[發(fā)明專利]對電池/電池胞元進行自適應(yīng)充電的方法和電路

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310450976.4
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN103683385A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 弗雷德·伯科威茨;達(dá)尼亞·甘圖斯;納迪姆·馬盧夫;克里斯蒂娜·皮博迪
• 申請（專利權(quán)）人: 奇諾沃公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 王萍;李春暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及對電池/電池胞元進行自適應(yīng)充電的方法和電路。特別地，在一個方面，本發(fā)明涉及使用表示充電脈沖電壓(CPV)或CPV的變化的數(shù)據(jù)，對電池/電池胞元進行自適應(yīng)充電的技術(shù)和/或電路。CPV的特征可以在于(i)在電池/電池胞元的端子處測量的響應(yīng)于充電脈沖的峰電壓和/或(ii)在電池/電池胞元的端子處測量的響應(yīng)于充電脈沖的實質(zhì)峰電壓(即在峰電壓的5-10%內(nèi))。

在一個實施例中，自適應(yīng)充電技術(shù)和/或電路結(jié)合特定限制或要求(下面將描述)使用和/或利用該數(shù)據(jù)，以改變、調(diào)節(jié)、控制和/或變更對電池/電池胞元的端子施加的包括其特征(例如包括充電和/或放電信號(如果有)的形狀、其幅值、其持續(xù)時間、其占空比和/或休息時間段(如果有))的充電電流信號。

特別地，在某些實施例中，與實現(xiàn)自適應(yīng)充電電路和技術(shù)相關(guān)的兩個考慮包括(i)最小化和/或減少電池/電池胞元的總充電時間以及(ii)最大化和/或增大電池/電池胞元的循環(huán)壽命。這里，根據(jù)本發(fā)明的特定方面的自適應(yīng)充電電路實現(xiàn)如下自適應(yīng)技術(shù)，該自適應(yīng)技術(shù)尋求(i)最小化和/或減少電池/電池胞元的總充電時間以及(ii)最大化和/或增大電池/電池胞元的循環(huán)壽命(例如通過最小化和/或減小充電操作的劣化機制)。

附圖說明

在下面的詳細(xì)描述的過程中，對附圖進行參考。這些圖示出了本發(fā)明的不同方面，其中在適當(dāng)?shù)那闆r下在不同的圖中示出相似的結(jié)構(gòu)、部件、材料和/或元素的附圖標(biāo)記被相似地標(biāo)出。應(yīng)當(dāng)理解，也構(gòu)思了除了具體示出的之外的、這些結(jié)構(gòu)、部件和/或元素的各種組合，并且其在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

此外，這里描述并圖示了許多發(fā)明。本發(fā)明既不限于任何單個方面和其實施例，也不限于這些方面和/或?qū)嵤├娜我饨M合和/或置換。此外，可以單獨或者與本發(fā)明的其它方面和/或其實施例中的一個或更多個組合使用本發(fā)明的各方面和/或其實施例中的每個。為了簡短起見，這里不分開討論和/或圖示某些置換和組合。

圖1A-1C圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的至少某些方面的與電池/電池胞元結(jié)合的示例性自適應(yīng)充電電路的框圖表示，其中，圖1B包括耦合到控制電路的分立存儲器，并且圖1C圖示了與適配、調(diào)節(jié)和/或控制對電池/電池胞元施加或注入到電池/電池胞元中的電荷或電流的一個或更多個特征結(jié)合，訪問用于存儲由控制電路使用的一個或更多個預(yù)定范圍的存儲器，使得響應(yīng)于該電荷或電流的電池/電池胞元的端子處的電壓的改變，在充電或再充電序列、操作或循環(huán)期間，在預(yù)定范圍內(nèi)和/或在預(yù)定值以下的外部電路；

圖1D和1E以框圖形式圖示了根據(jù)本發(fā)明的某些實施例的至少某些方面的與電池/電池胞元(其可以包括兩個端子(例如正和負(fù)端子))結(jié)合的示例性自適應(yīng)充電電路，其中，在本實施例中，充電電路可以包括電壓源和/或電流源，并且監(jiān)視電路可以包括電壓和/或電流傳感器(例如電壓計和/或電流計)；

圖2A-2D圖示了示例性波形，這些示例性波形圖示了示例性充電技術(shù)的多個示例性充電信號和放電信號，其中，這些充電信號通?？梢噪S著在充電或再充電序列、操作或循環(huán)期間電池/電池胞元的端子電壓增大，根據(jù)預(yù)定速率和/或模式(例如漸近、線性或二次)減小(參見圖2B和2D)；特別地，充電或再充電序列、操作或循環(huán)可以包括充電信號(其整體向電池/電池胞元中注入或施加電荷)和放電信號(其整體從電池/電池胞元中移除電荷)；

圖3A-3N圖示了充電和放電信號(其在圖2A-2D中示例性地圖示)的示例性充電和/或放電包，其中，這些充電和放電包可以包括一個或更多個充電脈沖和一個或更多個放電脈沖；特別地，在一個實施例中，圖2A-2D的每個充電信號可以包括多個包(例如大約100至大約50000個包)，并且在一個實施例中，每個包可以包括多個充電脈沖、放電脈沖和休息時間段；特別地，脈沖可以是任意形狀的(例如矩形、三角形、正弦或正方形)；在一個示例性實施例中，包的充電和/或放電脈沖可以包括大約1ms至大約500ms之間的持續(xù)時間，優(yōu)選小于50ms；此外，如下面詳細(xì)討論的，充電和放電脈沖的特征中的一個、一些或全部(例如脈沖幅值、脈沖寬度/持續(xù)時間和脈沖形狀)是經(jīng)由充電電路可編程和/或可控的，其中，正和/或負(fù)脈沖的幅值在包內(nèi)可以變化(并且是可編程和/或可控的)，休息時間段的持續(xù)時間和/或定時在包內(nèi)可以變化(并且是可編程和/或可控的)，和/或另外，這些脈沖在包內(nèi)可以相等或不相等地間隔開；充電脈沖、放電脈沖和休息時間段的組合可以是重復(fù)的，由此形成可以重復(fù)的包；脈沖、脈沖特征、時間段、包和信號特征的所有組合或置換以及配置旨在落在本發(fā)明的范圍內(nèi)；