【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉参考本申请依照Title 35，U.S.C.ξ119(e)要求享有1997年1月7日提交的名称为“IMPROVED METHOD AND APPARATUS FOR RAPIDLY CHARGINGAND RECONDITIONING A BATTERY”的美国临时专利申请第60/034,921号的优先权。本专利技术一般涉及到用于电池充电，生成和整修的装置。更具体地说，本专利技术涉及到用于电池快速充电和/或整修的方法和装置，它可以提供特别的分段顺序，这其中主要包括充电脉冲，放电脉冲，例如在电池上施加一个负载，以及等待或是间歇周期。电池普遍被用来为各种各样的用途提供直流(dc)电源的电能。电池一般都是由组装在一个共同的容器中并且在电路上连接的许多电池构成的，用来提供特定的dc电源。例如，四个额定值为1安培(amp)的1.5伏电池串联连接后可以提供一个额定值为1amp的6伏dc电源。电池也可以并联连接，例如，四个额定值为1amp的1.5伏电池并联连接后可以提供一个额定值为4amp的1.5伏dc电源，或者是采用组合的串联-并联方式。电池包括两个电极，其中之一...
【技术保护点】
用一个输入端连接到电源的电池充电器为电池快速充电的一种方法，用电池充电器向电池提供交变的充电和放电脉冲，该充电方法包括以下步骤：ａ）紧接在充电脉冲之前使电池部分放电，以便在为电池提供充电脉冲之前降低电池的阻抗和电压；ｂ）紧接在使电池 部分放电之后向电池提供充电脉冲，在充电脉冲期间提供给电池的电荷量大于在放电脉冲期间从电池中排泄的电荷量；ｃ）在步骤ｂ）的充电脉冲之后和向电池施加后续的放电脉冲之前等待一个间歇周期，让电池至少能部分地稳定；以及ｄ）重复上述步骤。
【技术特征摘要】
US 1997-7-25 08/900821;US 1997-1-7 60/0349211.用一个输入端连接到电源的电池充电器为电池快速充电的一种方法，用电池充电器向电池提供交变的充电和放电脉冲，该充电方法包括以下步骤a)紧接在充电脉冲之前使电池部分放电，以便在为电池提供充电脉冲之前降低电池的阻抗和电压；b)紧接在使电池部分放电之后向电池提供充电脉冲，在充电脉冲期间提供给电池的电荷量大于在放电脉冲期间从电池中排泄的电荷量；c)在步骤b)的充电脉冲之后和向电池施加后续的放电脉冲之前等待一个间歇周期，让电池至少能部分地稳定；以及d)重复上述步骤。2.按照权利要求1的方法，其特征是间歇周期的持续时间在主要的充电过程中比步骤b)的充电脉冲要短。3.按照权利要求1的方法，其特征是电池充电器提供恒定的电流。4.按照权利要求3的方法，其特征是电池充电器是一个线性或是开关式恒流源。5.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括以下步骤检测电池的电荷，在检测到第一预定门限值时开始充电程序，并且在检测到第二预定门限值时结束充电程序。6.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括以下步骤测量电池的电压，在检测到第一预定最小电压值时开始充电程序，并且在检测到第二预定最大电压值时结束充电程序。7.按照权利要求6的方法，其特征是测量电池电压的步骤发生在放电脉冲期间。8.按照权利要求7的方法，其特征是测量电池电压的步骤发生在放电脉冲结束和充电脉冲开始之前的时刻。9.按照权利要求6的方法，其特征是进一步包括在充电程序接近结束时当检测到介于第一和第二电压值之间的一个预定的微电流门限电压值时用微电流为电池充电的步骤，这一微电流充电步骤包括步骤a)到d)，在其中将步骤c)的间歇周期持续时间延长到等于或是大于步骤b)的充电脉冲的持续时间。10.按照权利要求9的电池充电方法，其特征是在一个预定的固定时间周期内执行微电流充电步骤。11.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括监视电池电压的步骤，并且防止电池电压超过电池的势垒，从而在充电过程中防止发热和电池的损坏。12.按照权利要求1的方法，其特征是在充电脉冲期间提供给电池的电荷与放电脉冲期间从电池排泄的电荷的比例大约是在10比1到200比1之间。13.按照权利要求1的方法，其特征是上述电池是一种铅基的二次电池型可充电电池。14.按照权利要求13的方法，其特征是放电脉冲的持续时间不超过10毫秒。15.按照权利要求13的方法，其特征是充电脉冲的持续时间大约是100毫秒。16.按照权利要求13的方法，其特征是间歇周期的持续时间在充电程序的主要部分中大约占1毫秒。17.按照权利要求13的方法，其特征是上述充电脉冲的持续时间与上述放电脉冲的持续时间的比例处在10比1到100比1的范围之内。18.按照权利要求13的方法，其特征是上述充电脉冲的持续时间与上述间歇周期的持续时间的比例处在10比1到200比1的范围之内。19.按照权利要求13的方法，其特征是电池具有有限的电荷储存容量，电池充电器的充电定额大约等于被充电电池的电荷储存容量。20.按照权利要求1的方法，其特征是上述电池是一个镍基的二次电池。21.按照权利要求20的方法，其特征是上述电池是由镍镉和镍氢构成的一个组。22.按照权利要求20的方法，其特征是放电脉冲的持续时间不超过10毫秒。23.按照权利要求20的方法，其特征是充电脉冲的持续时间大约是200毫秒。24.按照权利要求20的方法，其特征是间歇周期的持续时间在充电程序的主要部分中大约占50毫秒。25.按照权利要求20的方法，其特征是上述充电脉冲的持续时间与上述放电脉冲的持续时间的比例处在10比1到100比1的范围内。26.按照权利要求20的方法，其特征是上述充电脉冲的持续时间与上述间歇周期的持续时间的比例在主要的充电程序中处在3比1到45比1的范围内。27.按照权利要求20的方法，其特征是进一步包括在整个充电程序中周期性地测量电池电压的步骤，如果电压测量值超过了预定的电压门限值，就临时暂停充电脉冲并且延长间歇周期，在间歇周期结束时施加放电脉冲，并且在放电脉冲期间进行后续的电压测量，并且在后续的电压测量值超过了预定电压门限时结束充电操作，或者是在后续的电压测量值小于预定电压门限时继续执行充电程序。28.按照权利要求20的方法，其特征是电池具有有限的电荷储存容量，而电池充电器的充电定额可达到被充电电池的电荷储存容量的五倍。29.按照权利要求1的方法，其特征是充电脉冲，放电脉冲，以及间歇周期的持续时间加在一起小于一秒。30.按照权利要求1的方法，其特征是用电池充电器提供一个恒流源，它包括多个可选择的恒流充电电平。31.按照权利要求30的方法，其特征是进一步包括从多个恒流充电电平中选择所需的恒流充电电平的步骤。32.按照权利要求31的方法，其特征是上述选择所需恒流充电电平的步骤是由一个微处理器完成的。33.按照权利要求31的方法，其特征是上述选择所需恒流充电电平的步骤是通过在多个电阻中进行选择而完成的。34.按照权利要求31的方法，其特征是上述选择所需恒流充电电平的步骤是通过操作一个具有多种设定状态的开关而完成的。35.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括测量电池电压并且将首次测量的电池电压电平与第二次测量的电池电压电平相比较的步骤，如果检测到首次测量的电压电平高于二次测量的电压电平，就结束充电程序。36.按照权利要求35的方法，其特征是进一步包括在检测到首次测量的电压电平高于二次测量的电压电平时提供电池故障状态指示的步骤。37.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括测量电池电压并且将首次测量的电池电压电平与第二次测量的电池电压电平相比较的步骤，如果检测到首次和二次测量值之间的差超过了一个预定的最大值，就结束充电程序。38.按照权利要求37的方法，其特征是进一步包括在检测到首次和二次测量的电压电平之间的差超过了预定的最大值时提供电池故障状态指示的步骤。39.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括在开始步骤a)到d)之前测量电池电压的步骤，根据测得的电压为充电程序的持续时间提供一个预定的时间限制，并且在达到该时间限制时结束充电程序。40.按照权利要求39的方法，其特征是进一步包括在达到时间限制时提供电池故障状态指示的步骤。41.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括在开始步骤a)到d)之前施加充电前放电脉冲的步骤，在充电前放电脉冲期间测量电池的充电前电压，并且根据测得的电池充电前电压来确定充电程序的时间限制。42.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括测量电池电压的步骤，并且按照一或多个预定的门限电压值来改变一或多个放电脉冲，充电脉冲以及间歇周期。43.按照权利要求42的方法，其特征是间歇周期的持续时间在充电程序期间是随着测得的电压增高而增大的。44.按照权利要求1的方法，其特征是电池充电器是一个包括存储器的微处理器式充电器，用存储器来存储交变的充电脉冲，放电脉冲和间歇周期的预定顺序。45.按照权利要求1的方法，其特征是充电脉冲的持续时间比放电脉冲长得多。46.按照权利要求1的方法，其特征是用一个专用集成电路来驱动电池充电器，用集成电路提供交变的恒定充电脉冲，放电脉冲和间歇周期的预定顺序。47.按照权利要求1的方法，其特征是进一步包括在步骤a)到d)之前提供一个与步骤a)到d)基本上相同的充电初始化阶段的步骤，其区别仅仅是充电初始化阶段的间歇周期比步骤d)的间歇周期要长。48.按照权利要求47的方法，其特征是充电初始化阶段持续一个固定的预定时间周期。49.为电池快速充电的一种装置包括适合以电气方式连接到一个电池上的输出；一个充电脉冲发生器，用来在上述输出上提供为电池充电的充电脉冲；一个放电装置，用来在上述输出上提供使电池排泄电流的放电脉冲，从而降低电池的阻抗；一个控制装置交替地将上述放电装置和上述充电脉冲发生器连接到上述输出，从而分别向电池交替地提供上述放电脉冲，充电脉冲，以及中性电位的间歇周期，按照预定的标准充电顺序对电池施加上述放电脉冲，充电脉冲和间歇周期，特别是在紧接着上述充电脉冲之前施加上述放电脉冲。50.权利要求49的电池充电装置，其特征是上述充电脉冲发生器包括一个恒流源。51.权利要求50的电池脉冲装置，其特征是上述恒流源是一种线性或是开关式的恒流源。52.权利要求49的电池充电装置，其特征是上述电池是一种铅基的二次电池型可充电电池。53.权利要求52的电池充电装置，其特征是上述放电脉冲的持续时间大约不超过10毫秒。54.权利要求52的电池充电装置，其特征是充电脉冲的持续时间大约是100毫秒。55.权利要求52的电池充电装置，其特征是间歇周期的持续时间在充电程序的主要部分中大约占1毫秒。56.权利要求52的电池充电装置，其特征是上述充电脉冲的持续时间与上述放电脉冲的持续时间的比例处在10比1到100比1的范围之内。57.权利要求52的电池充电装置，其特征是上述充电周期的持续时间与上述间歇周期的持续时间的比例处在10比1到200比1的范围之内。58.权利要求52的电池充电装置，其特征是电池具有有限的电荷储存容量，上述电池充电器的充电定额可达到上述电池电荷储存容量的一到一倍半。59.权利要求49的电池充电装置，其特征是上述电池是由镍镉和镍氢型电池构成的组中的一个。60.权利要求59的电池充电装置，其特征是上述放电脉冲的持续时间不超过10毫秒。61.权利要求59的电池充电装置，其特征是充电脉冲的持续时间大约是200毫秒。62.权利要求59的电池充电装置，其特征是间歇周期的持续时间在充电程序的主要部分中大约占50毫秒。63.权利要求59的电池充电装置，其特征是上述充电脉冲的持续时间与上述放电脉冲的持续时间的比例处在10比1到100比1的范围内。64.权利要求59的电池充电装置，其特征是上述充电周期的持续时间与上述间歇周期的持续时间的比例处在10比1到200比1的范围之内。65.权利要求59的电池充电装置，其特征是电池具有有限的电荷储存容量，上述电池充电器的充电定额可达到上述电荷储存容量的五倍。66.权利要求59的电池充电装置，其特征是上述控制装置可以在上述标准充电顺序之前提供一个充电初始化顺序，上述放电脉冲在其中的持续时间大于其在上述标准充电顺序中的持续时间。67.权利要求49的电池充电装置，其特征是上述放电装置包括以电气方式连接到上述电池上的一个负载，在放电脉冲期间使电池通过负载排泄电流。68.权利要求49的电池充电装置，其特征是上述放电装置包括一个开关元件和一个电阻，上述开关元件与电池和上述电阻相串联，在放电脉冲期间使电池通过上述开关元件排泄电流，并且将上述电阻接地，用上述电阻耗散存储在电池中的功率。69.权利要求68的电池充电装置，其特征是用上述电阻的欧姆值和功率定额来确定耗散电池功率的定额，并且确定充电和放电脉冲持续时间的比例。70.权利要求68的电池充电装置，其特征是上述开关元件是一个半导体元件。71.权利要求70的电池充电装置，其特征是上述开关元件包括至少一个晶体管，电流从电池上通过上述电阻流经上述晶体管的集电极和发射极。72.权利要求71的电池充电装置，其特征是上述至少一个晶体管是MOSFET型晶体管。73.权利要求68的电池充电装置，其特征是在放电脉冲期间通过上述电阻排泄的电流大约是电池充电容量定额的五到六倍。74.权利要求49的电池充电装置，其特征是进一步包括一个可以连接到电池上的电池电荷检测器，在上述检测器检测到第一门限值时开始上述标准充电顺序，并且在上述检测器检测到第二门限值时结束上述标准充电顺序。75.权利要求74的电池充电装置，其特征是用上述电池电荷检测器测量电池的电压电平，上述第一和第二门限值分别是最小和最大的电压测量值。76.权利要求75的电池充电装置，其特征是上述电池电荷检测器在放电脉冲期间测量电池的电压电平。77.权利要求76的电池充电装置，其特征是上述电池电荷检测器在放电脉冲基本结束并且上述充电脉冲开始之前测量电池的电压电平。78.权利要求75的电池充电装置，其特征是，当上述电池充电器检测到介于上述第一和第二电压值之间的一个第三预定电压值时，上述控制装置就能在上述标准充电顺序接近完成时执行微电流充电顺序，上述微电流充电顺序与上述标准充电顺序基本上相同，其区别仅仅是上述间歇周期的持续时间大体上等于或是大于上述充电脉冲的持续时间。79.权利要求78的电池充电装置，其特征是上述微电流充电是在一个预定的固定时间周期内执行的。80.权利要求74的电池充电装置，其特征是上述电池充电检测器监视电池的电压，并且结束充电程序，防止电池电压超过电池的势垒，从而防止发热以及在充电过程中可能对电池造成的损伤。81.权利要求49的电池充电装置，其特征是进一步包括光电隔离装置，上述充电脉冲发生器包括一个具有接地面的电源，上述光电隔离器在电路中介于上述电源接地面和上述控制装置的接地面之间。82.权利要求81的电池充电装置，其特征是上述光电隔离装置包括一个在上述控制装置接地面上工作的发光二极管，并且从功能上连接到在上述电源接地面上工作的一个晶体管光敏器件，用上述晶体管光敏器件检测上述发光二极管的状态。83.权利要求49的电池充电装置，其特征是上述放电装置紧接在上述充电脉冲之前降低电池的阻抗，从而提高电池对电流的接收能力。84.权利要求49的电池充电装置，其特征是上述放电装置降低电池的固有电容。85.权利要求49的电池充电装置，其特征是进一步包括连接到上述充电脉冲发生器的电压选择器，它所具有的多个电压电平对应着需要连接到上述电池充电装置上充电的各种电池所需要的额定电压电平。86.权利要求85的电池充电装置，其特征是上述电压选择器被设定到从对应着被充电电池的额定电压设定的多个电压电平当中选出的一个。87.权利要求86的电池充电装置，其特征是进一步包括连接到电池上的电池充电检测器，当上述检测器检测到第一门限值时开始充电程序，并且当上述检测器检测到第二门限值时结束充电程序，用上述电池充电检测器测量电池的电压电平，上述第一和第二门限值分别是最小和最大的电压测量值，上述第一最小门限值的数值大约是选定电压的三分之二。88.权利要求87的电池充电装置，其特征是上述选定电压被设定在12V，而上述第一最小门限值大约是8V。89.权利要求49的电池充电装置，其特征是上述控制装置进一步包括电池充电检测器和一个比较器，用上述检测器测量电池的电压电平，上述比较器包括用来接收首次测量电池电压值的第一输入端和用来接收第二次测量电池电压值的第二输入端，当上述比较器检测...
【专利技术属性】
技术研发人员：RW皮特曼，H斯蒂芬森，
申请(专利权)人：离子控制方法公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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