用于电池充电的系统和方法技术方案

本公开涉及用于给电池充电的系统和方法。示例实施例包括接收关于电池的初始充电状态的信息。如果初始充电状态小于预定阈值并且充电器电耦合到电池，则充电器可以被配置为根据高于默认充电速率的优选充电速率对电池充电。基于电池的类型、初始充电状态、目标充电状态以及充电速率来确定充电持续时间。控制器可基于以下中的至少一个来确定部分充电条件：以所述充电速率向所述电池提供电流以充电持续时间、或者接收指示所述电池的充电状态达到所述目标充电状态的信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电池充电的系统和方法相关申请的交叉引用本非临时专利申请要求于2015年6月4日提交的美国专利申请No.14/731,142的优先权，其内容通过引用结合于此。
技术介绍
电池可以通过电化学反应来储存和供应能量。虽然有些电池可能只使用一次，但可再充电电池(也称为二次电池)在电池的使用寿命期间内可被充电和放电很多次。各种类型的电力系统和电子设备由这种可再充电电池供电。例如，电动车辆、电动工具、智能电话、平板电脑设备、数字音乐播放器、键盘、人机界面设备和膝上型计算机等许多其他类型的设备由可再充电电池供电。随着这种系统和设备的日益丰富，对用于为这些系统和设备供电的电池进行有效充电的需求不断增长。
技术实现思路
系统可以包括电池、充电器和控制器。控制器可以被配置为控制充电器以确定的充电速率将电流提供给电池以确定的时间量。充电速率可高于默认充电速率。控制器可以被配置为例如通过确定电池已经达到预定的充电状态，一旦部分充电条件已经达到则停止充电器对电池充电，从而防止对电池的长期循环损坏。在第一方面，提供了一种系统。该系统包括电池、充电器和控制器。电池具有给定的电池类型。电池类型包括完全充电容量和默认充电速率。电池最初具有初始充电状态。充电器被配置为可控制地向电池提供电流。控制器被配置为接收指示电池的初始充电状态的信息。充电器还被配置为确定初始充电状态是否小于预定阈值。充电器还被配置为确定充电器是否电耦合到电池。充电器还被配置为接收指示优选充电选项的输入。所述优选充电选项包括高于所述默认充电速率的充电速率。充电器还被配置为基于电池类型、初始充电状态、目标充电状态和充电速率来确定充电持续时间。目标充电状态基于充电速率。目标充电状态小于完全充电容量。充电器被配置为在确定所述初始充电状态小于预定阈值、并且确定所述充电器电耦合到所述电池之后，使所述充电器以所述充电速率向所述电池提供电流。充电器被配置为基于以下中的至少一个来确定部分充电条件：以所述充电速率向所述电池提供电流以充电持续时间、或者接收指示所述电池的充电状态达到所述目标充电状态的信息。控制器还被配置为响应于确定所述部分充电条件，使充电器停止向电池提供电流。在第二方面，提供了一种方法。该方法包括：接收指示电池的初始充电状态的信息。所述电池被配置为以默认充电速率充电。该方法还包括确定初始充电状态是否小于预定阈值。该方法还包括确定充电器是否电耦合到电池，并接收指示优选充电选项的输入。所述优选充电选项包括高于所述默认充电速率的充电速率。该方法还包括基于所述电池的类型、所述初始充电状态、目标充电状态和所述充电速率来确定充电持续时间。所述目标充电状态基于所述充电速率，并且所述目标充电状态小于电池的完全充电容量。该方法包括在确定所述初始充电状态小于预定阈值、并且确定所述充电器电耦合至所述电池之后，使所述充电器以所述充电速率向所述电池提供电流。该方法还包括基于以下中的至少一个来确定部分充电条件：以所述充电速率向所述电池提供电流以充电持续时间、或者接收指示所述电池的充电状态达到所述目标充电状态的信息。该方法还包括响应于确定所述部分充电条件，使充电器停止向电池提供电流。在第三方面，提供了一种方法。该方法包括：接收指示电池的初始充电状态的信息。所述电池被配置为以默认充电速率充电。该方法还包括确定所述初始充电状态是否小于预定阈值并确定充电器是否电耦合到电池。该方法还包括接收指示优选充电选项的输入。所述优选充电选项包括高于所述默认充电速率的充电速率。该方法还包括基于所述电池的类型、所述初始充电状态、目标充电状态和所述充电速率来确定充电持续时间。所述目标充电状态基于所述充电速率，并且所述目标充电状态小于电池的完全充电容量。该方法还包括在确定所述初始充电状态小于预定阈值、并且确定所述充电器电耦合至所述电池之后，使所述充电器以所述充电速率向所述电池提供电流。该方法还包括基于以下中的至少一个来确定部分充电条件：以所述充电速率向所述电池提供电流以充电持续时间、或者接收指示所述电池的充电状态达到所述目标充电状态的信息。该方法还包括响应于确定所述部分充电条件，使充电器停止向电池提供电流。通过在适当的情况下参考附图来阅读下面的详细描述，其他方面、实施例和实施方式对于本领域普通技术人员将变得明显。附图说明图1A是根据示例实施例的系统的框图。图1B示出根据示例实施例的充电状态(SOC)的示例。图2是根据示例实施例的描述用于给电池充电的方法的流程图。图3示出根据示例实施例的方法。图4示出根据示例实施例的几个电池充电情景的示例图。图5示出根据示例实施例的电池的估计循环性能的示例图。图6A和图6B示出根据示例实施例的移动设备。具体实施方式I.概述电池可以包括一个或多个电化学单元。此外，电化学电池可以包括电极、阳极和电解质等元件。电化学电池的每个元件可以包括各种材料。电池的电容量是能够存储在电池中的电荷量，并且可以基于单元的大小和数量及其材料组成。此外，电池类型可以表示具有已知容量、单元的大小和数量(例如电池组)，以及电化学组成(例如，锂离子)的电池。对于典型的消费电子设备，电池充电过程可能花费100分钟或更长时间来实现100％充电。为了改进电池充电速度，通常的折衷是使用更长、更薄的电极，这也可能导致能量密度的降低。由于将较大比例的非活性材料并入电池体积中，所以可能出现降低的能量密度。在电池的充电和放电的过程中和/或在电池的循环寿命期间，二次电池的电容量可能降低。也就是说，在重复的充电循坏内，电池可以存储和提供的电荷量可能变少。电池的电容量的降低可取决于几个因素，包括电池类型和所经历的充电循坏的次数。也许最重要的是，以相对较高的充电速率给电池充电可能导致电池容量更快的劣化。在这种场景下，如果电池被迫以高速率充电而不重新设计电极布置，则每个循环的容量劣化可能变得显著。例如，在500次充/放电循环中，如果1.2倍的更快充电则可能牺牲20-30％的循环寿命，1.5倍的更快充电可能导致30-50％的更快容量劣化。其他劣化速率是可能的。本文公开的系统和方法可以与诸如智能电话、平板电脑、膝上型计算机、穿戴式计算设备、辅助电池以及具有可再充电电池的其他设备的消费电子设备一起使用。另外地或替代地，该系统和方法可以与诸如适合住宅或商业用途、电动车辆或无人驾驶飞行器的电池的大规格电池一起使用。例如，可以使用电池来为从旧金山行驶到洛杉矶的电动车辆供电。考虑到在旧金山和洛杉矶之间的中途，电动车辆的电池可能需要再充电以继续到洛杉矶。一般而言，可能需要大约八个或八个小时以上的时间才将电池重新充满，例如达到100％的充电状态(SOC)。然而，从实际的观点来看，对电池充电八小时或更长时间对于驾驶员来说可能是不期望的和/或麻烦的。特别是，驾驶员可能希望避免在旧金山和洛杉矶之间的位置等待八个小时，仅为了对电动车辆的电池充电。此外，驾驶员可能希望避免从旧金山行进到洛杉矶的大约十六小时的总时间，例如八个小时用于给电池充电，加上八个小时的驾驶。在一些实施例中，增加对电池充电的速率可以更快地给电池充电。例如，考虑上述场景，通过以诸如1C速率的标准速率对电池充电，可花费大约八个或更多个小时将电动车辆的电池再充电到100％SOC。然而，通过以更高的速率(比如1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，包括：电池，其中所述电池具有给定的电池类型，其中所述电池类型包括完全充电容量和默认充电速率，并且其中所述电池最初具有初始充电状态；充电器，被配置为可控制地向电池提供电流；控制器，被配置为：接收指示所述电池的初始充电状态的信息；确定所述初始充电状态是否小于预定阈值；确定所述充电器是否电耦合到所述电池；接收指示优选充电选项的输入，其中所述优选充电选项包括高于所述默认充电速率的充电速率；基于电池类型、初始充电状态、目标充电状态和充电速率来确定充电持续时间，其中所述目标充电状态基于所述充电速率，并且其中所述目标充电状态小于完全充电容量；在确定所述初始充电状态小于预定阈值、并且确定所述充电器电耦合到所述电池之后，使所述充电器以所述充电速率向所述电池提供电流；基于以下中的至少一个来确定部分充电条件：以所述充电速率向所述电池提供电流以所述充电持续时间、或者接收指示所述电池的充电状态达到所述目标充电状态的信息；以及响应于确定所述部分充电条件，使充电器停止向电池提供电流。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.04 US 14/731,1421.一种系统，包括：电池，其中所述电池具有给定的电池类型，其中所述电池类型包括完全充电容量和默认充电速率，并且其中所述电池最初具有初始充电状态；充电器，被配置为可控制地向电池提供电流；控制器，被配置为：接收指示所述电池的初始充电状态的信息；确定所述初始充电状态是否小于预定阈值；确定所述充电器是否电耦合到所述电池；接收指示优选充电选项的输入，其中所述优选充电选项包括高于所述默认充电速率的充电速率；基于电池类型、初始充电状态、目标充电状态和充电速率来确定充电持续时间，其中所述目标充电状态基于所述充电速率，并且其中所述目标充电状态小于完全充电容量；在确定所述初始充电状态小于预定阈值、并且确定所述充电器电耦合到所述电池之后，使所述充电器以所述充电速率向所述电池提供电流；基于以下中的至少一个来确定部分充电条件：以所述充电速率向所述电池提供电流以所述充电持续时间、或者接收指示所述电池的充电状态达到所述目标充电状态的信息；以及响应于确定所述部分充电条件，使充电器停止向电池提供电流。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电池与移动计算设备相关联，并且其中所述控制器还被配置为经由所述移动计算设备的显示器显示高于所述默认充电速率的多个充电速率，并且其中所述优选充电选项是从所述多个充电速率选择的。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制器还被配置为：基于电池类型和充电速率确定等待时间；在确定充电完成条件之后，等待以所述等待时间；在等待以所述等待时间之后，使充电器以默认充电速率向电池提供电流；基于接收指示电池的充电状态达到完全充电容量的信息来确定完全充电条件；以及响应于确定完全充电条件，使充电器停止向电池提供电流。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述电池类型至少包括一种锂离子单元。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述电池与外部电池组相关联，其中所述充电器包括多位置开关，其中所述多位置开关的多个位置与高于所述默认充电速率的多个充电速率相关联，并且其中接收指示优选充电选项的输入是基于所述多位置开关的位置的。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述默认充电速率包括0.7×C，其中C包括等于在一小时内将所述电池从空状态充电到完全充电状态的充电速率。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述充电器还被配置为向所述电池可控地提供恒定的DC电流。8.根据权利要求1所述的系统，其中所述充电器还被配置为向所述电池可控地提供脉冲DC电流。9.一种方法，包括：接收指示电池的初始充电状态的信息，其中所述电池被配置为以默认充电速率充电；确定所述初始充电状态是否小于预定阈值；确定充电器是否电耦合到所述电池；接收指示优选充电选项的输入，其中所述优选充电选项包括高于所述默认充电速率的充电速率；基于所述电池的类型、所述初始充电状态、目标充电状态和所述充电速率来确定充电持续时间，其中，所述目标充电状态基于所述充电速率，并且其中，所述目标充电状态小于所述电池的完全充电容量；在确定所述初始充电状态小于预定阈值、并且确定所述充电器电耦合至所述电池之后，使所述充电器以所述充电速率向所述电池提供电流；基于以下中的至少一个来确定部分充电条件：以所述充电速率向所述电池提供电流以充电...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·S·黄，R·C·巴德瓦吉，S·德万，
申请(专利权)人：X开发有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US