CN107431369B - 用于自适应电池充电的系统、方法和设备 - Google Patents

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Abstract

由于可充电电池具有增加的使用(例如，循环)次数，所以所述电池的内阻抗可能增大并且电池的效率可能降级。这种内电阻可能导致截止电压阈值和截止电流阈值过早地停止电池充电阶段，因为这些截止值可能是基于低循环计数电池。相反，新的截止值可以基于电池阻抗。在恒压循环期间使用经调整的截止电流阈值可以增大高循环计数电池的容量。在分步充电中使用经调整的截止电压阈值可以增大高循环计数电池的充电速度。相比于与高循环计数电池一起使用的低循环计数截止值，通过使用经调整的截止值所取得的这些效率提高可以随着所述电池为进一步高循环计数而提高。

Description

用于自适应电池充电的系统、方法和设备
技术领域
本公开涉及电池充电，并且更具体地涉及修改电池的充电曲线以适应由于充电循环而引起的电池变化。
附图说明
图1是简图，展示了与本文所公开的实施例一致的充电系统。
图2是曲线图，展示了与本文所公开的实施例一致的低循环计数电池的充电循环。
图3是曲线图，展示了与本文所公开的实施例一致的低循环计数电池和高循环电池的充电循环比较。
图4是曲线图，展示了与本文所公开的实施例一致的低循环计数电池、高循环电池以及具有修改循环的高循环电池的充电循环比较。
图5是与本文所公开的实施例一致的一种使用基于时间的修改循环对电池进行充电的方法的框图。
图6是与本文所公开的实施例一致的一种使用基于开路电压(OCV)的经调整的循环对电池进行充电的方法的框图。
图7是曲线图，展示了与本文所公开的实施例一致的低循环计数电池的充电。
图8是曲线图，展示了与本文所公开的实施例一致的低循环计数电池的更快速充电。
图9是曲线图，展示了与本文所公开的实施例一致的低循环计数电池和高循环电池的更快速充电的比较。
图10是曲线图，展示了与本文所公开的实施例一致的低循环计数电池的更快速充电和高循环电池的经修改的更快速充电的比较。
图11是系统简图，展示了与本文所公开的实施例一致的电池与充电器通信。
图12是流程图，展示了与本文所公开的实施例一致的一种用于对高循环电池进行经修改的分步充电的方法。
图13是流程图，展示了与本文所公开的实施例一致的一种用于对高循环电池进行经修改的分步充电的替代方法。
图14是与本文所公开的实施例一致的移动设备的示例图示。
图15是与本文所公开的实施例一致的计算系统的示意图。
具体实施方式
以下提供了与本公开的实施例一致的系统和方法的具体实施方式。虽然描述了若干实施例，但是应当理解，本公开并不限于任一实施例，而是涵盖许多替代、修改和等效物。此外，虽然在下面的描述中阐述了许多具体细节，以便提供对本文所公开的实施例的透彻理解，但是可以在没有这些细节中的一些或全部细节的情况下实践一些实施例。此外，为了清楚起见，在相关技术中已知的某些技术材料没有详细描述，以避免不必要地使本公开变得模糊。
公开了使得能够在电池使用寿命期间对电池进行自适应充电的技术、装置和方法。在一个实施例中，电池更多地在恒压(CV)下进行充电以将充电循环考虑在内，从而允许电池比不在CV下执行更长时间的充电具有增大的容量。在另一实施例中，使用恒流(CC)进行分步充电时的截止电压阈值被修改以将由于充电循环导致的电池变化考虑在内。在一个实施例中，截止电压阈值可以由电池控制器通过系统管理总线(SMBUS)来管理，以将电池的动态分步充电考虑在内。
由于可充电电池具有增加的使用(例如，循环)次数，所以所述电池的内阻抗可能增大并且电池的效率可能降级。这种内电阻可能导致截止电压阈值和截止电流阈值过早地停止电池充电阶段，因为这些截止值可能是基于低循环计数电池。相反，可以基于电池阻抗、并且基于开路电压阈值来计算新的截止值，所述开路电压阈值是基于所述电池的流动电流和阻抗进行修改的。在恒压循环期间使用经调整的截止电流阈值可以增大高循环计数电池的容量。在分步充电中使用经调整的截止电压阈值可以增大高循环计数电池的充电速度。相比于与高循环计数电池一起使用的低循环计数截止值，通过使用经调整的截止值所取得的这些效率提高可以随着所述电池为进一步高循环计数而提高。
在一些实施例中，与室温未降级的(或新的)电池相比，电池的阻抗可能被其他条件改变(或降级)。例如，相比于室温电池，冷电池可以具有更大的阻抗。与高循环计数电池类似，截止值可以反而基于电池阻抗并且是使用OCV测量结果计算出的。在CV循环期间使用经调整的截止电流阈值可以增大充电过程中冷电池的容量。在CC分步充电循环期间使用经调整的截止电压阈值可以减少电池充电时间(即充电更快)。
尽管OCV有时在本文中被描述为是测量出的，但应当认识到OCV还可以是基于其他测量结果来估计出或甚至推断出(例如通过在充电周期期间经过的时间)。所述估计可以基于充电时间、当前充电电压或其他测量结果和/或推断结果。当OCV被描述为是测量出的时，应当认识到，另一实施例可以使用所估计的OCV来代替所测量的OCV。
图1至图4用于描述一种充电系统，所述充电系统可用于修改截止电压阈值以增加充电时间或匹配所期望的OCV。图1示出了所述系统。图2至图4示出了曲线图，描述具有和不具有增强措施的系统的充电参数。图2示出了曲线图，使用未降级的(例如，新的或低循环计数室温电池)来描述使用具有截止电压阈值的CC、随后是具有截止电流阈值的CV的充电过程。图3示出了曲线图，对图2的充电过程与使用与所述未降级的电池相同设置的降级的(例如，高循环或冷)电池进行比较。图4示出了曲线图，通过修改降级的电池的截止电流阈值来比较图2与图3的充电过程。
图1示出了充电系统100，所述充电系统可用于修改截止电压阈值以增加充电时间或匹配所期望的OCV。所述系统包括电池102、控制器104、充电器106和交流(AC)适配器108。系统100可以用于对可用于诸如便携式计算机、手机、平板计算机或无人机的设备中的电池102进行充电。系统100可以集成在例如具有集成充电器的芯上系统(SOC)或具有集成充电器的功率管理集成电路(PMIC)中。系统100还可以例如在充电系统与电池系统之间分开。系统100还可以是离散的，其中，每个组件分开地驻留。
控制器104可以测量、计算和/或接收关于电池102的信息(例如，OCV、阻抗、充电百分比、存储功率)和关于充电器的信息(例如，至电池102的电压，至电池102的电流、提供至电池102的功率)。控制器104可以包括用于测量充电时间的计时器110。控制器104还可以包括用于测量电池102的OCV的OCV监测器112。控制器可以与接收来自AC适配器108的电力的充电器106进行通信和/或控制其输出。充电器106可以在不同的状态下运行，包括具有截止电压阈值的CC状态和/或具有截止电流阈值的恒压状态。在一些实施例中，充电器106在恒流状态、恒压状态、涓流充电状态和/或断开状态下运行。控制器104可以监测阈值(例如，CC阈值或CV阈值)，并且使充电器106切换状态。AC适配器108可以将所接收的AC电压转换为直流(DC)电压。
图2示出了在未降级的电池的情况下使用CC状态206、随后是CV状态210的充电循环200。例如，锂离子(Li离子)电池在1.5A的CC(0.5C速率，称为0.5C)下进行充电，直至达到截止电压阈值208，随后是在4.35V(伏)的CV下进行充电。在CV状态210期间，当电流减小到预定截止电流阈值212(例如，在所示实施例中为0.05C或0.15A)时，充电完成204。电池容量线202示出了所述两个状态如何工作以随着时间的推移实现电池的接近3.0Ah容量的充电204。从左轴读取容量。电流线206/210示出了在两个阶段中随时间推移提供至电池的电流，并且从右轴读取。
图3示出了曲线图，对图2的充电过程与使用与所述未降级的电池相同设置的降级的(例如，高循环或冷)电池进行比较。例如，与图2所示的未降级的电池类似地对降级的Li离子电池进行充电。然而，由于降级的电池的阻抗增大，CC状态318被缩短，从而导致更早地到达截止电压阈值319。在CV状态320中还更早地出现0.05C(其为0.15A)的截止电流阈值322。
使用新的电池的相同充电循环，降级的电池在1.5A的CC(0.5C速率，称为0.5C)下进行充电，直至达到截止电压阈值319，随后是在4.35V的CV下进行充电。在CV状态320期间，当电流减小到预定截止电流阈值322(例如，在所示实施例中为0.05C或0.15A)时，与在未降级的电池中相比充电更早地完成。电池容量线314示出了所述两个状态如何工作以随着时间的推移实现电池的接近0.6Ah容量的充电316。C速率是等于在一小时内电池的容量的充电或放电速率。
为了比较，还示出了未降级的(例如，新的)Li离子电池。未降级的电池在1.5A的CC(0.5C速率，称为0.5C)下进行充电，直至达到截止电压阈值308，随后是在4.35V的CV下进行充电。在CV状态310期间，当电流减小到预定截止电流阈值312(例如，在所示实施例中为0.05C或0.15A)时，充电完成304。电池容量线302示出了所述两个状态如何工作以随着时间的推移实现电池的接近3.0Ah容量的充电304。
在一些实施例中，当电池降级时(例如当其被重复地高循环计数时)，电池容量下降。例如，Li离子电池中的活性物质可能降级，并且不能有效地接收和/或提供Li离子。此外，Li离子电池的阻抗在循环后或由于温度较低而增大。内阻抗的这种增量变化导致由于增量阻抗而即使在充电完成后也未满充降级的/高循环计数电池。
在充电状态下，OCV被表达为OCV＝V-IR，其中V是所测量的电压，I是充电电流，并且R是电池阻抗(电阻)。当未降级的电池被充电至具有0.15A截止电流的4.35V并且电池阻抗为0.11Ohm时，充电完成时的电池OCV为4.334V(4.35V-0.15A*0.11Ohm)。总充电时间可以为2.4小时。对于降级的/高循环计数电池，如果阻抗增大到0.22Ohm，则充电结束时的OCV为4.317V。在一些实施例中，一旦电池降级/高循环计数，则难以(最好也只是)恢复电池容量。
图4示出了曲线图，展示了低循环计数电池、高循环电池以及具有修改循环的高循环电池的充电循环比较。通过使用修改循环，相比于使用未降级的电池设置的情况，在电池降级/高循环计数之后，电池容量可以更多地恢复。在所示的实施例中，可以通过电池OCV和/或电池充电时间来调整CV截止值。
例如，可以针对降级的/高循环计算电池调整CV截止阈值。可以降低CV截止电流阈值，并且当高循环计数电池的充电时间达到X 434(定义为新的电池的充电时间)时停止充电。在一些实施例中，与使用未调整的阈值相比，使用此过程指出降级的/高循环计算电池的容量增大10％。当控制器调节(降低)截止电流阈值时，充电过程减轻了由电池阻抗增加(例如由于循环和/或温度)引起的电荷损失。
例如，在充电过程中，OCV被表达为OCV＝V-IR，其中V是所测量的电压，I是充电电流，并且R是电池阻抗(电阻)。当新的电池被充电至具有0.15A截止电流的4.35V并且电池阻抗为0.11Ohm时，充电完成时的电池OCV为4.334V(4.35V-0.15A*0.11Ohm)。总充电时间为2.4小时。对于降级的/高循环计数电池，如果电池阻抗增大到0.22Ohm，则充电结束时的OCV为4.317V，尽管电池可以安全地充电至OCV＝4.334V。可以调整截止电流阈值以将此差异考虑在内(例如，从0.15A到0.075A)。此经调整的截止电流阈值将降级的/高循环计数电池充电至4.334V(4.35V-0.075A*0.22Ohm)，并且将附加容量充电至降级的/高循环计算电池。
充电过程还可以进行修改以适应不同情形。在一些实施例中，因为一些用户不喜欢较长的充电时间，控制器可以在2.4小时后停止对降级的/高循环计数电池进行充电。在其他实施例中，如果电池不是从耗尽开始充电，则系统可以在容量相当于从耗尽开始充电X时间(定义为新的电池的充电时间)以前停止充电。
为了比较，示出了降级的电池充电。使用新的电池的相同充电循环，降级的电池在1.5A的CC(0.5C速率，称为0.5C)下进行充电，直至达到截止电压阈值419，随后是在4.35V的CV下进行充电。在CV状态420期间，当电流减小到预定截止电流阈值422(例如，在所示实施例中为0.05C或0.15A)时，与在未降级的电池中相比充电更早地完成。电池容量线414示出了所述两个状态如何工作以随着时间的推移实现电池的接近0.6Ah容量的充电416。C速率是等于在一小时内电池的容量的充电或放电速率。
为了比较，还示出了未降级的(例如，新的)锂离子电池。未降级的电池在1.5A的CC(0.5C速率，称为0.5C)下进行充电，直至达到截止电压阈值408，随后是在4.35V的CV下进行充电。在CV状态410期间，当电流减小到预定截止电流阈值412(例如，在所示实施例中为0.05C或0.15A)时，充电完成404。电池容量线402示出了所述两个状态如何工作以随着时间的推移实现电池的接近3.0Ah容量的充电404。
图5至图6描述了可用于实现结合图1至图4描述的系统和过程的方法。图5和图6中描述的方法可以由图1所示的系统100实现，所述系统包括电池102、控制器104、充电器106以及AC适配器108。取决于实施例，用于实现所述方法的指令可以驻留在充电控制器的软件、固件或电路中。图5示出了基于充电时间的方法。图6示出了基于OCV的方法。
在图5所示的实施例中，示出了基于充电时间对电池进行充电的过程500。过程500可以包括一次性设置阶段501和充电阶段507。在设置阶段501中，存储初始测量结果。在框502中，可以对电池进行初始充电。在框504中，可以存储所述初始充电(低循环计数电池)的充电时间。在框506中，可以存储满充电池的OCV(例如在初始充电之后)。
在充电阶段507中，可以使用来自设置阶段501的所存储的值中的一个或多个值来调整截止阈值。在框508中，控制器判定是否由于降级的电池而调整截止电流阈值。如果是这样，并且在框510中，修改恒压充电阶段的截止电流阈值(诸如基于电池阻抗)。如果不是，则截止电流阈值保持在其先前或默认水平。然后，所述过程从框508或510移动到框512。在框512中，充电系统在恒流下对所述电池进行充电，直到达到截止电压阈值。在框514中，充电系统在恒压下对所述电池进行充电，直到达到截止电流阈值。在框516中，充电过程停止并返回到框508，判定是否调整截止电流阈值。
在一个实施例中，一种实施方式可以包括初始操作和基于降级的(例如，高循环计数)电池的操作。在初始操作中，控制器记住新的电池的称为X的充电时间。当确定充电电池为降级的/高循环计数电池时，控制器调整/降低CV充电的截止电流阈值，从而从耗尽开始的充电时间延长到X。
在图6所示的实施例中，示出了基于OCV对电池进行充电的过程600。过程600可以包括一次性设置阶段601和充电阶段607。在设置阶段601中，存储初始测量结果。在框602中，可以对电池进行初始充电。在框604中，可以存储所述初始充电(低循环计数电池)的充电时间。在框606中，可以存储满充电池的OCV(例如在初始充电之后)。
在充电阶段607中，可以使用来自设置阶段601的所存储的值中的一个或多个值来调整截止阈值。在框608中，控制器判定是否由于降级的电池而调整截止电流阈值。如果是这样，并且在框610中，修改恒压充电阶段的截止电流阈值(诸如基于电池阻抗)。如果不是，则截止电流阈值保持在其先前或默认水平。然后，所述过程从框608或610移动到框612。在框612中，充电系统在恒流下对所述电池进行充电，直到达到截止电压阈值。在框614中，充电系统在恒压下对所述电池进行充电，直到达到截止电流阈值。在框616中，充电过程停止并返回到框608，判定是否调整截止电流阈值。
在一个实施例中，一种实施方式可以包括初始操作和基于降级的(例如，高循环计数)电池的操作。在初始操作中，控制器可以在新的(例如，低循环计数)电池充满电之后存储OCV测量结果(称为Y的测量结果)。当确定充电电池为降级的/高循环计数电池时，控制器减少CV充电的截止电流阈值，从而新的截止电流阈值将电池OCV导向Y。
图7至图10用于描述一种充电系统，所述充电系统可用于修改分步充电系统的截止电流阈值以减少充电时间。图1和图11示出了可以使用的系统的示例。图7至图10示出了曲线图，描述具有和不具有增强措施的系统的充电参数。图7示出了曲线图，使用未降级的(例如，新的或低循环计数室温)电池来描述使用具有截止电压阈值的CC、随后是具有截止电流阈值的CV的充电过程。图8示出了曲线图，使用未降级的电池来描述使用具有截止电压阈值的两个CC阶段、随后是具有截止电流阈值的CV阶段的分步充电过程。图9示出了曲线图，对图8的分步充电过程与使用与所述未降级的电池相同的设置的降级的(例如，高循环或冷)电池进行比较。图10示出了曲线图，通过修改降级的电池的截止电压阈值来比较图8和图9的充电过程。
图7示出了在未降级的电池的情况下使用CC状态706、随后是CV状态710的充电循环700。例如，锂离子电池在1.5A的CC(0.5C速率，称为0.5C)下进行充电，直至达到截止电压阈值708，随后是在4.35V的CV下进行充电。在CV状态710期间，当电流减小到预定截止电流阈值712(例如，在所示实施例中为0.05C或0.15A)时，充电完成704。充电水平线702示出了所述两个状态如何工作以随着时间的推移实现电池的100％容量的充电704。从左轴读取充电水平。电流线706/710示出了在两个阶段中随时间推移提供至电池的电流，并且从右轴读取。
例如，Li离子电池在CC下进行充电，随后在CV下进行充电。正常充电可以从0.5C-CC充电阶段开始，随后是4.35V CV充电阶段。
在一些实施例中，可以使用分步充电过程来使充电时间更快。图8示出了在未降级的电池的情况下使用两个CC状态806和812、随后是CV状态816的分步充电循环800。在所示实施例中，可充电电源在第一CC水平下进行充电直到达到第一截止电压阈值808，之后可充电电源在第二CC水平下进行充电，直到达到第二截止电压阈值814。第二CC水平之后是CV状态。在CV状态816期间，当电流减小到预定截止电流阈值818(例如，0.05C)时，充电完成。充电水平线802示出了所述两个状态如何工作以随着时间的推移实现电池的100％容量的充电804。从左轴读取充电水平。电流线806、812和816示出了在三个阶段中随时间推移提供至电池的电流，并且从右轴读取。
例如，充电器使用在0.7C(比图7所示的更高的电流)下的第一CC步骤，直到达到4.1V的第一截止电压阈值。此较高的CC步骤之后是使用0.5C的第二CC步骤，直到达到第二截止电压阈值(-CV充电)。在本实施例中，第一分步电流的第一截止电压阈值为4.1V。应当认识到，当一个步骤是结合恒流使用时，它是所述步骤旨在参考恒流步骤而不是操作(也不是有序的操作)。虽然所示示例包括两个CC步骤，但是应当认识到可以使用多于两个CC步骤(或阶段)。
图9示出了当使用分步充电过程时降级的电池与未降级的电池的比较。例如，当电池老化时，电池阻抗上升，并且电池充电时间更长。在另一示例中，当电池冷时，电池阻抗上升，并且电池充电时间更长。增大的电池阻抗导致较早从第一CC步骤退出和更长的充电时间。
图9示出了用于比较的未降级的可充电电源(情况1)。可充电电源在第一CC阶段906下进行充电直到达到第一截止电压阈值908，之后可充电电源在第二CC水平912下进行充电，直到达到第二截止电压阈值914。第二CC水平912之后是CV阶段916。在CV阶段916期间，当电流减小到预定截止电流阈值918(例如，0.05C)时，充电完成。
使用具有与未降级的电池相同参数的分步充电过程进行充电的降级的电池可能导致从恒流步骤阶段更早退出和更长的充电时间(情况2)。可以在第一恒流926下对降级的电池进行充电，直到达到截止电压阈值928。由于电池的阻抗，降级的电池的第一恒流阶段可能短于未降级的电池的第一恒流阶段906。可以在第二恒流930下对所述降级的电池进行充电，直到达到第二截止电压阈值932。之后，可以使用恒压934对所述降级的电池进行充电，直到达到截止电流阈值936。然后可以停止充电过程。
虽然图9示出了两个恒流阶段，但是在一些实施例中，使用多于两个的阶段。例如，在一个实施例中，结合四个截止电压阈值使用四个恒流步骤。在这四个恒流阶段之后，可以以恒压对电池进行充电。
例如，对于老化电池单元(例如，高循环计数电池)，当第一分步电流超过截止电压阈值(例如，4.1V)时，OCV低于新的电池的OCV。这可能是由于电池阻抗造成的。OCV被表达为OCV＝V(测量)-I*R，其中V(测量)是所测量的电压，I是充电电流，并且R是电池阻抗。由于老化电池的R大于新的电池的R，所以老化电池的OCV更低。在～65％的充电水平下，由于电池的内阻抗，老化电池可能比新的电池多花约10％的时间进行充电。
图10示出了曲线图1000，对使用降级的电池(情况2)的经修改分步充电过程与使用未降级的电池(情况1)的分步充电过程进行比较。控制器可以至少部分地基于电池阻抗来调整第一截止电压阈值1028的截止电压阈值。使用经调整的第一截止电压阈值1028，充电器可以在第一恒流1026下进行充电，直到达到所述经调整的第一截止电压阈值1028。然后，充电器可以在第二截止电流阈值1030下进行充电，直到达到第二截止电压阈值1032。然后，充电器可以在恒压1034下进行充电，直到达到截止电流阈值1036。
取决于实施例，可以调整或不调整第二截止电压阈值和随后的截止电压阈值。在一个实施例中，调整除最终截止电压阈值之外的所有截止电压阈值。在另一实施例中，仅调整第一截止电压阈值。在又一实施例中，基于可充电电源的内阻抗的变化来调整所有截止电压阈值。
图10还示出了用于比较的未降级的可充电电源。可充电电源在第一CC水平1006下进行充电直到达到第一截止电压阈值1008，之后可充电电源在第二CC水平1012下进行充电，直到达到第二截止电压阈值1014。第二CC水平1012之后是CV阶段1016。在CV阶段1016期间，当电流减小到预定截止电流阈值1018(例如，0.05C)时，充电完成。
例如，未降级的电池的阻抗为110mOhm，而老化电池的阻抗为170mOhm。对于未降级的电池，第一步骤充电电流为2.1A，并且第一步骤充电截止值为4.1V。对于降级的电池，使用以下计算，第一步骤充电截止电压阈值可以从4.1V调整至4.226V。
OCV＝(4.1V-2.1A*0.11Ohm)＝3.869V
(3.869V+2.1A*0.17Ohm)＝4.226V
通过改变截止电压阈值，至降级的电池的约65％的充电时间(在截止电流阈值1036处示出的充电时间)可以近似为未降级的电池(在截止电流阈值1018处示出的的充电时间)。
在图10所示的实施例中，两个CC阶段之后是CV阶段。这一系列充电操作可以用缩写CC-CC-CV表示。在一些实施例中，可以使用CC-CV-CC-CV充电操作集合。在第一CC阶段期间，使用第一水平下的CC对电池进行充电，直到达到第一截止电压阈值。然后在第一CV阶段期间保持第一截止电压阈值，并且允许电流向下浮动到等于下一CC阶段的CC水平的第一截止电流阈值。然后在第二CC阶段期间保持第一截止电流阈值，直到达到第二截止电压阈值。然后，充电器可以在第二CV阶段中使用CV进行充电，直到达到第二截止电流。一旦达到所述第二截止电流，充电就可以停止。
其他组合也是可能的。例如，可以使用CC-CV-CC-CC-CV或CC-CC-CV-CC-CV组合。在一些实施例中，从CC到CV的过渡可以保持来自CC阶段的截止电压阈值。在若干个实施例中，从CV到CC的过渡可以保持来自CV阶段的截止电流阈值。在其他实施例中，用于CC阶段的电流设置和用于CV阶段的电压设置可以从存储设备中检索或动态地计算出，以使电池降级最小化，充电到更高容量和/或减少充电时间。
各截止电流阈值和截止电压阈值可以如本文所述地进行调整。所述调整可以基于电池阻抗、所估计的OCV、循环数、温度等，和/或两个或多个电池特性或测量结果的组合。
在一些实施例中，选择恒流阶段配置以使电池单元的降级最小化和/或使充电时间最大化。例如，电池控制器可以被配置用于当所估计的OCV处于一个范围内时选择恒流。在另一示例中，电池控制器可被配置用于对于给定的OCV范围内的所估计的OCV防止电流超过电流阈值。在一些实施例中，通过在OCV范围内防止电流超过阈值，充电器或电池控制器可以使电池降级最小化。
图11示出了通过使用SMBUS 1106进行通信的物理接口1108连接到充电器1104的电池1102的简图1100。电池1102可以包括传感器1110、电池电力接口1116以及电池控制器1114。传感器1110可以测量电池1102的各方面，例如OCV、充电电流、充电电压等。电池电力接口1116可以通过物理接口1108从充电器1104接收能量1118并且将能量1118提供给电池1102。电池电力接口1116还可以包括防止损坏电池1102的安全特征(例如，过电压保护、热关断等)。电池控制器1114可以从传感器1110接收测量结果1112，并且通过诸如SMBUS 1106的控制通道与充电器1104进行通信。电池控制器1114还可以包括所存储的信息，例如充电循环数、截止阈值表、电池的原始OCV、电池1102的原始充电时间、电池1102的原始阻抗等)。
充电器1104可以包括充电控制器1122、电源1124以及充电器电力接口1126。充电控制器1122可以通过控制信道(例如SMBUS 1106或I2C(集成电路总线)等)接收消息，配置电源1124(例如通过命令1132)并且接收测量结果1130。电源1124可以提供能量1128以输送到电池1102和/或对其进行充电。电源1124可以由充电控制器1122进行配置，包括诸如恒流和/或恒压设置的配置。电源1124可以向充电控制器1122提供诸如电压、电流和功率信息的测量结果1130。电源1124可以接收输入能量1120(例如从AC适配器或壁式插座)以转换成能量1128以对电池1102进行充电。充电器电力接口1126可以将能量1128从电源1124耦合到电池电力接口1116。充电器1104(例如充电器电力接口1126等)可以包括安全特征(例如，过电压，热和/或电力保护)。
电池控制器1114可以发送使充电器1104执行动作的消息(通过充电控制器1122)。例如，电池控制器1114可以向充电控制器1122发送使用SMBUS协议的消息，所述消息使充电控制器1122修改电源1124的充电设置，所述电源通过充电器电力接口1126经由物理接口1108至电池电力接口1116向电池1102提供能量1118。电池控制器1114可以向充电控制器1122发送消息，以请求在指定恒流值下的恒流充电、在指定恒压值下的恒压充电、在指定截止电流阈值下停止充电、在指定电压截止阈值下停止充电等。另外，电池控制器1114可以向充电控制器1122发送消息以使具有指定阈值的一系列动作入队，从而引起从队列中的一个动作转换到另一个动作。在其他实施例中，充电控制器1122可以执行相同或相似的任务。
在一些实施例中，电池控制器1114可以与充电控制器1122进行通信以引起一系列恒流分步充电。电池控制器1114可以向充电控制器1122发送一系列消息以动态地改变恒流分步充电。
应当认识到，图11表示实施例，但是可以不同地定位和/或组合系统的元件。例如，传感器1110可以被定位在充电器1104中，其中在物理接口1108两端发生对电池1102的测量。其他组合也是可能的。
取决于实施例，充电指令可以驻留在充电控制器的软件、固件或电路中。本文所述的实施例还可以集成在具有集成充电器的SOC、具有集成充电器的PMIC等中。
本文的一些信息是基于模拟结果。在用于未降级的电池单元和降级的电池单元的模拟中都使用电池容量来模拟使用不同描述的实施例的充电效果。
还可以实现其他可选特征。在实施例中，第一步骤的经调整的截止电压阈值不能超过CV阶段或安全水平的电压。如果分步充电包括多于一个的CC步骤，则可以将截止电压阈值调整应用于其他步骤。第一步骤充电的截止电压阈值可以通过SMBUS或I2C从电量表(fuel gauge)发送到充电控制器。可以通过电量表中的“充电电压”参数的动态变化来调整第一步骤充电的截止电压阈值。
图12示出了对降级的电池进行恒流分步充电的方法1200。在初始设置阶段1201中，控制器可以存储未降级的电池信息。在框1202中，未降级的电池接收初始充电。在框1204中，存储未降级的电池(例如低循环计电池)的OCV。在其他实施例中，所述初始信息可以在工厂存储好，而没有初始充电和测量结果。
在充电阶段1203中，可以改变分步充电以适应降级的电池阻抗。在框1206中，可以至少部分地基于电池阻抗以及所述存储的OCV来确定经调整的截止电压阈值。在框1208中，充电器可以在高于后续阶段的第一恒流下进行充电。在框1210中，控制器可以判定经调整的截止电压阈值是否已被满足。若否，则在框1208中可以继续充电。若是，则在框1212中可以开始第二恒流充电阶段。在框1214中，控制器可以判定第二截止电压阈值是否已被满足。若否，则在框1212中可以继续充电。若是，则在框1216中充电器可以开始恒压充电阶段。在框1218中，控制器可以判定经调整的截止电流阈值是否已被满足。若否，则在框1216中可以继续充电。若是，则在框1220中可以停止充电。然后，系统可以返回到框1206并且等待下一充电阶段1203。
在一些实施例中，使用所描述的过程可以改善电池降级之后的充电时间。使用该过程可以允许所述系统基于电池阻抗来调整第一步骤充电的截止电压阈值。
例如，在初始阶段中，控制器记住或计算出未降级的电池的OCV(标记为X)。当确定电池降级时，控制器基于电池的阻抗来调整第一步骤充电的截止电压阈值。新的截止电压阈值Y通过以下公式来计算：
Y＝X+I*ΔR
其中I是充电电流，并且ΔR是降级的电池(例如高循环计数、冷电池等)的额外电池阻抗。然后可以使用第一步骤充电的新的截止电压阈值对电池进行充电。
图13示出了动态分步充电过程1300。在初始设置阶段1301中，存储未降级的电池的OCV。在所示实施例中，在初始充电之后存储OCV。在框1302中，执行初始充电。在框1304中，在初始充电之后存储所述电池的OCV。在一些实施例中，设置阶段可以改为使用来自工厂的存储值而不是测量值。
在充电阶段1303中，控制器可以使用多个恒流充电操作。这些操作可以基于达到截止电压阈值来调度和/或由控制器主动管理。在框1306中，确定第一截止电压阈值。在框1308中，充电器在第一恒流下对电池进行充电。在框1310中，充电器或控制器判定第一截止电压阈值是否已达到。若否，充电器在相同的恒流水平下继续充电。若是，则在框1310中，控制器或充电器判定系统是否应切换到恒压充电。若否，则在块1306中，充电器或控制器返回设置下一截止电压阈值，并且在框1310至1314中在下一恒流下进行充电。然而，如果在框1314中充电器或控制器确定切换到恒压充电，则在框1316中，充电器或控制器将在恒压下对所述电池进行充电。在1318中，充电器或控制器判定截止电流阈值是否已达到。若否，则在框1316中，充电器或控制器在恒压电平下继续充电。若是，则在框1320中，充电器或控制器停止充电。在框1306处，系统等待下一充电阶段1303。
应当认识到，截止电流阈值可以存储在存储器中或被动态地确定。在一个实施例中，充电器或控制器从非易失性存储器中检索包括截止电压阈值和电流设置的恒流配置列表。在另一实施例中，充电器或控制器使用OCV或循环数来估计电池阻抗。使用所估计的阻抗，充电器或控制器可以动态地调整截止电压阈值和恒流设置，以更快速地对电池进行充电。在一些实施例中，电流阈值用于所估计的OCV的范围。当所估计的OCV在OCV值的范围内时，充电器被配置为不超过相关联的电流阈值。OCV的每个范围都可以具有电流阈值。
图14还提供了可用于来自移动设备的音频输入和输出的话筒和一个或多个扬声器的图示。显示屏可以是液晶显示器(LCD)屏幕或其他类型的显示屏，例如有机发光二极管(OLED)显示器。显示屏可以被配置为触摸屏。触摸屏可以使用电容式、电阻式或其他类型的触摸屏技术。应用处理器和图形处理器可以被耦合到内部存储器以提供处理和显示能力。非易失性存储器端口还可以用于向用户提供数据输入/输出选项。非易失性存储器端口还可以用于扩展移动设备的存储器容量。键盘可以与移动设备集成或无线地连接到移动设备以提供额外的用户输入。还可以使用触摸屏提供虚拟键盘。
图15是计算系统1500的示意图。计算系统1500可以被视为连接各组件的信息传递总线。在所示实施例中，计算系统1500包括具有用于处理指令的逻辑1502的处理器1502。指令可以被存储在存储器1506和存储设备1508中和/或从其中检索出，所述存储设备包括计算机可读存储介质。指令和/或数据可以从网络接口1510到达，所述网络接口包括有线1514或无线1512能力。指令和/或数据还可以来自I/O接口1516，所述I/O接口可以包括诸如扩展卡、辅助总线(例如，USB等)、设备等。用户可以通过用户接口设备1518和渲染接口1504与计算系统1500进行交互，所述渲染接口允许计算机接收并向用户提供反馈。
示例
以下示例涉及进一步的实施例。
示例1是一种对电池进行充电的充电系统。所述充电系统包括：存储器，被配置用于存储低循环计数电池的开路电压(OCV)。所述充电系统进一步包括：传感器，被配置用于确定所述电池的阻抗。所述充电系统还包括控制器。所述控制器可以至少部分地基于所述电池的所述确定的阻抗以及所述存储的OCV来确定在所述电池的分步充电中的第一恒流操作的第一截止电压阈值。所述控制器还可以使电源提供第一恒流，直到达到所述第一截止电压阈值。
在示例2中，如示例1所述的控制器可以可选地用信号通知所述电源提供所述第一恒流，直到达到所述第一截止电压阈值。
在示例3中，如示例1-2所述的控制器可以可选地至少部分地基于所述电池的所述确定的阻抗以及所述存储的OCV来确定在所述电池的所述分步充电中的第二恒流操作的第二截止电压阈值。所述控制器可以进一步使所述电源提供第二恒流，直到达到所述第二截止电压阈值。
在示例4中，如示例3所述的控制器可以可选地使所述电源在所述第一恒流与所述第二恒流之间提供恒压。
在示例5中，如示例4所述的控制器可以可选地保持所述第一截止电压阈值，直到输送到所述电池的电流达到所述第二恒流。
在示例6中，在一组恒流分步操作中已经达到最终截止电压阈值之后，如示例1-5所述的控制器可以可选地向所述电池提供恒压，直到达到截止电流阈值。
在示例7中，如示例1-6所述的控制器可以可选地在所述电池的分步充电过程中动态地调整恒流和截止电压阈值。
在示例8中，如示例1-7所述的系统可以可选地包括所述电源。
在示例9中，如示例1-8所述的系统可以可选地包括：在所述电源与所述控制器之间的总线，所述总线被配置用于将来自所述控制器的消息传送到所述电源，所述消息使所述电源向所述电池提供恒流。
在示例10中，如示例1-9所述的电池可以可选地是锂离子(Li离子)电池。
示例11是一种用于自适应充电的系统。所述系统包括：控制器；传感器，被配置用于感测可充电电源的电压；以及总线接口，处于所述控制器与耦合到所述可充电电源的充电系统之间。所述控制器被配置用于接收来自所述传感器的测量结果；以及至少部分地基于来自所述传感器的所述测量结果来估计所述可充电电源的开路电压(OCV)。所述控制器被进一步配置用于至少部分地基于所述估计的OCV改变电流阈值。所述控制器还被配置用于通过所述总线接口与所述充电系统进行通信，以在所述可充电电源的充电过程中动态地调整恒流源的恒流并且将电流大致维持在低于与至所述可充电电源的所述估计的OCV相关联的所述电流阈值。
在示例12中，如示例11所述的控制器可以可选地至少部分地基于所述测量结果的监测来保持更新所述OCV的估计值。所述控制器可以可选地当所述估计的OCV超过OCV阈值时进一步更新所述电流阈值。所述控制器还可以可选地在更新所述电流阈值之后将所述更新过的电流阈值传递至所述充电系统。
在示例13中，如示例11-12所述的可充电电源是锂离子(Li离子)电池。
在示例14中，如示例11-13所述的系统可以可选地包括存储器，所述存储器被配置用于存储在室温下未降级的可充电电源的未降级的OCV。
在示例15中，如示例11-13所述的系统可以可选地包括存储器，所述存储器被配置用于存储未降级的可充电电源的未降级的OCV。
在示例16中，如示例11-15所述的总线接口可以可选地是系统管理总线(SMBUS)或I2C接口。
在示例17中，如示例11-16所述的系统可以可选地包括所述充电系统。
在示例18中，如示例17所述的系统可以可选地包括包含所述充电系统的便携式计算机、蜂窝电话、平板计算机或无人机。
在示例19中，在已经达到最终截止电压阈值之后，如示例11-18所述的控制器可以可选地向所述可充电电源提供恒压，直到达到截止电流阈值。
示例20是一种对电池进行充电的方法。所述方法可以包括：存储满充可充电电源的初始开路电压(OCV)。所述方法可以进一步包括：至少部分地基于表明可充电电源的OCV已经达到所述初始OCV的指示来确定在恒压充电过程中的经改变的截止电流阈值。所述方法还可以包括：在恒流下对所述可充电电源进行充电，直到达到截止电压阈值。所述方法可以进一步包括：在恒压下对所述可充电电源进行充电，直到达到所述经改变的截止电流阈值。
在示例21中，如示例20所述的方法可以可选地包括：低于室温下低循环计数可充电电源的截止电流阈值的经改变的截止电流阈值。
在示例22中，如示例20-21所述的方法可以可选地包括：对循环数进行计数并且从对应于所述循环数的表中检索截止电流阈值。
在示例23中，如示例20-22所述的方法可以可选地包括：测量温度并且从对应于所述温度的表中检索截止电流阈值。
在示例24中，如示例20-23所述的方法可以可选地包括：估计所述可充电电源的OCV；确定所述可充电电源的阻抗；以及至少部分地基于所述初始OCV来计算所述经改变的截止电流阈值。
示例25是一种对电池进行充电的方法。所述方法包括：存储满充电池的初始充电时间；以及至少部分地基于使所述电池的充电时间与所述初始充电时间相匹配来确定在恒压充电过程中的经改变的截止电流阈值。所述方法进一步包括：在恒流下对所述电池进行充电，直到达到截止电压阈值。所述方法还包括：在恒压下对所述电池进行充电，直到达到所述经改变的截止电流阈值。
在示例26中，如示例25所述的方法可以可选地包括：低于室温下低循环计数电池的截止电流阈值的经改变的截止电流阈值。
在示例27中，如示例25-26所述的方法可以可选地包括：向充电器发送第一消息以在恒流下对所述电池充电；以及向所述充电器发送第二消息以在所述恒压下对所述电池进行充电。
在示例28中，如示例25-27所述的方法可以可选地包括：至少部分地基于电池温度来确定所述经改变的截止电流阈值。
在示例29中，如示例25-28所述的方法可以可选地包括：测量温度和循环数；以及从对应于所述温度和所述循环数的表中检索截止电流阈值。
在示例30中，如示例25-29所述的方法可以可选地包括：测量开路电压(OCV)。
示例31是一种对电池进行充电的方法。所述方法包括：存储低循环计数电池的开路电压(OCV)；以及确定所述电池的阻抗。所述方法进一步包括：至少部分地基于所述电池的所述确定的阻抗以及所述存储的OCV来确定在所述电池的分步充电中的第一恒流操作的第一截止电压阈值。所述方法还可以包括：使电源提供第一恒流，直到达到所述第一截止电压阈值。
在示例32中，如示例31所述的方法可以可选地包括：至少部分地基于所述电池的所述确定的阻抗以及所述存储的OCV来确定在所述电池的所述分步充电中的第二恒流操作的第二截止电压阈值。所述方法还可以可选地包括：使所述电源提供第二恒流，直到达到所述第二截止电压阈值。
在示例33中，如示例31-32所述的方法可以可选地包括：使所述电源在所述第一恒流与所述第二恒流之间提供恒压。
在示例34中，如示例31-33所述的方法可以可选地包括：保持所述第一截止电压阈值，直到输送到所述电池的电流达到所述第二恒流。
在示例35中，在一组恒流分步操作中已经达到最终截止电压阈值之后，如示例31-34所述的方法可以可选地包括：向所述电池提供恒压，直到达到截止电流阈值。
在示例36中，如示例31-35所述的方法可以可选地包括：在所述电池的分步充电过程中动态地调整恒流和截止电压阈值。
在示例37中，如示例31-36所述的方法可以可选地包括：通过总线将消息发送到所述电源，所述消息使所述电源向所述电池提供恒流。
示例38是一种用于自适应充电的方法。所述方法可以包括：感测可充电电源的电压的测量结果；以及至少部分地基于来自传感器的测量结果来估计所述可充电电源的开路电压(OCV)。所述方法可以进一步包括：至少部分地基于所述估计的OCV改变电流阈值。所述方法还可以包括：通过总线接口与充电系统进行通信，以在所述可充电电源的充电过程中动态地调整恒流源的恒流并且将电流大致维持在低于与至所述可充电电源的OCV相关联的所述电流阈值。
在示例39中，如示例38所述的方法可以可选地包括：监测来自所述传感器的测量结果；以及至少部分地基于所述测量结果的监测来保持更新所述OCV的估计值。所述方法可以进一步可选地包括：当所述估计的OCV超过OCV阈值时更新所述电流阈值。所述方法还可以可选地包括：在更新所述电流阈值之后将所述更新过的电流阈值传递至所述充电系统。
在示例40中，如示例38-39所述的方法可以可选地包括：存储在室温下未降级的可充电电源的未降级的OCV。
在示例41中，如示例38-40所述的方法可以可选地包括：存储未降级的可充电电源的未降级的OCV。
在示例42中，如示例38-41所述的方法可以可选地包括：对便携式计算机、蜂窝电话、平板计算机或无人机的可充电电源进行充电。
在示例43中，在已经达到最终截止电压阈值之后，如示例38-42所述的方法可以可选地包括：向所述可充电电源提供恒压，直到达到截止电流阈值。
示例44是一种用于自适应充电的方法。所述方法可以包括：感测可充电电源的电压；以及监测来自所述传感器的测量结果。所述方法可以进一步包括：至少部分地基于所述测量结果的监测来保持更新所述OCV的估计值。所述方法还可以包括：当所述估计的OCV超过OCV阈值时更新电流阈值。所述方法可以进一步包括：通过所述总线接口与所述充电系统进行通信，以在所述可充电电源的充电过程中动态地调整恒流源的恒流并且将电流大致维持在低于与至所述可充电电源的所估计的OCV相关联的所述电流阈值。
示例45是一种设备，包括：用于执行如权利要求20-44中任一项所述的方法的装置。
示例46是一种机器可读存储设备，包括：机器可读指令，所述机器可读指令当被执行时实施如权利要求20-44中任一项所述的方法或实现如权利要求20-44中任一项所述的装置。
示例47是一种用于对电池进行充电的设备。所述设备可以包括：存储设备，被配置用于存储满充可充电电源的初始开路电压(OCV)。所述设备可以进一步包括：传感器，被配置用于感测所述电池的电压；以及控制器。所述控制器可以被配置用于至少部分地基于表明可充电电源的OCV已经达到所述初始OCV的指示来确定在恒压充电过程中的经改变的截止电流阈值。所述控制器可以被进一步配置用于在恒流下对所述可充电电源进行充电，直到达到截止电压阈值。所述控制器还可以被配置用于在恒压下对所述可充电电源进行充电，直到达到所述经改变的截止电流阈值。
在示例48中，如示例47所述的设备可以可选地包括：低于室温下低循环计数可充电电源的截止电流阈值的经改变的截止电流阈值。
在示例49中，如示例47-48所述的控制器可以可选地被配置用于对循环数进行计数并且从对应于所述循环数的表中检索截止电流阈值。
在示例50中，如示例47-49所述的控制器可以可选地被配置用于测量温度并且从对应于所述温度的表中检索截止电流阈值。
在示例51中，如示例47-50所述的控制器可以可选地被配置用于估计所述可充电电源的OCV，确定所述可充电电源的阻抗，并且至少部分地基于所述初始OCV来计算所述经改变的截止电流阈值。
示例52是一种用于对电池进行充电的设备。所述设备包括：存储器，被配置用于存储满充电池的初始充电时间；以及控制器。所述控制器可以被配置用于至少部分地基于使所述电池的充电时间与所述初始充电时间相匹配来确定在恒压充电过程中的经改变的截止电流阈值。所述控制器可以被进一步配置用于使所述电池在恒流下进行充电，直到达到截止电压阈值。所述控制器还可以被配置用于使所述电池在恒压下进行充电，直到达到所述经改变的截止电流阈值。
在示例53中，如示例52所述的设备可以可选地包括：低于室温下低循环计数电池的截止电流阈值的经改变的截止电流阈值。
在示例54中，如示例52-53所述的控制器可以可选地被配置用于向充电器发送第一消息以在所述恒流下对所述电池进行充电。所述控制器可以被进一步配置用于向所述充电器发送第二消息以在所述恒压下对所述电池进行充电。
在示例55中，如示例52-54所述的控制器可以可选地被配置用于至少部分地基于电池温度来确定所述经改变的截止电流阈值。
在示例56中，如示例52-55所述的控制器可以可选地被配置用于测量温度和循环数并且从对应于所述温度和所述循环数的表中检索截止电流阈值。
在示例57中，如示例52-56所述的控制器可以可选地被配置用于确定所述经改变的截止电流阈值进一步包括：测量开路电压(OCV)。
示例58是一种用于自适应充电的系统。所述系统可以包括：控制器；传感器，被配置用于感测可充电电源的电压；以及总线接口，处于所述控制器与耦合到所述可充电电源的充电系统之间。所述控制器可以被配置用于监测来自所述传感器的测量结果并且至少部分地基于所述测量结果的监测来保持更新所述OCV的估计值。所述控制器可以被进一步配置用于当所述估计的OCV超过OCV阈值时更新电流阈值。所述控制器还可以被配置用于通过所述总线接口与所述充电系统进行通信，以在所述可充电电源的充电过程中动态地调整恒流源的恒流并且将电流大致维持在低于与至所述可充电电源的所估计的OCV相关联的所述电流阈值。
本文所述的系统和方法的实施例和实施方式可以包括可在待由计算机系统执行的机器可执行指令中实施的各种操作。计算机系统可以包括一个或多个通用或专用计算机(或其他电子设备)。计算机系统可以包括包含用于执行所述操作的特定逻辑的硬件组件，或者可以包括硬件、软件和/或固件的组合。
计算机系统和计算机系统中的计算机可以经由网络连接。如本文所述的用于配置和/或使用的合适网络包括一个或多个局域网、广域网、城域网、和/或因特网或IP网络，诸如万维网、私有因特网、安全因特网、增值网络、虚拟专用网络、外部网、内部网、甚至是通过介质的物理传输与其他机器进行通信的独立机器。特别地，合适的网络可以由两个或更多个其他网络(包括使用不同的硬件和网络通信技术的网络)的部分或全部形成。
一种合适的网络包括服务器和一个或多个客户端；其他合适的网络可以包含服务器、客户端、和/或对等节点的其他组合，并且给定的计算机系统可以既用作客户端又用作服务器。每个网络包括至少两台计算机或计算机系统，例如服务器和/或客户机。计算机系统可以包括工作站、膝上型计算机、可断开的移动计算机、服务器、大型机、集群、所谓的“网络计算机”或“瘦客户端”、平板计算机、智能电话、个人数字助理或其他手持式计算设备、“智能”消费电子设备或器具、医疗设备、或其组合。
合适的网络可以包括通信或联网软件(例如可从
Figure BDA0001402741500000241
以及其他供应商获得的软件)，并且可以使用TCP/IP、SPX、IPX以及本领域技术人员已知的通过双绞线、同轴或光纤电缆、电话线、无线电波、卫星、微波中继器、调制交流电力线、物理介质传输和/或其他数据传输“线”的其他协议。网络可以包含较小的网络，和/或通过网关或类似的机制可连接到其他网络。
各种技术或其某些方面或部分可以采用体现在有形介质(诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器、磁卡或光卡、固态存储器件、非易失性计算机可读存储介质或任何其他机器可读存储介质)中的程序代码(即，指令)的形式，其中当程序代码被加载到机器(如计算机)中并被其执行时，所述机器变成用于实施各种技术的装置。在可编程计算机上执行程序代码的情况下，计算设备可以包括处理器、可由处理器(包括易失性和非易失性存储器和/或存储元件)读取的存储介质、至少一个输入设备、以及至少一个输出设备。易失性和非易失性存储器和/或存储元件可以是RAM、EPROM、闪存驱动器、光驱动器、磁性硬盘驱动器、或用于存储电子数据的其他介质。可实现或利用本文所述的各种技术的一个或多个程序可以使用应用编程接口(API)、可重用控制等。这样的程序可以以高级程序或面向对象的编程语言来实现，以与计算机系统进行通信。然而，如果期望的话，所述(多个)程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，所述语言可以是编译或解释语言，并且与硬件实施方式相结合。
每个计算机系统包括一个或多个处理器和/或存储器；计算机系统还可以包括各种输入设备和/或输出设备。处理器可以包括通用设备，例如
Figure BDA0001402741500000251
或其他“现成的微处理器”。处理器可以包括专用处理设备，例如ASIC、SoC、SiP、FPGA、PAL、PLA、FPLA、PLD或其他定制或可编程设备。存储器可以包括静态RAM，动态RAM，闪存，一个或多个触发器，ROM、CD-ROM，DVD，盘，磁带，或者磁性、光学或其他计算机存储介质。输入设备可以包括键盘，鼠标，触摸屏，光笔，平板计算机，话筒，传感器，或具有伴随的固件和/或软件的其他硬件。输出设备可以包括监测器或其他显示器，打印机，语音或文本合成器，开关，信号线，或具有伴随的固件和/或软件的其他硬件。
应当理解，在本说明书中描述的许多功能单元可以被实现为一个或多个组件，其是用于更具体地强调其实现独立性的术语。例如，组件可以实现为包括定制的非常大规模集成(VLSI)电路或门阵列、或现成半导体(例如逻辑芯片、晶体管或其他分立组件)的硬件电路。组件还可以在诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件等的可编程硬件设备中实现。
组件还可以在由各种类型的处理器执行的软件中实现。例如，可执行代码的标识组件可以包括可例如被组织为对象、过程或功能的计算机指令的一个或多个物理或逻辑块。然而，标识组件的可执行文件不需要物理上定位在一起，而是可以包括存储在不同位置的不同指令，当这些可执行文件被逻辑地连接在一起时包括所述组件并且实现所述组件的所述目的。
实际上，可执行代码的组件可以是单个指令或许多指令、并且甚至可以在若干个不同的代码段上、在不同的程序之间、以及跨越几个存储器设备分布。类似地，本文中操作数据可以在组件内进行标识和说明，并且可以以任何合适的形式具体化并且被组织在任何合适类型的数据结构内。操作数据可以被收集为单个数据集，或者可以分布在不同位置上(包括分布在不同的存储设备上)，并且至少部分地仅作为电子信号存在于系统或网络上。组件可以是被动的或主动的，包括可操作以执行期望功能的代理。
所描述的实施例的几个方面将被展示为软件模块或组件。如本文所使用的，软件模块或组件可以包括位于存储器设备内的任何类型的计算机指令或计算机可执行代码。例如，软件模块可以包括计算机指令的一个或多个物理或逻辑块，其可以被组织为执行一个或多个任务或实现特定数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。应当理解，代替软件或除软件之外，软件模块可以以硬件和/或固件来实现。本文所述的功能模块中的一个或多个可以被分成子模块和/或组合成单个或更少数量的模块。
在某些实施例中，特定软件模块可以包括存储在存储器设备的不同位置、不同存储器设备、或不同计算机中的相异指令，所述相异指令一起实现模块的所述功能。实际上，模块可以包括单个指令或许多指令、并且甚至可以在若干个不同的代码段上、在不同的程序之间、以及跨越几个存储器设备分布。一些实施例可以在其中任务由通过通信网络链接的远程处理设备来执行的分布式计算环境中实践。在分布式计算环境中，软件模块可以位于本地和/或远程存储器存储设备中。另外，在数据库记录中被一起绑定或呈现的数据可以驻留在相同的存储器设备中、或跨越多个存储器设备，并且可以通过网络在数据库中的记录的字段中链接在一起。
贯穿本说明书提到“示例”指结合本实施例所述的具体特征、结构或特性包含在本发明的至少一个示例中。因此，短语“在示例中”在本说明书中各地方的出现不一定全都引用相同的实施例。
如本文所使用的，为了方便起见，多个项目、结构元素、组成元素、和/或材料可以呈现在常见的列表中。然而，这些列表应被解释为列表中的每个成员被单独地标识为分开且唯一的成员。因此，此列表的任何个体成员都不应仅基于其呈现在共同组中而没有相反的指示被解释为与相同列表中任何其他成员的实际上的等同物。另外，本发明的各种实施例和示例可以与其各种组分的替代方案一起提及。应当理解，这些实施例、示例和替代方案不应被解释为彼此的实际上的等同物，而应被解释为本发明的分开的和自主的表示。
此外，在一个或多个实施例中，可以以任何适当的方式来组合所描述的特征、结构或特性。在下面的描述中，提供了许多具体的细节，例如材料、频率、尺寸、长度、宽度、形状等的示例，以提供对本发明的实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，可以在没有一个或多个具体细节的情况下、或者用其他方法、组件、材料等来实践本发明。在其他情况下，公知的结构、材料或操作未详细示出或描述，以避免模糊本发明的各方面。
尽管为了清楚起见已经相当详细地描述了上述内容，但将清楚的是，在不脱离其原理的情况下，可以进行某些改变和修改。应当注意，存在实现本文所述的过程和装置两者的许多替代方式。因此，本实施例被认为是说明性的而不是限制性的，并且本发明不限于本文给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围和等效物内进行修改。
本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的基本原理的情况下，可以对上述实施例的细节进行许多改变。因此，本发明的范围应当仅由以下权利要求书确定。

Claims (25)

1.一种用于对电池进行充电的充电系统，所述充电系统包括：
存储器，被配置用于存储低循环计数电池的开路电压OCV和满充电池的初始OCV；
传感器，被配置用于确定所述电池的阻抗；以及
控制器，被配置用于：
至少部分地基于所述电池的所确定的阻抗以及所存储的OCV来确定在所述电池的分步充电中的第一恒流操作的第一截止电压阈值；
至少部分地基于所述电池的OCV已经达到所述初始OCV的指示并且基于所述电池的所确定的阻抗来确定在恒压充电过程中的经改变的截止电流阈值；
使电源提供第一恒流，直到达到所述第一截止电压阈值；以及
使所述电源提供恒压，直到达到所述经改变的截止电流阈值。
2.如权利要求1所述的充电系统，其中，使所述电源提供第一恒流直到达到所述第一截止电压阈值进一步包括：用信号通知所述电源提供所述第一恒流直到达到所述第一截止电压阈值。
3.如权利要求1所述的充电系统，其中，所述控制器被进一步配置用于：
至少部分地基于所述电池的所确定的阻抗以及所存储的OCV来确定在所述电池的所述分步充电中的第二恒流操作的第二截止电压阈值；以及
使所述电源提供第二恒流，直到达到所述第二截止电压阈值。
4.如权利要求3所述的充电系统，其中，所述控制器被进一步配置用于使所述电源在所述第一恒流与所述第二恒流之间提供恒压。
5.如权利要求4所述的充电系统，其中，在所述第一恒流与所述第二恒流之间提供所述恒压进一步包括：保持所述第一截止电压阈值，直到输送到所述电池的电流达到所述第二恒流。
6.如权利要求1所述的充电系统，其中，当在一组恒流分步操作中已经达到最终截止电压阈值之后，所述控制器被进一步配置用于：向所述电池提供恒压，直到达到截止电流阈值。
7.如权利要求1所述的充电系统，其中，所述控制器被进一步配置用于：在所述电池的分步充电过程中动态地调整恒流和截止电压阈值。
8.如权利要求1所述的充电系统，进一步包括所述电源。
9.如权利要求1所述的充电系统，进一步包括：在所述电源与所述控制器之间的总线，所述总线被配置用于：将来自所述控制器的消息携带到所述电源，所述消息使所述电源向所述电池提供恒流。
10.如权利要求1所述的充电系统，其中，所述电池是锂离子(Li离子)电池。
11.一种用于自适应充电的系统，所述系统包括：
控制器；
第一传感器，被配置用于感测可充电电源的电压；
第二传感器，被配置用于确定所述可充电电源的阻抗；以及
总线接口，处于所述控制器与耦合到所述可充电电源的充电系统之间；
所述控制器被配置用于：
接收来自所述传感器的测量结果；
至少部分地基于来自所述传感器的所述测量结果来估计所述可充电电源的开路电压OCV；
至少部分地基于所估计的OCV并且基于所述可充电电源的所确定的阻抗改变电流阈值；以及
通过所述总线接口与所述充电系统进行通信，以在所述可充电电源的充电过程中动态地调整恒压源的恒压，并且将电流大致维持在低于与至所述可充电电源的所估计的OCV相关联的所述电流阈值。
12.如权利要求11所述的系统，其中，接收来自所述传感器的所述测量结果进一步包括：监测来自所述传感器的测量结果；
其中，估计所述可充电电源的所述OCV进一步包括：至少部分地基于所述测量结果的监测来保持更新所述OCV的估计值；
其中，至少部分地基于所估计的OCV来改变所述电流阈值进一步包括：当所估计的OCV超过OCV阈值时，更新所述电流阈值；
其中，通过所述总线接口与所述充电系统进行通信以动态地调整所述恒压源的所述恒压进一步包括：在更新所述电流阈值之后，将更新过的电流阈值传递至所述充电系统。
13.如权利要求11所述的系统，其中，所述可充电电源是锂离子(Li离子)电池。
14.如权利要求11所述的系统，进一步包括：存储器，被配置用于存储在室温下未降级的可充电电源的未降级的OCV。
15.如权利要求11所述的系统，进一步包括：存储器，被配置用于存储未降级的可充电电源的未降级的OCV。
16.如权利要求11所述的系统，其中，所述总线接口是系统管理总线(SMBUS)或I2C接口。
17.如权利要求11所述的系统，进一步包括所述充电系统。
18.如权利要求17所述的系统，进一步包括包含所述充电系统的便携式计算机、蜂窝电话、平板计算机或无人机。
19.如权利要求11所述的系统，其中，在已经达到最终截止电压阈值之后，所述控制器被进一步配置用于向所述可充电电源提供恒压，直到达到截止电流阈值。
20.一种对电池进行充电的方法，所述方法包括：
存储满充可充电电源的初始开路电压OCV；
确定可充电电源的阻抗；
至少部分地基于表明所述可充电电源的OCV已经达到所述初始OCV的指示并且基于所述可充电电源的所确定的阻抗来确定在恒压充电过程中的经改变的截止电流阈值；
在恒流下对所述可充电电源进行充电，直到达到截止电压阈值；以及
在恒压下对所述可充电电源进行充电，直到达到所述经改变的截止电流阈值。
21.如权利要求20所述的方法，其中，所述经改变的截止电流阈值低于室温下低循环计数可充电电源的截止电流阈值。
22.如权利要求20所述的方法，其中，确定所述经改变的截止电流阈值进一步包括：对循环数进行计数；以及从对应于所述循环数的表中检索截止电流阈值。
23.如权利要求20所述的方法，其中，确定所述经改变的截止电流阈值进一步包括：测量温度；以及从对应于所述温度的表中检索截止电流阈值。
24.如权利要求20所述的方法，其中，确定所述经改变的截止电流阈值进一步包括：估计所述可充电电源的OCV；以及至少部分地基于所述初始OCV来计算所述经改变的截止电流阈值。
25.机器可读存储介质，包括机器可读指令，所述机器可读指令当被执行时实现权利要求20-24中任一项所述的方法。
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