可再充电蓄电池系统用的模拟高电池温度的装置制造方法及图纸

一种蓄电池系统（４００）用于便携式电子产品，它包括保护电路，使所述蓄电池系统能在一个再充电系统中被可靠地再充电。蓄电池系统（４００）包括多个电池（４０１）和多个控制装置，这些控制装置包括用于限制由充电网络给电池（４０１）的电流的过压保护电路（４３３）和热元件（４１５）及热元件控制装置（４１７），后者用于控制所述热元件（４１５）的状态，以便模拟使充电网络能变换方式的高温条件，并适应蓄电池系统（４００），而不追随充电系统所给出的充电方式。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本申请与下列未审的并已转让给摩托罗拉公司的申请有关，它们是案号EN10144，题目为“可再充电蓄电池中模拟高电池温度的装置和方法”；案号EN10157，题目为“对可再充电蓄电池系统提供起始电压的装置和方法”；案号EN10177，题目为“再充电锂离子电池中用的模拟高电池温度的装置”。一般地说，本专利技术涉及电池的再充电，具体地说，涉及可再充电的蓄电池系统。当今，日渐增多的便携式电子产品适合于用设备内的电池电源工作。这些产品包括诸如蜂窝电话、便携式收音机、寻呼机以及录音机等制品，它们通常都是移动的并用可再充电的蓄电池工作。多年来，已采用过多种不同的蓄电池化学原理，它们满足再充电能力的需要。最常用的化学原理大概包括镍镉和镍金属氢化物。但比较新的化学原理一般地说要属于锂离子，它能使电池充电，而能提供许多超出其它类型可再充电电池的优点。这些好处首先是指重量轻和总体尺寸小但有高的能量密度。采用锂离子电池时，需要考虑的一个独特的要素是它的充电流程。锂离子电池并不以利用镍化学原理的电池同样的方式被充电。镍镉电池和镍金属氢化物电池通常采用快速充电方式，通过加一恒定电流而被充电，直至达到一定的结果。这种结果可能与电池达到预定的一个高电压、降到一个预定的低电压或者增高电池的温度相联系。这是与锂离子电池相反的，它需要两步充电过程，以达到最佳特性。过程的第一步是在电池电压保持低于预定的阈值时，给电池充电器加一恒定电流值。一旦电压升高到该阈值，则第二步确保使电池充电器保持在此阈值电压，同时使电流减小。一旦电流充分地降到所需的程度，锂离子电池就被全负荷地再充电。若考虑在为镍系统而设计的充电器中对锂离子电池充电，这两步过程存在一个问题。镍系统充电器通常只加以恒定的电流，它使电池的电压不受阻碍地升高。电压能升高到任何水平只要不使电池变得太热，即增加到一个并非所要求的而且是危险的程度。一旦镍系统电池变热，充电器检测到这种状态，并从快速的大电流充电转换到该快速大电流值的大约5-10％。这种较小电流的方式通常被称作涓电流(trickle current)或涓电荷。因此，由现有的镍系统充电器提供的充电流程将不会适当地对锂离子电池充电。如果将锂离子电池放入或者强迫进入镍系统充电器中，则由于锂离子电池很快就会过热，结果可能是危险的。所以，对于蓄电池充电电路或系统有必要将其改型成现有锂离子电池的控制线路，容许这种电池可靠地使用镍系统充电器。除了提供可改型电路以允许锂离子电池用镍系统充电器再充电之外，一种完全的蓄电池系统也将是有用的，当以这种方法再充电锂离子电池时，它提供附加的系统，以确保可靠。附图说明图1是表示本专利技术高温模拟器工作过程的方框图；图2是本专利技术一个优选实施例的局部示意图，表示在大电流源为适用的情况下所能采用的高温模拟器；图3是本专利技术一个优选实施例的局部示意图，表示在只是小电流源为适用的情况下所能采用的高温模拟器；图4是本专利技术一个优选实施例的局部示意图，表示图2所示高温模拟器的另一种可供选择的实施例；图5是表示本专利技术的为锂离子电池所用的可改型充电而且可靠的系统工作过程的方框图。参照图1，表示一个描述可再充电蓄电池系统高温模拟器工作过程的方框图，所述模拟器能模拟高电池温度的条件。典型的可再充电电池可以是以锂离子化学原理、锂聚合物化学原理或铅酸化学原理为基础的电池。所述高温模拟器使可再充电电池采用不同性质的充电系统或充电网络被充电，其中的充电系统或网络一般具有不兼容的充电流程。不同性质的充电系统可以是镍镉型或镍金属氢化物(nickel metal hydride)型电池所用的充电系统，并具有第一种工作方式和第二种工作方式。第一种工作方式一般是急剧的或快速的方式，而第二种工作方式是较慢的且是涓电流充电方式。这些充电系统一般被称作镍系统蓄电池充电器，并被成形以使镍金属氢化物电池或镍镉电池充电。正如下面将比较详细地描述的那样，本专利技术优选实施例的优点在于具有镍系统电池充电器固有的特点。这种特点确保当从蓄电池接受适当的控制信息时，中止可再充电蓄电池的快速充电。所述控制信息与快速充电期间蓄电池的温度有关。当达到预定的温度时，所述镍系统蓄电池充电器自动转换到小电流或涓电流充电状态，能使可再充电蓄电池较慢地被充电。本专利技术的一种优选的实施例示出蓄电池100，蓄电池100包括可再充电电池101。如上所述，可再充电电池101可以是一个或多个锂离子化学原理的电池或者类似的电池。当可再充电电池101由充电系统105充电时，控制电路103测量或观察它的电压。有代表性的充电系统105是镍镉或镍金属氢化物电池所用的充电器。控制电路103可以是比较电路或者类似的电路，如型号为SC371013F/FER的摩托罗拉集成电路。一旦控制电路103确定一个已经达到的预定电压电平或电动势，控制电路103就在控制线路106上产生一个控制信号。所述预定电压一般是一个选定的电压限，这由可再充电电池101的工作电压确定，并且可能与特定的电池化学原理和/或相关的充电规则有关。控制线路106被用于从控制电路103向低压开关104、高压开关107和比如热元件开关111类的温度模拟装置中的每一个传送控制信号。一旦可再充电电池101的电压变得过低，低压开关被用于切断它，以防损坏电池。高压开关107和延迟电路109与充电系统105串联设置，用以当充电过程中达到预定的电压时在所需的延迟周期之后提供开路。所述延迟周期用于使充电系统105对通过温度传感器或热元件113的电流变化起作用。若没有这种延迟，则充电系统105可以把高压开关107的打开理解为可再充电电池101正被断开。一旦出现这种情况，充电系统105就能断开其自身。将热元件开关111连到控制电路103，而且为了提供对热元件113的短路，也由通过控制线路106的控制信号所触发。正如本领域所熟知的，热元件113的电阻值或状态随可再充电电池101的温度变化而变化。因此，流过热元件113的电流随热元件113所暴露的周围环境改变。这种电流被充电系统105理解为用于确定何时转换充电方式的温度值。这些方式有代表性的是从充电速率处于高水平的急剧的快速充电状态转换到充电速率降低的较慢的充电状态。热元件开关111连到热元件113，并受控制电路103控制。一旦启动，热元件开关111就改变热元件113的电流或状态。如上所述，在高温条件下由充电系统105检测通过热元件113电流的增大。因而，热元件开关111作为控制电路动作，改变热元件113的工作状态。然后，热元件开关111模拟可再充电电池101的高温状态。与此相应地，充电系统105从急剧的或者实质上是快速的充电方式转换为慢而且低或者涓电流的充电方式。由于首先使可再充电电池101充电至它的预定电压，即充电流程的第一步，所以，这时涓电流充电方式使可再充电电池101按其充电流程的第二步被充电。一旦充电系统105已经转换到较小的电流，由于可再充电电池101内存在内电阻，所以可再充电电池101的电压将从它们以前的水平略为降低。这种比较低水平的电流使所述可再充电电池能继续充电，而它的电压处在所述阈值电压以下，直至该电池成为完全被充电。不过，采用充电系统105充电一般地比起如果采用理想的锂离子充电方式要长些。图2示出可再充电蓄电池2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式装置用的锂离子蓄电池系统，它包括：多个锂离子电池；多个转换开关，其与所述多个锂离子电池相连，用于使所述多个锂离子电池与所述便携式装置断开；一个电流检测器，用于检测短路并使所述多个转换开关中的至少一个起作用；主电池过 压检测器，用于监视所述多个锂离子电池的累加电压，而且一旦所述累加电压增高到超过预定值，则启动所述多个转换开关中的至少一个开关；从电池过压检测器，用于监视所述多个锂离子电池的各个电压，而且一旦所述各个电压增高到超过预定值，则启动所述多个转 换开关中的至少一个开关；一个电池欠压检测器，用于监视所述多个锂离子电池的累加电压，而且一旦所述累加电压降到低于预定值，则启动所述多个转换开关中的至少一个开关；一个热元件，用于检测所述锂离子电池的温度。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：乔斯M佛南德兹，沃侬莫当斯，斯考特M噶勒特，岛N莱姆，詹姆斯F卡姆克，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]