[发明专利]保持电池电荷的装置和方法

说明书

本发明涉及电池充电领域，特别涉及保持电池电荷。

现在越来越多地使用带有新的可再充电电池的移动通信装置，这就提出对改进的电池充电器的需求。这种通信装置的例子有：无线电话机、无线电设备和调制解调器。典型的电池充电器以高电流强度充电直到电池几乎充电完成时为止，然后将充电率降低到低的维持或微电流充电。在适当的时间把电池充电器从高电流强度转换到微电流充电是很重要的，不然会减少电池的循环寿命。转换的时间通常由监测电池温度来决定。

新式的金属镍氢化物(NiMH)电池经过一段时间后会失去它们的电荷，即便不使用它们。微电流充电一般用来保持电池的充分充电，直到它被使用时为止。然而NiMH电池的制造商提出使用微电流充电将会缩短电池的循环寿命。为此，现在需要一种用以维持NiMH电池充电而不缩短电池循环寿命的装置和方法。

图1示出带有一个电池的电池充电器的示意图；

图2示出保持电池电荷的过程的流程图。

图1示出电池充电器10和电池12的简化示意图。电池充电器10可以是独立的或可以是在例如蜂窝电话机之类的设备内的。电池充电器10具有一个电源14和一个用于向电池12提供充电电流的电源调节器15。电源调节器15还向微处理器16提供经过调节的电能。微处理器16控制从电源14经电源调节器15给电池12提供充电电流。微处理器16监测电池12的温度或电压，以确定提供给电池12的充电电流的正确的量。电池12具有一个内置热敏电阻18，微处理器16用它来测定电池温度。

电池充电器10具有多种充电方式。快速充电方式用于对电池再充电。微处理器16通过把一个开始信号发送到电源调节器15来启动快速充电方式。在快速充电方式期间，将一个大的充电电流施加在电池上。这个电流约为1安培用于大电池。如果这种快速充电方式进行得过长，将会缩短电池循环寿命。为避免发生这种情况，电池充电器10可以采用各种方法来决定何时终止快速充电方式。一种方法包括：确定电池的温度是否超过了某个界限，并在超过这个界限时终止快速充电方式。另一种方法是监测电池的温度变化一个预定时间周期。如果电池的温度上升高于一个预定的量，则终止快速充电方式。微处理器16利用这些方法中的一种方法监测电池的温度或电池电压，并确定电池12何时被充满电。当电池12被充满电时，微处理器16向电源调节器15送去一个停止信号，中断充电电流。

一旦快速充电方式被终止，马上开始微电流充电方式，以保证电池处于充满电的状态直至它被使用。微处理器通过向电源调节器15发送一个维持充电信号来开始微电流充电。微电流充电方式使用大约18毫安的低电流。微电流充电对于NiMH电池是必要的，因为经过一段时间它们一般会失去它们的电荷，即使不使用它们。遗憾的是，NiMH电池的制造商提出NiMH电池不能进行微电流充电，因这会缩短电池的循环寿命。使用这里说明的装置和方法可以对电池进行微电流充电而不缩短电池的循环寿命。本发明涉及一种用以在电池处于微电流充电方式时检测环境温度和仅在环境温度低于某一阈值时才充电的装置和方法。微处理器16向电源调节器15发送一个暂停信号，停止微电流充电直到环境温度低于该阈值时为止。

图2示出微处理器16的用于对电池1 2进行微电流充电而不缩短电池循环寿命的算法的流程图。在步骤100，根据例如上述的那些预置的标准已经停止了快速充电。然后在步骤102，对电池12进行一周期12小时的微电流充电。接着在步骤104，对电池12不充电一周期30分钟。这使电池12有足够的时间冷却到环境温度。接下来在步骤106，测量电池12的温度，这个温度也是环境温度。在步骤108，将电池的温度与一个阈值相比较，这个阈值在图2中示为30℃(30℃是为说明的目的而选择的，相信可以选用低于45℃的任何温度)。如果电池温度高于30℃，则在步骤110对电池不充电12小时。如果在步骤108电池温度不高于30℃，则算法分支回到步骤102进行12小时的微电流充电。

图2中所选的时间周期可以变化而对本发明的实施无明显的影响。12小时的微电流充电周期可以延长，例如到14小时。但是，较长的周期要在环境温度高于阈值温度时会对电池有微电流充电的危险和缩短电池循环寿命的危险。微电流充电周期可以被减少到例如2小时，这将导致电池的不充分充电，因为在可以测量温度之前，电池必须冷却到环境温度，并且冷却周期基本上与微电流充电时间周期无关。