專利名稱：檢測(cè)機(jī)動(dòng)車電池和其它電池的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)機(jī)動(dòng)車電池和其它電池進(jìn)行檢測(cè)的方法和裝置。本發(fā)明具體地涉及這樣的方法和裝置，即其能夠用于對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的電池進(jìn)行路邊檢測(cè)，以及對(duì)這種機(jī)動(dòng)車輛的電池進(jìn)行診斷檢測(cè)和以保養(yǎng)為目的的功能檢測(cè)，但并不局限于此。本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)具體實(shí)際用途在于給那些向汽車司機(jī)提供路邊幫助的巡查人員提供特別有用的方法和裝置。
本發(fā)明還會(huì)在非機(jī)動(dòng)車應(yīng)用方面上找到用途。
在機(jī)動(dòng)車輛的故障診斷方面的一個(gè)具體的實(shí)際問(wèn)題在于提供簡(jiǎn)單實(shí)用的手段，能夠快速指出基本運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)中常見故障。當(dāng)然，用于分析目的、基于計(jì)算機(jī)的車輛整體分析系統(tǒng)是可用而且有效的，但是這種系統(tǒng)通常只針對(duì)于一種特定型號(hào)的車輛，因此僅能應(yīng)用于極端狹窄范圍的車輛，無(wú)論如何不適合路邊使用。
另一個(gè)問(wèn)題的提出是基于這樣的事實(shí)，即許多故障是陣發(fā)性的，在它變得嚴(yán)重到長(zhǎng)期存在之前，使用現(xiàn)有的傳統(tǒng)設(shè)備一般無(wú)法追蹤到。
進(jìn)而這類方法和裝置還須能在惡劣的氣候條件下被提供路邊幫助的巡查員隨時(shí)使用，并且就被檢測(cè)車輛在類似的惡劣條件下的養(yǎng)護(hù)狀態(tài)而言，還注意到以下事實(shí)，即許多現(xiàn)代車輛被制造成能很好地抵抗雨雪以及機(jī)油和其它液體侵入，因此要進(jìn)入汽車的某些部分，起碼是運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)，尤其是起動(dòng)系統(tǒng)和相關(guān)的電器部件進(jìn)行檢測(cè)就相對(duì)困難。
在本發(fā)明的特定實(shí)施例中，提供了一個(gè)尺寸適合于手持、只用簡(jiǎn)單步驟和少量幾個(gè)按鈕就可以(由使用者的大拇指)操縱和控制的手持機(jī)，它帶有一個(gè)(例如)單行顯示屏或者發(fā)光二極管作為用戶界面。
還是在本發(fā)明的一個(gè)這樣的實(shí)施例中，在電池端部接線夾子的使用可以簡(jiǎn)化進(jìn)入電氣部件的電接觸，它利用開爾文連接(Kelvinconnection)消除了臟觸點(diǎn)的剝蝕效應(yīng)。還可以加裝一個(gè)溫度傳感器。這些系統(tǒng)選項(xiàng)增強(qiáng)了測(cè)量和診斷精度。
這些實(shí)施例減少了對(duì)使用者的技術(shù)和時(shí)間的強(qiáng)求。
因此，本發(fā)明的一個(gè)方面原則上涉及包括使用手持機(jī)的檢測(cè)系統(tǒng)，雖然由這些實(shí)施例提供的技術(shù)進(jìn)步的某些方面已經(jīng)用于非手持機(jī)的設(shè)備并相應(yīng)地在權(quán)利要求請(qǐng)求予以保護(hù)。
統(tǒng)觀有關(guān)電池檢測(cè)技術(shù)的狀態(tài)，現(xiàn)在尚未發(fā)表的PCT/GB98/01634中公開的現(xiàn)有方案中包括我們自己的手持電池檢測(cè)系統(tǒng)(參考P53488WO)，在其中公開的三種電池檢測(cè)系統(tǒng)中，至少有一種包含電池瞬態(tài)加載和/或充電的步驟的使用。
在目前已經(jīng)發(fā)表的EP0756167A(參考P52740EP)中宣布的另一現(xiàn)有方案中，公開了與瞬態(tài)電池測(cè)試載荷分析相關(guān)的智能網(wǎng)絡(luò)的使用。
以前提出的電池檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)能夠產(chǎn)生有用的數(shù)據(jù)，但據(jù)信使用改進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)可以獲得更有價(jià)值的數(shù)據(jù)，而且使用手持裝置獲得這些數(shù)據(jù)就象在以前的手持系統(tǒng)中一樣方便，還可能提供代表著對(duì)電池實(shí)際使用中的表現(xiàn)特性更加真實(shí)的評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)，并且仍然能夠以一種低成本高效益的方式提供這些數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明提供一種能用于機(jī)動(dòng)車電池和其它類似的電池的常規(guī)檢測(cè)的方法和裝置，如附帶的權(quán)利要求中定義的那樣。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，手持系統(tǒng)的使用、對(duì)代表著電池實(shí)際表現(xiàn)真實(shí)評(píng)價(jià)的數(shù)據(jù)的使用能力，確保了使用的方便，這種能力來(lái)自于令電池提供一個(gè)電流，它代表著(如果不是該電池在使用中實(shí)際提供的電流的話)至少是其實(shí)際的近似值。而且，采用下列檢測(cè)回路能獲得或達(dá)到低成本高效益，在這種回路中，只在瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間內(nèi)產(chǎn)生實(shí)際的電池電流，這樣盡管使用手持機(jī)，但產(chǎn)生的熱相對(duì)較少，并且能在低成本高效益系統(tǒng)內(nèi)部被消納。本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例以這種方式提供了一個(gè)方便有效、并且低成本高效益的電池檢測(cè)系統(tǒng)，它能夠模擬電池的實(shí)際運(yùn)行條件，并且因此不需要安排大的熱吸收器或其它使現(xiàn)已提出的系統(tǒng)的應(yīng)用受到限制的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，而同樣能獲得對(duì)電池表現(xiàn)的量度。
在此描述的實(shí)施例中，作為手持機(jī)一部分的控制回路將測(cè)試電負(fù)載與被測(cè)電池連接。分析器適于分析產(chǎn)生的電壓曲線或分析與電池對(duì)負(fù)載響應(yīng)的相關(guān)情況。本實(shí)施例的特征在于，至少在電池狀況良好時(shí)，由負(fù)載引起電池提供出能與該電池在使用時(shí)產(chǎn)生的電流相比的大電流(macro current)，這個(gè)負(fù)載在一個(gè)小于100毫秒的瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間內(nèi)，比如10到30毫秒內(nèi)與電池相連，因此由此瞬態(tài)電流產(chǎn)生的熱可以被手持機(jī)設(shè)備所消納。
本實(shí)施例中采用瞬態(tài)大電流使得測(cè)試數(shù)據(jù)的產(chǎn)生能夠以一種合理而切實(shí)可行的方式對(duì)應(yīng)于在電池使用的實(shí)際檢測(cè)中能夠獲得的數(shù)據(jù)，而且不產(chǎn)生大量熱和迄今為止令手持式檢測(cè)設(shè)備不能如此成功的其它相關(guān)的困難。
同樣，在本實(shí)施例中，控制回路用閉環(huán)反饋電路產(chǎn)生預(yù)定的所需水平的電流，閉環(huán)反饋電路能用來(lái)有效地獲取檢測(cè)系統(tǒng)認(rèn)為在給定的情況下可用的測(cè)試電流的預(yù)置水平。在本實(shí)施例中，電流水平是由系統(tǒng)根據(jù)電池的有效開路電壓測(cè)定的，而且事實(shí)上本實(shí)施例使用四種開路電壓水平以測(cè)定四種相應(yīng)的電池電流水平，其范圍分別是100到120安培，47到55安培，18到25安培以及12到17安培。
在本實(shí)施例中閉環(huán)電流控制電路的使用(以產(chǎn)品的目的)提供了一種優(yōu)勢(shì)，即電路組件的工差(尤其是在場(chǎng)效應(yīng)管[FET]中)能被有效地控制，否則它將(在一批產(chǎn)品中)導(dǎo)致給電池施加的阻抗負(fù)載的無(wú)法接受的變化。
與在上面被證實(shí)的有關(guān)本實(shí)施例的手持檢測(cè)機(jī)實(shí)際的流強(qiáng)特性相關(guān)，應(yīng)該記住以前已知的這類設(shè)備使用2安培量級(jí)的手持機(jī)測(cè)試電流。
上述實(shí)施例的另一個(gè)特點(diǎn)在于雙脈沖檢測(cè)技術(shù)的使用，其中(由電池向負(fù)載提供)的第二個(gè)脈沖是為了檢測(cè)用的，而第一個(gè)脈沖是一個(gè)預(yù)備脈沖，(已經(jīng)發(fā)現(xiàn))由于它有效地控制了電池狀況，使檢測(cè)表現(xiàn)得以改善。
對(duì)于施加給電池的瞬態(tài)負(fù)載的持續(xù)時(shí)間區(qū)間，在某些情況下，實(shí)施例使用一個(gè)在這里討論的給定時(shí)間區(qū)間內(nèi)下降的瞬態(tài)主負(fù)載/電流脈沖，繼之以一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的電流衰減期，有時(shí)幾倍于瞬態(tài)負(fù)載區(qū)間，至少與之一樣長(zhǎng)。
在本發(fā)明的實(shí)施例中所描述的瞬態(tài)負(fù)載開關(guān)功能是由一個(gè)使用場(chǎng)效應(yīng)管的數(shù)字控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但同樣的或可比的負(fù)載連接時(shí)間區(qū)間也能由模擬電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，這意味著附帶的權(quán)利要求將相應(yīng)地覆蓋兩種系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明，施加瞬態(tài)電流負(fù)載的可替換電路包括脈沖寬度調(diào)制(PWM)技術(shù)，它允許電流負(fù)載脈沖以不同的PWM占空比成形。在結(jié)合某種形式的臨時(shí)貯能器的H-橋形電路中使用PWM，能使在電池檢測(cè)中使用的能量大部分返還給電源，因此明顯降低了手持機(jī)的能耗。
下面將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行舉例描述，其中

圖1和圖2以框圖/流程圖分別顯示了現(xiàn)有技術(shù)和本發(fā)明的實(shí)施例的代表。
在圖2的實(shí)施例(和與之對(duì)應(yīng)的圖1的現(xiàn)有技術(shù))中，在圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)的代表中，電池100通過(guò)開關(guān)電路102與負(fù)載104相連形成了總體檢測(cè)裝置106的一部分，并且其產(chǎn)生的熱相應(yīng)地被吸熱器108所吸收。
電路110提供電壓曲線分析，它參照建立在相應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的已知電壓數(shù)據(jù)曲線來(lái)確定電池種類。
在圖2的實(shí)施例中，手持機(jī)120通過(guò)閉環(huán)電流控制電路122與電池124相連，以使開關(guān)電路128應(yīng)用瞬態(tài)負(fù)載126產(chǎn)生電池正常的工作電流(近似值)，這個(gè)值被顯示在130上。
開關(guān)電路接通負(fù)載126(典型地)大約20毫秒，并且電路122被設(shè)置為從電池124中提取100安培量級(jí)的電流。產(chǎn)生的電壓曲線依前述由電路132按照前面指出的在我們現(xiàn)有的EP說(shuō)明書中公開的技術(shù)來(lái)分析，因此其整體技術(shù)內(nèi)容在此與本發(fā)明合并以利公開。
權(quán)利要求
1．一種用于機(jī)動(dòng)車電池和其它類似電池的常規(guī)檢測(cè)的方法，包括a)提供被檢測(cè)電池；b)提供與上述電池相連的電負(fù)載；c)提供適于在短于一秒的時(shí)間區(qū)間內(nèi)連接上述負(fù)載和上述電池的控制電路；d)提供適于分析電壓曲線或上述電池對(duì)上述負(fù)載響應(yīng)的其它相關(guān)情況的分析器；其特征在于e)令上述負(fù)載引起上述電池，至少是在電池狀況良好時(shí)，提供出能與該電池在使用時(shí)產(chǎn)生的電流相比的大電流；f)令上述控制電路在100毫秒范圍的瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間內(nèi)連接上述負(fù)載和上述電池；g)提供作為適于操作、并以手持檢測(cè)機(jī)的方式與上述電池相連的手持裝置的一部分的上述控制電路，上述的瞬態(tài)大電流在上述手持機(jī)中產(chǎn)生的大量的熱能夠被手持機(jī)類裝置所消納。
2．一種用于機(jī)動(dòng)車電池和其它類似電池的常規(guī)檢測(cè)的方法，它包括令被測(cè)電池在持續(xù)至200毫秒范圍的瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間中向測(cè)試負(fù)載提供出一個(gè)能與該電池在使用時(shí)產(chǎn)生的電流相比的大電流。
3．如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于用閉環(huán)反饋電路的方法令上述控制電路產(chǎn)生預(yù)定電流水平的電流。
4．如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于令上述控制電路參照上述電池的開路電壓確定流過(guò)的電流水平。
5．如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于令上述控制電路參照上述電池的開路電壓選擇兩個(gè)或更多個(gè)電壓水平或范圍中的一個(gè)來(lái)確定流過(guò)的電流水平。
6．如權(quán)利要求1至5所述的方法，其特征在于令上述控制電路就電流峰值而言在上述瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間內(nèi)持續(xù)連接上述負(fù)載和上述電池，并繼之以一個(gè)長(zhǎng)度從零到上述瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間的電流衰減期；
7．一種用于機(jī)動(dòng)車電池和其它類似電池的常規(guī)檢測(cè)的裝置，它包括a)用以連接本裝置和被測(cè)電池的連接器；b)連接到上述電池的測(cè)試電負(fù)載；c)適于在少于一秒的持續(xù)區(qū)間內(nèi)連接上述負(fù)載和上述電池的控制電路；d)適于分析電壓曲線或上述電池對(duì)上述負(fù)載響應(yīng)的其它相關(guān)情況的分析器；其特征在于e)上述控制電路適于令上述電池提供出能與該電池在使用時(shí)產(chǎn)生的電流相比的大電流；f)上述控制電路也適于在直至100毫秒范圍的瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間內(nèi)連接上述負(fù)載和上述電池；g)上述控制電路形成適于操作、并以手持檢測(cè)機(jī)的方式與上述電池相連的手持裝置的一部分，而且上述的瞬態(tài)大電流在使用時(shí)在該手持機(jī)中產(chǎn)生大量的熱能夠被該手持機(jī)所消納。
8．一種用于機(jī)動(dòng)車電池和其它類似電池的常規(guī)檢測(cè)的裝置，其特征在于控制電路適于令上述電池在持續(xù)至200毫秒范圍的瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間中向負(fù)載提供出能與該電池在使用時(shí)產(chǎn)生的電流相比的大電流。
9．如權(quán)利要求7或8所述的裝置，其特征在于上述控制電路包含一個(gè)適于從上述電池產(chǎn)生預(yù)定電流水平電流的閉環(huán)反饋電路。
10．如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于上述控制電路適于參照上述電池的開路電壓確定從上述電池流出的電流水平。
11．如權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于上述控制電路適于參照上述電池的開路電壓從兩個(gè)或更多個(gè)電壓水平或范圍選擇一個(gè)來(lái)確定從上述電池流出的電流水平。
12．如權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于上述控制電路在上述瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間內(nèi)持續(xù)連接上述負(fù)載和上述電池，并繼之以一個(gè)長(zhǎng)度從零到上述瞬態(tài)時(shí)間區(qū)間的電流衰減期。
13．一種用于機(jī)動(dòng)車電池和其它類似電池的常規(guī)檢測(cè)的方法，該方法實(shí)際上如在這里參照附圖所描述的那樣。
14．一種用于機(jī)動(dòng)車電池和其它類似電池的常規(guī)檢測(cè)的裝置，該方法實(shí)際上如在這里參照附圖所描述的那樣。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對(duì)機(jī)動(dòng)車電池和其它電池進(jìn)行檢測(cè)的方法和裝置。本發(fā)明具體地涉及這樣的方法和裝置,即其能夠用于對(duì)機(jī)動(dòng)車輛的電池進(jìn)行路邊檢測(cè),以及對(duì)這種機(jī)動(dòng)車輛的電池進(jìn)行診斷檢測(cè)和以保養(yǎng)為目的的功能檢測(cè),但并不局限于此。
文檔編號(hào)G01R31/36GK1287618SQ9980172
公開日2001年3月14日 申請(qǐng)日期1999年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月30日
發(fā)明者巴巴拉·L·瓊斯, 保羅·史密斯 申請(qǐng)人:斯耐普昂儀器有限公司