用于提供可再充電電池的系統(tǒng)和方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2012年10月19日提交的第61/716, 421號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)以及于 2013年6月7日提交的第61/832, 620號(hào)美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)和益處，它們的全部?jī)?nèi)容通 過引用并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本申請(qǐng)涉及電池領(lǐng)域，并且具體地涉及可再充電電池的領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0004] 電池對(duì)多種裝置提供動(dòng)力。隨著更多裝置變?yōu)橐噪姵毓╇?，消費(fèi)者對(duì)電池的需求 增加。這導(dǎo)致制造和處理越來越多的電池，這些電池可包括重金屬和其他有毒化學(xué)品。有 些人已經(jīng)開始使用可再充電電池以省錢并且使電池浪費(fèi)最小化。但是，可再充電電池需要 昂貴的充電器，并且沒有一次性電池那么方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 一些實(shí)施方式公開了一種充電集中器，該充電集中器包括充電單元；控制單元； 包括多個(gè)充電程序的存儲(chǔ)器；電氣性連接至充電單元和控制單元的多個(gè)充電/放電端口， 其中充電單元被配置成選擇充電程序并將充電程序應(yīng)用至在充電的裝置，并且其中充電單 元與配置成指示集中器的操作的控制單元電氣通信。
[0006] 在一些實(shí)施方式中，充電/放電端口包括正極端子棒和負(fù)極端子棒，其中正極端 子棒包括正極端子，負(fù)極端子棒包括負(fù)極端子。
[0007] 在一些實(shí)施方式中，充電程序包括復(fù)原程序。
[0008] 在一些實(shí)施方式中，該集中器還包括配置成接收輸入并將接收的輸入傳輸至控制 單元的輸入單元。
[0009] 在一些實(shí)施方式中，輸入包括充電程序。
[0010] 在一些實(shí)施方式中，該集中器被劃分成多個(gè)充電區(qū)域，多個(gè)充電區(qū)域均包括多個(gè) 充電/放電端口。
[0011] 在一些實(shí)施方式中，區(qū)域內(nèi)的充電/放電端口應(yīng)用相同的充電程序。
[0012] 在一些實(shí)施方式中，充電單元被配置成感測(cè)在充電的裝置的至少一個(gè)特性，并基 于所感測(cè)的特性選擇用于在充電的裝置的充電程序。
[0013] 在一些實(shí)施方式中，控制單元被配置成與遠(yuǎn)程單元通信。
[0014] 在一些實(shí)施方式中，充電單元被配置成將電流脈沖施加于在充電的裝置并測(cè)量由 于電流脈沖的施加引起的電壓尖峰。
[0015] 在一些實(shí)施方式中，控制單元被配置成當(dāng)所測(cè)量的電壓尖峰小于預(yù)定的閾值時(shí)將 在充電的裝置識(shí)別為可再充電。在一些實(shí)施方式中，預(yù)定的閾值為約1.5伏。
[0016] 在一些實(shí)施方式中，控制單元被配置成當(dāng)所測(cè)量的電壓尖峰大于預(yù)定的閾值時(shí)將 在充電的裝置識(shí)別為不可再充電。在一些實(shí)施方式中，預(yù)定的閾值為約2伏。
[0017] -些實(shí)施方式公開了一種電池充電系統(tǒng)，其包括集中器，該集中器包括配置成基 于中央服務(wù)器和多個(gè)電池的特性將不同的充電程序應(yīng)用于多個(gè)電池的多個(gè)充電/放電端 口；其中集中器和中央服務(wù)器被配置成彼此通信，以及其中所述通信包括與集中器和/或 至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元處的多個(gè)電池的數(shù)量和質(zhì)量有關(guān)的信息。
[0018] 在一些實(shí)施方式中，該電池充電系統(tǒng)包括配置成出售和接收電池的至少一個(gè)遠(yuǎn)程 單元，其中該遠(yuǎn)程單元被配置成與集中器和中央服務(wù)器通信。
[0019] 在一些實(shí)施方式中，該集中器包括充電單元和控制單元。
[0020] 在一些實(shí)施方式中，充電單元被配置成感測(cè)電池的特性并基于所感測(cè)的特性選擇 充電程序。
[0021] 在一些實(shí)施方式中，該集中器通信與選擇的充電程序有關(guān)的信息。
[0022] 在一些實(shí)施方式中，充電程序包括以第一電壓或電流充電第一時(shí)間段以及以第二 電壓或電流充電第二時(shí)間段。
[0023] 在一些實(shí)施方式中，集中器位于至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元內(nèi)，以及該至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元 包括用于將接收的電池放置到集中器的多個(gè)充電/放電端口中的一個(gè)中的機(jī)電系統(tǒng)。
[0024] 在一些實(shí)施方式中，該系統(tǒng)還包括預(yù)充電緩沖器和后充電緩沖器，其中預(yù)充電緩 沖器被配置成在多個(gè)充電/放電端口由電池占用的情況下接收電池，并將接收的電池儲(chǔ)存 在至少一個(gè)遠(yuǎn)程單元內(nèi)，以及其中后充電緩沖器被配置成接收已充電的并從集中器的充電 /放電端口移除的充電電池。
[0025] 一些實(shí)施方式描述了管理可再充電電池的方法，如本文中所述，該方法包括提供 電池充電集中器；將至少一個(gè)電池插入到至少一個(gè)充電/放電端口中；啟動(dòng)至少包括第一 參數(shù)和第二參數(shù)的充電程序；以第一參數(shù)充電第一時(shí)間段；以第二參數(shù)充電第二時(shí)間段； 以及將集中器中的電池的數(shù)量和充電狀態(tài)通信至遠(yuǎn)程單元。
[0026] 在一些實(shí)施方式中，第一參數(shù)和第二參數(shù)包括第一電壓和第二電壓或第一電流和 第二電流。
[0027] 在一些實(shí)施方式中，該集中器包括充電單元，該充電單元配置成感測(cè)電池的至少 一個(gè)特性，并基于感測(cè)的特性選擇用于該電池的充電程序。
[0028] 在一些實(shí)施方式中，該方法還包括利用至少兩個(gè)不同的充電程序同時(shí)對(duì)至少兩個(gè) 電池充電。
[0029] 在一些實(shí)施方式中，該方法還包括啟動(dòng)電池復(fù)原程序。
[0030] 在一些實(shí)施方式中，電池復(fù)原程序包括使電池重復(fù)地充電、放電以及再充電，直到 電池達(dá)到期望的容量或預(yù)定義的一組特征。
[0031] 在一些實(shí)施方式中，該方法還包括將電流脈沖施加于該裝置；以及測(cè)量由于電流 脈沖的施加引起的電壓尖峰。
[0032] 在一些實(shí)施方式中，該方法還包括當(dāng)測(cè)量的電壓尖峰小于預(yù)定的閾值時(shí)將該裝置 識(shí)別為可再充電。
[0033] 在一些實(shí)施方式中，該方法還包括當(dāng)測(cè)量的電壓尖峰大于預(yù)定的閾值時(shí)將電池識(shí) 別為不可再充電。
[0034] 在一些實(shí)施方式中，預(yù)定的閾值為約1. 5伏。
[0035] 在一些實(shí)施方式中，預(yù)定的閾值為約2伏。
[0036] 描述的一些實(shí)施方式為提供實(shí)質(zhì)的一次性電池的方法，該方法包括接收各自具有 初始充電狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)電池；測(cè)量一個(gè)或多個(gè)接收的電池中的每個(gè)的電壓、阻抗、電流 以及容量；
[0037] 基于所測(cè)量的一個(gè)或多個(gè)電池中的一個(gè)的電壓、阻抗電流和容量確定用于一個(gè)或 多個(gè)電池中的一個(gè)的充電曲線；以及根據(jù)充電曲線對(duì)一個(gè)或多個(gè)電池中的一個(gè)充電，產(chǎn)生 具有第二充電狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)電池中的一個(gè)。
[0038] 在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)電池從電池交換機(jī)接收。
[0039] 在一些實(shí)施方式中，電池交換機(jī)提供具有第二充電狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)電池中的一 個(gè)。
[0040] 在一些實(shí)施方式中，該方法還包括響應(yīng)于接收一個(gè)或多個(gè)電池來提供具有第二充 電狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)第二電池。
[0041] 在一些實(shí)施方式中，響應(yīng)于用戶提供一個(gè)或多個(gè)用盡的電池隨后提供具有第二充 電狀態(tài)的一個(gè)或多個(gè)充電電池。
【附圖說明】
[0042] 圖1示出了電池充電集中器的實(shí)施方式的視圖。
[0043] 圖2示出了電池充電集中器的實(shí)施方式的示意圖。
[0044] 圖3是示出了操作電池充電集中器的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。
[0045] 圖4示出了可再充電電池的實(shí)施方式的立體圖。
[0046] 圖5示出了說明操作電池充電集中器以與機(jī)器通信的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流 程圖。
[0047] 圖6示出了操作機(jī)器以與集中器進(jìn)行通信的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。
[0048] 圖7示出了用于創(chuàng)建實(shí)質(zhì)一次性電池的方法。
[0049] 圖8示出了識(shí)別電池的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。
[0050] 圖9示出了操作充電集中器的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0051] 在下面的詳細(xì)描述中參考形成其一部分的附圖。在附圖中，相似的符號(hào)通常標(biāo)識(shí) 相似的部件，除非上下文另有指示。在詳細(xì)描述和附圖中描述的說明性實(shí)施方式不意味著 限制?？衫闷渌麑?shí)施方式并且可進(jìn)行其他改變而不背離在此給出的主題的精神或范圍。 容易理解，可以各種不同的配置安排、替換、組合和設(shè)計(jì)在本文中一般描述且在附圖中示出 的本公開的各方面，所有這些可被明確預(yù)期到并且構(gòu)成本公開的一部分。
[0052] 本文公開的一些實(shí)施方式涉及配置成使可再充電電池或其他在充電的裝置充電、 放電和/或再充電的集中器。在充電的裝置可包括電池、可再充電電池、具有多個(gè)電池單元 的電池、可再充電電池組、電源模塊，包括具有集成或嵌入的控制電路的電源模塊。如本文 所使用的，術(shù)語(yǔ)電池可包括本文所描述的在充電的裝置中的任何裝置。在充電的裝置可具 有多種形狀因數(shù)，包括圓柱形、圓形、矩形等。在一些實(shí)施方式中，該集中器可包括多種組合 中的多種特征。在一些實(shí)施方式中，該集中器可包括用于使電池充電或再充電的多個(gè)端口。 端口可具有接納多種電池尺寸或類型的尺寸或以其他方式配置成接納多種電池尺寸或類 型。在一些實(shí)施方式中，該集中器可包括配置成管理集中器的操作的控制單元。在一些實(shí) 施方式中，控制單元配置成根據(jù)正在充電的電池的狀態(tài)提供不同的充電程序。在一些實(shí)施 方式中，該集中器可包括與遠(yuǎn)程電池販賣單元或儲(chǔ)存單元通信的能力。在一些實(shí)施方式中， 該集中器可包括與中央服務(wù)器位置通信的能力。在一些實(shí)施方式中，該集中器可經(jīng)由陸線 電話網(wǎng)絡(luò)、蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)（LAN)、廣域網(wǎng)（WAN)、藍(lán)牙、IEEE802.il標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)或其他 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。在一些實(shí)施方式中，該集中器可以硬連線至其他單元。在一些實(shí)施方式中， 該集中器可啟動(dòng)或接收與集中器或遠(yuǎn)程單元中的電池狀態(tài)、集中器或遠(yuǎn)程單元中的電池健 康性、電池對(duì)于遠(yuǎn)程單元的可用性有關(guān)的通信，以及用于確保電池健康性和可用性的其他 通信。
[0053] 本文公開的一些實(shí)施方式涉及操作充電集中器的方法，包括使一個(gè)或多個(gè)電池同 時(shí)充電、放電以及再充電的方法和/或復(fù)原多個(gè)耗盡的電池的方法。一些實(shí)施方式可包括 以多種順序執(zhí)行的多種步驟。一些實(shí)施方式可包括比本文具體概述的那些實(shí)施方式更多或 更少的步驟。在一些實(shí)施方式中，本文概述的步驟可通過附加的步驟補(bǔ)充。在一些實(shí)施方 式中，使電池充電或再充電的方法可包括，例如，確定電池的充電狀態(tài)，確定電池的電壓和 電流，確定電池的內(nèi)電阻，根據(jù)電池的充電狀態(tài)、電流、電壓和/或內(nèi)電阻調(diào)整充電曲線，以 及提供與電池狀態(tài)有關(guān)的通知和/或任何其他期望的步驟。
[0054] 簡(jiǎn)單來說，本公開往往涉及電池。如本文中所述，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的 是，電池還可指代在充電的任何裝置，例如電池組、電源模塊等，并且本公開不局限于公知 的電池。
[0055] 如本文公開的集中器可配置成容納多種電池并使多種電池充電。例如，在一些實(shí) 施方式中，集中器被配置成接收并充電AAA、AA、C、D、9伏、電池組、具有電池單元和內(nèi)部電 路的電源模塊或任何其他類型的電池。如本文公開的集中器可被配置成同時(shí)接納并充電許 多電池。
[0056] 參照附圖，圖1示出了配置成同時(shí)接納并充電多個(gè)電池的集中器100的實(shí)施方式。 如所示出的，集中器100包括柜子110、顯示器120、輸入裝置130、控制單元（未示出）、充 電/放電單元（未示出）以及至少一個(gè)充電/放電端口 160。在一些實(shí)施方式中，集中器 100可包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的充電/放電端口。在一些實(shí)施方式中，集中器100可包括1、 5、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000 個(gè)或任何 其他期望數(shù)量的充電/放電端口。充電/放電端口可以為任何標(biāo)準(zhǔn)充電端口，包括使可再 充電的電池充電的導(dǎo)電端子或觸點(diǎn)。在一些實(shí)施方