[發(fā)明專利]高級可再充電蓄電池系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201180025637.0
• 申請日: 2011-04-07
• 公開（公告）號: CN103038974A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 張惇杰;張惇育
• 申請（專利權）人: 張惇杰;張惇育
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

該申請是2008年9月8日遞交的美國專利申請12/231,920的部分接續(xù)申請，美國專利申請12/231,920是2007年5月24日遞交的美國專利申請11/805,786的部分接續(xù)申請，美國專利申請11/805,786要求2007年4月17日遞交的美國臨時申請60/923,747和2007年5月18日遞交的美國臨時申請60/930,646的優(yōu)先權。

技術領域

本發(fā)明涉及可再充電蓄電池(battery)，具體地涉及可再充電蓄電池的再充電。

背景技術

1.對于用于諸如車輛起動器、電動自行車、電動摩托車、電動或混合動力車輛等之類應用的蓄電池，高電壓本質上是由于效率的增加和成本的降低。電壓的增加要求將蓄電池串聯(lián)連接。

2.與串聯(lián)的蓄電池相關聯(lián)的問題：

a.當一個電池具有較低容量時，所述較低容量蓄電池的容量支配了全部蓄電池組的容量；

b.如果在充電期間不能夠將擁有較低容量的蓄電池充電到全容量，由于低容量電池而將整個蓄電池組的性能退化。這在現有技術中稱作電池不平衡。

c.一個特定蓄電池的低容量可能是由蓄電池制造期間的高自放電或缺陷引起的。

3.用于解決電池不平衡問題的傳統(tǒng)方式是：

a.對蓄電池分類以便避免將不一致品質的蓄電池串聯(lián)連接；

b.分離地對蓄電池充電(例如，美國專利No.6,586,909)，以便克服上述問題，然而將每一個蓄電池充滿(例如將鋰離子蓄電池充電到3.65V)要求低電壓，并且由于從普通的高電壓AC電源到低電壓DC功率的轉換，這種低電壓充電不是有能量效率的。

在對用途復雜的電路充電期間實現電池平衡所使用的大多數現有技術系統(tǒng)和方法以檢測和平衡所述未充電的電池(例如US7,068,011；US7,061,207；US6,882,129；US6,841,971；US6,825,638；US6,801,014；US6,784,638；US6,777,908；US6,700,350；US6,642,693；US6,586,909；US6,511,764；US6,271,645)。

現在，由于可再充電蓄電池在功率、改進的循環(huán)壽命和環(huán)境友好本性中的顯著能力，對于除了諸如蜂窩電話或膝上型計算機之類的傳統(tǒng)消費電子裝置的廣泛范圍應用，可再充電蓄電池變得越來越重要。造成這種改變的主要原因是可再充電蓄電池變得越來越可靠，具有更好的循環(huán)壽命，允許人們開始構建更大的蓄電池系統(tǒng)用于重載應用，例如家庭節(jié)能系統(tǒng)或者甚至電動車輛應用。然而隨著尺寸的增加，意味著串聯(lián)和并聯(lián)連接更多的蓄電池單元，所得到的蓄電池系統(tǒng)的使用壽命變得不可預測或者甚至不可靠。一個示例是使用以前專利的鋰離子氧化磷(LiFe_(1-x)M_xP_(1-x)O_2(2-x))材料作為陰極。盡管單獨的蓄電池容易地執(zhí)行1000次循環(huán)，剩余大于80％的容量，(隨著串聯(lián)和并聯(lián)連接的更多蓄電池單元)尺寸的增加可以展現出范圍從幾十次循環(huán)到數千次循環(huán)的整個蓄電池系統(tǒng)的使用壽命。循環(huán)壽命的關鍵是在每次充電期間可以實現的蓄電池單元的容量平衡。根據這種觀點，蓄電池單元的平衡非常依賴于在蓄電池單元中實現的協(xié)同控制以及所利用的充電方法。在本發(fā)明中，通過描述對于蓄電池單元和充電器或充電系統(tǒng)的正確限制和控制來介紹蓄電池系統(tǒng)，確保了蓄電池單元平衡的最佳實現，導致了整個蓄電池系統(tǒng)的延長的循環(huán)壽命。

本發(fā)明的目的

本發(fā)明的目的是提供一種包含蓄電池堆和充電器(或充電系統(tǒng))在內的蓄電池系統(tǒng)，其使得蓄電池堆擁有具有延長的循環(huán)壽命的杰出性能。在這種公開的蓄電池系統(tǒng)中，不需要對于傳統(tǒng)鋰離子電子來說必要的恒電壓或恒電流充電的限制。

發(fā)明內容