[发明专利]电池充电器、电气系统和可充电电池充电方法

说明书

技术领域

本公开文本涉及电池充电器、电气系统和可充电电池充电方法。

背景技术

在具有不同电能需求的各种应用场合中，可以设计和使用可充电电池。可充电电池系统包括可充电单元，这些可充电单元在充电操作中接收电能，并且在放电操作中向负载供应电能。可充电单元可以具有不同的化学成分，并且在一个示例中可以包括锂离子单元。根据负载的需求，在不同应用场合中使用的可充电单元的数量有所不同，并且在某些实施场合中，单元的数量可以是众多的。

例如，由于可充电单元的制造工艺，电池的可充电单元可能不统一。更具体地说，电池的不同可充电单元可具有不同的或不统一的参数(例如，电压、内阻或阻抗、充电-放电效率)。单元的不统一性实际上将电池的性能与最低的可充电单元联系了起来。而且，具有不统一的电压-容量特性曲线的可充电单元的重复循环可加速电池容量的减小。

在一些设置方式中，电池可以具有数百或数千个连接在一起(例如，串联)的可充电单元。典型地，这些可充电单元被串联充电。然而，由于可充电单元的不统一性，可充电单元可能会表现的不一样，并且，由于该不统一性，可充电单元的充电状态在可充电单元的充电过程中会有所不同。更具体地说，可充电单元的电压-容量特性曲线在充电或放电过程中可能是非线性的。由于单元的不统一性可能会限制电池的容量，而且在随后充电/放电循环中，电池容量可能还会进一步减小，因此，一些可充电单元完全充电或完全放电可快于其它电池单元。

图1示出了用来解决充电过程中给定的电池的可充电单元的不统一性的一种现有方法。特别地，每一个包括电阻14和诸如功率MOSFET等逻辑控制开关16的多个分流电路可以与相应的可充电单元12并联耦接。这些分流电路运行以对流过已快速达到最高电压的各个可充电单元12的过电流进行分流，从而部分或完全旁路这种可充电单元12并减慢对这种单元12的充电。

由于传导过电流的电阻14所产生的热，可能会限制被分流电路所分流的电流量，尤其在使用封装的电池组的应用场合中。因此，在一些实施场合中可限制充电电流以避免过多热的产生。而且，如果这些可充电单元的容量相差大于几个百分点，则这些电路在具有相对较多的单元的相对较大的电池中可能无效。

本公开文本中至少一些方案是针对如下更为详细描述的改进的充电器件、电气系统和相关方法。

附图说明

以下参照随后的附图来描述本公开文本的示例性实施例。

图1为现有电池和充电器的说明示意图。

图2为根据一个实施例的电气系统的功能方框图。

图3为根据一个实施例的电池的组电路的功能方框图。

图4为根据一个实施例的电气系统的说明示意图。

图5为根据一个实施例的电气系统的说明示意图。

图6为根据一个实施例的开关电路的说明示意图。

图7为根据一个实施例描述多个主脉冲和多个次脉冲的时序图。

具体实施方式

以促进美国专利法“推动科技和实用技术发展”(第1章，第8节)的宪法目的提出了本公开文本。

本公开文本中至少一些方案是针对可充电电池的充电操作。可充电电池可以各包括多个可充电单元。例如，由于制造工艺和制造公差，在给定的电池的多个可充电单元之间可能会存在不统一性。本公开文本中至少一些方案的目的是：提供电池的多个可充电单元的基本上均衡的充电，其中，多个可充电单元的充电状态在充电过程中基本上相同。本公开文本的一个实施例将增大的充电电能的量(与被提供到电池的其它可充电单元的充电电能的量相比)提供到正充电的电池的一个或多个可充电单元，上述一个或多个可充电单元的充电状态低于该电池的其它可充电单元。在一个示例中，使用电能的多个脉冲(包括主脉冲和次脉冲(secondary pulse))为电池充电。以下来讨论另外的实施例和方案。

根据一个实施例，电池充电器包括充电电路，被配置为将电能的多个主充电脉冲施加到电池的多个可充电单元，以在电池的正常充电循环中为这些可充电单元充电，以及在电池的正常充电循环中将电能的多个次充电脉冲施加到电池的多个可充电单元中的部分可充电单元以为这些部分可充电单元充电。

根据另外的实施例，电池充电器包括充电电路，被配置为在电池的正常充电循环中，对应于具有不同充电状态的多个可充电单元，将电能的不同数量的充电脉冲施加到电池的多个不同的可充电单元。