自适应地给电池/电池单元充电的方法和电路系统技术方案

一方面，本发明专利技术致力于使用代表电池/电池单元的端电压的变化的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本发明专利技术致力于使用代表电池/电池单元的部分弛豫时间的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。又一方面，本发明专利技术致力于使用代表电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本发明专利技术致力于使用代表电池/电池单元的充电状态的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】自适应地给电池/电池单元充电的方法和电路系统相关申请本非临时申请要求以下申请的优先权(1)2010年5月21日提交的题为“Methodand Circuitry to Control the Charging of a RechargeabIeBattery，，的美国临时申请第 61/346，953 号，(2) 2010 年 6 月 24 日提交的题为“Method and Circuitry to Measurethe State of Charge andlmpedance of a Rechargeable Battery and to AdaptivelyControl theCharging of Same”的美国临时申请第 61/358，384 号，(3)2010 年 7 月 27 日提交的题为“Method and Circuitry to Adaptively Charge aRechargeable Battery，，的美国临时申请第61/368，158号，(4)2011年2月4日提交的题为“Method and Circuitry toAdaptively Charge aBattery/Cell”的美国临时申请第 61/439, 400 号，以及(5)2011 年 3月 27 日提交的题为“Method and Circuitry to Charge a Battery/Cell Using theStateof Health Thereof and Measure the State of Health of a Battery/Cell，，的美国临时申请第61/468，051号(下文统称为“美国临时专利申请”);这些美国临时专利申请的全部内 容通过引用合并到本文中。概述本专利技术涉及自适应地给电池/电池单元(battery/cell)充电的方法和电路系统。具体地，一方面，本专利技术致力于使用代表电池/电池单元的端电压的变化的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。又一方面，本专利技术致力于使用代表电池/电池单元的部分弛豫时间(relaxation time)的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本专利技术致力于使用代表电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本专利技术致力于使用代表电池/电池单元的充电状态的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本专利技术致力于使用代表电池/电池单元的健康状态的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统结合特定的约束或者要求(以下将描述)来使用和/或采用这样的数据，以对施加到电池/电池单元的端子的充电电流信号进行改变、调整、控制和/或变化，充电电流信号包括关于自身的特性(包括，例如，充电信号和/或放电信号(如果有的话)的形状、充电信号和/或放电信号(如果有的话)的幅度、充电信号和/或放电信号(如果有的话)的持续时间、充电信号和/或放电信号(如果有的话)的占空比和/或休息期(如果有的话))。在某些实施方式中，与实现自适应充电电路系统和技术有关的两个考虑包括(i)最小化和/或减少总充电时间以及(ii)最大化和/或增加循环寿命。在这一点上，因为实际的原因，在给定时间段(例如，最大允许时间段)之内给电池/电池单元充电。通常，取决于应用来定义或者选择规格值。例如，针对用于家用电器的电池规格值大约是2至4小时，针对用于运输应用的电池，规格值可以最高达8小时。这导致用于充电周期的持续时间中的净有效平均充电电流的规格。此外，为了最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命，可以期望以下述方式给电池/电池单元充电，(i)以较低电流给电池/电池单元充电和/或(ii)在充电周期内或者充电周期之间(例如，各个充电信号或者充电包之间)设置其中没有电荷被施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的休息期。由此，在某些方面，本专利技术的充电电路系统实现下述自适应技术该自适应技术设法(i)最小化和/或减少电池/电池单元的总充电时间和(ii)(通过，例如，最小化和/或降低充电操作的老化机构)最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命。本专利技术还涉及估计、测量、计算、评估和/或确定电池/电池单元的特性或者参数的技术或者方法，该电池/电池单元的特性或者参数包括例如电池/电池单元的端电压(和/或端电压的变化)、电池/电池单元的充电状态(和/或充电状态的变化)和/或电池/电池单元的弛豫时间(和/或弛豫时间的变化)、电池/电池单元的健康状态(和/或健康状态的变化)。特别地，代表电池/电池单元的特性或者参数(例如，充电状态、弛豫时间、阻抗、健康状态和/或端电压)的数据会取决于温度。因此在以下讨论中基于这样的理念，关于用于自适应地给电池充电的电路系统和技术，将暗示会存在对温度的依赖。同样地，尽管以下未必会提到温度，但是这样的数据会取决于电池的温度。·
技术实现思路
本文中描述和示出了许多专利技术。本专利技术既不限于任何单一方面或其实施方式，也不限于这样的方面和/或实施方式的任何组合和/或排列。此外，本专利技术的各个方面和/或其实施方式中的每个可以被单独使用或者结合本专利技术的其他方面和/或其实施方式中的一个或更多个来使用。为了简洁起见，本文中将不分别讨论这些排列与组合中的许多排列与组合。重要地，本概述可能不反映由本申请或者本申请的延续/分案申请中的权利要求所保护的专利技术或者不与由本申请或者本申请的延续/分案申请中的权利要求所保护的专利技术相互关联。即使在本概述反映由本申请的权利要求保护的专利技术或者与由本申请的权利要求保护的专利技术相互关联的情况下，本概述也不会穷尽本专利技术的范围。 在第一原理方面中，本专利技术致力于自适应地给电池充电的方法,其中，电池包括至少两个端子，该方法包括将充电信号施加到电池的端子，其中，充电信号包括多个充电包(charge packet),其中，每个充电包包括至少一个脉冲(例如，至少一个充电脉冲或者至少一个放电脉冲)。该方法还包括测量电池的端子处的电压以及确定代表电池的弛豫时间的数据，其中，弛豫时间是下述(i)与(ii)之间的时间量(i)与(a)充电信号的充电包中的至少一个脉冲的结束和/或(b)由于充电包中的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的变化的峰值对应的时间，(ii)与电池/电池单元的端子处的电压衰减到至少预定电压(例如，小于或者等于由于充电包的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的变化的峰值的5%或者10%的电压)时对应的时间。方法基于或者使用代表弛豫时间的数据来适应性修改充电信号的一个或更多个特性。在该方面的一个实施方式中，方法还包括确定弛豫时间是否在预定范围之内和/或是否大于预定值，并且其中，所述适应性修改充电信号的一个或更多个特性还包括当弛豫时间超出预定范围和/或大于预定值时适应性修改充电信号的一个或更多个特性。在这里，预定范围和/或预定值可以在电池充电期间根据电池的充电状态和/或电池的健康状态的变化而动态地变化。在另一个实施方式中，所述基于或者使用代表弛豫时间的数据来适应性修改充电信号的一个或更多个特性还包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.21 US 61/346,953;2010.06.24 US 61/358,384;1.一种自适应地给电池充电的方法，其中，所述电池包括至少两个端子，所述方法包括 将充电信号施加到所述电池的所述端子，其中，所述充电信号包括多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个脉冲； 测量所述电池的所述端子处的电压； 确定代表所述电池的弛豫时间的数据，其中，所述弛豫时间是下述(i)与(ii)之间的时间量(i)与(a)所述充电信号的充电包中的所述至少一个脉冲的结束和/或(b)由于所述充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值对应的时间，(ii)与所述电池/电池单元的所述端子处的所述电压衰减到至少预定电压时对应的时间；以及 基于或者使用代表所述弛豫时间的数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。2.根据权利要求I所述的方法，其中，所述预定电压是小于或者等于由于所述充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的10%的电压。3.根据权利要求I所述的方法，其中，所述预定电压是小于或者等于由于所述充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的5%的电压。4.根据权利要求I所述的方法，还包括 确定所述弛豫时间是否在预定范围之内和/或大于预定值；以及其中，所述适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性还包括当所述弛豫时间超出所述预定范围和/或大于所述预定值时，适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述预定范围和/或所述预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。6.根据权利要求I所述的方法，其中，所述基于或者使用代表所述弛豫时间的数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括改变所述多个充电包中的时间连续的充电包中的脉冲之间的时间量。7.根据权利要求I所述的方法，其中，所述基于或者使用代表所述弛豫时间的数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括改变所述多个充电包中的一个充电包中的至少一个脉冲的幅度和/或持续时间。8.根据权利要求I所述的方法，其中，所述将充电信号施加到所述电池的所述端子还包括施加多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个充电脉冲和至少一个放电脉冲。9.根据权利要求8所述的方法，其中，每个充电包还包括在每个充电包中的最终脉冲终结处的休息期，并且所述方法还包括基于代表所述弛豫时间的数据来适应性修改(i)每个充电包中的至少一个充电脉冲和/或至少一个放电脉冲的幅度和/或脉冲宽度以及(ii)所述休息期的时间长度。10.一种自适应地给电池充电的方法，其中，所述电池包括至少两个端子，所述方法包括将充电信号施加到所述电池的所述端子，其中，所述充电信号包括多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个脉冲； 测量所述电池的所述端子处的电压； 确定代表所述电池的第一弛豫时间的数据，其中，所述第一弛豫时间是下述(i)与(ii)之间的时间量(i)与(a)所述充电信号的第一充电包中的所述至少一个脉冲的结束和/或(b)由于所述第一充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值对应的时间，(ii)与所述电池/电池单元的所述端子处的所述电压衰减到至少第一预定电压时对应的时间； 确定代表所述电池的第二弛豫时间的数据，其中，所述第二弛豫时间是下述(i)与(ii)之间的时间量(i)与(a)所述充电信号的第二充电包中的所述至少一个脉冲的结束和/或与(b)由于所述第二充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值对应的时间，(ii)与所述电池/电池单元的所述端子处的所述电压衰减到至少第二预定电压对应的时间；以及 基于或者使用代表所述第一弛豫时间和所述第二弛豫时间的数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一预定电压是小于或者等于由于所述第一充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的10%的电压。12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第一预定电压是小于或者等于由于所述第一充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的5%的电压。13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二预定电压是在所述第二充电包之后并且在充电信号没有施加到所述电池的情况下恒定或者基本恒定的电压。14.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二预定电压是大于由于所述第二充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的50%的电压。15.根据权利要求10所述的方法，其中，所述第二预定电压是下述电压在该电压处能够基于或者使用在所述电池的所述端子处的电压的衰减的形式、形状和/或比率来确定所述第二弛豫时间，在所述电池的所述端子处的电压的衰减是由于所述第二充电包中的所述至少一个脉冲造成的。16.根据权利要求10所述的方法，还包括 确定所述第一弛豫时间是否在第一预定范围之内和/或大于第一预定值；以及 其中，所述适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性还包括当所述第一弛豫时间超出所述第一预定范围和/或大于所述第一预定值的时，适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一预定范围和/或所述第一预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。18.根据权利要求10所述的方法，还包括确定所述第二弛豫时间是否在第二预定范围之内和/或大于第二预定值；以及 其中，所述适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性还包括当所述第二弛豫时间超出所述第二预定范围和/或大于所述第二预定值时，适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述第二预定范围和/或所述第二预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。20.根据权利要求10所述的方法，其中，所述确定代表所述电池的第二弛豫时间的数据包括确定所述电池的过电位。21.根据权利要求20所述的方法，还包括 确定所述所述电池的所述过电位是否在第二预定范围之内和/或大于第二预定值；以及 其中，所述适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性还包括当所述过电位超出所述第二预定范围和/或大于所述第二预定值时，适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第二预定范围和/或所述第二预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。23.根据权利要求10所述的方法，其中，基于或者使用代表所述第一弛豫时间的数据来适应性修改所述充电信号的一个或更...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳迪姆·马卢夫，达尼亚·甘图斯，弗雷德·伯科威茨，
申请(专利权)人：奇诺沃公司，
类型：
国别省市：