用于控制包含不同类型单体的电池组中充电电流的方法和装置制造方法及图纸

公开了用于控制包含不同类型的单体的电池组中的充电电流的方法和装置。所述方法包括接收用于对电池组充电的充电电流，该电池组包括第一单体类型的一个或多个电池单体和第二单体类型的一个或多个电池单体。第一单体类型的每个电池单体具有第一阻抗和第一充电电流极限。第二单体类型的每个电池单体具有大于第一阻抗的第二阻抗和大于第一充电电流极限的第二充电电流极限。所述方法包括通过与第一单体类型的每个电池单体相关联的相应的电流控制电路，将所接收到的通过第一单体类型的电池单体的充电电流的量减小到小于第一充电电流极限的量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于控制包含不同类型单体的电池组中充电电流的方法和装置
技术介绍
特征丰富的便携式电子设备，包括便携式通信设备，在较高的峰值负载电流和较高的平均负载电流方面需要来自电池的越来越多量的能量。例如，无线电设备已经从具有峰值传输功率需求的简单模拟设备演进到多功能计算系统，在多功能计算系统中不同的软件控制模式具有不同的峰值电流需求。无线电设备可能在功率消耗或电流消耗方面受到限制以满足符合一个或多个安全标准，包括用于爆炸性环境的装置(AppareilsdestinésàêtreutilisésenATmosphèresEXplosibles，ATEX)、美国保险商实验室(UnderwritersLaboratories，UL)以及与在爆炸性环境中使用的设备有关的国际电工委员会认证系统标准(IECEx)，或者以避免由于过度充电、过度放电或过电流状况而损坏电池或无线电设备。用于给便携式电子设备供电的电池组可以包括基于其物理大小和能量容量而选择的多个电池单体。例如，空间约束可能限制电池组中包括的电池单体的类型。另外，在特定环境状况下的性能要求可以减少合适的电池单体化学组成的数目。通常，电池组中的电池单体是相同的电池单体，它们一起工作好像它们是单个大电池单体一样。附图说明其中类似的附图标记在不同的视图中自始至终是指相同或功能类似的元件的附图与下面的详细描述一起，被并入在说明书中并且形成说明书的一部分，而且用来进一步图示包括所要求保护的专利技术的构思的实施例，并且说明那些实施例的各种原理和优点。图1是图示依照一些实施例的包含不同类型的单体的用于电子设备的示例电池组的选定元件的框图。图2是图示包含不同类型的单体的不平衡电池组随时间的充电电流的图表。图3是图示依照一些实施例的用于电子设备的示例电池组的选定元件的框图，在该示例电池组中固定电阻被串联地添加于第一单体类型的单体。图4是图示依照一些实施例的用于电子设备的示例电池组的选定元件的框图，在该示例电池组中降压调节器被串联地添加于第一单体类型的单体。图5是图示依照一些实施例的用于电子设备的示例电池组的选定元件的框图，在该示例电池组中有源限流电路被串联地添加于第一单体类型的单体。图6是图示包含不同类型的单体的平衡电池组随时间的充电电流的图表。图7是图示依照一些实施例的用于控制包含不同类型的单体的电池组中的充电电流的示例方法的选定要素的流程图。图8是图示依照一些实施例的用于使用与特定电池单体串联的电流控制电路来控制电池组中的充电电流的示例方法的选定要素的流程图。图9是图示依照一些实施例的示例电子设备的选定元件的框图，该示例电子设备包括包含不同类型的单体的电池组和主机处理单元。本领域的技术人员将领会，各图中的元件是为了简单和清楚而图示的并且尚不一定按比例绘制。例如，各图中的元件中的一些元件的尺寸可以相对于其它元件被放大，以帮助改进对本专利技术的实施例的理解。装置和方法组件已在适当的情况下由附图中合适的符号表示，从而示出仅与理解本专利技术的实施例相关的那些特定细节，以使得利用对受益于本文描述的本领域的普通技术人员而言为容易地显而易见的细节而避免使本公开晦涩。具体实施方式本文公开的是用于控制包含不同类型的单体的电池组中的充电电流的方法和装置。在一个实施例中，公开的用于电子设备的电池组包括：第一单体类型的一个或多个电池单体，第一单体类型的一个或多个电池单体电连接在电池组的正极端子与负极端子之间，第一单体类型的每个电池单体具有第一阻抗和第一充电电流极限；第二单体类型的一个或多个电池单体，第二单体类型的一个或多个电池单体与第一单体类型的一个或多个电池单体并联地电连接在电池组的正极端子与负极端子之间，第二单体类型的每个电池单体具有大于第一阻抗的第二阻抗和大于第一充电电流极限的第二充电电流极限；以及相应的电流控制电路，该相应的电流控制电路与第一单体类型的一个或多个电池单体中的每一个串联地电连接并且被配置成将通过第一单体类型的电池单体的充电电流减小至第一充电电流极限以下。在一个实施例中，公开的用于控制电池组中的充电电流的方法包括在对电池组充电的操作期间，接收用于对电池组中的多个电池单体充电的充电电流。所述多个电池单体包括：第一单体类型的一个或多个电池单体，第一单体类型的每个电池单体具有第一阻抗和第一充电电流极限；以及第二单体类型的一个或多个电池单体，第二单体类型的每个电池单体具有大于第一阻抗的第二阻抗和大于第一充电电流极限的第二充电电流极限。该方法还包括通过与第一单体类型的电池单体中的每一个相关联的相应的电流控制电路，将所接收到的通过第一单体类型的电池单体的充电电流的量减小到小于第一充电电流极限的量。在一个实施例中，公开的便携式电子设备包括电池组和由该电池组供电的一个或多个电路。电池组包括：电连接在电池组的正极端子与负极端子之间的第一单体类型的一个或多个电池单体，第一单体类型的每个电池单体具有第一阻抗和第一充电电流极限；与第一单体类型的一个或多个电池单体并联地电连接在电池组的正极端子与负极端子之间的第二单体类型的一个或多个电池单体，第二单体类型的每个电池单体具有大于第一阻抗的第二阻抗和大于第一充电电流极限的第二充电电流极限；以及相应的电流控制电路，该相应的电流控制电路与第一单体类型的一个或多个电池单体中的每一个串联地电连接并且被配置成将通过第一单体类型的电池单体的充电电流减小至第一充电电流极限以下。在至少一些实施例中，第一单体类型的电池单体和第二单体类型的电池单体可以具有基本上类似的充电电压。第一单体类型的电池单体可以具有与第二单体类型的电池单体不同的形状或大小。第一单体类型的电池单体可以具有比第二单体类型的电池单体的能量容量大的能量容量。在各种实施例中，与第一单体类型的电池单体中的每一个串联地电连接的相应的电流控制电路可以包括以不可恢复方式从系统中去除能量的电阻元件。在一些实施例中，电流控制电路可以包括电阻器、直流到直流(DC/DC)调节器或DC/DC转换器或被配置成从相应的电流感测装置接收反馈的有源限流器件。在其它实施例中，可以使用热、电场、磁场或其它能量有损变换从系统中去除能量。在至少一些实施例中，电池组还可以包括相应的旁路电路，该相应的旁路电路与电流控制电路中的每一个并联地电连接并且被配置成在电池放电循环期间禁用电流控制电路。包括不同单体类型的多个单体的电池组对与便携式电子设备的最佳空间集成可能是期望的。在本文描述的电池组的一些实施例中，不同形状、大小、能量容量和阻抗的电池单体可以被以各种串联和并联配置布置成利用每种不同单体类型的性能特性。然而，使用不同类型的电池单体诸如不同类型的锂离子(Li-Ion)单体可能在一些单体组配置中的电池单体之间产生大的阻抗失配。在对于与电池组内的其它电池单体相比具有较低阻抗的电池组内的电池单体必须限制充电电流的实施例中，此类阻抗失配可能负面地影响充电时间、电池单体循环寿命和其它电池单体性能度量。为诸如无线电设备的便携式电子设备设计和实施电池组可能是有挑战本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电子设备的电池组，包括：/n第一单体类型的一个或多个电池单体，所述第一单体类型的一个或多个电池单体被电连接在所述电池组的正极端子与负极端子之间，每个所述第一单体类型的电池单体具有第一阻抗和第一充电电流极限；/n第二单体类型的一个或多个电池单体，所述第二单体类型的一个或多个电池单体被与所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体并联地电连接在所述电池组的所述正极端子与所述负极端子之间，每个所述第二单体类型的电池单体具有大于所述第一阻抗的第二阻抗和大于所述第一充电电流极限的第二充电电流极限；以及/n相应的电流控制电路，所述相应的电流控制电路被串联地电连接于所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体中的每一个，并且被配置成将通过所述第一单体类型的所述电池单体的充电电流减小至所述第一充电电流极限以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181221 US 16/229,6321.一种用于电子设备的电池组，包括：
第一单体类型的一个或多个电池单体，所述第一单体类型的一个或多个电池单体被电连接在所述电池组的正极端子与负极端子之间，每个所述第一单体类型的电池单体具有第一阻抗和第一充电电流极限；
第二单体类型的一个或多个电池单体，所述第二单体类型的一个或多个电池单体被与所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体并联地电连接在所述电池组的所述正极端子与所述负极端子之间，每个所述第二单体类型的电池单体具有大于所述第一阻抗的第二阻抗和大于所述第一充电电流极限的第二充电电流极限；以及
相应的电流控制电路，所述相应的电流控制电路被串联地电连接于所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体中的每一个，并且被配置成将通过所述第一单体类型的所述电池单体的充电电流减小至所述第一充电电流极限以下。


2.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体和所述第二单体类型的所述一个或多个电池单体具有基本上类似的充电电压。


3.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体具有与所述第二单体类型的所述一个或多个电池单体不同的形状或大小。


4.根据权利要求1所述的电池组，其中，所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体中的每一个具有第一能量容量，并且所述第二单体类型的所述一个或多个电池单体中的每一个具有小于所述第一能量容量的第二能量容量。


5.根据权利要求1所述的电池组，其中，与所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体中的每一个串联地电连接的所述相应的电流控制电路包括电阻元件。


6.根据权利要求1所述的电池组，其中，与所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体中的每一个串联地电连接的所述相应的电流控制电路包括直流到直流降压转换器。


7.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括相应的电流感测电路，所述相应的电流感测电路被串联地电连接于所述第二单体类型的所述一个或多个电池单体中的每一个并且被配置成对所述电流控制电路中的相应一个提供反馈；
其中，与所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体中的每一个串联地电连接的所述相应的电流控制电路包括有源限流器件，所述有源限流器件被配置成从所述电流感测电路中的相应一个接收反馈。


8.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括相应的旁路电路，所述相应的旁路电路被并联地电连接于所述电流控制电路中的每一个并且被配置成在电池放电循环期间禁用所述电流控制电路。


9.一种用于控制电池组中的充电电流的方法，包括：
在对所述电池组充电的操作期间，接收用于对所述电池组中的多个电池单体充电的充电电流，所述多个电池单体包括：
第一单体类型的一个或多个电池单体，每个所述第一单体类型的电池单体具有第一阻抗和第一充电电流极限；以及
第二单体类型的一个或多个电池单体，每个所述第二单体类型的电池单体具有大于所述第一阻抗的第二阻抗和大于所述第一充电电流极限的第二充电电流极限；并且
通过与所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体中的每一个相关联的相应的电流控制电路，将所接收到的通过所述第一单体类型的所述电池单体的充电电流的量减小到小于所述第一充电电流极限的量。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一单体类型的所述一个或多个电池单体和所述第二单体类型的所述一个或多个电池单体具有基本上类似的充电电压。


11.根据权利要求9所述的方法，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐纳德·L·弗劳尔斯，瑞安·贝克，罗伯特·L·斯奈德，
申请(专利权)人：摩托罗拉解决方案公司，
类型：发明
国别省市：美国;US