CN104600382B - 锂离子电池充电控制 - Google Patents
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Abstract
一种方法,可以包括:接收锂离子电池的负电极的电位值;以及对于锂离子电池的电池充电过程,至少部分地基于负电极的电位值调整恒定电压阶段的电压。还公开了各种其他的装置、系统、方法等。
Description
技术领域
本文公开的主题通常涉及用于一个或多个电化学电池的技术。
背景技术
电化学电池包括,例如锂离子电池。这种电池能够被重复地充电和放电。锂离子电池的容量可能随着时间的推移而减小。本文描述的各种技术和方法涉及包括例如锂离子充电控制的电化学电池。
发明内容
一种方法,可以包括:接收锂离子电池的负电极的电位值;以及对于锂离子电池的电池充电过程,至少部分地基于负电极的电位值调整恒定电压阶段的电压。还公开了各种其他的装置、系统、方法等。
附图说明
通过参照下面结合附图的示例进行的描述时,所描述的实现方式的特征和优点将变得更容易理解。
图1是管理电路系统、给一个或多个锂离子电池充电的充电阶段、电位图以及方法的图;
图2是方法的示例的图;
图3是装置的示例和电源电池电路系统的示例的图;
图4是智能蓄电池系统的示例和智能蓄电池的示例的图;
图5是智能蓄电池电路系统的示例的图;
图6是系统的部件的布置的示例的图;
图7是系统的部件的布置以及其相互作用的示例的图;
图8是包括具有ECU、电池组以及电动机和发电机的系统的车辆的示例的图;
图9是包括一个或多个参考电极的电池的示例的图;
图10A和图10B是与控制方法相关的示例平面图的图;以及
图11是包括一个或多个处理器的系统的示例的图。
具体实施方式
下面的描述包括目前预期的用于实现所述实现方式的最佳方式。该描述不作为限制意义,而在于仅作为描述各种实现方式的一般原则的目的。本发明的范围应参照授权的权利要求来确定。
图1示出了用于管理一个或多个电化学电池112的充电的管理电路系统110的示例、示例充电阶段图120、方法130的示例以及示例电位图160。
如图1中所示,管理电路系统110包括具有10个管脚的集成电路。管脚可以包括充电电流感应输入、蓄电池管理输入电源、充电状态输出、逻辑使能、电池温度传感器偏置、电池温度传感器输入、定时器设置、电池管理0V参考、电池电压感应、以及驱动输出。关于保护特征,电池温度传感器偏置可以提供电压参考以偏置外部的热敏电阻以用于连续电池温度监测和资格预审,同时电池温度传感器输入特征可以提供输入给外部的热敏电阻以用于连续电池温度监测和资格预审(可选地可以通过施加设置电压禁用),以及安全定时器(例如预处理、快速充电、耗用时间终止等)可以通过电容器调节。温度感测电路可以具有自己的参考以使得其对电源电压输入中的波动不受影响(例如,当没有施加电源时温度感测电路被从系统中移除的情况下,消除了一个或多个电池的额外放电)。
对于逻辑,逻辑使能特征可以提供输入,例如强制充电终止、启动充电、清除故障或禁用自动再充电。例如,逻辑使能输入管脚(EN)可以提供特征以在充电周期、启动充电周期或启动再充电周期期间随时终止充电。逻辑输入(例如高或低)可以表示充电周期的终止。
图1中还示出充电阶段图120的示例,作为一个示例,其表示充电如何可以包括预处理(PC)阶段,恒定电流(CC)阶段和恒定电压(CV)阶段。
电池电压感应功能(例如部分地通过标识为“Vcell”的管脚实现)能够在例如与基于电池的负极端子(如图,例如标识为Vss的管脚)的参考相对的电池的正极端子(例如具有焦炭或石墨阳极的单系列电池组、双系列电池组等)处提供监测电压。因此,管理电路系统110能够测量作为阴极电位(Vcathode,如施加在管脚Vcell上)和阳极电位(Vanode,如施加在管脚Vss上)之间的差的电压(例如ΔV)。如对于方法130所阐述的,特定的电压(ΔVREG)可以是对于ΔV的限制。在图1的示例中,如果施加在管脚Vss上的阳极电位(Vanode)变化,那么管理电路系统110和方法130不包括用于调整ΔVREG或者调整Vcell的测量结果或ΔV的机制。例如,如果施加在管脚Vss上的阳极电位(Vanode)增大,那么开始恒定电压(CV)阶段所需要的施加在管脚Vcell上的阴极电位(Vcathode)也可能会增大,可能达到超过阴极上限的电位。
作为示例,管理电路系统110可以独立操作或者连同一个或多个其他电路(例如主机控制器等)一起操作。管理电路系统可以施加恒定电流接着是恒定电压以给一个或多个电池充电。作为示例,充电器电路系统可以包括MPC7384X系列芯片(MicrochipTechnology,Inc.,亚利桑那州钱德勒),这在题为“Advanced Single or Dual CellLithium-Ion/Lithium-Polymer Charge Managem ent Controllers”(MicrochipTechnology,Inc.,2004)的文件中有所描述,在此通过引用合并到本申请中。正如此处描述的,术语“锂离子电池”包括,例如,“锂聚合物”和“锂离子聚合物”。管理电路系统可以设置有蓄电池、封装件、装置、作为专用电源电路系统的一部分(例如蓄电池充电器)等。
管理电路系统可以被配置为在不同程度上管理荷电状态(SOC)失配和容量/能量(C/E);应注意随着电池数量和负载电流的增加,失配的电位也增大。尽管SOC可能更常见,但是每种类型的失配问题可能将电池组的容量(mA·h)限制到最弱的电池的容量。
在图1的示例中,电池112可以包括如聚环氧乙烷或聚丙烯腈的含有锂盐的高分子复合材料。这样的一个或多个电池可以被称作锂离子蓄电池或锂离子聚合物蓄电池或锂聚合物蓄电池(例如“LiPo蓄电池”或“LiPo电池”)。LiPo电池有时被称为层压电池(laminatecell),根据其预期用途可以被配置的非常薄或相当大。一个或多个LiPo电池可以被包在有弹性的铝箔复合袋(例如具有大约0.1mm量级的厚度)中。LiPo电池可以包括在平面夹层中(例如由长度、宽度和高度尺寸定义)堆叠电极和电解质材料而形成的堆叠结构。堆叠层可以以平展的,滚制的或其他配置被封装在封装件(例如成袋状的封装件130)中。LiPo电池容量可以包括在例如约50mA·hrs(例如对于如用于蓝牙耳机的小电池)至用于电动车辆(例如电动或混合动力)的约10A·hrs或更大范围内的容量。
对于锂离子电池的功能,在放电期间锂离子从负电极移动到正电极,并且当被充电时反方向移动。作为示例,LiPo电池可以包括聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、PP/PE、或其他材料作为隔板。一些LiPo电池包括含有电解质溶液的聚合物凝胶,其被涂覆在电极的表面上。对于LiPo电池,密堆积可以允许高密度。
对于锂离子电池,当电池电压下降到低值(例如约1.5V)时,在阳极的反应能产生气体(例如过放电或“OD”)。如果电压继续下降(例如在约1V以下),那么铜基阳极电流集电器的铜能够开始熔解并且可以短路电池。当电池电压增大到高值(例如约4.6V)时,由于电解质可以开始分解,所以可以在阴极发生放气(例如过充电或“OC”)。作为示例,可以将一个或多个锂离子电池连接到外部热保险丝以用于过充电保护(例如除通过管理电路系统控制以外)。对于电位图160,其示出了在充电结束电压(ΔV-CE)和放电结束电压(ΔV-DE)之间存在的正常的操作范围。在图1的示例中,正常操作范围位于过充电区域(OC)和过放电区域(OD)之间。正如所提到的,在这些区域中的任一区域中可以发生损坏。
对于图1的示例方法130,例如方法130涉及使用如管理电路系统110的电路系统给一个或多个如电池112的锂离子电池进行再充电并且如充电阶段图120完成充电阶段。
如图1中所示,方法130在用于开始一个或多个电池的再充电的开始方块132中开始。开始方块132块定义发起预处理(PC)阶段以及,在此之后的恒定电流(CC)阶段。监测方块136接着用于监测在恒定电流(CC)阶段期间的一个或多个电池的电压。判定方块140依赖于监测的电压与特定的电压(ΔVREG)进行比较。判定方块140提供关于再充电过程应当何时终止恒定电流(CC)阶段并且开始恒定电压(CV)阶段的判定。
判定方块140可以从用于存储一个或多个特定电压(ΔVREG)的值的一个或多个存储寄存器138中接收特定电压(ΔVREG)的值。在图1的示例中,一个或多个存储寄存器138可以存储如4.1V、4.2V、8.2V、8.4V等(例如作为一个或多个预设电压调节选项)的值。存储在一个或多个存储寄存器138中的一个值或多个值可以取决于一个电池或多个电池的特征或电池数量(例如其中n=2,n*4.1V提供8.2V的值)。在图1的示例中,特定的值(ΔVREG)可以基于特定的锂离子电池(或多个电池)在充电期间能达到的最大电压以防止在正电极处的过充电副反应和在正电极处的材料相变。正如一些示例,考虑具有约4.2V的最大的操作电位的LiCoO2阴极材料以及具有约4.3V的最大的操作电位的LiMnO4阴极材料。
在图1的示例中,管理电路系统110可以参考相对于规定为0V参考电位的管理电路参考电位(Vss)的所有输入和输出。在电路系统110中,管脚中的一个标识为Vss的管脚电连接到一个或多个电池112的“负极”电极。具体地,管脚与一个或多个电池112的一个或多个阳极电连接。因此,在方法130中,测量相对于负电极(即,一个或多个电池112的一个或多个阳极(例如施加在标识为Vss的管脚上))的由监测方块136监测(例如在标识为Vcell的管脚处)的电压。这种方法依赖于一个或多个电池112的一个或多个负电极(即,阳极)(例如Vss)具有近似0V的电位并且保持在接近0V的假设。在这种假设下,当Vcell-Vss=ΔVREG时,可以达到判定方块140的条件。然而,如果一个或多个电池112发生变化,阳极的电位可能不再保持恒定。例如,如果阳极的电位增大,那么在管理电路系统110的标识为Vss的管脚处的电位也会增大。在这种条件下,满足由ΔVREG指定的标准,阴极的电位必须比施加到管理电路系统110的标识为Vcell的管脚的电位要高。根据在阳极的电位中增加的量,阴极的电位可能会超过为阴极推荐的上限。
如图1中的示例所示,当判定方块140判定被监测的电压(例如ΔV=Vcell-Vss)等于特定的电压(ΔVREG)时,方法130继续到开始方块144以开始恒定电压(CV)阶段。
对于恒定电压(CV)阶段,方法130继续在监测方块148中以监测充电电流,如充电阶段图120中所示充电电流可能随着时间而下降。如图所示,当恒定电压(CV)阶段终止时另一判定方块152提供判定。例如,存储寄存器150可以存储终止电流的值ITERM。在这种示例中,判定方块152可以接收来自存储寄存器150中的ITERM值并且将其与来自监测方块148的被监测的电流值进行比较。在恒定电压(CV)阶段期间随着被监测的电流的减小,最终达到ITERM值,于是方法130在终止方块156中终止(例如终止在方块132中开始的再充电过程)。
图2示出了蓄电池数据或蓄电池模型的阳极电位相对于一个或多个因子的蓄电池数据/模型204的示例。虚曲线表示阳极电位可以关于一个或多个因子上升。作为示例,一个或多个因子用于以使得阳极电位增大的方式来改变锂离子电池的化学成分、应力等。例如,阳极电位可以随着用于放电-充电周期的周期数的增加而增大。当示出阳极电位的时候,方法可以包括用于阴极电位、电解质分解阈值的数据或模型,或用于阳极、阴极和电解质(例如电池化学等)的模型或数据的任意组合。
作为示例,先进的蓄电池健康评估方法能够通过监测和控制影响电池电极退化的条件,例如,在循环和使用场景期间使用一个或多个基于电池化学行为的算法来延长周期寿命。这种方法可以导致在循环期间的单独的电极或多个单独的电极的建模、测量或建模和测量行为,可选地与电池电压、阻抗、电池电压和阻抗等结合。作为示例,一个或多个算法可以使用基于特定的电池化学的已知的预处理或可以基于使用参考的电池化学的实时监测。
对于单独的电池,电压可以被确定为在阳极和阴极之间的能势的差:ΔV(cell)=V(cathode)–V(anode)。正如所提到的,为了限制阴极退化,电位不能达到或超过上限(例如由电极溶解阈值限定)。进一步,可以对一个或多个电解质分解阈值施加条件。控制算法可以实施以使得阴极电压没有达到阴极溶解阈值V*(cathode)(例如V(cathode)<V*(cathode))。
正如所提到的关于图1的示例,管理电路系统110依赖于用于每个充电周期的常数ΔV(cell)(例如每个ΔVREG):ΔV(cell)=V(cathode)–V(anode)=C或ΔVREG。正如所提到的,对于基于锂钴的电池阴极ΔVREG可以被设置为4.2V。因此,用于管理电路系统110的算法可以由下述公式表示:V(cathode)=C+V(anode)<V*(cathode),其中假设阳极电位V(anode)在电池使用期期间保持为常数(或零)。
然而,如图2中蓄电池数据/模型204中所表示的,这种假设可能是个槽糕的假设。为了克服这个假设,可以实施模型、测量法、或者模型和测量法以给V(anode)提供值(例如在一个电池或多个电池的使用期期间)。作为示例,通过模型的使用(例如一个或多个方程、数据表等),方法可以包括预测阳极电位变化以及,例如预先或实时设置一个或多个参数以便试图限制电池退化并且延长电池周期寿命。
作为示例,算法可以通过获知何时以及怎样改变充电条件而延长蓄电池寿命。作为示例,电路系统可以提供蓄电池的健康的监测状态并且限制一个或多个可能导致安全问题、长寿问题等的条件。作为示例,结合提供参考电位的参考电极,电路系统可以实时(例如或周期性地)提供监测阴极至参考的电压和阳极至参考的电压中的至少一个以及进而可以提供调整一个或多个充电参数(例如,以避免一个或多个已知的可以加快电极退化的状况)。
作为示例,阴极可以包括LiCoO2,该LiCoO2采用基于具有在立方体岩盐结构的交替的(111)平面上排序的Li+和Co3+离子的氧原子的密堆积网状物的层状岩盐结构,其对于六角对称引入了晶格的轻微失真。
作为示例,阳极可以包括铜箔上的石墨。石墨可以作为客体种类的以形成所谓的石墨层间化合物(GIC)。例如,GIC能够可逆地插入锂离子以响应电化学力。例如,石墨的电化学嵌锂特性取决于结晶度、形态和晶粒的取向。石墨材料能确定插层反应的电位和电流两个特征,以及也能确定LiCn化合物溶解的趋向。
作为层状结构的含碳材料,用于石墨的基本构建块是排列在六角阵列的碳原子的规划的薄片,被称为是石墨烯层。石墨烯层可以通过范德华力弱结合在一起,沿着c轴以具有约0.3354nm的中间翼距离以ABAB序列堆叠。这种结构导致了六角石墨(例如2H石墨)。在不常见的多形体中,ABCABC堆叠发生,被称为棱形或3R石墨。
石墨嵌锂可以涉及分阶段现象,例如,嵌入的锂离子被已知留在一个或多个石墨层之间。阶段可以指的是位于间隔的锂层之间的石墨层的数量。当锂被嵌入到石墨中时,下述的阶段,例如稀释阶段-1、阶段-4、液态阶段-2L、阶段-2和阶段-1可以被陆续地形成。这种阶段可以通过在含有电解质的锂离子中碳的电化学还原来监测和控制。完全嵌锂的石墨表现出接近锂金属的电位的电位。
对于相邻石墨烯片的客体种类的GIC平面排序可以形成“超晶格结构”。例如,阶段-1Li-GIC的结构给出了LiC6的成分,其将石墨的理论容量约束到372mAh/g。石墨的特性可以根据锂嵌入而改变。例如,在锂嵌入反应期间,石墨中的石墨烯层的堆叠顺序变为AAAA并且LiC6的中间翼距离适当地从约0.3354nm增加到约0.370nm。平面间距的增加可能表示在嵌入期间石墨经历体积膨胀以及在脱嵌期间石墨经历体积收缩。体积膨胀和收缩能够引起来自集电器的电极微粒的分离并且最终可能导致不可逆容量。
在Li离子蓄电池中找到其用途的石墨(例如石墨碳)能够呈现各种形状和形态(例如珠子、纤维、片状等)。作为示例,混合有PVDF和导电性碳的石墨碳可以被涂覆在作为集电器的铜箔上以便成为Li离子蓄电池的石墨电极。
作为示例,一个或多个锂离子电池可以包括参考电极(例如除了正电极和负电极以外)。根据定义参考电极的目的是维持稳定的电位(例如相对于溶解阶段的恒定值)。参考电极可有助于另一电极(例如正电极或负电极)的电位测量。
对于用于锂离子电池的一个参考电极或多个参考电极的示例,参考电极可以是一块锂箔,在铜、镍、铝或铂上的锂,不锈钢片,铜网等。作为示例,对于适合用于计算设备(例如笔记本电脑)中的用于锂离子电池的铜,带有绝缘层以及外露部分的具有约80微米直径的铜线可以位于正电极和负电极之间,并且通过设置在铜线和负电极之间的隔板和设置在铜线和正电极之间的隔板与电极分开。为了获取沉积在这种铜线的外露部分上的均匀的锂,可以首先在铜线和正电极之间施加恒流电流(galvanostatic current),并且随后地,在铜线和负电极之间施加恒流电流。对于具有约80微米直径的铜线,这样的过程能够沉积具有约4微米厚度的锂层。作为现场过程,其可能削弱电极容量,例如,削弱具有约300mA·hrs标称容量的电池的约1x10-3mA·hrs。对于完全充电Li离子蓄电池,期望在LixCoO2(0.5≤x≤1)和锂金属参考电极之间的电位差为约4.2V,同时在LiyC6(0≤y≤1)和锂参考电极之间的电位差大约为0.08V。
作为示例,参考电极可以协助电化学阻抗谱(EIS)。EIS可以考虑到串联电阻的确定、扩散/移动电阻穿过SEI层、锂离子嵌入/脱嵌过程中的电荷转移电阻和固态扩散系数,这些可以有助于理解发生在一个或多个锂离子电池内部的复杂的电化学过程。其中锂离子电池包括参考电极,作为示例,可以执行三电极EIS测量法;应注意,例如,可以执行二电极EIS测量法(例如其中电池包括或者不包括参考电极)。
Zhou的论文“LithiumMetal Microreference Electrodes and theirApplications to Li-ion Batt-eries”(Eindhoven University出版社,2007)记录了在约7个充电和放电周期上用于电极电位的数据(例如作为关于铜线参考电极测量的电压),其中每个充电和放电周期持续约100小时(例如约50小时充电和约50小时放电)。
Zhou报告,对于正电极,电位平稳期可能与包含两个略有不同尺寸的六角相的两个相共存区有关;然而,随后,电位可以包括(例如单调地)与第二个六角相的单相反应有关。在约七个周期上,由Zhou记录的数据表示锂嵌入和脱嵌的正电极的可逆性可能会出现相对恒定的最小值和最大值。
对于Zhou报告的负电极的电位概况,在周期期间,电位下降到小的平稳期(例如这可能是由于阶段-4锂化石墨的形成)并且随着嵌入过程,电位继续减小具有两个额外的平稳期(例如与阶段-2锂化石墨和阶段-1锂化石墨有关)。在约7个周期上,由Zhou报告的数据表示锂离子嵌入或脱嵌的可逆性可能会出现相对恒定的最小值和最大值。
Zhou也报告了负电极相对于参考电极的电位被认为是在充电开始和放电结束时蓄电池的电压改变的主要原因;然而,正电极相对于参考电极的电位被认为是在充电结束和放电开始影响蓄电池电压。
在图2的实施中,方法230包括用于开始再充电的开始方块232,用于监测电压的监测方块236,以及用于判定被监测的电压(例如ΔV=Vcell-Vss或其他电压)是否等于特定的电压(ΔVREG)的判定方块240。如果判定方块240判定被监测的电压不等于特定的电压(ΔVREG),那么方法230继续到监测方块236,否则,方法230继续到用于开始恒定电压(CV)阶段的另一开始方块244。在恒定电压(CV)阶段,方法230包括用于监测电流的监测方块248。另一判定方块252提供判定被监测的电流是否等于特定的电流(ITERM)。如果判定方块252判定被监测的电流不等于特定的电流(ITERM),那么方法230继续到监测方块248,否则,方法230继续到用于终止方法230的再充电过程的终止方块256。
在图2的示例中,判定方块240可以接收来自信息方块238的输入,其可以提供基于一个或多个测量结果的信息、基于一个或多个模型的信息、基于一个或多个测量结果和一个或多个模型的结合的信息等。作为示例,输入方块208可以给信息方块238提供一个或多个输入。在这样的示例中,一个或多个输入可以包括阳极电位(例如负电极电位)、时间、周期数、温度曲线等。对于阳极电位,这种电位可以基于一个或多个测量结果(例如如相对于参考电极的电压)、一个或多个模型、或者一个或多个测量结果和一个或多个模型的结合而被提供。对于模型,模型可以是取决于一个或多个变量(例如周期数、周期持续时间、温度、相对于时间的温度、放电速率、充电速率、放电时间、充电时间、设备操作特性、设备条件特性等)的方程,如线性方程或非线性方程。
在图2的示例中,判定方块252可以接收来自信息方块250的输入。作为示例,信息方块250可以接收来自输入方块209的输入。在这样的示例中,一个或多个输入可以包括阳极电位(例如负电极电位)、时间、周期数、温度曲线等。对于阳极电位,这种电位可以基于一个或多个测量结果(例如相对于参考电极的电压)、一个或多个模型、或者一个或多个测量结果和一个或多个模型的结合而被提供。对于模型,模型可以是取决于一个或多个变量(例如周期数、周期持续时间、温度、相对于时间的温度、放电速率、充电速率、放电时间、充电时间、设备操作特性、设备条件特性等)的方程,如线性方程或非线性方程。
图3示出了可以通过一个或多个锂离子电池供电的设备300的一些示例。例如,手机、平板电脑、照相机、GPS设备、笔记本电脑、或可以通过一个或多个锂离子电池供电的其他设备。关于其他设备,设备可以是电动车辆或混合动力车辆的电动机。设备可以是汽车、玩具、远程控制设备(例如炸弹监听器、无人飞机等)等。设备可以包括一个更多个处理器302、存储器304、一个或多个网络接口306、一个或多个显示器308以及,作为电源的一个或多个锂离子电池310。
设备可以包括或可操作地连接到电源电池电路系统312。电源电池电路系统312包括用于给一个或多个电源电池如一个或多个锂离子电池充电的电路系统。电源电池电路系统312可以被设置有充电器电路系统320、电池组电路系统330或电池组电路系统和主电路系统340。作为示例,充电器电路系统320可以包括用于连接到电网的一个或多个电网电源电路系统322、用于连接到燃料动力电力发电机(例如油、乙醇、太阳、气体等)的燃料发电机电路系统324、以及用于连接到机械装置如风力发电机、再生发电机(例如当在再生制动中)、振动发电机(例如当在手动致动的发电机)、或其他发电机(例如曲柄等)的机械发电机电路系统326。作为示例,电池组电路系统330可以包括在电池组内部或者在电池组外部的一个或多个电路系统。作为示例,电池组电路系统和主电路系统340可以包括用于经由1线、2线等进行通信的一个或多个数字通信电路系统342,无线数字通信电路系统344,以及模拟通信电路系统346(例如有线、无线或两者)。
图4示出了智能蓄电池系统(SBS)400的示例。SBS400包括智能蓄电池410、AC-DC(交流-直流)转换器407、智能蓄电池充电器440、总线450、系统电源460、系统功率控制器470、以及系统主机480。智能蓄电池充电器440包括可以给智能蓄电池410提供充电电流和充电电压的充电电路系统。
在图4的示例中,系统主机480可以包括与总线450可操作的电路系统,其允许从智能蓄电池410的电路系统中接收信号,信号被发送到智能蓄电池410的电路系统,信号被发送到智能蓄电池充电器440等。作为示例,系统主机480可以包括SMBus主机(例如“2线”)或所谓的“1线”主机,其能够从智能蓄电池410的电路系统中请求信息,接收信息以响应请求、以及将接收到的信息发送给主机的适当的电路系统。
在图4的示例中,智能蓄电池充电器440可以从到总线450的连接和标识为“T”的连接接收信息。这种信息可以包括来自智能蓄电池410的事件,例如,在智能蓄电池410中的电路系统何时检测到事件并且响应于检测到的事件将信号发送给总线450。经由“T”连接接收到的信息可能会涉及智能蓄电池410的温度。关于事件的类型,事件可以是对于超过一个或多个存储在存储器中或者在智能蓄电池410的电路系统内的极限的充电条件或温度条件的警报。
系统主机480到智能蓄电池410通信的示例可以包括关于剩余寿命、充电时间(例如智能蓄电池410充电需要多久)、实时功率需求、蓄电池制造、电子冲压等的信息。
例如,在操作系统(例如,或者管理程序)控制下的系统主机480可以用作管理可以经由总线450通信的真实设备和虚拟设备两者。除了智能蓄电池410,例如,这种设备可以包括对比度/背光控制器和温度传感器。
关于智能蓄电池410,其可以包括智能蓄电池电路系统415和一个或多个电池420。如图4中的示例所示,一个或多个电池420包括阴极422,阳极423,阴极接线片424、阳极接线片425、绝缘体428、以及封装件430。作为示例,一个电子设备300可以通过电连接到接线片424和425由蓄电池410(例如容纳在封装件430中)供电。
作为示例,这种智能蓄电池可以包括一个或多个参考电极。例如,这样的一个电极或多个电极可以通过经由参考电极接线片提供关于阴极422(例如正电极)和阳极423(例如负电极)的电位测量结果。参考电极接线片可以与阴极接线片424和阳极接线片425设置在封装件430的相同端或者参考电极接线片可以被定位在任何位置(例如可选地在封装件430的表面上的表面电极)。作为示例,参考电极可以连接到智能蓄电池电路系统415以便允许智能蓄电池电路系统415测量相对于参考电极的一个或多个电位。
图5示出了智能蓄电池电路系统515的示例,其可以适合用作图4中的智能电池电路系统415。在图5的示例中,智能蓄电池电路系统515包括模拟前端(AFE)520和微处理器单元(MPU)530以及用于正连接(+)、负连接(-)、时钟连接、数据连接和温度信号连接(T)的连接接口。在图5的示例中,例如,AFE520被配置为根据由MPU530提供的信息(例如经由管脚V1、V2、V3)给三个电池505充电。
在图5的示例中,MPU530可以包括各种电路、模块等。例如,MPU530可以包括故障安全保护电路系统、预充电控制电路系统、温度电路系统、电源管理电路系统、时钟电路系统、闪存、电池平衡和控制电路系统、系统接口、SBS数据电路系统、与AFE520通信的RAM、过充保护电路系统、过压保护电路系统、欠压保护电路系统、电池组电压测量电路系统、欠压功率模式电路系统以及阻抗跟踪和数据记录电路系统。
作为示例,智能蓄电池电路系统515可以包括电连接到智能蓄电池的参考电极的接口。图5示出了用于参考电极501的一些连接示例,其可以提供用于阴极电极(例如正电极)的连接、用于阳极电极(例如负电极)的连接或者用于阴极电极和阳极电极的连接的结合。在图5的示例中,智能蓄电池电路系统515还可以包括用于连接到三个电池505的中一个或多个电池的参考电极的包括一个或多个端子(例如一个或多个管脚)的AFE。
作为示例,MPU530可以提供使用一个或多个电池的一个或多个参考电极的电位测量。在这种示例中,MPU530可以与AFE520通信以执行这种电位测量。作为示例,MPU530可以经由数据连接提供一个或多个电位测量结果的传送或者至少部分基于此的信息。如关于图4所提到的,这种数据连接可以是总线连接到主机系统(例如主机设备)。因此,智能蓄电池电路系统515可以提供至少部分基于使用一个或多个电池的一个或多个参考电极所获得的一个或多个电位测量结果的控制。
图6示出了包括主机602和智能蓄电池610的装置600的示例。在图6的示例中,主机602包括操作系统604(例如使用一个或多个处理器和存储器可执行的)、高级配置以及功率接口嵌入式控制器(ACPIEC)680和ACPI层690。
ACPI层690可以被设置为基于软件的接口,其定义用于硬件和操作系统的电源管理和配置机制。ACPI层690可以提供电源管理如受操作系统控制的电源管理(OSPM)。ACPI层690可以根据状态(例如作为状态机)进行操作。ACPI层690可以根据一个或多个策略(例如由策略管理器设置)进行操作,该一个或多个策略例如给一个或多个状态提供规则以及提供与一个或多个设备驱动器的相互作用,以提供与一个或多个设备(例如包括智能蓄电池)有关的命令、指示等。这种方法可以例如根据一个或多个策略提供相关信息导致状态的变化的状态机。
对于嵌入式控制器(EC)680,其可以提供各种装置(例如人机交互装置)的控制、一个或多个后台任务等。例如,EC680可以是笔记本电脑的电路系统,其管理穿过外围设备、内置设备或其他设备的一个或多个总线的业务量。EC680可以根据固件操作,其与特定的BIOS相关。作为示例,EC固件可以通过经由网络连接传送的信息被改变(例如升级等)、通过计算机可读存储介质被下载等。
作为示例,EC可以是H8S系列EC如H8S/2140B组的H8S/2161BV(例如由RenesasElectronics Corporation,加利福尼亚圣克拉拉销售)。作为示例,EC可以被安装在计算机的主板上并且包括电源管理的功能(例如蓄电池充电器、智能蓄电池、一个或多个冷却风扇等)。作为示例,通过低管脚数(LPC)主机在芯片组和EC之间可以发生通信。作为示例,通过I2C总线(例如SMBus)在EC和设备之间可以发生通信。
所谓的SMBus控制方法接口(CMI)允许EC通过ACPI层作用,例如,通过ACPI控制方法作用,其中驱动器允许通过操作系统、系统软件(例如管理程序或其他)、用户程序等使用SMBus CMI对象。作为示例,SMBus CMI可以允许通过基于EC或非基于EC的SMBus主机控制器硬件的设备控制。
图6也示出了具有一些额外细节如用于连接到给智能蓄电池610充电的电源(例如AC/DC电力适配器、DC/DC电力适配器等)以及用于连接到智能蓄电池610(例如插在设备的凹处或插座中)的物理接口的装置600的图。如图所示,ACPI EC680可以包括EC电路系统和总线主机。EC电路系统可以包括数据寄存器、控制和状态电路系统,同时总线主机经由智能蓄电池610的接口提供通信(参见,例如在图5的示例中的MPU530的数据线和数据连接器)。
作为示例,装置600可以被配置为实施如图2的方法230的方法。例如,在装置600中的一个或多个部件可以提供用于管理智能蓄电池610的一个或多个电池的充电。在装置600中,主机602可以经由ACPI EC680的总线主机与智能蓄电池610进行通信,其中智能蓄电池610例如包括MPU和AFE如图5中的MPU530和AFE520。作为示例,装置600可以被配置为实施图10A和图10B所示的(例如或本文中描述的)一个或多个方法。
图7示出了包括电路系统715和一个或多个电池705的装置700的示例。在图7的示例中,字母A、B、C、D和E标识可以给一个或多个电池705的充电提供控制的电路系统715的特定的部分。此外,其中一个或多个电池705包括一个或多个参考电极,电路系统715可以包括用于连接到一个或多个参考电极的一个或多个连接器。在这样的示例中,经由一个或多个连接器提供的信号可以给一个或多个电池705的充电提供控制。
对于点A,电路系统可以被设置为改变用作开始再充电过程的恒定电压(CV)阶段的比较器处的VRef信号。进而,提供给其他电路系统的信号可以改变一个或多个电池705的再充电过程。
对于点B,例如电路系统可以被设置为追踪与一个或多个电池705的再充电有密切关系的一个或多个参数。作为示例,考虑追踪充电周期(例如再充电周期)的数量的计数器。随着充电周期数量的增加,电路系统可以改变再充电过程(例如,可选的根据包括作为变量的充电周期的一个模型或多个模型)。
对于点C,例如,电路系统可以被设置为改变电路系统715的“0V”参考。作为示例,0V参考可以相对于时间、充电周期的数量等向上浮动。
对于点D,例如,电路系统可以被设置为以用作说明在一个或多个电池705中作为时间、充电周期、使用等的函数发生的或者可能期望发生的变化的方式改变温度补偿电路系统。如图所示,来自温度补偿电路系统的输出可以被定向到控制一个或多个充电过程参数(例如,在图2的方法230中的ΔVREG)的其他电路系统(例如充电控制、充电定时器、状态逻辑电路系统)。
对于点E,电路系统可以被设置为改变电路系统715的参考电位(VRef)的生成。正如指出的,参考电位(VRef)被施加到生成信号以开始充电过程的恒定电压(CV)阶段的比较器上。
其中装置700包括一个或多个电池705的一个或多个参考电极,电路系统715可以至少部分地基于针对一个或多个电池705的阳极电极、一个或多个电池705的阴极电极或两者所测量的电位来调整充电过程。作为示例,测量的阳极电极电位可以用于改变参考电位(VRef),继而,测量的阳极电极电位改变接收电池电位(Vcell)的比较器的操作以确定何时开始充电过程的恒定电压(CV)阶段。作为示例,这种方法可以减小触发充电过程的恒定电压(CV)阶段的电位差。例如,如果电位差被初始设置为XV,当在阳极电极的电位测量中发生变化,那么电位差可能减小到小于XV。这种方法可以防止电位的应用超过一个或多个电池705的阴极电极的上电压极限。
图8示出了包括发动机控制单元(EUC)802、电池组810以及电动机和发电机820的车辆800的示例。图8也示出了包括ECU802、电池组810、电动机和发电机820以及充电控制电路系统860的车辆800的系统850的示例。车辆800可以是如图3的设备300的设备,并且包括例如,一个或多个处理器、存储器等。
作为示例,车辆800例如可以是混合动力电动汽车(HEV),其中电池组810被额定为约1.4kWh,其吸收制动能量以立即在一个加速周期中重新使用(例如,使用电动机和发电机820作为再生制动方案中的发电机)。作为示例,车辆800例如可以是插电式混合动力汽车(PHEV),其中电池组810被额定为约5.2至16kWh,其提供混合动力和电驱动两者的功能。作为示例,车辆801可以是蓄电池电动汽车(BEV),其中电池组810被额定为24至85kWh以推动车辆800。
在如8的示例中,充电控制电路系统860可以提供电池组810的一个或多个电池的充电过程的管理。作为示例,电路系统860可以在一个或多个充电过程期间控制充电电压。作为示例,充电过程可以响应于制动而发生(例如,持续制动发生期间的很短的一段时间)。作为另一示例,通过电连接到电源网可以发生充电过程。作为另一示例,通过耦接到生成电力的发电机的内燃机的轴可以发生充电过程。在这样的示例中,电路系统860可以根据模型、明细表(schedule)等控制电池组810的一个或多个电池的充电电压。根据充电过程的类型,在电池组810中的一个或多个电池的充电可以以与图1的充电阶段120完全不同或部分不同的方式发生。
图9示出了电池901和电池902的示例,每个电池包括一个或多个参考电极921。电池901和电池902中的每个包括阴极922、阳极923、阴极接线片924、阳极接线片925、一个或多个隔板928-1、928-2和928-3。如图所示,电池901可以包括用于连接到参考电极921的连接器929(例如作为线、片等)。作为示例,一个或多个参考电极921可以包括铜或其他材料。作为示例,锂离子电池可以包括钛酸盐,例如,在阳极表面具有钛酸锂纳米晶体。这种阳极可以表现出不同于石墨阳极的特征。因此,可以提供模型、测量结果等来解释阳极的类型(例如钛酸盐、石墨等)。
图10A和图10B示出了用于管理电位相对于如周期数的变量的示例。在图10A的示例中包括阳极的下限(LL)和阴极的上限(UL),同时粗横线表示在充电过程期间在阴极的恒定电压(CV)阶段的电位,以及粗斜线表示阳极电位,其可以作为如周期数(x)的变量的函数而增大。
在图10A的示例中,在特定的周期数(xc),开始充电过程的恒定电压(CV)阶段所需要的阴极的电位(见虚线和点斜线)将超过阴极的上限(UL)。然而,通过实施控制方法,针对再充电过程施加的电位差(ΔV)可能例如,作为周期数(xc)或者另一变量(可选的与周期数结合)的函数而减小。在这样的方式中,可能会减小或者避免给阴极施加过大电位的风险。相对于图2的方法230,ΔV的值可以施加为ΔVREG。
在图10B的示例中,例如,根据周期的数量,进行周期性的调整。在图10B的示例中,允许阴极的电位的值在多个周期上升,之后做出向下调整,例如,通过减小ΔV的值(例如ΔVREG)。
作为示例,可以在逐个周期或其他基础上确定ΔV(或ΔVREG)。如关于图2所提出的,先进的蓄电池健康评估方法可以通过监测和控制影响电池电极退化的条件,例如,在循环和使用场景期间使用一个或多个基于电池化学行为的算法来延长周期寿命。这种方法可以导致在循环期间的单独的电极或多个单独的电极的建模、测量或建模和测量行为,可选地与电池电压、阻抗、电池电压和阻抗等结合。作为示例,一个或多个算法可以使用基于特定的电池化学的已知的预处理或可以基于使用参考的电池化学的实时监测。
作为示例,电池的阳极电位可以被设置为充电周期数的函数(例如“f(x)”),并且基于该函数和阴极电位的上限(例如“UL”)可以建立临界充电周期数(例如“xc”)的条件。在这种示例中,其中阳极电位相对于充电周期数增大,临界充电数的条件可以由下述方程表示:Δxc=0=UL-f(xc)-ΔV(1),其中,ΔV(1)可以是第一充电周期(例如新电池)的值。在这种示例中,一旦达到临界充电周期数xc(或者提供安全边缘之前),那么方法可以开始ΔV(或ΔVREG)的调整。例如,当充电周期数x的增大超过临界充电周期数xc时,ΔV可以减小,以帮助防止超过阴极电位的上限UL。正如所提到的,电池的阳极电位可以被设置为一个或多个变量(例如充电周期数、使用年限、温度-时间曲线)的函数。
作为示例,可以为阴极电位作为一个或多个变量的函数提供特定的阳极电位、函数、明细表等的先验知识。作为示例,可以给提供阳极电位一个函数并可以给阴极电位提供另一函数。在这种示例中,ΔV(或ΔVREG)可以被定义为这两个电位(例如在逐个周期或其他的基础上)的差。作为另一示例,ΔV(或ΔVREG)可以被设置为一个或多个变量(例如ΔV(x1、x2、……xn))的函数。
作为示例,方法可以从第一充电周期或从后面的充电周期在逐个周期的基础上控制ΔV(或ΔVREG)。在这种示例中,相应的阴极电位可以开始于低于阴极电位的上限UL的值,达到阴极电位的上限UL或接近上限UL的值。
正如所提到的,电池相对于一个或多个因子可能发生变化。作为示例,放电-充电循环可以改变化学成分、结构等。作为示例,随着周期数的增加,杂质可能集中在阳极、阴极或在阳极和阴极,其进而影响电池电力存储容量。作为另一示例,随着周期数的增加,结构可能在阳极、阴极或在阳极和阴极分解,其进而影响电池电力存储容量。作为示例,充电控制电路系统可以通过调整充电电压导致一个或多个这种变化,其进而可以避免某些类型的损坏条件(例如超过阴极电位的上限)。作为示例,充电控制电路系统可以是对发生在一个或多个电池中的变化进行补偿以延长电池使用寿命的补偿电路系统等。
作为示例,方法可以包括接收锂离子电池的负电极的电位值;以及对于锂离子电池的充电过程,至少部分地基于负电极的电位值调整恒定电压阶段的电压。在这种方法中,接收可以包括测量负电极相对于锂离子电池的参考电极的电位值。作为示例,负电极可以包括碳基体(例如石墨)。作为示例,方法可以包括用锂离子电池给计算机供电,用锂离子电池给蜂窝通信电路系统供电等。
作为示例,方法可以包括用锂离子电池给车辆供电;接收锂离子电池的负电极的电位值;以及对于锂离子电池的电池充电过程,至少部分地基于负电极的电位值调整恒定电压阶段的电压。在这种示例中,供电可以包括给操作地耦接到车辆的驱动机构的电动机供电。
作为示例,系统可以包括由DC电力来供电的电路系统,提供DC电力的锂离子电池,以及基于表明锂离子电池的负电极的电位增加的信息来调整锂离子电池的电池充电过程的恒定电压阶段的电压的电路系统。在这种系统中,表明负电极的电位增加的信息包括测量的负电极相对于锂离子电池的参考电极的电位值。
作为示例,表明负电极的电位增加的信息包括基于负电极相对于锂离子电池的参考电极的电位值的测量结果而存储在系统的存储器中的明细表。在这种示例中,明细表可以包括相对于一个或多个参数(例如再充电周期、时间、温度等)的负电极的电位值。作为示例,明细表包括相对于一个或更多个再充电周期数、时间和温度的电位值。
作为示例,系统可以包括表明负电极的电位增加作为来自负电极电位相对于一个或多个参数(例如再充电周期、时间和温度)的模型的值的信息。作为示例,模型可以建立相对于再充电周期数、时间和温度中的一个或更多个的电位的模型。
作为示例,系统可以包括作为由一个或多个锂离子电池提供的DC电力来供电的电路系统的电动机。作为示例,系统可以包括作为由一个或多个锂离子电池提供的DC电力来供电的电路系统的计算机。作为示例,系统可以包括由一个或多个锂离子电池提供的DC电力来供电的蜂窝通信电路系统。
作为示例,锂离子电池系统可以包括包含有碳基体阳极、阴极和参考电极的锂离子电池,测量碳基体阳极相对于参考电极的电位的电路系统,以及至少部分地基于所测量的碳基体阳极的电位来调整再充电锂离子电池的恒定电压阶段的电压的电路系统。这种系统也可以包括用于接收信息以使得电路系统调整恒定电压阶段的电压的总线接口。作为示例,调整恒定电压阶段的电压的电路系统可以基于经由总线接口接收到的信息来调整恒定电压阶段的电压。在这种示例中,总线接口可以耦接到计算机总线或车辆总线(例如或其他总线)上。
作为示例,在要调整恒定电压(CV)阶段的电压的情况下,这种调整可以调整例如参数ΔVREG(例如,如图2的方法230中所示),因为ΔVREG可以被认为是恒定电压(CV)阶段的电压。正如所指出的,参数ΔVREG用于判定充电(例如再充电)过程的恒定电压(CV)阶段何时开始;应注意电压可以被保持在该值,同时电流减小到可接受的水平(例如至触发充电过程的终止)。
作为示例,在充电过程实施包括恒定电压(CV)阶段的替选方案的技术的情况下,可以采用本文描述的一个或多个技术(例如方法、电路系统等)用于这种充电过程中(例如为了电池寿命、安全、性能等)。
术语“电路”或“电路系统”被用于摘要、说明书和/或权利要求书中。正如本技术领域众所周知的,术语“电路系统”包括可用集成的所有等级,例如,从离散逻辑电路到如VLSI的最高等级的电路集成,并且包括被编程来执行实施例的功能的可编程逻辑部件以及用指令编程以执行那些功能的通用的或专用的处理器。这种电路系统可以可选性地依赖于包括计算机可执行指令的一个或多个计算机可读介质。正如此处所描述的,计算机可读介质可以是存储设备(例如存储卡、存储磁盘等)并且被称为计算机可读存储介质。
已经讨论了电路或电路系统的各种示例,图11描绘了说明性计算机系统1100的框图。系统1100可以是桌上计算机系统,如由Morrisville,NC的Lenovo(US)Inc.所销售的个人计算机的或系列中的一个,或者是工作站计算机,如由Morrisville,NC的Lenovo(US)Inc.所销售的然而,从此处描述可以看出,卫星、基站、服务器或其他机器可以包括其他特征或仅包括系统1100的一些特征。正如此处所描述的,如图3中的设备300中的一个的设备可以包括系统1100的至少一些特征。
如图11中所示,系统1100包括所谓的芯片组1110。芯片组指的是被设计(例如配置)为共同工作的集成电路或芯片的组。芯片组通常作为单个产品销售(例如考虑在等品牌下销售的芯片组)。
在图11的示例中,芯片组1110具有特定的体系结构,其可以根据品牌或制造商在某种程度上变化。芯片组1110的体系结构包括核心和内存控制组1120以及通过例如直接管理界面或直接媒体接口(DMI)1142或链路控制器1144来交换信息(例如数据、信号、命令等)的I/O控制器中心1150。在图11的示例中,DMI1142是芯片到芯片接口(有时被称为是“北桥”和“南桥”之间的链路)。
核心和内存控制组1120包括一个或多个处理器1122(例如单核或多核)和经由前端总线(FSB)1124交换信息的内存控制器中心1126。正如此处所描述的,核心和内存控制组1120的各种部件可以被集成在单处理器模上,例如,做成芯片以代替传统的“北桥”类型的体系结构。
内存控制器中心1126与存储器1140接口。例如,内存控制器中心1126可以给DDRSDRAM存储器(例如DDR、DDR2、DDR3等)提供支持。一般地,存储器1140是随机存取存储器(RAM)类型。它通常被称为“系统内存”。
内存控制器中心1126还包括低压差分信号接口(LVDS)1132。LVDS 1132可以是用于支持显示设备1192(例如CRT、平板、投影仪等)的所谓的LVDS显示接口(LDI)。块1138包括可以通过LVDS接口1132(例如串行数字视频、HDMI/DVI、显示端口)支持的技术的一些示例。内存控制器中心1126还包括一个或多个PCI-express(PCI-E)接口1134,例如用于支持独立显卡1136。使用PCI-E接口的独立显卡已经成为加速图形端口(AGP)的可选的方法。例如,内存控制器中心1126可以包括用于外部的基于PCI-E显卡的16通道(x16)PCI-E端口。系统可以包括用于支持显卡的AGP或PCI-E。正如此处所描述的,显示器可以是传感器显示器(例如配置为使用触笔、手指等接收输入)。正如此处所描述的,传感器显示器可以依赖于电阻传感、光传感、或其他类型的传感。
I/O控制器中心1150包括多种接口。图11的示例包括SATA接口1151、一个或多个PCI-E接口1152(可选地,一个或多个传统的PCI接口)、一个或多个USB接口1153、LAN接口1154(更普通的网络接口)、通用的I/O接口(GPIO)1155、低管脚数(LPC)接口1170、电源管理接口1161、时钟发生器接口1162、音频接口1163(例如用于扬声器1194)、操作的总成本(TCO)接口1164、系统管理总线接口(例如多主串行计算机总线接口)1165和串行外围闪存/控制器接口(SPI闪存)1166,在图11的示例中,串行外围闪存/控制器接口(SPI闪存)1166包括BIOS1168和启动代码1190。对于网络连接,I/O控制器中心1150可以包括与PCI-E接口端口多路复用的集成的千兆位以太网控制器线。其他网络特征可以不依赖于PCI-E接口操作。
I/O控制器中心1150的接口提供与各种设备、网络等通信。例如SATA接口1151提供在如HDD、SDD或其结合的一个或多个驱动器1180上读取、写入或读取和写入信息。I/O控制器中心1150也可以包括高级主机控制器接口(AHCI)以支持一个或多个驱动器1180。PCI-E接口1152允许到设备、网络等的无线连接1182。USB接口1153提供如键盘(KB)、一个或多个光传感器、鼠标和各种其他设备(例如麦克风、摄像机、手机、存储器、媒体播放器等)的输入设备1184。一个或多个其他类型的传感器可以可选地依赖USB接口1153或其他接口(例如。I2C等)。对于麦克风,图11的系统1100可以包括硬件(例如音频卡)适当地配置以接收声音(例如用户的声音、周围的声音等)。
在图11的示例中,LPC接口1170提供使用一个或多个ASIC1171、受信任的平台模块(TPM)1172、超级I/O1173、固件中心1174、BIOS支持1175,以及如ROM1177、闪存1178和非易失性RAM(NVRAM)1179的各种类型的存储器1176。对于TPM1172,这个模块可以是芯片的形式,其可以用于验证软件和硬件设备。例如,TPM能够执行平台认证并且可以用于验证寻求访问的系统是预期的系统。
在加电时,系统1100可以被配置为执行存储在SPI闪存1166内的BIOS1168的启动代码1190,,并且在此之后,在一个或多个操作系统和应用软件(例如存储在系统内存1140中)的控制下执行过程数据。例如,操作系统可以根据BIOS1168的指令被存储在各种位置的任意位置并且被访问。同样,正如此处所描述的,卫星、基站、服务器或其他机器可以包括比图11所示的系统1100更少或更多的特征。此外,图11的系统1100显示为可选地包括手机电路系统1195,其可以包含有GSM、CDMA等类型的配置为与系统1100的一个或多个其他特征协同运行的电路系统。图11还示出蓄电池电路系统1197,其可以提供一个或多个蓄电池、电源等关联特性(例如可选地指示系统1100的一个或多个部件)。正如所提出的,SMBus可以经由LPC(如图,例如LPC接口1170),经由I2C接口(如图,例如SM/I2C接口1165)等操作。
总结
尽管方法、设备、系统等的示例已经对结构特征和/或方法动作以特定的语言进行了描述,但是应该理解,所附的权利要求限定的主题并不受所描述的特定特征或动作的限制。而是,公开的特定的特征和动作作为实施要求保护的方法、设备、系统等的形式的示例。
Claims (20)
1.一种方法,包括:
接收锂离子电池的负电极的电位值;以及
对于所述锂离子电池的电池充电过程,至少部分地基于所述负电极的电位值调整恒定电压阶段的电压;
其中所述负电极的电位值基于一个或多个测量结果、一个或多个模型、或者一个或多个测量结果和一个或多个模型的结合而被提供。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述接收包括测量所述负电极相对于所述锂离子电池的参考电极的电位值。
3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述负电极包括碳基体。
4.根据权利要求1所述的方法,还包括用所述锂离子电池给车辆供电。
5.根据权利要求1所述的方法,还包括用所述锂离子电池给计算机供电。
6.根据权利要求1所述的方法,还包括用所述锂离子电池给蜂窝通信电路系统供电。
7.一种系统,包括:
由直流电力供电的电路系统;
提供直流电力的锂离子电池;以及
基于表明所述锂离子电池的负电极的电位增加的信息来调整所述锂离子电池的电池充电过程的恒定电压阶段的电压的电路系统;
其中所述负电极的电位基于一个或多个测量结果、一个或多个模型、或者一个或多个测量结果和一个或多个模型的结合而被提供。
8.根据权利要求7所述的系统,其中,表明所述负电极的电位增加的信息包括所述负电极相对于所述锂离子电池的参考电极的测量的电位值。
9.根据权利要求7所述的系统,其中,表明所述负电极的电位增加的信息包括基于所述负电极相对于所述锂离子电池的参考电极的电位值的测量结果而存储在所述系统的存储器中的明细表。
10.根据权利要求9所述的系统,其中,所述明细表包括所述负电极相对于一个或多个参数的电位值的明细表。
11.根据权利要求10所述的系统,其中,所述参数包括再充电周期数、时间或温度。
12.根据权利要求7所述的系统,其中,表明所述负电极的电位增加的信息包括得自于负电极电位相对于一个或多个参数的模型的值。
13.根据权利要求12所述的系统,其中,所述参数包括再充电周期数、时间或温度。
14.根据权利要求7所述的系统,其中,所述由直流电力供电的电路系统包括电动机。
15.根据权利要求7所述的系统,其中,所述由直流电力供电的电路系统包括计算机。
16.根据权利要求7所述的系统,其中,所述由直流电力供电的电路系统包括蜂窝通信电路系统。
17.一种锂离子电池系统,包括:
包含有碳基体阳极、阴极和参考电极的锂离子电池;
相对于参考电极测量所述碳基体阳极的电位的电路系统;以及
至少部分地基于所测量的所述碳基体阳极的电位来调整用于再充电所述锂离子电池的恒定电压阶段的电压的电路系统;
其中所述碳基体阳极的电位基于一个或多个测量结果、一个或多个模型、或者一个或多个测量结果和一个或多个模型的结合而被提供。
18.根据权利要求17所述的锂离子电池系统,还包括用于接收所述电路系统调整所述恒定电压阶段的电压的信息的总线接口。
19.根据权利要求18所述的锂离子电池系统,其中,用于调整所述恒定电压阶段的电压的所述电路系统基于经由所述总线接口接收到的信息来调整所述恒定电压阶段的电压。
20.根据权利要求19所述的锂离子电池系统,其中,所述总线接口包括耦接到选自计算机总线或车辆总线中的一者的总线接口。
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