專利名稱：用于電池組供電設(shè)備的充電方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于給便攜式電子設(shè)備供電的可再充電電池組(batteiy)的充電的領(lǐng)域，尤其是用于通過確定待充電電池組的化學(xué)性質(zhì)來安全和有歲文地給電池組充電的方法。
背景技術(shù)：
在使用可置換電池(cell)且可能給電池再充電的任何便攜式電子設(shè)備中，確定用戶所安裝的電池的電池組化學(xué)性質(zhì)很重要，以便避免試圖給一次電池充電的危險(xiǎn)。在現(xiàn)有技術(shù)中存在用于確定這樣的電池的化學(xué)性質(zhì)的4艮多方法，例如在凡11.:66311等人的美國專利號(hào)6，404，164 "MethodofBattery Chemistry Identification through Analysis of Voltage Behavior"中的,其利用將中等載荷應(yīng)用于電池組并在應(yīng)用和/或移除載荷時(shí)監(jiān)控動(dòng)態(tài)電壓變化的方法。該方法在同樣是N.H. Bean等人的美國專利號(hào)6,400,123
"Batteiy Fuel Gauging using Battery Chemistry Identification"中#皮應(yīng)用。在G. Melton等人的美國專利號(hào)7,259,538中，描述了使用電池組化學(xué)性質(zhì)確定的適應(yīng)性電池組調(diào)節(jié)的方法。然而，這樣的現(xiàn)有技術(shù)方法通常假定正尋皮測試的電池組處于良好狀況下以及充電的良好狀態(tài)中，并且已經(jīng)使用在設(shè)備中，且對(duì)電池組化學(xué)性質(zhì)的確定通常基于這些假定。在真實(shí)生活情況中，可使用處于不同持久性狀態(tài)的電池組，范圍從具有滿容量的新電池組一直到可保持非常少的電荷或完全失效的舊電池組，即使是屬于可再充電類型的。很多現(xiàn)有技術(shù)方法并未處理這樣的情況，因此存在對(duì)確定電池組化學(xué)性質(zhì)的方法的需要，以便考慮到正被測試的電池組的一般狀況來確定其對(duì)充電的適合性。而且，當(dāng)便攜式電子設(shè)備的可再充電電池組包含多個(gè)電池時(shí)，確保所有的電池都有相似的耗盡水平以及在開始給電池充電之前沒有一個(gè)電池
處于比其它電池耗盡得非常多的狀態(tài)很重要，因?yàn)槿潆婋娏髁鬟^充滿電的電池一稱為過度充電一將減少其壽命，并且在能量方面是浪費(fèi)的。因此存在對(duì)電池平衡程序的需要,可由這樣的便攜式電子設(shè)備的充電控制系統(tǒng)應(yīng)用此電池平衡程序。
在說明書的本部分和在其它部分中提到的每個(gè)/〉布的公開由此通過引用每個(gè)被全部并入。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明試圖提供一種新的確定電池組的化學(xué)性質(zhì)的方法，特別是，確定電池組是一次電池組還是二次電池組的方法，以便可確定電池組是否可被安全地充電。它也提供了電池組狀況的指示，或者關(guān)于其容量或是關(guān)于其充電狀態(tài)。本方法通過在不同充電例程之前、期間和之后的端電壓測量的組合來操作，不同充電例程包括低電平和中等電平電流。本方法利用電池組的充電或放電，且所測量的端電壓與從電池的預(yù)期行為已知的預(yù)定值比較，或者是一次電池或是二次電池，或者是處于良好狀況或是處于不良狀況。電池組的阻抗確定是本發(fā)明的方法的重要特征。通常通過使電流流經(jīng)電池組，并且或通過用電壓增加的值除以通過電池組的電流、或通過電池組的電壓響應(yīng)與通過電池組的電流的任何其它函數(shù)來執(zhí)行阻抗確定。
根據(jù)本發(fā)明的另 一優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明也試圖提供一種檢測和校正便攜式電子設(shè)備的可再充電電池組內(nèi)的電池平衡的缺乏的新方法。接近于或完全耗盡的電池被檢測到，且放電/充電例程被執(zhí)4亍來提供電池組的所有電池的最佳再充電，因而確保適當(dāng)?shù)碾姵仄胶夂妥钣行У碾娫词褂谩?br> 因而根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式提供了一種確定電化學(xué)電池組的性
質(zhì)的方法，該方法包括以下步驟(a)測量電池纟且的初始電壓，
7(b) 根據(jù)初始電壓，通過產(chǎn)生流過電池組的電流并測量因該電流所產(chǎn)生的電池組的電壓變化來確定電池組的初始阻抗，
(c) 根據(jù)初始阻抗，執(zhí)行以下步驟
(i) 應(yīng)用預(yù)充電電流，并在預(yù)充電電流的應(yīng)用期間每隔一段時(shí)間測量電池組的電壓，以及
(ii) #4居在預(yù)充電電流的應(yīng)用期間電池組的電壓，通過產(chǎn)生流過電池組的至少一個(gè)增加的電流并測量因所述至少一個(gè)增加的電流而產(chǎn)生的電池組的電壓變化，來對(duì)電池組做出至少一個(gè)內(nèi)部阻抗確定，以及
(d) 利用初始測量的電壓、在預(yù)充電電流的應(yīng)用期間電池組的^皮測量的電壓、初始阻抗和內(nèi)部阻抗中的至少一個(gè)來確定電化學(xué)電池組的性質(zhì)。
# 據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式，在上面描述的方法中，如果初始電壓高于第一預(yù)定電壓，則電池組被認(rèn)為是一次電池組，而如果初始電壓低于第二預(yù)定電壓，則電池組被認(rèn)為是不能用的。此外，如果初始阻抗高于第一預(yù)定阻抗，則電池組被認(rèn)為是一次電池組，而如果初始阻抗低于第二預(yù)定阻抗，則電池組被認(rèn)為是二次電池組。而且，如果初始阻抗落在第一預(yù)定阻抗和第二預(yù)定阻抗之間，則優(yōu)選地應(yīng)用預(yù)充電電流。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，在上面描述的方法中，如果在預(yù)充電應(yīng)用期間測量的電壓升高到高于第一預(yù)定電壓，則電池組被認(rèn)為是一次電池組，而如果在預(yù)定時(shí)間結(jié)束時(shí)，在預(yù)充電應(yīng)用期間測量的電壓沒有升高到在第二和第一預(yù)定電壓之間的第三預(yù)定電壓以上，則電池組被認(rèn)為是不能用的。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施方式，更進(jìn)一步提供了如上所述的方法，且其中內(nèi)部阻抗在預(yù)充電應(yīng)用期間每隔一段時(shí)間被測量，以及如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)部阻抗確定中的至少一個(gè)高于第 一預(yù)定阻抗，則電池組被認(rèn)為是一次電池組，而如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)部阻抗確定中的至少一個(gè)4氐于第二預(yù)定阻抗，則電池組凈皮i人為是二次電池組。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，也提供了如上所述的方法，且其中內(nèi)部阻抗在預(yù)充電電流的應(yīng)用之后被測量，以及如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)部阻抗高于第二預(yù)定阻抗，則阻止對(duì)電池組的充電，而如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)部阻抗低于第二預(yù)定阻抗，則電池組被認(rèn)為是二次電池組。
在上迷方法的任何一個(gè)中，至少 一個(gè)內(nèi)部阻抗確定可優(yōu)選地包括單點(diǎn)阻抗測量、在至少一個(gè)增加的電流的一個(gè)應(yīng)用期間的平均阻抗測量、在至少 一個(gè)增加的電流的一個(gè)應(yīng)用后的最終阻抗測量、以及來自多個(gè)增加的電流的阻抗測量的組合中的任何一個(gè)。而且，增加的電流可優(yōu)選地通過將充電電流應(yīng)用于電池組或通過從電池組放出電流而產(chǎn)生。流過電池的至少一個(gè)增加的電流可優(yōu)選地為遞增的電流，在這種情況下，它優(yōu)選地持續(xù)到預(yù)定的電池組電壓和預(yù)定的充電電流之一達(dá)到為止。
此外和優(yōu)選地，預(yù)充電電流可為電池組的推薦充電電流的預(yù)定部分。
在上迷方法的任何一個(gè)中，如果電池組凈皮確定為一次電池組、不能用的電、池組或充滿電的可再充電電池組中的<壬4可一個(gè)，則阻止對(duì)電池組的充電，而如杲它被確定為二次電池組，則啟用電池組的充電。
根據(jù)本發(fā)明的另 一優(yōu)選實(shí)施方式，更進(jìn)一步提供了確定電化學(xué)電池組
的性質(zhì)的方法，該方法包括以下步驟
(a) 當(dāng)電池沒有通過電流時(shí)測量電池的初始電壓，
(b) 才艮據(jù)初始電壓，測量電池的初始內(nèi)部阻抗，
(c) 根據(jù)初始內(nèi)部阻抗，執(zhí)行以下步驟
(i)應(yīng)用電池的推薦充電電流的預(yù)定部分的預(yù)充電電流，并周期性測量電池的電壓，以及
(ii〉根據(jù)在預(yù)充電步驟期間電池的電壓，通過在電池中產(chǎn)生遞增的電流并測量在至少 一個(gè)遞增的電流期間的電池的電壓，來對(duì)該電池進(jìn)行至少一個(gè)內(nèi)部阻抗測量，以及
(d) 利用被測量的電壓和內(nèi)部阻抗中的至少一個(gè)來確定電化學(xué)電池的性質(zhì)。
才艮據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式，進(jìn)一步提供了確定電化學(xué)電池組的性質(zhì)的方法，該方法包括以下步驟(a) 測量電池組的初始電壓，
(b) 根據(jù)初始電壓，執(zhí)行下列步驟之一
(i) 在預(yù)定時(shí)間內(nèi)應(yīng)用電池組的推薦充電電流的預(yù)定部分的預(yù) 充電電流，并在預(yù)定時(shí)間期間測量電池la的電壓，以及
(ii) 在電池組內(nèi)產(chǎn)生遞增的電流，并在應(yīng)用遞增的電流期間測 量電池《且的電壓，以及
(c) 利用所測量的電壓中的至少一個(gè)來確定電化學(xué)電池組的性質(zhì)。
才艮據(jù)本方法，如果初始電壓高于第一預(yù)定電壓，則電池組被認(rèn)為是一 次電池組，而如果初始電壓低于第二預(yù)定電壓，則電池組被認(rèn)為是不能用 的。此外，如果初始電壓落在第一預(yù)定電壓和小于第二預(yù)定電壓的第三預(yù) 定電壓之間，則優(yōu)選地應(yīng)用預(yù)充電電流步驟。如果在預(yù)充電步驟期間，電 壓不升高到第四預(yù)定值以上，則電池組于是被認(rèn)為是不能用的。
才艮據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式，在本方法中，如果初始電壓落在第 三預(yù)定電壓和第二預(yù)定電壓之間，則應(yīng)用遞增的電流。如果在遞增的電流 期間測量的電壓升高到大于第一預(yù)定電壓的第五預(yù)定電壓以上，則電池組 被認(rèn)為是不能用的。
才艮據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式，進(jìn)一步提供了如上所述的方法，且 其中在遞增的電流期間測量的電壓用于確定電池組的內(nèi)部阻抗，以及如果 內(nèi)部阻抗大于預(yù)定水平，則電池組被認(rèn)為是不能用的，而如果內(nèi)部阻抗小 于預(yù)定水平，則電池組祐L認(rèn)為是適合于充電的二次電池組。
在上述方法的任何一個(gè)中，遞增的電流可優(yōu)選地通過將遞增的充電電 流應(yīng)用于電池組或通過從電池組放出遞增的充電電流而產(chǎn)生。
最后，根據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實(shí)施方式，提供了確保在包括多個(gè)電池 的可再充電電池組中的電池電荷平衡的方法，該方法包括以下步驟
(a) 確定電池組的每個(gè)電池的充電狀態(tài)，
(b) 查出至少一個(gè)不足的電池，該電池的不足在于所迷電池的充電 狀態(tài)明顯少于至少一個(gè)其它電池的充電狀態(tài)，以及(C)使位于從所述至少一個(gè)不足的電池到電池組的一端的所有電池 》文電，以及
(d)使所述至少一個(gè)不足的電池與位于從所述至少一個(gè)不足的電池 到電池組的 一端的所有電池一起再充電。
雖然在術(shù)語的嚴(yán)格使用中，術(shù)語"電池組"定義多個(gè)電池的集合，在 普通當(dāng)前用法中，術(shù)語電池組也幾乎普遍用于描述單個(gè)電池。該用法因此
術(shù)語電池組也如此被宣稱。本發(fā)明的實(shí)施方式的不同描述的方法因此被理 解為適用于單獨(dú)的電池，或包括多個(gè)電池的電池組，且在這些實(shí)施方式中 沒有暗示對(duì)本發(fā)明的限制，或如所宣稱的，通過普通命名"電池組，，的使 用。
附圖的簡要i兌明
結(jié)合附圖，從下面的詳細(xì)描述中將更充分地理解和認(rèn)識(shí)到本發(fā)明，其
中


圖1是示出第 一優(yōu)選方法的流程圖，本發(fā)明的電源管理控制系統(tǒng)通過 該方法操作，以檢測經(jīng)受充電的電池組是可再充電的還是一次電池組類 型；
圖2A-2C是示出第二優(yōu)選方法的流程圖，該方法通過將在過程期間 對(duì)電池組進(jìn)行很多阻抗測量的可能性包括進(jìn)來而延伸了圖1的方法，以更 有效地確定電池組化學(xué)性質(zhì)；以及
圖3示意性示出用電線連接的電池組的內(nèi)部連接，供本發(fā)明的電池平 衡算法使用。
本發(fā)明的詳細(xì)描述
現(xiàn)在參考圖1和圖2A-2C，其為示出優(yōu)選例程的流程圖，本發(fā)明的電 源管理充電控制系統(tǒng)通過這些例程操作，以確定電池組是一次電池組還是二次電池組，在一次電池組情況下，充電器^C阻止，^f吏充電電流不流向它， 在二次電池組情況下，它可被再充電。這些算法稱為電池組化學(xué)性質(zhì)算法 或電池組檢測算法，并通常通過在某些預(yù)定充電測試下測量端電壓和溫度
來操作。圖1所示的算法是較簡單的優(yōu)選例子，且在圖2A-2C中的例子 是圖1的例子的擴(kuò)展，其中有重復(fù)的迭代步驟的更多可能性。
為了使流程圖程序特別是其上的值對(duì)一般使用更熟悉，所有的測量值 都是參考供具有2.5Ah的容量的單個(gè)AA型電池使用的程序而給出的。然 而應(yīng)理解，這并不意p木著對(duì)本發(fā)明的方法的限制，而是它們可通過使用給 定數(shù)值例予的適當(dāng)電壓和電流值而同樣完全適合于用在任何類型或尺寸 的電池《且上。
在圖1和圖2A-2C中使用下面的縮寫
Vaa=AA電池l且電壓。
IAA=AA電池《且充電或方文電電流。
RAA=AA電池組阻抗。
現(xiàn)在參考如圖1的流程圖所示的第一優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟10中， 在沒有任何充電或放電電流的情況下對(duì)電池組執(zhí)行溫度測試。如果AA電
池組的溫度被檢測為在推薦范圍之外，則充電被禁止且不執(zhí)行測試，直到 溫度進(jìn)入推薦范圍，對(duì)于民用應(yīng)用，推薦范圍一般為0。 C到40。 C。這 由對(duì)溫度進(jìn)行周期性檢查來確定。
在步驟11中，再次在沒有任何充電/放電電流的情況下對(duì)AA電池組 執(zhí)行初始電壓篩選測試。這有效地檢查電池組的開路電壓
1. 如果VaaM.5 V，則AA電池組一定是一次電池組，且充電被禁止。
2. :lt口果1.0 V<Vaa<1.4 V，貝'J AA電'池纟且可負(fù)巨是一 次電池組或可再充 電的，所以下面在步驟20中執(zhí)4亍對(duì)正常充電的測試。
3. 如果0.4V〈Vaa〈1.0V，則推測AA電池組為一次電池或纟皮深度消 井毛的二次電池，或損壞的一次電池或二次電池，所以執(zhí)行下面步驟14到18的預(yù)充電程序，以便試圖對(duì)這些可能性進(jìn)行區(qū)分。
4.如果Vaa〈0.4V,則假定電池可被視為損壞的，所以充電被禁止,
和好電池(healthy cell),無論是一次電池例如堿性電池還是二次電池例 如NiMH。如下執(zhí)4亍用于給AA電池組預(yù)充電的程序
1. 在步驟12中，AA電池組被以比本例中使用的AA型電池的推薦 充電電流低的電流來充電，通常，電流lAA-80mA，即，大約0.03C，且 V^被監(jiān)控
2. 如步驟13中所示的，如果Vaa〉1.15 V,則斷定AA電池組通過 了預(yù)充電，且執(zhí)行在步驟15中的對(duì)正常充電的測試。應(yīng)注意，在良好狀 況的一次電池和二次電池都將通過該步驟13,但以后在正常充電程序的 步驟16中將剔除一次電池。如果Vaa〈1.15V,則預(yù)充電過程繼續(xù)，直到 Vaa〉1.15V。
3. 如步驟14中所示的，如果Vaa在20分斜內(nèi)不升高到高于1.15V， 則斷定電池組是損壞的，預(yù)充電停止，且充電被禁止。
如下執(zhí)行對(duì)正常充電的測試
1. 在步驟15中，以一充電電流對(duì)AA電池組充電，該充電電流優(yōu)選 地以25 mA的步長(每步長0.5秒)在10秒周期內(nèi)從0增加到500 mA ， 即，0.2C。在每個(gè)25mA增加后，執(zhí)行下面的檢查
2. 在步驟16中，如果Vaa".5V，則假定AA電池組是損壞的或是 一次電池IE，所以充電凈皮禁止。
3. 在步驟16中，如果Vaa〈1.5V，則通過檢查VAA從其未充電電流 植的増加(AVaa)，在步驟17中檢查電池組的阻抗。阻抗-AVaa/Iaa，其 中l(wèi)AA是在測量時(shí)的充電電流?？蛇x地和優(yōu)選地，阻抗可由每步長的電壓 的遞增除以每電壓步長的電流的遞增而給出。如果這個(gè)計(jì)算出的阻抗大于 200mQ，則斷定AA電池組是損壞的或是一次電池組，所以充電被禁止。
4. 如果AA電池組經(jīng)歷整個(gè)0到500 mA充電電流斜坡，而前面兩
13個(gè)測量中沒有任何一個(gè)指示它是一次電池組，則在步驟18中斷定AA電 池組是可再充電的，所以充電^^啟用。
在正常充電期間，AA電池組優(yōu)選地被以恒定的1.4A充電。除了圖1 所示的初級(jí)電池組;險(xiǎn)測算法以外，在電池組充電期間執(zhí)行額外的測試，以 確認(rèn)檢測過程并確保充電過程的安全。
1. VAA:如果它高于1.6V，則斷定電池組是一次電池組，所以充電 停止。
2. 溫度如果它高于60。 C，則為了安全原因停止充電。
3. 如果電池組在150分鐘內(nèi)沒有到達(dá)充電結(jié)束，則為了安全原因停 止充電。
下面是根據(jù)本發(fā)明的方法采取的安全措施的總結(jié)，以確保只有適當(dāng)?shù)?可再充電電池組浮皮充電
1. 充電和測試在不適當(dāng)?shù)臏囟葧r(shí)凈皮禁止。
2. 在充電之前，進(jìn)行特f未測試
(i) 檢查電池組的開路電壓
(ii) 電池組凈皮以增加的電流斜^:充電，同時(shí)其絕對(duì)電壓以及其內(nèi)部 阻抗被監(jiān)控，以確保其特性適合可再充電的電池組的特性，而不是一次電 池組的。
3. 在預(yù)充電期間
(i) 監(jiān)控電池組的電壓，以便當(dāng)它升高時(shí)，預(yù)充電停止，且AA電 池組經(jīng)受電池檢測測試。
(ii) 使用20分鐘時(shí)間限制。
4. 在充電期間
(i) 監(jiān)控電池組的電壓，以確保其特性適合可再充電的電池組的特 性，而不是一次電池組的。
(ii) 監(jiān)控電池組的溫度，以避免在不適當(dāng)?shù)臏囟忍幊潆姟?iii)使用150分鐘時(shí)間限制。
圖1所示算法使用預(yù)定的電池充電程序，以便確定電池的阻抗。然而， 應(yīng)理解，這可在類似于圖1算法的算法中使用電池放電非常容易地執(zhí)行， 在程序的"對(duì)正常充電的測試，，例程中用放電步驟代替充電步驟。對(duì)于放 電算法， 一些步驟的標(biāo)準(zhǔn)可能需要修正，以適合被查找的放電電壓/電流 特性。在步驟16中，標(biāo)準(zhǔn)變成，如果Vaa落到0.8 V之下，則斷定電池 是損壞的，放電停止且充電被禁止。
根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，可能對(duì)電池化學(xué)性質(zhì)檢測使用 復(fù)合算法，其中使用充電和放電例程。
現(xiàn)在參考圖2A-2C，其示出才艮據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式確定 電池組化學(xué)性質(zhì)的另一方法。在圖l所示的優(yōu)選實(shí)施方式中，注意，可給 電池組充電的決定被視為在步驟20到26中最后的^jH #充冶時(shí)源試階段 的結(jié)果。這與電池組的阻抗是其性質(zhì)的良好測試的一般原則一致，二次電 池組通常具有比一次電池組的阻抗低的阻抗。對(duì)正常充電的測試本質(zhì)上是 分級(jí)阻抗測試，因而在圖1的方法中，其連同在圖1方法的過程期間在很 多點(diǎn)處執(zhí)行的電池組輸出電壓測量一起，是對(duì)電池組化學(xué)性質(zhì)確定的適當(dāng) 的最終標(biāo)準(zhǔn)。
然而，如果內(nèi)部電池組阻抗是電池組化學(xué)性質(zhì)的良好指示，則在該過 程期間的其它階段測量阻抗并較早地利用該結(jié)果可能是有利的。特別是， 阻抗測試也可優(yōu)選地在預(yù)充電階段之前執(zhí)行，或在那之前甚至執(zhí)行很多 次，或甚至在預(yù)充電階段本身的過程期間執(zhí)行，或兩者的組合?？蛇x地和 優(yōu)選地，根據(jù)另 一優(yōu)選實(shí)施方式，阻抗測量及其分級(jí)電荷增加可執(zhí)行多次， 因?yàn)橐阎氖牵啻畏旨?jí)充電過程常常提高電池組充電特性。根據(jù)本實(shí)施 方式，為了本方法的目的，可能優(yōu)選的是，分級(jí)阻抗測量中的第一個(gè)的結(jié) 果4皮有意忽^L，且只有第二個(gè)結(jié)果，或之后的阻抗測試中的一些或全部結(jié) 果的平均值用于確定有效的電池組阻抗。
因此，根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，測量例程用于確定電池 組阻抗，無論是以充電方式還是以放電方式，且可選地在電池組化學(xué)性質(zhì) 確定過程期間的很多點(diǎn)處使用該例程。最簡單的例程是簡單地在一段短時(shí)間期間， 一般在大約0.5秒期間，對(duì)電池組應(yīng)用電流， 一般是所推薦的充 電電流的一部分，并根據(jù)因應(yīng)用電流而產(chǎn)生的電池組電壓的變化來確定阻 抗。在圖2A-2C的流程圖中示出本過程的另一但更復(fù)雜的優(yōu)選實(shí)施方式。
應(yīng)理解，在圖2A-2C的優(yōu)選實(shí)施方式中示出的特定階段和測量并不 意味著將本發(fā)明限制到阻抗測量的特定順序和數(shù)量，而是圖2A-2C僅僅 是4吏用電池組輸出電壓測量和電池組內(nèi)部阻抗測量中的至少 一個(gè)的組合 的一個(gè)示例性程序，以便確定用于通常給這樣的電池組充電的安全程序， 特別是確定電池組化學(xué)性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，現(xiàn)在首先參考圖2B-2C,其組成流程圖 的主體，包括圖2A例程中所示的阻抗測量。與圖1的較簡單的程序一樣， 在步驟21中，在充電之前對(duì)處于測試的電池執(zhí)行溫度測量，而沒有任何 充電或;^文電電流，20。如果AA電池組的溫度被3企測為在推薦范圍之外， 則充電被禁止，且不執(zhí)行測試，直到溫度進(jìn)入推薦范圍，對(duì)于民用應(yīng)用， 推薦范圍一般為O。 C到40。 C。這由對(duì)溫度的周期性檢查確定。
如果溫度在期望范圍內(nèi)，則在步驟22中，再次在沒有任何充電/放電 電流的情況下，對(duì)電池組執(zhí)4亍初始電壓篩選測試。這有效地檢查電池組的 開路電壓。在圖2A-2C的程序中示出與在圖1的實(shí)施方式中使用的標(biāo)準(zhǔn) 稍微不同的優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)，雖然基本原理是相似的，如下
1. 如果Vaa〉1.5 V，則AA電池組被認(rèn)為是一次電池組，且充電,皮 禁止。
2. 如果Vaa0.4V，則假定電池可被視為損壞的，所以充電被禁止。
3. 如果1.4V<Vaa<1.5 V,則AA電池組被認(rèn)為是一次電池組或完全 充電的二次電池組，充電被禁止。
4. 如果0.4V〈Vaa〈.4 V，則AA電池組被iL為是一次電池組或可再 充電的，且在步驟23中，優(yōu)選地通過圖2A所示的優(yōu)選程序測量其內(nèi)部 阻抗。
現(xiàn)在回來參考圖2A,其示出用于確定受測試的電池組的內(nèi)部阻抗 raa的優(yōu)選例程。該例程類似于本發(fā)明的圖1中在標(biāo)題"對(duì)正常充電的測試"下的步驟15-18中所示的步驟。
1. 在步-驟25中，以一充電電流對(duì)AA電池組充電，該充電電流優(yōu)選 地以每0.5秒25mA的步長、在10秒總周期內(nèi)從0增加到500 mA，即， 0.2C。在每次25mA增加后，在步驟26中檢查電池組的阻抗。
2. 在步驟26中，通過檢查vaa從其未充電電流值的增加(AVAA )，
才企查電池組的阻抗。阻抗Raa-AVaa/Iaa，其中l(wèi)AA是在測量時(shí)的充電電流。
可選地和優(yōu)選地，阻抗可由每步長電壓的遞增除以每電壓步長的電流的遞 增而給出。被測量的阻抗值優(yōu)選地儲(chǔ)存在系統(tǒng)存儲(chǔ)器中，用于以后在程序 中使用，其中需要進(jìn)行基于阻抗水平的決定。這樣的決定可優(yōu)選地基于單 次阻抗測量、或基于阻抗測量的平均值、或基于選定的阻抗測量、或基于 如由系統(tǒng)設(shè)計(jì)者選擇的特定標(biāo)準(zhǔn)所確定的任何其它組合進(jìn)行。
4.在步驟27中，程序檢查電池組電壓是否到達(dá)1.6 V的優(yōu)選電平， 或充電電流是否覆蓋了斜升到500mA的整個(gè)優(yōu)選充電電流。如果這些條 件中沒有一個(gè)被達(dá)到，控制返回到步驟25，且電流被以另一25mA步長 增加。如果這些條件中4壬一個(gè)被達(dá)到，阻抗測量例程結(jié)束，且控制在步驟 28中返回到圖2B中的主要過程，到步驟30。
返回圖2B,在步驟30中，計(jì)算在圖2A的例程中測量的初始阻抗。 如前面提到的，該阻抗可由任何單次測量定義，但它可更優(yōu)選地由在一個(gè) 完整的斜坡充電過程直到其終止的結(jié)束時(shí)獲得的結(jié)果定義。用于再步驟 30中對(duì)阻抗的可選定義可優(yōu)選地為在很多充電斜坡之后獲得的平均值， 或由一個(gè)或多個(gè)充電斜坡獲得的阻抗，但第一充電斜坡被省略(因?yàn)榈谝?斜坡可產(chǎn)生 一般不是真實(shí)阻抗的結(jié)果，且僅在調(diào)節(jié)了第 一斜升的效應(yīng)之 后，電池組可顯示其真實(shí)行為)，或系統(tǒng)設(shè)計(jì)者選擇的阻抗測量的任何其 它組合。步驟30的重要方面是，所選擇的阻抗測量被認(rèn)為是電池組是良 好的可再充電電池組或?qū)儆谝淮坞姵亟M的可能性的初始度量。因此，根據(jù) 在本示例性實(shí)施方式中使用的優(yōu)選的一組標(biāo)準(zhǔn)，如果阻抗小于100 m^， 則假定電池組為可再充電的，且充電在圖2C的步驟40中被啟用。另一 方面，如果阻抗大于200mQ，則假定電池組為損壞的或一次電池組，且 充電在圖2C的步驟41中被禁止。如果阻抗在100和200mH之間，則可
17能，雖然不是一定，電池組是可再充電的，且控制因此傳遞到以步驟31 開始的預(yù)充電程序，如圖2C所示。
現(xiàn)在參考圖2C，其繼續(xù)圖2B的算法。在步驟31中，預(yù)充電程序開 始，其類似于在圖1的實(shí)施方式中描述的預(yù)充電程序的例子。如同該程序 一樣，此預(yù)充電程序設(shè)計(jì)成區(qū)分開顯示了可被再充電的某個(gè)征兆的損壞的 電池與好電池，無論其是一次電池例如堿性電池還是二次電池例如 NiMH。如下執(zhí)行用于使AA電池組預(yù)充電的程序
1. 在步驟31中，電池組以比本例中使用的AA型電池的推薦充電電 流低的電流來充電。優(yōu)選地使用Iaa-80iiiA的電流，即，大約0.03C，且 V^被監(jiān)控。
2. 如步驟32中，如果Va^1.5V，則假定電池組是一次電池組，且 對(duì)其充電在步驟41中被禁止。有可能該電池組可能由于其低的初始充電 電平而未早些時(shí)候在步驟22中被檢測到。
3. 在步驟33中，優(yōu)選地根據(jù)圖2A所述的例程檢查電池的內(nèi)部阻抗， 且才艮據(jù)用于限定阻抗的任何標(biāo)準(zhǔn)，在步驟34中檢查阻抗測量的結(jié)果。
3. 在步驟34中，優(yōu)選地進(jìn)行相同的決定，如在步驟30的初始阻抗 ;險(xiǎn)查中使用的那些。即，如果阻抗小于100mQ，則假定電池組是可再充 電的，且在步驟40中啟用充電。另一方面，如果阻抗大于200 m仏則 假定電池組是損壞的或是一次電池組，且在步驟41中禁止充電。如果阻 抗在100和200mQ之間，則可能，雖然不是一定，電池組是可再充電的， 且步驟35繼續(xù)進(jìn)行預(yù)充電測試。
4. 在步驟35中，檢查預(yù)充電時(shí)間，且如果沒有達(dá)到預(yù)充電的預(yù)定 20分鐘的時(shí)間，則控制返回到步驟31，以繼續(xù)預(yù)充電程序，優(yōu)選地在一 段時(shí)間間隔之后，以避免進(jìn)行連續(xù)的阻抗測試。以預(yù)定的時(shí)間間隔對(duì)阻抗 進(jìn)行測試就足夠了。
5. 在步驟36中，在優(yōu)選的20分鐘預(yù)定的預(yù)充電周期結(jié)束時(shí)，測量 電池組端電壓，且如果Vaa<1.15V，則斷定電池組^:損壞的，預(yù)充電停止 且充電在步驟41被禁止。另一方面，如果Vaa".15V,則斷定AA電池組通過了預(yù)充電測試，且控制傳遞到步驟37。
到預(yù)充電過程末時(shí)，處于良好狀態(tài)的 一次電池組和二次電池組可能都 到達(dá)該步驟，而良好狀況的一次電池組沒有被標(biāo)記為不適合于充電。因此， 還需要一個(gè)步驟，以便在主充電電路啟用之前確保通過了預(yù)充電測試的任 何電池組適合于再充電。這個(gè)最后的步驟由在步驟37中執(zhí)行的另一阻抗 測試提供。如以前一樣，該阻抗測試可為斜坡例程、或選定數(shù)量的斜坡例 程或斜坡例程的組合、或甚至單次測試，所有這些都與在圖2A的實(shí)施方 式中所描述的一樣。
在步驟38中，；險(xiǎn)查所選定的阻抗測量的值，且如果Raa〈100 mQ, 則假定電池組是可再充電的，且在步驟40中執(zhí)行充電。另一方面，如果 RAA>100mH,則〗艮定電池組實(shí)際上是一次電池組，且在步驟41中禁止充 電。
圖2A-2C的實(shí)施方式中描述的程序不同于圖1程序的一方面是，根 據(jù)該實(shí)施方式，阻抗測量可在預(yù)充電過程之前和期間執(zhí)行。這可能是有利 的，因?yàn)槿绻ㄟ^這些較早的阻抗例程之一確定了電池組是良好狀況的二 次電池組，則可相應(yīng)地比根據(jù)圖l程序更早地提供在步驟40中以正常方 式給電池組充電的指令。在統(tǒng)計(jì)上，這不僅將縮短預(yù)充電階段，其對(duì)用戶 是相當(dāng)有利的，因?yàn)榭筛斓亻_始對(duì)電池組的完全充電，而且此外，它降 〗氐了 一次電池組在其被檢測到為 一次電池組之前完全經(jīng)過了整個(gè)時(shí)間和 浪費(fèi)能量的預(yù)充電循環(huán)的可能性。該實(shí)施方式對(duì)例如區(qū)分開堿性電池和完 全耗盡的NiMH電池特別有利，這兩者都可以類似的阻抗水平開始預(yù)充 電過程。然而，除非NiMH電池被損壞，否則它應(yīng)在預(yù)充電階段開始不 久之后恢復(fù)，使得在預(yù)充電階段期間進(jìn)行的阻抗測試通常使其作為二次電 池被檢測出來能夠比執(zhí)行預(yù)充電而沒有進(jìn)行中間阻抗測試的情況下要快 得多。同樣，在預(yù)充電階段的過程期間將很快變得明顯的是，堿性電池組 的阻抗趨向于一次電池的阻抗，因而也消除了將預(yù)充電繼續(xù)到其結(jié)束的需 要。
如在上文中關(guān)于圖1的第一優(yōu)選實(shí)施方式描述的，所有的額外測試、 安全措施和在適合的場合使用放電電流而不是充電電流的可能性也被理解為在恰當(dāng)?shù)膱龊蠎?yīng)用于圖2A-2C的此優(yōu)選實(shí)施方式。
應(yīng)強(qiáng)調(diào)，根據(jù)本發(fā)明的不同優(yōu)選實(shí)施方式的所有方法的目的是確定處 在充電下的電池組的電池組化學(xué)性質(zhì)，且如果確定了電池組化學(xué)性質(zhì)是一 次電池組,或如果確定了電池組是損壞的并且不能被成功地或也許甚至安 全地充電，則指示禁止充電功能。因此強(qiáng)調(diào)，對(duì)于檢查電池組以確保沒有
本發(fā)明的各程序不是萬無一失的方法。根據(jù)其特性或特征，使用本發(fā)明的 方法，一些可能良好的電池組作為不適合于充電的電池組而被丟棄是可能 的。然而，可以認(rèn)為，本發(fā)明的主要目的，即防止對(duì)一次電池組或不適合 的電池組的充電，應(yīng)^皮以很高的成功度執(zhí)行。
而且，上面描述的方法通常是根據(jù)對(duì)電池組的應(yīng)用描述的，該術(shù)語被 理解為包括電池或一組電池。當(dāng)用于多電池的電池組或用于被用戶插入一 設(shè)備以組成該設(shè)備的"電池組"的很多電池時(shí)，算法的參數(shù)的值可被調(diào)節(jié)， 以考慮到從多電池的電池組預(yù)期的不同電壓和阻抗，因而該方法對(duì)確定完 整的多電池的電池組的電池組化學(xué)性質(zhì)是有用的。在包括少量電池的電池
本發(fā)明，特別是在電池組中有任何電池不適合于充電的情況下阻止充電。 在這樣的情況下，由于需要使用平均標(biāo)準(zhǔn)來檢測不同類型的幾個(gè)電池的串 聯(lián)布置中單個(gè)電池的效應(yīng)，測試通常較不敏感。
現(xiàn)在參考圖3，其示意性示出電子設(shè)備的電池組的內(nèi)部連接，該電池 組用電線連接，以^f艮椐本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式執(zhí)行電池平衡算 法。當(dāng)電池組由多個(gè)電池組成時(shí)，很重要的是，確保在開始給電池充電之 前沒有一個(gè)電池比其它電池實(shí)質(zhì)上更耗盡得多。例如，如果用戶以前移除 了一個(gè)電池以用在另一設(shè)備中，并接著將它以幾乎完全耗盡狀態(tài)返回到電 池組，則這樣的不平衡的情況可能出現(xiàn)。這樣的耗盡或幾乎耗盡的電池不 應(yīng)與具有高得多的充電狀態(tài)的電池一起充電，因?yàn)檫@將涉及在具有較低的
充電電平的電池仍在,皮充電的同時(shí)，使充電電流通過完全充電的電池。這 將導(dǎo)致對(duì)充滿的電池的過度充電，這通常損壞那些電池，縮短其壽命，以 及是浪費(fèi)的。電池平衡算法通過分開地測量每個(gè)電池的端電壓來操作，以
20便確定每個(gè)電池的充電狀態(tài)?？蛇x地，通過測量在放電下的電壓行為來確 定每個(gè)電池的放電特征。因?yàn)閺碾姎馍蟻碚f，在電池組的一端進(jìn)行所有測
量是更方便的，因此，每個(gè)電池的電壓優(yōu)選地通過以下方式來確定相繼 地測量電池堆棧的一端的電壓，在每次測量時(shí)增加堆棧中電池的數(shù)量，并 減去后繼的結(jié)果來獲得增加到被測量的堆棧的上一個(gè)電池的電壓。 一旦檢 測到部分或全部耗盡的所有電池，不管是一個(gè)還是多個(gè)，從離電池組一端 最遠(yuǎn)的耗盡或部分耗盡的電池到電池組的那端的整個(gè)電池堆棧被放電，使 得所有那些電池現(xiàn)在處于放電狀態(tài)?，F(xiàn)在可給此刻同等地放電的電池的堆 棧進(jìn)4亍再充電，而不會(huì)給完整電池組中的任何電池過度充電。
在圖3中示出的優(yōu)選例子所示的電池組包含四個(gè)電池52、 53、 54和 55。電池組的每個(gè)電池具有從其兩個(gè)端到充電控制和測量電路的引線輸 出，以4更執(zhí)行電池平衡算法。這些輸出引線既用于測量在單獨(dú)的電池上的 端電壓，也用于進(jìn)行連接，用于來自.電池組中的任何一個(gè)電池處的堆棧的 放電或充電電流。在該優(yōu)選實(shí)施方式中，電池52稱為電池組的"底部" 電池，而電池55稱為電池組的"頂部"電池，但應(yīng)理解，這種命名純粹 為了方便解釋算法的操作的原因而被使用的，且關(guān)于電池組堆棧的物理方 向沒有重要意義。
為了說明電池平衡算法的執(zhí)行，使用了一個(gè)例子，其中在預(yù)充電測試 期間，或通過直接電壓測量，發(fā)現(xiàn)電池54具有比電池組中的其它3個(gè)電 池的電荷實(shí)質(zhì)上低的電荷。為了給耗盡電池54充電，重要的是，充電電 流不通過其它完全充電的電池52、 53和55中的任何一個(gè)，以避免使其過 度充電。使用電池組的底端作為電池組的公共連接點(diǎn)，算法約定，位于耗 盡電池之下的所有電池，即，電池52和52，首先被完全放電。 一旦完成 此，所有電池52、 52和54就于是處在相似的放電狀態(tài)。在這樣的情況下， 現(xiàn)在可能從相似的耗盡狀態(tài)開始對(duì)所有電池執(zhí)行充電循環(huán)，而不引起對(duì)任 何電池的過度充電。通過將電池52和54 —起充電到完全充電的狀態(tài)來執(zhí) 行此。
雖然圖3所示的實(shí)施方式4吏從耗盡電池向下到所謂底部電池52的負(fù) 端的電池放電，應(yīng)理解，算法可同樣完全適用于使從耗盡電池向上到所謂頂部電池95的正端的所有電池放電。在這樣的情況下，只有電池54被放 電，且只有電池54和55接著需要再充電。
可選地和優(yōu)選地，算法可i殳置成選擇電池組較接近于耗盡電池的一 端，以^更對(duì)所需的電池放電和再充電，雖然這將涉及電池組到電池組充電 管理系統(tǒng)的控制電路的適當(dāng)連接。根據(jù)進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，電池平衡 程序可布置成僅對(duì)被發(fā)現(xiàn)是部分或全部耗盡的單獨(dú)的電池操作，而不需要 使堆棧中的任何其它電池放電或充電。這樣的實(shí)施方式包括更復(fù)雜的電 路，以能夠產(chǎn)生用于控制電流進(jìn)入不位于電池組一端的電池和從該電池出 來的連接。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明不被上文中特別示出和描述的內(nèi)容 限制。更確切地，本發(fā)明的范圍包括上文描述的不同特征的組合和子組合， 以及本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀上面的描述時(shí)想到的且不在現(xiàn)有技術(shù)中的變 化和更改。
權(quán)利要求
1.一種確定電化學(xué)電池組的性質(zhì)的方法，所述方法包括以下步驟(a)測量所述電池組的初始電壓；(b)根據(jù)所述初始電壓，通過產(chǎn)生流過所述電池組的電流并測量因所述電流而產(chǎn)生的所述電池組的電壓變化來確定所述電池組的初始阻抗；(c)根據(jù)所述初始阻抗，執(zhí)行以下步驟(i)應(yīng)用預(yù)充電電流，并在所述預(yù)充電電流的應(yīng)用期間每隔一段時(shí)間測量所述電池組的電壓；以及(ii)根據(jù)在所述預(yù)充電電流的應(yīng)用期間所述電池組的電壓，通過產(chǎn)生通過所述電池組的至少一個(gè)增加的電流并測量因所述至少一個(gè)增加的電流而產(chǎn)生的所述電池組的電壓變化，來對(duì)所述電池組做出至少一個(gè)內(nèi)部阻抗確定；以及(d)利用所述初始測量的電壓、在所述預(yù)充電電流的應(yīng)用期間所述電池組的所述被測量的電壓、所述初始阻抗和所述內(nèi)部阻抗中的至少一個(gè)來確定所述電化學(xué)電池組的性質(zhì)。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，如果所述初始電壓高于第一預(yù) 定電壓，則所述電池組被認(rèn)為是一次電池組，而如果所述初始電壓低于第 二預(yù)定電壓，則所述電池組被認(rèn)為是不能用的。
3. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中，如果所述初始阻抗高于第一預(yù) 定阻抗，則所述電池組被認(rèn)為是一次電池組，而如果所述初始阻抗低于第 二預(yù)定阻抗，則所述電池組i人為是二次電池組。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其中，如果所述初始阻抗落在所述第 一預(yù)定阻抗和所述第二預(yù)定阻抗之間，則應(yīng)用所述預(yù)充電電流。
5. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，如果在所述預(yù)充電應(yīng)用期間測 量的所述電壓升高到所述第一預(yù)定電壓以上，則所述電池組被認(rèn)為是一次 電池組。
6. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，如果在所述預(yù)定時(shí)間結(jié)束時(shí)， 在所述預(yù)充電應(yīng)用期間測量的所述電壓沒有升高到在所述第二預(yù)定電壓 和所述第一預(yù)定電壓之間的第三預(yù)定電壓以上，則所述電池組被認(rèn)為是不 能用的。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述內(nèi)部阻抗在所述預(yù)充電應(yīng) 用期間每隔 一段時(shí)間#1測量，以及如果發(fā)現(xiàn)所述內(nèi)部阻抗確定中的至少一 個(gè)高于第一預(yù)定阻抗，則所述電池組被認(rèn)為是一次電池組，而如果發(fā)現(xiàn)所 述內(nèi)部阻抗確定中的至少一個(gè)J氐于第二預(yù)定阻抗，則所迷電池組被認(rèn)為是 二次電池組。
8. 如;f又利要求1所述的方法，其中，所述內(nèi)部阻抗在所述預(yù)充電電 流的應(yīng)用之后被測量，以及如果發(fā)現(xiàn)所述內(nèi)部阻抗高于所述第二預(yù)定阻 抗，則阻止對(duì)所述電池組的充電，而如果發(fā)現(xiàn)所述內(nèi)部阻抗低于所述第二 預(yù)定阻抗，則所述電池組被認(rèn)為是二次電池組。
9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述至少一個(gè)內(nèi)部 阻抗確定包括單點(diǎn)阻抗測量、在至少 一個(gè)增加的電流的 一個(gè)應(yīng)用期間的平 均阻抗測量、在至少一個(gè)增加的電流的一個(gè)應(yīng)用后的最終阻抗測量、以及 來自多個(gè)增加的電流的阻抗測量的組合中的任何一個(gè)。
10. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述增加的電流通 過將充電電流應(yīng)用于所述電池組而產(chǎn)生。
11. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述增加的電流通 過從所述電池組方欠出電流而產(chǎn)生。
12. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，通過所述電池組的 所述至少 一個(gè)增加的電流為遞增的電流。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述遞增的電流持續(xù)到預(yù)定 的電池組電壓和預(yù)定的充電電流中的任意 一個(gè)被達(dá)到為止。
14. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述預(yù)充電電流為 所述電池組的推薦充電電流的預(yù)定部分。
15. 如前述權(quán)利要求中^f壬一項(xiàng)所述的方法，其中，如果所述電池組被確定為 一次電池組、不能用的電池組或充滿電的可再充電電池組中的任何 一個(gè)，則阻止對(duì)所述電池組的充電。
16. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，如果所述電池組被 確定為二次電池組，則啟用對(duì)所述電池組的充電，
17. —種確定電化學(xué)電池組的性質(zhì)的方法，所述方法包括以下步驟(a) 測量所述電池組的初始電壓；(b) 根據(jù)所述初始阻抗，執(zhí)行下列步驟之一(i) 在預(yù)定時(shí)間內(nèi)應(yīng)用所述電池組的推薦充電電流的預(yù)定部分 的預(yù)充電電流，并在所述預(yù)定時(shí)間期間測量所述電池組的電壓；和(ii) 在所述電池組內(nèi)產(chǎn)生遞增的電流，并在所述遞增的電流的 所述應(yīng)用期間測量所述電池組的電壓；以及(c)利用所述測量的電壓中的至少一個(gè)來確定所述化學(xué)電池組的性質(zhì)。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，其中，如果所述初始電壓高于第一 預(yù)定電壓，則所述電池組被認(rèn)為是一次電池組，而如果所述初始電壓低于 第二預(yù)定電壓，則所述電池組被認(rèn)為是不能用的。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，如果所述初始電壓落在所述 第一預(yù)定電壓和小于所述第二預(yù)定電壓的第三預(yù)定電壓之間，則應(yīng)用所述 預(yù)充電電流步驟，且其中在所述預(yù)充電步驟期間，如果所述電壓未升高到 第四預(yù)定值以上，則所述電池組4皮認(rèn)為是不能用的。
20. 如權(quán)利要求18所述的方法，其中，如果所述初始電壓落在所述 第三預(yù)定電壓和所述第二預(yù)定電壓之間，則應(yīng)用所述遞增的電流。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，如果在所述遞增的電流期間 測量的所述電壓升高到大于所述第一預(yù)定電壓的第五預(yù)定電壓以上，則所 述電池組凈皮認(rèn)為是不能用的。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，在所述遞增的電流期間測量 的所述電壓用于確定所述電池組的內(nèi)部阻抗，以及如果所述內(nèi)部阻抗大于預(yù)定水平，則所述電池組祐j人為是不能用的。
23. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，如果所述內(nèi)部阻抗小于所述 預(yù)定水平，則所述電池組^皮認(rèn)為是適合于充電的二次電池組。
24. 如權(quán)利要求17到23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述遞增的電 流是通過向所述電池組應(yīng)用遞增的充電電流而產(chǎn)生的。
25. 如權(quán)利要求17到23中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述遞增的電 流是通過從所迷電池組放出遞增的充電電流而產(chǎn)生的。
26. —種確保在包括多個(gè)電池的可再充電電池組中的電池電荷平衡 的方法，所述方法包括以下步驟確定所述電池組的每個(gè)電池的充電狀態(tài)；查出至少一個(gè)不足的電池，所述電池的不足在于所述電池的充電狀態(tài) 明顯少于至少一個(gè)其它電池的充電狀態(tài)；j吏位于從所述至少 一個(gè)不足的電池到所述電池組的 一端的所有電池 ;汶電；以及4吏所迷至少一個(gè)不足的電池與位于從所述至少一個(gè)不足的電池到所 述電池組的所述一端的所有的所述電池一起再充電。
全文摘要
電池組充電控制系統(tǒng)包括用于確定在便攜式電子設(shè)備中使用的電池組的電池組化學(xué)性質(zhì)是一次電池組還是二次電池組的算法，在一次電池組的情況下，阻止充電，在二次電池組的情況下，啟用充電。例程通過在某些預(yù)定測試下測量電池組的端電壓和溫度來操作，該測試通常包括在充電和放電期間執(zhí)行的電壓測試和內(nèi)部阻抗測試的組合。此外，描述了檢測和校正在便攜式電子設(shè)備的可再充電電池組內(nèi)的電池平衡的缺乏的方法。電池組的接近于耗盡或完全耗盡的電池被檢測到，且執(zhí)行放電/充電例程來提供電池組的所有電池的最佳再充電，因而確保適當(dāng)?shù)碾姵仄胶庖约白钣行У碾娫词褂谩?br> 文檔編號(hào)H02J7/00GK101595619SQ200780045730
公開日2009年12月2日 申請(qǐng)日期2007年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月11日
發(fā)明者A·薩爾, D·馬諾爾, G·溫斯坦 申請(qǐng)人:泰克蒂姆有限公司