CN101179201A - 混合式电池及其充电方法 - Google Patents

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Abstract

混合式电池包括第一可充电电源、与第一可充电电源并联的第二可充电电源。控制器顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电、快速充电和充分充电，同时感测第一可充电电源和第二可充电电源的充电电压。

Description

混合式电池及其充电方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2006年11月6日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2006-0109143的优先权，其整个内容通过引用并入这里。
技术领域
本发明涉及混合式电池，尤其是，涉及可以提高充电效率的混合式电池及其充电方法。
背景技术
便携式电子设备典型地通过可充电电池提供电力。便携式电子设备的可使用时间是由电池所能提供电力的时间决定的。因此，为了延长便携式电子设备的可使用时间，该电池被定期地充电。
为了进一步使便携式电子设备的可使用时间最大化，可以在一个便携式电子设备中安装两个电池。但是，这样配置的价格变得昂贵，因为控制电路需要分别地安装在各个电池中，并且典型地提供微型计算机或者燃料计电路来计算每个电池的容量。
此外，尺寸变得较大，并且每体积的能效被降低，因为具有相同的形状、化学特性、容量、充电电压或者充电电流的两个电池被共同地安装在一个设备中。
此外，由于通常一个电池被顺序地预充电、快速充电和充分充电，然后另一个电池随后被以相同的顺序充电，因此组合的充电花费太多的时间。例如，假设当对电池充电的时候，预充电时间大约是从30分钟到一个小时，快速充电时间大约是一个小时，并且充分充电时间大约是一个小时，对两个电池的充电时间大约是从五个小时到六个小时。此外，考虑到在完成电池的快速充电之后，该电池实际上充电到其总容量的80％，以上提及的方法变得低效，其中在预充电、快速充电和充分充电一个电池之后，另一个电池也被预充电、快速充电和充分充电。
发明内容
按照本发明，提供了一种混合式电池及其充电方法，其可以通过顺序地或者并行地对至少两个电池充电来提高充电效率。
按照本发明的混合式电池包括第一可充电电源和与第一可充电电源并联连接的第二可充电电源。控制器顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电、快速充电和充分充电，同时感测第一可充电电源和第二可充电电源的充电电压。
控制器在预充电时间长度内可以顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电，然后在快速充电时间长度内顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电，然后在充分充电时间长度内顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源充分充电。
此外，该控制器在各个预充电时间长度和快速充电时间长度内可以顺序地对第一可充电电源预充电和快速充电，然后在各个预充电时间长度和快速充电时间长度内顺序地对第二可充电电源预充电和快速充电，然后在充分充电时间长度内顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源充分充电。
此外，第一可充电电源和第二可充电电源可以分别提供有第一预充电开关和第二预充电开关，并且当对第一可充电电源预充电的时候，控制器可以接通第一预充电开关和关断第二可充电电源的第二预充电开关。当对第二可充电电源预充电的时候，该控制器可以接通第二预充电开关和可以关断第一可充电电源的第一预充电开关。
此外，第一可充电电源和第二可充电电源可以分别提供有第一快速充电开关和第二快速充电开关，并且当对第一可充电电源快速充电或者充分充电的时候，该控制器可以接通第一快速充电开关和关断第二可充电电源的第二快速充电开关。当对第二可充电电源快速充电或者充分充电的时候，该控制器可以接通第二快速充电开关和关断第一可充电电源的第一快速充电开关。
此外，控制器操作使得当预充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的预充电电流低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的快速充电电流，并且控制器操作使得当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的充分充电电流随着时间的逝去逐渐地降低。
此外，第一可充电电源和第二可充电电源每个可以包括从圆柱形锂离子电池、多边形锂离子电池、囊状锂聚合物电池和囊状锂离子电池中选择出来的电池。
此外，第一可充电电源和第二可充电电源可以包括在形状、化学特性、容量、充电电压和充电电流中的至少一个方面相互不同的电池组电池。
此外，按照本发明的混合式电池包括第一可充电电源和与第一可充电电源并联连接的第二可充电电源。控制器，当感测第一可充电电源和第二可充电电源的充电电压时，在预充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电，然后在快速充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电，然后在充分充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源充分充电。
第一可充电电源和第二可充电电源可以分别地提供有第一预充电开关和第二预充电开关，并且当同时地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电的时候，该控制器可以同时地接通第一预充电开关和第二预充电开关。
此外，第一可充电电源和第二可充电电源可以分别地提供有第一快速充电开关和第二快速充电开关，并且当同时地对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电或者充分充电的时候，该控制器可以同时地接通第一快速充电开关和第二快速充电开关。
此外，该控制器可以操作使得当预充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的预充电电流低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的快速充电电流，并且控制器可以操作使得当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的充分充电电流随着时间的逝去逐渐地降低。
此外，第一可充电电源和第二可充电电源每个可以包括从圆柱形锂离子电池、多边形锂离子电池、囊状锂聚合物电池和囊状锂离子电池中选择出来的电池。
此外，第一可充电电源和第二可充电电源可以包括在形状、化学特性、容量、充电电压和充电电流中的至少一个方面相互不同的电池组电池。
更进一步按照本发明，提供了一种用于混合式电池的充电方法，其中第一可充电电源和第二可充电并联。该方法包括：在预充电时间长度内对第一可充电电源预充电；在预充电时间长度内对第二可充电电源预充电；在快速充电时间长度内对第一可充电电源快速充电；在快速充电时间长度内对第二可充电电源快速充电；在充分充电时间长度内对第一可充电电源充分充电；和在充分充电时间长度内对第二可充电电源充分充电。
当预充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的预充电电流可以低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的快速充电电流，并且当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的充分充电电流随着时间的逝去可以逐渐地降低。
按照本发明，提供了一种用于混合式电池的充电方法，其中第一可充电电源和第二可充电并联。该方法包括：在预充电时间长度内对第一可充电电源预充电；在快速充电时间长度内对第一可充电电源快速充电；在预充电时间长度内对第二可充电电源预充电；在快速充电时间长度内对第二可充电电源快速充电；在充分充电时间长度内对第一可充电电源充分充电；和在充分充电时间长度内对第二可充电电源充分充电。
当预充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的预充电电流可以低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的快速充电电流，并且当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的充分充电电流随着时间的逝去可以逐渐地降低。
但是，进一步按照本发明，提供了一种用于混合式电池的充电方法，其中第一可充电电源和第二可充电并联。该方法包括：在预充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电；在快速充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电；和在充分充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源充分充电。
当预充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的预充电电流可以低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的快速充电电流，并且当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源的时候施加的充分充电电流随着时间的逝去可以逐渐地降低。
按照用于本发明的混合式电池及其充电方法，通过顺序地或者并行地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电、快速充电和充分充电，有可能使每个充电时间的充电容量达到最大值。例如，如果大约80％的充电容量是通过大约一个小时的快速充电获得的，那么，剩余的20％充电容量是通过大约一个小时的充分充电获得的。也就是说，大约100％的充电容量是通过充电大约两个小时获得的。因此，当第一可充电电源被快速充电一个小时的时候，然后，第二可充电电源随后被快速充电一个小时，然后该充电停止，每个可充电的电源获得80％的充电容量，并且因此获得总计160％的充电容量。相反地，如果第一可充电电源被快速充电(一个小时)，并且充分充电(一个小时)两个小时，然后该充电停止，那么，第一可充电电源就获得100％的充电容量，并且第二可充电电源获得0％的充电容量。也就是说，在这种情况下，就获得总计100％的充电容量。因此，每个电池被如上所述顺序地快速充电，就充电效率而言是更可取的。在这里，没有考虑预充电。
此外，按照本发明，单个控制器以组合方式操作第一可充电电源和第二可充电电源的充电，并且因此该电路被简化，而且制造成本被降低。
此外，按照本发明，具有不同的形状、化学性能、容量、充电电压或者充电电流的第一可充电电源和第二可充电电源被采用，并且因此可以显著地节省空间，而且可以提高每个容量的能效。
附图说明
图1是示出按照本发明的混合式电池的电路的方框图。
图2a是示出在按照本发明的混合式电池的预充电/充电/放电开关和主保护电路之间关系的电路图，以及图2b是示出在子保护电路和保险丝之间关系的电路图。
图3a和图3b分别是示出按照本发明实施例的混合式电池的充电方法的流程图和时间图。
图4a和图4b分别是示出按照本发明另一个实施例的混合式电池的充电方法的流程图和时间图。
图5a和图5b分别是示出按照本发明另一个实施例的混合式电池的充电方法的流程图和时间图。
具体实施方式
参考图1，按照本发明的混合式电池1000包括第一可充电电源1100、第二可充电电源1200、感测电阻器1300和控制器1400。
第一可充电电源1100包括第一电池单元1110、第一主保护电路1120、第一预充电/充电/放电开关1130、第一子保护电路1140、第一保险丝1150和第一温度传感器1160。第一电池单元1110可以具有这样的形式，即，其中至少一个可充电和可放电的蓄电池(secondary battery)串联和/或并联。例如，蓄电池可以是从圆柱形锂离子电池、多边形锂离子电池、囊状锂聚合物电池和囊状锂离子电池、或者它们的等效物中选择出来的任何一种电池，但是不限于此。
第一主保护电路1120感测第一电池单元1110的充电电压或者放电电压，并且将感测的值传送给控制器1400。第一主保护电路1120通过控制器1400的控制信号[即，预充电起动信号、预充电停止信号、快速充电(或者充分充电)起动信号、快速充电(或者充分充电)停止信号、放电起动信号和放电停止信号]接通或者关断第一预充电/充电/放电开关1130。此外，第一主保护电路1120可以感测来自感测电阻器1300的电流信号，并且如果确定感测的值是过电流，则关断第一预充电/充电/放电开关1130。下面将更详细地描述在第一主保护电路1120和第一预充电/充电/放电开关1130之间的连接关系。
第一预充电/充电/放电开关1130可以是串联到在电池组阳极端子P+与第一电池单元1110的阳极端子B+之间的充电和放电路径的三个开关。第一预充电/充电/放电开关1130利用第一主保护电路1120，由控制信号接通和关断。然而，在一个替代实施例中，第一预充电开关可以被省略。
例如，当第一主保护电路1120或者第一预充电/充电/放电开关1130没有正常地工作的时候，第一子保护电路1140熔断第一保险丝1150，并且中断充电和放电路径。
第一保险丝1150串联到在电池组阳极端子P+和第一预充电/充电/放电开关1130之间的充电和放电路径。如上所述，第一保险丝1150通过第一子保护电路1140的控制信号熔断，并且具有这样的特性，即，一旦该第一保险丝被熔断，它就不能被恢复。但是，在一个替代实施例中，第一子保护电路1140和第一保险丝1150可以被省略。
第一温度传感器1160感测第一电池单元1110的温度，并且将感测的值传送给该控制器1400。当从第一温度传感器1160获得的温度超出容许温度的时候，该控制器1400将充电或者放电停止信号传送给第一主保护电路1120，并且因此允许第一主保护电路1120关断第一预充电/充电/放电开关1130中的至少一个，并且中断该充电和放电路径。通过这样，防止了第一电池单元1110过热。该控制器1400还使用从第一温度传感器1160获得的温度来补偿该电池容量。由于这样的按照温度补偿电池的方法已经是那些本领域技术人员所公知的，该补偿方法将不在此处解释。但是，在一个替代实施例中，第一温度传感器1160可以被省略。
类似地，第二可充电电源1200可以包括第二电池单元1210，第二主保护电路1220，第二预充电/充电放电开关1230，第二子保护电路1240，第二保险丝1250和第二温度传感器1260。第二电池单元1210是至少一个可充电和可放电的蓄电池，并且可以具有串联和/或并联的形式。例如，蓄电池可以是从圆柱形锂离子电池、多边形锂离子电池、囊状锂聚合物电池和囊状锂离子电池、或者它们的等效物中选择出来的任何一种电池，但是不限于此。
第一可充电电源1100的第一电池单元1110和第二可充电电源1200的第二电池单元1210的形状、化学性能、容量、充电电压或者充电电流可以是相互不同的。例如，如果第一电池单元1110是圆柱形锂离子电池，那么第二电池单元1210可以是从多边形锂离子电池、囊状锂聚合物电池、囊状锂离子电池或者它们的等效物中选择出来的任何一种电池。此外，如果第一可充电电源1100是基于锂的电池单元，那么第二电池单元1210可以是从镍镉电池、镍氢电池或者它们的等效物中选择出来的任何一种。此外，第一可充电电源1100和第二可充电电源1200的容量可以相互不同。此外，第一可充电电源1100和第二可充电电源1200的充电电压和充电电流可以相互不同。
第二主保护电路1220感测第二电池单元1210的充电电压或者放电电压，并且将感测的值传送给控制器1400。此外，第二主保护电路1220通过控制器1400的控制信号[即，预充电起动信号、预充电停止信号、快速充电(或者充分充电)起动信号、快速充电(或者充分充电)停止信号、放电起动信号和放电停止信号]，接通或者关断第二预充电/充电/放电开关1230。此外，第二主保护电路1220可以感测来自感测电阻器1300的电流信号，并且如果确定感测的值是过电流，则关断第二预充电/充电/放电开关1230。
第二预充电/充电/放电开关1230可以是串联到在电池组阳极端子P+与第二电池单元1210的阳极端子B+之间的充电和放电路径的三个开关。第二预充电/充电/放电开关1230利用第二主保护电路1220，通过控制信号接通和关断。但是，在一个替代实施例中，第二预充电开关可以被省略。
例如，当第二预充电/充电/放电开关1230没有正常地工作的时候，第二子保护电路1240熔断第二保险丝1250。
第二保险丝1250串联到在电池组阳极端子P+和第二预充电/充电/放电开关1230之间的充电和放电路径。如上所述，第二保险丝1250通过第二子保护电路1240的控制信号熔断，并且具有这样的特性，即一旦该第二保险丝被熔断，其就不能恢复。但是，在一个替代实施例中，第二子保护电路1240和第二保险丝1250可以被省略。
第二温度传感器1260感测第二电池单元1210的温度，并且将感测的值传送给控制器1400。当从第二温度传感器1260中获得的温度超出容许温度的时候，该控制器1400将充电或者放电停止信号传送给第二主保护电路1220，并且因此允许第二主保护电路1220去关断第二预充电/充电/放电开关1230的至少一个，并且中断该充电和放电路径。通过这样，防止第二电池单元1210过热。此外，如上所述，该控制器1400也使用从第二温度传感器1260获得的温度来补偿电池容量。但是，在一个替代实施例中，第二温度传感器1260可以被省略。
第二保险丝1250(或者第一保险丝1150)和第二子保护电路1240(或者第一子保护电路1140)可以不必作为本发明的组成元件采用。换句话说，如果第一保险丝1150(或者第二保险丝1250)被安装在节点N1和电池组阳极端子P+之间，并且程序被设置使得当第一主保护电路1120或者第二主保护电路1220没有正常地工作等时候，第一子保护电路1140(或者第二子保护电路1240)工作，于是第二保险丝1250(或者第一保险丝1150)和第二子保护电路1240(或者第一子保护电路1140)可以被省略。
该感测电阻器1300可以串联安装到在电池组阴极端子P-和节点N2之间的充电和放电路径。该感测电阻器1300将施加于此的电压转换为电流，并且将其分别地传送给控制器1400、第一主保护电路1120和第二主保护电路1220。如上所述，该感测电阻器1300通知第一主保护电路1120和第二主保护电路1220转换的电流是否是过电流，并且允许该控制器1400对该电流积分。
此外，在图1中示出安装了一个感测电阻器1300，然而也可以安装三个感测电阻器。例如，该感测电阻器1300可以分别地安装在第一电池单元1110的阴极端子B-和节点N2之间，安装在第二电池单元1210的阴极端子B-和节点N2之间以及安装在电池组阴极端子P-和节点N2之间。如果安装了这三个感测电阻器1300，那么可以更加准确地检测流过第一电池单元1110和第二电池单元1210每一个的电流累积和过电流，并且还可以更加准确地检测流过整个第一和第二电池单元1110和1210的电流累积和过电流。
该控制器1400可以是燃料计IC或者其中具有存储器1410和各种各样的输入/输出端口的微型计算机。如上所述，该控制器1400从第一可充电电源1100的第一主保护电路1120获得第一电池单元1110的电压信息，从第二可充电电源1200的第二主保护电路1220获得第二电池单元1210的电压信息，并且从感测电阻器1300获得电流信息(电流累积)。此外，该控制器1400从第一可充电电源1100的第一温度传感器1160获得第一电池单元1110的温度信息，并且从第二可充电电源1200的第二温度传感器1260获得第二电池单元1210的温度信息。
该控制器1400通过基于从感测电阻器1300中获得的电流累积执行库仑计数(电流积分)，来计算第一可充电电源1100和第二可充电电源1200的总容量和剩余容量。由于对该电池的总容量和剩余容量的计算可以以多种方式实施，并且该方法是为那些本领域技术人员所熟知的，因此该方法将不在此处详细描述。该控制器1400分别地计算第一可充电电源1100和第二可充电电源1200的剩余容量，将两个电池的剩余容量相加，并且经由通信线路，诸如，SMBus将其传送给外部系统1500(负载1510)。因此，看起来是单个电池经由外部系统1500，即，负载1510连接，因此可以容易地验证该电池的总容量。
该控制器1400从第一可充电电源1100的第一主保护电路1120获得充电电压信息和放电电压信息，当充电电压被确定是过充电电压的时候，将充电停止信号传送给第一主保护电路1120，并且当放电电压被确定是过放电电压的时候，将放电停止信号传送给第一主保护电路1120。当充电停止信号被传送时，第一主保护电路1120关断第一快速充电开关，并且当放电停止信号被传送时，关断第一放电开关。
此外，该控制器1400从第二可充电电源1200的第二主保护电路1220获得充电电压信息和放电电压信息，当充电电压被确定是过充电电压的时候，将充电停止信号传送给第二主保护电路1220，并且当放电电压被确定是过放电电压的时候，将放电停止信号传送给第二主保护电路1220。当充电停止信号被传送时，第二主保护电路1220关断第二快速充电开关，并且当放电停止信号被传送时，关断第二放电开关。
此外，该控制器1400操作使得仅仅来自第一可充电电源1100和第二可充电电源1200之一的电力被提供给外部系统1500。例如，如果该控制器1400仅允许来自第一可充电电源1100的电力被提供给负载1510，则该控制器1400通过传送充电停止信号和放电停止信号给第二可充电电源1200，来防止第二可充电电源1200被第一可充电电源1100充电。通过这样，也防止了第二可充电电源1200的放电。此外，如果该控制器1400仅允许来自第二可充电电源1200的电力被提供给负载1510，则该控制器1400通过传送充电停止信号和放电停止信号给第一可充电电源1100，来防止第一可充电电源1100被第二可充电电源1200充电。通过这样，也防止了第一可充电电源1100的放电。前提是，只有当电池组阳极端子P+和电池组阴极端子P-与负载1510连接时，才执行这样的操作。也就是说，当电池组阳极端子P+和电池组阴极端子P-与充电电路1520连接的时候，可以提供稍微不同的机制。换句话说，当充电电路1520被连接的时候，该控制器1400操作使得第一可充电电源1100和第二可充电电源1200可以顺序地充电或者可以同时地充电。由于通过该控制器1400对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200的充电方法是本发明的主题，在下面将更详细地描述。
此外，如果从第一可充电电源1100的第一温度传感器1160获得的温度信息被确定为高于容许温度，则该控制器1400允许第一主保护电路1120通过传送充电停止信号或者放电停止信号给第一主保护电路1120去中断充电和放电路径。也就是说，第一主保护电路1120通过关断第一快速充电开关或者第二放电开关来防止第一电池单元1110的过热。
此外，如果从第二可充电电源1200的第二温度传感器1260获得的温度信息被确定是高于容许温度，则该控制器1400允许第二主保护电路1220通过传送充电停止信号或者放电停止信号给第二主保护电路1220去中断充电和放电路径。也就是说，第二主保护电路1220通过关断第一快速充电开关或者第二放电开关来防止第二电池单元1210过热。
图2a是示出在按照本发明的混合式电池1000的第一预充电/充电/放电开关1130和第一主保护电路1120之间关系的电路图，图2b是示出在第一子保护电路1140和保险丝1150之间关系的电路图。
在图2a中示出的电路是第一可充电电源1100的第一主保护电路1120和第一预充电/充电/放电开关1130的电路。然而也可以对于第二可充电电源1200实施类似的电路。因此，有关安装在第二可充电电源1200中的第二预充电/充电/放电开关1230和第二主保护电路1220的详细电路和操作的解释将被省略。
第一快速充电开关1131、第一预充电开关1132和第一放电开关1133被顺序地连接到在电池组阳极端子P+和第一电池单元1110的阳极端子B+之间的充电和放电路径。也就是说，第一快速充电开关1131和第一放电开关1133被串联到充电和放电路径，并且第一预充电开关1132被并联到充电和放电路径。所有开关131、132、133可以是带有寄生二极管的P沟道场效应晶体管，寄生二极管具有从漏极到源极的正向二极管特性，但是不限于此。第一快速充电开关1131的源极和第一放电开关1133的源极互相连接。此外，第一快速充电开关1131的漏极与第一电池单元1110的阳极端子B+连接，并且第一放电开关1131的漏极与电池组阳极端子P+连接。此外，第一预充电开关1132的源极分别地与第一快速充电开关1131和第一放电开关1133的源极连接，并且其漏极经由电阻器R与第一快速充电开关1131的漏极连接。附图标记“C”表示用于抑制电力波动而连接的电容器。
此外，第一快速充电开关1131、第一预充电开关1132和第一放电开关1133的栅极分别地是由第一主保护电路1120控制的。例如，如果第一主保护电路1120经由CFET端子施加低信号，那么，第一快速充电开关1131被接通，如果第一主保护电路1120经由PCFET端子施加低信号，那么，第一预充电开关1132被接通，并且如果第一主保护电路1120经由DFET端子施加低信号，那么，第一放电开关1133被接通。另一方面，如果第一主保护电路1120经由CFET端子施加高信号，那么，第一快速充电开关1131被关断，如果第一主保护电路1120经由PCFET端子施加高信号，那么，第一预充电开关1132被关断，并且如果第一主保护电路1120经由DFET端子施加一个高信号，那么，第一放电开关1133被关断。为了控制各自的开关1131、1132和1133的栅极电压，FET控制电路1122可以嵌入在第一保护电路1120中。
根据这个电路，当第一主保护电路1120关断第一快速充电开关1131的时候，第一电池单元1110的快速充电(或者充分充电)被停止(由于寄生二极管，其放电是可能的)，并且当第一主保护电路1120关断第一放电开关1133的时候，第一电池单元1110的放电被停止(由于寄生二极管，其充电是可能的)。众所周知，当第一电池单元1110的电压降低到低于过放电电压的时候，第一预充电开关1132降低该充电电流，并且在预充电时间长度内将其提供给电池单元，并且因此允许第一电池单元1110的电压足够用于快速充电。由于第一快速充电开关1131、第一预充电开关1132和第一放电开关1133的操作是为那些本领域技术人员所熟知的，有关其的进一步解释将省略。
在图2b中示出的电路是第一可充电电源1100的第一保险丝1150和第一子保护电路1140的电路。但是，可以对第二可充电电源1200实施类似的电路。因此，有关第二可充电电源1200的第二保险丝1250和第二子保护电路1240的电路和操作的解释将省略
如该图所示，第一保险丝1150安装在电池组阳极端子P+和第一电池单元1100的阳极端子B+之间的充电和放电路径处。此外，用于操作第一保险丝1150的第一开关1142被连接到在电池组阴极端子P-和第一电池单元1100的阴极端子B-之间的充电和放电路径。此外，第一开关1142与第一子保护电路1140的CO端子连接。
第一保险丝1150可以包括至少一个温度保险丝1151和热电阻器1152，其熔化该温度保险丝1151并且将其熔断。此外，第一开关1142可以是普通的N沟道场效应晶体管，但是不限于此。
因此，当第一子保护电路1140经由CO端子施加高信号的时候，第一开关1142被接通，并且从而充电电流或者放电电流经由阳极端子B+或者P+、温度保险丝1151、热电阻器1152和开关1142的漏极、源极流向阴极端子B-或者P-。因此，该热电阻器1152发热，并且温度保险丝1151被熔断，从而该充电和放电路径永久地被中断。当第一主保护电路1120或者第一预充电/充电/放电开关1130没有正常地工作的时候，第一子保护电路1140工作。
图3a和3b分别地是示出用于按照本发明实施例的混合式电池1000的充电方法的流程图和时间图。
如该图所示，用于按照本发明的混合式电池1000的充电方法包括：在预充电时间长度内对第一可充电电源1100预充电S31；在预充电时间长度内对第二可充电电源1200预充电S32；在快速充电时间长度内对第一可充电电源1100快速充电S33；在快速充电时间长度内对第二可充电电源1200快速充电S34；在充分充电时间长度内对第一可充电电源1100充分充电S35；和在充分充电时间长度内对第二可充电电源1200充分充电S36。
现在将参考图1、图2a和图2b更具体地描述按照本发明用于混合式电池1000的充电方法。假设外部系统1500的充电电路1520被连接到电池组阳极端子P+和电池组阴极端子P-，并且第一可充电电源1100和第二可充电电源1200都被过放电。对于在第一可充电电源1100和第二可充电电源1200之中没有过放电的可充电电源，以下的预充电步骤将被省略。
在预充电时间长度内对第一可充电电源1100预充电S31中，该控制器1400通过传送预充电起动信号给第一可充电电源1100的第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去接通第一预充电开关1132。也就是说，允许第一主保护电路1120去接通连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一预充电开关1132。该控制器1400允许关断第一快速充电开关1131。此外，此时，该控制器1400通过传送预充电停止信号给第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去关断第二预充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220去关断连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二预充电开关。此时，该控制器1400允许关断第二快速充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的充电电流仅仅被提供给第一可充电电源1100。也就是说，来自充电电路1520的充电电流流过电池组阳极端子P+、第一保险丝1150、第一预充电开关1132、第一电池单元1110的阳极端子B+、第一电池单元1110的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第一电池单元1110被预充电。
该控制器1400操作使得当预充电第一可充电电源1100时的预充电电流低于当快速充电第一可充电电源时的快速充电电流，从而防止第一电池单元1110的劣化现象。当对第一可充电电源1100预充电的时候，如果从第一主保护电路1120检测的第一电池单元1110的电压例如是每个电池单元大约3伏，则该控制器1400停止预充电以便接着快速充电。
接下来，在预充电时间长度内对第二可充电电源1200预充电S32中，该控制器1400通过传送预充电起动信号给第二可充电电源1200的第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去接通第二预充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220去接通连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二预充电开关。此时，该控制器1400允许关断第二快速充电开关。此外，此时，该控制器1400通过传送预充电停止信号给第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去关断第一预充电开关1132。也就是说，允许第一主保护电路1120去关断连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一预充电开关1132。此时，该控制器1400允许关断第一快速充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的充电电流仅仅被提供给第二可充电电源1200。也就是说，来自充电电路1520的充电电流流过电池组阳极端子P+、第二保险丝1250、第二预充电开关、第二电池单元1210的阳极端子B+、第二电池单元1210的阴极端子B-和感测电阻器1 300，从而仅仅第二电池单元1210被预充电。
该控制器1400操作使得当预充电第二可充电电源1200时的预充电电流低于当快速充电第二可充电电源时的快速充电电流，从而防止第二电池单元1210的劣化现象。当对第二可充电电源1200预充电的时候，如果从第二主保护电路1220检测的第二电池单元1210的电压例如是每个电池单元大约3伏，则该控制器1400停止预充电以便接着快速充电。此外，由于第二预充电开关和第二快速充电开关的结构和形状与第一预充电开关1332和第一快速充电开关1331是相同的，它们没有在如上所述的图中示出。
接下来，在快速充电时间长度内对第一可充电电源1100快速充电S33中，该控制器1400通过传送快速充电起动信号给第一可充电电源1100的第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去接通第一快速充电开关1131。也就是说，允许第一主保护电路1120去接通连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131。此时，该控制器1400允许关断第一预充电开关1132。此外，此时，该控制器1400通过传送快速充电停止信号给第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去关断第二快速充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220关断连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。此时，该控制器1400允许关断第二预充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的快速充电电流仅仅被提供给第一可充电电源1100。也就是说，来自充电电路1520的快速充电电流流过电池组阳极端子P+、第一保险丝1150、第一快速充电开关1131、第一电池单元1110的阳极端子B+、第一电池单元1110的阴极端子B-和感测电阻器1300，并且从而仅仅第一电池单元1110被快速充电。
该控制器1400操作使得当快速充电第一可充电电源1100时的快速充电电流高于当预充电第一可充电电源时的预充电电流，从而允许第一电池单元1110在短时间内充电。当对第一可充电电源1100快速充电的时候，如果从第一主保护电路1120检测的第一电池单元1110的电压例如是每个电池单元大约4伏，则该控制器1400实施脉冲充电(pulse charging)，并且允许降低充电电流。这个脉冲充电可以在所有区间实施，包括预充电区间、快速充电区间和充分充电区间。通过如上对第一可充电电源1100快速充电，第一电池单元1110通常被充电到大约80％的充电容量。
接下来，在快速充电时间长度内对第二可充电电源1200快速充电S34中，该控制器1400通过传送快速充电起动信号给第二可充电电源1200的第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去接通第二快速充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220接通连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。此时，该控制器1400允许关断第二预充电开关。此外，此时，该控制器1400通过传送快速充电停止信号给第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去关断第一快速充电开关1131。也就是说，允许第一主保护电路1120去关断连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131。此时，该控制器1400允许关断第一预充电开关1132。通过这个操作，来自充电电路1520的快速充电电流仅仅被提供给第二可充电电源1200。也就是说，来自充电电路1520的快速充电电流流过电池组阳极端子P+、第二保险丝1250、第二快速充电开关、第二电池单元1210的阳极端子B+、第二电池单元1210的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第二电池单元1210被快速充电。
该控制器1400操作使得当对第二可充电电源1200快速充电时的快速充电电流高于当对第二可充电电源预充电时的预充电电流，并且从而允许第二电池单元1210被迅速地充电。当然，当对第二可充电电源1200快速充电的时候，如果从第二主保护电路1220检测的第二电池单元1210的电压例如是每个电池单元大约4伏，则该控制器1400实施脉冲充电，并且允许降低充电电流。当然，如上所述，这个脉冲充电可以在所有区间实施，包括预充电区间、快速充电区间和充分充电区间。通过如上对第二可充电电源1 200快速充电，第二电池单元1210通常被充电到大约80％的充电容量。
因此，当完成对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200快速充电的时候，获得每个电池组80％的充电容量，即，获得总计160％的充电容量。换句话说，按照现有技术，当同时充电的时候，仅仅一个电池被充电到100％。但是，按照本发明第一和第二电池单元被充电到160％。
接下来，在充分充电时间长度内对第一可充电电源1100充分充电S35中，该控制器1400通过传送充分充电起动信号给第一可充电电源1100的第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去以脉冲的形式接通第一快速充电开关1131。也就是说，允许第一主保护电路1120不是一直—而是以脉冲的形式，去接通连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131。此外，此时，该控制器1400通过传送快速充电停止信号给第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去关断第二快速充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220关断连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的充分充电电流仅仅被提供给第一可充电电源1100。也就是说，来自充电电路1520的充分充电电流流过电池组阳极端子P+、第一保险丝1150、第一快速充电开关1131、第一电池单元1110的阳极端子B+、第一电池单元1110的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第一电池单元1110被充分充电。
该控制器1400以脉冲方式工作，使得当对第一可充电电源1100充分充电时的充分充电电流(也就是说，更接近于充分充电电压)逐渐地低于当对第一可充电电源快速充电时的快速充电电流。当然，当第一可充电电源1100被充分充电的时候，该控制器1400通过传送充分充电停止信号给第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去关断第一快速充电开关1131。通过如上对第一可充电电源充分充电，第一电池单元1110通常获得剩余的充电容量的20％，并且从而第一电池单元1110被充电接近100％。
接下来，在充分充电时间长度内对第二可充电电源1200充分充电S36中，该控制器1400通过传送充分充电起动信号给第二可充电电源1200的第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去以脉冲的形式接通第二充分充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220不是一直—而是以脉冲的形式，接通连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。此外，此时，该控制器1400通过传送快速充电停止信号给第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去关断第一快速充电开关1131。也就是说，允许第一主保护电路1120去关断连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131。通过这个操作，来自充电电路1520的充分充电电流仅仅被提供给第二可充电电源1200。也就是说，来自充电电路1520的充分充电电流流过电池组阳极端子P+、第二保险丝1250、第二快速充电开关、第二电池单元1210的阳极端子B+、第二电池单元1210的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第二电池单元1210被充分充电。
该控制器1400以脉冲方式工作，使得当对第二可充电电源1200充分充电时的充分充电电流(也就是说，更接近于充分充电电压)逐渐地低于当对第二可充电电源快速充电时的快速充电电流。当然，当第二可充电电源1200被充分充电的时候，该控制器1400通过传送充分充电停止信号给第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去关断第二快速充电开关。通过如上对第二可充电电源充分充电，第二电池单元1210通常获得剩余的充电容量的20％，并且从而第二电池单元1210被充电接近100％。
第一可充电电源和第二可充电电源1100、1200的快速充电时间可以与第一可充电电源和第二可充电电源1100、1200的充分充电时间几乎是相同的。例如，如果第一可充电电源和第二可充电电源1100、1200的快速充电时间分别地大约是一个小时，那么，其充分充电时间也分别地大约是一个小时。当然，如上所述，电池组电池分别地通过快速充电被充电到80％，并且该电池组电池的剩余的20％容量分别地通过充分充电来充电。
图4a和图4b分别地是示出用于按照本发明另一个实施例的混合式电池1000的充电方法的流程图和时间图。
如该图所示，用于按照本发明的混合式电池1000的充电方法包括：在预充电时间长度内对第一可充电电源1100预充电S41；在快速充电时间长度内对第一可充电电源1100快速充电S42；在预充电时间长度内对第二可充电电源1200预充电S43；在快速充电时间长度内对第二可充电电源1200快速充电S44；在充分充电时间长度内对第一可充电电源1100充分充电S45；和在充分充电时间长度内对第二可充电电源1200充分充电S46。
更具体地说，现在将参考图1、图2a和图2b描述按照本发明用于混合式电池1000的充电方法。假设外部系统1500的充电电路1520被连接到电池组阳极端子P+和电池组阴极端子P-，并且第一可充电电源1100和第二可充电电源1200都被过放电。
在预充电时间长度内对第一可充电电源1100预充电S41中，该控制器1400通过传送预充电起动信号给第一可充电电源1100的第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去接通第一预充电开关1132。也就是说，允许第一主保护电路1120去接通连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一预充电开关1132。此时，该控制器1400允许关断第一快速充电开关。此外，此时，该控制器1400通过传送预充电停止信号给第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去关断第二预充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220去关断连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二预充电开关。此时，该控制器1400允许关断第二快速充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的充电电流仅仅被提供给第一可充电电源1100。也就是说，来自充电电路1520的充电电流流过电池组阳极端子P+、第一保险丝1150、第一预充电开关1132、第一电池单元1110的阳极端子B+、第一电池单元1110的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第一电池单元1110被预充电。
该控制器1400操作使得当预充电第一可充电电源1100时的预充电电流低于当快速充电第一可充电电源时的快速充电电流，从而防止第一电池单元1110的劣化现象。当然，当对第一可充电电源1100预充电的时候，如果从第一主保护电路1120检测的第一电池单元1110的电压例如是每个电池单元大约3伏，则该控制器1400停止预充电以便接着快速充电。
接下来，在快速充电时间长度内对第一可充电电源1100快速充电S42中，该控制器1400通过传送快速充电起动信号给第一可充电电源1100的第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去接通第一快速充电开关1131。也就是说，允许第一主保护电路1120去接通连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131。此时，该控制器1400允许关断第一预充电开关1132。此外，此时，该控制器1400通过传送快速充电停止信号给第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去关断第二快速充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220关断连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。此时，该控制器1400允许关断第二预充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的快速充电电流仅仅被提供给第一可充电电源1100。也就是说，来自充电电路1520的快速充电电流流过电池组阳极端子P+、第一保险丝1150、第一快速充电开关1131、第一电池单元1110的阳极端子B+、第一电池单元1110的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第一电池单元1110被快速充电。
该控制器1400操作使得当对第一个可充电的电源1100快速充电时的快速充电电流高于当对第一个可充电的电源预充电时的预充电电流，从而允许第一个电池单元1110被迅速地充电。当然，当对第一可充电电源1100快速充电的时候，如果从第一主保护电路1120检测的第一电池单元1110的电压例如是每个电池单元大约4伏，则该控制器1400实施脉冲充电，并且允许降低充电电流。通过如上对第一可充电电源1100快速充电，第一电池单元1110通常被充电到大约80％的充电容量。
接下来，在预充电时间长度内对第二可充电电源1200预充电S43中，该控制器1400通过传送预充电起动信号给第二可充电电源1200的第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去接通第二预充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220去接通连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二预充电开关。此时，该控制器1400允许关断第二快速充电开关。此外，此时，该控制器1400通过传送预充电停止信号给第一主保护电路1120允许第一主保护电路1120去关断第一预充电开关1132。也就是说，允许第一主保护电路1120去关断连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一预充电开关1132。此时，该控制器1400允许关断第一快速充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的充电电流仅仅被提供给第二可充电电源1200。也就是说，来自充电电路1520的充电电流流过电池组阳极端子P+、第二保险丝1250、第二预充电开关、第二电池单元1210的阳极端子B+、第二电池单元1210的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第二电池单元1210被预充电。
该控制器1400操作使得当预充电第二可充电电源1200时的预充电电流低于当快速充电第二可充电电源时的快速充电电流，从而防止第二电池单元1210的劣化现象。当然，当对第二可充电电源1200预充电的时候，如果从第二主保护电路1220检测的第二电池单元1210的电压例如是每个电池单元大约3伏，则该控制器1400停止预充电以便接着快速充电。
接下来，在快速充电时间长度内对第二可充电电源1200快速充电S44中，该控制器1400通过传送快速充电起动信号给第二可充电电源1200的第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去接通第二快速充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220接通连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。此时，该控制器1400允许关断第二预充电开关。此外，此时，该控制器1400通过传送快速充电停止信号给第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去关断第一快速充电开关1131。也就是说，允许第一主保护电路1120去关断连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131。此时，该控制器1400允许关断第一预充电开关1132。通过这个操作，来自充电电路1520的快速充电电流仅仅被提供给第二可充电电源1200。也就是说，来自充电电路1520的快速充电电流流过电池组阳极端子P+、第二保险丝1250、第二快速充电开关、第二电池单元1210的阳极端子B+、第二电池单元1210的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第二电池单元1210被快速充电。
该控制器1400操作使得当对第二可充电电源1200快速充电时的快速充电电流高于当对第二可充电电源预充电时的预充电电流，从而允许第二电池单元1210被迅速地充电。当然，当对第二可充电电源1200快速充电的时候，如果从第二主保护电路1220检测的第二电池单元1210的电压例如是每个电池单元大约4伏，则该控制器1400实施脉冲充电，并且允许降低充电电流。通过如上对第二可充电电源1200快速充电，第二电池单元1210通常被充电到大约80％的充电容量。
接下来，在充分充电时间长度内对第一可充电电源1100充分充电S45中，该控制器1400通过传送充分充电起动信号给第一可充电电源1100的第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120以脉冲的形式去接通第一快速充电开关1131。也就是说，允许第一主保护电路1120不是一直—而是以脉冲的形式，去接通连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131。此外，此时，该控制器1400通过传送快速充电停止信号给第二主保护电路1220允许第二主保护电路1220去关断第二快速充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220关断连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的充分充电电流仅仅被提供给第一可充电电源1100。也就是说，来自充电电路1520的充分充电电流流过电池组阳极端子P+、第一保险丝1150、第一快速充电开关1131、第一电池单元1110的阳极端子B+、第一电池单元1110的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第一电池单元1110被充分充电。
该控制器1400以脉冲方式工作，使得当对第一可充电电源1100充分充电时的充分充电电流逐渐地低于当对第一可充电电源快速充电时的快速充电电流。当然，当第一可充电电源1100被充分充电的时候，该控制器1400通过传送充分充电停止信号给第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去关断第一快速充电开关1131。通过如上对第一可充电电源充分充电，第一电池单元1110通常获得剩余的20％的充电容量，并且从而第一电池单元1110被充电接近100％。
接下来，在充分充电时间长度内对第二可充电电源1200充分充电S46中，该控制器1400通过传送充分充电起动信号给第二可充电电源1200的第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220以脉冲的形式去接通第二充分充电开关。也就是说，允许第二主保护电路1220不是一直—而是以脉冲的形式，接通连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。此外，此时，该控制器1400通过传送快速充电停止信号给第一主保护电路1120，允许第一主保护电路1120去关断第一快速充电开关1131。也就是说，允许第一主保护电路1120去关断连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131。通过这个操作，来自充电电路1520的充分充电电流仅仅被提供给第二可充电电源1200。也就是说，来自充电电路1520的充分充电电流流过电池组阳极端子P+、第二保险丝1250、第二快速充电开关、第二电池单元1210的阳极端子B+、第二电池单元1210的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而仅仅第二电池单元1210被充分充电。
该控制器1400以脉冲方式工作，使得当对第二可充电电源1200充分充电时的充分充电电流逐渐地低于当对第二可充电电源快速充电时的快速充电电流。当然，当第二可充电电源1200被充分充电的时候，该控制器通过传送充分充电停止信号给第二主保护电路1220，允许第二主保护电路1220去关断第二快速充电开关。通过如上对第二可充电电源充分充电，第二电池单元1210通常获得剩余的充电容量的20％，并且从而第二电池单元1210被充电接近100％。
第一可充电电源和第二可充电电源1100和1200的快速充电时间与第一可充电电源和第二可充电电源1100和1200的充分充电时间几乎是相同的。例如，如果第一可充电电源和第二可充电电源1100和1200的快速充电时间大约是一个小时，那么，其充分充电时间也大约是一个小时。当然，如上所述，该电池组电池通过快速充电被充电到80％，并且该电池组电池的剩余的20％容量通过充分充电来充电。
图5a和图5b分别是示出用于按照本发明另一个实施例的混合式电池1000的充电方法的流程图和时间图。
如该图所示，用于按照本发明的混合式电池1000的充电方法包括：在预充电时间长度内同时地对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200预充电S51；在快速充电时间长度内同时地对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200快速充电S52；和在充分充电时间长度内同时地对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200充分充电S53。
现在将参考图1、图2a和图2b更详细地描述按照本发明用于混合式电池1000的充电方法。假设外部系统1500的充电电路1520被连接到电池组阳极端子P+和电池组阴极端子P-，并且第一可充电电源1100和第二可充电电源1200都被过放电。
在预充电时间长度内同时地对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200预充电S51中，该控制器1400通过传送预充电起动信号给第一可充电电源1100的第一主保护电路1120和第二可充电电源1200的第二主保护电路1220，允许第一主保护电路1120去接通第一预充电开关1132，和允许第二主保护电路1220去接通第二预充电开关。也就是说，允许第一主保护电路1120去接通连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一预充电开关1132，和允许第二主保护电路1220去接通连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二预充电开关。此时，该控制器1400允许关断第一快速充电开关和第二快速充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的充电电流被同时地提供给第一可充电电源1100和第二可充电电源1200。也就是说，来自充电电路1520的充电电流流过电池组阳极端子P+、第一保险丝1150、第一预充电开关1132、第一电池单元1110的阳极端子B+、第一电池单元1110的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而第一电池单元1110被预充电。此外，来自充电电路1520的充电电流流过电池组阳极端子P+、第二保险丝1250、第二预充电开关、第二电池单元1210的阳极端子B+、第二电池单元1210的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而第二电池单元1210也被预充电。
该控制器1400操作使得当对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200预充电时的预充电电流低于当对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电时的快速充电电流，从而防止第一电池单元1110和第二电池单元1210的劣化现象。当然，当对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200预充电的时候，如果从第一主保护电路1120检测的第一电池单元1110的电压，和从第二主保护电路1220检测的第二电池单元1210的电压例如分别地是每个电池单元大约3伏，则该控制器1400停止预充电以便接着快速充电。
接下来，在快速充电时间长度内同时地对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200快速充电S52中，该控制器1400通过传送快速充电起动信号给第一可充电电源1100的第一主保护电路1120和第二可充电电源1200的第二主保护电路1220，允许第一主保护电路1120去接通第一快速充电开关1131，和允许第二主保护电路1220去接通第二快速充电开关。也就是说，允许第一主保护电路1120去接通连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131，和允许第二主保护电路1220去接通连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。此时，该控制器1400允许关断第一个预充电开关1132和第二预充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的快速充电电流被同时地提供给第一可充电电源1100和第二可充电电源1200。也就是说，来自充电电路1520的快速充电电流流过电池组阳极端子P+、第一保险丝1150、第一快速充电开关1131、第一电池单元1110的阳极端子B+、第一电池单元1110的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而第一电池单元1110被快速充电。此外，来自充电电路1520的也快速充电电流流过电池组阳极端子P+、第二保险丝1250、第二快速充电开关、第二电池单元1210的阳极端子B+、第二电池单元1210的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而第二电池单元1210也被快速充电。
该控制器1400操作使得当对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200快速充电时的快速充电电流高于当对第一可充电电源和第二可充电电源预充电时的预充电电流，从而允许第一电池单元1110和第二电池单元1210被迅速地充电。当然，当对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200快速充电的时候，如果从第一主保护电路1120检测的第一电池单元1110的电压，和从第二主保护电路1220检测的第二电池单元1210的电压例如分别地是每个电池单元大约4伏，则该控制器1400实施该脉冲充电，并且允许降低充电电流。通过如上对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200快速充电，第一电池单元1110和第二电池单元1210通常被充电到大约80％的充电容量。
接下来，在充分充电时间长度内对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200充分充电S53中，该控制器1400通过传送充分充电起动信号给第一可充电电源1100的第一主保护电路1120和第二可充电电源1200的第二主保护电路1220，允许第一主保护电路1120以脉冲的形式去接通第一快速充电开关1131，和允许第二主保护电路1220以脉冲的形式去接通第二快速充电开关。也就是说，允许第一主保护电路1120不是一直—而是以脉冲的形式，去接通连接在第一电池单元1110和第一保险丝1150之间的第一快速充电开关1131。此外，允许第二主保护电路1220不是一直—而是以脉冲的形式，接通连接在第二电池单元1210和第二保险丝1250之间的第二快速充电开关。通过这个操作，来自充电电路1520的充分充电电流被分别地提供给第一可充电电源1100和第二可充电电源1200。也就是说，来自充电电路1520的充分充电电流流过电池组阳极端子P+、第一保险丝1150、第一快速充电开关1131、第一电池单元1110的阳极端子B+、第一电池单元1110的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而第一电池单元1110被充分充电。此外，来自充电电路1520的充分充电电流流过电池组阳极端子P+、第二保险丝1250、第二充分充电开关、第二电池单元1210的阳极端子B+、第二电池单元1210的阴极端子B-和感测电阻器1300，从而第二电池单元1210也被充分充电。
该控制器1400以脉冲方式工作，使得当对第一可充电电源1100和第二可充电电源1200充分充电时的充分充电电流逐渐地低于当对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电时的快速充电电流。当然，当第一可充电电源1100和第二可充电电源1200分别地被充分充电的时候，该控制器1400通过传送充分充电停止信号给第一主保护电路1120和第二主保护电路1220，允许第一主保护电路1120去关断第一快速充电开关1131，和允许第二主保护电路1220去关断第二快速充电开关。通过如上对第一可充电电源和第二可充电电源充分充电，第一电池单元1110和第二电池单元1210通常获得剩余的20％的充电容量，并且从而第一电池单元1110和第二电池单元1210被分别地充电到接近100％。
第一可充电电源和第二可充电电源1100、1200的快速充电时间与第一可充电电源和第二可充电电源的充分充电时间几乎是相同的。例如，如果第一可充电电源和第二可充电电源1100、1200的快速充电时间大约是一个小时，那么，其充分充电时间也大约是一个小时。当然，如上所述，该电池组电池通过快速充电被充电到80％，并且该电池组电池的剩余的20％容量通过充分充电来充电。
按照本发明的混合式电池及其充电方法，通过顺序地或者并行地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电、快速充电和充分充电，有可能使每个充电时间的充电容量达到最大值。例如，如果大约80％的充电容量是通过大约一个小时的快速充电获得的，那么，剩余的20％充电容量是通过大约一个小时的充分充电获得的。也就是说，大约100％的充电容量是通过充分充电大约一个小时获得的。因此，当第一可充电电源被快速充电一个小时，然后第二可充电电源随后被快速充电一个小时的时候，获得每个电池80％的充电容量。换句话说，第一可充电电源和第二可充电电源的总的充电容量变为160％。相反地，如果第一可充电电源被快速充电(一个小时)，并且充分充电(一个小时)两个小时，然后该充电停止，如在现有技术中那样，那么，第一可充电电源就获得100％的充电容量，并且第二可充电电源获得0％的充电容量。但是，如果充电是按照本发明的充电方法进行，那么，第一可充电电源和第二可充电电源分别地获得80％的充电容量(总的充电容量是160％)，并且获得比现有技术高80％的充电容量。没有考虑预充电。
此外，按照本发明，单个控制器以组合方式操作对第一可充电电源和第二可充电电源的充电，并且从而该电路被简化，而且制造成本被降低。
此外，按照本发明，采用彼此具有不同的形状、化学性能、容量、充电电压或者充电电流的第一可充电电源和第二可充电电源，因此，可以更加节省空间，并且可以提高每体积的能效。
虽然为了说明性的目的已经描述了示范的按照本发明的混合式电池及其充电方法和放电方法的实施例，那些本领域技术人员应该理解，不脱离本发明的范围和精神的各种各样的修改及其变化是可允许的，并且所有的修改和变化意欲被包括在权利要求的描述内。

Claims (20)

1.一种混合式电池，包括：
第一可充电电源；
与第一可充电电源并联的第二可充电电源；和
控制器，用于顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电、快速充电和充分充电，同时感测第一可充电电源的充电电压和第二可充电电源的充电电压。
2.根据权利要求1的混合式电池，其中控制器在预充电时间长度内顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电，然后在快速充电时间长度内顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电，然后在充分充电时间长度内顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源充分充电。
3.根据权利要求1的混合式电池，其中控制器在相应预充电时间长度和快速充电时间长度内顺序地对第一可充电电源预充电和快速充电，然后在相应预充电时间长度和快速充电时间长度内顺序地对第二可充电电源预充电和快速充电，然后在充分充电时间长度内顺序地对第一可充电电源和第二可充电电源充分充电。
4.根据权利要求1的混合式电池，其中第一可充电电源和第二可充电电源分别包括第一预充电开关和第二预充电开关，并且当对第一可充电电源预充电的时候，控制器接通第一预充电开关和关断第二可充电电源的第二预充电开关，并且当对第二可充电电源预充电的时候，控制器接通第二预充电开关和关断第一可充电电源的第一预充电开关。
5.根据权利要求1的混合式电池，其中第一可充电电源和第二可充电电源分别包括第一快速充电开关和第二快速充电开关，并且当对第一可充电电源快速充电或者充分充电的时候，控制器接通第一快速充电开关和关断第二可充电电源的第二快速充电开关，并且当对第二可充电电源快速充电或者充分充电的时候，控制器接通第二快速充电开关和关断第一可充电电源的第一快速充电开关。
6.根据权利要求1的混合式电池，其中控制器操作使得当预充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的预充电电流低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的快速充电电流，并且控制器操作使得当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的充分充电电流随着时间的逝去逐渐地降低。
7.根据权利要求1的混合式电池，其中第一可充电电源和第二可充电电源每个包括从圆柱形锂离子电池、多边形锂离子电池、囊状锂聚合物电池和囊状锂离子电池中选择出来的电池。
8.根据权利要求1的混合式电池，其中第一可充电电源和第二可充电电源包括在形状、化学特性、容量、充电电压和充电电流中的至少一个方面相互不同的电池单元。
9.一种混合式电池，包括：
第一可充电电源；
与第一可充电电源并联的第二可充电电源；和
控制器，在感测第一可充电电源和第二可充电电源的充电电压的同时，在预充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电，然后在快速充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电，然后在充分充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源充分充电。
10.根据权利要求9的混合式电池，其中第一可充电电源和第二可充电电源分别包括第一预充电开关和第二预充电开关，并且当同时地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电的时候，控制器同时地接通第一预充电开关和第二预充电开关。
11.根据权利要求9的混合式电池，其中第一可充电电源和第二可充电电源分别地包括第一快速充电开关和第二快速充电开关，并且当同时地对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电或者充分充电的时候，控制器同时地接通第一快速充电开关和第二快速充电开关。
12.根据权利要求9的混合式电池，其中控制器操作使得当预充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的预充电电流低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的快速充电电流，并且控制器操作使得当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的充分充电电流随着时间的逝去逐渐地降低。
13.根据权利要求9的混合式电池，其中第一可充电电源和第二可充电电源每个包括从圆柱形锂离子电池、多边形锂离子电池、囊状锂聚合物电池和囊状锂离子电池中选择出来的电池。
14.根据权利要求9的混合式电池，其中第一可充电电源和第二可充电电源包括在形状、化学特性、容量、充电电压和充电电流中的至少一个方面相互不同的电池单元。
15.一种用于混合式电池的充电方法，该混合式电池具有并联的第一可充电电源和第二可充电电源，包括：
在预充电时间长度内对第一可充电电源预充电；
在所述预充电时间长度内对第二可充电电源预充电；
在快速充电时间长度内对第一可充电电源快速充电；
在所述快速充电时间长度内对第二可充电电源快速充电；
在充分充电时间长度内对第一可充电电源充分充电；和
在所述充分充电时间长度内对第二可充电电源充分充电。
16.根据权利要求15的充电方法，其中当预充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的预充电电流低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的快速充电电流，并且当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的充分充电电流随着时间的逝去逐渐地降低。
17.一种用于混合式电池的充电方法，该混合式电池具有并联的第一可充电电源和第二可充电电源，包括：
在预充电时间长度内对第一可充电电源预充电；
在快速充电时间长度内对第一可充电电源快速充电；
在所述预充电时间长度内对第二可充电电源预充电；
在所述快速充电时间长度内对第二可充电电源快速充电；
在充分充电时间长度内对第一可充电电源充分充电；和
在所述充分充电时间长度内对第二可充电电源充分充电。
18.根据权利要求17的充电方法，其中当预充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的预充电电流低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的快速充电电流，并且当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的充分充电电流随着时间的逝去逐渐地降低。
19.一种用于混合式电池的充电方法，该混合式电池具有并联的第一可充电电源和第二可充电电源，包括：
在预充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源预充电；
在快速充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源快速充电；和
在充分充电时间长度内同时地对第一可充电电源和第二可充电电源充分充电。
20.根据权利要求19的充电方法，其中当预充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的预充电电流低于当快速充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的快速充电电流，并且当充分充电第一可充电电源和第二可充电电源时施加的充分充电电流随着时间的逝去逐渐地降低。
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