调整电池系统中预充电电流的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于调整电池系统例如信息处理系统的电池系统中预充电电流的系统和方法，其是通过控制提供到该电池系统的蓄电池组电池／多个电池的充电电流的工作周期来实现的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及电池系统，更具体地涉及调整电池系统中的预充电电流。
技术介绍
由于信息价值及其使用持续增长，个人和企业都在寻找其它方法来处理和存储信息。信息处理系统是用户可获得的一种选择。信息处理系统通常对商用的、个人的或其它用途的信息或数据进行处理、编辑、存储和/或传输，从而使得用户能够利用这些信息价值。由于技术和信息处理需要并且要求在不同用户或应用程序之间变化，信息处理系统还可能就所处理的是什么信息，信息是如何处理的，多少信息被处理、储存或传输，以及可以多快和有效地处理、存储或传输信息而变化。信息处理系统中的变化使得信息处理系统可以是通用的或被配置成用于特殊用户或特殊用途，例如金融交易处理、机票预定、企业数据存储或全球通信。另外，信息处理系统可以包括各种硬件和软件成分，这些成分可以被配置成处理、存储和传输信息，以及可以包括一个或更多计算机系统、数据存储系统和网络系统。便携信息处理系统的实例包括笔记本电脑。这些便携电子设备通常由电池系统例如锂离子(“Li-离子”)或包括一个或更多可充电电池的镍氢(NiMH)电池组来供电。图1示出了便携信息处理系统100的电池系统120，该电池系统具有被临时连接到电池充电装置110的相应电池输出终端115、116的电池充电终端122、124。由于如此配置，电池充电装置110被连接成从供电终端112、114接收电流(例如交流电或来自AC适配器的直流电)以及连接成通过充电输出终端115、116向电池系统120的电池充电终端122、124提供DC充电电流。如图所示，电池系统120还包括用于向相应电池充电装置数据总线终端117、118提供电池状态信息例如电池电压的电池系统数据总线终端126、128。图2示出了一个传统的锂离子电池系统120，其具有负责管理电池系统操作和控制电池系统充电和放电电路270的电池管理单元(BMU)202，其中电路270用于对电池系统的一个或更多蓄电池组电池进行充电和放电。如图所示，BMU 202包括模拟前端(“AFE”)206和微控制器204。电池系统120的充电和放电电路270包括在电池充电终端112和蓄电池组电池/多个电池224之间串联的两个场效应晶体管(“FET”)214和216。FET 214是一个充电FET开关元件，其形成充电电路260的一部分，其中充电电路260被微控制器204和/或BMU 202的AFE 206通过开关218控制以便对锂离子蓄电池组电池/多个电池224进行充电或不进行充电，并且FET 216是一个放电FET开关元件，其形成放电电路262的一部分，其中放电电路被微控制器204和/或BMU 202的AFE 206通过开关220控制以便对锂离子蓄电池组电池/多个电池224进行放电或不进行放电。如图所示，寄生二极管被设置在每一个FET开关元件的源极和漏极之间，即设置成在放电FET开关元件216开路时将充电电流传导至蓄电池组电池/多个电池，并设置成在充电FET开关元件214开路时将放电电流从蓄电池组电池/多个电池传导出来。在正常电池组操作期间，通过各自的开关218和220，充电和放电FET开关元件214和216均被置于闭路状态，并且AFE 206的电池电压检测电路210监控蓄电池组电池/多个电池224的电压。如果AFE 206的电池电压检测电路210检测到电池过压情况时，BMU 202使充电FET开关元件214开路，以防止对蓄电池组电池/多个电池进行进一步充电直到过压情况不再出现。类似地，如果AFE 206的电池电压检测电路210检测到电池欠压(或过放电)情况时，BMU 202使放电FET开关元件216开路，以防止蓄电池组电池/多个电池进一步放电直到欠压情况不再出现。BMU 202还可以在电池组处于睡眠模式时，使FET开关元件214开路。在电池组电路中设置电流传感电阻器212，以使AFE 206的电流传感器208监控蓄电池组电池/多个电池的充电电流。如果假定充电FET开关元件214开路(例如在睡眠模式或电池欠压情况)，而检测到放电电流时，那么BMU 202通过熔断电池电路中的内嵌保险丝222来永久地停用电池组，以使电池组电路开路并防止进一步过充电。当锂离子和NiMH蓄电池组电池被放电到某一低压电平时，它们并未准备好接收完全充电电流，并且必须以一个更低的电流电平进行“预充电”。例如，来自智能充电器的通常的最低充电电流是128毫安，其对一些NiMH蓄电池组电池的预充电来说是足够低的。然而，其它类型蓄电池组电池所需的预充电电流可能比128毫安低得多。对于典型的Li离子蓄电池组电池来说，所需的预充电电流大约是每个电池20毫安或更低。为了提供所需的预充电电流，单独的预充电电路被并入到电池组中，以便通过减小电池充电装置提供的充电电流来获得所期望的预充电电流电平。图2示出了预充电电路250，其位于充电和放电电路270中，在蓄电池组电池/多个电池224被放电至预定低的电压电平并且未准备好接收蓄电池组电池的完全充电电流时，对蓄电池组电池/多个电池224进行预充电。如图所示，预充电电路250包括用作开关的MOSFET 252以及一个电阻器254，以便将预充电电流电平限制到比电池充电装置110提供的充电电流低得多的电流值。在预充电模式期间，当AFE 206的电池电压检测电路210检测到蓄电池组电池/多个电池224的电压比预定的低压电平低并且需要预充电电流电平时，微控制器204打开MOSFET开关252。在预充电模式期间，BMU 202还将充电FET开关元件214保持在开路状态，以便将提供到蓄电池组电池/多个电池224的充电电流限制至较低的充电电流电平。当蓄电池组电池/多个电池224的电压达到预定的低电流电平时，BMU 202断开MOSFET 252并且使充电FET开关元件214闭合，以便使完全充电电流被提供到蓄电池组电池/多个电池224。如图2所示，传统锂离子电池系统120的预充电电路250需要在电池系统中配备单独的电路元件。由于安全和费用的原因，某些电池系统例如NiMH电池系统可能未配备这样的预充电电路元件。在这样的系统中，电池充电装置的元件被用来调整预充电电流电平。
技术实现思路
在此公开的是调整在电池系统例如信息处理系统的电池系统中预充电电流的系统和方法。所公开的系统和方法被有利地配置成调整电池系统充电电流的工作周期来调整预充电电流的电平。在一个实施例中，在没有单独的预充电电路(如图2所示的预充电电路250)和/或没有电池充电装置预充电电路的情况下，电池系统的微控制器可用来调整电池系统充电FET开关元件(C-FET)的工作周期，而同时满足蓄电池组电池预充电需求例如锂离子蓄电池组电池的需求。在一个示例性实施例中，例如笔记本电脑的便携信息处理系统的电池系统可以具有通过调整提供至蓄电池组电池/多个电池的充电电流的工作周期来调整电池系统的蓄电池组电池/多个电池预充电电流电平的能力，而不需要传统的预充电电路的MOSFET开关元件。因此，实施在一个实施例中的所公开的系统和方法是有益的，其不需要单独预充电电路元件并减小了电池系统内的部件数量，从而节省了费用并且减小了电池系统印刷电路板上所需的空间。在一个方面，在此公开的对连接到电池充电装置的电池系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对连接到一个电池充电装置的电池系统的一个或更多蓄电池组电池进行充电的方法，包括：　在所述电池系统中，从所述电池充电装置接收一个充电电流，所述充电电流具有一个第一电流值；调整在所述电池系统中接收的所述充电电流的工作周期，以 便产生一个具有第二电流值的预充电电流，所述第二电流值小于所述第一电流值；以及通过首先向所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池提供所述具有第二电流值的预充电电流，并接着向所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池提供所述的具有所述的第 一电流值的充电电流，来对所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池进行充电。

【技术特征摘要】
US 2005-1-13 11/034,6241.一种对连接到一个电池充电装置的电池系统的一个或更多蓄电池组电池进行充电的方法，包括在所述电池系统中，从所述电池充电装置接收一个充电电流，所述充电电流具有一个第一电流值；调整在所述电池系统中接收的所述充电电流的工作周期，以便产生一个具有第二电流值的预充电电流，所述第二电流值小于所述第一电流值；以及通过首先向所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池提供所述具有第二电流值的预充电电流，并接着向所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池提供所述的具有所述的第一电流值的充电电流，来对所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池进行充电。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在所述电池系统的所述一个或更多电流值的电压低于一个低电压阈值时，向所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池提供所述具有第二电流值的预充电电流；并在所述电池系统的所述一个或更多电流值的电压等于或大于所述低电压阈值时，向所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池提供所述的具有所述第一电流值的充电电流。3.如权利要求2所述的方法，其中所述电池系统包括便携信息处理系统的一个电池组。4.如权利要求3所述的方法，其中所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池包括锂离子或NiMH蓄电池组电池。5.如权利要求2所述的方法，其中所述的电池系统包括连接在所述电池充电装置和所述一个或更多蓄电池组电池之间的电池电流控制电路，所述电池电流控制电路包括一个具有充电FET开关元件的充电电路；一个电池管理单元(BMU)，其包括一个微控制器和一个模拟前端(AFE)电路，所述BMU被连接到所述电池电流控制电路，并被配置成控制所述充电FET开关元件，并且所述AFE被连接到所述一个或更多蓄电池组电池并被配置成监控所述一个或更多蓄电池组电池的所述电压；以及其中所述方法进一步包括利用所述BMU，在所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池的由所述AFE监控的所述电压低于所述低电压阈值时，调整在所述电池系统中接收的所述充电电流的工作周期，这个调整是通过控制所述充电FET开关元件，产生所述的具有所述第二电流值的预充电电流，以便将所述预充电电流提供至所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池来实现的；以及利用所述BMU，在所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池的由所述AFE监控的所述电压达到所述低电压阈值时，调整在所述电池系统中接收的所述充电电流的工作周期，这个调整是通过控制所述充电FET开关元件，产生所述的具有所述第一电流值的充电电流，以便将所述充电电流提供至所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池来实现的。6.如权利要求5所述的方法，其中所述电池系统包括一个便携信息处理系统的一个电池组。7.如权利要求6所述的方法，其中所述电池系统的所述一个或更多蓄电池组电池包括锂离子或NiMH蓄电池组电池。8.如权利要求5所述的方法，其中所述AFE被进一步连接成监控被提供至所述一个或更多蓄电池组电池的或者来自所述一个或更多蓄电池组电池的电流；并且其中所述预充电电流的一个工作周期高于所述AFE的电流监控取样速率。9.如权利要求8所述的电池系统，其中所述工作周期的频率大于或等于所述AFE的电流监控取样速率的大约2倍。10.一种被配置成连接到一个电池充电装置的电池系统，所述电池系统包括一个或更多蓄电池组电池；被配置成连接在所述电池充电装置和所述一个或更多蓄电池组电池之间的电池电流控制电路，所述电池电流控制电路被配置成从所述电池充电装置接收一个具有第一电流值的充电电流，并被配置成控制从所述电池充电装置至所...

【专利技术属性】
技术研发人员：王力工，JJ布林，JM古德若，
申请(专利权)人：戴尔产品有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]