CN102906961B - 自适应地给电池/电池单元充电的方法和电路系统 - Google Patents

Abstract

一方面，本发明致力于使用代表电池/电池单元的端电压的变化的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本发明致力于使用代表电池/电池单元的部分弛豫时间的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。又一方面，本发明致力于使用代表电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本发明致力于使用代表电池/电池单元的充电状态的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。

Description

自适应地给电池/电池单元充电的方法和电路系统

相关申请

本非临时申请要求以下申请的优先权：（1）2010年5月21日提交的题为“MethodandCircuitrytoControltheChargingofaRechargeableBattery”的美国临时申请第61/346,953号，（2）2010年6月24日提交的题为“MethodandCircuitrytoMeasuretheStateofChargeandImpedanceofaRechargeableBatteryandtoAdaptivelyControltheChargingofSame”的美国临时申请第61/358,384号，（3）2010年7月27日提交的题为“MethodandCircuitrytoAdaptivelyChargeaRechargeableBattery”的美国临时申请第61/368,158号，（4）2011年2月4日提交的题为“MethodandCircuitrytoAdaptivelyChargeaBattery/Cell”的美国临时申请第61/439,400号，以及（5）2011年3月27日提交的题为“MethodandCircuitrytoChargeaBattery/CellUsingtheStateofHealthThereofandMeasuretheStateofHealthofaBattery/Cell”的美国临时申请第61/468,051号（下文统称为“美国临时专利申请”）；这些美国临时专利申请的全部内容通过引用合并到本文中。

概述

本发明涉及自适应地给电池/电池单元（battery/cell）充电的方法和电路系统。具体地，一方面，本发明致力于使用代表电池/电池单元的端电压的变化的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。又一方面，本发明致力于使用代表电池/电池单元的部分弛豫时间（relaxationtime）的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本发明致力于使用代表电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本发明致力于使用代表电池/电池单元的充电状态的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。另一方面，本发明致力于使用代表电池/电池单元的健康状态的数据来自适应地给电池/电池单元充电的技术和/或电路系统。

在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统结合特定的约束或者要求（以下将描述）来使用和/或采用这样的数据，以对施加到电池/电池单元的端子的充电电流信号进行改变、调整、控制和/或变化，充电电流信号包括关于自身的特性（包括，例如，充电信号和/或放电信号（如果有的话）的形状、充电信号和/或放电信号（如果有的话）的幅度、充电信号和/或放电信号（如果有的话）的持续时间、充电信号和/或放电信号（如果有的话）的占空比和/或休息期（如果有的话））。

在某些实施方式中，与实现自适应充电电路系统和技术有关的两个考虑包括：（i）最小化和/或减少总充电时间以及（ii）最大化和/或增加循环寿命。在这一点上，因为实际的原因，在给定时间段（例如，最大允许时间段）之内给电池/电池单元充电。通常，取决于应用来定义或者选择规格值。例如，针对用于家用电器的电池规格值大约是2至4小时，针对用于运输应用的电池，规格值可以最高达8小时。这导致用于充电周期的持续时间中的净有效平均充电电流的规格。

此外，为了最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命，可以期望以下述方式给电池/电池单元充电，（i）以较低电流给电池/电池单元充电和/或（ii）在充电周期内或者充电周期之间（例如，各个充电信号或者充电包之间）设置其中没有电荷被施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的休息期。由此，在某些方面，本发明的充电电路系统实现下述自适应技术：该自适应技术设法（i）最小化和/或减少电池/电池单元的总充电时间和（ii）（通过，例如，最小化和/或降低充电操作的老化机构）最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命。

本发明还涉及估计、测量、计算、评估和/或确定电池/电池单元的特性或者参数的技术或者方法，该电池/电池单元的特性或者参数包括例如电池/电池单元的端电压（和/或端电压的变化）、电池/电池单元的充电状态（和/或充电状态的变化）和/或电池/电池单元的弛豫时间（和/或弛豫时间的变化）、电池/电池单元的健康状态（和/或健康状态的变化）。特别地，代表电池/电池单元的特性或者参数（例如，充电状态、弛豫时间、阻抗、健康状态和/或端电压）的数据会取决于温度。因此在以下讨论中基于这样的理念，关于用于自适应地给电池充电的电路系统和技术，将暗示会存在对温度的依赖。同样地，尽管以下未必会提到温度，但是这样的数据会取决于电池的温度。

发明内容

本文中描述和示出了许多发明。本发明既不限于任何单一方面或其实施方式，也不限于这样的方面和/或实施方式的任何组合和/或排列。此外，本发明的各个方面和/或其实施方式中的每个可以被单独使用或者结合本发明的其他方面和/或其实施方式中的一个或更多个来使用。为了简洁起见，本文中将不分别讨论这些排列与组合中的许多排列与组合。

重要地，本概述可能不反映由本申请或者本申请的延续/分案申请中的权利要求所保护的发明或者不与由本申请或者本申请的延续/分案申请中的权利要求所保护的发明相互关联。即使在本概述反映由本申请的权利要求保护的发明或者与由本申请的权利要求保护的发明相互关联的情况下，本概述也不会穷尽本发明的范围。

在第一原理方面中，本发明致力于自适应地给电池充电的方法，其中，电池包括至少两个端子，该方法包括将充电信号施加到电池的端子，其中，充电信号包括多个充电包（chargepacket），其中，每个充电包包括至少一个脉冲（例如，至少一个充电脉冲或者至少一个放电脉冲）。该方法还包括测量电池的端子处的电压以及确定代表电池的弛豫时间的数据，其中，弛豫时间是下述（i）与（ii）之间的时间量：（i）与（a）充电信号的充电包中的至少一个脉冲的结束和/或（b）由于充电包中的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的变化的峰值对应的时间，（ii）与电池/电池单元的端子处的电压衰减到至少预定电压（例如，小于或者等于由于充电包的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的变化的峰值的5%或者10%的电压）时对应的时间。方法基于或者使用代表弛豫时间的数据来适应性修改充电信号的一个或更多个特性。

在该方面的一个实施方式中，方法还包括确定弛豫时间是否在预定范围之内和/或是否大于预定值，并且其中，所述适应性修改充电信号的一个或更多个特性还包括当弛豫时间超出预定范围和/或大于预定值时适应性修改充电信号的一个或更多个特性。在这里，预定范围和/或预定值可以在电池充电期间根据电池的充电状态和/或电池的健康状态的变化而动态地变化。

在另一个实施方式中，所述基于或者使用代表弛豫时间的数据来适应性修改充电信号的一个或更多个特性还包括改变多个充电包中的时间连续的充电包中的脉冲之间的时间量。实际上，所述基于或者使用代表弛豫时间的数据来适应性修改充电信号的一个或更多个特性可以包括改变多个充电包中的一充电包中的至少一个脉冲的幅度和/或持续时间。

特别地，在该方面的一个实施方式中，每个充电包包括至少一个充电脉冲和至少一个放电脉冲。而且，每个充电包可以包括在每个充电包的最终脉冲终结时的休息期，并且方法还包括：基于代表弛豫时间的数据来适应性修改（i）每个充电包中的至少一个放电脉冲和/或至少一个充电脉冲的幅度和/或脉冲宽度以及（ii）休息期的时间的长度。

在第二原理方面中，本发明致力于自适应地给电池充电的方法，其中，该方法包括将充电信号施加到电池的端子以及测量电池的端子处的电压，其中，充电信号包括多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个脉冲。方法还包括确定代表电池的第一弛豫时间的数据，其中，第一弛豫时间是下述（i）与（ii）之间的时间量：（i）与（a）充电信号的第一充电包中的至少一个脉冲的结束和/或（b）由于第一充电包中的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的变化的峰值对应的时间，（ii）与电池/电池单元的端子处的电压衰减到至少第一预定电压（例如，小于或者等于由于第一充电包的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的第一变化的峰值的5%或者10%的电压）时对应的时间。

发明的该方面的方法还包括确定代表电池的第二弛豫时间的数据，其中，第二弛豫时间是下述（i）与（ii）之间的时间量：（i）（a）与充电信号的第二充电包中的至少一个脉冲的结束对应的时间和/或（b）与由于第二充电包中的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的变化的峰值对应的时间，（ii）与电池/电池单元的端子处的电压衰减到至少第二预定电压（例如，是（1）在第二充电包之后恒定或者基本恒定的电压和/或（2）大于由于第二充电包的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的变化的峰值的50%的电压和/或（3）下述电压：在该电压处能够基于或者使用由于第二充电包的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的衰减的形式、形状和/或比率来确定第二弛豫时间）对应的时间。

方法还包括基于或者使用代表第一弛豫时间和第二弛豫时间的数据来适应性修改充电信号的一个或更多个特性。

在本发明的该方面的一个实施方式中，方法还包括确定第一弛豫时间是否在第一预定范围之内和/或是否大于第一预定值，其中，方法适应性修改充电信号的一个或更多个特性还包括当第一弛豫时间超出第一预定范围和/或大于第一预定值时适应性修改充电信号的一个或更多个特性。第一预定范围和/或第一预定值可以在电池充电期间根据电池的充电状态和/或电池的健康状态的变化而动态地变化。

在本发明的该方面的另一个实施方式中，方法还包括确定第二弛豫时间是否在第二预定范围之内和/或是否大于第二预定值，其中，方法适应性修改充电信号的一个或更多个特性还包括当第二弛豫时间超出第二预定范围和/或大于第二预定值时适应性修改充电信号的一个或更多个特性。在这里，第二预定范围和/或第二预定值可以在电池充电期间根据电池的充电状态和/或电池的健康状态的变化而动态地变化。

特别地，所述确定代表电池的第二弛豫时间的数据可以包括确定电池的过电位。在这点上，在一个实施方式中，方法还可以包括确定电池的过电位是否在第二预定范围之内和/或是否大于第二预定值，其中，方法适应性修改充电信号的一个或更多个特性还包括当过电位超出第二预定范围和/或大于第二预定值时适应性修改充电信号的一个或更多个特性。此外，第二预定范围和/或第二预定值可以在电池充电期间根据电池的充电状态和/或电池的健康状态的变化而动态地变化。

在一个实施方式中，所述基于或者使用代表第一弛豫时间的数据来适应性修改充电信号的一个或更多个特性包括改变多个充电包中的时间连续充电包的脉冲之间的时间量。除此之外，或者作为替代，所述基于或者使用代表第一弛豫时间的数据来适应性修改充电信号的一个或更多个特性包括改变多个充电包中的充电包的至少一个脉冲的幅度和/或持续时间。

特别地，在一个实施方式中，所述将充电信号施加到电池的端子还包括施加多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个充电脉冲和至少一个放电脉冲。在这里，充电包还可以包括在每个充电包的最终脉冲终结时的休息期，并且，在这些情形下，方法还可以包括：

基于代表第一弛豫时间和第二弛豫时间的数据来适应性修改（i）每个充电包中的至少一个充电脉冲和/或至少一个放电脉冲的幅度和/或脉冲宽度，以及基于代表第一弛豫时间和第二弛豫时间的数据来适应性修改（ii）休息期的时间长度，或者

基于代表第二弛豫时间的数据来适应性修改：（i）每个充电包中的至少一个充电脉冲和/或至少一个放电脉冲的幅度和/或脉冲宽度以及（ii）休息期的时间长度。

在另一个实施方式中，所述基于或者使用代表第二弛豫时间的数据来适应性修改充电信号的一个或更多个特性包括改变充电信号的峰值电流和/或改变充电包之内的一个或更多个脉冲的占空比。

在第三原理方面，本发明致力于自适应给电池充电的装置，该装置包括耦接到充电电路系统和测量电路系统的控制电路系统，并且该控制电路系统被配置成：（i）从测量电路系统接收代表电池的端子处的电压的数据，并且将一个或更多个控制信号发送到充电电路系统，其中，该控制电路系统被配置成：（i）确定代表电池的弛豫时间的数据，其中，弛豫时间是电池/电池单元的端子处的电压衰减到预定电压（例如，小于或者等于由于充电包的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的变化的峰值的10%的电压）的时间量，以及（ii）使用代表弛豫时间的数据来生成一个或更多个控制信号以适应性修改充电信号的一个或更多个特性。

装置还可以包括：耦接到电池的用于生成充电信号并且将充电信号施加到电池的端子的充电电路系统，其中充电信号包括多个充电包，其中每个充电包包括至少一个脉冲；以及耦接到电池的用于测量电池的端子处的电压的测量电路系统。

本发明的该方面的控制电路系统可以确定弛豫时间是否在预定范围之内和/或是否大于预定值，并且当弛豫时间超出预定范围和/或大于预定值时，控制电路系统生成一个或更多个附加的控制信号并且将该一个或更多个附加的控制信号提供给充电电路系统以响应性地改变充电信号的一个或更多个特性，以使得由于后来的充电包造成的电池的弛豫时间在预定范围之内和/或小于预定值。预定范围和/或预定值可以在电池充电期间根据电池的充电状态和/或电池的健康状态的变化而动态地变化。

在第四原理方面，本发明致力于自适应给电池充电的装置，该装置包括耦接到充电电路系统和测量电路系统的控制电路系统，并且该控制电路系统被配置成：（i）从测量电路系统接收代表电池的端子处的电压的数据，并且发送一个或更多个控制信号到充电电路系统，其中，控制电路系统被配置成：

确定代表电池的第一弛豫时间的数据，其中，第一弛豫时间是电池/电池单元的端子处的电压响应于第一充电包而衰减到第一预定电压（例如，小于或者等于由于第一充电包的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的变化的峰值的10%的电压）的时间量，

确定代表电池的第二弛豫时间的数据，其中，第二弛豫时间是电池/电池单元的端子处的电压响应于第二充电包而衰减到至少第二预定电压（例如，在第二充电包之后并且当充电信号没有施加到电池的时候恒定或者基本恒定的电压，和/或下述电压，在该电压处能够基于或者使用由于第二充电包的至少一个脉冲造成的在电池的端子处的电压的衰减率和/或形状、形态来确定第二弛豫时间）的时间量，其中，第一弛豫时间基本小于第二弛豫时间，以及

使用代表第一弛豫时间和第二弛豫时间的数据来生成一个或更多个控制信号以适应性修改充电信号的一个或更多个特性。

特别地，第一充电包和第二充电包可以是同一充电包。此外，装置还可以包括：（i）充电电路系统，该充电电路系统耦接到电池，该充电电路系统用于生成充电信号并且将充电信号施加到电池的端子，其中，充电信号包括多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个脉冲；以及（ii）测量电路系统，该测量电路系统耦接到电池，该测量电路系统用于测量电池的端子处的电压。

在一个实施方式中，控制电路系统确定第一弛豫时间是否在第一预定范围之内和/或是否大于第一预定值，并且当第一弛豫时间超出第一预定范围和/或大于第一预定值时，控制电路系统生成一个或更多个附加的控制信号并且将该一个或更多个附加的控制信号提供给充电电路系统以响应地改变充电信号的一个或更多个特性，以使得由于后来的充电包造成的电池的第一弛豫时间在第一预定范围之内和/或小于第一预定值。特别地，第一预定范围和/或第一预定值可以在电池充电期间根据电池的充电状态和/或电池的健康状态的变化而动态地变化。

在另一个实施方式中，控制电路系统确定第二弛豫时间是否在第二预定范围之内和/或是否大于第二预定值，并且当第二弛豫时间超出第二预定范围和/或大于第二预定值时，控制电路系统生成一个或更多个附加的控制信号并且将该一个或更多个附加的控制信号提供给充电电路系统以响应地改变充电信号的一个或更多个特性，以使得由于后来的充电包造成的电池的第二弛豫时间在第二预定范围之内和/或小于第二预定值。在这里，第二预定范围和/或第二预定值可以在电池充电期间根据电池的充电状态和/或电池的健康状态的变化而动态地变化。

如本文中所陈述的那样，在本文中描述和示出了许多发明以及发明的方面。本概述未穷尽本发明的范围。实际上，本概述可能不反映由本申请或者本申请的延续/分案申请中的权利要求所保护的发明或者不与由本申请或者本申请的延续/分案申请中的权利要求所保护的发明相互关联。

此外，本概述不意欲限制本发明或者权利要求（不论是当前提出的权利要求还是分案/延续申请的权利要求）并且本概述不应该以这种方式被解读。当在本概述中描述和/或略述特定的实施方式时，应该理解的是本发明不限于这样的实施方式、描述和/或略述，权利要求也不以这样的方式受到限制（其也不应该被理解为受到本概述的限制）。

实际上，可能与本概述中提出的方面、发明和实施方式不同的和/或与本概述中提出的方面、发明和实施方式类似的许多其他方面、发明和实施方式将根据随后的描述、图示和权利要求而变得明显。此外，尽管各种特征、属性和优势已经在本概述中被描述和/或根据本概述而是明显的，应该理解的是不论在本发明的实施方式中的一个实施方式、一些实施方式还是全部的实施方式中这样的特征、属性和优势都不是必须的，并且实际上，这样的特征、属性和优势不需要存在于本发明的实施方式中的任何实施方式中。

附图说明

在以下详细描述的过程中，将参考附图。这些图示出本发明的不同方面，并且适当地，在不同的图中示出同样结构、部件、材料和/或元件的附图标记被以同样的方式标注。理解的是，除了这些具体示出的结构、部件、材料和/或元件之外的结构、部件和/或元件的各种组合是预期的并且在本发明的范围之内。

此外，本文中示出和描述了许多发明。本发明既不限于任何单一方面或单一方面的实施方式，也不限于这样的方面和/或实施方式的任何组合和/或排列。此外，本发明的各个方面和/或其实施方式中的每个可以被单独使用或者结合本发明的其他方面和/或其实施方式中的一个或更多个来使用。为了简洁起见，本文中不分别示出和/或讨论某些排列与组合。

图1A至图1C示出了根据本发明的特定实施方式的至少特定方面的结合电池/电池单元的示例性自适应充电电路系统的框图表示，其中图1B包括耦接到控制电路系统的分立存储器，并且图1C示出了外部电路系统，该外部电路系统访问用于存储一个或者更多个预定范围的存储器，结合对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，控制电路系统使用该一个或者更多个预定范围，以使得在充电或者再充电时序、操作或者循环期间响应于这样的电荷或者电流的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值；

图1D以框图形式示出根据本发明的特定实施方式的至少特定方面的结合电池/电池单元（其可以包括两个端子，例如正端子和负端子）的示例性自适应充电电路系统，其中在该实施方式中，充电电路系统可以包括电压源和/或电流源，并且监控电路系统可以包括电压传感器和/或电流传感器（例如，电压表和/或电流表）；

图2A至图2D示出了示出示例性充电技术的多个示例性充电信号和放电信号的示例性波形，其中在充电或者再充电时序、操作或者循环期间，当电池/电池单元的端电压增加时这样的充电信号通常可以根据预定比率和/或式样（例如，以渐近的方式，以线性的方式或者以二次方程式的方式）减少（见图2B和图2D）；特别地，充电或者再充电时序、操作或者循环可以包括充电信号（总的来说，将电荷注入到或者施加到电池/电池单元中）和放电信号（总的来说，将电荷从电池/电池单元移除）；

图3A至图3N示出充电信号和放电信号（在图2A至图2D中示例性示出）的示例性充电包和/或放电包，其中这样的充电包和/或放电包可以包括一个或更多个充电脉冲和一个或更多个放电脉冲；特别地，在一个实施方式中，图2A至图2D的每个充电信号可以包括多个包（例如，大约100至大约50,000个包），并且在一个实施方式中，每个包可以包括多个充电脉冲、放电脉冲和休息期；特别地，脉冲可以是任何形状（例如，矩形、三角形、正弦形或者正方形）；在一个示例性实施方式中，包中的充电脉冲和/或放电脉冲可以包括大约1ms至大约500ms之间的时距，并且优选地时距小于50ms；而且，如以下详细讨论的那样，充电脉冲和放电脉冲的特性（例如，脉冲幅度、脉冲宽度/持续时间和脉冲波形）中的一个特性、一些特性或者全部特性是经由充电电路系统可编程的和/或可控制的，其中正脉冲和/或负脉冲的幅度可以在包之内变化（并且是可编程的和/或可控制的），休息期的持续时间和/或定时可以在包之内变化（并且是可编程的和/或可控制的）和/或，此外，这样的脉冲在包之内可以被相等地隔开或者不相等地隔开；充电脉冲、放电脉冲和休息期的组合可以是重复的并且由此形成可以被重复的包；脉冲、脉冲特性、周期、包以及信号特性和配置的全部组合或者排列意欲落入本发明的范围内。

图4A是根据本发明的特定方面的基于或者使用响应于充电包（可以包括一个或更多个充电脉冲和一个或更多个放电脉冲）的电池/电池单元的端子处的电压的变化来确定、适应性修改和/或控制充电电流的特性的示例性处理的流程图；其中充电技术和/或电路系统对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得在充电或者再充电时序、操作或者循环期间响应于一个或更多个后来的充电包的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值；

图4B是根据本发明的特定方面的基于或者使用响应于放电包（可以包括一个或更多个放电脉冲和一个或更多个充电脉冲）的电池/电池单元的端子处的电压的变化来自适应地确定放电电流的特性的示例性处理的流程图；其中放电技术和/或电路系统对从电池/电池单元移除的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得在充电时序、操作或者循环期间响应于一个或更多个后来的放电包的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值；

图5A示出根据本发明的特定方面的具有包括充电周期（T_charge）（接着充电周期的是休息期（T_rest））的充电脉冲的示例性充电包，其中充电包的周期被标识为T_packet；电池/电池单元的响应于这样的充电包的示例性端电压被示出，其中第一电压（V₁）被标识（与充电脉冲的开始相互关联），第二电压（V₂）被标识（与充电脉冲的结束和/或由于充电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联），并且第三电压（V₃）被标识（与充电包的结束、紧接在后的包（例如，充电包或者放电包）的开始和/或充电包的休息期的结束相互关联）；

图5B示出根据本发明的特定方面的具有充电脉冲（其将电荷注入到电池/电池单元中）和放电脉冲（其将电荷从电池/电池单元移除）的示例性充电包，其中充电脉冲包括充电周期（T_charge）并且放电脉冲包括放电周期（T_discharge）；特别地，在该示例性充电包中，在充电脉冲与放电脉冲之间设置有中间休息期（T_inter），并且在放电脉冲之后且下一个包之前设置有休息期（T_rest）；电池/电池单元的响应于这样的充电包的示例性端电压被示出，其中第一电压（V₁）被标识（与充电脉冲的开始相互关联），第二电压（V₂）被标识（与充电脉冲的结束和/或由于充电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联），第三电压（V₃）被标识（与放电脉冲的开始相互关联），第四电压（V₄）被标识（与放电脉冲的结束和/或由于放电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联），以及第五电压（V₅）被标识（与充电包的结束、紧接在后的包（例如，充电包或者放电包）的开始和/或充电包的休息期的结束相互关联）；特别地，如以下详细讨论的那样，充电脉冲的特性（例如，脉冲幅度、脉冲宽度/持续时间和脉冲波形）中的一个特性、一些特性或者全部特性是经由充电电路系统可编程的和/或可控制的，其中正脉冲和/或负脉冲的幅度可以在包之内变化（并且是可编程的和/或可控制的），休息期的持续时间和/或定时可以在包之内变化（并且是可编程的和/或可控制的）和/或，此外，这样的脉冲在包之内可以被相等地隔开或者不相等地隔开；充电脉冲、放电脉冲和休息期的组合可以是重复的并且由此形成可以被重复的包；脉冲、脉冲特性、周期、包以及信号特性和配置的全部组合或者排列意欲落入本发明的范围之中；然而，除了将净电荷从电池/电池单元移除之外，放电包可以具有与充电包相似的特性，；为了简洁起见，关于放电包的讨论/示出将不再重复；

图6A示出具有其中充电脉冲的幅度大于图5A的充电脉冲的幅度的充电脉冲的示例性充电包，其中充电电路系统响应于来自控制电路系统的指令来调整充电脉冲的幅度以增加响应的端电压，以使得在充电或者再充电时序、操作或者循环期间电池/电池单元的端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值；电池/电池单元的响应于这样的充电脉冲的示例性端电压被示出，其中第一电压（V₁）被标识（与充电脉冲的开始相互关联）以及第二电压（V₂）被标识（与充电脉冲的结束和/或由于充电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联），其中响应的端电压的幅度大于响应于图5A的充电脉冲的电池/电池单元的端电压的幅度；

图6B示出具有其中充电脉冲的幅度小于图5A的充电脉冲的幅度的充电脉冲的示例性充电包，其中充电电路系统响应于来自控制电路系统的指令来调整充电脉冲的幅度以减小响应的端电压，以使得在充电或者再充电时序、操作或者循环期间电池/电池单元的端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值；电池/电池单元的响应于这样的充电脉冲的示例性端电压被示出，其中第一电压（V₁）被标识（与充电脉冲的开始相互关联）以及第二电压（V₂）被标识（与充电脉冲的结束和/或由于充电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联），其中响应的端电压的幅度小于响应于图5A的充电脉冲的电池/电池单元的端电压的幅度；

图7示出根据本发明的特定方面的基于时间的电池/电池单元的净有效充电电流（在一个实施方式中，其是电池/电池单元的充电状态的函数）的三个示例性改变；

图8是作为电池/电池单元的充电状态的函数的弛豫时间的示例性示出（额定为2.5A.h）；特别地，使用具有20ms的持续时间的方块状充电脉冲来获得数据；

图9A示出根据本发明的特定方面的具有两个充电脉冲（每个包括充电周期（T_charge））（接着的是休息期（T_rest））的示例性充电包，其中充电包的周期被标识为T_packet；电池/电池单元的响应于这样的充电包的示例性端电压被示出，其中第一电压（V₁）被标识（与第一充电脉冲的开始并且在该实施方式中与包的开始相互关联），第二电压（V₂）被标识（与第一充电脉冲的结束和/或由于第一充电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联），第三电压（V₃）被标识（与第二充电脉冲的开始相互关联），第四电压（V₄）被标识（与第二充电脉冲的结束和/或由于第二充电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联），以及第五电压（V₅）被标识（与电池/电池单元的端电压衰减到预定值（例如，优选地小于相对于当充电/放电包被施加时电池/电池单元的端电压（这里为V₁）的峰值偏差的10%，并且更优选地，小于这样的峰值偏差的5%）时相互关联）；其中由于示例性充电包造成的电池/电池单元的部分弛豫时间是下述（i）与（ii）之间的时间量，（i）第二充电脉冲的结束/终止和/或由于第二充电脉冲造成的端电压的变化的峰值，（ii）当电池/电池单元的端电压衰减到预定值（例如，优选地小于峰值偏差的10%，并且更优选地小于峰值偏差的5%）时；

图9B示出根据本发明的特定方面的具有充电脉冲（将电荷注入到电池/电池单元中）和放电脉冲（将电荷从电池/电池单元移除）的示例性充电包，其中充电脉冲包括充电周期（T_charge）并且放电脉冲包括放电周期（T_discharge）；特别地，在该示例性充电包中，在充电脉冲与放电脉冲之间设置有中间休息期（T_inter），并且在放电脉冲之后且下一个包之前设置有休息期（T_rest）；电池/电池单元的响应于这样的充电包的示例性端电压被示出，其中第一电压（V₁）被标识（与充电脉冲的开始、并且在该实施方式中，与包的开始相互关联），第二电压（V₂）被标识（与充电脉冲的结束和/或由于充电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联），第三电压（V₃）被标识（与放电脉冲的结束和/或由于放电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联）以及第四电压（V₄）被标识（与电池/电池单元的端电压衰减到预定值（例如，优选地小于相对于当充电/放电包被施加时电池/电池单元的端电压（这里为V₁）的峰值偏差的10%，并且更优选地，小于峰值偏差的5%）时相互关联）；其中由于示例性充电包造成的电池/电池单元的弛豫时间是下述（i）与（ii）之间的时间量，（i）放电脉冲的结束/终止和/或由于放电脉冲造成的端电压的变化的峰值（参见V₃和T₁），（ii）当电池/电池单元的端电压衰减到预定值（例如，优选地小于峰值偏差的10%，并且更优选地小于峰值偏差的5%）时（参见V₄和T₂）；特别地，如本文中详细讨论的那样，充电脉冲的特性（例如，脉冲幅度、脉冲宽度/持续时间和脉冲波形）中的一个特性、一些特性或者全部特性是经由充电电路系统可编程的和/或可控制的，其中正脉冲和/或负脉冲的幅度可以在包之内变化（并且是可编程的和/或可控制的），休息期的持续时间和/或定时可以在包之内变化（并且是可编程的和/或可控制的），和/或，此外，这样的脉冲在包之内可以被相等地隔开或者不相等地隔开；充电脉冲、放电脉冲和休息期的组合可以是重复的并且由此形成可以被重复的包；脉冲、脉冲特性、周期、包以及信号特性和配置的全部组合或者排列意欲落入本发明的范围之中；而且，然而，除了净电荷从电池/电池单元被移除之外，放电包可以具有与充电包类似的特性；为了简洁起见，关于放电包的讨论/示出将不再重复；

图9C示出根据本发明的特定方面的类似于图9B的示例性充电包的示例性充电包，其中包包括充电脉冲（将电荷注入到电池/电池单元中）和放电脉冲（将电荷从电池/电池单元移除），其中充电脉冲包括充电周期（T_charge）并且放电脉冲包括放电周期（T_discharge）；在该示出中，也描绘了对应于包的充电脉冲的部分弛豫时间（参见弛豫时间time_AB），其中与充电脉冲相关联的弛豫时间等于T_A（与V₂一致）与T_B（与V₄一致）之间的差；特别地，响应于具有充电脉冲和放电脉冲的充电包的电池/电池单元的弛豫时间可以比响应于不具有放电脉冲的充电包的电池/电池单元的弛豫时间（比较ΔT_BA与ΔT₂₁）短，并且同样地，在特定情况下，使用具有充电脉冲和放电脉冲的包的充电时序的总充电时间可以比使用不具有放电脉冲的包的充电时序的充电时间以缩短或者减少弛豫时间短；

图10A至图10F是根据本发明的特定方面的基于、使用和/或根据响应于充电包（可以包括一个或更多个充电脉冲和/或一个或更多个放电脉冲）和/或放电包（可以包括一个或更多个充电脉冲和/或一个或更多个放电脉冲）的电池/电池单元的弛豫时间来确定、适应性修改和/或控制充电电流的特性的示例性处理的流程图；其中充电技术和/或电路系统基于、使用和/或根据电池/电池单元的部分弛豫时间来适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电包或者放电包的充电脉冲和/或放电脉冲的一个或更多个特性；特别地，充电技术和/或电路系统可以采用代表部分或者整个弛豫时间的数据来确定、计算和/或估计电池/电池单元的充电状态（参见，例如图10E和图10F）；

图11是描绘对具有充电脉冲（将电荷注入到电池/电池单元中）和放电脉冲（将电荷从电池/电池单元移除）的充电包的三个响应的示图，其中第一响应（A）包括显著的“上冲”，由此放电脉冲将非常少的电荷从电池/电池单元移除，第二响应（B）不包括显著的“上冲”或“下冲”，其中放电脉冲将适当量的电荷移除，提供了三个响应的最快速部分弛豫时间，并且第三响应（C）包括显著的“下冲”，由此放电脉冲将特别多的电荷从电池/电池单元移除；

图12是根据本发明的特定方面的基于、使用和/或根据（i）响应于充电包或者放电包（可以包括一个或更多个充电脉冲和/或一个或更多个放电脉冲）的电池/电池单元的端子处的电压的变化和（ii）响应于充电包或者放电包的电池/电池单元的部分弛豫时间来确定、适应性修改和/或控制充电电流的特性的示例性处理的流程图；其中充电技术和/或电路系统基于、使用和/或根据响应于一个或更多个包的电池/电池单元的端子处的电压的变化以及响应于这样的一个或更多个包的电池/电池单元的部分弛豫时间来适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电包或者放电包的充电脉冲和/或放电脉冲的一个或更多个特性；

图13A基于或者以示例性电池/电池单元的充电值的三种不同状态示出了在施加充电电流脉冲之后电池/电池单元的端电压的部分弛豫（商用的氧化锂钴电池单元额定为2.5A.h）；显著地，弛豫曲线是明显不同的；4.20A电流脉冲持续时间为734ms；相对于紧接在将电流脉冲施加到电池/电池单元之前的“休息”开路电压来测量电压差；

图13B示出根据电池/电池单元的充电状态在施加2.5A、734ms的脉冲之后图13A中描述的电池/电池单元的电压的峰值增长；

图14A示出当电池/电池单元的健康状态降级时部分弛豫时间的变化的示例性趋向；

图14B示出当电池/电池单元的健康状态随着增加充电/放电循环次数的数目而降级时部分弛豫时间的实际测量（特别地，每个循环是完全充电继之以全部放电）；

图15A示出电池/电池单元的过电位的示例性实施方式，其中在电池/电池单元的“整个”或者“全部”弛豫时间的结尾，可以确定电池/电池单元的过电位；特别地，过电位可以被表征为在充电信号的开始处电池/电池单元的端电压与电池/电池单元处于完全平衡时（可以被表征为当电池/电池单元的端电压在没有充电电流的情况下基本或者相对恒定或者不变时，对于常规的锂离子电池/电池单元，过电位通常处于例如1至1000秒的时距之后）电池/电池单元的端电压之间的电压差；

图15B示出示例性充电信号（可以包括多个充电包和/或放电包-每个包具有一个或者更多个充电脉冲和/或一个或更多个放电脉冲）以及电池/电池单元对这样的充电信号的示例性端电压响应，其中在时间T₁处标识出第一电压（V₁）（与在充电信号的结束/终止处的电池/电池单元的电压相互关联）并且在时间T₂处标识出第二电压（V₂）（与预定的电压V₁的百分比相互关联），其中控制电路系统可以基于或者使用端电压的形式、形状和/或衰减率来确定电池/电池单元的过电位或者“整个”弛豫时间；预定的百分比优选地大于50%，并且更优选地在60%与95%之间；

图15C示出示例性充电信号（可以包括多个充电包和/或放电包-每个包具有一个或者更多个充电脉冲和/或一个或更多个放电脉冲）以及电池/电池单元对这样的充电信号的示例性端电压响应，其中在时间T₁处标识出第一电压（V₁）（与在充电信号的开始/起始处的电池/电池单元的电压相互关联或者有关）并且在时间T₂处标识出第二电压（V₂）（与预定的电压V₁的百分比相互关联），其中控制电路系统可以基于或者使用端电压的形式、形状和/或衰减率来确定电池/电池单元的过电位或者“完全”弛豫时间；预定的百分比优选地大于50%，并且更优选地在60%与95%之间；

图16是根据本发明的特定方面的基于或者使用响应于充电信号（可以包括一个或更多个充电包/脉冲和一个或更多个放电包/脉冲）的电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间来确定、适应性修改和/或控制充电电流的特性的示例性处理的流程图；其中充电技术和/或电路系统对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得在充电操作或者循环的后来的充电或者再充电期间响应于一个或更多个后来的充电的电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间小于预定值和/或在预定范围之内；

图17A至图17E以类似流程图形式示出具有一个或者更多个自适应循环的自适应充电技术，其中每个自适应循环估计、计算、测量和/或确定一个或者更多个不同的参数；特别地，自适应循环可以被单独/分别地执行或者结合地执行；自适应循环的全部组合或者排列意欲落入本发明的范围之中；

图18A至图18D示出下述自适应循环的示例性参数：例如（i）基于端电压响应于一个或者更多个充电/放电脉冲（一个或者更多个充电/放电包的）的变化和/或脉冲/包的部分弛豫时间的第一自适应循环，（ii）基于电池/电池单元的SOC和/或整个弛豫时间或者过电位的第二自适应循环，（iii）基于电池/电池单元的SOH（或者SOH的变化）的第三自适应循环以及（iv）基于电池/电池单元的温度的第四自适应循环（特别地，在该实施方式中，系统包括温度传感器以提供代表电池/电池单元的温度的数据）；

图19A至图19D示出具有不同的形状和脉冲宽度的示例性充电脉冲；充电脉冲特性的全部组合或者排列意欲落入本发明的范围之中；以及

图20A至图20D示出具有不同的形状和脉冲宽度的示例性放电脉冲；放电脉冲特性的全部组合或者排列意欲落入本发明的范围之中。

此外，本文中描述和示出了许多发明。本发明既不限于任何单一方面或其实施方式，也不限于这样的方面和/或实施方式的任何组合和/或排列。此外，本发明的各个方面和/或其实施方式中的每个可以被单独使用或者结合本发明的其他方面和/或其实施方式的一个或更多个来使用。为了简洁起见，本文中不分别讨论这些排列与组合中的许多排列与组合。

具体实施方式

在第一方面，本发明致力于用于电池/电池单元的自适应充电技术和/或电路系统，其中充电技术和/或电路系统对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得电池/电池单元的端子处的电压（下文“端电压”）的变化在预定范围之内和/或低于预定值。例如，其中在充电时序、循环或者操作期间充电技术和/或电路系统将具有一个或更多个充电脉冲的充电包施加到电池/电池单元，在一个实施方式中，充电技术和/或电路系统可以通过一个或更多个后来的包（例如，紧接在后的包）对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电荷或者电流脉冲的幅度和/或脉冲宽度进行适应性修改、调整和/或控制，以使得响应于这样的一个或更多个后来的充电包的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。在该实施方式中，充电技术和/或电路系统可以经由适应性修改、调整和/或控制一个或更多个后来的包中的一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度来对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制。

在另一个实施方式中，在充电时序、循环或者操作期间充电技术和/或电路系统将具有一个或更多个充电脉冲和一个或更多个放电脉冲的充电包施加到电池/电池单元。在该实施方式中，充电技术和/或电路系统可以对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中（经由充电脉冲）的电流或者电荷的一个或更多个特性和/或从电池/电池单元移除（经由放电脉冲）的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得在充电时序、循环或者操作的后来的充电（例如，紧接在后的包）期间，响应于这样的电荷或者电流的端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。例如，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以以下述方式来适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度以及一个或更多个放电脉冲的形状、幅度和/或宽度，以使得在充电时序、循环或者操作期间（i）由于一个或更多个充电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化和（ii）由于一个或更多个放电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化各自在预定范围之内。除此之外，或者作为替代，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以以下述方式来适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电脉冲和一个或更多个放电脉冲的形状、幅度和/或宽度：在充电时序、循环或者操作期间将（i）由于包中的一个或更多个充电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化与（ii）由于包中的一个或更多个放电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化之间的关系设置成在预定范围之内。由此，在那些充电包包括一个或更多个充电脉冲和放电脉冲的实施方式中，本发明的充电技术和/或电路系统可以适应性修改、调整和/或控制充电和/或放电的一个或更多个特性以控制响应于脉冲的电池/电池单元的端电压的变化，以使得（i）每个这样的变化在一个或更多个预定范围之内和/或低于一个或更多个预定值，和/或（ii）这样的变化之间的关系在预定范围之内和/或低于预定值。

特别地，充电技术和/或电路系统可以基于或者使用与（i）一个包中的多个脉冲和/或（ii）多个包中的多个脉冲有关的电池/电池单元的平均响应来对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的特性进行适应性修改、调整和/或控制。例如，其中包包括多个充电脉冲和/或多个放电脉冲，充电技术和/或电路系统可以使用与多个充电脉冲和/或多个放电脉冲有关的电压的平均改变。在该实施方式中，本发明的充电技术和/或电路系统可以在后来的包期间基于或者使用电池/电池单元对多个充电脉冲和/或多个放电脉冲的平均响应来对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电脉冲和放电脉冲的特性进行适应性修改、调整和/或控制。由此，在一个实施方式中，本发明的充电技术和/或电路系统基于或者使用在前面（例如，紧接在前）的包中的多个充电脉冲和/或放电脉冲期间平均的电池/电池单元的端子处的电压的变化将被施加到电池/电池单元的（后面的包的）充电脉冲和/或放电脉冲的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制在预定范围之内和/或低于预定值。

在另一个实施方式中，本发明的充电技术和/或电路系统可以通过包来对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的量进行适应性修改、调整和/或控制，以使得在多个充电包期间平均的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。在这里，当响应于多个充电包的电池/电池单元的端子处的电压的平均改变超过预定范围之外时，充电技术和/或电路系统可以对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电荷的特性进行适应性修改、调整和/或控制（经由，例如，适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度）。

本发明的充电技术和/或电路系统可以采用任何形式的平均。例如，本发明的充电技术和/或电路系统可以对互相排斥的多组包进行平均。或者，充电技术和/或电路系统可以采用“滚动（rolling）”平均技术，在“滚动”平均中，自适应充电技术和/或电路系统确定或者计算“新”平均值作为响应于充电包的电池/电池单元的端子处的电压的变化。

本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以结合将端电压的变化维持在预定范围之内，间歇地、连续不断地和/或周期性地对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的特性进行适应性修改、调整和/或控制。例如，在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统间歇地、连续不断地和/或周期性地测量或者监控电池/电池单元的端电压（例如，每隔N个包（其中，N=1至10）和/或每隔10至1000ms对电池/电池单元的端电压进行测量或者监控）。基于或者使用这样的数据，自适应充电技术和/或电路系统可以间歇地、连续不断地和/或周期性地对注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的特性进行确定和/或适应性修改（或者在那些采用放电电流的实施方式中对从电池/电池单元移除的电荷的特性进行适应性修改），以使得端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值（例如，每隔N个包（其中，N=1至10）和/或每隔10至1000ms对注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的特性进行确定和/或适应性修改）。在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统可以间歇地、连续不断地和/或周期性地确定电池/电池单元的端电压，并且响应于该端电压或者基于该端电压，可以间歇地、连续不断地和/或周期性地确定要施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的后来的充电脉冲的幅度和持续时间（在一个实施方式中，可以是一个或更多个紧接在后的包的充电脉冲），以使得由于这样的后来的充电脉冲电池/电池单元的端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。

由此，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以：（i）在间歇的、连续的和/或周期的基础上测量或者监控电池/电池单元的端电压，（ii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上确定端电压的变化（其响应于充电脉冲和放电脉冲）是否在预定范围之内和/或低于预定值，和/或（iii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电信号或者电流信号的特性进行适应性修改、调整和/或控制（例如，施加的电荷或者电流的幅度），以使得端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。例如，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以：（i）每隔X个包（X=1至10）监控、测量和/或确定电池/电池单元的端电压，（ii）每隔Y个包（Y=1至10）确定端电压的变化（其响应于充电脉冲和放电脉冲）是否在预定范围之内和/或低于预定值，和/或（iii）每隔Z个包（Z=1至10）对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电信号或者电流信号的特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。全部的排列和组合意欲落入本发明的范围之中。实际上，这样的实施方式适用于下述充电技术和/或电路系统，该充电技术和/或电路系统施加或者注入（i）具有一个或更多个充电脉冲的充电包和（ii）具有一个或更多个充电脉冲以及一个或更多个放电脉冲的充电包。

特别地，预定范围可以是固定的或者可以例如随着时间或者使用来改变。预定范围可以基于电池/电池单元的一个或更多个条件或者状态来改变。除此之外，或者作为替代，预定范围可以基于电池/电池单元对充电处理的一个或更多个响应或者电池/电池单元在充电处理期间的一个或更多个响应来改变。

在一个实施方式中，预定范围是基于经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式的。例如，基于经验数据，与给定的电池/电池单元（例如，特定系列、制造批次、化学性质和/或设计）相关联的自适应充电技术和/或电路系统可以确定、计算和/或使用预定范围以及预定范围的变化。此外，这样的变化可以（i）固定的，（ii）基于电池/电池单元的一个或更多个条件或者状态，和/或（iii）基于电池/电池单元对充电处理的一个或更多个响应或者电池/电池单元在充电处理期间的一个或更多个响应。

由此，在一个实施方式中，预定范围可以基于例如电池/电池单元的条件或者状态和/或电池/电池单元对充电处理的响应来改变。例如，预定范围可以取决于电池/电池单元的一个或更多个参数，该电池/电池单元的一个或更多个参数包括：例如，电池的充电状态（SOC）、健康状态（SOH）、过电位或者整个弛豫时间（有关于电池/电池单元的完全或者全部平衡）和/或弛豫时间（电池/电池单元的部分平衡）。在这里，本发明的电路系统和/或技术可以基于或者使用代表电池/电池单元的SOC、电池/电池单元的SOH、过电位和/或弛豫时间的数据来对用于确定端电压的变化（响应于充电脉冲和/或放电脉冲）是否在预定范围之内和/或低于预定值的预定范围进行调整、改变和/或适应性修改。

特别地，电池/电池单元（例如，锂离子可充电电池/电池单元）的SOC是代表和/或指示电池/电池单元中可利用的电荷的水平的参数。电池/电池单元的SOC可以表现为电池/电池单元的标称满充电率的百分比，其中100%SOC指示电池/电池单元完全充电并且零读数指示电池/电池单元完全放电。可充电电池/电池单元（例如，可充电锂离子电池/电池单元）的SOH是描述、表征和/或代表电池/电池单元的“年龄”、电池/电池单元的退化水平和/或例如相对于操作中的给定时间（例如，操作的初始时间）电池/电池单元保持充电的能力的参数。电池/电池单元的SOH提供信息以估计、计算、测量和/或确定其他电池/电池单元参数，例如，电池的SOC和电压。实际上，电池/电池单元的端电压随着SOH改变而改变，并且，因此电池/电池单元的电压曲线随着电池/电池单元老化以及随着电池/电池单元SOH劣化而趋向移动。

在一个实施方式中，基于或者使用初始化、特征化和/或校准数据，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以计算或者确定用于具体的电池/电池单元的初始预定范围或者预定范围的集合。例如，在一个实施方式中，基于或者使用（i）初始化、特征化和/或校准数据以及（ii）经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以计算或者确定用于具体的电池/电池单元或者相关的电池/电池单元的一个或更多个预定范围。实际上，在一个实施方式中，本发明的自适应充电技术和/或电路系统基于或者使用（i）初始化、特征化和/或校准数据以及（ii）经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式，可以计算或者确定随着时间/使用预定范围的变化（例如，（i）基于电池/电池单元的一个或更多个条件或者状态的变化，（ii）基于电池/电池单元对充电处理或者在充电处理期间的一个或更多个响应的变化）的式样或者关系。

预定范围或者预定范围的集合的确定或计算还可以使用代表电池/电池单元的系列、制造批次、化学性质和/或设计的数据。在一个实施方式中，基于经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式，结合代表电池/电池单元的系列、制造批次、化学性质和/或设计的数据，可以确定或者计算一个或更多个预定范围时间/使用。此外，可以确定或者计算这样的预定范围的一个或更多个改变（可以基于电池/电池单元的一个或更多个状况或者状态和/或电池/电池单元对充电处理或者在充电处理期间的响应）。在又一个实施方式中，可以基于或者使用（i）初始化、特征化和/或校准信号或者时序的电池/电池单元响应，以及（ii）可以例如基于特定系列、制造批次、化学性质和/或设计来开发的经验数据，来确定或者计算针对给定的电池/电池单元的预定范围或者预定范围的集合。特别地，代表预定范围或者预定范围的集合的数据可以被存储在耦接到电池/电池单元的存储器中，供本发明的自适应充电技术和/或电路系统使用。

如上所述，在一个实施方式中，用于具体的电池/电池单元的初始预定范围或者预定范围的集合可以基于或者使用电池/电池单元的初始化、特征化或校准数据。初始化、特征化和/或校准数据可以代表电池/电池单元对特征化时序的响应。在一个实施方式中，特征化时序可以将充电信号施加到电池/电池单元。此后，自适应充电技术和/或电路系统可以估计电池/电池单元对这样的信号的响应。基于此，自适应充电技术和/或电路系统可以计算或者确定用于具体的电池/电池单元的预定范围。例如，可以在可以包括特征化时序以获得关于给定电池/电池单元的“唯一”数据的校准、试验或者制造期间获得、获取和/或确定这样的初始化、特征化或者校准数据。

简单的说，初始化、特征化或者校准时序可以设法建立用于本文中所讨论的预定限制和预定范围的确定值。在一个实施方式中，初始化、特征化或者校准时序在SOC的全范围之上测量新的电池单元/电池响应于充电包和/或放电包（具有充电脉冲和/或放电脉冲）的端电压的变化。在第二实施方式中，这些值被用于循环电池单元/电池，并且生成相关数据或者表，以使这些端电压的变化与电池单元/电池的容量衰减相关联，以及因此与循环寿命相关联。不同的值可以被用于不同的电池单元以建立端电压值或者范围的变化与容量衰减之间的更加完整的相互关系。此外，可以使用物理模型使端电压值或者范围的变化与锂离子的运输相关联，例如解答电池/电池单元内的电流运输定律和Fick定律。

特别地，可以通过本发明的自适应电路系统和/或处理或者通过其他电路系统和处理（例如，“装置外”、“芯片外”或者从本发明的电路系统分离的电路系统）来计算或者确定预定范围或者多个预定范围。在制造、试验或者校准期间预定范围或者多个预定范围可以被存储在存储器中（例如，数据库或者查询表中），并且在操作期间可进入到本发明的自适应电路系统和/或处理。

如上所述，预定范围可以相对于初始预定范围以预定方式（例如，以随着时间/使用的固定关系，其可以基于或者使用经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式）改变。除此之外，或者作为替代，这样的预定范围可以取决于如下考虑：例如电池/电池单元的一个或更多个参数的状态或者状况，该电池/电池单元的一个或更多个参数包括例如电池/电池单元的温度和/或SOH、SOC。特别地，其中这样的参数之一是温度，系统可以包括温度传感器（被热耦接到电池/电池单元）以提供代表电池/电池单元的温度的数据。

例如，在一个实施方式中，预定范围取决于电池/电池单元的SOC。在这点上，当电池/电池单元的SOC低时，自适应充电电路系统和技术可以将较高的电流或者电荷施加到或者注入到电池/电池单元，并且当电池/电池单元的SOC高时，自适应充电电路系统和技术可以将较低的电流或者电荷施加到或者注入到电池/电池单元。在这里，当电流给锂离子电池单元充电时，锂离子从阴极移动穿过电解液并且扩散到阳极的颗粒中。由此，在低SOC处锂离子进入阳极的扩散速率可以快于在高SOC处的扩散速率。扩散速率的差可以充分变化。此外，可以有益的是，当阻抗（具体地，阻抗的实部，其代表电池/电池单元展示给施加的电流的抵抗）低时使用较高的充电电流并且当阻抗高时使用较低的充电电流。因此，在一个实施方式中，自适应充电算法或者技术对充电电流进行加工、改变和/或调整以控制、管理和/或降低响应于这样的充电电流的电压的变化。

特别地，当充电技术和/或电路系统对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得响应于后来的充电的端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值时，可以影响净有效充电率。也就是说，在给定的充电周期期间可以经由调整和/或控制充电或者充电信号的一个或更多个特性来调整和/或控制净有效充电率，例如，上述一个或更多个特性包括：电流充电或者充电信号的幅度、充电或者充电信号的形状（例如，三角形的、矩形的、锯齿波和/或方波）、电流充电或者充电信号的持续时间或者宽度、充电或者充电信号的频率和/或充电或者充电信号的占空比。然而，充电技术和/或电路系统可以计算、确定和/或估计一个或更多个电流脉冲的峰值幅度和/或持续时间（针对给定的脉冲形状-例如，矩形、三角形、正弦形或者正方形电流脉冲）并且相应地控制充电以最小化和/或减小总充电时序、循环或者操作的时距。实际上，充电技术和/或电路系统可以在充电时序、循环或者操作中的一个或更多个部分期间将小于最大值的电荷施加到或者注入到电池/电池单元中（在电池/电池单元的响应的端电压没有达到预定范围的情况下）。在这种情况下，总充电时序、循环或者操作的时距很可能增加。

预定范围或者多个预定范围可以被存储在永久性的、非永久性的或者临时的存储器中。在这点上，存储器可以将数据、方程、关系、数据库和/或查询表存储在任何种类或者类型的永久性的、非永久性的或者临时的（例如，直到被再次编程）存储器中（例如，EEPROM、Flash、DRAM和/或SRAM）。此外，存储器可以是分立的或者存在于（即，集成在）本发明的其他电路系统（例如，控制电路系统）上。在一个实施方式中，存储器可以是一次性可编程的，并且/或者一个或更多个预定范围的数据、方程、关系、数据库和/或查询表可以被存储在一次性可编程存储器中（例如，在试验期间或者在制造时编程）。在另一个实施方式中，存储器是多于一次性可编程的，并且因而，在初始存储之后（例如，在试验和/或制造之后）经由外部的或者内部的电路系统可以更新、写、再写和/或修改一个或更多个预定范围。

应注意，在特定的实施方式中，与实现本发明的自适应充电电路系统和技术有关的两个考虑是：

i．最小化和/或减少总充电时间：因为实际的原因，在给定时间段（例如，最大允许时间段）之内给电池/电池单元充电。通常，取决于应用来选择或者定义规格值。例如，针对用于家用电器的电池规格值大约是2至4小时，并且针对用于运输应用的电池，规格值可以上至8小时。这导致净有效充电电流的规格；以及

ii．最大化和/或增加循环寿命：为了最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命，可以期望以下述方式给电池/电池单元充电：（i）以低电流的方式和/或（ii）在充电的周期内或者周期之间（例如，在充电信号或者充电包之间）设置其中没有电荷施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的休息期。

由此，在某些方面，本发明的充电电路系统实现下述自适应技术，该自适应技术设法（i）最小化和/或减少电池/电池单元的总充电时间以及（ii）最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命（通过，例如，最小化和/或降低充电操作的老化机构）。

参照图1A，在一个示例性实施方式中，用于电池/电池单元的自适应充电电路系统10包括充电电路系统12、监控电路系统14和实施本文中描述的一个或更多个自适应充电技术的控制电路系统16。简单地说，在一个实施方式中，充电电路系统12响应性地将一个或更多个电流或者充电信号施加到电池/电池单元。（参见，例如图2A和图2B）。充电电路系统12还可以施加一个或更多个充电信号（提供将电荷或者电流到电池/电池单元中的净输入）和一个或更多个放电信号（提供电荷或者电流从电池/电池单元中的净移除）。（参见，例如图2C和图2D）。

本发明的自适应充电电路系统和技术可以采用不论是本文中描述的、现在已知的还是以后开发的任何充电电路系统12来给电池/电池单元充电；所有这样的充电电路系统12意欲落入本发明的范围之内。例如，本发明的充电电路系统12可以生成充电信号、包和脉冲以及放电信号、包和脉冲（如本文中描述的那样）。特别地，充电电路系统12通常响应于来自控制电路系统16的控制信号。

尽管以下将更详细地讨论，参照图3A至图3J，充电信号和放电信号可以包括多个充电包，其中每个充电包包括一个或更多个充电脉冲以及（在某些实施方式中）一个或更多个放电脉冲。充电信号和放电信号还可以包括一个或更多个放电包，其中每个放电包包括一个或更多个放电脉冲。（参见图3K至图3N）。实际上，充电信号和放电信号还可以包括多个充电包以及一个或更多个放电包，其中每个充电包和放电包包括一个或更多个充电脉冲和/或一个或更多个放电脉冲。（参见图3K和图3N）。

继续参照图1A，监控电路系统14在间歇的、连续的和/或周期的基础上对电池/电池单元的状况或者特性进行测量、监控、感测、检测和/或采样，例如，该状况或者特性包括：电池/电池单元的温度、端电压和/或开路电压（OCV）。特别地，本发明的自适应充电电路系统和技术可以采用不论是本文中描述的、现在已知的还是以后开发的任何监控电路系统14和/或测量或者监控技术来获取这样的数据；所有这样的监控电路系统14和测量或者监控技术意欲落入本发明的范围之内。监控电路系统14将代表电池/电池单元的状况或者特性的数据提供给控制电路系统16。此外，监控电路系统可以包括一个或更多个温度传感器（未示出），该温度传感器被热耦接到电池/电池单元以生成、测量和/或提供代表电池/电池单元的温度的数据。

控制电路系统16使用来自监控电路系统14的数据来计算、确定和/或评估与充电或者再充电处理有关的电池/电池单元的状态或者状况。例如，控制电路系统16计算、确定和/或估计响应于施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的电池/电池单元的端电压的变化。控制电路系统16还可以计算、确定和/或估计电池/电池单元的SOC、电池/电池单元的SOH、电池/电池单元的部分弛豫时间和/或电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间中的一个、一些或者全部。

控制电路系统16还基于或者使用本文中描述的自适应充电技术和算法中的一个或更多个来计算、确定和/或实现充电时序或者概貌（profile）。在这点上，控制电路系统16（经由对充电电路系统12的操作进行控制）对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得电池/电池单元的端电压的变化（响应于在充电或者再充电时序/操作期间施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷）在预定范围之内和/或低于预定值。在一个实施方式中，其中充电电路系统12将充电包（具有一个或更多个充电脉冲）施加到电池/电池单元，控制电路系统16（实现例如本文中描述的创造性的自适应充电技术中的一个或者更多个）（经由对充电电路系统12进行控制）对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电包的特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得响应于每个充电包的电池/电池单元的端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。例如，控制电路系统16可以指示充电电路系统12以经由对充电脉冲的形状、幅度和/或宽度进行控制来改变施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的特性。用这种方法，在一个实施方式中，控制电路系统16可以（经由对充电电路系统12进行控制）对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷进行适应性修改、调整和/或控制，以使得响应于电荷或者电流的电池/电池单元的端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。

在另一个实施方式中，充电电路系统12在充电或者再充电时序、操作或者循环期间将具有一个或更多个充电脉冲和一个或更多个放电脉冲的充电包施加到电池/电池单元。在该实施方式中，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制（i）施加的充电脉冲的特性和/或（ii）放电脉冲的特性，以使得端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。这里再一次，控制电路系统16（经由对充电电路系统12进行控制）可以以下述方式来适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度以及一个或更多个放电脉冲的形状、幅度和/或宽度：该方式使得在充电时序期间（i）由于一个或更多个充电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化和（ii）由于一个或更多个放电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化各自在预定范围之内。除此之外，或者作为替代，控制电路系统16（经由对充电电路系统12进行控制）可以以下述方式来适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电脉冲以及一个或更多个放电脉冲的形状、幅度和/或宽度：该方式使得将（i）由于一个或更多个充电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化与（ii）由于一个或更多个放电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化之间的关系设置成在预定范围之内。由此，在这些实施方式中，控制电路系统16（实现例如本文中描述的创造性的自适应充电技术中的一个或更多个技术）对充电脉冲和/或放电脉冲的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得响应于充电脉冲和/或放电脉冲的电池/电池单元的端电压的变化（i）在一个或更多个预定范围之内和/或低于一个或更多个预定值和/或（ii）这样的变化之间的关系在预定范围之内和/或低于预定值。

特别地，控制电路系统16可以包括一个或更多个处理器、一个或更多个状态机、一个或更多个门阵列，可编程门阵列和/或现场可编程门阵列、和/或上述的组合。实际上，控制电路系统和监控电路系统互相共享电路系统并且与其他元件共享电路系统；这样的电路系统可以被分配给也可以执行一个或更多个其他操作的多个集成电路系统，这样的电路系统可以是从本文中描述的电路系统分离的且与本文中描述的电路系统不同。此外，控制电路系统16可以进行或者执行对本文中描述和示出的具体方法、技术、任务或者操作进行实现的一个或更多个应用、例程、程序和/或数据结构。应用、例程或者程序的功能性可以是组合的或者分布式的。此外，可以通过控制电路系统16使用不论是现在已知的还是以后开发的任何编程语言来实现应用、例程或者程序，该编程语言包括例如，汇编、FORTRAN、C、C++以及BASIC，不论是编译的代码还是未编译的代码；上述全部意欲落入本发明的范围之内。

在操作中，充电电路系统12将电荷或者电流施加到电池/电池单元。（参见，例如，图2A至图2D的示例性充电波形）。监控电路系统14测量或者检测电池/电池单元的端子处的电压以确定由所施加的电荷所引起的或者作为施加的电荷的结果的端电压的变化。在这方面，在一个实施方式中，监控电路系统14在对电池/电池单元施加电荷或者电流之前（例如，紧在施加这样的电荷或者电流之前）以及在结束对电池/电池单元施加电荷或者电流时（例如，紧接在终止施加这样的电荷或者电流之后）测量端电压。控制电路系统16使用由监控电路系统14测量的端电压来计算响应于这样的电荷或者电流的端电压的变化并且确定端电压的变化是否在预定范围之内和/或低于预定值。

在一个实施方式中，当端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值时，控制电路系统16指示充电电路系统12在后来的充电期间将相同的或者相似的充电包施加到电池/电池单元。然而，如果端电压的变化在预定范围之外（即，小于或者大于预定值），则控制电路系统16对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制（经由充电电路系统12），以使得响应于后来的充电（例如，紧接在后的充电包）的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。在这里，控制电路系统16计算或者确定充电的一个或更多个特性的变化，以使得经由后来的充电施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷在预定范围之内和/或低于预定值。特别地，预定范围实际上可以改变，例如，根据预定速率或者式样，和/或根据测量的、确定的和/或估计的电池/电池单元的SOC和/或SOH。

具体地，参照图1A，图4A和图5A，在一个实施方式中，监控电路系统14测量、采样和/或确定响应于充电脉冲的端电压并且将代表第一电压（V₁）和第二电压（V₂）的数据提供给控制电路系统16，其中第一电压（V₁）与充电脉冲的开始处的电压相互关联，第二电压（V₂）与充电脉冲的结束处的电压和/或由于充电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联。基于或者使用这样的数据，控制电路系统16计算、确定和/或估计由于充电脉冲造成的端电压的变化是否在预定范围之内和/或低于预定值。如果控制电路系统16计算、确定和/或估计端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值，则控制电路系统16不改变和/或维持后来的充电包的特性（尽管控制电路系统16实际上可以由于其他考虑而改变这样的特性，其他考虑例如，弛豫时间到部分平衡和/或SOC和/或SOH的测量值的考虑）。

然而，如果控制电路系统16确定端电压的变化在预定范围之外，则控制电路系统16可以改变充电包的一个或更多个特性（包括一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度），以便（经由充电电路系统12）对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷进行适应性修改、调整和/或控制，以使得响应于后来的电荷或者电流的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。例如，如果响应于一个或更多个充电包的端电压的变化小于预定值，则控制电路系统16可以增加一个或更多个充电脉冲的幅度和/或宽度，以由此在后来的包中（例如，紧接在后的包）将更多的电流或者电荷注入到电池/电池单元中。或者，控制电路系统16可以增加一个或更多个充电脉冲的幅度并且减小一个或更多个充电脉冲的宽度以由此在后来的包中（例如，紧接在后的包）将相同量的电流或者电荷但是以相对于之前的包/脉冲较高的幅度注入到电池/电池单元中。（参见，例如，图6A）。

在响应于一个或更多个充电包的端电压的变化大于预定范围的情况下，控制电路系统16可以减小一个或更多个充电脉冲的幅度和/或宽度以由此在后来的包中（例如，紧接在后的包）将较少的电流或者电荷注入到电池/电池单元中。或者，控制电路系统16可以减小一个或更多个充电脉冲的幅度并且增加一个或更多个充电脉冲的宽度以由此在后来的包中（例如，紧接在后的包）将相同量的电流或者电荷但是以相对于之前的脉冲较低的幅度注入到电池/电池单元中。（参见，例如，图6A）。

特别地，参照图6A和图6B，在一个实施方式中，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制充电脉冲的幅度和/或持续时间以及休息期的持续时间（T_rest）。例如，在一个实施方式中，控制电路系统16经由充电电路系统12来调整充电脉冲的幅度和持续时间以及休息期的持续时间（T_rest），以维持充电包的恒定周期（T_packet）。或者，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制休息期的持续时间（T_rest），以适应与电池/电池单元对充电的响应有关的其他考虑或者参数（例如，过电位或者整个弛豫时间（相对于电池/电池单元的完全平衡或者全部平衡）和/或弛豫时间（相对于电池/电池单元的部分平衡））。

在这些实施方式（其中充电包包括一个或更多个充电脉冲和至少一个放电脉冲）中，监控电路系统14可以测量、采样和/或确定响应于充电脉冲和放电脉冲的电池/电池单元的端电压。例如，参照图5B，监控电路系统14可以测量、采样和/或确定响应于充电脉冲和放电脉冲的端电压，其包括（1）第一电压（V₁），该第一电压（V₁）与充电脉冲的开始处的电压相互关联，（2）第二电压（V₂），该第二电压（V₂）与充电脉冲的结束处的电压和/或由于充电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联，（3）第三电压（V₃），该第三电压（V₃）与放电脉冲的开始处的电压相互关联，以及（4）第四电压（V₄），该第四电压（V₄）与放电脉冲的结束处的电压和/或由于放电脉冲造成的端电压的变化的峰值相互关联。控制电路系统16使用响应于充电脉冲和/或放电脉冲的端电压可以计算电池/电池单元的端电压的一个或更多个改变。

在一个实施方式中，如上结合没有放电脉冲的充电包所述，控制电路系统16采用相同的技术来适应性修改、调整和/或控制。也就是说，控制电路系统16调整充电脉冲的特性以将响应于一个或更多个后来的充电包的端电压控制、调整和/或设置成在预定范围之内和/或低于预定值。

在另一个实施方式中，控制电路系统16计算、确定和/或估计（i）由于一个或更多个充电脉冲造成的端电压的变化和（ii）由于一个或更多个放电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化是在相同的预定范围之内还是各自在与一个或更多个脉冲中的每个脉冲相关联的各自的预定范围之内。如果由于一个或更多个充电脉冲造成的端电压的变化和由于一个或更多个放电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化在相同的预定范围或者相关联的预定范围之外，则控制电路系统16可以经由对充电电路系统12进行控制来适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电脉冲和/或一个或更多个放电脉冲的一个或更多个特性（例如，一个或更多个充电脉冲和/或一个或更多个放电脉冲的形状、幅度和/或宽度），以使得响应于后来的包的端电压的变化在一个或更多个预定范围之内和/或低于一个或更多个预定值。控制电路系统16可以改变一个或更多个脉冲的特性，同时相对于紧接在后的包维持注入到电池/电池单元中的电流的量和/或从电池/电池单元移除的电流或者电荷的量不变或者基本上不变。或者，控制电路系统16可以改变一个或更多个脉冲的特性并且改变施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的量和/或从电池/电池单元移除的电流或者电荷的量，以使得响应于后来的一个或更多个包的电压的变化在一个或更多个预定范围之内和/或低于一个或更多个预定值。

由此，控制电路系统16可以（经由对充电电路系统12进行控制）以下述方式来适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度以及一个或更多个放电脉冲的形状、幅度和/或宽度：该方式使得在后来的充电期间（i）由于一个或更多个充电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化和/或（ii）由于一个或更多个放电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化各自在预定范围之内。除此之外，或者作为替代，本发明的控制电路系统16可以以下述方式来适应性修改、调整和/或控制充一个或更多个电脉冲以及一个或更多个放电脉冲的形状、幅度和/或宽度：该方式为在后来的充电期间将（i）由于一个或更多个充电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化与（ii）由于一个或更多个放电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化之间的关系设置成在预定范围之内。因而，在这些充电包包括一个或更多个充电脉冲和放电脉冲的实施方式中，本发明的控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制包的充电脉冲和/或放电脉冲的一个或更多个特性以控制响应于充电脉冲和/或放电脉冲的电池/电池单元的端电压的变化，以使得（i）每个这样的变化在一个或更多个预定范围之内和/或低于一个或更多个预定值，和/或（ii）这样的变化之间的关系在预定范围之内和/或低于预定值。

继续参照图5B，控制电路系统16除了可以控制充电脉冲和/或放电脉冲的幅度和宽度之外，还可以控制休息期（T_inter和T_rest）中的一个或两者的持续时间。在一个实施方式中，控制电路系统16经由充电电路系统12来调整充电脉冲和/或放电脉冲的幅度和宽度以及休息期（T_inter和T_rest）中的一个或两者的持续时间（T_inter和T_rest）以维持充电包的恒定周期（T_packet）。或者，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制与电池/电池单元的端电压的变化有关的充电脉冲和/或放电脉冲的幅度和/或持续时间以及适应性修改、调整和/或控制休息期（T_inter和T_rest）中的一个或两者的持续时间，以例如适应与电池/电池单元对充电的响应有关的其他考虑和参数（例如，过电位或者整个弛豫时间（相对于电池/电池单元的完全平衡或者全部平衡）和/或弛豫时间（相对于电池/电池单元的部分平衡））。

如上所述，控制电路系统16可以基于或者使用与一个包和/或多个包中的多个脉冲相关的电池/电池单元的平均响应来适应性修改、调整和/或控制施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的后来的电流或者电荷的特性。例如，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制由充电电路系统12生成并且通过充电包施加到电池/电池单元的一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度，以使得在多个充电包上平均的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。类似地，本发明的充电技术和/或电路系统可以适应性修改、调整和/或控制通过充电包的多个充电脉冲施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷，以使得在包的多个充电脉冲上平均的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。

控制电路系统16可以采用现在已知的或者以后开发的任何形式的平均；所有这些意欲落入本发明的范围之内。例如，控制电路系统16可以采用分立的或互相排斥的多组包或者“滚动”平均，在“滚动”平均中，充电技术和/或电路系统确定或者计算“新”平均值作为响应于充电包的电池/电池单元的端子处的电压的变化。此外，全部形式的平均和平均技术意欲落入本发明的范围之内。

特别地，关于充电包的讨论适用于对放电包的脉冲的控制。在这点上，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制放电包的一个或更多个特性，以使得响应于后来的放电包和/或充电包的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。如上所述，放电包包括一个或更多个放电脉冲（参见，例如，图3K至图3N）以及除了一个或更多个放电脉冲之外的一个或更多个充电脉冲（参见，例如，图3K、图3M和图3N）。

在操作中，类似于充电包，监控电路系统14测量、采样和/或确定响应于放电脉冲的电池/电池单元的端电压并且将代表该端电压的数据提供给控制电路系统16，控制电路系统16确定响应于放电脉冲的电池/电池单元的端子处的电压的变化。（参见，例如，图5B）。控制电路系统16计算或者确定电池/电池单元的端子处的电压的变化是否在预定范围之内和/或低于预定值。如果电压的变化在范围之外，则控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制由放电包从电池/电池单元移除的电流或者电荷的一个或更多个特性，以使得响应于后来的放电包（和/或后来的充电包）的端电压的变化在预定范围之内和/或低于预定值。（参见，例如，图5B）。特别地，控制电路系统16可以（经由对充电电路系统12进行控制）以与上文结合充电包描述的方式相同的方式来适应性修改、调整和/或控制放电包。

特别地，预定范围可以是固定的或者可以改变或者被调整，例如，随着时间或使用和/或基于电池/电池单元的一个或更多个状况或状态和/或电池/电池单元对充电或在充电期间的响应。在一个实施方式中，预定范围是基于经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式的。例如，基于经验数据，与电池/电池单元相关联的控制电路系统16可以基于电池/电池单元的一个或更多个状况或状态（例如，电池/电池单元的SOC和/或SOH）和/或电池/电池单元对充电或在充电期间的响应来确定、计算和/或采用预定范围。这样的预定范围是固定的（例如，符合固定的或者预定的式样）或者可以是可变的。

在一个实施方式中，预定范围的变化可以基于电池/电池单元的一个或更多个状况或状态和/或电池/电池单元对充电处理或在充电处理期间的响应。例如，预定范围可以基于或者根据电池/电池单元的一个或更多个参数来改变和/或适应性修改，该一个或更多个参数包括，例如，SOC、SOH、过电位或整个弛豫时间（相对于电池/电池单元的完全平衡或者全部平衡）和/或弛豫时间（相对于电池/电池单元的部分平衡）。实际上，在一个实施方式中，其中电池/电池单元是采用常规化学过程、设计和材料的典型的可再充电锂离子（Li+）电池/电池单元，预定范围可以取决于电池/电池单元的SOC，例如，预定范围可以（i）当电池/电池单元包括0-10%之间的SOC时为250mV±5%，（ii）当电池/电池单元包括10%-20%之间的SOC时为235mV±5%，（iii）当电池/电池单元包括20%-30%之间的SOC时为215mV±5%，（iv）当电池/电池单元包括30%-50%之间的SOC时为190mV±5%，（v）当电池/电池单元包括50%-60%之间的SOC时为160mV±5%，（vi）当电池/电池单元包括60%-70%之间的SOC时为130mV±5%，（vii）当电池/电池单元包括70%-80%之间的SOC时为120mV±5%，（viii）当电池/电池单元包括80%-90%之间的SOC时为110mV±5%，（ix）当电池/电池单元包括90%-100%之间的SOC时为100mV±5%。

实际上，在一个示例性实施方式中，在0-20%的SOC处的净有效充电电流可以是1-1.5C，并且在80%-100%的SOC处，净有效充电电流可以减少至0.1-0.4C。特别地，净有效充电电流随着时间的变化的递减可以是线性的或者非线性的（例如，时间的平方根）。（参见，例如图7）。也可以使净有效充电电流一开始在SOC小于10%时为低，然后使其在5-20%SOC左右达到最大值，然后逐渐地使其在90-100%的SOC附近降低至下限值。所有这些是净有效充电电流的递减函数的各种实施方式，以优化充电电流和充电时间为目的同时考虑到电池中的潜在物理机制，例如，锂离子的质量输运、反应动力学和/或其关联的时间常数、和/或在锂离子的插入期间阳极中的应变。

由此，在一个实施方式中，控制电路系统16可以基于电池/电池单元的状况或状态（例如，基于或者使用代表电池/电池单元的SOC、电池/电池单元的SOH、过电位和/或弛豫时间的数据）来计算、确定和/或采用一个或更多个预定范围。也就是说，被控制电路系统16所采用的并且根据其来估计端电压的变化的预定范围可以取决于电池/电池单元的状况或状态，例如，电池/电池单元的SOC和电池/电池单元的SOH。

在一个实施方式中，基于或者使用初始化、特征化和/或校准数据，控制电路系统16或者外部电路系统可以计算或者确定用于具体的电池/电池单元的初始的预定范围的集合。例如，在一个实施方式中，基于或者使用（i）初始化、特征化和/或校准数据以及（ii）经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式，控制电路系统16或者外部电路系统可以计算或者确定用于具体的或者关联的电池/电池单元的预定范围的集合。这样的预定范围可以基于电池/电池单元的一个或更多个状态（例如，电池的SOC）。控制电路系统可以随着电池/电池单元的寿命或使用（例如，基于电池/电池单元的变化状况（例如，测量的电池/电池单元的SOH））来自适应地调整预定范围。

特别地，通过控制电路系统16或者通过除了控制电路系统16以外的电路系统（例如，相对于控制电路系统16是“装置外”或者“芯片外”的电路系统）可以计算或确定预定范围的集合。在制造、试验或者校准期间预定范围可以被存储在存储器中（例如，数据库或者查询表中），并且在操作期间可进入到本发明的自适应电路系统和/或处理。

在一个实施方式中，可以计算或者确定预定范围的集合（基于，例如，电池的SOC）并且将其存储在存储器中（例如，在制造、试验或者校准期间）。此后，控制电路系统可以基于电池/电池单元的状况-例如，电池/电池单元的SOH来调整或者适应性修改预定范围的集合。或者，存储器可以存储预定范围的多个集合（例如，在查询表或者矩阵中）并且控制电路系统16基于电池/电池单元的一个或更多个状况-包括电池/电池单元的SOC和SOH来采用给定的预定范围。由此，在该实施方式中，被控制电路系统16所采用的预定范围取决于电池/电池单元的SOH和电池/电池单元的SOC，电池/电池单元的SOH指定或者“标识”预定范围的集合，电池/电池单元的SOC指定或者“标识”预定范围的集合之内的具体预定范围。在这些实施方式中，控制电路系统基于或者响应于电池/电池单元的退化的SOH来适应性修改对充电处理的控制。预定范围的集合或者具体的预定范围还可以取决于其他考虑，例如电池/电池单元的其他参数的状态或者状况，包括例如电池/电池单元的过电位、弛豫时间和/或温度（例如，在一个实施方式中，预定范围可以随着电池/电池单元的温度的增加而增加）。

预定范围可以被存储在现在已知或者以后开发的任何存储器中；全部这些存储器意欲落入本发明的范围之内。例如，存储器可以是永久性存储器、非永久性存储器或者临时存储器（例如，直到被再次编程）。在一个实施方式中，存储器可以是一次性可编程的，并且/或者一个或更多个预定范围的数据、方程、关系、数据库和/或查询表可以被存储在一次性可编程存储器中（例如，在试验期间或者在制造时被编程）。在另一个实施方式中，存储器是多于一次性可编程的，并且因而，在初始存储之后（例如，在试验和/或制造之后）经由外部的或者内部的电路系统可以更新、写、再写和/或修改一个或更多个预定范围。

参照图1A至图1C，存储器18可以被集成在或者嵌入其他电路系统中（例如，控制电路系统16）和/或分立。存储器18可以是任何种类或者类型的存储器（例如，EEPROM、Flash、DRAM和/或SRAM）。存储器18可以存储代表预定范围、方程和关系的数据。这样的数据可以被包含在数据库和/或查询表中。

如上所述，在特定的实施方式中，与实现本发明的自适应充电电路系统和技术有关的两个考虑包括：（i）最小化和/或减少总充电时间和（ii）最大化和/或增加循环寿命。在某些情况下，期望以最慢可能充电率给电池/电池单元充电以便延长电池/电池单元的循环寿命。然而，由于实际的原因，用户可能期望在给定时间段之内给电池/电池单元充电（例如，最大允许时间段）。通常，取决于电池/电池单元的应用来定义、选择或者挑选规格值。例如，针对用于家用电器的常规电池规格值大约是2至4小时，而针对用于运输应用的常规电池，规格值可以上至8小时。这导致净有效充电电流的规格。此外，为了最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命，可以期望以下述方式给电池/电池单元充电，（i）以低电流和/或（ii）在充电周期之间设置缓和或者休息期。由此，在某些方面，本发明的充电电路系统实现下述自适应技术，该自适应技术设法（i）最小化和/或减少电池/电池单元的总充电时间和（ii）最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命（通过，例如，最小化和/或降低充电操作的老化机构）。

在另一个方面，本发明致力于采用代表电池/电池单元的弛豫时间的数据来适应性修改、调整和/或控制充电处理的一个或更多个特性的自适应充电技术和/或电路系统。在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统对于电池/电池单元的弛豫时间将充电处理的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制。在另一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统可以对电池/电池单元的弛豫时间进行适应性修改、调整和/或控制以，例如，在至少充电时序、循环或者操作的部分期间维持或者设置在预定范围之内和/或小于某值或者界限的弛豫时间。

例如，在一个实施方式中，充电技术和/或电路系统在充电时序、循环或者操作期间将具有一个或更多个充电脉冲的充电包施加到电池/电池单元，充电技术和/或电路系统可以适应性修改、调整和/或控制充电包的一个或更多个特性以使充电包的休息期与电池/电池单元的弛豫时间相互关联。除此之外，或者作为替代，充电技术和/或电路系统可以适应性修改、调整和/或控制充电包的一个或更多个特性以在充电时序、循环或者操作期间将电池/电池单元的弛豫时间适应性修改、调整和/或控制成例如在预定范围之内和/或小于某值或者界限。在这些实施方式中，充电技术和/或电路系统可以经由适应性修改、调整和/或控制一个或更多个后来的包的一个或更多个充电脉冲的形状、幅度、时间宽度和/或一个或更多个后来的包的一个或更多个休息期的时间宽度来适应性修改、调整和/或控制充电包的一个或更多个特性。

在另一个实施方式中，充电技术和/或电路系统在充电时序、循环或者操作期间将具有一个或更多个充电脉冲以及一个或更多个放电脉冲的充电包施加到电池/电池单元。类似于上述的实施方式，在该实施方式中，充电技术和/或电路系统可以根据电池/电池单元的弛豫时间或者与电池/电池单元的弛豫时间相关联地来适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电脉冲的一个或更多个特性和/或一个或更多个放电脉冲的一个或更多个特性以适应性修改、调整和/或控制充电处理的一个或更多个特性。除此之外，或者作为替代，自适应充电技术和/或电路系统可以适应性修改、调整和/或控制电池/电池单元的弛豫时间以例如，在充电时序、循环或者操作期间将弛豫时间维持或者设置在预定范围之内和/或小于某值或者界限。充电技术和/或电路系统可以通过适应性修改、调整和/或控制施加到电池/电池单元的电流或者电荷的、从电池/电池单元移除的电流或者电荷的和/或休息期的一个或更多个特性来实现这些实施方式——经由适应性修改、调整和/或控制一个或更多个后来的包的一个或更多个充电脉冲和/或一个或更多个放电脉冲的形状、幅度、时间宽度和/或一个或更多个后来的包的一个或更多个休息期的时间宽度。

本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以间歇地、连续地和/或周期性地监控、测量、确定和/或估计电池/电池单元的弛豫时间（例如，每隔N个包（其中，N=1至10）和/或每隔10至1000ms对电池/电池单元的弛豫时间进行监控、测量、确定和/或估计）。除此之外，本发明的自适应充电技术和/或电路系统还可以间歇地、连续地和/或周期性地使用代表电池/电池单元的弛豫时间的数据来适应性修改、调整和/或控制充电处理的一个或更多个特性（例如，每隔第N个包（其中，N=1至10）和/或每隔10至1000ms对充电处理的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制）。例如，在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统间歇地、连续地和/或周期性地监控、测量、确定、估计电池/电池单元的弛豫时间（其可以根据电池/电池单元的某些特性（例如，电池的SOC和SOH）来改变）。基于或者使用代表弛豫时间的数据，自适应充电技术和/或电路系统可以间歇地、连续地和/或周期性地确定和/或适应性修改注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的特性（或者在那些采用放电电流的实施方式中适应性修改从电池/电池单元移除的电荷的特性）。在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统可以间歇地、连续地和/或周期性地确定电池/电池单元的弛豫时间，并且响应于该弛豫时间或者基于该弛豫时间，自适应充电技术和/或电路系统可以间歇地、连续地和/或周期性地确定（i）要被施加到或者注入到电池/电池单元的后来的充电脉冲（在一个实施方式中，可以是一个或更多个紧接在后的包的充电脉冲）的幅度和持续时间和/或（ii）休息期的持续时间。用这种方法，休息期的持续时间可以与弛豫时间相互关联和/或在后来的充电期间弛豫时间在预定范围之内和/或小于某值或者界限。

由此，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以（i）在间歇的、连续的和/或周期的基础上监控、测量、确定和/或估计电池/电池单元的弛豫时间，（ii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上确定弛豫时间是否在预定范围之内和/或小于某值或者界限，和/或（iii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上根据电池/电池单元的弛豫时间或者与电池/电池单元的弛豫时间相关联的来适应性修改、调整和/或控制充电信号或者电流信号的特性，和/或在充电期间维持或者设置弛豫时间在预定范围之内和/或小于某值或者界限。例如，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以：（i）每隔X个包（X=1至10）监控、测量、确定和/或估计电池/电池单元的弛豫时间，（ii）每隔Y个包（Y=1至10）确定弛豫时间是否在预定范围之内和/或小于值或者限制，和/或（iii）每隔Z个包（Z=1至10）对充电信号或者电流信号的特性进行适应性修改、调整和/或控制。全部的排列和组合意欲落入本发明的范围之内。实际上，这样的实施方式适用于下述充电技术和/或电路系统：施加或者注入（i）具有一个或更多个充电脉冲的充电包和（ii）具有一个或更多个充电脉冲和一个或更多个放电脉冲的充电包的充电技术和/或电路系统。

在另一个实施方式中，自适应充电电路系统和/或技术基于一个或更多个事件和/或充电响应特性（例如，电池/电池单元的弛豫时间与电池/电池单元的其他数据、特性或者参数（例如，在充电期间电池/电池单元的端子处的电压、SOC、SOH和/或过电位或整个弛豫时间）“不一致”）来估计、计算、测量和/或确定弛豫时间（和/或弛豫时间的变化）。例如，响应于检测到一个或更多个事件（由于，例如，电池/电池单元充电响应特性或者参数之间的“不一致性”，该“不一致性”暗示例如弛豫时间可能没有被正确地测量、估计和/或确定），自适应控制电路系统和/或技术估计、计算、测量和/或确定电池/电池单元的弛豫时间（和/或弛豫时间的变化）并且基于或者使用电池/电池单元的弛豫时间（和/或弛豫时间的变化）来适应性修改、调整和/或控制充电信号和/或放电信号的特性。

特别地，可以通过本发明的自适应电路系统和/或处理或者通过其他电路系统和处理（例如，“装置外”或者“芯片外”的电路系统）来计算或者确定预定范围或者值。在制造、试验或者校准期间预定范围或者值可以被存储在存储器中（例如，数据库或者查询表中），并且在操作期间可进入到本发明的自适应电路系统和/或处理。

预定范围或者值可以取决于下述考虑：例如电池/电池单元的一个或更多个参数的状态或者状况，该电池/电池单元的一个或更多个参数包括例如电池/电池单元的温度和/或SOH、SOC。在一个实施方式中，由于弛豫时间对SOC、SOH以及峰值充电电流的依赖，当电池/电池单元的SOC低时自适应充电电路系统和/或技术可以以较高电流来给电池/电池单元充电，并且当电池/电池单元的SOC高时自适应充电电路系统和/或技术可以以较低电流来给电池/电池单元充电。例如，在某些情况下，在80%的SOC处，2C与1C的峰值电流之间的弛豫时间差超过20倍（参见，图8）。当电流给锂离子电池/电池单元充电时，锂离子从阴极移动穿过电解液并且扩散到阳极的颗粒中。在低SOC的电池/电池单元中，锂离子进入阳极的扩散速率可以比在高SOC时的扩散速率快。扩散速率的差可以充分变化。特别地，电池/电池单元的温度对弛豫时间的影响可以并入适应性修改处理的预定范围或者值的集合，并且，因而，在一个控制电路系统基于或者根据电池/电池单元的温度来适应性修改这样的预定范围或者值的实施方式中，可以采用或者可以不采用温度传感器（被热耦接到电池/电池单元）。

此外，可以有益的是，当电池/电池单元的阻抗低时使用较高的充电电流并且当电池/电池单元的阻抗高时使用较低的充电电流。因此，在一个实施方式中，自适应充电电路系统和技术对峰值充电电流进行控制、改变和/或调整，以控制、管理和/或减少响应于该峰值充电电流的电池/电池单元的弛豫时间。用这种方法，自适应充电算法或者技术基于或者根据上列考虑的至少之一来实现充电技术，即（i）最小化和/或减少总充电时间和（ii）最大化和/或增加循环寿命。

特别地，如上所述，自适应充电算法或者技术可以设置用于锂离子电池/电池单元（采用常规的化学过程、设计和材料）的净有效充电电流，例如，在0-20%的SOC处1-1.5C的净有效充电电流，以及在80-100%SOC处0.1-0.4C的净有效充电电流。净有效充电电流随着时间递减的改变可以是线性的或者非线性的（例如，时间的平方根）（参见例如图7）。所有这些是净有效充电电流的递减函数的各种实施方式，其以优化充电电流和充电时间为目的同时考虑到电池/电池单元中的潜在物理机制（例如，扩散限制的弛豫时间和/或在锂离子的添加过程中阳极中的应变），所有这些意欲落入本发明的范围之内。

继续参照图7，在某些实施方式中，通过期望将过电位或者整个弛豫时间维持在预定限制以下和/或在预定值以内来影响或者驱使递减形状、值和函数。可以通过改变在再充电操作期间施加的电流的特性（例如，充电信号、放电信号、充电包和放电包的特性）来控制过电位或者整个弛豫时间。正如本文中所讨论的那样，过电位或者整个弛豫时间限制/值是SOC和SOH的函数或者根据SOC和SOH而变化，并且因而，在一个实施方式中，充电电流是SOC和SOH的函数并且根据SOC和SOH而变化。

预定范围或者值可以被存储在永久性存储器、非永久性存储器或者临时存储器中。在这点上，存储器可以将数据、方程、关系、数据库和/或查询表存储在任何种类或者类型的永久性的、非永久性的或者临时的（例如，直到被再次编程）存储器中（例如，EEPROM、Flash、DRAM和/或SRAM）。此外，存储器可以是分立的或者存在于（即，集成在）本发明的其他电路系统（例如，控制电路系统）上。在一个实施方式中，存储器可以是一次性可编程的，并且/或者一个或更多个预定范围的数据、方程、关系、数据库和/或查询表可以被存储在一次性可编程存储器中（例如，在试验期间或者在制造时被编程）。在另一个实施方式中，存储器是多于一次性可编程的，并且因而，在初始存储之后（例如，在试验和/或制造之后）经由外部的或者内部的电路系统可以更新、写、再写和/或修改预定范围或者值。

如上所述，在某些实施方式中，自适应充电电路系统和/或技术可以“平衡”与实现本发明有关的两个考虑，包括：（i）最小化和/或减少总充电时间以及（ii）最大化和/或增加循环寿命。由此，本发明的充电电路系统可以实现下述自适应技术，该自适应技术设法（i）最小化和/或减少电池/电池单元的总充电时间以及（ii）最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命（通过，例如，最小化和/或降低充电操作的老化机构）。

特别地，电池/电池单元的弛豫时间可以被表征为响应于电流信号的去除或者终止从峰值端电压到下述伪平衡电压水平的端电压的衰减，该伪平衡电压水平相对恒定并且优选地在峰值偏差的10%以内，并且更优选地，在峰值偏差的5%以内。该弛豫时间可以是锂离子电池/电池单元的特性，针对当前的锂离子电池/电池单元技术和化学成份，该弛豫时间可以从例如20ms到例如几分钟变化。特别地，电池/电池单元的端电压可以继续衰减至完全或者全部弛豫（其中，电池/电池单元的电压甚至更加恒定（其中电荷的损失是由于例如泄露电流）），并且从此开始衰减显著地取决于扩散。

参照图1A和图9A，在一个实施方式中，在操作中，监控电路系统14在紧在施加充电电流脉冲之前测量或者确定电池/电池单元的端电压（在图9A中标识为（V₁））。在第二电流脉冲（在该示例性实施方式中）结束的时候，监控电路系统14测量或者确定何时电池/电池单元的端电压在预定值处（例如，优选地小于峰值偏差的10%，并且更优选地小于峰值偏差的5%）（参见图9A中的V₅）。在该示例性实施方式中，控制电路系统16基于下述（i）与（ii）之间的时间量来计算、估计和/或确定（例如，连续地、间歇地和/或周期性地）部分弛豫时间：（i）紧接在施加或者终止第二充电脉冲之后，（ii）当端电压处于预定值时。也就是说，在该实施方式中，部分弛豫时间可以被表征为对应于紧接在终止第二电流脉冲之后的时间（T₁）与端电压处于预定值时的时间（T₂）之间的差。由此，电池/电池单元的部分弛豫时间可以被表征为到预定值（例如，优选地小于峰值偏差的10%，并且更优选地小于峰值偏差的5%）的衰减时间。

参照图10A，在那些充电脉冲的一个或更多个特性不与电池/电池单元的弛豫时间相关联的示例中，控制电路系统16可以调整后来的充电电流包的特性。例如，在一个实施方式中，控制电路系统16可以调整后来的休息期的特性（例如，充电包的休息期（T_rest）-参见图9A），以使得连续的包的开始与电池/电池单元的弛豫时间相关联（例如，连续的包之间的连续的脉冲之间的休息期包括大约等于或者大于电池/电池单元的弛豫时间的持续时间）。在另一个实施方式中，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制包的一个或更多个充电脉冲或者放电脉冲的一个或更多个特性（例如，形状、峰值幅度、脉冲持续时间）以与电池/电池单元的弛豫时间相关联。用这种方法，控制电路系统16对休息期的持续时间，和/或后来的包的充电/放电脉冲的幅度和/或持续时间进行调整以与测量的弛豫时间相关联。

在另一个实施方式中，除了上述的实施方式之外，或者作为替代，控制电路系统16（经由充电电路系统12）可以适应性修改、调整和/或控制电池/电池单元的弛豫时间，以例如在充电操作期间维持或者设置在预定范围之内和/或小于某值或者限制的弛豫时间。（参见图10B）。在该实施方式中，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制后来的包中的一个或更多个充电脉冲的一个或更多个特性，以将响应于后来的充电包的电池/电池单元的弛豫时间管理、维持、控制和/或调整为在预定范围之内和/或小于某值或者限制。例如，参照图9A，控制电路系统16可以经由控制充电电路系统12来调整（后来的充电包中的）充电脉冲的一个或更多个充电脉冲的脉冲形状、脉冲幅度和/或脉冲宽度，以管理、维持、控制和/或调整电池/电池单元的弛豫时间。在另一个实施方式中，控制电路系统16可以调整（后来的充电包中的）脉冲之间的休息期（T_inter）的宽度以管理、维持、控制和/或调整电池/电池单元的弛豫时间。

如上所述，电池/电池单元的弛豫时间可以取决于电池/电池单元的SOC、电池/电池单元的SOH、电池/电池单元的温度和峰值充电电流。例如，当电池/电池单元的SOC低并且电池/电池单元的SOH相对健康时，相对于当电池/电池单元的SOC高并且电池/电池单元的SOH相对欠佳时，电池/电池单元的弛豫时间较短。因而，在一个实施方式中，弛豫时间的预定范围和/或值或限制取决于或者与下述考虑相关：例如，电池/电池单元的一个或更多个参数的状态或者状况，该电池/电池单元的一个或更多个参数包括例如电池/电池单元的SOC、SOH和/或温度。由于弛豫时间对SOC、SOH以及峰值充电电流的依赖，在一个实施方式中，控制电路系统16可以根据电池/电池单元的SOC和SOH来调整充电技术，例如，以下述方式给电池/电池单元充电：（i）当电池/电池单元的SOC低和/或电池/电池单元的SOH高时，以较高的电流和/或较短的弛豫时间给电池/电池单元充电，以及（ii）当电池/电池单元的SOC高和/或电池的SOH低时，以较低的电流和/或较长的弛豫时间给电池/电池单元充电。

可以通过控制电路系统16或者通过其他电路系统和处理（例如，“装置外”或者“芯片外”的电路系统）来计算或者确定弛豫时间的预定范围或者值/限制。在制造、试验或者校准期间预定范围或者值/限制可以被存储在存储器中（例如，数据库或者查询表中），并且在操作期间可进入到控制电路系统16。数据库或者查询表可以使弛豫时间（除了与其他相关联之外）与电池/电池单元的SOC、SOH和/或温度相关联。

参照图1A、图9B、图10A和图10B，在另一个示例性实施方式中，充电包包括一个或更多个充电脉冲以及放电脉冲，并且控制电路系统16以类似的方式来计算、估计和/或确定弛豫时间（例如，连续地、间歇地和/或周期性地）。在这里，监控电路系统14在紧在施加充电脉冲之前测量或者确定电池/电池单元的端电压（V₁）。在放电脉冲（在该示例性实施方式中）结束的时候，监控电路系统14测量或者确定何时电池/电池单元的端电压在部分预定值处，参见图9B中的V₅。在该示例性实施方式中，控制电路系统16基于紧接在施加放电脉冲之后与端电压处于预定值（例如，优选地小于峰值偏差的10%，并且更优选地小于峰值偏差的5%）时之间的时间量来计算、估计和/或确定部分弛豫时间。在这里，部分弛豫时间可以被表征为对应于紧接在终止放电脉冲之后的时间（T₁）与端电压处于预定值时的时间（T₂）之间的时间差。此外，电池/电池单元的部分弛豫时间可以被表征为到预定值的衰减时间。

由此，控制电路系统16可以计算、估计和/或确定弛豫时间（例如，连续地、间歇地和/或周期性地）。响应于该弛豫时间，控制电路系统16可以根据或者使用代表弛豫时间的数据来调整后来的充电电流包的特性。例如，参照图10A，在那些充电包的一个或更多个特性不与电池/电池单元的弛豫时间相关联的示例中，控制电路系统16可以调整后来的充电包的特性。在一个实施方式中，控制电路系统16可以调整后来的休息期的特性（例如，充电包的休息期（T_rest），参见图9B），以使得连续的包的开始与电池/电池单元的弛豫时间相关联（例如，连续的包之间的连续的脉冲之间的休息期包括大约等于或者大于电池/电池单元的弛豫时间的持续时间）。在另一个实施方式中，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制包的充电脉冲和/或放电脉冲的一个或更多个特性以与电池/电池单元的弛豫时间相关联。例如，在一个实施方式中，控制电路系统16可以调整放电脉冲的幅度和持续时间，以使得弛豫时间在预定范围之内和/或小于预定值。

除了上述的实施方式之外，或者作为替代，控制电路系统16可以（经由充电电路系统12）适应性修改、调整和/或控制电池/电池单元的弛豫时间，以例如在充电操作的一个或更多个部分（或者全部）期间维持或者设置在预定范围之内和/或小于某值或者限制的弛豫时间。（参见图10B）。在该实施方式中，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制后来的包的一个或更多个充电脉冲的一个或更多个特性以将响应于后来的充电包的弛豫时间管理、维持、控制和/或调整为在预定范围之内和/或小于某值或者限制。例如，参照图9B，控制电路系统16可以经由控制充电电路系统12来调整（后来的充电包中的）充电脉冲和/或放电脉冲的脉冲幅度和/或脉冲宽度，以管理、维持、控制和/或调整电池/电池单元的弛豫时间。除此之外，或者作为替代，在另一个实施方式中，控制电路系统16可以调整后来的充电包中的）充电脉冲与放电脉冲（之间的休息期（T_inter）的宽度以管理、维持、控制和/或调整电池/电池单元的弛豫时间。用这种方法，控制电路系统16可以管理或者控制电池/电池单元的弛豫时间并且由此管理或者控制整个充电操作的时间。

除此之外，在一个实施方式中，控制电路系统16可以调整充电脉冲和/或放电脉冲的特性（例如，一个或更多个这样的脉冲的幅度和/或持续时间），以控制或调整弛豫时间以及电池/电池单元的端电压的衰减的速率、形状和/或特性。（参见，例如，图9B）。在这里，控制电路系统16可以（经由控制充电电路系统12）适应性修改、调整和/或控制包的充电脉冲和/或放电脉冲的一个或更多个特性，以将端电压的衰减的“上冲”或者“下冲”调整或者控制成相对于预定值部分平衡（例如，优选地小于峰值偏差的10%，并且更优选地小于峰值偏差的5%）。

例如，参照图11，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制放电脉冲的幅度和脉冲宽度以减少或者最小化电池/电池单元的端电压的衰减的“上冲”或者“下冲”。在这点上，如果充电处理提供相对于部分平衡的电池/电池单元的端电压的衰减的“上冲”（参见放电脉冲A），则控制电路系统16可以指示充电电路系统12来（例如，经由增加放电脉冲的幅度和/或脉冲宽度）调整放电脉冲的特性并且增加由放电脉冲移除的电荷的量。然而，如果充电处理提供相对于部分平衡的电池/电池单元的端电压的衰减的“下冲”（参见放电脉冲C），则控制电路系统16可以指示充电电路系统12来（例如，经由减小放电脉冲的幅度和/或脉冲宽度）减少由放电脉冲移除的电荷的量。因而，控制电路系统16可以调整后来的充电包的放电脉冲的特性（例如，幅度、脉冲宽度和/或脉冲形状）以控制或者调整电池/电池单元的端电压的衰减的速率、形状和/或特性（参见，例如，图10C）。用这种方法，电池/电池单元的弛豫时间以及电池/电池单元的端电压的衰减的速率、形状和/或特性与后来的充电包的特性相关联和/或在预定范围之内和/或小于预定值。

除此之外，或者作为替代，在一个实施方式中，控制电路系统16可以调整包的特性（例如，充电脉冲和/或放电脉冲的幅度和/或持续时间，和/或休息期的持续时间）以控制或者调整（i）电池/电池单元的弛豫时间，以及（ii）电池/电池单元的端电压的衰减的速率、形状和/或特性。（参见，例如，图9B、图10D和图11）。重要地，本发明既不限于任何单一方面或其实施方式，也不限于这样的方面和/或实施方式的任何组合和/或排列。而且，本发明的方面中的每个方面和/或其实施方式可以被单独使用或者结合本发明的其他方面的一个或更多个方面和/或其实施方式来使用。

特别地，在一个实施方式中，控制电路系统16（实现自适应充电算法）可以估计响应于不同的峰值充电电流和放电电流（和/或脉冲宽度）的电池/电池单元的弛豫时间，以确定最优的、适当的、预定的和/或期望的时间量以及电池/电池单元的端电压的衰减的速率、形状和/或特性。例如，控制电路系统16经由指示充电电路系统12来施加充电包和/或放电包（具有不同的属性，例如，后面的放电脉冲的不同的幅度和/或脉冲宽度）。监控电路系统14测量或者监控对这样的包的响应并且控制电路系统16估计电池/电池单元的弛豫时间，和/或电池/电池单元的端电压的衰减的速率、形状和/或特性。作为响应，控制电路系统16可以指示充电电路系统12来生成并且施加具有适当的特性的充电包和/或放电包。除此之外，或者作为替代，充电电路系统12还可以从下述查询表中选择包的特性，该查询表将峰值充电或者放电电流与电池/电池单元的SOC和SOH相关联或者联合。

存在许多控制或者调整部分弛豫时间的技术，包括例如，如上所述的那样控制或者调整充电/放电脉冲包的特性（例如，一个或更多个休息期的持续时间和/或脉冲的幅度、形状和/或宽度）。并非所有的这种技术也最小化或者减少充电处理的充电时间且同时利用电池单元/电池的最大充电容量（换言之，使用电池单元/电池的放电的100%深度）。实际上，并非所有这些技术都最小化或者减少充电处理的充电时间，增加或者最大化电池/电池单元的循环寿命。尽管如此，本发明致力于所有这些技术，不论技术是否控制或者调整弛豫时间以（i）增加或者最大化电池的循环寿命以及（ii）减少或者最小化充电处理或者再充电处理的时间。

如上所述，控制电路系统16可以连续地、间歇地和/或周期性地对充电包和/或放电包的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以在充电期间将电池/电池单元的弛豫时间适应性修改、调整和/或控制成例如小于某值或者限制。在这里，控制电路系统16可以连续地（例如，在包接着包的基础上）、间歇地（可以是在事件基础上，例如，电池/电池单元的弛豫时间与电池/电池单元的其他数据、特性或者参数（例如，在充电期间电池/电池单元的端子处的电压、SOC、SOH和/或过电位或整个弛豫时间）“不一致”）和/或周期性地（在若干包的基础上和/或在若干秒或者分钟的基础上）经由适应性修改、调整和/或控制一个或更多个后来的包的一个或更多个脉冲的形状、幅度、时间宽度和/或一个或更多个后来的包的一个或更多个休息期的时间宽度，来适应性修改、调整和/或控制包的一个或更多个特性。

除此之外，或者作为替代，在充电期间监控电路系统14和控制电路系统16可以连续地、间歇地和/或周期性地测量以及计算电池/电池单元的弛豫时间。在这里，监控电路系统14（根据本文中的各种实施方式）测量和/或监控电池/电池单元的端电压并且，基于电池/电池单元的端电压，控制电路系统16计算和/或确定电池/电池单元的弛豫时间。

特别地，控制电路系统16还可以基于或者使用代表电池/电池单元的弛豫时间和/或端电压（和/或响应于充电的端电压的变化）的数据来计算和/或确定电池/电池单元的SOC和SOH（参见，美国临时专利申请）。例如，在SOC的情况下，当电池/电池单元被充电时，电池/电池单元的SOC增加。控制电路系统16检测、确定、计算和/或测量电池/电池单元的SOC，并且作为响应，控制电路系统16（经由实现自适应充电算法）可以自适应地增加包的休息期以使休息期与增加的电池/电池单元的弛豫时间相关联或者匹配（参见，例如，图10E和图10F）。除此之外，或者作为替代，控制电路系统16可以自适应地调整（经由控制充电电路系统12）包的其他特性（例如，充电脉冲和/或放电脉冲的幅度、脉冲的持续时间或者宽度和/或脉冲的形状），以改变、调整、控制和/或改变电池/电池单元的响应的弛豫时间以使休息期与增加的弛豫时间相关联或者匹配。例如，在一个实施方式中，控制电路系统16可以自适应地增加休息期以匹配增加的弛豫时间，并且可以自适应地减少充电脉冲和/或放电脉冲的峰值电流。

在这里，通过减少充电信号的峰值电流，控制电路系统16可以减少电池/电池单元的弛豫时间。或者，控制电路系统16（经由实现自适应充电技术）可以自适应地调整充电信号的占空比以增加电池/电池单元的弛豫时间。所得到的净有效充电电流趋向于具有当电池/电池单元的SOC低（接近零）时的峰值，并且可以逐渐地减小直到其达到当电池/电池单元的SOC高（例如，超过80%）时的最低值（参见，例如图7）。特别地，如上所述，本发明既不限于任何单一方面或其实施方式，也不限于这样的方面和/或实施方式的任何组合和/或排列。而且，本发明的方面中的每个方面和/或其实施方式可以被单独使用或者结合本发明的其他方面的一个或更多个方面和/或其实施方式来使用。例如，在本发明的另一个方面中，控制电路系统可以根据或者使用（i）电池/电池单元的端电压的变化在预定范围之内和（ii）电池/电池单元的弛豫时间来适应性修改、调整和/或控制充电处理的一个或更多个特性（参见，图12）。在该实施方式中，控制电路系统根据或者使用（i）响应于前面的包的电池/电池单元的端电压的变化（如在本文中陈述的实施方式中的任一实施方式中所描述的那样）以及（ii）电池/电池单元的弛豫时间（如在本文中陈述的实施方式中的任一实施方式中所描述的那样）来计算后来的充电包的一个或更多个特性的调整（例如，放电脉冲的幅度和/或持续时间，和/或休息期的持续时间）。

例如，如果弛豫时间不与充电处理的一个或更多个特性相关联（例如，弛豫时间相对于休息期而言太长），则控制电路系统计算后来的充电包的一个或更多个特性（例如，放电脉冲的幅度和/或持续时间，和/或休息期的持续时间）的调整。控制电路系统经由控制充电电路系统来实现调整，只要这样的调整不会不利地影响电池/电池单元的端电压的变化（即，电池/电池单元的端电压的变化在预定范围之内或者保持在预定范围之内）。用这种方法，控制电路系统在充电期间检测到（i）响应于充电/放电包的电池/电池单元的端电压的变化在预定范围之外和/或（ii）电池/电池单元的弛豫时间在预定范围之外和/或小于某值或者限制的情况下（例如），充电电路系统计算并且实现对充电处理的一个或更多个特性的变化，以使得满足电压的变化和弛豫时间约束。

如上文所暗示的那样，控制电路系统可以采用代表电池/电池单元的端电压和/或电池/电池单元的弛豫时间的数据来获得、测量、监控、计算、估计电池/电池单元的SOC。在一个实施方式中，控制电路系统计算、估计、测量和/或确定对一个或更多个充电脉冲或者放电脉冲的电池的弛豫时间，并且基于该弛豫时间，计算、估计和/或确定电池/电池单元的SOC。在这里，代表弛豫时间的数据可以与响应于施加一个或更多个充电脉冲而给电池/电池单元增加的充电量、电池/电池单元的SOC以及电池/电池单元的温度相关联。使用对应于或者代表对于给定充电脉冲或者多个脉冲的弛豫时间的数据以及电池的温度，电路系统（不论装置上还是装置外）可以导出、确定、计算、生成和/或获得弛豫时间与电池/电池单元的SOC的相互关系。在一个实施方式中，可以确定、计算、生成和/或获得使测量的弛豫时间与电池/电池单元的SOC相关联的函数关系或者查询表。弛豫时间与电池/电池单元的SOC的相互关系（例如，上述的关系或者查询表）可以被控制电路系统（和由此实现的技术）所采用以，例如，基于或者使用电池/电池单元的SOC来适应性修改电池/电池单元的充电属性（profile），以例如，减轻、最小化和/或降低充电操作对电池/电池单元的SOH的不利影响以及增加、改进和/或最大化电池/电池单元的循环寿命。

此外或者作为替代，控制电路系统可以使用代表由于一个或更多个充电脉冲造成的电池/电池单元的端电压的变化的数据来计算、估计和/或确定电池/电池单元的SOC。使用对应于或者代表由于一个或更多个充电脉冲的电压改变（例如，增加）的特性（例如，峰值幅度）的数据，控制电路系统可以导出、确定、计算、生成和/或获得电压改变的峰值幅度与电池/电池单元的SOC的相互关系。在一个实施方式中，可以确定、计算、生成和/或获得使电压改变的峰值幅度与电池/电池单元的SOC相关联的函数关系或者查询表。可以采用电压改变的峰值幅度与电池/电池单元的SOC的相互关系（例如，上述的关系或者查询表），以基于或者使用电池的SOC来适应性修改电池/电池单元的充电操作（例如使用本文中描述的技术）。

在一个示例性实施方式中，本发明的该方面的电路系统和技术将具有有限电流和有限持续时间的充电电流脉冲施加到电池/电池单元。例如，电流脉冲的幅度可以是0.5C至2C，并且持续时间可以从10ms到500ms变化。实际上，可以经由对输出进行时间控制的电流源来生成这样的充电脉冲。充电脉冲可以是矩形的或者其他形状的充电脉冲。在充电脉冲的持续时间期间来测量电流，并且通过在持续时间期间对电流进行积分来计算电荷。特别地，C比率是通过电池/电池单元的电流比率的测量；即，1C为等于电池/电池单元的充电容量除以1小时的电流。例如，对于2.5A.h.的电池/电池单元1C等于2.5A；0.5C等于1.25A。

可以通过监控电路系统来测量电池/电池单元的端电压（例如，使用充分短于电池/电池单元的预期弛豫时间的范围的采样周期，例如，采样周期可以在0.1ms至1000ms之间并且优选地在1ms至100ms之间）。

在一个实施方式中，通过该弛豫电压与紧在施加充电脉冲之前的电池/电池单元的端电压（假定为当电池单元处于部分平衡时）之间的差来测量弛豫时间。

可以使用现在已知的或者以后开发的任何电路系统或者技术来测量电池的弛豫时间，所有这些电路系统或者技术意欲落入本发明的范围之内。例如，在一个实施方式中，可以当弛豫电压差下降到低于预定阈值（例如1mV）时测量弛豫时间。该阈值可以更高并且可以从0.1mV到20mV变化。在另一个可能的手段中，可以计算电压随着时间的斜率，并且与阈值比较以估计弛豫时间。在又一个手段中，可以通过观察电压以已知比率（例如1/e）下降的差额来估计或者确定弛豫时间。在又一个实施方式中，弛豫时间是用于电池实现平衡的时间量。所有这样的手段，以及这样的手段的扩充，都用来定义由是弛豫时间的衰减电压曲线表征的时间范围。

弛豫时间的确定以及部分平衡可以是绝对的（预定的电压量）或者相对的（例如，在预定的百分比或者范围之内）。此外，电池/电池单元的弛豫时间可以基于一个测量（例如，一个充电脉冲可以被施加到电池单元的端子）以及已测量到的弛豫时间。弛豫时间可以基于多个测量（例如，测量可以被重复几次（例如，顺序地））以及此后平均出的测量。同样地，弛豫时间可以基于多个测量的平均。现在已知或者以后开发的任何形式的平均；全部意欲落入本发明的范围之内。例如，控制电路系统可以采用分立的或者互相排斥的包组或者“滚动”平均。此外，所有形式的平均和平均技术意欲落入本发明的范围之内。

特别地，可以间歇地（例如，响应于操作条件（例如，温度）的变化）、周期性地或者连续地进行弛豫时间的测量。例如，可以在定期的时间间隔进行弛豫时间的测量以响应地确定电池/电池单元的SOC。这些间隔可以从一秒到一分钟或更多分钟变化。此外，可以在任何时间确定电池/电池单元的SOC，例如，在正常操作期间（在原位置上）或者在充电操作期间。实际上，因为测量的持续时间相对短（从几十毫秒到几秒变动），所以系统可以在没有破坏电池单元的正常工作的正常工作期间确定、计算、估计和/或获得电池的弛豫时间（可以与电池的SOC相关联）。例如，如果将电池/电池单元结合到膝上型计算机中，则主处理机可以选择在其认为膝上型计算机要处于空闲或者接近空闲的时刻插入这些测量。

如上所述，在另一个实施方式中，可以当电池/电池单元正在被充电或者正在被放电时进行弛豫时间的测量。在充电配置中，充电可以被中断几秒以允许电池/电池单元弛豫到平衡电压，然后施加充电脉冲，并且随后测量弛豫时间。如果电池/电池单元正在放电则应用类似的手段。

除了基于或者使用弛豫时间测量来确定电池/电池单元的SOC之外，或者作为替代，监控电路系统还可以测量下述数据，该数据代表由于一个或更多个充电脉冲的电压增加的特性（例如，峰值幅度），并且基于该数据，控制电路系统可以确定电池/电池单元的SOC。例如，响应于施加有限持续时间的电流脉冲的峰值电压升高可以被用作附加的或者替选的SOC的测量。电池/电池单元响应于充电脉冲的峰值电压可以取决于电池/电池单元的SOC（参见，图13A和图13B）。

特别地，所有的本文中结合弛豫时间讨论的示例性实施方式完全地适用于基于或者使用代表由于一个或更多个充电脉冲的电压改变（例如，增加）的特性（例如，峰值幅度）的数据来确定SOC。例如，可以间歇地（例如，响应于操作条件（例如，温度）的变化）、周期性地或者连续地进行对由于一个或更多个充电脉冲的电压增加的特性（例如，峰值幅度）的测量。此外，峰值幅度测量可以基于一个或更多个测量，例如，一个充电脉冲可以被施加到电池单元的端子，并且测量峰值幅度。测量可以被顺序地重复几次并且此后将测量平均。由此，为了简洁起见，将不再重复在基于或者使用代表由于一个或更多个充电脉冲的电压改变（例如，增加）的特性（例如，峰值幅度）的数据来确定SOC的情况下的这样的示例性实施方式。

此外，使用由于一个或更多个充电脉冲的电压改变（例如，峰值幅度的增加）的特性的数据，本发明的该方面的电路系统和技术可以导出、确定、计算、生成和/或获得电压改变与电池的SOC的相互关系。在一个实施方式中，可以确定、计算、生成和/或获得使测量的峰值幅度与电池/电池单元的SOC相关联的函数关系或者查询表。电压改变与电池/电池单元的SOC的相互关系（例如，上述的关系或者查询表）可以被本发明的电路系统和/或技术所采用以基于或者使用电池/电池单元的SOC来适应性修改电池/电池单元的充电属性（profile），以例如，减轻、最小化和/或降低充电操作对电池的健康状态的不利影响以及增加、改进和/或最大化电池/电池单元的循环寿命。

特别地，所有这些实施方式都可以被认为是用已知电流和持续时间的短电流脉冲对电池/电池单元进行查验或者询问以及监控电池单元的标记电压（类似于听它的回声）的各种实现。电压标记具有峰值电压标记和衰减时间常数，两者特征上都取决于SOC，因此可以被独立地或者共同地使用以测量电池/电池单元的SOC。

此外，以具有已知电流和持续时间的短电流脉冲对电池进行查验或者询问以及监控电池/电池单元的端电压也可以使用充电包和/或放电包的电流脉冲。此外，电压标记具有峰值电压标记和衰减时间常数，两者特征上都取决于SOC，因此可以被独立地或者共同地使用以测量、确定和/或估计SOC。

如本文中所提及的那样，电池/电池单元的端电压的变化和/或弛豫时间可以取决于电池/电池单元的SOH。本发明可以采用不论现在已知的还是以后开发的任何技术和/或电路系统来估计、计算、测量和/或确定电池/电池单元的SOH（和/或电池/电池单元的SOH的变化），包括本文中描述的技术和/或电路系统（参见，图1A至图1C）。在一个实施方式中，电路系统和技术可以使用或者基于弛豫时间或者弛豫时间常数来估计、计算、测量和/或确定电池/电池单元的SOH。简单地说，在操作中，这样的电路系统和技术将（例如，短持续时间的）一个或更多个充电信号和/或放电信号施加到电池/电池单元。电路系统和技术对电池/电池单元的端子处的电压进行测量、评估和/或采样以估计、计算、测量和/或确定弛豫时间。使用或者基于弛豫时间（可以是电池的两个电极之间的载体（离子）运输动力的直接测量），电路系统和技术估计、计算、测量和/或确定电池/电池单元的SOH。

在一个实施方式中，电路系统和技术通过将电荷信号注入到或者施加到电池/电池单元中来估计、计算、测量和/或确定SOH。将已知持续时间，例如从几毫秒到几秒的范围，的电流信号施加到电池单元的端子。然后信号被中断并且测量跨越电池的端子的电压。电压衰减至部分平衡值，该部分平衡值可以是在充电信号期间达到的峰值电压偏差的0.1-10%，并且优选地是在充电信号期间达到的峰值电压偏差的0.1-5%。达到该部分平衡值所需要的时间是取决于电池/电池单元的SOH的弛豫时间（图9A至9C）。当电池/电池单元是“新的”时该弛豫时间相对较短并且该弛豫时间随着电池/电池单元老化以及电池内的离子的运输动力退化而增加。

特别地，在本文中，当充电/放电包的电流首先或者最初被施加时峰值电压偏差与电池/电池单元的端电压有关。（参见例如图5A、5B以及图9A至9C中的V₁）。

在另一个实施方式中，电路系统和技术通过下述方式来估计、计算、测量和/或确定电池/电池单元的SOH：该方式首先如上述的那样注入或者施加短持续时间（例如，1ms与50ms之间的时间段）的充电信号，然后施加持续时间（例如，5ms与100ms之间的时间段）的放电信号。跨越电池的端子的电压逐渐地回到部分平衡（例如，在放电信号期间达到的峰值电压偏差的0.1-10%，并且优选地，在放电信号期间达到的峰值电压偏差的0.1-5%）。在该具体的实施方式中，我们关心或者集中于如图9B和图9C中所示的第二弛豫时间段。

特别地，随着电池/电池单元老化，例如，随着在使用或者操作期间电池/电池单元被反复地充电和放电，电池/电池单元的SOH恶化并且电池/电池单元的存储电荷的容量减少或者减弱。弛豫时间也改变并且该变化代表电池/电池单元的SOH（图14A）。弛豫时间需要达到相当大的部分平衡值延长。或者，具体时间点的电压偏差随着电池/电池单元的SOH退化而增加。例如，如图14A中所示出的那样，点R1、R2和R3都出现在相同的时间值上，其中R1对应于新电池。随着电池的SOH退化或者恶化，电压偏差增加，如由点R2和点R3所表示的那样。图14B示出在增加充电-放电循环的次数之后这样的电压偏差的测量，该充电-放电循环已知会使电池/电池单元的SOH退化。

在又一个实施方式中，电路系统和技术通过在充电期间根据真实或者完全平衡电压对电池/电池单元的端子处的电压的偏差进行评估、确定和/或测量来估计、计算、测量和/或确定SOH。在这里，在充电期间，端子处的电压上升至某值，例如，该值可以是10mV至100mV（高于电池的完全平衡静止电压）。该示例性差表示为电池的过电位（图15A）。在充电处理期间，充电电流被中断并且电压回到它的真实平衡电压。过电位或者整个弛豫时间可以被表征和/或测量为在充电电流被中断之后的端电压与当端子处的电压被认为是不变的或者基本恒定（通常在例如大约1至1000秒的持续时间之后）时的第二测量值的差。或者，过电位可以被表征为下述（i）与（ii）的差，（i）第一弛豫时间段之后的电位（其中，电池单元达到部分平衡点）或者紧在施加充电信号之前或开始施加充电信号时的电位，（ii）当电池/电池单元的端电压在没有充电电流的情况下相对或者基本恒定或者不变时，电池/电池单元的真实平衡电压处的电位（图15A）。在任一情况下，该过电位值随着SOH退化（电池/电池单元的容量衰退）而增加，并且直接地与电池/电池单元的SOH相关联。

在又一个方面中，SOH可以被用于改进对电池/电池单元的SOC进行估计的准确性，该电池/电池单元的SOC可以是有效放电容量的估计或者测量（例如，结合计量器、指示器和/或代表电池/电池单元的有效能量容量的信息），和/或可以被用于改进与例如给电池/电池单元充电或者再充电有关的安全性。在这点上，随着电池/电池单元老化，例如，随着在使用或者操作期间电池/电池单元被反复地充电和放电，电池/电池单元的SOH劣化并且电池/电池单元的存储电荷的容量减少或者减弱。在该方面中，电路系统和技术利用SOH来补偿例如，电池/电池单元的SOC等数据，可以结合计量器、指示器和/或代表电池/电池单元的可用能量容量的信息来利用该数据。用这种方法，这样的计量器、指示器和/或信息提供更加准确的电池/电池单元的有效能量容量的表示。由此，在该实施方式中，测量或者估计电池/电池单元的有效放电容量的电路系统和技术使用电池/电池单元的SOH来对代表电池/电池单元的有效能量容量的信息进行调整或补偿。

在又一个实施方式中，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以测量、监控和/或确定电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间，并且，响应于该过电位或者整个弛豫时间来适应性修改、调整和/或控制施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性，以使得过电位或者整个弛豫时间低于预定值和/或在预定范围之内和/或整个弛豫时间小于预定值和/或在预定范围之内。过电位或者整个弛豫时间可以被表征和/或测量为在充电电流被中断之后电池/电池单元的端电压与当端子处的电压基本上、相对地或者被认为是不变的（通常（对于常规的锂离子电池/电池单元）在持续例如大约1至1000秒的时间段之后）时的第二测量值的差。或者，过电位可以被表征为在第一弛豫时间段（其中电池单元达到部分平衡点）之后的端电压与电池/电池单元的完全平衡电压处的电位的差（图15A）。

例如，如果自适应充电技术和/或电路系统（经由测量或者监控端电压）确定电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间超出预定范围，则在充电处理期间施加到电池/电池单元的电流的量可以被适应性修改、调整和/或控制，以使得响应于后来的充电信号的电池/电池单元的端电压低于预定值和/或不超出预定范围。在一个实施方式中，如果自适应充电技术和/或电路系统确定电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间超过预定范围的上限值，则自适应充电技术和/或电路系统可以在充电处理期间减少施加到或者输入到电池/电池单元的平均电流。例如，在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统可以在充电处理期间减少施加到或者输入到电池/电池单元的包的峰值电流。或者，自适应充电技术和/或电路系统可以减少包内脉冲的占空比以减少施加到电池/电池单元的电荷的量。然而，如果电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间小于预定范围的下限值，则自适应充电技术和/或电路系统可以在充电处理期间增加施加到或者输入到电池/电池单元的电流的量。或者，自适应充电技术和/或电路系统可以增加包内的占空比以增加施加到电池/电池单元的电荷的量。

在一个实施方式中，本发明的自适应充电技术和/或电路系统间歇地、连续地和/或周期性地，相对于测量或者监控端电压来说较不频繁地对电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间进行确定、测量和/或监控，以评估、确定和/或监控与充电包和/或放电包有关的或者响应于充电包和/或放电包的端电压差（如上文所讨论的）。例如，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以间歇地、连续地和/或周期性地确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间（例如，每隔第N个包（其中N=1,000至10,000）和/或每隔1-1000秒对电池/电池单元的端电压进行确定、测量和/或监控）。基于或者使用这样的数据，自适应充电技术和/或电路系统可以间歇地、连续地和/或周期性地确定和/或适应性修改注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的特性（或者在那些使用放电电流的实施方式中适应性修改从电池/电池单元移除的电荷的特性），以使得电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间在预定范围之内或者低于预定值（例如，基于过电位或者整个弛豫时间的考虑，每隔第N个包（其中N=1,000至10,000）和/或每隔1-1000秒对注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的特性进行确定和/或适应性修改）。在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统可以（例如，经由测量或者监控电池/电池单元的端电压）间歇地、连续地和/或周期性地确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间，并且响应于或者基于过电位或者整个弛豫时间，可以间歇地、连续地和/或周期性地确定、调整、控制或者适应性修改施加到或者注入到电池/电池单元的电荷或者电流的量（在一个实施方式中，可以是紧接在后的充电信号的一个或更多个紧接在后的包的充电脉冲），以使得由于这样的后来的充电造成的电池/电池单元的过电位或者整个弛豫时间在预定范围之内。

因此，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以（经由测量或者监控端电压）（i）在间歇的、连续的和/或周期的基础上确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位，（ii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上确定过电位是否低于预定值和/或在预定范围之内，和/或（iii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流信号或者充电信号的特性（例如，施加的电荷或者电流的量）进行适应性修改、调整和/或控制，以使得由于这样的充电造成的电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。例如，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以：（i）每隔X个包（X=100至10,000）和/或每隔1-1000秒确定、测量和/或监控电池/电池单元的端电压，（ii）每隔Y个包（Y=100至10,000）和/或每隔1-1000秒确定过电位（响应于充电信号和放电信号）是否在预定范围之内，和/或（iii）每隔Z个包（Z=100至10,000）和/或每隔1-1000秒对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电信号或者电流信号的特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得过电位在预定范围之内。全部的排列和组合意欲落入本发明的范围之内。实际上，这样的实施方式适用于下述充电技术和/或电路系统，该充电技术和/或电路系统施加或者注入（i）具有一个或更多个充电脉冲的充电包和（ii）具有一个或更多个充电脉冲和一个或更多个放电脉冲的充电包。

特别地，尽管以下的讨论涉及过电位，但是该讨论也适用于除了过电位以外的电池/电池单元的整个弛豫时间。因而，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以（经由测量或者监控端电压）（i）在间歇的、连续的和/或周期的基础上确定、测量和/或监控电池/电池单元的整个弛豫时间，（ii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上确定整个弛豫时间是否低于预定值和/或在预定范围之内，和/或（iii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流信号或者充电信号的特性（例如，施加的电荷或者电流的量）进行适应性修改、调整和/或控制，以使得由于这样的充电造成的电池/电池单元的整个弛豫时间低于预定值和/或在预定范围之内。为了简洁起见，将不重复与整个弛豫时间相关联的讨论。

监控电路系统和/或控制电路系统可以使用现在已知的或者以后开发的任何技术和/或电路系统来确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位。例如，在一个实施方式中，监控电路系统在紧在施加充电信号之前或者在开始施加充电信号时对电池/电池单元的端电压进行测量、采样和/或监控。一旦电池/电池单元达到完全平衡（可以被表征为当电池/电池单元的端电压在没有施加充电信号的时候相对恒定或者不改变时），监控电路系统就对电池/电池单元的端电压进行测量、采样和/或监控。控制电路系统可以确定或者测量电池/电池单元的过电位作为这些两个端电压之间的差。

此外或者作为替代，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以通过在充电信号结束之后对电池/电池单元的端电压进行测量、采样和/或监控来确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位，并且基于或者使用充电信号结束之后端电压的衰减的特性，控制电路系统可以导出、计算、估计和/或确定过电位。例如，控制电路系统可以通过根据充电信号结束之后电池/电池单元的端电压和端电压的衰减的特性进行推断来确定过电位。在一个实施方式中，监控电路系统可以在充电信号结束之后（例如，紧接在或者基本紧接在结束充电信号之后）对电池/电池单元的“初始”端电压进行测量、采样和/或监控，并且基于端电压达到“初始”端电压的预定的百分比所需要的时间量来确定过电压。在该实施方式中，控制电路系统可以预期、假定和/或估计端电压随着时间变化的形式、形状和/或比率（例如，端电压按时间的平方根的比率衰减的形式、形状和/或比率）。用这种方法，本发明的充电技术和/或电路系统可以更加迅速地确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位。

在另一个实施方式中，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以通过对响应于多个时间上相连或者连续的包的电池/电池单元的端电压的变化进行测量、采样和/或监控来确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位（参见，例如，图5A和图5B）。在该实施方式中，控制电路系统对基于多个时间上相连或者连续的包（例如，100至10,000个包，并且优选地100至2,000个包）的电池/电池单元的端电压的变化（通过监控电路系统测量的）进行求和或者累加。基于在多个时间上相连或者连续的包期间的电池/电池单元的端电压的变化的和，控制电路系统可以确定电池/电池单元的过电位。

无论何种测量、监控和/或确定技术，本发明的自适应充电技术和/或电路系统都可以基于或者使用代表电池/电池单元的过电位的数据来适应性修改、调整和/或控制施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电或者电流信号的特性（例如，施加的电荷或者电流的量）。在这里，控制电路系统可以对在充电处理期间施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电或者电流信号的特性（例如，给定时间段的电流或者电荷的量）进行调整（经由控制充电电路系统），以控制电池/电池单元的过电位，以使得电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。

例如，在一个实施方式中，如果在充电时序、循环或者操作期间充电技术和/或电路系统将具有一个或更多个充电脉冲的充电包施加到电池/电池单元，则充电技术和/或电路系统可以对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的一个或更多个包（例如，紧接在后的包）的充电脉冲或者电流脉冲的幅度和/或脉冲宽度和/或占空比进行适应性修改、调整和/或控制，以使得响应于一个或更多个这样的后来的充电包的电池/电池单元的过电位在预定范围之内。在该实施方式中，充电技术和/或电路系统可以经由适应性修改、调整和/或控制一个或更多个后来的包的一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度，来对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制。

可以基于经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式来确定用于过电位的预定范围。例如，基于经验数据，与给定的电池/电池单元（例如，特定系列、制造批次、化学性质和/或设计）相关联的自适应充电技术和/或电路系统可以确定、计算、估计和/或使用预定范围以及预定范围的变化。用于过电位的预定范围可以是固定的或者可以改变，例如，基于电池/电池单元的一个或更多个状况或者状态（例如，SOC和/或SOH和/或温度）。

由此，在一个实施方式中，预定范围可以基于例如电池/电池单元的状况或者状态而改变。在这里，本发明的电路系统和/或技术可以基于或者使用代表电池/电池单元的SOC和/或电池/电池单元的SOH的数据来调整、改变和/或适应性修改过电位的预定范围。

在一个实施方式中，基于或者使用初始化、特征化和/或校准数据，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以计算、估计和/或确定用于具体的电池/电池单元的初始预定过电位范围或者预定过电压范围的集合。例如，在一个实施方式中，基于或者使用（i）初始化、特征化和/或校准数据以及（ii）经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以计算或者确定用于具体的或者关联的电池/电池单元的用于过电位的一个或更多个预定范围。实际上，在一个实施方式中，本发明的自适应充电技术和/或电路系统基于或者使用（i）初始化、特征化和/或校准数据以及（ii）经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式，可以计算、估计和/或确定过电位的预定范围的变化的式样或者关系。

用于过电位的预定范围或者预定范围的集合的确定或计算还可以使用代表电池/电池单元的系列、制造批次、化学性质和/或设计的数据。在一个实施方式中，基于经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式，结合代表电池/电池单元的系列、制造批次、化学性质和/或设计的数据，可以确定或者计算过电位的一个或更多个预定范围。此外，可以确定或者计算、估计这样的预定过电位范围的一个或更多个改变（可以基于电池/电池单元的一个或更多个状况或者状态和/或电池/电池单元对充电处理或者在充电处理期间的响应）。在又一个实施方式中，可以基于或者使用（i）初始化、特征化和/或校准信号或者时序的电池/电池单元响应，以及（ii）可以例如基于特定系列、制造批次、化学性质和/或设计来开发的经验数据，来确定或者计算针对给定的电池/电池单元的用于过电位的预定范围或者预定范围的集合。特别地，代表用于过电位的预定范围或者预定范围的集合的数据可以被存储在耦接到电池/电池单元的存储器中，供本发明的自适应充电技术和/或电路系统使用。

如上所述，在一个实施方式中，用于具体的电池/电池单元的初始预定过电位范围或者预定过电位范围的集合可以基于或者使用电池/电池单元的初始化、特征化或者校准数据。初始化、特征化和/或校准数据可以代表电池/电池单元对特征化时序的响应。在一个实施方式中，特征化时序可以将充电信号施加到电池/电池单元。其后，自适应充电技术和/或电路系统可以估算电池/电池单元对这样的信号的响应。基于此，自适应充电技术和/或电路系统可以计算或者确定用于具体的电池/电池单元的预定过电位范围。例如，在可以包括特征化时序以获得关于给定电池/电池单元的“唯一”数据的校准、试验或者制造中，可以获得、获取和/或确定这样的初始化、特征化或者校准数据。

初始化、特征化或者校准时序设法建立用于前面所讨论的预定限制和预定范围的值。在一个实施方式中，初始化、特征化或者校准时序在SOC的整个范围上测量新的电池单元/电池的过电位值。这些测量可以是频繁的以使得在整个SOC范围之上做出10-50次测量。在第二实施方式中，这些值被用于循环电池单元/电池，并且生成相关数据或者表以使这些过电位值与电池单元/电池的容量衰减相关联，以及由此与循环寿命相关联。不同的值可以被用于不同的电池单元以建立过电位值与容量衰减之间的更加完整的相互关系。此外，可以使用物理模型使过电位值与锂离子的运输相关联，例如求解电池单元内的电流运输定律和Fick定律。

特别地，可以通过本发明的自适应电路系统和/或处理或者通过其他电路系统和处理（例如，“装置外”、“芯片外”或者从本发明的电路系统分离的电路系统）来计算或者确定预定过电位范围或者多个预定过电位范围。在制造、试验或者校准期间预定过电位范围或者多个预定过电位范围可以被存储在存储器中（例如，数据库或者查询表中），并且在操作期间可进入到本发明的自适应电路系统和/或处理。

如上所述，预定过电位范围可以相对于初始预定范围以预定方式（例如，以随着时间/使用的固定关系-可以基于或者使用经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式）改变。除此之外，或者作为替代，这样的预定过电位范围可以取决于下述考虑，例如电池/电池单元的一个或更多个参数的状态或者状况，该电池/电池单元的一个或更多个参数包括例如电池/电池单元的SOC、SOH和/或温度。

例如，在一个实施方式中，用于过电位的预定范围取决于电池/电池单元的SOC。在这点上，如上所述，当电池/电池单元的SOC低时自适应充电电路系统和技术可以将较高的电流或者电荷施加到或者注入到电池/电池单元并且当电池/电池单元的SOC高时自适应充电电路系统和技术可以将较低的电流或者电荷施加到或者注入到电池/电池单元。在低SOC处，锂离子进入电极的扩散速率可以快于在高SOC处的扩散速率。扩散速率的差可以充分变化。此外，可以有益的是，当阻抗（具体地，阻抗的实部，代表电池/电池单元展示给施加的电流的抵抗）低时，使用较高的充电电流并且当阻抗高时使用较低的充电电流。因此，在一个实施方式中，自适应充电算法或者技术对充电电流进行加工、改变和/或调整以控制、管理和/或降低响应于这样的充电电流的电压的变化。

预定过电位范围或者多个预定过电位范围可以被存储在永久性的、非永久性的或者临时的存储器中。在这点上，存储器可以将数据、方程、关系、数据库和/或查询表存储在任何种类或者类型的永久性的、非永久性的或者临时的（例如，直到被再次编程）存储器中（例如，EEPROM、Flash、DRAM和/或SRAM）。此外，存储器可以是分立的或者存在于（即，集成在）本发明的其他电路系统（例如，控制电路系统）上。在一个实施方式中，存储器可以是一次性可编程的，并且/或者一个或更多个预定过电位范围的数据、方程、关系、数据库和/或查询表可以被存储在一次性可编程存储器中（例如，在试验期间或者在制造时被编程）。在另一个实施方式中，存储器是多于一次性可编程的，并且因而，可以在初始存储之后（例如，在试验和/或制造之后）经由外部的或者内部的电路系统更新、写、再写和/或修改一个或更多个预定过电位范围。

如上所述，在特定的实施方式中，与实现本发明的自适应充电电路系统和技术有关的两个考虑是：

i．最小化和/或减少总充电时间：因为实际的原因，在给定时间段（例如，最大允许时间段）之内给电池/电池单元充电。通常，取决于应用来选择或者定义规格值。例如，针对用于家用电器的电池规格值大约是2至4小时，并且针对用于运输应用的电池，规格值可以上至8小时。这导致净有效充电电流的规格；以及

ii．最大化和/或增加循环寿命：为了最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命，可以期望以下述方式给电池/电池单元充电：（i）以低电流的方式和/或（ii）在充电的周期内或者周期之间（例如，在充电信号或者充电包之间）设置其中没有电荷施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的休息期。

由此，在某些方面，本发明的充电电路系统实现下述自适应技术，该自适应技术设法（i）最小化和/或减少电池/电池单元的总充电时间以及（ii）最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命（通过，例如，最小化和/或降低充电操作的老化机构）。

参照图1A至图1C，在一个示例性实施方式中，充电电路系统12可以施加一个或更多个充电信号（提供电荷或者电流到电池/电池单元中的净输入）和一个或更多个放电信号（提供电荷或者电流从电池/电池单元中的净移除）（参见，例如，图2C和图2D）。如上所述，本发明的自适应充电电路系统和技术可以采用不论是本文中描述的、现在已知的还是以后开发的任何充电电路系统12来给电池/电池单元充电；所有这样的充电电路系统12意欲落入本发明的范围之内。例如，本发明的充电电路系统12可以生成充电信号、包和脉冲以及放电信号、包和脉冲（如本文中描述的那样）。特别地，充电电路系统12通常响应于来自控制电路系统16的控制信号。

继续参照图1A，监控电路系统14在间歇的、连续的和/或周期的基础上对电池/电池单元的下述状况或者特性进行监控、感测、检测和/或采样，该状况或者特性包括：例如，电池/电池单元的温度、端电压和/或开路电压（OCV）。如上所述，本发明的自适应充电电路系统和技术可以采用不论是本文中描述的、现在已知的还是以后开发的任何监控电路系统14和/或监控技术来获取这样的数据；所有这样的监控电路系统14和监控技术意欲落入本发明的范围之内。监控电路系统14将代表电池/电池单元的状况或者特性的数据提供给控制电路系统16。

控制电路系统16使用来自监控电路系统14的数据来计算、估计、确定和/或评估与充电或者再充电处理有关的电池/电池单元的状态或者状况。例如，控制电路系统16对响应于施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的电池/电池单元的过电位进行计算、确定和/或估计。基于该过电位，控制电路系统16对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制（经由控制充电电路系统12的操作），以使得电池/电池单元的过电位（响应于在充电或者再充电时序/操作期间施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷）低于预定值和/或在预定范围之内。

如上文所讨论的那样，在一个实施方式中，充电电路系统12将充电包（其具有一个或更多个充电脉冲）施加到电池/电池单元，控制电路系统16（实现，例如本文中描述的创造性的自适应充电技术中的一个或者更多个技术）对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电包的特性进行适应性修改、调整和/或控制（经由控制充电电路系统12）以使得电池/电池单元的过电位在充电期间（经由充电包）在预定范围之内。例如，控制电路系统16可以指示充电电路系统12来经由控制一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度，来改变施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的量。用这种方法，在一个实施方式中，控制电路系统16可以对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷进行适应性修改、调整和/或控制（经由控制充电电路系统12），以使得响应于电荷或者电流的电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。

在另一个实施方式中，充电电路系统12在充电或者再充电时序、操作或者循环期间将具有一个或更多个充电脉冲和一个或更多个放电脉冲的充电包施加到电池/电池单元。在该实施方式中，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制（i）施加的充电脉冲的特性和/或（ii）放电脉冲的特性，以使得电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。另外，控制电路系统16可以经由适应性修改、调整和/或控制一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度以及一个或更多个放电脉冲的形状、幅度和/或宽度（经由控制充电电路系统12）来以下述方式对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流的量进行适应性修改、调整和/或控制（经由控制充电电路系统12）：该方式使得由于充电而造成的电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。由此，在这些实施方式中，控制电路系统16（实现，例如本文中描述的创造性的自适应充电技术中的一个或更多个技术）对充电脉冲和/或放电脉冲的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制以使得由于充电电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。

在操作中，充电电路系统12将电荷或者电流施加到电池/电池单元（参见，例如，图2A至图2D的示例性充电波形）。在一个实施方式中，监控电路系统14测量或者检测电池/电池单元的端子处的电压。一旦电池/电池单元达到完全平衡（可以被表征为当电池/电池单元的端电压在没有充电电流的情况下相对恒定或者不改变时），监控电路系统14就对电池/电池单元的端电压进行测量、采样和/或监控。控制电路系统16可以确定或者测量电池/电池单元的过电位作为这些两个端电压之间的差。

除此之外，或者作为替代，监控电路系统14和控制电路系统16可以通过在充电信号结束之后对电池/电池单元的端电压进行测量、采样和/或监控来确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位，并且基于或者使用充电信号结束之后端电压的衰减的特性，控制电路系统16可以导出、计算、估计和/或确定过电位。例如，控制电路系统16可以通过根据充电信号结束之后电池/电池单元的端电压和端电压的衰减的特性进行推断来确定过电位。在一个实施方式中，监控电路系统14可以在充电信号结束之后（例如，紧接在或者基本紧接在结束充电信号之后）对电池/电池单元的“初始”端电压进行测量、采样和/或监控，并且基于端电压达到“初始”端电压的预定的百分比所需要的时间量来确定过电压。在该实施方式中，控制电路系统16可以预期、假定和/或估计端电压随着时间变化的形式、形状和/或比率（例如，端电压按时间的平方根的比率衰减的形式、形状和/或比率）。

在另一个实施方式中，监控电路系统12和控制电路系统16可以通过对响应于多个时间上相连或者连续的包的电池/电池单元的端电压的变化进行测量、采样和/或监控来确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位。在该实施方式中，控制电路系统16对在多个时间上相连或者连续的包（例如，100至50,000个包，并且优选地1,000至20,000个包）期间电池/电池单元的端电压的变化（通过监控电路系统14测量的）进行求和或者累加。基于多个时间上相连或者连续的包之上的电池/电池单元的端电压的变化的和，控制电路系统16可以确定电池/电池单元的过电位。在该实施方式中，过电位（OP）可以被表示为：

$\mathrm{OP}\∝{\mathrm{\Σ}}_{i=1}^n\mathrm{DeltaVi};$

其中DeltaV_i为响应于充电包和/或放电包的电池/电池单元的端电压的变化。（参见，例如，在图5A中DeltaV_i=V₃–V₁，并且在图5B中DeltaV_i=V₅–V₁）。

无论何种测量、监控和/或确定技术，本发明的自适应充电技术和电路系统可以基于或者使用代表电池/电池单元的过电位的数据来适应性修改、调整和/或控制施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电或者电流信号的特性（例如，施加的电荷或者电流的量）。在这里，控制电路系统16可以对在充电处理期间施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的量进行调整（经由控制充电电路系统12）以控制电池/电池单元的过电位，以使得电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。

参照图16，在一个实施方式中，如果端电压的变化低于预定值和/或在预定范围之内，则控制电路系统16指示充电电路系统12在后来的充电期间将相同的或者相似的电荷施加到电池/电池单元（服从于其他考虑，包括SOC、SOH、部分弛豫时间、响应于包的端电压的变化）。然而，如果端电压的变化大于预定值和/或在预定范围之外（即，小于或者大于预定范围），则控制电路系统16对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制（经由充电电路系统12）以使得响应于后来的充电（例如，紧接在后的充电包）的电池/电池单元的端子处的电压的变化低于预定值和/或在预定范围之内。在这里，控制电路系统16计算或者确定充电的一个或更多个特性的变化（例如，注入到或者施加到电池/电池单元的电流的量）以使得经由后来的充电施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷在预定范围之内。特别地，预定范围实际上可以改变，例如，根据预定率或者式样，和/或根据测量的、确定的和/或估计的电池/电池单元的SOC和/或电池/电池单元的SOH。

具体地，参照图1A至图1C以及图15B，在一个实施方式中，监控电路系统14对响应于充电脉冲的端电压进行测量、采样和/或确定并且提供代表第一电压（V₁）和第二电压（V₂）的数据，该第一电压（V₁）与充电信号的结束/终止处的电池/电池单元的端电压相关联，该第二电压（V₂）与是第一电压的预定的百分比的电压相关联。监控电路系统和/或控制电路系统还可以确定这两个电压之间的时间量（T₂-T₁）。基于或者使用这样的数据，控制电路系统16通过根据充电信号结束之后电池/电池单元的端电压和端电压的衰减的特性进行推断来计算、确定和/或估计过电位。在该实施方式中，控制电路系统16可以预期、假定和/或估计端电压随着时间变化的形式、形状和/或比率（例如，端电压按时间的平方根的比率衰减的形式、形状和/或比率）以确定电池/电池单元的过电位。

类似地参照图1A至图1C以及图15C，在另一个实施方式中，监控电路系统14对响应于充电脉冲的端电压进行测量、采样和/或确定并且提供代表第一电压（V₁）和第二电压（V₂）的数据，该第一电压（V₁）与充电信号的开始/初始处的电池/电池单元的端电压相关联，该第二电压（V₂）与是第一电压的预定的百分比的电压相关联。监控电路系统和/或控制电路系统还可以确定这两个电压之间的时间量（T₂-T₁）。如上所述，基于或者使用这样的数据，控制电路系统16通过根据充电信号结束之后电池/电池单元的端电压和端电压的衰减的特性进行推断来计算、确定和/或估计过电位。控制电路系统16可以再次预期、假定和/或估计端电压随着时间变化的形式、形状和/或比率（例如，端电压按时间的平方根的比率衰减的形式、形状和/或比率）以确定电池/电池单元的过电位。

如果控制电路系统16计算、确定和/或估计过电位低于预定值和/或在预定范围之内，则控制电路系统16可以不改变后来的充电包的特性（尽管控制电路系统16实际上可以由于下述其他考虑而改变这样的特性，例如，弛豫时间到部分平衡、SOC和/或SOH、由于充电包的端电压的变化的测量的考虑）。然而，如果控制电路系统16确定端电压的变化在预定范围之外，则控制电路系统16可以改变充电包的一个或更多个特性，（包括一个或更多个充电脉冲的形状、幅度和/或宽度），以便（经由充电电路系统12）对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的量进行适应性修改、调整和/或控制，以使得响应于后来的电荷或者电流的电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。例如，如果响应于一个或更多个充电包的端电压的变化小于预定范围，则控制电路系统16可以增加一个或更多个充电脉冲的幅度和/或宽度以由此在后来的包中（例如，紧接在后的包）将更多的电流或者电荷注入到电池/电池单元中。或者，控制电路系统16可以增加一个或更多个充电脉冲的幅度并且减小充电脉冲的宽度，以由此在后来的包中（例如，紧接在后的包）将相同量的电流或者电荷但是以相对于之前的包/脉冲较高的幅度注入到电池/电池单元中。

如果响应于一个或更多个充电包的端电压的变化大于预定值和/或预定范围，则控制电路系统16可以减小一个或更多个充电脉冲的幅度和/或宽度，以由此在后来的包中（例如，紧接在后的包）将较少的电流或者电荷注入到电池/电池单元中。或者，控制电路系统16可以减小一个或更多个充电脉冲的幅度并且增加充电脉冲的宽度，以由此在后来的包中（例如，紧接在后的包）将相同量的电流或者电荷但是以相对于之前的脉冲较低的幅度注入到电池/电池单元中。（参见，例如，图6A）。

特别地，参照图6A和图6B，在一个实施方式中，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制充电脉冲的幅度和/或持续时间以及休息期的持续时间（T_rest）。例如，在一个实施方式中，控制电路系统16经由充电电路系统12来调整充电脉冲的幅度和持续时间以及休息期的持续时间（T_rest），以维持充电包的恒定周期（T_packet）。或者，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制休息期的持续时间（T_rest），以容纳与电池/电池单元对充电的响应有关的其他考虑和参数（例如，响应于一个或更多个充电包和/或放电包的端电压的变化和/或电池/电池单元的部分平衡的弛豫时间）。

由此，控制电路系统16可以以下述方式来适应性修改、调整和/或控制充一个或更多个电脉冲的形状、幅度和/或宽度以及一个或更多个放电脉冲的形状、幅度和/或宽度（经由控制充电电路系统12），该方式使得在后来的充电期间电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。

继续参照图5B，除了控制充电脉冲和/或放电脉冲的幅度和宽度之外，控制电路系统16还可以控制休息期中的一个或两个休息期的持续时间（T_inter和T_rest）。在一个实施方式中，控制电路系统16经由充电电路系统12来调整充电脉冲和/或放电脉冲的幅度和宽度以及休息期中的一个或两个休息期的持续时间（T_inter和T_rest），以维持充电包的恒定周期（T_packet）。或者，控制电路系统16可以适应性修改、调整和/或控制与电池/电池单元的端电压的变化有关的充电脉冲和/或放电脉冲的幅度和/或持续时间以及适应性修改、调整和/或控制休息期中的一个或两个休息期的持续时间（T_inter和T_rest），以例如，适应与电池/电池单元对充电的响应有关的其他考虑和参数（例如，电池/电池单元的部分平衡的弛豫时间）。

与过电位有关的预定限制和/或预定范围可以是固定的或者可以改变或被调整，例如，随着时间或者使用和/或基于电池/电池单元的一个或更多个状况或者状态和/或电池/电池单元对充电或者在充电期间的响应。在一个实施方式中，预定限制和/或预定范围是基于经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式的。例如，基于经验数据，与电池/电池单元相关联的控制电路系统16可以确定、计算、估计和/或使用基于电池/电池单元的一个或更多个状况或者状态（例如，电池/电池单元的SOC和/或SOH）和/或电池/电池单元对充电或者在充电期间的响应的预定范围。这样的预定范围可以是固定的（例如，符合固定的或者预定的式样）或者可以是可变的。

在一个实施方式中，预定限制和/或预定范围的变化可以基于电池/电池单元的一个或更多个状况或者状态和/或电池/电池单元对充电处理或者在充电处理期间的响应。例如，预定范围可以基于或者根据电池/电池单元的一个或更多个参数而改变和/或适应性修改，该电池/电池单元的一个或更多个参数包括，例如，SOC、SOH、响应于包的端电压的变化和/或弛豫时间（电池/电池单元的部分平衡的）。在一个实施方式中，其中电池/电池单元是采用常规化学性质、设计和材料的典型的可再充电锂离子（Li+）电池/电池单元，预定范围可以取决于电池/电池单元的SOC，并且可以取决于电池的具体化学性质、设计和材料以及电池的SOC而介于10mv与125mv范围中间。例如，在一个实施方式中，预定范围可以（i）当电池的SOC为0-5%时为100mV±5%，（ii）当电池/电池单元包括5%-20%之间的SOC时为60mV±5%，（iii）当电池/电池单元包括20%-40%之间的SOC时为50mV±5%，（iv）当电池/电池单元包括40%-60%之间的SOC时为40mV±5%，（v）当电池/电池单元包括60%-80%之间的SOC时为30mV±5%，（vi）当电池/电池单元包括80%-100%之间的SOC时为25mV±5%。可以根据SOH总体地修改和/或减少这些值。

实际上，如上所述，在一个示例性实施方式中，在0-20%的SOC处的净有效充电电流可以是1-1.5C，并且在80%-100%的SOC处，净有效充电电流可以减少至0.1-0.4C。特别地，净有效充电电流随着时间的变化的递减可以是线性的或者非线性的（例如，代表扩散受限的运输动力的时间的平方根）（参见，例如，图7）。也可以使净有效充电电流一开始在SOC小于10%时为低，然后使其在5-20%的SOC左右达到最大值，然后逐渐地使其在90-100%的SOC附近降低至下限值。所有这些是净有效充电电流的递减函数的各种实施方式，以优化充电电流和充电时间为目的同时考虑到电池中的潜在物理机制，例如，锂离子的质量输运、反应动力学和/或其关联的时间常数、和/或在锂离子的插入期间阳极中的应变。

由此，在一个实施方式中，控制电路系统16可以基于电池/电池单元的状况或者状态（例如，基于或者使用代表电池/电池单元的SOC、电池/电池单元的SOH和/或部分弛豫时间的数据）来计算、确定和/或使用一个或更多个预定范围。也就是说，由控制电路系统16所采用并且用来估算端电压的变化的预定范围可以取决于电池/电池单元的状况或者状态（例如，电池/电池单元的SOC和电池/电池单元的SOH）。

在一个实施方式中，基于或者使用初始化、特征化和/或校准数据，控制电路系统16或者外部电路系统可以计算或者确定用于具体的电池/电池单元的过电位的预定限制和/或预定范围的初始集合。例如，在一个实施方式中，基于或者使用（i）初始化、特征化和/或校准数据以及（ii）经验数据、试验数据、模拟数据、理论数据和/或数学关系式，控制电路系统16或者外部电路系统可以计算、估计或者确定用于具体的或者关联的电池/电池单元的预定限制和/或预定范围的集合。这样的过电位的预定限制和/或预定范围可以基于电池/电池单元的一个或更多个状态（例如，电池的SOC）。实际上，控制电路系统16可以随着电池/电池单元的使用或者寿命自适应地调整预定范围，例如，基于电池/电池单元的变化情况（例如，测量的电池/电池单元的SOH）。

特别地，可以通过控制电路系统16或者通过除了控制电路系统16以外的电路系统（例如，相对于控制电路系统16是“装置外”或者“芯片外”的电路系统）来计算或者确定过电位的预定限制和/或预定范围的集合。在制造、试验或者校准期间预定限制和/或预定范围可以被存储在存储器中（例如，数据库或者查询表中），并且在操作期间可进入到本发明的自适应电路系统和/或处理。

在一个实施方式中，过电位的预定限制和/或预定范围的集合（基于，例如，电池/电池单元的SOC和/或SOH）可以（例如，在制造、试验或者校准期间）被计算或者确定并且被存储在存储器中。其后，控制电路系统16可以基于电池/电池单元的状况（例如，电池/电池单元的SOC或者SOH），来调整或者适应性修改过电位的预定限制和/或预定范围的集合。或者，存储器可以存储预定限制和/或预定范围的多个集合（例如，在查询表或者矩阵中）并且控制电路系统16基于电池/电池单元的一个或更多个状况（包括电池/电池单元的SOC和SOH）来采用给定的预定范围。由此，在该实施方式中，由控制电路系统16采用的预定范围取决于电池/电池单元的SOH和电池/电池单元的SOC，电池/电池单元的SOH指定或者“标识”预定限制和/或预定范围的集合，电池/电池单元的SOC指定或者“标识”预定范围的集合之内的具体预定限制和/或预定范围。在这些实施方式中，控制电路系统16基于或者响应于电池/电池单元的退化的SOC和SOH来适应性修改对充电处理的控制。预定限制和/或预定范围的集合还可以取决于其他考虑，例如电池/电池单元的其他参数的状态或者状况，包括例如响应于每个包的电池/电池单元的电压的变化、电池/电池单元的弛豫时间和/或温度（例如，在一个实施方式中，过电位的预定限制和/或预定范围可以随着电池/电池单元的温度的增加而增加）。

过电位的预定限制或者预定范围可以被存储在现在已知或者以后开发的任何存储器中；全部这些存储器意欲落入本发明的范围之内。例如，存储器可以是永久性存储器、非永久性存储器或者临时存储器（例如，直到被再次编程）。在一个实施方式中，存储器可以是一次性可编程的，并且/或者一个或更多个预定范围的数据、方程、关系、数据库和/或查询表可以被存储在一次性可编程存储器中（例如，在试验期间或者在制造时被编程）。在另一个实施方式中，存储器是多于一次性可编程的，并且因而，在初始存储之后（例如，在试验和/或制造之后）经由外部的或者内部的电路系统可以更新、写、再写和/或一个或更多个修改预定范围。

参照图1A至图1C，存储器18可以被集成在或者嵌入其他电路系统中（例如，控制电路系统16）和/或分立。存储器18可以是任何种类或者类型的存储器（例如，EEPROM、Flash、DRAM和/或SRAM）。存储器18可以存储代表预定范围、方程和关系的数据。这样的数据可以被包含在数据库和/或查询表中。

如上所述，在特定的实施方式中，与实现本发明的自适应充电电路系统和技术有关的两个考虑包括：（i）最小化和/或减少总充电时间和（ii）最大化和/或增加循环寿命。这导致净有效充电电流的规格。此外，为了最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命，可以期望以下述方式给电池/电池单元充电，（i）以低电流的方式和/或（ii）在充电周期之间设置缓和或者休息期。由此，在某些方面，本发明的充电电路系统实现下述自适应技术：该自适应技术设法（i）最小化和/或减少电池/电池单元的总充电时间和（ii）最大化和/或增加电池/电池单元的循环寿命（通过例如，最小化和/或降低充电操作的老化机构）。

在一个实施方式中，控制电路系统16可以在每个充电循环以小于十次的次数来估计电池/电池单元的过电位。在优选的实施方式中，控制电路系统16在每个充电循环以在四次与八次之间的次数来估计电池/电池单元的过电位。此外，在一个实施方式中，当电池/电池单元的SOC大于预定值时（例如，在一个实施方式中，大于80%，并且在优选的实施方式中，大于90%），控制电路系统16停止（i）确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位（经由测量或者监控端电压），和/或（ii）确定过电位是否低于预定值和/或在预定范围之内，和/或（iii）对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电或者电流信号的特性（例如，施加的电荷或者电流的量）进行适应性修改、调整和/或控制，以使得由于这样的充电造成的电池/电池单元的过电位低于预定值和/或在预定范围之内。在该实施方式中，当控制电路系统16在电池/电池单元的SOC小于预定值的情况下对过电位进行确定、测量和/或监控时（例如，使用本文中描述的技术中的任何技术），控制电路系统16可以停止（i）确定、测量和/或监控电池/电池单元的过电位（经由测量或者监控端电压），和/或（ii）确定过电位是否低于预定值和/或在预定范围之内，和/或（iii）在电池/电池单元的SOC大于预定值的情况下（例如，处于SOC的80%或者SOC的90%），对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的充电或者电流信号的特性（例如，施加的电荷或者电流的量）进行适应性修改、调整和/或控制。

如上所述，尽管上述的讨论涉及过电位，该讨论也适用于除了过电位以外的电池/电池单元的整个弛豫时间。因而，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以（i）在间歇的、连续的和/或周期的基础上确定、测量和/或监控电池/电池单元的整个弛豫时间（经由测量或者监控端电压），（ii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上确定整个弛豫时间是否低于预定值和/或在预定范围之内，和/或（iii）在间歇的、连续的和/或周期的基础上对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流信号或者充电信号的特性（例如，施加的电荷或者电流的量）进行适应性修改、调整和/或控制，以使得由于这样的充电造成的电池/电池单元的整个弛豫时间低于预定值和/或在预定范围之内。为了简洁起见，将不重复与整个弛豫时间相关的讨论。

本文中描述和示出了许多发明。虽然已经描述和示出了发明的某些实施方式、特征、属性和优势，应该理解的是，根据描述和所示出的，本发明的许多其他实施方式、特征、属性和优势，以及不同的和/或类似的实施方式、特征、属性和优势是明显的。因而，本文中描述和示出的发明的实施方式、特征、属性和优势不是详尽的，并且应该理解，其他的、类似的以及不同的本发明的实施方式、特征、属性和优势在本发明的范围之内。实际上，本发明既不限于任何单一方面或其实施方式，也不限于这样的方面和/或实施方式的任何组合和/或排列。而且，本发明的方面中的每个方面和/或其实施方式可以被单独使用或者结合本发明的其他方面的一个或更多个方面和/或其实施方式来使用。

例如，本发明的自适应充电技术和电路系统可以对本文中讨论的参数（包括，例如，（i）响应于一个或更多个充电/放电脉冲的端电压的变化，（ii）部分弛豫时间，（iii）电池/电池单元的SOC，（iv）整个弛豫时间或者过电位和/或（v）电池/电池单元的SOH（或者SOH的变化））中的一个或更多个参数（或者全部参数）进行监控和/或确定，并且响应性地对充电时序的特性（例如，充电的量、休息期的长度和相对位置、充电信号的幅度、充电或者充电信号的持续时间或者宽度和/或充电信号的形状）进行适应性修改，以控制这些参数中的一个或更多个参数（或者全部参数）。本发明不限于这样的监控和/或适应性修改的任何组合和/或排列。实际上，控制电路系统可以以任何组合来采用这样的技术和/或控制这样的参数；这样的全部组合或者排列意欲落入本发明的范围之内。

例如，在一个实施方式中，控制电路系统使用以不同比率确定的上述参数中的一个或更多个参数（或者全部参数）的状态或者状况来对注入到电池/电池单元中的电荷的特性进行适应性修改、调整和/或控制（经由控制例如，由充电电路系统输出的电流信号的形状、幅度和/或持续时间）。参照图17A至图17E，控制电路系统可以实现一个或更多个自适应循环以确定是否对注入到电池/电池单元中的电荷的特性进行适应性修改、调整和/或控制（经由控制充电电路系统）。例如，控制电路系统可以采用第一自适应循环，该第一自适应循环监控和/或确定响应于一个或更多个充电/放电脉冲（例如，一个或更多个包的）的端电压的变化和/或部分弛豫时间，以响应地对充电时序的特性进行适应性修改（参见，例如，图18A）。在这里，控制电路系统可以以第一比率（例如，1至100ms）对第一循环的参数进行监控和/或确定，和/或基于或者使用第一循环的参数响应性地对充电时序的特性进行适应性修改。

此外或者作为替代，控制电路系统可以采用第二自适应循环，该第二自适应循环确定或者估计电池/电池单元的SOC和/或整个弛豫时间或者过电位，以响应性地对充电时序的特性进行适应性修改（参见，例如，图18B）。在这里，控制电路系统可以以第二比率（小于第一比率-例如，1至1000秒）对第二循环的参数进行监控和/或确定或者估计，和/或基于或者使用第二循环的参数响应地对充电时序的特性进行适应性修改。

此外或者作为替代，控制电路系统可以采用第三自适应循环，该第三自适应循环确定或者估计电池/电池单元的SOH（或者SOH的变化）以响应性地对充电时序的特性进行适应性修改。（参见，例如，图18C）。在这里，控制电路系统可以以第三比率（小于第一比率和第二比率，例如，在预定数目的电循环和/或放电循环（例如，1-10个充电循环和/或放电循环）之后）对第三循环的参数进行监控和/或确定或者估计，和/或基于或者使用第三循环的参数响应性地对充电时序的特性进行适应性修改。

特别地，此外或者作为替代，控制电路系统可以采用第四自适应循环，该第四自适应循环确定或者估计在充电期间电池/电池单元的温度（或者温度的变化），以响应性地对充电时序的特性进行适应性修改（参见，例如，图18D）。在这里，控制电路系统可以以第四比率（与第一比率、第二比率和/或第三比率不同-例如，每隔5分钟和/或在SOC确定或者估计期间）对电池/电池单元的温度进行监控和/或确定或者估计，和/或基于或者使用电池/电池单元的温度响应性地对充电时序的特性进行适应性修改。

参照图17E，控制电路系统可以实现包括N（其中N为自然数-即1，2，…）个自适应循环的技术，其中控制电路系统以相应的速率确定或者估计与每个循环相关联的参数和/或基于或者使用每个循环的关联的参数来响应性地对充电技术的特性进行适应性修改。特别地，在上述的实施方式中的每个实施方式中，监控电路系统可以按照上述的比率和/或连续地、间歇地和/或周期性地对电池/电池单元的状态、参数和/或特性进行监控（例如，端电压）。

由此，本发明的自适应充电技术和电路系统可以基于一个或更多个不同的参数来各自实现一个或更多个自适应循环。本发明不限于这样的自适应循环的任何组合和/或排列。实际上，控制电路系统可以单独地/分别地使用这些自适应循环或者以任何结合来使用这些自适应循环；这些自适应循环的所有组合或者排列意欲落入本发明的范围之内。

控制电路系统所基于的、来实现自自适应循环的比率可以是基于时间的和/或基于事件的。例如，控制电路系统可以基于一个或更多个事件和/或充电响应特性（例如，电池/电池单元提供的和/或保留的电荷与SOC或者SOH数据是“不一致的”和/或在充电期间电池/电池的SOC、SOH、弛豫时间和/或端子处的电压之间存在“不一致性”），来估计、计算、测量和/或确定SOC或者SOH（和/或其改变）。也就是说，在一个实施方式中，响应于检测一个或更多个事件（例如，充电时序/循环的开始或者开启）和/或“可触发的”充电响应特性（由于，例如，电池充电响应特性或者参数之间的“不一致性”，该不一致性暗示例如SOH（可以被存储在存储器中）不可以作为估计值或者确定值），控制电路系统对电池/电池单元的SOH（和/或SOH的变化）进行估计、计算、测量和/或确定并且基于或者使用电池/电池单元的SOH（和/或SOH的变化）来适应性修改、调整和/或控制注入到电池/电池单元中的电荷的量。

此外，尽管在用于基于锂离子工艺/化学的电池/电池单元（例如，锂-钴二氧化物、锂-锰二氧化物、锂-铁磷酸盐和锂-铁二硫化物）的电路系统和/或技术的情况下描述和/或示出了多个示例性实施方式，但是还可以结合其他电解质电池化学处理/工艺来实现本文中描述和/或示出的发明，其他电解质电池化学处理/工艺包括例如，镍镉和其他镍金属氢化物化学处理/工艺。因而，在基于锂离子的电池/电池单元的情况下陈述的实施方式仅仅是示例性的；并且实现本文中描述的本发明的特征中的一个或更多个特征的其他电解质电池化学处理/工艺意欲落入本发明的范围之内。要理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下可以利用其他实施方式以及可以做出操作上的变化。实际上，为了示出和描述的目的而提出发明的示例性实施方式的以上描述。意在发明的范围不只限于以上的描述。

除此之外，如以上所讨论的那样，控制电路系统可以间歇地、连续地和/或周期性地对响应于充电或者放电信号、包和/或脉冲的电池/电池单元的端电压的变化进行估计、计算、测量和/或确定。此外，控制电路系统可以基于端电压的变化是否在预定范围之内来（经由对例如充电电路系统的信号输出的形状、幅度和/或持续时间进行控制）间歇地、连续地和/或周期性地对充电或者放电信号、包和/或脉冲的特性进行适应性修改、调整和/或控制。由此，在一个实施方式中，自适应充电技术和/或电路系统间歇地，连续地和/或周期性地测量或者监控电池/电池单元的端电压。基于或者使用这样的数据，自适应充电技术和/或电路系统可以间歇地，连续地和/或周期性地对电池/电池单元的后来的充电和放电进行确定和/或适应性修改，以使得端电压的变化在预定范围之内。因此，本发明的自适应充电技术和/或电路系统可以（i）在间歇的、连续的和/或周期性的基础上测量或者监控电池/电池单元的端电压，（ii）在间歇的、连续的和/或周期性的基础上确定端电压的变化（响应于充电脉冲和放电脉冲）是否在预定范围之内，和/或（iii）在间歇的、连续的和/或周期性的基础上对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的特性（例如，施加的电荷或者电流的幅度）进行适应性修改、调整和/或控制以使得端电压的变化在预定范围之内。所有的排列和组合意欲落入本发明的范围之内。实际上，这样的实施方式适用于下述充电技术和/或电路系统：该充电技术和/或电路系统施加或者注入（i）具有一个或更多个充电脉冲的充电包和（ii）具有一个或更多个充电脉冲和一个或更多个放电脉冲的充电包。

此外，在一个实施方式中，由电流充电电路系统生成到、输出到和/或施加到电池/电池单元的示例性充电信号和放电信号可以被表征为包括多个包（例如，大约1,000至大约50,000个包（取决于初始的SOC和最终的SOC）），其中每个包包括多个电流脉冲（例如，每个包中1至大约50个脉冲）（参见，图3A至图3K以及图5A，其中，用作说明的示例性包描述各种特性（例如，可编程的数目的脉冲、脉冲形状、时序、充电脉冲和放电脉冲的组合和/或间隔、脉冲宽度和/或占空比））。充电脉冲和放电脉冲可以是任意形状（例如，矩形的、三角形、正弦曲线的或者正方形）（参见，例如，图19A至图19D以及图20A至图20D）。此外，电流或者充电脉冲可以包括充电脉冲和放电脉冲（每个具有固定的、可编程的和/或可控制的形状、脉冲宽度和/或占空比）（参见，例如，图3C至图3G以及图5B）。

此外，包还可以包括具有可编程的或者可控制的持续时间的一个或更多个休息期。也就是说，每个包可以包括下述一个或更多个休息期，其中每个休息期（如果多于一个）具有可编程的和/或可控制的时间宽度/持续时间（参见，例如，图5A和图5B）。

特别地，在一个示例性实施方式中，包的充电脉冲和/或放电脉冲是包括大约1ms与大约100ms之间的持续时间的，并且优选地小于30ms的成正方形的脉冲。（参见，例如，图5A和图5B）。该示例性包包括其中幅度和占空比是可编程的一个或两个充电脉冲和一个放电脉冲（例如，充电脉冲与放电脉冲为1：1、2：1和/或3：2）（参见，例如，图5A和图5B）。此外，在该示例性实施方式中，每个包包括具有可编程的和/或可控制的时间宽度/长度的一个休息期。在一个示例性实施方式中，中间的休息期包括大约1ms与大约20ms之间的时间长度或者持续时间。此外，在一个示例性实施方式中，休息期包括大约1ms与大约200ms之间的时间长度或者持续时间。特别地，控制电路系统16基于或者使用代表电池/电池单元的弛豫时间的数据来适应性修改可编程的休息期的时间宽度/长度（例如，图5A和图5B中的休息期（T_rest））。

实际上，在操作中，充电脉冲和/或放电脉冲的特性中的一个特性、一些特性或者全部特性是经由充电电路系统12可编程的和/或可控制的，该充电脉冲和/或放电脉冲的特性包括例如，脉冲的形状、幅度和/或持续时间。此外，（包内的）充电脉冲和放电脉冲的顺序是经由充电电路系统12可编程的。例如，放电脉冲可以在充电脉冲之前和/或包可以包括比放电脉冲多的充电脉冲（例如，充电脉冲与放电脉冲为2：1或者3：2）或者比充电脉冲多的放电脉冲（例如，放电脉冲与充电脉冲为2：1或者3：2）。

此外，充电脉冲和/或放电脉冲的幅度可以在包之内变化（并且是经由控制电路系统可编程的和/或可控制的），充电脉冲和/或放电脉冲的持续时间可以变化（并且是经由控制电路系统可编程的和/或可控制的），和/或一个或更多个休息期的持续时间和/或定时可以在包之内变化（并且是经由控制电路系统可编程的和/或可控制的）。此外，控制电路系统可以采用这样的可编程特性以使得响应于这样的脉冲的电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内。

如上文所暗示的那样，控制电路系统可以经由充电电路系统对输入到电池/电池单元中的电荷的量和/或从电池/电池单元移除的电荷的量进行管理、调整、编程和/或控制。例如，可以经由调整、控制和/或修改充电脉冲的特性（例如，脉冲幅度、脉冲宽度/持续时间和脉冲形状），来控制输入到电池/电池单元中的电荷的量。类似地，可以经由调整、控制和/或修改放电脉冲的特性（例如，脉冲幅度、脉冲宽度/持续时间和脉冲形状），来控制从电池/电池单元移除的电荷的量。

此外或者作为替代，控制电路系统可以经由控制充电电路系统来对输入到电池/电池单元的电荷的量与从电池/电池单元移除的电荷的量随着时间的比率进行管理、调整、编程和/或控制。在一个实施方式中，控制电路系统适应性修改、调整和/或控制充电包（将特定或者预定量的电荷输入到电池/电池单元）与放电包（将特定或者预定量的电荷从电池/电池单元移除）的比率。例如，控制电路系统可以设置充电包与放电包的比率在5与10之间，并且在优选的实施方式中该比率大于10。

此外或者作为替代，在另一个实施方式中，控制电路系统可以在每个包的基础上（即，充电包和/或放电包）来调整、编程和/或控制比率。在这点上，控制电路系统对每个包输入的电荷的量以及每个包移除的电荷的量进行适应性修改、编程和/或控制以设置、管理、调整、编程和/或控制输入到电池/电池单元的电荷的量与从电池/电池单元移除的电荷的量随着时间的比率。由此，在该示例性实施方式中，控制电路系统在包接着包的基础上经由控制充电电路系统来调整、编程和/或控制比率。

特别地，输入的电荷的量与移除的电荷的量的较小的比率将趋向使充电时间延长至例如，小于最优值。在这些情况下，充电技术经由增加充电时间来增加循环寿命。然而，如同上文所指示的那样，在某些方面，本发明的自适应充电电路系统和技术可以设置、提高、控制、优化和/或调整充电属性以（i）最小化和/或减少总充电时间以及（ii）最大化和/或增加循环寿命。因而，在某些实施方式中，本发明的自适应充电电路系统和技术可以设置、提高、控制、优化和/或调整充电属性以在不使用、增加和/或最大化电池/电池单元的循环寿命的情况下减少充电时间。类似地，在某些实施方式中，本发明的自适应充电电路系统和技术可以设置、提高、控制、优化和/或调整充电属性以在不使用、减少和/或最小化电池/电池单元的充电时间的情况下增加电池/电池单元的循环寿命。

由此，当实现本文中描述和示出的自适应充电技术（对施加到电池/电池单元或者注入到电池/电池单元中的电流或者电荷的一个或更多个特性进行适应性修改、调整和/或控制，以使得电池/电池单元的端子处的电压的变化在预定范围之内的充电技术）中的一个或更多个技术时，充电脉冲和/或放电脉冲的特性是可编程的、可控制的并且由控制电路系统确定的。

连续的充电包和放电包的特性可以是重复的。也就是说，充电脉冲、放电脉冲和休息期的组合（以组合的方式形成包）可以是重复的。充电信号或者放电信号的这样的包可以是重复的。充电脉冲和放电脉冲的全部组合或者排列意欲落入本发明的范围之内。

特别地，在整个充电周期内可以重复这样的充电信号和放电信号。控制电路系统可以经由对包括充电脉冲、放电脉冲和包的休息期的组成包中的一个或更多个包进行控制，来控制、调整、计算和/或变化充电信号和/或放电信号的参数或者特性中的一个或更多个参数或者特性。例如，一个或更多个充电信号和/或放电信号的一个或更多个包的充电脉冲和/或放电脉冲的特性或者参数，也就是脉冲的形状、持续时间和/或电流幅度，可以如本文中描述的那样被自适应地修改以实现本文中描述的自适应充电算法或者技术。实际上，在一个实施方式中，充电信号的持续时间可以从一毫秒到几秒。此外，放电信号的持续时间（在一个实施方式中）可以从一毫秒到几百毫秒。

特别地，自适应充电技术或者算法可以通过调整和/或控制在放电周期期间移除的电荷的量（通过，例如，控制一个或更多个放电信号和/或周期的特性）、在充电周期期间增加的电荷的量（通过，例如，控制一个或更多个充电信号和/或周期的特性）和/或休息期的时间量来自适应地获得或者提供预定弛豫时间或者周期。这些的全部组合或者排列意欲落入本发明的范围之内。在这点上，充电信号、放电信号和休息期中的每一个可以被适应性修改以控制和/或管理电池的电池单元的弛豫时间。除了适应性修改（彼此相关的）充电信号、放电信号和休息期的顺序之外，控制电路系统可以对充电信号、放电信号和休息期的可变特性中的一个或更多个特性进行变化、调整和/或控制。用这种方法，控制电路系统可以通过调整和/或控制在放电周期期间移除的电荷的量（通过，例如，控制一个或更多个放电信号和/或周期的特性）、在充电周期期间增加的电荷的量（通过，例如，控制一个或更多个充电信号和/或周期的特性）和/或休息期的特性，来获得或者提供期望的或者预定的弛豫时间或者周期（例如，在规定范围之内的弛豫时间）。在一个实施方式中，自适应充电技术或者算法采用放电信号的时序，其中在放电信号中的每个放电信号之后计算、确定和/或测量弛豫时间。用这种方法，控制电路系统可以自适应地确定应该被移除的电荷的总量（并且响应于此，相应地控制充电电路系统）。

存在许多涉及在充电或者充电信号期间给电池/电池单元增加的电荷的量以及在放电信号期间移除的电荷的量的排列。全部排列意欲落入本发明的范围之内。特别地，每个排列可以导致不同的弛豫周期。此外，在每个排列内，存在大量的子排列，该子排列i）将充电或者充电信号的特性（例如，充电信号的持续时间、形状和/或幅度）进行组合，其结果确定给电池单元增加的电荷的量；以及ii）将放电信号的特性（例如，放电信号的持续时间、形状和/或幅度）进行组合，其结果确定从电池单元移除的电荷的量；以及iii）休息期的时间的长度。充电或者充电信号的特性可以与放电信号的特性不同。也就是说，充电信号的持续时间、形状和/或幅度中的一个或更多个可以与放电信号的持续时间、形状和/或幅度中的一个或更多个不同。

如上文所指示的那样，放电信号（负电流信号）可以包括多个放电脉冲以及一个或更多个充电脉冲（参见，例如，图2C、图2D以及图3K至图3N）。放电信号将电荷从电池/电池单元移除并且可以被用于减少用于电池/电池单元端电压返回到平衡的时间周期。在这点上，放电周期可以将没有扩散进阳极的剩余电荷移除，并且由此可以例如促成老化机构，示例包括增厚固体电解质界面（SEI）层或者金属电镀锂。明显地，在充电信号期间给电池单元增加的电荷与在放电周期期间从电池单元移除的电荷之间的差确定在一个周期内给电池单元增加的净总电荷。该净总电荷除以周期可以确定净有效充电电流。充电信号和放电信号的全部组合与排列意欲落入本发明的范围之内。

如上所述，可充电电池/电池单元（例如锂离子电池/电池单元）的SOC是代表和/或指示电池/电池单元中可利用的电荷的水平的参数。可以被表征为电池/电池单元的标称满充电率的百分比，其中100%的SOC指示电池/电池单元充满电并且零读数指示电池/电池单元被完全放电。（参见，例如，（1）Maluf等人于2010年5月21日提交的序列号为61/346,953的美国临时专利申请“MethodandCircuitrytoControlChargingofaRechargeableBattery”，（2）Maluf等人于2010年6月24日提交的序列号为61/358,384的美国临时专利申请“MethodandCircuitrytoMeasuretheStateofChargeandImpedanceofaRechargeableBatteryandtoAdaptivelyControltheChargingofSame”，（3）Maluf等人于2010年7月27日提交的时序号为61/368,158的美国临时专利申请“MethodandCircuitrytoAdaptivelyChargeaRechargeableBattery”以及（4）Ghantous等人于2011年2月4日提交的美国临时申请第61/439,400号“MethodandCircuitrytoAdaptivelyChargeaBattery/Cell”）。

本发明可以采用现在已知的或者以后开发的任何技术和/或电路系统，这些技术和/或电路系统可以被用于估计、计算、测量和/或确定电池/电池单元的参数，包括例如，电池/电池单元的SOC或者SOH。例如，在一个实施方式中，本发明采用美国临时专利申请中描述和/或示出的技术和/或电路系统，具体地，在序列号为61/358,384的美国临时申请（发明者：Maluf等人，2010年6月24日提交的）中描述和/或示出的技术和/或电路系统，以估计、计算、测量和/或确定电池/电池单元的SOC。在这点上，在一个实施方式中，控制电路系统可以计算、测量和/或确定弛豫时间（响应于施加的电荷，例如，一个或更多个充电脉冲）并且此后使弛豫时间与电池/电池单元的SOC相关联。除此之外，或者作为替代，控制电路系统可以计算、测量和/或确定响应于施加的电荷（例如，一个或更多个充电脉冲）的端电压的变化的特性并且其后使特性的该种变化（例如，峰值幅度和/或增加）与电池/电池单元的SOC相关联。

如上所述，在本发明的另一个方面中，电路系统和/或技术测量电池/电池单元的SOC。在这里，电路系统和/或技术采用电压和电流以获得、测量、监控、计算和/或估计代表电池/电池单元的SOC的数据。在这点上，本发明可以测量代表由于一个或更多个充电脉冲的电池/电池单元的弛豫时间的数据，并且基于该数据，确定电池/电池单元的SOC。如上所述，除其他参数之外，电路系统和/或技术还可以采用电池/电池单元的温度。在这里，监控电路系统可以包括一个或更多个下述温度传感器（未示出）：该温度传感器被热耦接到电池/电池单元以生成、测量和/或提供代表电池/电池单元的温度的数据。

代表弛豫时间的数据可以与响应于施加一个或更多个充电脉冲给电池/电池单元增加的电荷的量、电池/电池单元的SOC以及电池/电池单元的温度相关联。使用对应于或者代表对于给定充电脉冲或者多个脉冲（以及温度）的弛豫时间的数据，电路系统和技术可以估计、导出、确定、计算、生成和/或获得弛豫时间与电池/电池单元的SOC的相互关系。在一个实施方式中，可以确定、估计、计算、生成和/或获得使测量的弛豫时间与电池/电池单元的SOC相关联的函数关系或者查询表（通过装置上和/或装置外进行的电路系统和/或技术）。弛豫时间与电池/电池单元的SOC的相互关系（例如，上述的关系或者查询表）可以被本发明的电路系统和/或技术所采用以基于或者使用电池/电池单元的SOC来适应性修改电池/电池单元的充电概貌，以例如，减轻、最小化和/或降低充电操作对电池/电池单元的SOH的不利影响以及增加、改进和/或最大化电池/电池单元的循环寿命。

除此之外，或者作为替代，本发明可以测量代表由于一个或更多个充电脉冲的电压改变（例如，增加）的特性（例如，峰值幅度）的数据，并且基于该数据，确定电池/电池单元的SOC。使用对应于或者代表由于一个或更多个充电脉冲的电压改变（例如，增加）的特性（例如，峰值幅度）的数据，电路系统和技术可以导出、确定、计算、生成和/或获得电压改变的峰值幅度与电池/电池单元的SOC的相互关系。在一个实施方式中，可以确定、计算、生成和/或获得使电压改变的峰值幅度与电池/电池单元的SOC相关联的函数关系或者查询表。电压改变的峰值幅度与电池/电池单元的SOC的相互关系（例如，上述的关系或者查询表）可以被电路系统和/或技术（可以是装置上和/或装置外）所采用，以基于或者使用电池/电池单元的SOC来适应性修改电池/电池单元的充电操作。自适应地控制充电属性或者特性可以减轻、最小化和/或降低充电操作对电池/电池单元的SOH的不利影响并且由此增加、改进和/或最大化电池/电池单元的循环寿命。

如上文所暗示的那样，代表可充电电池/电池单元的SOC的数据可以取决于温度。考虑到这一点，基于或者使用电池/电池单元的SOC来自适应地给这样的电池/电池单元充电的电路系统和技术还可以考虑与电池/电池单元的充电特性有关的电池/电池单元的温度。由此，虽然可能不一定提及温度，但是该种数据可以取决于电池/电池单元的温度。

特别地，在一个实施方式中，经由施加短充电脉冲或者放电脉冲的电路系统可以实现弛豫时间、SOC的测量和/或过电压电位的测量。可以在充电电路系统中或者在测量电路系统中实现这样的电路系统。例如，在一个实现中，通过开关来门控电流源，并且（例如，连续地）监控电池/电池单元的端电压。在另一个实现中，充电电路系统的电路系统可以被用于生成短充电脉冲或者放电脉冲。例如，膝上型计算机或者智能手机包括负责给电池充电的集成充电电路。通过通信总线（例如I2Cor）来直接地控制充电集成电路。

如上文所指出的那样，监控电路系统对电池/电池单元的下述特性进行监控、感测、检测和/或采样（在间歇的，连续的和/或周期的基础上）：该电池/电池单元的特性包括，例如，电池/电池单元对一个或更多个充电脉冲的响应、端电压以及温度。在一个实施方式中，监控电路系统包括确定电压的传感器（例如，电压表）和/或确定电流的传感器（例如，电流计）。（参见，例如，图1D）。监控电路系统和技术可以是那些本文中描述的、现在已知的或者以后开发的、用于获取被控制电路系统所采用以适应性修改电池的充电属性的数据的监控电路系统和技术；所有这样的监控电路系统和技术意欲落入本发明的范围之内。

此外，如上所述，控制电路系统从监控电路系统获取数据并且对响应于充电/放电脉冲和包的电压的变化、由于一个或更多个充电脉冲的电池/电池单元的弛豫时间、由于一个或更多个充电/放电脉冲的OCV的特性（例如，峰值幅度）和/或电池/电池单元的阻抗进行估计、计算和/或测量，并且如果有的话，则通过控制充电电路系统的操作来适应性修改充电处理。本发明可以采用不论是本文中描述的、现在已知的还是以后开发的任何控制电路系统和充电电路系统来给电池/电池单元充电以及适应性修改充电处理。

此外，如上所述，控制电路系统可以进行或者执行对本文中描述和示出的具体方法、技术、任务或者操作进行实现的一个或更多个应用、例程、程序和/或数据结构。应用、例程或者程序的功能性可以是组合的或者分布的。此外，可以通过控制电路系统使用不论是现在已知的还是以后开发的任何编程语言来实现应用、例程或者程序，该编程语言包括例如，汇编、FORTRAN、C、C++以及BASIC，不论是编译的代码还是未编译的代码；上述全部意欲落入本发明的范围之内。

此外，监控电路系统和控制电路系统可以互相共享电路系统以及与其他元件共享电路系统。此外，这样的电路系统可以被分配给也可以执行一个或更多个其他操作的多个集成电路系统，这样的电路系统可以与本文中描述的电路系统分离且与本文中描述的电路系统不同。

如上所述，充电电路系统响应性地将一个或更多个电流或者充电信号施加到电池/电池单元（其可以包括两个端子）。充电电路系统还可以施加一个或更多个充电信号（其提供到电池/电池单元中的电荷或者电流净输入，例如，一个或更多个充电脉冲）和一个或更多个放电信号（提供电荷或者电流从电池/电池单元中的净移除，例如，一个或更多个消耗电荷的放电脉冲（参见，例如，Berkowitz等人于2011年6月30日提交的序列号为61/360,048的美国临时申请“RecoveryofEnergyfromDischargePulses”））。在一个实施方式中，充电电路系统包括电流源（参见，例如，图1D）。除此之外，或者作为替代，充电电路系统可以包括电压电源。如本文中所讨论的那样，充电电路系统响应于来自控制电路系统的一个或更多个控制信号（参见，例如，图1D）。

特别地，有时，术语电池和电池单元被可互换地使用以意指可以被以电的方式充电以及放电的电存储装置。这样的装置可以包括单一电池单元，或者可以包括多个电串联和/或并联的电池单元以形成较大电容量的电池。将注意的是，上述的用于自适应充电的实施方式将适用于作为以电的方式被配置在较大电池组中的单一单元或者多个单元的电池单元或者电池。

特别地，“电路（circuit）”尤其意味着单个部件（例如，电的/电子的）或者许多部件（不论是以集成电路形式、分立的形式还是其他），该许多部件是有源的和/或无源的，并且该许多部件耦接在一起以提供或者进行期望的操作。此外，“电路系统（circuitry）”尤其意味着电路（不论是集成的还是其他）、一组这样的电路、一个或更多个处理器、一个或更多个状态机、一个或更多个执行软件的处理器、一个或更多个门阵列、可编程门阵列和/或现场可编程门阵列、或者一个或更多个电路（不论是集成的还是其他）、一个或更多个状态机、一个或更多个处理器、一个或更多个执行软件的处理器、一个或更多个门阵列、可编程门阵列和/或现场可编程门阵列的组合。术语“数据”尤其意味着不论以模拟形式还是以数字形式的一个或更多个电流信号或者电压信号（复数或者单数），可以是单个比特（诸如此类）或者多个比特（诸如此类）。

还应该注意的是，本文中公开的各种电路和电路系统可以使用计算机辅助设计工具来描述，并且根据他们的行为、寄存器传送、逻辑元件、晶体管、布置几何图形和/或其他特性被表示（或者表现）为在各种计算机可读取媒体中具体化的数据和/或指令。文件和其中可以实现这样的电路表达的其他对象的格式包括但不限于支持行为语言的格式（例如C、Verilog和HLDL），支持寄存器水平描述语言的格式（像RTL），以及支持几何描述语言的格式（例如GDSII、GDSIII、GDSIV、CIF、MEBES）以及任何其他适当的格式和语言。可以包含该种格式化数据和/或指令的计算机可读取媒体包括但不限于，各种形式的非易失性存储媒体（例如，光学的、磁的或者半导体存储媒体）和可以被用于通过无线的、光学的或者有线的信令媒体或者其任何组合来传输这样的格式化数据和/或指令的载波。通过载波传输该种格式化数据和/或指令的示例包括但不限于，经由一个或更多个数据传送协议（例如，HTTP、FTP、SMTP等）来在因特网和/或其他计算机网络上传输（上传、下载、电子邮件等）。

实际上，当经由一个或更多个计算机可读取媒体在计算机系统内接收时，可以通过计算机系统内的处理实体（例如，一个或更多个处理器）来处理上述电路的基于指令的表达和/或数据，结合执行一个或更多个其他计算机程序，包括但不限于，连线表生成程序、位置和路由程序等，以生成该种电路的物理表现的图像或者表示。此后例如，通过使得能够生成在制造工艺中被用于形成电路的各种部件的一个或更多个下述掩模，这样的表示或者图像可以被用在装置制造中。

此外，可以使用计算机辅助设计和/或测试工具经由模拟来表现本文中公开的各种电路和电路系统、以及技术。可以通过计算机系统来实现充电电路系统、控制电路系统和/或监控电路系统，和/或由此实现的技术的模拟，其中，经由计算机系统来模仿、复制和/或预测这样的电路系统以及由此实现的技术的操作和特性。本发明还致力于创造性的充电电路系统、控制电路系统和/或监控电路系统，和/或由此实现的技术的这样的模拟，并且因而，这样的模拟意欲落入本发明的范围之内。对应于这样的模拟和/或测试工具的计算机可读取媒体也意欲落入本发明的范围之内。

在权利要求中，术语“电池”意味着单个电池单元（存储能量）和/或被设置成以电的方式处于串联和/或并联配置的多个电池单元。

特别地，术语“第一”、“第二”等在这里不表示任何顺序、量或者重要性，而是用于把一个元素与其他元素区分开。此外，在权利要求中，术语“一个（a）”和“一个（an）”在这里不表示数量的限制，而是表示存在至少一个所指示的项目。

Claims (36)

1.一种自适应地给电池充电的方法，其中，所述电池包括至少两个端子，所述方法包括：

将充电信号施加到所述电池的所述端子，其中，所述充电信号包括多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个脉冲；

测量所述电池的所述端子处的电压；

确定代表所述电池的弛豫时间的数据，其中，所述弛豫时间是下述(i)与(ii)之间的时间量：(i)与(a)所述充电信号的充电包中的所述至少一个脉冲的结束和/或(b)由于所述充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值对应的时间，(ii)与所述电池的所述端子处的所述电压衰减到至少预定电压时对应的时间；

确定代表弛豫时间的所述数据是否超出预定范围和/或大于预定值；以及

基于或者使用代表所述弛豫时间的所述数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性，所述适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括：如果代表弛豫时间的所述数据超出所述预定范围和/或大于所述预定值，则适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定电压是小于或者等于由于所述充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的10％的电压。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定电压是小于或者等于由于所述充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的5％的电压。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预定范围和/或所述预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于或者使用代表所述弛豫时间的数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括改变所述多个充电包中的时间连续的充电包中的脉冲之间的时间量。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述基于或者使用代表所述弛豫时间的数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括改变所述多个充电包中的一个充电包中的至少一个脉冲的幅度和/或持续时间。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述将充电信号施加到所述电池的所述端子还包括施加多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个充电脉冲和至少一个放电脉冲。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，每个充电包还包括在每个充电包中的最终脉冲终结处的休息期，并且所述方法还包括：基于代表所述弛豫时间的数据来适应性修改(i)每个充电包中的至少一个充电脉冲和/或至少一个放电脉冲的幅度和/或脉冲宽度以及(ii)所述休息期的时间长度。

9.一种自适应地给电池充电的方法，其中，所述电池包括至少两个端子，所述方法包括：

将充电信号施加到所述电池的所述端子，其中，所述充电信号包括多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个脉冲；

测量所述电池的所述端子处的电压；

确定代表所述电池的第一弛豫时间的数据，其中，所述第一弛豫时间是下述(i)与(ii)之间的时间量：(i)与(a)所述充电信号的第一充电包中的所述至少一个脉冲的结束和/或(b)由于所述第一充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值对应的时间，(ii)与所述电池的所述端子处的所述电压衰减到至少第一预定电压时对应的时间；

确定代表所述电池的第二弛豫时间的数据，其中，所述第二弛豫时间是下述(i)与(ii)之间的时间量：(i)与(a)所述充电信号的第二充电包中的所述至少一个脉冲的结束和/或与(b)由于所述第二充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值对应的时间，(ii)与所述电池的所述端子处的所述电压衰减到至少第二预定电压对应的时间，其中，所述第二预定电压小于所述第一预定电压；

确定代表第二弛豫时间的所述数据是否超出预定范围和/或大于预定值；

基于或者使用代表所述第一弛豫时间的所述数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性；以及

如果代表所述第二弛豫时间的所述数据超出所述预定范围和/或大于所述预定值，则适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一预定电压是小于或者等于由于所述第一充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的10％的电压。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一预定电压是小于或者等于由于所述第一充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的5％的电压。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二预定电压是在所述第二充电包之后并且在所述充电信号没有施加到所述电池的情况下恒定或者基本恒定的电压。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二预定电压是大于由于所述第二充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的50％的电压。

14.根据权利要求9所述的方法，其中，所述第二预定电压是下述电压：在该电压处基于或者使用在所述电池的所述端子处的电压的衰减的形式、形状和/或比率来确定所述第二弛豫时间，在所述电池的所述端子处的电压的衰减是由于所述第二充电包中的所述至少一个脉冲造成的。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括：

确定所述第一弛豫时间是否在第一预定范围之内和/或大于第一预定值；以及

其中，所述适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性还包括：当所述第一弛豫时间超出所述第一预定范围和/或大于所述第一预定值的时，适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一预定范围和/或所述第一预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。

17.根据权利要求9所述的方法，其中，所述预定范围和/或所述预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。

18.根据权利要求9所述的方法，其中，所述确定代表所述电池的第二弛豫时间的数据包括确定所述电池的过电位。

19.根据权利要求18所述的方法，还包括：

确定所述所述电池的所述过电位是否在第二预定范围之内和/或大于第二预定值；以及

其中，所述适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性还包括：当所述过电位超出所述第二预定范围和/或大于所述第二预定值时，适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。

20.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第二预定范围和/或所述第二预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。

21.根据权利要求9所述的方法，其中，基于或者使用代表所述第一弛豫时间的数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括改变所述多个充电包中的时间连续的充电包中的脉冲之间的时间量。

22.根据权利要求9所述的方法，其中，基于或者使用代表所述第一弛豫时间的数据来适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括改变所述多个充电包中的一个充电包中的至少一个脉冲的幅度和/或持续时间。

23.根据权利要求9所述的方法，其中，所述将充电信号施加到所述电池的所述端子还包括施加多个充电包，其中每个充电包包括至少一个充电脉冲和至少一个放电脉冲。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，每个充电包还包括在每个充电包中的最终脉冲终结处的休息期，并且所述方法还包括：

基于代表所述第一弛豫时间和所述第二弛豫时间的数据来适应性修改(i)每个充电包中的至少一个充电脉冲和/或至少一个放电脉冲的幅度和/或脉冲宽度，以及基于代表所述第一弛豫时间和所述第二弛豫时间的数据来适应性修改(ii)所述休息期的时间长度。

25.根据权利要求23所述的方法，其中，每个充电包还包括在每个充电包中的最终脉冲终结处的休息期，并且所述方法还包括：

基于代表所述第二弛豫时间的数据来适应性修改(i)每个充电包中的至少一个充电脉冲和/或至少一个放电脉冲的幅度和/或脉冲宽度以及(ii)所述休息期的时间长度。

26.根据权利要求9所述的方法，其中，如果代表所述第二弛豫时间的所述数据超出所述预定范围和/或大于所述预定值则适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括改变所述充电信号的峰值电流。

27.根据权利要求9所述的方法，其中，如果代表所述第二弛豫时间的所述数据超出所述预定范围和/或大于所述预定值则适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括改变所述充电包内的一个或更多个脉冲的占空比。

28.一种自适应地给电池充电的装置，其中，所述电池包括至少两个端子，所述装置包括：

充电电路系统，所述充电电路系统耦接到所述电池，用于生成充电信号并且将所述充电信号施加到所述电池的所述端子，其中，所述充电信号包括多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个脉冲；

测量电路系统，所述测量电路系统耦接到所述电池，用于测量所述电池的所述端子处的电压；

控制电路系统，所述控制电路系统耦接到所述充电电路系统以及所述测量电路系统，并且所述控制电路系统被配置成(i)从所述测量电路系统接收代表所述电池的所述端子处的电压的数据，并且将一个或更多个控制信号输出到所述充电电路系统，其中，所述控制电路系统被配置成：

确定代表所述电池的弛豫时间的数据，其中，所述弛豫时间是所述电池的所述端子处的所述电压衰减到预定电压的时间量；

确定代表弛豫时间的所述数据是否超出预定范围和/或大于预定值；以及

使用代表所述弛豫时间的所述数据来生成所述一个或更多个控制信号，以适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性，所述使用代表所述弛豫时间的所述数据来生成所述一个或更多个控制信号以适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括：如果代表弛豫时间的所述数据超出所述预定范围和/或大于所述预定值，则生成所述一个或更多个控制信号，以适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性。

29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述预定电压是小于或者等于由于所述充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的10％的电压。

30.根据权利要求28所述的装置，其中，所述预定范围和/或所述预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。

31.一种自适应地给电池充电的装置，其中，所述电池包括至少两个端子，所述装置包括：

充电电路系统，所述充电电路系统耦接到所述电池，用于生成充电信号并且将所述充电信号施加到所述电池的所述端子，其中，所述充电信号包括多个充电包，其中，每个充电包包括至少一个脉冲；

测量电路系统，所述测量电路系统耦接到所述电池，用于测量所述电池的所述端子处的电压；

控制电路系统，所述控制电路系统耦接到所述充电电路系统以及所述测量电路系统，并且所述控制电路系统被配置成(i)从所述测量电路系统接收代表所述电池的所述端子处的电压的数据，并且将一个或更多个控制信号输出到所述充电电路系统以改变所述充电信号的一个或更多个特性，其中，所述控制电路系统被配置成：

确定代表所述电池的第一弛豫时间的数据，其中，所述第一弛豫时间是响应于第一充电包所述电池的所述端子处的所述电压衰减到第一预定电压的时间量；

确定所述第一弛豫时间是否超出第一预定范围和/或大于第一预定值；

确定代表所述电池的第二弛豫时间的数据，其中，所述第二弛豫时间是响应于第二充电包所述电池的所述端子处的所述电压衰减到至少第二预定电压的时间量，其中，所述第一弛豫时间基本上小于所述第二弛豫时间；

确定所述第二弛豫时间是否超出第二预定范围和/或大于第二预定值；

使用代表所述第一弛豫时间和所述第二弛豫时间的数据来生成所述一个或更多个控制信号以适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性，所述使用代表所述第一弛豫时间和所述第二弛豫时间的数据来生成所述一个或更多个控制信号以适应性修改所述充电信号的一个或更多个特性包括如果出现下列情况则生成所述一个或更多个控制信号：

所述第一弛豫时间超出所述第一预定范围和/或大于所述第一预定值；

所述第二弛豫时间超出所述第二预定范围和/或大于所述第二预定值。

32.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第一预定电压是小于或者等于由于所述第一充电包中的所述至少一个脉冲造成的在所述电池的所述端子处的电压的变化的峰值的10％的电压。

33.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第二预定电压是在所述第二充电包之后并且在所述充电信号没有施加到所述电池的情况下恒定或者基本恒定的电压。

34.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第二预定电压是下述电压：在该电压处基于或者使用在所述电池的所述端子处的电压的衰减的形式、形状和/或比率来确定所述第二弛豫时间，在所述电池的所述端子处的电压的衰减是由于所述第二充电包中的所述至少一个脉冲造成的。

35.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第一预定范围和/或所述第一预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。

36.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第二预定范围和/或所述第二预定值在所述电池充电期间根据所述电池的充电状态和/或所述电池的健康状态的变化而动态地变化。