CN112534675A - 快速电池充电 - Google Patents

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Abstract

本发明描述用于电池的快速充电的新颖技术。举例来说，电池充电系统可包含耦合于电池与中央处理器之间以执行所存储多阶段电池充电协议的电池充电器集成电路IC及电量计IC。执行所述协议可包含在恒定电流调节阶段中通过施加恒定充电电流而将所述电池充电直到充电电压(例如，由所述电池充电器IC测量)达到经定义调节电压为止，所述经定义调节电压高于所述电池的标称电压加上跨越所述电池的串联组件的电压降。在此充电期间对所述电池的保护包含监测所述电池的当前相对充电状态RSOC(例如，通过所述电量计IC)以检测所述当前RSOC何时达到经定义调节RSOC电平，所述经定义调节RSOC电平可为所述电池的充电容量的基本上100％。

Description

快速电池充电
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2018年5月18日提出申请的标题为“快速电池充电”的第15/983,464号美国专利申请案的权益及优先权。以上申请的全部内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明大体来说涉及电池充电，且更特定来说涉及使用过电压及相对充电状态RSOC检测及/或其它技术的快速电池充电。
背景技术
由可再充电电池供电的移动装置越来越无所不在。个人携带智能电话、膝上型计算机及/或其它移动装置变得非常普遍，且那些个人通常依赖于具有经充电电池才能够操作其装置。随着电池技术的发展，在电池类型、电池容量、电池充电技术等等方面已取得进步。举例来说，现代可再充电锂离子电池通常与帮助控制电池的充电的一或多个集成电路集成在一起。集成电路可执行寻求找出各种因素(例如充电速度与对电池的保护)之间的平衡的多阶段充电序列。仍然，用于电池充电的常规技术对于各种应用往往是次优的。
发明内容
实施例尤其提供用于电池(例如锂离子可再充电电池)的快速充电的新颖系统及方法。举例来说，电池充电系统可包含耦合于电池与中央处理器之间以执行所存储多阶段电池充电协议的电池充电器集成电路(IC)及电量计IC。执行所述电池充电协议可包含在至少恒定电流调节阶段中通过施加恒定充电电流而将所述电池充电直到所测量充电电压(例如，由所述电池充电器IC测量)达到经定义调节电压为止，所述经定义调节电压高于所述电池的标称电压加上跨越所述电池的串联组件的电压降。在此充电期间对所述电池的保护包含监测所述电池的当前相对充电状态(RSOC)(例如，通过所述电量计IC)以检测所述当前RSOC何时达到经定义调节RSOC电平，所述经定义调节RSOC电平可为所述电池的充电容量的基本上100％。
根据一组实施例，提供一种用于快速电池充电的系统。所述系统包含：电池充电器集成电路(IC)，其用以与电池的充电接口耦合以将充电递送到所述电池；非瞬态存储器，其上面存储有定义调节电流电平、调节电压电平及调节RSOC电平的电池充电协议，其中所述电池充电协议包括包含恒定电流调节阶段及充电终止阶段的各阶段；及中央处理器，其与所述电池充电器IC及电量计IC耦合以执行所述电池充电协议的至少一部分。所述执行包含：接收指示所述电池的当前RSOC的监测信号；响应于所述监测信号而检测所述当前RSOC是否处于所述调节RSOC电平；在根据所述检测所述当前RSOC不处于所述调节RSOC电平时引导所述电池充电器IC根据至少所述恒定电流调节阶段将所述电池充电；及响应于根据所述检测所述当前RSOC处于所述调节RSOC电平而引导所述电池充电器IC进行到所述充电终止阶段。
根据另一组实施例，提供一种用于快速电池充电的方法。所述方法包含执行定义调节电流电平、调节电压电平及调节RSOC电平的电池充电协议的至少一部分，所述电池充电协议包括包含恒定电流调节阶段及充电终止阶段的各阶段。所述执行包含：接收指示电池的当前RSOC的监测信号；响应于所述监测信号而检测所述当前RSOC是否处于所述调节RSOC电平；在根据所述检测所述当前RSOC不处于所述调节RSOC电平时，引导根据至少所述恒定电流调节阶段将所述电池充电；及响应于根据所述检测所述当前RSOC处于所述调节RSOC电平而引导根据所述充电终止阶段终止所述电池的所述充电。
根据另一组实施例，一种非暂时性处理器可读媒体包括处理器可读指令，所述处理器可读指令致使电池充电系统的一组处理器执行定义调节电流电平、调节电压电平及RSOC电平的电池充电协议的至少一部分。所述电池充电协议包含具有至少恒定电流调节阶段及充电终止阶段的各阶段。执行所述电池充电协议的所述至少一部分包含：接收指示电池的当前RSOC的监测信号；响应于所述监测信号而检测所述当前RSOC是否处于所述调节RSOC电平；在根据所述检测所述当前RSOC不处于所述调节RSOC电平时，引导根据至少所述恒定电流调节阶段将所述电池充电；及响应于根据所述检测所述当前RSOC处于所述调节RSOC电平而引导根据所述充电终止阶段终止所述电池的所述充电。
此发明内容并不打算识别所主张标的物的关键特征或本质特征，也并不打算孤立地用于确定所主张标的物的范围。本发明标的物应参考本专利的整个说明书的适当部分、任一或所有图式及每一技术方案来理解。
前述内容以及其它特征及实施例将在参考以下说明书、权利要求书及所附图式之后变得更明了。
附图说明
联合附图描述本发明：
图1展示根据各种实施例的说明性电池充电系统；
图2展示用于可再充电电池(例如图1的电池)的常规快速充电协议的说明性曲线图；
图3展示根据各种实施例的用于电池的新颖快速充电协议的说明性曲线图；及
图4展示根据各种实施例的用于快速电池充电的说明性方法的流程图。
在附图中，类似组件及/或特征可具有相同参考标号。此外，相同类型的各种组件可通过在参考标号后紧接有在类似组件当中进行区分的第二标号(例如，小写字母)而区分。如果在说明书中仅使用第一参考标号，那么所述说明便适用于具有相同第一参考标号的类似组件中的任一者，而不管第二参考标号如何。
具体实施方式
所揭示技术的实施例将在结合下文中对图的说明一起审阅时变得更清楚。在以下说明中，陈述了众多特定细节以提供对本发明的彻底理解。然而，所属领域的普通技术人员应认识到，本发明可在不具有这些特定细节的情况下实践。在一些例子中，未详细展示电路、结构及技术以避免使本发明模糊。
图1展示根据各种实施例的说明性电池充电系统100。电池充电系统100包含与电池充电器集成电路(IC)120及电量计IC 130耦合的电池140。电池充电器集成电路(IC)120及电量计IC 130可与中央处理器110耦合。中央处理器110(及/或电池充电器IC 120及/或电量计IC 130)可包含存储器115或与存储器115通信。电池140是可再充电电池，例如锂离子可再充电电池。图1的各种组件中的一些或所有组件是单独的且电耦合的(例如，经由总线或诸如此类)。举例来说，电池充电器IC 120及/或电量计IC 130可经由集成电路间(I2C)总线及/或I2C协议与中央处理器110通信。另外或替代地，图1的一些或所有组件可被集成在一起。举例来说，电池140可与电池充电器IC 120及/或电量计IC 130集成在一起；中央处理器110可与存储器115集成在一起等。
电池140的充电可遵循特定电池充电协议150。在一些实施例中，电池充电协议150存储于存储器115中且包含处理器可读指令。电池充电协议150还可包含执行电池充电协议150所涉及的各种参数，例如终止电压、终止电流等。在被执行时，电池充电协议150的指令可致使中央处理器110执行电池充电协议150。在其它实施例中，中央处理器110包含或实施为状态机，且电池充电协议150被硬编码到状态机的操作中。电池充电协议150可通常使用任何适合硬件及/或软件来实施以引导由中央处理器110、电池充电器IC 120及电量计IC130实施电池充电协议150的元素(例如，阶段，如下文所描述)。
在电池充电协议150的执行期间，中央处理器110的实施例可基于其从电池充电器IC 120、电量计IC 130及电池充电协议150接收的各种参数做出与电池充电协议150相关的确定，例如是否及何时停止充电、开始充电等。并且，在电池充电协议150的执行期间，电池充电器IC 120的实施例根据电池充电协议150控制电池充电的各种阶段且可将某些参数报告回中央处理器110；且电量计IC 130的实施例监测电池140的各种状态参数(例如电压、电流及温度)，且可将相对充电状态(RSOC)(例如，对应于电池140的充电容量的百分比的值)报告回中央处理器110。举例来说，电池充电器IC 120可与电池140的充电接口142耦合；且电量计IC 130可与电池140的监测接口144耦合，监测接口144可与充电接口142为同一接口或不同接口。
一些常规电池充电方法测量跨越电池及串联组件的电压降作为对电池140的RSOC的指示。举例来说，可由电池充电器IC 120监测参数且报告回中央处理器110，使得中央处理器110可确定何时及如何移动通过电池充电协议150的各阶段。虽然此类方法实施起来可相对简单(例如，并且还为可预测的、廉价的等)，但此类方法可为受限制的。举例来说，在大批实施方案中，电池组件及电池充电组件的变化可影响所测量参数与RSOC之间的关系。此外，电池140的性能可随电池年龄因素(例如，从第一次使用电池140以来的时间、已使用电池140的总时间、电池140已经历的充电循环的数目等)、环境因素(例如，温度、压力、湿度等)及/或其它因素而改变；且性能方面的此类改变还可影响电池140的所监测电特性与其RSOC之间的关系。由于任何给定电池140的所监测电特性与RSOC之间的关系随时间的潜在变化，此类常规电池充电方法往往包含针对各种充电阶段、尤其在快速充电模式中具有相对大的安全裕度的协议。将协议设计为包含相对大的安全裕度可帮助跨越大的裕度最小化不合意的电池充电状况(例如过充电、过热等)及/或其它状况的风险。
如下文较全面地描述，本文中所描述的实施例提供新颖电池充电方法，包含新颖电池充电协议150方法。新颖电池充电协议150的实施例以较小安全裕度来操作。为了维持安全充电，本文中所描述的实施例使用电量计IC 130来测量电池140的某些参数以计算且输出电池140的RSOC的准确估计。为了达到RSOC的准确估计，电量计IC 130的实施例维持指示所监测电特性与RSOC之间以及关于额外变量(例如电池年龄因素及/或环境因素)的关系的多维查找表(或诸如此类)。如本文中所使用，RSOC的“多维”确定通常打算指RSOC的任何计算或其它适合确定，其是依据所测量电特性及至少一个额外非电因素(例如，一或多个电池年龄因素及/或环境因素)而定。
所述系统的一些实施例可包含：电池充电器IC 120，其用以与电池140的充电接口142耦合以将充电递送到电池140；非瞬态存储器115，其上面存储有定义调节电流电平、调节电压电平及调节RSOC电平的电池充电协议150，其中所述电池充电协议包括包含恒定电流调节阶段及充电终止阶段的多个阶段；及中央处理器110，其与电池充电器IC 120及电量计IC 130耦合以执行电池充电协议150的至少一部分。如下文较全面地描述，执行电池充电协议150可包含：接收指示电池140的当前相对充电状态(RSOC)的监测信号(例如，从电量计IC 130)；响应于所述监测信号而检测当前RSOC是否处于调节RSOC电平；在根据所述检测当前RSOC不处于调节RSOC电平时，引导电池充电器IC 120根据至少恒定电流调节阶段来将电池充电；及响应于根据所述检测当前RSOC处于调节RSOC电平而引导电池充电器IC 120进行到充电终止阶段。在一些情形中，电池140与安装时目标电压相关联，所述安装时目标电压对应于电池的标称电压加上跨越与电池串联的组件的电压降；且恒定电流调节阶段引导将基本上处于调节电流电平的恒定充电电流递送到电池140，直到电池140的所测量当前充电电压达到调节电压电平为止，其中调节电压电平高于安装时目标电压。举例来说，安装时目标电压针对3.7伏电池是4.2伏，且调节电压电平被设定为4.6伏。在一些实施例中，电池充电协议150进一步包含电压调节阶段，所述电压调节阶段引导将基本上处于调节电压电平的恒定充电电压递送到电池140，直到根据所述检测电池140的当前RSOC处于调节RSOC电平为止。在此类实施例中，中央处理器110可进一步通过以下操作而执行电池充电协议150的至少所述部分：接收指示电池140的当前充电电压的测量信号(例如，从电池充电器IC120)；响应于所述测量信号而确定当前充电电压是否处于调节电压电平；及响应于确定当前充电电压处于调节电压电平且当前RSOC不处于调节RSOC电平而引导电池充电器IC 120停止根据恒定电流调节阶段将电池140充电且开始根据恒定电压调节阶段将电池140充电。
如上文所描述，用于电池140(例如锂离子可再充电电池)的充电协议可包含多个阶段及参数。为了清晰及上下文起见，图2展示用于可再充电电池(例如图1的电池140)的常规快速充电协议的说明性曲线图200。曲线图200展示所施加充电电流(IC)225，所施加充电电压(VC)220及RSOC 210随时间的改变。如所图解说明，充电协议包含预充电电流调节阶段230(或预调理阶段)、快速充电恒定电流调节阶段235、快速充电电压调节阶段240及充电终止阶段245。大体来说，电池充电协议150可被视为包含：预充电时间窗250(在需要时)，其包含预充电电流调节阶段230；及快速充电安全时间窗255，其可包含至少恒定电流调节阶段235及电压调节阶段240。曲线图200不打算按比例，且在其它实施方案中，曲线图200的持续时间、量值及/或其它参数可为不同的。
当电池140被放电到低于预定义截止电压电平(例如，2.8V)时，使用预充电电流调节阶段230。针对许多应用，电池140可能很少耗竭到低于截止电压；然而，在此情况下，预充电电流调节阶段230可能在某些电池充电协议中是强制阶段。在预充电电流调节阶段230期间，将指示为I_Prech 280的预定相对低的充电电流225施加到电池140的充电接口。通常，I_Prech 280基本上等于终止电流(I_Term)，所述终止电流将为充电终止阶段245处的充电电流225。同时，充电电压220升高(例如，基本上线性地)，直到其达到对应于截止电压电平的预充电阈值电压电平(V_LowV)275为止。电池充电协议150可然后进行到恒定电流调节阶段235。
恒定电流调节阶段235通常是最快充电阶段。在恒定电流调节阶段235开始时，充电电流225可跳到指示为I_Reg 270的预定义相对高电流电平。同时，充电电压220继续升高(例如，基本上线性地)，直到其达到对应于将在电压调节阶段240中使用的电压电平的常规恒定电压阈值电平(V_RegCon)260为止。针对一些常规电池140及电池充电协议，恒定电流调节阶段235可将电池140充电到其RSOC的约65％，所花费的时间少于其将电池140的RSOC的其余35％充电所花费的时间。这在曲线图200中指示为RSOC 210在恒定电流调节阶段235快速地升高，直到其在恒定电流调节阶段235结束时达到大约65％为止。
例如图2所图解说明的电池充电协议的常规电池充电协议被设计为具有设定为电池140的RSOC远非全满的值(例如，约60％到65％)的V_RegCon 260。如上文所描述，准许电池140在恒定电流调节阶段235中仅达到部分RSOC 210(例如，65％)可保护电池140以免于过充电及/或其它非合意的状况。当达到V_RegCon 260(例如，粗略地对应于某一安全部分RSOC 210)时，电池充电协议150可进行到电压调节阶段240。举例来说，在恒定电流调节阶段235期间，电池充电器IC可监测VC 220且将测量报告给处理器。当处理器检测到VC 220已达到(例如，或超过等)V_RegCon 260时，处理器可引导电池IC根据充电协议进行到电压调节阶段240。
电压调节阶段240可用于安全地填充电池的剩余充电容量。如所图解说明，充电电压220在电压调节阶段240的持续时间内保持基本上处于V_RegCon 260电平。同时，充电电流225在电压调节阶段240的持续时间内减小(例如，以指数方式)到I_Term电平(基本上对应于I_Prech 280电平)。如曲线图200中所指示，RSOC 210在电压调节阶段240较缓慢地继续升高，直到其达到其充电容量的大约100％为止。当达到电池140的充电容量的大约100％时，电池充电协议150可进行到充电终止阶段245，其中充电电流225及/或充电电压220下降到零或充电以其它方式停止。
为了确保电池140被充电到最大充电容量，电池充电协议150包含基于被充电的电池140的参数(例如，标称参数)对终止电压(例如，V_RegCon 260)及终止电流(例如，I_Term280)的设定。举例来说，当将典型3.7伏锂离子电池充电时，常规电池充电协议150可将终止电压设定为4.2V以考虑到所述电池的标称电压及跨越与所述电池串联的组件的大约0.5伏电压降。此常规电池充电协议150还可将终止电流设定为0.1C，其对应于电池容量的10％。举例来说，针对3000mAH(毫安-小时)的电池容量，“0.1C”是300mA。在具有此些设定的情况下，电池充电协议150将在恒定电流调节阶段235中将电池140充电，直到跨越电池140及其串联组件的电压降达到4.2V为止。这在图2中展示为在恒定电流调节阶段235结束时充电电压220达到4.2伏的V_RegCon 260。在已达到V_RegCon 260的情况下，电池充电协议150可进入电压调节阶段240，其中其可将充电电压220维持在基本上处于V_RegCon 260。在一些例子中，在进入电压调节阶段240之后，充电电流225将已达到最大充电电流值I_Reg 270(例如，针对3000mAH电池是3000mA)。在电压调节阶段240中，充电电流225可从I_Reg 270减小到I_Term 280，I_Term 280可为0.1C(例如，针对3000mAH电池是300mA)。当充电电流225已下降到I_Term 280时，电池充电协议150可进入充电终止阶段245，此时充电可被有效地终止。
如上文所描述，本文中所描述的实施例寻求通过使电池充电协议150在恒定电流调节阶段235中保持较长持续时间而加速电池140的充电。图3展示根据各种实施例的用于电池140的新颖快速充电协议的说明性曲线图300。曲线图300展示根据电池充电协议150，所施加充电电流(IC)325、所施加充电电压(VC)320及RSOC 310随时间的改变。电池充电协议150包含预充电电流调节阶段330(或预调理阶段)、快速充电恒定电流调节阶段335、快速充电电压调节阶段340及充电终止阶段345。大体来说，电池充电协议150可被视为包含：预充电时间窗350(在需要时)，其包含预充电电流调节阶段330；及快速充电安全时间窗355，其可包含至少恒定电流调节阶段335及电压调节阶段340。曲线图300不打算按比例，且在其它实施方案中，曲线图300的持续时间、量值及/或其它参数可为不同的。
预充电电流调节阶段330及预充电时间窗350的一些实施例基本上实施为图2的预充电电流调节阶段230及预充电时间窗250。举例来说，当电池140被放电到低于预定义截止电压电平时，将相对低的充电电流325(I_Prech 380)施加到电池140的充电接口142，且充电电压320升高，直到其达到预充电阈值电压电平(V_LowV)275为止。电池充电协议150可然后进行到恒定电流调节阶段335。
在恒定电流调节阶段335开始时，充电电流325可跳到指示为I_Reg 370的预定义相对高电流电平。I_Reg 370可为与图2的I_Reg 270相同的值或不同的值。同时，充电电压220继续升高(例如，基本上线性地)，直到其达到明显高于常规方法的V_RegCon 260(例如，如图2中所图解说明)的目标恒定电压阈值电平(V_RegNew)360为止。根据一些实施例，中央处理器110指示(例如，向电池充电器IC 120)由电池充电协议150设定为足够高电平的V_RegNew 360，使得电池充电器IC 120将不移动到充电循环的进一步阶段中，直到RSOC 310达到CC_Reg 390处或附近的电平为止。如所指示，CC_Reg 390是接近充电容量的100％(例如，大约95％、99％、100％等)的RSOC电平。同时，电量计IC 130可准确地监测电池140的RSOC 310且将RSOC 310报告回中央处理器110。中央处理器110可检测所报告RSOC 310何时已达到(例如，或超过等)CC_Reg 390。
如果在恒定电流调节阶段335期间的某一时刻，RSOC 310被报告为已达到或超过CC_Reg 390，那么实施例可立即移动到充电终止阶段345且中断进一步充电。举例来说，中央处理器110可检测此状况且可引导电池充电器IC 120终止充电。这可帮助确保保护电池140以免于过充电等。如果达到了恒定电流调节阶段335的结束(例如，充电电压320已达到V_RegNew 360)且RSOC 310尚未达到CC_Reg 390(即，在一些实施方案中，这可为典型情形)，那么电池充电协议150可进行到电压调节阶段340。
在电池充电协议150移动到电压调节阶段340中的情况下，电池140的RSOC 310已升高到接近CC_Reg 390的电平。如此，充电循环可能在电压调节阶段340中花费非常少的时间。电压调节阶段340可用于安全地填充电池140的少量的剩余充电容量。如所图解说明，充电电压320在电压调节阶段340的持续时间内保持基本上处于V_RegNew 360电平，且充电电流325减小到I_Term电平(基本上对应于I_Prech 380电平)。如曲线图300中所指示，RSOC310较缓慢地继续升高，直到由电量计IC 130监测(例如，考虑到如上文所描述的多维确定)的所报告RSOC 310达到CC_Reg 390(电池140的全满容量的大约100％)为止。当达到CC_Reg390时，电池充电协议150可进行到充电终止阶段245，其中充电电流225及/或充电电压220下降到零或充电以其它方式停止。
如上文所描述，例如图2中所描述的电池充电协议的常规电池充电协议可响应于电参数的测量而确定何时终止充电。举例来说，当由电池充电器IC测量的充电电流下降到I_Term电平时，所述协议终止充电。在此类常规方法中，将V_RegCon 260设定为处于例如通过在RSOC为充电容量的仅约60％或65％时移动到较缓慢电压调节阶段中而提供基本上大的安全裕度的电平。图3中所图解说明的新颖电池充电协议150可在恒定电流调节阶段335中保持达充电循环的明显较大部分，同时继续保护电池140以免于过充电，直接由电量计IC130监测及报告RSOC 310。
举例来说，如所图解说明，电池充电协议150可在RSOC 310已升高到接近于CC_Reg390时进行到电压调节阶段340。那时，RSOC 310几乎处于100％，且电压调节阶段340可为相对非常短或甚至不存在的。图2的电压调节阶段240及充电终止阶段245是为了比较(并非为了指示实际比例)而展示。如所图解说明，图3的电压调节阶段340明显短于图2的电压调节阶段240，且充电终止阶段245可在恒定电流调节阶段335结束之后很快地发生。此方法可明显缩短充电时间，如大体由阴影区域385(即，指示图2的充电终止阶段245的开始与图3的充电终止阶段345的开始之间的差异)图解说明。
作为实例，考虑具有3000mAH的容量、“1C”(例如，3000mA)的最大充电电流及3.7伏的标称电压的电池140。图3中的终止电压V_RegNew 360可设定为4.6伏(例如，高于在参考图2的实例中使用的4.2伏电平)。在此实例中，终止电流可保持处于0.1C，如同在参考图2的实例中。值得注意的是，电池140的单电池从未达到4.6伏，这是因为存在跨越串联组件的一些电压降(例如，0.5伏或诸如此类)。如所图解说明，在恒定电流调节阶段335期间，RSOC310快速地升高到非常接近于电池140的全满容量的100％的电平。充电然后移动到电压调节阶段240中，其中填充少量的剩余容量。在某一时刻(对应于电压调节阶段340与充电终止阶段345之间的边界)，电量计IC 130报告基本上处于CC_Reg 390电平的RSOC 310，且中央处理器110引导终止充电。
图4展示根据各种实施例的用于快速电池充电的说明性方法400的流程图。方法400的实施例在阶段404处开始执行电池充电协议的至少一部分。电池充电协议定义调节电流电平、调节电压电平及调节RSOC电平。电池充电协议还包含若干个阶段，例如恒定电流调节阶段及充电终止阶段。
在阶段408处，实施例可接收指示电池的当前RSOC的监测信号。举例来说，可连续地、周期性地或以任何其它适合方式接收所述监测信号。在阶段412处，实施例可响应于所述监测信号而检测当前RSOC是否处于调节RSOC电平。举例来说，在框414处做出关于当前RSOC是否已达到(例如，基本上等于、已超过等)调节RSOC电平的确定。当框414处的确定指示当前RSOC不处于调节RSOC电平时，在阶段416处，实施例可引导根据至少恒定电流调节阶段将电池充电。在一些实施方案中，所述电池是与安装时目标电压相关联的可再充电电池(例如，锂离子电池)，所述安装时目标电压对应于电池的标称电压加上跨越与电池串联的组件的电压降。举例来说，电池的标称电压是3.7伏，且存在跨越与电池串联的组件的大约0.5伏电压降，使得安装时目标电压被设定为4.2伏。恒定电流调节阶段引导将基本上处于调节电流电平的恒定充电电流递送到电池，直到电池的所测量当前充电电压达到由电池充电协议定义的调节电压电平为止。在此类实施方案中，调节电压电平高于安装时目标电压(例如，调节电压电平是4.6伏)。如果框414处的确定指示当前RSOC处于调节RSOC电平，那么在阶段420处，实施例可引导根据充电终止阶段终止电池的充电。举例来说，在检测到当前RSOC处于调节RSOC电平时，在阶段420处，实施例可引导立即终止充电。
在一些实施例中，电池充电协议的阶段进一步包含电压调节阶段，所述电压调节阶段引导将基本上处于调节电压电平的恒定充电电压递送到电池，直到电池的当前RSOC处于调节RSOC电平为止。此类实施例可进一步在阶段424处接收指示电池的当前充电电压的测量信号；且可进一步在阶段428处响应于所述测量信号而确定当前充电电压是否处于调节电压电平。举例来说，在框430处做出关于当前充电电压是否已达到(例如，基本上等于、已超过等)调节电压电平的确定。一些此类实施例在阶段416中仅在当前RSOC不处于调节RSOC电平(按照框414)且当前充电电压不处于调节电压电平(按照框430)时开始及/或继续引导根据恒定电流调节阶段将电池充电。如果当前RSOC不处于调节RSOC电平但当前充电电压已达到调节电压电平，那么一些实施例可在阶段432处引导停止根据恒定电流调节阶段将电池充电且开始根据恒定电压调节阶段将电池充电。一旦在恒定电压调节阶段中，实施例可继续检测当前RSOC是否已达到调节RSOC电平(展示为框414’)。如果不是，那么实施例可继续引导根据恒定电压调节阶段进行充电。如果如此，那么实施例可在阶段420处引导根据充电终止阶段终止电池的充电。
方法400的实施例可以任何适合方式实施。在一些实施例中，方法400可由一或多个处理器实施。举例来说，所述方法的步骤中的一些或所有步骤可由中央处理器110经由与图1的电池充电器IC 120、燃料单电池IC、存储器115及/或电池140中的一或多者的交互来实施。实施方案可涉及任何适合硬件及/或软件元件。举例来说，方法400的步骤可实施为可由一或多个处理器执行的代码及/或指令，且此类代码及/或指令可用于将处理器配置及/或调适为根据所描述方法400执行一或多个操作。在一些实施方案中，所述指令及/或代码存储于非暂时性处理器可读存储媒体上，所述非暂时性处理器可读存储媒体可并入于所述处理器中的一者内、并入于单独处理器中、并入于计算系统中或以任何其它适合方式并入。在此类实施方案中，存储于存储媒体上的指令在被执行时可致使一或多个处理器执行方法400的步骤。可使用任何适合类型的处理器可读媒体、处理器可读指令或诸如此类。
上文所论述的方法、系统及装置为实例。各种配置可在适当的情况下省略、替代或添加各种程序步骤或组件。例如，在替代配置中，可以不同于所描述的次序的次序执行方法，及/或可添加、省略及/或组合各个阶段。并且，可以各种其它配置组合关于特定配置所描述的特征。可以类似方式组合配置的不同方面及元件。并且，技术演进，且因此，所述元件中的许多元件为实例且不限制本发明或权利要求书的范围。
在说明中给出特定细节以提供对实例配置(包含实施方案)的透彻理解。然而，可在无这些特定细节的情况下实践配置。举例来说，已在无不必要细节的情况下展示众所周知的电路、过程、算法、结构及技术以便不使配置模糊。本说明仅提供实例配置，且不限制权利要求书的范围、适用性或配置。而是，对配置的前述说明将给所属领域的技术人员提供使其能够实施所描述技术的说明。可在不背离本发明的精神或范围的情况下在元件的功能及布置方面做出各种改变。
并且，可将配置描述为描绘为流程图或框图的过程。尽管流程图或框图各自可将操作描述为顺序过程，但可并行或同时执行操作中的许多操作。另外，可重新安排操作的次序。过程可具有图中未包含的额外步骤。此外，方法的实例可通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任何组合实施。当以软件、固件、中间件或微代码实施时，用以执行必要任务的程序代码或代码片段可存储于非暂时性计算机可读媒体(例如存储媒体)中。处理器可执行所描述任务。
已描述了数种实例配置，可在不背离本发明的精神的情况下使用各种修改、替代构造及等效物。举例来说，以上元件可为较大系统的组件，其中其它规则可优先于或以其它方式修改本发明的应用。并且，可在考虑以上元件之前、在其期间或在其之后采取若干个步骤。

Claims (20)

1.一种用于快速电池充电的系统，所述系统包括：
电池充电器集成电路IC，其用以与电池的充电接口耦合以将充电递送到所述电池；
非瞬态存储器，其上面存储有定义调节电流电平、调节电压电平及调节相对充电状态RSOC电平的电池充电协议，
其中所述电池充电协议包括包含恒定电流调节阶段及充电终止阶段的多个阶段；及
中央处理器，其与所述电池充电器IC及电量计IC耦合以通过以下操作执行所述电池充电协议的至少一部分：
接收指示所述电池的当前RSOC的监测信号；
响应于所述监测信号而检测所述当前RSOC是否处于所述调节RSOC电平；
在根据所述检测所述当前RSOC不处于所述调节RSOC电平时，引导所述电池充电器IC根据至少所述恒定电流调节阶段将所述电池充电；及
响应于根据所述检测所述当前RSOC处于所述调节RSOC电平而引导所述电池充电器IC进行到所述充电终止阶段。
2.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述电池是与安装时目标电压相关联的可再充电电池，所述安装时目标电压对应于所述电池的标称电压加上跨越与所述电池串联的组件的电压降；且
所述恒定电流调节阶段引导将基本上处于所述调节电流电平的恒定充电电流递送到所述电池，直到所述电池的所测量当前充电电压达到所述调节电压电平为止，所述调节电压电平高于所述安装时目标电压。
3.根据权利要求1所述的系统，其中：
所述电池充电协议的所述多个阶段进一步包括电压调节阶段，所述电压调节阶段引导将基本上处于所述调节电压电平的恒定充电电压递送到所述电池，直到根据所述检测所述电池的所述当前RSOC处于所述调节RSOC电平为止；
所述中央处理器进一步通过以下操作执行所述电池充电协议的至少所述部分：
接收指示所述电池的当前充电电压的测量信号；
响应于所述测量信号而确定所述当前充电电压是否处于所述调节电压电平；及
响应于确定所述当前充电电压处于所述调节电压电平且所述当前RSOC不处于所述调节RSOC电平而引导所述电池充电器IC停止根据所述恒定电流调节阶段将所述电池充电且开始根据所述恒定电压调节阶段将所述电池充电。
4.根据权利要求3所述的系统，其中：
所述电池充电器IC测量所述电池的所述当前充电电压且产生所述测量信号；且
所述中央处理器从所述电池充电器IC接收所述测量信号。
5.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括：
电量计IC，其用以监测所述电池的所述当前RSOC且产生所述监测信号，
其中所述中央处理器从所述电量计IC接收所述监测信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其中：
所述电量计IC根据多维确定监测所述电池的所述当前RSOC，所述多维确定是依据所述电池的至少一个所测量电参数及所述电池的至少一个非电参数而定。
7.根据权利要求5所述的系统，其中：
所述电池充电器IC或所述电量计IC中的至少一者与所述中央处理器集成在一起。
8.根据权利要求5所述的系统，其进一步包括：
所述电池，
其中所述电池充电器IC或所述电量计IC中的至少一者与所述中央处理器集成在一起。
9.根据权利要求1所述的系统，其中所述非瞬态存储器与所述中央处理器集成在一起。
10.根据权利要求1所述的系统，其中所述电池充电协议的所述多个阶段进一步包括预充电电流调节阶段。
11.根据权利要求1所述的系统，其进一步包括所述电池。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述电池是锂离子电池。
13.一种用于快速电池充电的方法，所述方法包括：
执行定义调节电流电平、调节电压电平及调节相对充电状态RSOC电平的电池充电协议的至少一部分，所述电池充电协议包括包含恒定电流调节阶段及充电终止阶段的多个阶段，使得所述执行包括：
接收指示电池的当前RSOC的监测信号；
响应于所述监测信号而检测所述当前RSOC是否处于所述调节RSOC电平；
在根据所述检测所述当前RSOC不处于所述调节RSOC电平时，引导根据至少所述恒定电流调节阶段将所述电池充电；及
响应于根据所述检测所述当前RSOC处于所述调节RSOC电平而引导根据所述充电终止阶段终止所述电池的所述充电。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
所述电池是与安装时目标电压相关联的可再充电电池，所述安装时目标电压对应于所述电池的标称电压加上跨越与所述电池串联的组件的电压降；且
所述恒定电流调节阶段引导将基本上处于所述调节电流电平的恒定充电电流递送到所述电池，直到所述电池的所测量当前充电电压达到所述调节电压电平为止，所述调节电压电平高于所述安装时目标电压。
15.根据权利要求13所述的方法，其中：
所述电池充电协议的所述多个阶段进一步包括电压调节阶段，所述电压调节阶段引导将基本上处于所述调节电压电平的恒定充电电压递送到所述电池，直到根据所述检测所述电池的所述当前RSOC处于所述调节RSOC电平为止；且
所述执行进一步包括：
接收指示所述电池的当前充电电压的测量信号；
响应于所述测量信号而确定所述当前充电电压是否处于所述调节电压电平；及
响应于确定所述当前充电电压处于所述调节电压电平且所述当前RSOC不处于所述调节RSOC电平而引导停止根据所述恒定电流调节阶段将所述电池充电且开始根据所述恒定电压调节阶段将所述电池充电。
16.根据权利要求13所述的方法，其中所述电池充电协议的所述多个阶段进一步包括预充电电流调节阶段。
17.一种非暂时性处理器可读媒体，其包括处理器可读指令，所述处理器可读指令致使电池充电系统的一组处理器执行定义调节电流电平、调节电压电平及调节相对充电状态RSOC电平的电池充电协议的至少一部分，所述电池充电协议包括包含恒定电流调节阶段及充电终止阶段的多个阶段，使得执行电池充电协议的所述至少一部分包括：
接收指示电池的当前RSOC的监测信号；
响应于所述监测信号而检测所述当前RSOC是否处于所述调节RSOC电平；
在根据所述检测所述当前RSOC不处于所述调节RSOC电平时，引导根据至少所述恒定电流调节阶段将所述电池充电；及
响应于根据所述检测所述当前RSOC处于所述调节RSOC电平而引导根据所述充电终止阶段终止所述电池的所述充电。
18.根据权利要求17所述的非暂时性处理器可读媒体，其中：
所述电池是与安装时目标电压相关联的可再充电电池，所述安装时目标电压对应于所述电池的标称电压加上跨越与所述电池串联的组件的电压降；且
所述恒定电流调节阶段引导将基本上处于所述调节电流电平的恒定充电电流递送到所述电池，直到所述电池的所测量当前充电电压达到所述调节电压电平为止，所述调节电压电平高于所述安装时目标电压。
19.根据权利要求17所述的非暂时性处理器可读媒体，其中：
所述电池充电协议的所述多个阶段进一步包括电压调节阶段，所述电压调节阶段引导将基本上处于所述调节电压电平的恒定充电电压递送到所述电池，直到根据所述检测所述电池的所述当前RSOC处于所述调节RSOC电平为止；且
所述执行电池充电协议的所述至少一部分进一步包括：
接收指示所述电池的当前充电电压的测量信号；
响应于所述测量信号而确定所述当前充电电压是否处于所述调节电压电平；及
响应于确定所述当前充电电压处于所述调节电压电平且所述当前RSOC不处于所述调节RSOC电平而引导停止根据所述恒定电流调节阶段将所述电池充电且开始根据所述恒定电压调节阶段将所述电池充电。
20.根据权利要求17所述的非暂时性处理器可读媒体，其中所述一组处理器包括中央处理器、电池充电器集成电路及电量计集成电路。
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