用于对电池充电的方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种对电池的单元充电的方法，该方法包括以下步骤：(32)向电池的输入端子施加测试电流；(34)测量电压输出，其中电压输出由单元的电压和跨电池的内阻抗由测试电流感应出的电压降构成；以及(38)如果(36)测量的电压输出高于预定电压，则向电池的输入端子施加充电电流，其中充电电流大于测试电流。

Methods and systems for charging batteries

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对电池充电的方法和系统
技术介绍
本公开涉及用于对电池充电的方法、设备和系统。
技术实现思路
下文提及的所有示例和特征均可以任何技术上可能的方式组合。在一个方面，一种对电池的单元充电的方法包括以下步骤：向电池的输入端子施加测试电流；测量电压输出，其中该电压输出包括单元的电压和跨至少电池的内阻抗由测试电流感应出的电压降；以及如果测量的电压输出高于预定电压，则向电池的输入端子施加充电电流，其中充电电流大于测试电流。实施方案可包括以下特征中的一个特征，或它们的任何组合。跨电池的内阻抗由测试电流感应出的电压降与电池的单元的电压相比可相对较小。跨电池的内阻抗由测试电流感应出的电压降可小于电压输出的百分之十。测试电流可由第一电源施加并且充电电流可由第二电源施加。测试电流可小于或等于10mA。实施方案可包括以下特征中的一个特征，或它们的任何组合。测试电流可通过保护电路，然后再被施加到电池的输入端子，使得电压输出还包括跨保护电路由测试电流感应出的电压降。电池保护电路可处于断开状态，其中电池与负载断开。测试电流可通过至少一条迹线，然后再被施加到电池的输入端子，使得电压输出还包括跨至少一条迹线由测试电流感应出的电压降。跨电池的内阻抗、保护电路和至少一条迹线由测试电流感应出的累积电压降与电池的单元的电压相比可相对较小。累积电压降小于电压输出的百分之十。在另一方面，一种用于对电池的单元充电的系统包括：电源，该电源被配置为将测试电流传送到电池的输入端子；控制器，该控制器被配置为：测量电压输出，其中该电压输出由单元的电压和跨至少电池的内阻抗由测试电流感应出的电压降构成；将测量的电压输出与预定阈值进行比较；以及如果测量的电压输出高于预定电压，则向电池的输入端子施加充电电流，其中充电电流大于测试电流。实施方案可包括以下特征中的一个特征，或它们的任何组合。跨电池的内阻抗由测试电流感应出的电压降与电池的单元的电压相比可相对较小。跨电池的内阻抗由测试电流感应出的电压降可小于电压输出的百分之十。测试电流可由第一电源施加并且充电电流可由第二电源施加。测试电流可小于或等于10mA。实施方案可包括以下特征中的一个特征，或它们的任何组合。测试电流可通过保护电路，然后再被施加到电池的输入端子，使得电压输出还包括跨保护电路由测试电流感应出的电压降。电池保护电路可处于断开状态，其中电池与负载断开。测试电流可通过至少一条迹线，然后再被施加到电池的输入端子，使得电压输出还包括跨至少一条迹线由测试电流感应出的电压降。跨电池的内阻抗、保护电路和至少一条迹线由测试电流感应出的累积电压降与电池的单元的电压相比可相对较小。累积电压降小于电压输出的百分之十。附图说明图1是用于对电池充电的示例性系统的示意图。图2是用于对电池充电的示例性系统的示意图。图3是用于对电池充电的示例性方法的流程图。具体实施方式某些类型的电池(诸如锂离子电池)在放电超过本公开中称为抑制电压的特定电压后可能无法进行充电。电池放电超过抑制电压将导致电池寿命的急剧下降，并且在放电超过抑制电压后对电池再充电可能是不安全的。电池保护电路的作用是，一旦电池放电超过高于抑制电压的预定电压，则将电池与负载断开，这保护电池免于放电超过抑制电压。然而，一旦保护电路已将电池与负载断开，则可能无法准确读取电池的电压以确定电池是否可安全充电。因此，本领域需要一种用于在保护电路与电池断开之后准确确定电池电压的系统和方法。图1描绘了用于对电池充电的系统10的示意图。如图所示，该系统可包括：电池12；电源14，该电源被配置为传送测试电流或充电电流中的一个；保护电路16，该保护电路设置在电源和电池之间并且被配置为一旦电池的电压下降到低于预定电压，则将电池与负载断开；以及控制器18，该控制器被配置为测量电池的电压，该电压由测试电流感应到并且被配置为确定是否施加充电电流。测试电流与充电电流相比可相对较小，以最小化电池的内阻抗和其他中间阻抗对测量电压的影响。电池12可包括一个或多个单元并且可表现出内阻抗。如上面所讨论的，电池12还可表现出抑制电压，出于本公开的目的，该抑制电压为如下电压，高于该电压时单元可安全地充电和/或低于该电压时单元受到应力并且单元的寿命缩短(例如，由于内阻抗的急剧增加)。该电压通常为每电池的单元2.4V左右；然而，随着电池技术的发展，不同的电池可具有不同的抑制电压。电池12可为表现出内阻抗和抑制电压的任何类型的电池，诸如锂离子电池或铅-酸电池。电源14可为例如电流源，其被耦接以向电池12的输入端子20提供测试电流I测试或充电电流I充电。输入端子20可为适于接收电流的电池12的任何输入，通过该电流可对电池12的至少一个单元充电。电源14可为被配置为向电池12的输入端子20提供电流的集成电路。例如，电源可为DC-DC充电电路，诸如MaximIntegrated提供的MAX8971，它能够向锂离子电池提供1.55A的充电电流。如图1所示，电源14可为能够传送测试电流I测试和充电电流I充电两者的单个电源。然而，由于大多数电源不能传送两个明显不同的电流水平，因此电源14相反可由两个电源构成(如图2所示)：第一电源14，用于施加测试电流I测试；以及第二电源22，用于施加充电电流I充电。这些电源14和22可例如并联耦接到输入端子20，使得每个电源都可独立地传送其相应的电流。保护电路16可设置在电源14和电池12的输入端子20之间并且可操作为当电池的电荷下降到低于预定值VUVP时，将电池12与负载断开，该预定值高于电池的抑制电压。因此，保护电路16可被配置为测量电池12的一个或多个单元的电压并且将测量的电压与预定阈值电压VUVP进行比较。如果测量的电压低于阈值电压VUVP，则保护电路16将电池12与负载断开。将电池12与负载断开可通过例如将设置在电池12的端子20(或其他端子)之间的一个或多个晶体管或FET在关断状态下断开来实现。控制器18可为例如微控制器或包括非暂态存储介质并且被编程为执行图3的方法的步骤的其他集成电路。例如，控制器18可为与电源14相同的集成电路的一部分。另选地，控制器18可与电源14分开。如结合图3的方法将讨论的，控制器可被配置为测量如图1和图2所示的点A处的电压。如果测量的电压高于预定阈值，则控制器18可被配置为施加充电电流I充电。在此背景下，施加充电电流I充电可通过致使充电电流I充电被施加到电池12的输入端子20来实现。例如，控制器18可与电源14(或22，在另选的实施方案中)通信，充电电流I充电应被传送到输入端子20。另选地，控制器可将定位在电源14(或22)和输入端子20之间的晶体管/FET置于接通状态，使得充电电流I充电被传送到输入端子20。另选地，控制器18可为集成电路或其他电路，并且被构造成执行图3的方法的步骤。例如，控制器18可包括比较器，该比较器被配置为测量点A处的电压，并且取决于测量的电压是否高于预定阈值，激活将电池的输入端子20连接到电源14或本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对电池的单元充电的方法，所述方法包括：/n向所述电池的输入端子施加测试电流；/n测量电压输出，其中所述电压输出包括所述单元的电压和由所述测试电流感应出的跨至少所述电池的内阻抗的电压降；以及/n如果所述测量的电压输出高于预定电压，则向所述电池的所述输入端子施加充电电流，其中所述充电电流大于所述测试电流。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171013 US 15/783,0581.一种对电池的单元充电的方法，所述方法包括：
向所述电池的输入端子施加测试电流；
测量电压输出，其中所述电压输出包括所述单元的电压和由所述测试电流感应出的跨至少所述电池的内阻抗的电压降；以及
如果所述测量的电压输出高于预定电压，则向所述电池的所述输入端子施加充电电流，其中所述充电电流大于所述测试电流。


2.根据权利要求1所述的方法，其中由所述测试电流感应出的跨所述电池的所述内阻抗的所述电压降与所述电池的所述单元的所述电压相比相对较小。


3.根据权利要求2所述的方法，其中由所述测试电流感应出的跨所述电池的所述内阻抗的所述电压降小于所述电压输出的百分之十。


4.根据权利要求1所述的方法，其中由第一电源施加所述测试电流并且由第二电源施加所述充电电流。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所述测试电流通过保护电路，然后被施加到所述电池的所述输入端子，使得所述电压输出还包括由所述测试电流感应出的跨所述保护电路的电压降。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述电池保护电路处于断开状态，其中所述电池与负载断开。


7.根据权利要求5所述的方法，其中所述测试电流通过至少一条迹线，然后被施加到所述电池的所述输入端子，使得所述电压输出还包括由所述测试电流感应出的跨所述至少一条迹线的电压降。


8.根据权利要求7所述的方法，其中由所述测试电流感应出的跨所述电池的所述内阻抗、所述保护电路和所述至少一条迹线的累积电压降与所述电池的所述单元的所述电压相比相对较小。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述累积电压降小于所述电压输出的百分之十。


10.根据权利要求1所述的方法，其中所述测试电流小于或等于10mA。


11.一种用于对电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鑫，C·巴尼斯，
申请(专利权)人：伯斯有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US