

现有技术未构想到特定类别设备的能力,其中特定类别设备利用受试蓄电池本身小于标定功率容量和电压的功率容量和电压,在大电流下生成高于标定电压输出的电压输出,以影响蓄电池内部硫化的降低,从而修复受试蓄电池性能。

现有技术未构想到特定类别设备的能力,其中特定类别设备利用车辆-船舶-或其他动力运输工具蓄电池充电标定电压输出,在大电流下生成高于标定电压输出的电压输出,以影响蓄电池内部硫化的降低,从而修复损失的蓄电池性能。

现有技术未构想到对应蓄电池充电器对蓄电池连接装置的特定类别设备外部控制的配置,无论什么样的充电器本机充电配置文件需求,都中断连接装置使用外部测量、计算和处理设备控制充电器对蓄电池进行输出;这可以全部或部分基于蓄电池优化流程,并且可以全部或部分基于内部或外部装置收集和处理的特定类别蓄电池或电池单体科学指标。

现有技术未构想到,特定类别蓄电池优化控制设备可以使用模拟电子处理装置或一体化处理器、存储器、计算机软件算法和硬件组合以应用特定校准调整、计划和数据表,来修改设备传感器、换能器和探头的原始蓄电池指标数据输入;利用所述校准的数据测量值,使用一体化或外部脱硫电子脱硫设备或一体化或外部非电子脱硫装置(诸如,将化学添加剂注入到电池单体中),自动控制蓄电池优化流程。

现有技术未构想到,特定类别蓄电池优化控制设备、流程或处理算法,可以集成在蓄电池充电器电路和/或充电器操作配置文件的本机结构修改中,或成为对蓄电池充电器电路和/或充电器操作配置文件的本机结构的修改。该集成可以提供以下协同益处:共用设备结构的通用物理属性,降低设备结构的费用,改进被充电器充电的蓄电池性能,减少充电流程的电气费用,提供当使用蓄电池充电器时减少蓄电池操作的电气费用的装置,提升充电器本机效率,以及修改充电器本机操作配置文件;可以允许充电器导入、处理和利用蓄电池或电池单体指标数据;可以为充电器提供命令和控制外部设备的能力;并且可以为装置提供-实时蓄电池优化和蓄电池性能定量。

定性分析

本公开还可以提供通过自动和可量化确定计算机硬件和软件系统获得及处理的状态使用实时数据来对应特定类别对蓄电池优化或性能修复状态进行实时定性评级(评分),然后在“绝对装置”中与以下数据,进行比对:1)先前脱硫、充电或蓄电池优化流程周期的特定类别蓄电池数据,或2)经历相同脱硫、充电或优化流程的其他同类蓄电池的特定类别历史蓄电池数据库。

本公开还可以提供通过自动和可量化确定计算机硬件和软件系统获得及处理的状态使用实时数据来对应特定类别对蓄电池优化或性能修复状态进行实时定性评级(评分),然后仅使用应用系列的定性测试下测定的蓄电池性能,由人工智能装置启动在“相对装置”中进行比对,人工智能装置自学蓄电池条件并且实时调整电子信号输出算法以最大化蓄电池性能。

本公开还可以提供基于初始定性值、或初始与后续定性值之间的数据定量、或持续实时蓄电池健康指示流程定性评分过程中规范化数据集、人工智能自学装置或它们的任意组合,当将受试蓄电池的蓄电池健康指示流程定性评分指标与蓄电池特定类别标准化值指标进行比对、或在人工智能装置中进行比对时,对应特定类别对蓄电池脱硫、充电或优化流程的实时控制。

本公开构想到,很多设备不具有用于测量、评估或定量蓄电池或电池单体指标的阻抗以及全部或部分基于测定阻抗控制所述脱硫装置的自动特定类别实时方法。本公开可以提供对应所述设备的特定类别的外部测定阻抗扫描、命令和控制装置。

本公开构想到,很多设备不具有用于测量、评估或定量蓄电池电池单体指标的每节电池电压以及全部或部分基于测定的每节电池电压控制所述脱硫装置的自动特定类别实时方法。本公开可以提供对应所述设备的特定类别的外部测定的每节电池电压扫描、命令和控制装置。

本公开构想到,很多设备不具有用于测量、评估或定量蓄电池电压指标以及全部或部分基于测定的蓄电池电压控制所述脱硫装置的自动特定类别实时方法。本公开可以提供对应所述设备的特定类别的外部测定的蓄电池电压扫描、命令和控制装置。

本公开构想到,很多设备不具有用于测量、评估或定量能量存储装置设备(典型地,电容器、结果电容器状态)以及全部或部分基于测定的电容器指标控制所述脱硫、充电或蓄电池优化流程的自动特定类别实时方法。本公开可以提供对应所述设备的特定类别的电容器测定电压扫描、命令和控制装置。

本公开构想到,很多设备不具有用于测量、评估、定量或控制充电器施加至蓄电池的充电返回因子的自动特定类别实时方法,以及全部或部分基于蓄电池或蓄电池电池单体指标的测量值控制蓄电池充电器充电返回因子的装置。本公开可以提供对应所述设备的外部特定类别的充电返回因子扫描、命令和控制装置。

本公开构想到,功率生成的目标高峰值幅度、可变低频率PWM电流对于铅酸蓄电池的应用可以提供一种确定“蓄电池健康指示方法(BHI)”的装置。BHI是当充电器能量被释放到蓄电池中时生成目标峰值安培数所需的存储装置(电容器)电压的测量值,随后,当蓄电池关于施加的PWM信号处于开路、或休眠、或关断状态条件时,将该测量值与蓄电池端电压比对。对生成的数据点进行基于时间的采样是BHI谱分析,当调整“关断状态”频率的谱分析时间采样、或调整“导通状态”频率的谱分析时间采样、或其中的任意组合时,数据集其后被称为BHI谱。

现有技术描述了一种当与基于阻抗的充电或放电诊断信息进行比对时,基于蓄电池开路电压预测蓄电池剩余容量的仪器的用途。US 2008/0180062Al.Okumura指出,可以测量蓄电池的开路电压,施加完全放电电流,计算对应固定时间间隔与蓄电池需要的完全放电率比对的采集到的放电率,然后计算额定放电率与采集的放电率之间的比例。由此产生的比例为基于电流放电的电池剩余寿命预测。Okumura还指出,蓄电池的开路电压可以与先前导电测试的数据表比对,该表显示出开路电压与电流容量之间的对应比例。

本公开构想到,蓄电池剩余寿命预测协议可以包括诊断流程,诊断流程包括:1)蓄电池健康指示谱分析,2)蓄电池健康指示初始化运行或不运行分析,3)变换谱分析的蓄电池健康指示率,4)蓄电池健康指示频率调制谱,5)温度补偿指标因子,以及5)它们的任意组合。

本公开构想到,蓄电池剩余寿命谱分析为软件算法应用,软件算法应用绘制经历PWM脱硫流程的蓄电池的BHI指示采样点,该流程为目标高峰值幅度、低频率电流对时间间隔路径点的固定采样,从而产生带有重复样本的BHI数据集曲线,重复样本可以是几千个,生成用于与同类特定类别蓄电池剩余寿命数据表比对的高分辨率图形比对装置。然后,以相同施加的PWM峰值幅度为标准,将受试蓄电池的测定BHI谱分析曲线与同类蓄电池主谱分析进行比对,从而产生比较用时间路径点处的曲线之间的具体数据设置点比例,然后具体数据设置点比例用于生成所述比较用数据设置点的“加权平均数”,从而与用于确定受试蓄电池的蓄电池剩余寿命不同,生成了比例乘法器。受试蓄电池与主蓄电池之间的δ越大,则受试蓄电池的预期剩余寿命越短。δ越小,则预期剩余寿命越长。BHI谱分析指标可以全部或部分用于确定蓄电池剩余寿命指标。

本公开构想到,初始BHI指示初始化运行或不运行指标可全部或部分用于确定蓄电池的剩余寿命。通过在斜升流程期间稳定流程之后,在初始化流程固定时刻,测量PWM存储装置电容器电压而生成该指标,PWM存储装置电容器电压是生成蓄电池内期望峰值幅度所需要的。因此,引用欧姆定律的蓄电池内阻抗将会利用施加的PWM输出信号在蓄电池内指定所需电容器电压到达预定峰值安培数。在初始固定时刻(诸如,应用流程中20秒)采样获得的该运行或不运行电容器电压指数将会与已知主蓄电池数据表比对。目标值以下的电容器值将会允许对蓄电池继续应用流程,同时蓄电池总标准以上的目标值将会指示出蓄电池中的过高电阻以及提示中断应用于蓄电池的流程的不运行值。BHI运行或不运行指标也可以用于电池剩余寿命预测。

本公开构想到,可以生成变换指标的BHI率,这可用于电池剩余寿命预测。一旦在初始固定时刻参考点中确定电容器电压测定运行指标,随后在初始运行样本外,在特定时刻进行附加电容器电压测量,这可以提供所述值之间的δ比对。比对受试蓄电池δ比较用值与主蓄电池δ比较用值,产生了可以全部或部分用作确定预期蓄电池剩余寿命的装置的比例。在将恒定峰值幅度施加至蓄电池过程中,电容器电压以该比例在恒定固定时间间隔之间减少,该比例指示硫化感应电阻减少的速率。众所周知,在固定时间段内,其他所有因素都保持恒定,以较快速率减少硫化感应电阻且施加相同电流的蓄电池的预期寿命比以较低速率减少硫化感应电阻的蓄电池的预期寿命长。因此,受试蓄电池数据库与主蓄电池数据库之间的电容器值δ越大,则蓄电池的预期寿命越短。受试蓄电池数据库与主蓄电池数据库之间的电容器值δ越小,则蓄电池的预期寿命越长。

本公开构想到,所述频率调整脉宽调制高电流信号可以提供蓄电池健康指示谱指标,蓄电池健康指示谱指标可以用于预测受试蓄电池的电池剩余寿命。线性、非线性或非对称脉冲分组的可变的且对称的施加频率的蓄电池健康指示谱分析可以生成蓄电池健康指示谱指标。变化性可以应用于PWM“导通状态”、“关断状态”或它们的任意组合。该受试蓄电池BHI谱可以与主蓄电池谱比对,在分析过程中补偿环境温度,从而进行蓄电池剩余寿命预测。

本公开构想到,补偿蓄电池或环境温度的频率调整脉宽调制高电流信号可以提供蓄电池健康指示谱指标,蓄电池健康指示谱指标在与主蓄电池比对时可以用于预测受试蓄电池的剩余寿命。线性、非线性或非对称脉冲分组的可变的且对称的施加频率的蓄电池健康指示谱分析可以生成蓄电池健康指示谱指标。该受试蓄电池BHI谱可以与主蓄电池谱比对,从而进行蓄电池剩余寿命预测。

本公开构想到,预测协议软件算法可以包括,当“规范化”由变换谱分析因子的数学电池健康指示率、或数学电池健康指示频率调制谱因子、或数学电池初始运行-不运行分析因子、或电荷指标因子的电容器状态、或数学温度补偿指标因子或其任意组合组成时,人工智能生成的蓄电池健康指示器谱分析数据集曲线规范化,因此,规范化不依赖考虑数据集比对的绝对装置的主数据库比对,而是仅依赖考虑相对比对装置的特定蓄电池实时性能。

本公开构想到,预测协议软件算法可以包括,特定类别蓄电池与设备控制的实时指标之间的固定固件嵌入式比对流程,以及特定类别蓄电池的已知内部设备固件嵌入式数据库,特定类别蓄电池的已知内部设备固件嵌入式数据库利用内部固件嵌入式算法为蓄电池的未来寿命预期的人类操作员提供比对和指示,或者通常被称为蓄电池剩余寿命指示。

本公开构想到,预测协议软件算法可以包括,特定类别蓄电池与设备控制的实时指标之间的固定固件嵌入式比对流程,以及计算机服务器启用式外部数据库,计算机服务器启用式外部数据库可以使用有线或无线双向通信装置访问,允许设备与远程计算机数据库存储服务器通信或“登记通信”,或者允许服务器与设备通信或“登记通信”,其后将从服务器至历史数据库的历史特定类别设备蓄电池指标与实时蓄电池指标比对,并且计算本地设备中的预测蓄电池指标,并且计算实现特定类别设备中预测的可能性,并以人类可读形式在设备上显示产生的信息。应当理解的是,可以启用服务器数据库以在双向通信流程中进行登记通信并且存储永久预测数据库中的附加设备蓄电池指标。

本公开构想到,预测协议软件算法可以包括,特定类别蓄电池与设备控制的实时指标之间的固定固件嵌入式比对流程,以及计算机服务器启用式外部数据库,计算机服务器启用式外部数据库可以使用有线或无线双向通信装置访问,允许服务器与设备通信或“登记通信”,从设备提取实时蓄电池指标数据,将实时指标与服务器托管的历史数据库比对,计算服务器中的预测蓄电池指标,计算实现服务器中预测的可能性,存储永久预测数据库中的近期数据分析,并以人类可读形式将预测和可能性通信回至特定类别设备。

预测协议软件算法可以包括嵌入到特定类别蓄电池的固定固件中的人工智能(A.I.)装置,或远程操作计算机服务器。A.I.装置将会处理特定类别设备采集式实时指标,对应历史数据库进行实时指标的比对分析,自学受试蓄电池性能特定,研发和测试对最大化蓄电池性能应用于设备操作的脱硫参数的实时修改,确定最佳应用流程,将所述流程应用于蓄电池,并且为未来引用的历史数据库记录流程和结果。

本公开构想到,蓄电池优化控制设备也可以选择、处理、存储特定类别蓄电池的蓄电池或电池单体指标数据,并将其传递给其他处理装置,典型地,外部仪器或基于计算机的操作系统,基于计算机的操作系统能够确定单个或多个蓄电池或电池单体指标读取周期。

本公开构想到,一些特定类别蓄电池或电池单体指标可以单独使用或与其他蓄电池或电池单体指标或其他数据装置联合使用,进行蓄电池或电池单体的定性分析。

本公开构想到,与电流测定指标相比,电压测量指标的使用在响应方面更加精确和线性。

通信装置

本公开构想到,特定类别蓄电池优化控制设备也可以使用通信装置选择、处理、存储和传递蓄电池或电池单体指标数据,以将所述数据导出至外部设备(用于独立设备,与蓄电池充电器联合使用,或与辅助设备联合使用),使用基于遥感的、无线、有线、支持因特网的或等效通信装置将蓄电池或电池单体指标数据传递给其他处理装置,诸如,基于计算机的操作或分析设备。

硫化的影响

本公开构想到,特定类别蓄电池中的自动化硫化消除流程的日常或其他周期性应用,可以减少或消除降低性能的“日常”硫化的积累。所述日常硫化减少可以减少或消除“结晶”硫化的形成,这因此可以减少或消除传统蓄电池硫化消除服务需求。

本公开构想到,特定类别蓄电池中的日常硫化减少可以减少或消除降低性能的“结晶”硫化的形成,因此,当与未优化的蓄电池比对时,利用明显更长需求的充/放电寿命周期(被称为“周期延长或保持”),可以减少或消除随着时间的传统蓄电池硫化性能损失,从而使得蓄电池需要较短的充/放电周期来进行相同工作量。

本公开构想到,特定类别蓄电池中的日常硫化减少可以减少或消除降低性能的“结晶”硫化的形成,因此,可以减少或消除随着时间的传统蓄电池硫化性能损失,从而使得蓄电池每次充电都使用较少电力。

本公开构想到,特定类别蓄电池中的日常硫化减少可以减少或消除降低性能的“结晶”硫化的形成,因此,可以减少或消除随着时间的传统蓄电池硫化性能损失,从而减少或消除为蓄电池“均衡充电”的需求。这可能会节约电气及保持周期,从而延长蓄电池的使用寿命。

发电装置

本公开构想到,一些特定类别设备可以采用主AC供电的高频率-功率因子校正-多相反激式开关隔离变压器阵列电源、MFPS,诸如,当前申请人先前获得的美国专利10008873中的设备。

本公开构想到,一些特定类别设备可以采用DC电源适配的高频率-功率因子校正-多相反激式开关隔离变压器阵列电源、MFPS,诸如,当前申请人先前获得的美国专利10008873中的设备。该适配应用主AC型电源的受试蓄电池DC电流源下游,消除了DC整流需求。

功率转换装置也可以是传统开关电源,功率转换装置利用开关调节装置转换并隔离主AC电源以利用低消耗-全开和全关周期方法继续导通或关断AC干线。高频率开关电源最小化全开与全关周期之间的高消耗转换,这将最小化浪费的能量。理想的是,在使用开关装置中,开关电源不消耗电力。

本公开构想到,一些特定类别设备可以采用磁隔离变压器和桥式整流器,用作行业中通常已知的设备发电装置的部件。

本公开构想到,一些特定类别设备可以采用用作设备发电装置的部件的“时间解析的电流调节”(TRCR)电源装置。

本公开构想到,一些特定类别设备可以使用“蓄电池自发电”DC发电装置,诸如,DC-DC转换系统,或脉宽调制反激式充电模式开关装置,然而受试蓄电池本身的DC电源用于生成及应用特定类别脉宽调制、可变幅度、低频率、大输出电流,然后,该电流以高峰值脉冲功率但较低平均能量循环回到受试蓄电池中。受试蓄电池的电压电位必定是大约在标定蓄电池电压的10%与50%之间的最小值。在较短操作持续时间中,与被去除相比,回到蓄电池中的能量较少。

本公开构想到,又一DC电源方法可以是相邻蓄电池发电装置,将又一蓄电池与受试蓄电池相邻放置,然后直接将该蓄电池耦合至特定类别设备,从而用外部蓄电池电压替代受试蓄电池的电压,如先前所讨论的。可以按照尺寸、容量和电压选定相邻蓄电池以通过使用前述流程中的任何一个来提供最接近的期望电容器电压需求,前述流程指的是受试蓄电池对应脱硫需求用作其自身电源的用途。

本公开构想到,又一DC电源方法可以是太阳能板阵列,当不能获得备用电源时,太阳能板阵列利用太阳能直流板输出的功率输出。为储能电容器充电的太阳能板阵列DC功率输出的替代,可以充当为特定类别设备供电的替代装置,太阳能板阵列DC功率输出以低于脱硫目的所需的标定充电电压,联合前述DC输入电源电压放大装置为太阳能蓄电池组正常充电。

本公开构想到,又一AC电源方法可以是太阳能板阵列,当不能获得备用电源时,太阳能板阵列利用太阳能逆变器的功率输出。联合前述DC输入电源电压放大装置为储能电容器充电的AC逆变器输出的替代,可以充当为特定类别设备供电的替代装置。

本公开构想到,又一DC电源方法可以是传统蓄电池充电器,以便当不能获得备用电源时,使用传统蓄电池充电器的功率输出。无论是连接至受试蓄电池,还是作为联合前述DC输入电源电压放大装置的独立式充电器为储能电容器充电,蓄电池充电器DC功率输出的替代都可以充当为特定类别设备供电的替代装置。

本公开构想到,又一DC电源方法和特定类别设备定位可以在自动车、铲车、车辆、船舶、机车或其他工业设备中,自动车、铲车、车辆、船舶、机车或其他工业设备具有“机载”蓄电池再充电装置,诸如,发动机供电整流交流发电机、或发动机供电DC发电机,或者具有,如电动汽车中的,主电源蓄电池组。这些发动机供电源可以将特定类别设备集成在发动机中,以利用发动机蓄电池充电系统的功率输出,或者提供专用辅助发电系统,或者利用电动汽车蓄电池组为特定类别设备供电。发动机或蓄电池组供电设备将会与前述DC输入电源电压放大装置联合使用,来为储能电容器充电。

本发明主题的各种目的、特征、方面和优点将从以下对本发明优选实施例的详细描述以及附图中变得更加明显,附图中相同的附图标记表示相同的部件。

附图说明

图1为利用选项1,一种交流电源装置,的示例性特定类别设备的框图。

图2为利用选项2,一种直流电源装置,的示例性特定类别设备的框图。

图3为AC或DC供电信号单通道电源组设计的框图。

图4为可变输出AC电源信号单通道电源组设计的框图。

图5为固定输出AC电源信号单通道电源组设计的框图。

图6.1、图6.2和图6.3为固定导通状态且增大的可变关断状态的脉宽调制信号的示意图。

图7.1、图7.2和图7.3为可变增大的导通状态且增大的可变关断状态的脉宽调制信号的示意图。

图8.1、图8.2和图8.3为可变减小的导通状态且增大的可变关断状态的脉宽调制信号的示意图。

图9.1和图9.2为与自动优化流程相比,当利用传统蓄电池操作时,硫化导致的性能损失的示意图。

图10为当在蓄电池处使用200毫安默认斜坡电流和100安峰峰值目标在12伏蓄电池上启动优化流程时,斜升流程的数据表。

图11为当保持实时目标蓄电池峰峰值时,斜升/斜降流程的数据表。因为在蓄电池优化过程中应用脱硫技术,所以所述值改变了。

图12为蓄电池自发电设备的框图。

图13.1、图13.2和图13.3示出了蓄电池健康指示系统和蓄电池剩余寿命预测图形表示。

图14.1和图14.2示出了蓄电池硫化和优化的蓄电池与未优化的蓄电池之间的比对的框图。

具体实施方式

将很容易理解到,如在本文附图中通常描述和示出的本发明的部件可能设置和设计为多种不同的配置。因此,以下对图中所表示的本发明的系统和方法的实施例的更详细描述并非旨在限制本发明的范围,而只是本发明的各种实施例的代表。通过参考附图,其中同样的部件全部以同样的数字表示,可以最好的理解本发明示出的实施例。

项目标号及说明

1 AC电源装置 2 AC功率转换

3 储能电容器 4 开关装置B

5 二极管 6 可选内部或外部设备

7 蓄电池 8 电流互感器

9 控制装置 10 处理器

11 安全系统 12 传感器和换能器

13 通信装置 14 DC电力总线

15 DC开关装置A 16 输出开关装置B

17 继电器 18 AC电力总线

21 蓄电池-太阳能汽车-发电机 DC电源装置

22 DC功率转换 23 AC开关装置

24 整流器 26 地电位

31 导通状态 32 关断状态

33 施加的峰值脉冲 34 关断状态

35 施加的峰值脉冲 36 关断状态

37 施加的峰值脉冲 38 关断状态

39 施加的峰值脉冲 41 导电路径

42 路径 43 DC转换系统

44 返回路径地电位 45 导电路径

47 返回路径 49 导电路径

50 比较器和控制 53 开关装置

54 导电路径 56 导电路径

57 分流器 58 导电路径

59 导电路径 60 导电路径

62 外部双向通信

63 导电路径 71 窄线

72 宽线 73-82、85-88 电压

89 上阈限

根据本文献,“脱硫装置”被称为在不具有充电装置的情况下为蓄电池脱硫的独立设备,或仅提供在商业上被视为“传统充电装置”的充电器。

在下列特定类别设备系统描述中,存在两个元件,第一个是电源和导电路径装置,用于供电并将电流从设备传递至受试蓄电池,并且第二个是脉宽调制发生和控制系统(PWM模块)。

本公开针对一种蓄电池脱硫和优化设备及流程,蓄电池脱硫和优化设备及流程可以与辅助一体化或外部设备(诸如,蓄电池充电器或放电器)联合采取措施,并且控制辅助一体化或外部设备(诸如,蓄电池充电器或放电器)以单点连接方式电气连接至蓄电池。在该配置中,在蓄电池可选地连接至“单点蓄电池端点”的同时,类别设备利用分立“入口端口连接件”电气连接至一体化或外部设备。其后,以蓄电池优化模式利用特定类别设备,通过人类操作员手动控制、模拟电子处理装置或计算机控制流程自动控制、或人工智能装置自动控制一体化或外部设备之间的电气连接。特定类别设备可以提供开关和控制流程,开关和控制流程包括蓄电池与独立一体化或外部设备之间的独立连接或断开,被称为独立排序。特定类别设备可以使多于一个独立排序的设备与单点连接的蓄电池之间的电气连接,被称为设备的自动排序或仅仅是自动排序。

在一详细的实施例中,将脱硫设备连接至蓄电池的操作可以包括脱硫设备与蓄电池的独立电池或蓄电池的端子之间的电气连接导线,其中,端子电气连接蓄电池的若干电池。

可以通过测量蓄电池的实时阻抗、蓄电池健康指示算法、电压下降测试、峰值电压比对指标、能量存储装置电容器电压指标、BHI指示初始化运行或不运行测试、BHI谱分析测试、变换谱分析的蓄电池健康指示率、蓄电池健康指示频率调制谱、温度补偿指标因子、蓄电池电池单体比重的实时测量值或它们的任意组合;以及/或者使用安装蓄电池的设备提供的特定类别实证历史指标数据或特定类别独立蓄电池识别和相关联的数据库中提供的历史蓄电池指标数据;或者仅依靠基于相对比对装置的特定蓄电池实时性能来确定应用流程前或应用流程已完成的蓄电池硫化程度。

在一详细的实施例中,脱硫设备可以包括实时峰值安培数指示器,提供提供给蓄电池的峰值安培数的指示;平均安培数指示器,提供提供给蓄电池的安培数均方根值的实时指示;以及阻抗指示器,提供蓄电池阻抗的实时指示,其中,可以部分地通过确定蓄电池提供的峰值安培数与提供给蓄电池的安培数均方根值之间差值确定阻抗,脱硫设备可以是蓄电池健康指示器的一个部件。

在一详细的实施例中,脱硫设备可以包括实时峰值安培数指示器,提供提供给蓄电池的峰值安培数;以及PWM信号穿过蓄电池的导电路径后的峰值安培数,脱硫设备可以是蓄电池健康指示器的一个部件。

在一详细的实施例中,脱硫设备可以包括实时峰值电压指示器,提供提供给蓄电池的峰值电压的指示;以及PWM信号穿过蓄电池的导电路径后的峰值电压,脱硫设备可以是蓄电池健康指示器的一个部件。

在一详细的实施例中,脱硫设备可以包括实时能量存储装置电容器峰值电压指示器,提供能量存储装置用于生成蓄电池中给期望峰值脉冲所需的峰值电压的指示,脱硫设备可以是蓄电池健康指示器的一个部件。

在一详细的实施例中,特定类别控制和处理电子电路可以包含电子电路以及读取原始蓄电池/电池指标数据、处理蓄电池/电池指标数据、利用算计校准装置修改原始数据、存储数据并且向外部仪器或计算机操作系统导入或导出数据或数据命令的处理能力。

在一详细的实施例中,特定类别设备外部换能器元件能够单独使用或与其他外部换能器联合使用,带有在独立蓄电池或蓄电池电池阵列的很多不同组合和排列中定位或对齐的配置。设计为识别组合的蓄电池或电池阵列随机定向的不同软件校准算法识别,或者设计为识别排列的蓄电池或电池阵列的特定绝对电池方向性的软件校准算法识别不同的组合和排列。

在一详细的实施例中,特定类别设备外部设备换能器可以提供装置用以采集、处理、存储和传递各种不同类型的蓄电池或电池阵列物理配置的单个或多个原始数据指标的装置。设备允许仅使用一个劳动力安装行为来获得很多精确电子重复的数据样本。优化设备将会通过初始单个测量劳动力行为提供仅一个样本或者,如果需要的话,接近无穷数量的样本。

在一详细的实施例中,特定类别设备外部设备换能器可以提供计算机处理和存储装置以及软件校准和比对装置。这允许采集包括蓄电池阵列的独立蓄电池或多个独立蓄电池的单个、多个或比较用原始蓄电池数据指标;或者采集包括蓄电池单体阵列的独立蓄电池单体或多个独立蓄电池单体的单个、多个或比较用原始蓄电池单体数据指标。

特定类别设备提供装置,用于依据设备的可变配置感测到的蓄电池配置类型,自动应用独立和不同的软件校准计划。

特定类别设备提供导电装置,用于利用静态非柔性导电装置、无线传输装置或柔性装置(诸如,电线)将探针和/或换能器之间的电气信号从独立蓄电池或蓄电池单体双向传递至测量和处理装置。

示例性实施例可以包括使用本机或内部蓄电池脱硫或优化设备的控制装置,本机或内部蓄电池脱硫或优化设备包括单个或若干电容性放电通道,可用控制板选择性激活电容性放电通道来为铅酸蓄电池提供脉波调制脱硫电流。一些示例性实施例可以提供脱硫电流,脱硫电流包含大约重复相等的0.75ms导通脉冲,随后是可变关断期间,这改变了施加的输出频率,从而生成了输出信号的可变峰值幅度;输出信号的可变峰值幅度可以由操作员确定的、人类操作员或计算机和软件控制的可调整的约0-350安培的峰值安培数施加给蓄电池。当该“导通状态”值是示例性的时,无论是否处于“平衡或谐波导通状态模式”,导通状态的范围可以在0ms与2ms之间变化,而关断状态随后由蓄电池脱硫所需的产生的高峰值幅度所确定。

在一方面,脱硫蓄电池的方法可以包括将特定类别脱硫设备连接至蓄电池;使用脱硫设备将电子脉冲施加至蓄电池,其中,脉冲包含可变或谐波重复图案,其包括范围在0.1MS与3MS之间的可变导通脉冲,随后是范围在0.1MS与20MS之间的可变关断脉冲,从而生成施加给蓄电池的测定的可控高峰值幅度。

在一详细的实施例中,设备可以提供谐波/振荡脱硫电流,其包含由两个或更多脉冲分组组成的重复交替模式。“可变或谐波”导通脉冲在从约0.1ms至01.5ms的每个连续脉冲上可以是不同的,并且可变或谐波关断期间在从约0.1ms至20ms的每个连续脉冲上可以是不同的。

在一详细的实施例中,使用脱硫设备将电脉冲施加给蓄电池的操作,可以包括施加具有约20-30安培的峰值安培数的导通脉冲。在一详细的实施例中,使用脱硫设备将电脉冲施加给蓄电池的操作,可以包括施加具有约40-60安培的峰值安培数的导通脉冲。在一详细的实施例中,使用脱硫设备将电脉冲施加给蓄电池的操作,可以包括施加具有约40-130安培的峰值安培数的导通脉冲。在一详细的实施例中,使用脱硫设备将电脉冲施加给蓄电池的操作,可以包括施加具有约130-350安培的峰值安培数的导通脉冲。

在一详细的实施例中,使用脱硫设备将电脉冲施加给蓄电池的操作,可以包括选择性重复激活在交流或直流电源与蓄电池之间电气连接的若干通道电源组模块,以及当激活后,单个通道电源组模块可以为蓄电池提供一个导通脉冲。在一详细的实施例中,若干通道电源组模块可以包括第一通道电源组模块和第二通道电源组模块,以及使用脱硫设备将电脉冲施加给蓄电池的操作,可以包括交替激活第一通道电源组模块和第二通道电源组模块。

在一详细的实施例中,单个通道电源组模块可以包括连接至固定电压输出电压互感器的交流电源,电气耦合至互感器电源装置“A”的输出的整流器,电气耦合至电容器的开关设备“B”以及电气耦合至开关设备B的二极管,固定电压输出电压互感器的输出值大约高于受试蓄电池标定电压的100%,二极管电气连接至蓄电池;以及使用脱硫设备将电脉冲施加给蓄电池的操作,可以包括交流电源提供的交流电,利用整流器对交流电进行整流以生成直流,借助大于标定蓄电池充电电压的恒定电压电位,利用直流为电容器充电,以及通过选择性允许数字软件和硬件装置控制的开关设备A进行导电的方式将电容器放电至蓄电池。

在一详细的实施例中,单个通道电源组模块可以包括连接至反激式转换模块或DC-DC转换模块的蓄电池自发电装置或相邻蓄电池发电装置直流电源、连接至开关装置“A”、将开关装置“A”电气连接至蓄电池发电装置输出的电容器、电气耦合至电容器的开关设备“B”以及电气耦合至开关设备B的二极管,反激式转换模块或DC-DC转换模块的输出值大约高于受试蓄电池标定电压的100%,二极管电气连接至蓄电池;以及使用脱硫设备将电脉冲施加给蓄电池的操作,可以包括两个蓄电池发电电流源中的一个提供的直流电,利用整流器对交流电源提供的交流电进行整流以生成直流,借助大于标定蓄电池充电电压的恒定电压电位,利用直流为电容器充电,以及通过选择性允许数字软件和硬件装置控制的开关设备B进行导电的方式将电容器放电至蓄电池。

在一详细的实施例中,单个通道电源组模块可以包括连接至太阳能板阵列发电装置的交流电源、电气连接至电容器的反激式转换模块或DC-DC转换模块的开关装置“A”、电气耦合至电容器的开关设备“B”以及电气耦合至开关设备B的二极管,太阳能板阵列发电装置的输出值大约高于受试蓄电池标定电压的100%,二极管电气连接至蓄电池;以及使用脱硫设备将电脉冲施加给蓄电池的操作,可以包括太阳能板阵列发生的直流电;借助大于标定蓄电池充电电压的恒定电压电位,利用直流为电容器充电,以及通过选择性允许数字软件和硬件装置控制的开关设备B进行导电的方式将电容器放电至蓄电池。

在一详细的实施例中,选择性允许通过开关设备A进行导电为电容器充电的操作可以包括由数字软件和硬件装置使用主控板确定开关模块应当允许导电,包括确定若干安全条件被满足并且可以至少部分基于从频率发生器接收的脉冲信号;以及通过数字软件和硬件装置主控板向开关设备A发信号允许导电。

在一详细的实施例中,固定电压AC电网输出电源、蓄电池自发电电源、相邻蓄电池电源或太阳能板阵列发电电源、或内燃机发电电源、或车辆-船舶-或动力运输安装的电源电流源可以包括数字软件和硬件控制的、电容器充电的开关模具,用于启用固定电压交流输出源或蓄电池发电DC输出电流源;以及方法可以包括调整电容器开关设备的导通状态和关断状态以获得脉冲的期望峰值安培数。

在一详细的实施例中,固定电压AC电网输出电源、蓄电池自发电电源、相邻蓄电池电源或太阳能板阵列发电电源可以包括数字软件和硬件控制的、电容器充电的开关模具,用于启用可变安培数电流源;以及方法可以包括调整电容器开关设备的导通状态和关断状态以获得电容器的期望峰值电压。

在一方面,蓄电池脱硫设备可以包括交流电源;输出导体,配置为电气连接至蓄电池;单个或若干通道电源组模块,电气插入到交流电源和输出导体,每个通道电源组模块都包括电气连接至交流电源的整流器、电气连接至整流器的电容器、电气连接至放电开关“B”的输出的电容器和电气连接至开关模块的输出的二极管;以及主控板,操作地控制开关设备中的每一个的导电状态。主控板可以配置为控制开关设备的导电状态以向蓄电池提供脉冲直流输出。

在一方面,蓄电池脱硫设备可以包括直流电源;输出导体,配置用于电气连接至蓄电池;单个或若干通道电源组模块,电气插入到交流电源和输出导体,每个通道电源组模块都包括至直流电源的直接电气连接、电气连接至充电开关装置“A”的输出的电容器、电气连接至放电开关“B”的输出的电容器、整流器、电气连接至电容器的充电开关设备B和电气连接至开关模块的输出的二极管;以及主控板,操作地控制开关设备中的每一个的导电状态。主控板可以配置为控制开关设备的导电状态以向蓄电池提供脉冲直流输出。

在一详细的实施例中,交流或直流电源可以是固定或可变电压或固定或可变电流交流或直流电源,并且固定电压交流或直流电源输出的电压或安培数可以由软件和硬件装置控制板驱动的充电模块生成和调整。关于除了固定电压AC电压输出外的全部电源模块,充电模块被主控板命令,允许充电器电流上升,直至充电电压到达目标值。然后,充电模块闭合,同时电容器存储装置中包含充电电压,直至放电开关闭合,同时将存储的电流放电至蓄电池中。

关于固定电压AC电压输出,充电模块是DC整流的且直接连接的电容器,该电容器试图将电容器标定电压保持在固定电压电源的相同电源电位输出,而不需要电容器充电开关装置。然后,充电模块使用“时间解析的电流调节”(TRCR)电源装置在电容器存储装置中保持充电电流,直至放电开关闭合,同时将存储的电流放电至蓄电池中。

本公开构想到,一些特定类别设备可以采用主AC供电配置或受试蓄电池DC供电配置的高频率-功率因子校正-多相反激式开关隔离变压器阵列电源。

功率转换装置也可以是传统开关电源,功率转换装置利用开关调节装置转换并隔离主AC电源以利用低消耗-全开和全关周期方法继续导通或关断AC干线。高频率开关电源最小化全开与全关周期之间的高消耗转换,这将最小化浪费的能量。理想的是,在使用开关装置中,开关电源不消耗电力。

本公开构想到,一些特定类别设备可以采用磁隔离变压器和桥式整流器,用作设备发电装置的部件。

“时间解析的电流调节”(TRCR)电源装置通过脉宽调制开关设备为蓄电池提供能量。该开关设备将能量从电容器激发至蓄电池中。调制PWM导通和关断状态持续时间(频率)增加或减少了电容器中存储的能量,这以基于时间的方式调节通过电容器的能量流。输出频率的调制还增加或减少了施加给蓄电池的峰值幅度。

导致提供给能量存储装置充电(电容器)的能量输出下降的TRCR配置的有意低于标准大小,这放慢电容器可以再充电的速率。这导致电容器需要更长时间将蓄电池充电至目标电源和相应的更低能量流,这可以被称为“时间解析的电流调节”电源装置。

放慢激发频率将会增加施加给蓄电池的峰值幅度。增加激发频率将会减少峰值幅度。因此,对应每个特定类别设备,存在通过“时间解析的电流调节”电源装置提供的最佳频率激发率和相应的能量限制装置。

一个DC电源方法可以使用DC-DC转换系统,DC-DC转换系统以持续速率和标定量的能量缓慢画图,通过将标定量的能量充电至更高电源电位而将标定量的能量保存在电容器中;当标定量的能量激发至蓄电池中时,将会施加需要的峰值幅度脉冲以使蓄电池脱硫。在循环的“电容器相的充电”过程中,使用单点蓄电池电缆将受试蓄电池连接至DC-DC转换模块,从而允许储能电容器被充电至期望电压电平。一旦获得该期望电压电平,受试蓄电池与DC转换系统之间的连接装置被中断,并且放电或激发侧开关装置经由相同的单点蓄电池连接电缆反转能量流方向从电容器至受试蓄电池,单点蓄电池连接电缆用于充电循环。尽管能量返回至受试蓄电池,但是能量返回至高出很多的峰值脉冲功率。从受试蓄电池缓慢提取的能量以带有高脉冲功率的极短脉冲形式返回至受试蓄电池。以这种方式,返回至受试蓄电池的能量等于或小于从受试蓄电池原始提取的能量。

因此,在电容器充电循环期间,标定能量从蓄电池流向DC转换电路并且积累在储能电容器中。在电容器充电循环期间,以PWM调节方式,使用输出开关装置将存储在电容器中的积累的能量支出,从而沿着与充电模式装置相反的方向,使用连接至蓄电池的相同电缆,从储能电容器向蓄电池提供脉冲功率的期望峰值幅度。

又一DC电源方法可以将脉宽调制反激式充电模式开关装置放置蓄电池与特定类别设备能量存储装置(电容器)之间。

在电容器充电循环期间,打开和闭合PWM开关,从而生成比标定反激式脉冲高的反激式脉冲,标定反激式脉冲的电位使得电流流动至电容器中。该反激式脉冲生成更高电压电位电荷以积累在充电器中,从而提升充电器的电压电位。

在电容器充电循环期间,以调节方式,使用输出开关装置将存储在电容器中的积累的能量支出,从而沿着与充电模式装置相对的相反方向,使用连接至蓄电池的相同导电电缆,从储能电容器向蓄电池提供脉冲功率的期望峰值幅度。

该流程起始至在给定时间段内从蓄电池提取受试蓄电池施加的标定能量包,并且将能量包积累在电容器中。当电容器能量达到预设充电阈值时,放电脉冲使得所述积累的能量被激发回至蓄电池中,从而施加所需峰值幅度脉冲以使蓄电池脱硫。在循环的“电容器相的充电”过程中,使用单点蓄电池电缆将受试蓄电池连接至脉宽调制的反激式开关装置模块,从而允许储能电容器被充电至期望能量等级。一旦获得该能量等级,受试蓄电池与PWM反激式开关装置之间的连接装置被中断,并且放电或激发侧开关装置经由相同的单点蓄电池连接电缆反转能量流方向从电容器至受试蓄电池,单点蓄电池连接电缆用于充电循环。

因此,在电容器充电循环期间,标定能量从蓄电池流向PWM反激式开关装置并且向前积累在储能电容器中。在电容器放电循环期间,以PWM调节方式,使用输出开关装置将存储在电容器中的现在积累的能量支出,从而沿着与充电模式装置相反的方向,使用连接至蓄电池的相同导电电缆,从储能电容器向蓄电池提供能量的期望峰值幅度。

在一双通道详细实施例中,主控板可以配置为控制开关设备的导电状态以基于同步的且重复的模式向蓄电池提供脉冲直流输出。应用的模式可以包括每两个脉冲一组的分组,第一对脉冲被认为是第一脉冲分组,并且第二对被认为是第二脉冲分组。

在一双通道详细实施例中,主控板可以配置为控制开关设备的导电状态以基于非对称模式向蓄电池提供脉冲直流输出。应用的模式可以包括每两个脉冲一组的分组,第一对脉冲被认为是第一脉冲分组,并且第二对被认为是第二脉冲分组。该对中的每个单个脉冲关于彼此可以是对称或非对称的,或者单个或可变脉冲频率可以在未“成对分组”的情况下生成。当使用时,成对分组或单个同步或非同步模式是仅通过电源装置的电流或电压存储容量限制的模式和幅度。

在一单通道详细实施例中,主控板可以配置为控制开关设备的导电状态以向蓄电池提供脉冲直流输出,主控板包括重复图案,重复图案包含可变“关断”期间插入的大约0.75ms导通脉冲。当这些参数被认为是示例性的时,其目的是操作循环的范围可以在大约0.1ms至20ms关断期间插入的0.1ms与2.0ms导通脉冲。

在一双通道系统的详细的实施例中,主控板可以配置为控制与第一通道电源组模块和第二通道电源组模块交替关联的开关设备的导电状态,从而使得第一通道电源组模块和第二通道电源组模块中的每一个都输出重复图案,重复图案包括约0.1-1.5ms导通脉冲,随后是约0.1-20ms关断期间,并且第一通道电源组模块和第二通道电源组模块共同为蓄电池提供电源装置确定的重复图案。

在一详细的实施例中,特定类别控制和处理电子电路可以包含电子电路以及读取原始蓄电池/电池指标数据、处理蓄电池/电池指标数据、利用算计校准装置修改原始数据、存储数据并且向外部仪器或计算机操作系统导入或导出数据或数据命令的处理能力。

PWM模块包含电子电路和软件,软件可以设计为扫描独立蓄电池或蓄电池单体指标,在独立脱离模式装置中或与内部或外部设备联合操作该设备,控制操作充电器至蓄电池互联装置,控制任何可选内部或外部设备至蓄电池互联装置,允许操作员人工操作设备或者研发基于计算机的命令,并且人工或自动控制充电器或辅助设备,基于计算机的命令对应蓄电池自动操作蓄电池修复或优化流程,充电器或辅助设备将研发的流程应用于蓄电池。PWM模块包含内部脱硫装置,诸如,单或双通道电源组系统,以及内部通信装置,诸如,有线或无线双向通信装置,内部通信装置将数据传入与传出特定类别设备。PWM模块也可以提供操作员与外部或内部设备(诸如,小键盘、开关、LED指示灯、声音警报器、触摸屏显示监视器、计算机界面连接件、用于外部设备的电缆连接件、用于蓄电池的电缆连接件、用于蓄电池充电器集成的电缆连接件、热和电气电路保护设备和其他输入-输出需求)之间的输入和输出装置。

图1示出了采用选项1,AC转换系统,和互联设备的特定类别设备的框图。AC源系统包括AC电源装置1,AC电源装置1电气连接至合适的功率转换装置2以将AC电流转换为比受试蓄电池标定电压和DC电流高的电压和DC电流,功率转换装置2电气连接至DC电流存储装置3,典型地,可商购获得的电容器,DC电流存储装置电气连接至PWM调制的输出开关装置4,PWM调制的输出开关装置4电气连接至用作保护装置的反向电流二极管5,反向电流二极管5可以电气连接至可选外部或内部可控设备6,可选外部或内部可控设备6电气连接至受试蓄电池7,受试蓄电池7电气连接至可商购获得的电流互感器,诸如,分流器或霍尔效应传感器。

图1还示出了PWM模块的扫描、命令和控制装置9,扫描、命令和控制装置9电气连接至电流互感器8并且自电流互感器8接收信息。控制装置9可以电气连接至可用的传感器和换能器12。控制装置9电气连接至处理器10并应用处理器10的正控制,处理器10的输出电气连接至安全系统11,安全系统11的输出电气连接至开关装置4。在已超出预定安全相关参数或条件的事件期间,安全系统11可以中断处理器10与开关装置4之间的电气连接,其中,安全系统11可以为控制装置9提供信号。控制装置9也可以被外部非本机充电或操作控制装置13控制,或者提供装置以支持双向通信装置13,诸如,有线或无线装置,以经由支持因特网的协议、基于遥测的协议、WIFI协议或其他数据通信装置,实时双向传递蓄电池数据或蓄电池指标数据、远程设备命令和控制信息。

图2示出了采用选项2,DC转换系统,和互联设备的特定类别设备的框图。DC源系统包括DC电源装置21,AC电源装置21电气连接至合适的功率转换装置22以将DC电压转换为比受试蓄电池标定电压和DC电流高的电压和DC电流,功率转换装置22电气连接至DC电流存储装置3,典型地,可商购获得的电容器,DC电流存储装置电气连接至PWM调制的输出开关装置4,PWM调制的输出开关装置4电气连接至用作保护装置的反向电流二极管5,反向电流二极管5可以电气连接至可选外部或内部可控设备6,可选外部或内部可控设备6电气连接至受试蓄电池7,受试蓄电池7电气连接至可商购获得的电流互感器,诸如,分流器或霍尔效应传感器。开关装置4可以被安全装置11控制,安全装置11自处理器10接收控制信号,处理器10继而被控制装置9控制。

图2还示出了PWM模块的扫描、命令和控制装置9,扫描、命令和控制装置9电气连接至电流互感器8并且自电流互感器8接收信息。控制装置9可以电气连接至可用的传感器和换能器12。控制装置9电气连接至处理器10并应用处理器10的正控制,处理器10的输出电气连接至安全系统11,安全系统11的输出电气连接至开关装置4。在已超出预定安全相关参数或条件的事件期间,安全系统11可以中断处理器10与开关装置4之间的电气连接,其中,安全系统11可以为控制装置9提供信号。控制装置9也可以被外部非本机充电或操作控制装置13控制,或者提供装置以支持双向通信装置13,诸如,有线或无线装置,以经由支持因特网的协议、基于遥测的协议、WIFI_33协议或其他数据通信装置,实时双向传递蓄电池数据或蓄电池指标数据、远程设备命令和控制信息。

图3示出了固定DC输出电源电力总线14,固定DC输出电源电力总线14连接至DC开关装置A 15,DC开关装置A 15连接至储能电容器3,储能电容器3连接至输出开关装置B16,输出开关装置B16向反向电流二极管5提供输出电流,反向电流二极管5允许输出电流流向可选继电器17,可选继电器17的输出连接至蓄电池7。充电器中断模块(CIM)是可选的,并且被处理器10的控制装置人工或自动控制,处理器10继而被控制装置9控制。外部或内部设备8也可以控制继电器17。控制装置9也可以接收来自内部或外部换能器的输入,内部或外部换能器内部或外部换能器为处理器10提供蓄电池或环境数据指标。

图3示出了,如果控制装置9提供了命令以开始优化流程,则控制装置9通过打开充电器8与蓄电池7之间的电路来中断充电器与蓄电池连接装置之间的连接。在缺乏命令来优化蓄电池的情况下,控制装置9提供充电器8与蓄电池7之间的非中断连接装置。

图3示出了,由于蓄电池优化脱硫循环起始自测定的蓄电池电压下的蓄电池7,充电器3为0伏,并且开关15打开从而防止来自ISO或HFISO电源的交流电源为充电器充电。使用DC受试蓄电池电源,开关装置15为充电器3充电。使用“时间解析的电流调节”(TRCR)电源,不存在开关15,但是恒定电压电位DC输出电流直接连接至充电器3。当控制装置14提供蓄电池优化命令,并且充电器被充电至期望电位时,开关4被打开,从而将充电器放电至蓄电池中。分流器为控制装置14提供峰值电流和峰值电压蓄电池指标。

图3示出了,关于AC电压选择或DC反激式或DC-DC转换系统,控制装置14调制充电器的充电,以生成施加给蓄电池的峰值放电电流的方差。关于“时间解析的电流调节”(TRCR)电源,DC恒定电压电位直接耦合至电容器,并且当开关装置16打开时,开关装置16向蓄电池中释放完全能量流。然后,控制装置9调整输出信号的“关断”状态,以增加或减少产生的施加的峰值电流。

图4示出了可变AC输出电源电力总线18,可变AC输出电源电力总线18连接至AC开关装置A 23,AC开关装置A23连接至整流器24,整流器24连接至储能电容器3,储能电容器3连接至输出开关装置B16,输出开关装置B16向反向电流二极管5提供输出电流,反向电流二极管5允许输出电流流向可选继电器17,可选继电器17的输出连接至蓄电池7。可选继电器17被处理器10的控制装置人工或自动控制,处理器10继而被控制装置9控制。外部或内部设备8也可以控制继电器17。控制装置9也可以接收来自内部或外部换能器的输入,内部或外部换能器内部或外部换能器为处理器10提供蓄电池或环境数据指标。

图5示出了固定AC输出电源电力总线18,固定AC输出电源电力总线18连接至整流器24,整流器24连接至储能电容器3,储能电容器3连接至输出开关装置B项目16,输出开关装置B项目16向反向电流二极管5提供输出电流,反向电流二极管5允许输出电流流向可选继电器17,可选继电器17的输出连接至蓄电池7。可选继电器17被处理器10的控制装置人工或自动控制,处理器10继而被控制装置9控制。外部或内部设备8也可以控制继电器17。控制装置9也可以接收来自内部或外部换能器的输入,内部或外部换能器内部或外部换能器为处理器10提供蓄电池或环境数据指标。

图6-1示出了大约.75ms的脉冲“导通”状态31与大约.75ms的脉冲“关断”状态32之间的平衡状态下的PWM信号。该图比对垂直轴上的电流峰值安培数以及水平轴上的时间。示例性装置输出示出了,当“导通”状态31被“关断”状态32的相对较短持续时间分离时,产生的施加的峰值脉冲33相对较低,例如,25峰值安培数。

图6-2示出了带有.75ms“导通”状态的PWM信号,以及与图6-1比对时增加的“关断”状态持续时间。示例性装置输出示出了,当“导通”状态31被“关断”状态34的相对较长持续时间分离时,产生的施加的峰值脉冲35相对较高,例如,75峰值安培数。

图6-3示出了带有.75ms“导通”状态的PWM信号,以及与图6-2比对时增加的“关断”状态持续时间。示例性装置输出示出了,当“导通”状态31被“关断”状态36的相对较长持续时间分离时,产生的施加的峰值脉冲37相对较高,例如,140峰值安培数。

图7-1示出了大约.75ms的脉冲“导通”状态31与大约.75ms的脉冲“关断”状态32之间的平衡状态下的PWM信号。该图比对垂直轴上的电流峰值安培数以及水平轴上的时间。示例性装置输出示出了,当“导通”状态31被“关断”状态32的相对较短持续时间分离时,产生的施加的峰值脉冲33相对较低,例如,25峰值安培数。

图7-2示出了带有大约.95ms的增加的“导通”状态的PWM信号,以及与图7-1比对时大约1.25ms的增加的“关断”状态。示例性装置输出示出了,当增加的“导通”状态34被“关断”状态35的相对较长持续时间分离时,产生的施加的峰值脉冲36相对较高,例如,50峰值安培数。

图7-3示出了带有大约1.1ms的增加的“导通”状态的PWM信号,以及与图7-2比对时大约1.5ms的增加的“关断”状态。示例性装置输出示出了,当增加的“导通”状态37被“关断”状态38的相对较长持续时间分离时,产生的施加的峰值脉冲39相对较高,例如,100峰值安培数。带有可变的“关断”状态的增加的可变的“导通”状态最好可以在期望更低峰值和更长放电能量持续时间时使用,例如,当与图6.3中的峰值脉冲比对时。

图8-1示出了大约.75ms的脉冲“导通”状态31与大约.75ms的脉冲“关断”状态32之间的平衡状态下的PWM信号。该图比对垂直轴上的电流峰值安培数以及水平轴上的时间。示例性装置输出示出了,当“导通”状态1被“关断”状态32的相对较短持续时间分离时,产生的施加的峰值脉冲33相对较低,例如,25峰值安培数。

图8-2示出了带有大约.5ms的减少的“导通”状态的PWM信号,以及与图8-1比对时大约1.25ms的增加的“关断”状态。示例性装置输出示出了,当减少的“导通”状态34被“关断”状态5的相对较长持续时间分离时,产生的施加的峰值脉冲36相对较高,例如,75峰值安培数。

图8-3示出了带有大约.25ms的减少的“导通”状态的PWM信号,以及与图8-2比对时大约1.5ms的增加的“关断”状态。示例性装置输出示出了,当减少的“导通”状态37被“关断”状态38的相对较长持续时间分离时,产生的施加的峰值脉冲39相对较高,例如,140峰值安培数。带有可变的“关断”状态的减少的可变的“导通”状态最好可以在期望更高峰值和更短电能量持续时间时使用,例如,当与图6.3中的峰值脉冲比对时。当设备电源电流输出被限制时,低能量放电是有益的。

图9-1示出了未优化蓄电池的运行时间损失。由于未优化蓄电池(图6A)的阻抗增加,以每次充电使用的小时来表示相对应的运行时间损失。蓄电池从低阻抗和5小时运行时间开始运行年度循环,因为蓄电池阻抗增加,这导致蓄电池运行时间相对应地减少直至约第12个月,当蓄电池具有50%的容量时,蓄电池需要在第一个月操作。

图9-2示出了优化的蓄电池的运行时间损失。由于优化的蓄电池的阻抗略有增加,以每次充电使用的小时来表示相对应的运行时间轻微损失。蓄电池从低阻抗和5小时运行时间开始运行年度循环,之后在日常或其他缩短的定期基础上对蓄电池进行脱硫;最小程度增加蓄电池阻抗,从而使得蓄电池运行时间在12个月内最小程度得缩短。

图10示出了对应电容器通过蓄电池传递100安培峰峰目标值的蓄电池健康指示器初始诊断信息斜升充电的数据示例。数据假定在峰值安培数应用期间内部蓄电池电阻保持恒定。

周期1默认初始化200毫安电容器充电应用于蓄电池,从而在蓄电池上生成0峰值安培数指示。

在周期2期间,控制装置随后可以施加附加200毫安默认峰值增加给200毫安的周期1初始化值,因此将400毫安施加给蓄电池,从而再次生成0峰值安培数指示。

在周期3期间,控制装置随后可以施加附加200毫安默认峰值增加给周期2值,因此将600毫安施加给蓄电池,从而再次生成0峰值安培数指示。

在周期4期间,控制装置随后可以施加附加200毫安默认峰值增加给周期3值,因此将800毫安施加给蓄电池,从而再次生成0峰值安培数指示。

在周期5期间,控制装置随后可以施加附加200毫安默认峰值增加给周期4值,因此将1000毫安施加给蓄电池,从而生成30峰值安培数指示。

在周期6期间,控制装置随后可以施加附加200毫安默认峰值增加给周期5值,因此将1200毫安施加给蓄电池,从而生成60峰值安培数指示。

在周期7期间,控制装置随后可以施加附加200毫安默认峰值增加给周期6值,因此将1400毫安施加给蓄电池,从而生成90峰值安培数指示。

在周期8期间,控制装置随后可以施加附加200毫安默认峰值增加给周期7值,因此将1600毫安施加给蓄电池,从而生成120峰值安培数指示,120峰值安培数超出了目标值100安培数峰值。

在周期9期间,控制装置随后可以减少先前周期8应用的200毫安默认峰值增加,下降至对应周期7值的100毫安的施加的峰值,因此将1500毫安施加给蓄电池,从而生成110峰值安培数指示,110峰值安培数超出了目标值100安培数峰值。

在周期10期间,控制装置随后可以减少先前周期8应用的100毫安默认峰值增加,下降至对应周期7值的50毫安的施加的峰值,因此将1450毫安施加给蓄电池,从而生成100峰值安培数指示,100峰值安培数等于目标值100安培数峰值。

在周期11和周期12期间,数据表示出了,控制装置继续对施加的峰值安培数进行采样以确定充电器充电周期的输入值。

图11示出了斜升或斜降充电器充电周期的数据示例,假设当使用特定类别设备系统时,由硫化减少引起蓄电池内阻实时降低。控制装置可以被称为人工智能模块、自动化计算机硬件和软件流程、或人类操作员。

随着数据表样本开始,周期1和周期2示出,当蓄电池具有10毫欧电阻时,在12.8VDC下施加给充电器的1.45安培的输入电流在蓄电池中生成100安培的峰峰值脉冲电流。

在周期3中,由于硫化生成的内阻在相同的施加的电流等级下减少至9毫欧,电压上升至12.9VDC,并且峰值脉冲上升至110安培峰峰值。当控制装置感测到峰峰值幅度改变时,软件驱动的设备将会对应充电器充电系统进行比较用改变,以减少或增加电容器存储的电流。在该数据示例中,峰值安培数已经上升,所以控制装置将向充电器开关装置发布斜降命令,从而降低在后续充电周期中被允许进入充电器的电流。

因为期望峰峰值安培数已被设置为100安培,并且放电周期3中的实际峰值安培数为110,则控制装置必须减少充电器充电电流。控制装置将会以默认下降值减少对应电容器的输入电流(在本案例中,200毫安),并且监测下一个顺序周期中的峰值安培数的改变。

在先前斜降充电电流校正之后,周期4示出,电压略微下降,同时峰值安培数下降至90峰值。试图维持100安培峰值,并且基于每个(该)蓄电池的独特性质,控制装置和操作软件必须计算后续周期5施加给电容器值的输入电流。自周期4的电容器输入电流减少200毫安导致减少了20峰值安培数,20峰值安培数低于目标值100峰值安培数。控制装置将会在周期5中增加对应电容器的输入电流,以达到目标值100峰值安培数。如果200毫安的变化引起了20的峰值变化,则每10峰值变化将会需要100毫安的电容器输入充电电流的变化。因此,从测定的峰值90至目标峰值100的变化将会需要+100毫安的电容器输入充电电流的增加。

因此,周期5的电容器输入充电电流为1.25安培+100毫安、或1.35安培如数据表所述,一旦周期5的电容器输入充电电流被设置为1.35安培,生成的蓄电池测定的峰值安培数为100,该峰值安培数等于目标峰值安培数。

周期6示出,周期5的阻抗减少不会诱导硫化。

周期7示出,周期5的阻抗减少不会诱导硫化,所以电容器输入充电电流保持不变。

周期8示出,蓄电池阻抗从9毫欧至8毫欧的硫化诱导改变,这需要施加的充电器输入充电电流的又一改变。

周期9示出,充电器输入充电电流的200毫安的减少已被施加给蓄电池,从而产生了低于目标值的改变。

周期10示出充电器输入充电电流的100毫安的又一经计算的增加,这使得蓄电池测定的峰值安培数等于目标峰值安培数。

周期11和周期12示出,如果硫化诱导电阻没有继续改变,则电压、蓄电池峰值安培数保持不变,可以指示出流程的结论。

图12为示出用于流程的蓄电池自供电设备操作电流和操作装置的框图。蓄电池7的正极端子使用导电路径42提供恒定电位,并将蓄电池7连接至DC-DC转换43系统。DC-DC转换43可以是1)行业内通常已知的DC-DC转换系统、2)同样是行业内已知的脉宽调制反激式充电模式开关装置、或3)高频率-功率因子校正的-多相反激式开关隔离变压器阵列电源(MFPS)的DC供电自适应,诸如,先前获得美国专利号10,008,873的设备。至蓄电池7的负极端子的返回路径地电位44完成了DC转换电源电路。

然后,DC转换系统43模块使用导电路径45继续将电容器3充电至转换模块的设计最大输出,或者被比较器和控制50装置控制。使用导电路径49将电容器3连接至开关装置53,同时相对应的返回路径47将电容器3连接至蓄电池7的负极端子。电容器3正常以完全设计能量电位等待开关53被打开,其后,将存储的能量释放到蓄电池中。开关53被比较器和控制装置50控制,这确定了a)当打开开关时从电容器3向蓄电池7中释放能量,以及b)在导通和关断状态频率下,将能量释放给蓄电池7。

在一示例性实施例中,控制装置50可以允许“导通”状态保持恒定在大约.75ms,同时“关断”状态和由此产生的输出频率可以被调整以向蓄电池中提供期望峰值幅度电流。

一旦通过开关53释放被调制的能量,该能量沿着导电路径54流至反向电流二极管5,然后使用导电路径56向上朝向分流器57流动,这利用导电路径58将施加给蓄电池的电流和电压峰值的测量装置提供给控制装置50。利用导电路径59,电流继续朝向蓄电池7流动,将PWM脱硫信号施加给蓄电池的正极桩。

比较器和控制装置50可以包括模拟电子电路或计算机硬件和软件装置,以测量、比对和提供输出控制装置给开关53。使用来自蓄电池7的导电路径41测量蓄电池电压VI,并且使用导电路径48测量储能电容器3的电压V2。当利用高频率-功率因子校正的-多相反激式开关隔离变压器阵列电源的DC供电自适应,沿着导电路径60施加信号时,比较器和控制装置50也可以控制DC-DC模块。比较器和控制装置50也可以利用导电路径58接收来自分流器57的信号输入。比较器和控制装置50也可以利用导电路径63与外部双向通信62设备进行双向通信。

图13-1为蓄电池健康指示(BHI)流程运行或不运行诊断指标的图。由于开始流程,并且设备PWM输出被施加给蓄电池,存储装置的储能电容器电压73需要将电流斜升至100峰值安培数的目标值(假定可服务性标准),在蓄电池的相同特定类别分组中,该假定可服务性标准被测量并且与已知可服务主蓄电池电压74期望值比对。该δ比对和运行、不运行上阈限89“20秒分类”诊断值可以用于确定“运行”状态从而持续使用流程应用,或者确定“不运行”状态从而结束该流程。20秒诊断时间因子是示例性的,而不应理解为限制性的。

图13-2为BHI谱分析诊断指标的图。一旦顺利完成20秒分类诊断,如指示的,当受试蓄电池的初始斜升峰值电压73比不运行上阈限89低时,继续进行流程,如所示的,应用100安培峰值的频率稳定的示例性重复图案,随后进入静止或关断状态。与主蓄电池电压74比对的受试蓄电池的初始斜升20秒路径点之间的δ值可以用作受试蓄电池被修复至主蓄电池期望条件的可能性的预示变量。电压差动越高,性能修复的可能性越低。电压差动越低,性能修复的可能性越高。

进一步公开的是,与被认为是初始化峰值指标的受试蓄电池初始化斜升峰值电压73比对的主蓄电池初始化斜升峰值电压74之间的δ值可以用作对应蓄电池健康指示评估的唯一测定、蓄电池预测协议中的指标或它们的任意组合。

沿着示例性频率标准化流程的固定时间间隔处,设备控制装置将会测量和存储特定样本间隔产生的数据集点。用窄线71示出受试蓄电池应用的数据集点,然后将数据集点与主蓄电池控制数据集宽线72进行实时比对。另外,随机峰值安培数样本5可以与主蓄电池电压76期望值比对,并且BHI比较用δ值可以被公式化。由应用的频率标准化流程生成的该BHIδ值可以用作对应蓄电池健康指示评估的唯一测定、蓄电池预测协议中的指标或它们的任意组合。

图13-3为BHI谱诊断指标的图,BHI谱诊断指标是用作蓄电池健康指示器的频率可调的、温度补偿的BHI谱分析性能配置文件,并且谱中的各种子程序用作预测指标值,用于确定蓄电池剩余寿命预测值。

所述子程序可以包括,但不限于,受试蓄电池与主蓄电池之间的比较用流程,比较用流程包括1)BHI斜升指标,2)频率标准化测试,包括一次或多次重复,3)更高相对频率调整的应力测试,包括一次或多次重复,4)更低相对频率调整的应力测试,包括一次或多次重复,5)单个子程序中任何之间的比较用测试,或6)它们的任意组合,前述的全部被认为是绝对测试装置。

所述子程序可以包括,但不限于,非比较用主体-主蓄电池测试,描述为特定类别设备的储能电容器峰值电压、平均电压或用作单个定量值的峰峰值电压的单个测量装置、或电压趋势分析,非比较用主体-主蓄电池测试包括用作1)BHI斜升指标、2)包括一次或多次重复的频率标准化的测试、3)包括一次或多次重复的更高相对频率调整的应力测试、4)包括一次或多次重复的更低相对频率调整的应力测试、或5)它们的任意组合的所述测量值,前述的全部被认为是绝对测试装置。

所公开的是,人工智能模块可以对受试蓄电池执行自发电、自学测试,与下述联合使用:1)受试蓄电池与主蓄电池之间的比较用流程,2)受试蓄电池与设备存储的历史数据库之间的比较用流程,3)利用双向通信装置的受试蓄电池与远程存储的历史数据库之间的比较用流程,4)特定类别设备的储能电容器峰值电压、平均电压或用作单个定量值的峰峰值电压、或电压趋势分析,前述流程包括用作5)BHI斜升指标、6)包括一次或多次重复的频率标准化的测试、7)包括一次或多次重复的更高相对频率调整的应力测试、8)包括一次或多次重复的更低相对频率调整的应力测试、或9)它们的任意组合的所述测量值,前述的全部被认为是相对测试装置。

一旦顺利完成20秒分类诊断,如指示的,当受试蓄电池的初始斜升峰值电压3比不运行上阈限89低时,继续进行流程,如所示的,应用100安培峰值的示例性重复图案的频率标准化测试(FS测试#1),随后进入静止或关断状态。所公开的是,可以通过改变“导通”状态持续时间、“关断”状态持续时间或它们的任意组合来调整频率。

如图13.3中所示,受试蓄电池频率标准化的测试#1起始于路径点电压73,并结束于路径点电压75。当比对始于路径点电压74且结束于路径点电压76的主蓄电池路径点时,这可以在δ主体-δ主蓄电池比例分析中表示且数学表示为(受试蓄电池路径点电压73-主蓄电池路径点电压74)/(受试蓄电池路径点电压75-主蓄电池路径点电压76),当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。例如,如果路径点电压73为22伏,路径点电压74为20伏,路径点电压75为20伏,并且路径点电压76为19.5伏,则数学表达式将会如下:(22-20=2)/(20-19.5=.5)=4,当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。结果值越低,蓄电池预期的性能增强和寿命预期越低。值越大,蓄电池预期的性能增强和寿命预期越大。

此外,当利用替换下列公式集重新计算先前值时:(蓄电池路径点电压74/受试蓄电池路径点电压73)/(主蓄电池路径点电压76/受试蓄电池路径点电压75),当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。例如,如果路径点电压73为22伏,路径点电压74为20伏,路径点电压75为20伏,并且路径点电压76为19.5伏,则数学表达式将会如下:(20/22=90)/(19.5/20=.95)=.947,当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。

通过修改频率稳定的输出信号至非稳定的更高频率输出信号来继续执行示例性流程,可以通过可变的PWM信号“导通”状态或可变的PWM信号“关断”状态或它们的任意组合,高频率应力测试如所示的起始于路径点电压75,然后,路径点电压75与主电池路径点电压76比对。可以从控制装置生成的和控制的A.I.研发的命令集或计算机硬件、处理器和固件存储的命令集产生变化性。

如所示,受试蓄电池高频率应力测试起始于路径点电压75,并结束于路径点电压79。当比对始于路径点电压76且结束于路径点电压80的主蓄电池路径点时,这可以在δ主体-δ主蓄电池比例分析中表示且数学表示为(受试蓄电池路径点电压75-主蓄电池路径点电压76)/(受试蓄电池路径点电压79-主蓄电池路径点电压80),当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。例如,如果路径点电压75为26伏,路径点电压76为20伏,路径点电压79为24伏,并且路径点电压80为19.5伏,则数学表达式将会如下:(26-22=4)/(22-19.5=2.5)=1.6,当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。结果值越低,蓄电池预期的性能增强和寿命预期越低。值越大,蓄电池预期的性能增强和寿命预期越大。

此外,当利用替换下列公式集重新计算先前值时:(蓄电池路径点电压75/受试蓄电池路径点电压76)/(主蓄电池路径点电压79/受试蓄电池路径点电压80),当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。例如,如果路径点电压75为22伏,路径点电压76为20伏,路径点电压79为20伏,并且路径点电压80为19.5伏,则数学表达式将会如下:(26/22=.90)/(22/19.5=.95)=1.044,当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。

受试蓄电池的路径点电压75与电压79之间以及路径点电压76与电压80(基于高频率应力测试性能基线)的比对结果可以在δ主体/δ主蓄电池比例分析中表示。由此生成的值可以被认为是蓄电池高频率性能应力测试值,当构想蓄电池剩余寿命函数时,该值可以具有预测值。

该示例性BHI谱可以结束对起始于路径点电压79的受试蓄电池上的PWM输出的更高频率修改。该峰值幅度样本可以是蓄电池健康指示指标或者当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值,当蓄电池处于“静止状态”条件下时,在应力测试结论之后立即收集路径点电压79下的峰值幅度样本,并将该峰值幅度样本与主蓄电池路径点电压80进行比对。δ值越大,则预期剩余寿命越短。δ值越小,则预期剩余寿命越长。

与主蓄电池路径点电压78比对,当构想蓄电池剩余寿命函数时,受试蓄电池的路径点电压77下测定的高频率应力测试应用的最终幅度峰值可以具有预测值。δ值越大,则预期剩余寿命越短。δ值越小,则预期剩余寿命越长。

如图13.3所示,受试蓄电池频率标准化的测试#2是从受试蓄电池路径点电压79至路径点电压81的路径点路径,然后在如先前所述的标准化的频率装置中,将路径点路径与起始于路径点电压80至路径点电压82的主蓄电池的相对应的路径点进行比对。进一步公开的是,当在不同应用的流程之前,全部频率标准化的测试可以被修改并在不同受试蓄电池之间改变时,应当理解的是,一旦独特受试蓄电池应用的流程已经开始,路径点中的全部剩余标准化的测试意在保持相同。

如图13.3所示,通过修改频率稳定的输出信号至非稳定的更低频率输出信号来继续执行示例性流程,可以通过可变的PWM信号“导通”状态或可变的PWM信号“关断”状态或它们的任意组合,低频率应力测试如所示的起始于路径点电压81,然后,路径点电压81与主电池路径点电压82比对。可以从控制装置生成的和控制的A.I.研发的命令集或计算机硬件、处理器和固件存储的命令集产生变化性。

如所示,受试蓄电池低频率应力测试起始于路径点电压81,并结束于路径点电压85。当比对始于路径点电压82且结束于路径点电压86的主蓄电池路径点时,这可以在δ主体-δ主蓄电池比例分析中表示且数学表示为(受试蓄电池路径点电压85-主蓄电池路径点电压82)/(受试蓄电池路径点电压85-主蓄电池路径点电压86),当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。例如,如果路径点电压81为26伏,路径点电压82为20伏,路径点电压85为24伏,并且路径点电压86为19.5伏,则数学表达式将会如下:(26-22=4)/(22-19.5=2.5)=1.6,当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。结果值越低,蓄电池预期的性能增强和寿命预期越低。值越大,蓄电池预期的性能增强和寿命预期越大。

此外,当利用替换下列公式集重新计算先前值时:(蓄电池路径点电压82/受试蓄电池路径点电压81)/(主蓄电池路径点电压86/受试蓄电池路径点电压85),当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。例如,如果路径点电压81为22伏,路径点电压82为20伏,路径点电压85为20伏,并且路径点电压86为19.5伏,则数学表达式将会如下:(26/22=.90)/(22/19.5=.95)=1.044,当构想蓄电池剩余寿命函数时,可以具有预测值。

受试蓄电池的路径点电压81与电压82之间以及路径点电压85与电压86(基于低频率应力测试性能基线)的比对结果可以在δ主体/δ主蓄电池比例分析中表示。由此生成的值可以被认为是蓄电池低频率性能应力测试值,当构想蓄电池剩余寿命函数时,该值可以具有预测值。

如图13.3所示,在最终示例性子程序中,受试蓄电池频率标准化的测试#3是从受试蓄电池路径点电压85至路径点电压87的路径点路径,然后在如先前所述的标准化的频率装置中,将路径点路径与起始于路径点电压86至路径点电压88的主蓄电池的相对应的路径点进行比对。进一步公开的是,当在不同应用的流程之前,全部频率标准化的测试可以被修改并在不同受试蓄电池之间改变时,应当理解的是,一旦独特受试蓄电池应用的流程已经开始,路径点中的全部剩余标准化的测试意在保持相同。

关于图13中的全部的先前描述,本文所述的示例性路径点采样间隔仅仅是示例性的,并且在本公开范围内以修改本文所讨论的路径点采样点。

关于图13中的全部的先前描述,可以通过计算机硬件和固件嵌入式流程、通过人类操作员利用操作的人工模式中的设备、通过带有远程服务器的双向控制装置或通过人工智能模块实时调整应用的流程、应用的子程序以及它们的持续时间。因此,每个蓄电池都可以具有完成所需的独特不同的时间,本文中的示例性子程序操作间隔和总应用流程仅仅是示例性的,并且在本公开范围内以修改所述间隔和完成的流程持续时长。

关于图13中的全部的先前描述,本文所述的各种示例性脉冲和静止周期的持续时长仅仅是示例性的,并且在本公开范围内以修改本文所讨论的任意导通脉冲和/或关断周期的持续时长。

还公开了,关于图13中的先前描述中的任何一个,脱硫流程降低了蓄电池的内部硫化诱导阻抗。

还公开了,关于图13中的先前描述中的任何一个,使用示例性数据集的数学方程式可以调整或者用替代方程式替代。

还公开了,关于图13中的先前描述中的任何一个,可以存在或发现比对、编译、迭代或其他公式集,比对、编译、迭代或其他公式集由示例性流程产生。

进一步公开的,关于图13中的先前描述中的任何一个,温度补偿指示可以用于数学算法中以对应非标准环境、或蓄电池电解质或蓄电池温度调整BHI谱诊断分析。

所公开的是,关于图13中的先前描述中的任何一个,当参考电压、峰值电压或峰峰值电压作为测量装置时,应当理解的是,本领域技术人员应当理解到,电压可以被蓄电池阻抗替代或与蓄电池阻抗联合考虑用作测量装置。

关于图13中的全部先前描述,所公开的是,在顺利脱硫流程期间,在成功脱硫的蓄电池中,使用所有其他因子保持恒定的相同施加的峰值安培数,初始应用的路径点比对、后续单个路径点比对或它们的任意组合期间受试蓄电池与主蓄电池之间产生的电压变化范围,可以在蓄电池端处测定的路径点之间按比例减小、可以在存储装置电容器处测定的路径点之间按比例减小、或它们的任意组合。随着流程的进行,受试蓄电池与主蓄电池之间的电压差动沿着路径点越大,应用的脱硫流程产生的性能增强越弱。随着流程的进行,受试蓄电池与主蓄电池之间的电压差动沿着路径点变小,则应用的脱硫流程产生的性能增强更强。

本文所述的示例性子程序测试,诸如,频率调制的测试、或应力测试算法、或任意组合,持续时间或范围,仅仅是示例性的,并且在本公开范围内以修改本文所讨论的子程序。

图14-1示出代表性12个月操作周期期间未优化的蓄电池的日常过量硫化积累的以毫欧为单位的测量值。12个月期间内所示增加是线性的;但是,实际可测量的蓄电池硫酸吸积率可以关于时间是非线性。随着硫化诱导阻抗的增加,蓄电池的对应性能降低,并且12个月后的蓄电池需要脱硫服务以修复蓄电池或将蓄电池重新充电。操作因子,诸如,温度、蓄电池经受的放电再发生深度、执行的工作量和充电器类型和流程,是因子中的一些,所述因子有助于使硫化率不同。

图14-2示出代表性12个月操作周期期间优化的蓄电池的日常过量硫化积累的以毫欧为单位的测量值。当与图6A所示的未优化的蓄电池相比时,优化的蓄电池的硫化诱导阻抗要少得多,从而在保持优化的蓄电池可服务性且不需要脱硫服务的情况下,使得性能损失更低。

当示出峰峰值幅度时,应当理解的是,可以示出替代从0开始的伏特或时间的相同示例用作电容器充电电流控制装置,其中,数据表数值中有相似变化。

当峰值安培数蓄电池或蓄电池单体指标的用途是示例性的时,应当理解的是,其他蓄电池或电池指标,诸如,峰值电压或阻抗,可以对应峰值安培数被替代,或者可以与峰值安培数联合使用,或者蓄电池或电池指标的任意组合可以用于启动软件控制和自动化“导通状态充电周期持续时间”。

在一些示例性实施例中,提供给蓄电池的脱硫电流图案可以包括随后进行“静止或关断”周期的“导通”脉冲的重复图案。例如,提供给蓄电池的示例性单通道脱硫电流图案可以包括随后进行可变关断周期的约0.75ms导通脉冲的重复序列。提供给蓄电池的示例性双通道脱硫电流图案可以包括随后进行单个通道关断周期的可变频率一半值的约0.75ms导通脉冲的重复序列。本文所述的各种示例性脉冲和静止周期的持续时长仅仅是示例性的,并且在本公开范围内以修改本文所讨论的任意导通脉冲和/或关断周期的持续时长。

优选实施例中的特定类别设备配置的示例(示例性实施例,不应被认为是限制性的)

在示例性实施例中,特定类别蓄电池优化设备在商业中公知用作舰船调整,设计用作仓库操作中的动力蓄电池优化系统,可以包括下列元件:

单通道PWM受试蓄电池DC自供电设备,该设备使用若干可选电源装置中的一个,PWM信号为固定导通状态,由设备控制处理器或以人工操作方式由操作员控制PWM信号的可变关断状态,从而使得峰值幅度维持期望目标值。在流程期间,以增加或减少的方式调制频率调整的关断状态,以维持期望峰值幅度等级。

连接装置,该连接装置允许外部充电器直接连接至设备并且被设备控制。

连接装置,该连接装允许利用单点连接装置将蓄电池或后续蓄电池直接连接至设备。

处理器和软件装置,该处理器和软件装置允许利用设备中的内部导电路径将蓄电池与蓄电池充电器连接或断开连接。

通过设备的人工智能装置或设备的人类操作员连通充电器和蓄电池之间的导电路径的连接,或者当设备的计算机固件确定设备应当被充电时。

通过设备的人工智能装置或设备的人类操作员中断充电器和蓄电池之间的导电路径的连接,或者当设备的计算机固件确定应当利用单通道PWM输出信号对设备进行脱硫时。

运行或不运行视角的蓄电池的初始定性诊断信息,不运行结果使流程终止,运行结果则继续进行流程至流程路径的下一个进步函数。

蓄电池条件的附加定性分析,将蓄电池健康指示器指标控制的、PWM输出信号幅度施加给从运行、不运行诊断至BHI谱分析的第一集成路径点之间的路径点时间处的蓄电池。

变化因子的蓄电池健康指示率的结果计算,将所述因子应用于A.I.。装置,或用作人类操作员决定中的因子以继续进行流程、或用作计算机固件使用的因子以满足继续进行的流程操作参数。

储能电容器峰值电压的测量值,该测量值为应用的流程之后受试蓄电池测定的或与受试蓄电池对比的维持具体峰值幅度所需,然后将所述因子应用于A.I.。装置,或用作人类操作员决定中的因子以继续进行流程、或用作计算机固件使用的因子以满足继续进行的流程操作参数。

BHI指示谱分析数据集路径点曲线的测量值,在A.I.中“规范化”所述因子。装置,或用作人类操作员决定中的因子以继续进行流程、或用作计算机固件使用的因子以满足继续进行的流程操作参数。

温度补偿的因子,该因子应用于A.I.。装置,或用作人类操作员决定中的因子以继续进行流程、或用作计算机固件使用的因子以满足继续进行的流程操作参数。

频率调整的BHI指示谱分析数据集,在A.I.中生成BHI指示调制谱因子。装置,或用作人类操作员决定中的因子以继续进行流程、或用作计算机固件使用的因子以满足继续进行的流程操作参数。

BHI谱分析的A.I.生成的或计算机固件规范化。

蓄电池剩余寿命预测,在流程协议完成后向操作员显示该预测。

可选双向通信装置,该可选双向通信装置通过有线或无线装置将数据传输给基于远程计算机的服务器。

应当理解的是,该示例可以是示例性的,可以采用设备电压转换装置的其它组合和排列、人工或自动化操作装置的其它组合和排列、诊断或预测装置的其它组合和排列或单个或若干功率通道装置。

特定类别蓄电池优化系统的优选实施例所用的流程的示例(示例性实施例,不应被认为是限制性的)

技术人员将会将舰船调整设备定位在现有蓄电池充电器附近,并且将蓄电池充电器输出布线连接至“蓄电池充电器输入”连接。如果设备由AC供电,则技术人员还将会将合适的电力线路电压源连接至设备。

在每个后续充电周期期间,技术人员将会将蓄电池插入到设备蓄电池连接中,并且蓄电池将会自动开始执行流程并诊断分析蓄电池。技术人员允许设备对应蓄电池自动执行“自动排序”流程,“自动排序”流程包括将充电器与蓄电池连接和断开连接,并且将应用的蓄电池脱硫流程与蓄电池连接和断开连接。

然后,设备将开启第一优化顺序步骤,进行诊断以确定运行或不运行状态,如果实现不运行条件,则终止流程。如果实现运行条件,则设备将会自动执行PWM输出信号的后续应用,以诊断方式修改输出频率,应用各种性能增强算法,进行持续性能诊断直至蓄电池性能因子不在现在改进,此时终止流程,并且确定和显示蓄电池预测。

然后,设备将会进行第二充电顺序步骤,利用设备内部导电路径将充电器连接至蓄电池,利用充电器自身本机充电器配置文件允许充电器将蓄电池完全充电。一旦完成充电,设备中断充电器与蓄电池的连接,并且重复初始优化顺序步骤。

如果A.I.模块确定蓄电池性能在可接收范围内,则完成流程。如果A.I.确定蓄电池不在可接收参数内,则可以重复又一充电和脱硫流程。

一旦A.I.模块、或计算机固件算法、或人类操作员确定蓄电池充电和优化流程已完成,如果显示设备的“周期完成”指示,则技术人员将自设备蓄电池连接移除蓄电池,并将蓄电池放回至服务;如果蓄电池条件的设备显示“错误”指示,则技术人员将移除蓄电池进行调查。

技术人员将对需要再充电的每个蓄电池重复该周期。

所示版本的物理尺寸:大约10英寸高、6英寸宽、6英寸长

连接器输入/输出:USB或串行计算机电缆、AC电源电力和接地线、DC电源电力和接地线、蓄电池充电器输入连接以及蓄电池充电器输出连接

附图示出了各种示例性实施例及其部件,包括一些可选部件。附图仅仅是示例性的,不应以任何方式认为是限制性的。本领域技术人员将会理解到,示意性描绘示出的实施例可以包括合适的电路、连接器、通信链路等。

尽管为了公开的目的已经描述了示例性实施例,但是对于本领域的技术人员来说,所公开的实施例及其其他实施例的修改是显而易见的。因此,应当理解的是,本公开不限于以上精确的实施例,并且在不偏离本公开的范围的情况下,可以进行改变。同样地,应当理解的是,由于尽管本文未明确讨论,但是仍存在内在和/或未预见到的优点,所以不需要满足本文所述优点或所公开的目的中的任何一个或全部,以落在本公开的范围之内。

因此,已公开了用作通用工业蓄电池优化设备的特定类别设备的具体实施例。对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本文的发明构思的情况下,除了已经描述的那些以外,还可以有更多的修改。因此,本发明的主题不限于所附权利要求的精神。

工业实用性

工业实用性涉及蓄电池充电和优化。

去获取专利,查看全文>

相似文献

  • 专利
  • 中文文献
  • 外文文献
获取专利

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号