CN113875118A - 带有锂电镀检测的电池充电与电池退化检测和分离 - Google Patents

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Abstract

在一些示例中，一种装置包括：控制器，用于在电池的恒流充电期间监视电池的电压；并且基于在电池的恒流充电期间监视的电池的电压的变化率来检测电池的锂电镀。在一些示例中，电池模块包括：并联连接的多个电池单元；以及控制器，用于确定多个电池单元中的每一个电池单元的阻抗；并且基于多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将该电池单元与多个电池单元断开。

Description

带有锂电镀检测的电池充电与电池退化检测和分离
相关申请的交叉引用
本申请要求由Naoki Matsumura等人于2019年6月29日提交的标题为“BatteryCharging with Lithium Plating Detection and Battery Degradation Detection andSeparation(带有锂电镀检测的电池充电与电池退化检测和分离)”的美国专利申请No.16/458,028的申请日的权益，该美国专利申请通过引用并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及带有锂电镀检测的电池充电以及电池退化检测和/或退化电池分离。
背景技术
在锂离子(Li-ion)电池充电期间，电池中的锂离子通常会从正极材料(例如，LiCoO2)移动到负极材料(例如，石墨)，并可能在负极结构中被吸收(例如，锂离子可能扩散到石墨负极材料中)。充电前石墨负极中可能没有锂，锂可以在充电期间移动到负极，并且锂可能被捕获在负极的石墨结构中。然而，如果在非常快速充电期间充电电流高于负极材料中的锂离子扩散，则例如，在负极表面上可能发生锂电镀。锂可以在石墨表面上硬化，但锂电镀可能不以平坦的方式生长。因此，随着充电的继续，锂电镀可能导致枝晶(dendrite)(例如，呈针状)。枝晶可能接触正极，导致引起内部短路的热失控。例如，如果在这种情况下继续充电，电池可以引发诸如电池爆炸之类的危险情况。
可以使用来自电力供应单元(PSU)的电力为诸如服务器之类的固定计算系统供电。此外，固定计算系统还可以包括内部能量存储设备(例如，诸如一个或多个锂离子电池之类的一个或多个电池)。根据一些实施例，系统可以使用来自电力供应单元和电池(或多个电池)的电力来更好地运行。在此种系统中，为了支持系统峰值负载，可以使用并联连接的电池单元。然而，如果并联连接的电池单元中的一个或多个退化太多，则继续使用该电池单元(或多个电池单元)会产生安全风险。
附图说明
通过参考包含所公开主题的众多特征的具体示例的附图，可以更好地理解下面的具体实施方式。
图1图示了电池；
图2图示了电池；
图3是图示了在电池充电期间的电池电压的曲线图；
图4是图示了在电池充电期间的电池电压的曲线图；
图5是图示了在电池充电期间的正极电势和负极电势的曲线图；
图6是图示了根据一些实施例的锂电镀检测和避免的曲线图；
图7图示了根据一些实施例的系统；
图8图示了根据一些实施例的系统；
图9图示了根据一些实施例的系统；
图10图示了根据一些实施例的电路；
图11图示了根据一些实施例的电路；
图12图示了根据一些实施例的电路；
图13图示了根据一些实施例的计算系统；
图14图示了根据一些实施例的一个或多个处理器和一种或多种介质；
在一些情况下，在整个公开和附图中使用相同的数字来指代相似的组件和特征。在一些情况下，100系列中的数字指最初在图1中发现的特征；200系列中的数字指最初在图2中发现的特征；以此类推。
具体实施方式
一些实施例涉及电池充电。例如，一些实施例涉及快速电池充电。一些实施例涉及快速电池充电和锂电镀避免和/或检测。
一些实施例涉及检测电池退化。例如，一些实施例涉及从并联连接的电池单元检测和/或分离退化的电池单元。
一些实施例涉及电池充电和/或检测电池退化。例如，一些实施例涉及电池充电、快速电池充电、锂电镀避免和/或检测、检测电池退化和/或从并联连接的电池单元检测和/或分离退化电池单元。
锂离子(Li-ion)电池可以用作计算系统的能量存储设备。例如，电池的C率(C-rate)可以指示电池的放电电流将在一小时内将整个电池放电。例如，如果电池的容量额定为1C，则额定为1安培小时(1Ah)的充满电的电池应提供1A的电流长达一个小时。例如，以0.5C放电的相同充满电的电池应提供500mA的电流长达二个小时，例如，以2C放电的相同充满电的电池应提供2A的电流长达30分钟。例如，与传统的1C放电电流相比，一些锂离子电池支持更快的放电电流(例如，以15C)。然而，充电电流通常受限于比放电电流更低的C率。即使对于能够快速放电的电池也是如此。例如，电池可能具有最大2C充电与最大15C放电。这种情况发生在放电过快的电池中，这可以引起锂电镀(Li-plating)。锂电镀可能发生在例如负极电极的表面上，并可能引起不安全的情况，比如内部短路。
在充电期间，电池中的锂离子(Li-ions)通常从正极材料(例如，LiCoO2)移动到负极材料(例如，石墨)，并可能被吸收在负极结构中(例如，锂离子可能扩散到石墨负极材料中)。充电前石墨负极中可能没有锂，锂可以在充电期间移动到负极，并且锂可能被捕获在负极的石墨结构中。然而，如果在非常快速充电期间充电电流高于负极材料中的锂离子扩散，则例如，在负极表面上可能发生锂电镀。锂可以在石墨表面上硬化，但锂电镀可能不以平坦的方式生长。因此，随着充电的继续，锂电镀可能导致枝晶(例如，呈针状)。枝晶可能接触正极，导致引起内部短路的热失控。
图1图示了电池100。电池100可以是锂离子(Li-ion)电池。电池100可以包括正极电流收集器102、正极电极104、隔板106、负极电极108和负极电流收集器110。正极电流收集器102可以是铝(Al)正极电流收集器。正极104可以是LiCoO2正极。负极108可以是石墨负极。负极电流收集器110可以是铜(Cu)负极电流收集器。
图2图示了电池200。电池200可以是锂离子(Li-ion)电池。电池200可以包括正极电流收集器202、正极204、隔板206、负极208和负极电流收集器210。正极电流收集器202可以是铝(Al)正极电流收集器。正极204可以是LiCoO2正极。负极208可以是石墨负极。负极电流收集器210可以是铜(Cu)负极电流收集器。
电池100和电池200可以是同一电池。即，电池100可以是初始阶段(例如，在充电之前)的电池，并且电池200可以是在电池充电期间发生锂电镀后的同一电池。图2图示了在电池100和/或200充电期间可能出现的锂金属枝晶212。例如，在电池200的快速充电操作期间，可能出现锂电镀和枝晶212。
在电池200充电期间(例如，在锂电池200充电期间)，尖的树枝状晶体(例如，如图2中的枝晶212所示)可以在负极208的表面上生长。例如，如果电池200是锂离子电池，则电池200中的锂离子(Li-ions)可以从正极204移动到负极208。锂离子可能被吸收在负极208中。然而，如果充电电流高于负极材料中的锂离子扩散，例如，一个或多个锂金属枝晶212可能出现在负极208的表面上。随着充电的继续，这种锂电镀可能引起枝晶212。枝晶212可能接触正极204，导致正极204和负极208之间的内部短路。例如，如果在这种情况下继续充电，电池可能会引起诸如电池爆炸之类的危险情况。只要不会由于锂电镀而出现枝晶(比如枝晶212)，电池的快速充电就是有帮助的。因此，在电池快速充电期间检测锂电镀，以避免电池的锂电镀、枝晶和/或短路是有利的。
例如，如果除了正极电极和负极电极之外(例如，除了正极204和负极208之外)还包括第三电极作为参考电极，则可以检测锂电镀。然而，第三电极占据电池中的空间，并且大多数锂离子(Li-ion)电池不包括第三电极，例如以节省空间和最大化能量密度。因此，在一些实施例中，在不使用第三电池电极的情况下在电池中检测锂电镀。电池充电电流可以在不实现锂电镀检测的情况下进行限制，以避免锂电镀和避免由于锂电镀导致的短路。然而，以这种方式限制电池充电电流会降低电池的容量，并可能引起性能下降和给用户带来不便。在一些实施例中，可以在不使用第三电极并且仍然能够快速充电的情况下(例如，不完全限制电池充电电流、不产生性能降低和/或不给用户带来不便的情况下)检测锂电镀。
根据一些实施例，锂电镀的检测可以在保持安全性的同时使能更快的电池充电(例如，通过避免电池的内部短路)。在一些实施例中，可以在不使用第三电极的情况下检测锂电镀。在一些实施例中，可以通过在充电期间监视电池电压、将电池充电电压的斜率(或变化率)与参考电池充电电压斜率(或变化率)值进行比较来使能电池的快速充电。根据一些实施例，如果电池充电电压相对于时间的斜率(变化率)比参考电池充电电压相对于时间的参考斜率(参考变化率)更平坦，则检测到锂电镀。根据一些实施例，当检测到锂电镀时，可以减小或停止电池充电电流。电池充电电流的这种减小或停止可以提供足够的时间用于锂电镀被吸收(例如，被吸收在负极材料中)。在经过足够长的时间使得不再检测到锂电镀后，可以重新开始和/或增加电池充电电流，从而可以继续快速充电。以此方式，通过避免发生可能引起内部电池短路的锂电镀，可以实现更快的电池充电，同时仍然保持安全。
图3图示了示例电压与充电状态百分比图300，包括低充电电流波形302(例如，在电池的正常慢速充电期间电池充电电流相对低的电池充电)和中等充电电流波形304(例如，电池电流更多处于比波形302中的充电电流高的中等水平的电池充电)。图300例如图示了锂离子电池电压在充电期间如何变化。例如，锂离子电池充电可以从恒流(CC)充电开始，然后是恒压(CV)充电。波形302和304包括表示恒流充电的实线部分，随后是表示恒压充电的虚线部分。当充电电流从低充电电流增加到中等充电电流时(如图3中的箭头所示，从低充电电流波形302移动到中等充电电流波形304)，观察到的电池电压增加。这是由于例如电池阻抗。然而，注意到在恒流充电期间的中等充电曲线304通常类似于(例如，斜率通常类似于)低充电曲线302。
图4图示了示例电压与充电状态百分比图400，包括低充电电流波形402(例如，电池充电电流相对低的电池充电)、中等充电电流波形404(例如，电池电流更多处于中等水平的电池充电)、以及高充电电流波形406(例如，电池充电电流相对高(比如在非常快速的电池充电期间)的电池充电)。图400图示了例如锂离子电池电压在充电期间会如何变化。例如，锂离子电池充电可以从恒流(CC)充电开始，然后是恒压(CV)充电。波形402、404和406包括表示恒流充电的实线部分，随后是表示恒压充电的虚线部分。当充电电流从低充电电流增加到中等充电电流时，观察到的电池电压增加。类似地，当充电电流从中等充电电流增加到高充电电流时，观察到的电池电压增加。这是由于例如电池阻抗。然而，应注意恒流充电期间的中等充电曲线404一般类似于(例如，斜率一般类似于)低充电曲线402。还应注意恒流充电期间的高充电曲线406通常不同于(例如，斜率通常不同于)低充电曲线402和中等充电曲线404。这可以说明例如，当电池充电电流高并且在某个点发生锂电镀时，恒流(CC)充电期间电池电压充电曲线的变化斜率变得比以不发生锂电镀的较低充电电流恒流充电期间的电池电压充电曲线的变化斜率更平坦。
图4中的虚线三角形表示电池电压相对于时间的特定斜率(或变化率)(例如，诸如电池电压相对于时间的参考斜率之类的斜率)。注意，图4中包括虚线三角形以帮助示出曲线402和404的斜率(或变化率)类似，但曲线406的斜率(或变化率)低于曲线402和404的斜率(或变化率)。这有助于示出当电池充电电流高并且在某个点发生锂电镀时，恒流(CC)充电期间的充电曲线斜率比由于锂电镀而导致的低电池充电电流的充电曲线斜率变得更平坦(更低斜率)。此外，需要注意，随着电池随时间退化，锂电镀发生的可能性更高。虽然在图4中斜率是在大约60％充电状态(SOC)发生锂电镀的点测量的，但需注意的是，该点在图4中仅用作示例，并且锂电镀可以发生在电池的其他充电状态。在一些实施例中，可以在整个恒流(CC)充电期间测量斜率以检测斜率下降到用于指示正在发生锂电镀的参考水平以下的任何点。
因为电池单元电压是正极电势和负极电势之间的差值，所以可能会发生锂电镀。随着充电的继续，相对于Li/Li+，正极电势增加，负极电势降低。因此电池单元电压增加。当发生锂离子电镀(Li-plating)时，负极电势相对于Li/Li+变为零。之后，电池电压仅通过正极电势增加而增加，这导致电压增加比没有发生锂离子电镀的情况更平坦。
图5图示了示例图500，其图示了在充电期间随着电池的充电状态的增加，相对于Li/Li+的正极/负极电势，包括正极电势波形502(例如正极电压波形)和负极电势波形504(例如负极电压波形)。图5例如图示了正极电压在充电期间通常如何增加而负极电压在充电期间通常如何减小。虚线506示出了在高电流充电的示例中具有锂电镀的负极电势(其中，例如，如果发生锂电镀，则相对于Li/Li+的负极电势迅速降至零)。虚线512示出了在不发生锂电镀的示例情况下的电池单元电压，虚线514示出了在发生锂电镀的示例情况下的电池单元电压，虚线514右侧的虚线示出了电池处于充满电状态的情况。
在一些实施例中，监视在快速恒流(CC)充电期间电池电压相对于充电状态(SOC)的斜率(或变化率)，并且当斜率(或变化率)变得比(或小于)参考斜率值(或参考变化率值)更平坦时检测到锂电镀。当检测到锂电镀时，系统会减小或停止充电电流使得提供足够的时间用于锂被吸收在负极材料中。
在一些实施例中，可以通过在充电期间监视电池电压并将当电池正在被充电时的充电电压的斜率(或变化率)与参考斜率(或参考变化率)值进行比较(例如，通过将电池充电电压相对于充电状态的斜率与参考斜率值进行比较)来使能快速电池充电。如果电池在充电时充电电压的斜率小于参考斜率值，则可以认为是锂电镀并且因此检测到锂电镀。该系统可以减小或停止电池充电电流，使得有足够的时间来吸收锂电镀(例如，被吸收在电池负极材料中)。经过足够的时间并且锂电镀不再是问题后，电池充电电流可以被重新开始和/或增加。例如，锂电镀可以被减少或可以完全消失，因为锂可能在充电电流减小或停止后被负极吸收。类似地，如果电池放电，则锂电镀可以减少或可以完全消失。在一些实施例中，如果检测到锂电镀，和/或如果由于任何原因而调整电池充电电流(例如，由于锂电镀而被减小或停止，或者由于锂电镀不再是问题而被增加或重新开始)，可以向用户进行通知。
锂电镀可能非常危险。因此，在各种实施例中可以采取不同的动作。在一些实施例中，在检测到锂电镀时，可以停止充电电流。在一些实施例中，在检测到锂电镀时，可以降低充电电流。在一些实施例中，在检测到锂电镀时，电池可以被放电。在一些实施例中，在检测到锂电镀后，即使在锂电镀已经消失后，在未来充电事件期间也可以永久降低电池的充电电流，以避免将来电池的锂电镀。
在一些实施例中，可以暂时降低电池充电电流。在一些实施例中，对于特定电池可以永久降低电池充电电流。
在一些实施例中，如果未检测到锂电镀，则可以增加电池充电电流。
在一些实施例中，所监视的曲线的y轴可以是电池开路电压而不是充电期间的电池电压。例如，在一些实施例中，监视在快速恒流充电期间电池开路电压相对于充电状态(SOC)的斜率(或变化率)，并且当斜率(或变化率)变得比参考斜率值(或参考变化率)更平坦时检测到锂电镀。
在一些实施例中，所监视的曲线的x轴(例如，在图3、图4和/或图5中的x轴上)可以是充电容量(比如电池被充电容量和/或电池充电容量)而不是充电状态(SOC)。x轴上的充电容量可以是例如以安培小时(Ah)为单位的充电容量和/或可以是以毫安小时(mAh)为单位的充电容量。例如，在一些实施例中，监视在快速恒流(CC)充电期间电池电压相对于充电容量的斜率(或变化率)，并且在斜率(或变化率)变得比参考斜率值(或参考变化率值)更平坦时检测到锂电镀。在一些示例中，监视在快速恒流充电期间电池开路电压相对于充电容量的斜率(或变化率)，并且当斜率(或变化率)变得比参考斜率值(或参考变化率值)更平坦时检测到锂电镀。
在一些实施例中，所监视的曲线的x轴可以是时间而不是充电状态(SOC)。例如，在一些实施例中，监视在快速恒流(CC)充电期间电池电压相对于时间的斜率(或变化率)，并且当斜率(或变化率)变得比参考斜率值(或参考变化率值)更平坦时检测到锂电镀。在一些示例中，监视在快速恒流充电期间电池开路电压相对于时间的斜率(或变化率)，并且当斜率(或变化率)变得比参考斜率值(或参考变化率值)更平坦时检测到锂电镀。
在一些实施例中，可以控制电池充电电流以将电池保持在允许的操作温度内。
在一些实施例中，本文讨论的实施方式(例如，锂电镀检测、电池电压斜率与参考值的比较、电池电压变化率与参考值的比较、减小充电电流、增加充电电流和/或停止充电电流等等)可以部分或全部发生在该系统、电池组和/或远程系统或其一些组合的存储空间内。在一些实施例中，实施方式可以包括使用来自电池组中的集成电路(IC)(例如，在电量计IC中)、系统中的IC(例如，在充电器IC中)的信息，或来自远程系统和/或本地系统的信息。在一些实施例中，实施方式可以包括在处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、分立专用集成电路(ASIC)中和/或嵌入在固件等中，等等。
在一些实施例中，快速电池充电可以增加电池温度和/或降低电池阻抗。在一些实施例中，可以考虑与温度和/或阻抗变化相关的充电曲线变化(例如，可以在检测锂电镀时考虑)。
图6图示了根据一些实施例的流程600。在一些实施例中，流程600可以用于在避免锂电镀的同时使能快速电池充电。在602，确定是否已检测到锂电镀。可以根据本文描述的一种或多种技术在602检测锂电镀。例如，在一些实施例中，可以在602通过在充电期间监视电池电压并比较充电电压的斜率(或变化率)与参考斜率(或参考变化率)，来检测锂电镀。例如，如果充电电压的斜率(或变化率)小于参考斜率(或参考变化率)，则在602处检测到锂电镀。如果在602检测到锂电镀，则在604可以减小或停止电池充电电流，并且可以返回到602。如果在602未检测到锂电镀，则可以在606增加电池充电电流，然后流程可以返回到602。应注意，根据一些实施例，在606可以增加或可以不增加(或可以不改变)电池充电电流。例如，在一些实施例中，当电池的快速充电正在进行并且未检测到锂电镀时，电池充电电流不改变。在一些实施例中，如果在602未检测到锂电镀，则流程可以直接返回到602并且可以以相同的电池充电电流继续充电而不在606增加充电电流。
图7图示了根据一些实施例的系统700。在一些实施例中，系统700可以在避免锂离子电镀的同时使能快速电池充电。系统700包括电池702、检测器704、控制器706和电池充电器/放电器708。在一些实施例中，电池702是锂离子电池。检测器704可以实现本文描述的技术。例如，检测器704可以在电池充电期间监视电池702的电压。检测器704还可以将电池702的电池充电电压的斜率(或变化率)(例如，电池充电电压相对于充电状态的斜率或变化率，和/或电池充电电压相对于时间的斜率或变化率等)与参考值进行比较。控制器706可以实现本文描述的技术。例如，控制器706可以在电池充电期间监视电池702的电压，并且还可以将电池702的电池充电电压的斜率(或变化率)(例如，电池充电电压相对于充电状态的斜率或变化率，和/或电池充电电压相对于时间的斜率等)与参考值进行比较。控制器706还可以控制充电器/放电器708以实现电池702的充电和/或放电。例如，在一些实施例中，控制器706可以控制充电器/放电器708来减小电池702的充电电流、停止电池702的充电电流和/或增加电池702的充电电流。
图8图示了根据一些实施例的系统800。在一些实施例中，系统800包括电池806、控制器812和一个或多个检测器814(和/或监视器814和/或传感器814)。在一些实施例中，一个或多个检测器814包括一个或多个电压检测器814以检测电池806的电压(比如电池806的电池充电电压)。在一些实施例中，一个或多个检测器814包括一个或多个电流传感器814。在一些实施例中，一个或多个检测器814包括一个或多个电压传感器814。在一些实施例中，一个或多个检测器814包括一个或多个温度传感器814。在一些实施例中，一个或多个检测器814包括一个或多个传感器的组，其可以包括一个或多个电压传感器、和/或一个或多个电流传感器、和/或一个或多个温度传感器。在一些实施例中，一个或多个检测器814可以包括一个或多个电压/电流/温度传感器。在一些实施例中，电池806与本文所示和/或描述的电池相同(或相似)。在一些实施例中，控制器812与本文所示和/或描述的其他控制器相同(或相似)。在一些实施例中，(一个或多个)检测器814是与本文所述的其他检测器、传感器、监视器等相同或相似的一个或多个传感器。在一些实施例中，控制器812是电池控制器。在一些实施例中，控制器812是专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器等中的一个或多个，包括图8中所示的一些或全部功能块。在一些实施例中，控制器812的全部或部分以软件实现，该软件如存储在存储器(例如，存储器822)上并且由例如处理器或微控制器(例如，微控制器/处理器820)运行。在一些实施例中，控制器812可以是例如控制集成电路(IC)。在一些实施例中，控制器812可以是电力管理集成电路(PMIC)的一部分。在一些实施例中，控制器812可以是电量计的一部分。在一些实施例中，控制器812可以是电池管理系统的一部分。
控制器812使用接口840与电池806接口连接。接口840可以包括用于供电和接地的物理接口。在一些实施例中，接口840包括数据接口。
控制器812使用接口850与(一个或多个)传感器814接口连接。接口850可以包括用于供电和接地的物理接口。在一些实施例中，接口850包括数据接口。在一些实施例中，接口850可以包括一个或多个接口。
在一些实施例中，控制器812包括处理器或微控制器820、存储器822、电池充电器824、电池放电器826和/或能量存储装置充电/放电828(例如，包括在电池电力补充逻辑中)。在一些实施例中，控制器812中包括的电池电力补充逻辑可以确定是否要从能量存储装置补充由电源系统的电池提供的电力。在一些实施例中，控制器812中包括的电池电力补充逻辑可以包括电压补充模块，其可以基于例如当前提供给系统负载的电压来确定是否补充由电池提供的电力。这可以基于向电压补充模块提供电压测量的电压监视硬件。在一些实施例中，如果电压下降到低于阈值或其他预定水平，但高于系统的电压最小值，则电压补充模块可以触发并控制电源系统使得由电池提供的电力要由来自能量存储装置的电力补充。该控制可以包括接通/关断电力输送系统中的开关，以使得电力能够流到系统负载或能量存储装置，和/或保护系统中的其他组件，将系统负载与电池解耦等。
在一些实施例中，控制器812中的电池电源补充逻辑包括能量存储装置充电和放电模块828，其可以控制混合动力升压充电系统中的组件以使得能量存储装置有时被充电并且在其他时间被放电和/或禁用。
在一些实施例中，控制器812中的逻辑包括在电池充电期间监视电池电压的逻辑。在一些实施例中，控制器812中的逻辑包括逻辑，用于在电池充电时将充电电压的斜率(或变化率)(例如，相对于充电容量和/或相对于时间，和/或在充电状态增加时)与参考斜率(或参考变化率)进行比较。在一些实施例中，控制器812中的逻辑响应于在电池充电时充电电压的斜率(或变化率)(例如，相对于时间和/或在充电状态增加时)与参考斜率(或参考变化率)的比较，而检测锂电镀。在一些实施例中，控制器812中的逻辑可以被实现来增加电池806的充电电流，减小电池806的充电电流，和/或停止电池806的充电电流。
控制器812还可以包括模式选择逻辑，其确定何时进入特定模式，诸如，例如充电模式或放电模式。
虽然图8中未图示，但控制器812可以包括模数转换器(ADC)、滤波器和数字放大器。ADC、滤波器和数字放大器中的一个或多个可以是例如ASIC、DSP、FPGA、处理器等。这些元件可以用于将模拟测量结果(例如，电池电流和电压)转换为数字值，用于在电池充电控制过程中使用。数字放大器可以是差分放大器，其基于电池两端的电压变化(例如电压降)(例如电池正负极端子之间的电压值差)生成模拟信号，然后使用ADC和滤波器将该模拟信号转换为经滤波的数字值。
在一些实施例中，控制器812包括电池充电器824以使用来自电源的电流电荷为电池充电。
图9图示了根据一些实施例的系统900。在一些实施例中，系统900是用于移动计算设备(例如，用于膝上型电脑、电话或其他移动设备)的电源系统。在一些实施例中，系统900是电源系统(例如，固定电源系统，比如服务器电源系统)。在一些实施例中，系统900包括电源902(例如，在一些实施例中，电力供应单元902)、系统负载904(例如，在一些实施例中，固定计算系统负载904，并且在一些实施例中，移动计算系统负载904)、电池906、充电器908、放电器910、控制器912和检测器914(例如，电压监视器或传感器)。在一些实施例中，电源902是电力供应单元(PSU)，其可以将交流(AC)电转换为低压调节直流(DC)电，用于诸如计算机系统之类的系统的内部组件。在一些实施例中，电池906可以是任何一个或多个可充电能量存储设备。
在一些实施例中，系统900是混合动力升压(HPB)充电系统，并且充电器908是HPB充电器。充电器908可以提供电力以给电池906充电。放电器910可以使电池906放电并向系统负载904提供电力。在一些实施例中，控制器912可以是微控制器。在一些实施例中，控制器912可以是任何类型的控制器，并且可以包括处理器。在一些实施例中，控制器912可以是嵌入式控制器。在一些实施例中，控制器912是电池控制器。在一些实施例中，控制器912是微控制器、处理器、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或专用集成电路等。在一些实施例中，控制器912与本文图示和/或描述的其他控制器相同(或相似)，并且可以实现本文描述的任何技术。在一些实施例中，控制器912可以实现本文所示和/或描述的任何技术。
在一些实施例中，系统负载904是固定计算系统，例如，服务器或台式机等等。系统负载904可以包括处理器、存储器、一个或多个通信设备等，以及构成平台其余部分并且由电源902供电并且也可以由诸如电池906的可充电电池供电的其他计算设备组件。在一些实施例中，当系统负载904处于峰值负载时，电池906可以向系统负载904提供电力。在一些实施例中，电池906是锂离子电池组(和/或锂离子可充电电池)。在一些实施例中，除了电池906之外或代替电池906，可以使用其他可充电电池。
在一些实施例中，能量存储(例如，一个或多个电容器)可以补充由电池906提供给系统负载904的电压。例如，此能量存储可以包括耦合在一起(例如，串联)的一个或多个电容器。例如，在一些实施例中，此能量存储可以通过以并联或串联方式耦合在一起的一个或多个个体电容器来实现。
根据电池配置，从电池单元到电压调节器(VR)输入的电阻可以变化。电阻也可以基于温度、电池磨损和组件之间的变化而改变。电阻的改变会在系统可以支持的峰值功率中带来相当大的差异。在不同的实施例中可以使用不同的电池配置。例如，在一些实施例中，系统可以使用2S1P(2串联1并联)电池配置或2S2P(2串联2并联)电池配置。
控制器912可以提供充电使能信号以使得充电器908能够使用来自电源902的电力为电池906充电(例如，当系统负载904不在峰值负载以下时)。控制器912还可以提供放电使能信号以使得放电器910能够让电池906放电并向系统负载904提供电力(例如，当系统负载904处于峰值负载以下时)。在一些实施例中，控制器912可以监视电池906。在一些实施例中，控制器912可以使用所监视的电池906的状况作为至少部分输入来做出决定，比如使能充电器908、使能放电器910等。在一些实施例中，例如，控制器912可以监视状况，例如电池906的阻抗、电池906的电压和/或电池906的温度等等。在一些实施例中，检测器914可以感测施加到系统负载904的电流，和/或可以监视电池906的电压(例如，在电池906充电期间)。控制器912可以向检测器914提供参考电压或参考电流。在一些实施例中，检测器914可以向控制器912提供电压信号，并且控制器912可以根据本文描述的技术将电池906的充电电压的斜率(或变化率)与参考斜率(或参考变化率)进行比较。在一些实施例中，控制器912可以使用由检测器914检测的电压。例如，控制器912可以使用由检测器914检测的电压来根据本文描述的技术检测锂电镀。例如，控制器912可以使用由检测器914检测的电压来增加、减小和/或停止对电池906的充电电流，和/或做出与使能充电器908和/或放电器910等有关的其他决定。
在一些实施例中，检测器914是可以检测电线中的电流和/或可以检测电池906的电压的设备，并且可以响应于该电流生成信号(例如，可以生成提供给控制器912的监视器信号)。在一些实施例中，由检测器914生成的信号可以是模拟电压或电流，或者可以是数字输出信号(例如，当所感测的电流或所感测的电压超过某一阈值(比如由控制器912提供给检测器的参考阈值)时进行切换的数字输出信号)。
在一些实施例中，系统900使用电源902向系统负载904提供电力。可以使用系统900的内部能量存储设备(例如，包括电池906的内部能量存储设备)，以使得在峰值负载条件下系统负载904使用电源902和电池906两者来利用电力。例如，可以将电池906保持在如下状态：在该状态下，控制器912控制充电器908以使电池906保持充满电(例如，使用来自电源902的电力)。然后，当系统负载904需要比电源902能够提供的更多的电力时，除了从电源提供的电力之外，系统控制器912控制放电器910来从电池906向系统负载904提供电力。一旦峰值负载条件不再存在，则控制器912随后可以控制充电器908为电池906充电。
在图9的一些实施例中，诸如服务器计算系统之类的固定计算系统通常使用来自电力供应单元(PSU)的电力。如果固定计算系统包括内部能量存储源，比如一个或多个电池，则在某些条件下，比如系统处于峰值负载时，系统可以通过利用来自PSU和一个或多个电池的电力来更好地运行。电池(或多个电池)可以充电到充满电状态，并在系统需要的电力超过PSU能够提供的电力时被使用。在峰值负载时，PSU和电池(或多个电池)都可以为系统提供电力。在使用一个或多个电池来帮助支持系统的峰值负载后，可以将一个或多个电池充满电，以便其准备好在需要帮助支持峰值负载时被再次使用。然而，每次将电池充电到充满电(或100％充电)会限制电池的寿命。此外，即使电池的寿命不受限制，但大多数电池最终会随着时间的推移而退化，并且需要在电池变得不安全之前被关闭。
如上所述，可以使用来自电力供应单元(PSU)的电力为固定计算系统(比如服务器)供电。此外，固定计算系统(比如服务器)还可以包括内部能量存储设备(例如，一个或多个电池，比如一个或多个锂离子电池)。根据一些实施例，系统可以使用来自电力供应单元和(一个或多个)电池的电力来更好地运行。在此种系统中，为了支持系统峰值负载，可以使用并联连接的电池单元。
图10图示了系统1000。在一些实施例中，图10图示了电池组电路1000和/或电池模块1000。在一些实施例中，系统1000可以是锂离子电池组1000和/或锂离子电池模块1000。在一些实施例中，系统1000包括多个以并联方式耦合的电池单元(或能量存储单元)1002A、1002B、……、1002Z，电阻器1004，晶体管1006(例如，场效应晶体管1006、FET1006、开关1006等)和电池管理1008(例如，电池管理集成电路1008)。在一些实施例中，电池单元1002A、1002B、……、1002Z可以包括任何数量的电池单元。在一些实施例中，电池单元1002A、1002B、……、1002Z可以用于支持峰值负载。在一些实施例中，系统1000(和/或电池组电路1000)的部分或全部可以包括在本文描述和/或图示的其他电池中(例如，可以包括在电池702、电池806、电池906等中)。在一些实施例中，本文描述和/或图示的任何电池可以与系统1000相同或相似。在一些实施例中，电池管理1008可以是实现本文描述的任何技术的控制器。在一些实施例中，电池管理1008可以与本文描述和/或图示的任何控制器相同或相似(例如，可以与控制器706、控制器812、控制器912等相同或相似)。
在一些实施例中，电池单元，比如电池单元1002A、1002B、……、1002Z中的任一个，会随着时间而退化，并且可能需要在电池变得不安全之前被关闭。在一些实施例中，如果系统1000是用于消费类电子产品的电池组(例如，用于诸如个人计算机之类的消费类电子产品的锂离子电池组)，则系统1000可以包括两个或三个电池单元。在一些实施例中，当电池单元的总电池容量退化到某一水平时，电池管理器1008可以停止充电和放电。这可以例如通过监视包括所有电池单元1002A、1002B、……、1002Z的总电池容量而不是监视个体电池单元1002A、1002B、……、1002Z来完成。可以例如通过感测跨电阻器1004的电流来监视总电池容量。此种系统1000对于具有少量并联连接的单元(例如，两个或三个并联连接的单元)的电池组来说可能是一个好的选择，因为即使一个单元显著退化，总电池容量也可能被显著影响，并且此种退化可以通过监视总电池容量被准确地检测。例如，当基于监视总电池容量检测到退化时，电池管理器1008可以用于控制晶体管1006以关闭整个电池组。
虽然系统1000对于具有少量电池单元1002A、1002B、……、1002Z的电池组来说可能是好的系统，但是对于具有大量电池单元1002A、1002B、……、1002Z的电池组来说可能不是好的系统。在固定计算系统(例如，服务器系统)中，例如，有利的是使用大量并联连接的电池单元(例如，在一些实施例中，数十个并联连接的电池单元)以支持更高的峰值负载。在将大量电池单元1002A、1002B、……、1002Z并联连接的此种系统1000中，难以使用监视总电池容量的系统来在大量并联连接的电池单元中检测一个退化的电池单元。如果不能检测到退化的电池单元并将其从电池组中移除，则此种系统可能会产生安全问题。在一些实施例中，监视个体电池单元(例如，监视个体电池单元以检测个体电池单元的退化)。在一些实施例中，可以从多个并联连接的电池单元中检测退化的电池单元并将其与其他电池单元分开。
在一些实施例中，多个并联连接的电池单元中的每一个可以在其电流路径中具有相应的晶体管(例如，场效应晶体管)。这些晶体管可以用于帮助确定每个电池单元的高电池阻抗，以便检测相应的电池单元是否退化到不安全水平。在一些实施例中，隔离开关可以用于帮助确定高阻抗和退化的电池单元(例如，每个电池单元的电流路径中的隔离开关，比如继电器、晶体管等)。在一些实施例中，例如，如果电池单元达到安全阈值阻抗(例如，具有两倍于原始电池单元的阻抗的阻抗)，则该电池单元可以被检测为正在退化。如果确定电池单元具有高阻抗，则可以关闭具有已达到或超过安全阈值阻抗的高阻抗的电池单元路径中的晶体管、继电器、开关等，以从电池组有效地移除退化的电池单元。这可以以使尚未达到或超过安全阈值阻抗的剩余电池单元保留在电池组中以继续对总电池电压做出贡献的方式来实现。
在一些实施例中，可以使用具有大量并联连接的电池单元的安全电池组。此外，通过从电路中电移除(和/或电分离)退化的电池单元，即使在一些电池单元已经退化时，也可以安全地延长整个电池组的平均初次出故障时间(mean-time-to-failure)。在一些实施例中，可以实现备用电池单元架构以降低电池组的总拥有成本。
图11图示了系统1100。在一些实施例中，图11图示了电池组电路1100和/或电池模块1100。在一些实施例中，系统1100可以是锂离子电池组1100和/或锂离子电池模块1100。在一些实施例中，系统1100包括多个以并联方式耦合的电池单元1102A、1102B、……、1102Z，电阻器1104，电池管理1108(例如，电池管理集成电路1108)，以及分别连接在相应的一个电池单元的电流路径中的多个晶体管1112A、1112B、……、1112Z(例如，场效应晶体管、FET、开关、继电器等)。在一些实施例中，电池单元1102A、1102B、……、1102Z可以包括任何数量的电池单元。在一些实施例中，电池单元1102A、1102B、……、1102Z可以用于支持峰值负载。在一些实施例中，系统1100(和/或电池组电路1100)的部分或全部可以包括在本文描述和/或图示的其他电池中(例如，可以包括在电池702、电池806、电池906等中)。在一些实施例中，本文描述和/或图示的任何电池可以与系统1100相同或相似。在一些实施例中，电池管理1108可以是实现本文描述的任何技术的控制器。在一些实施例中，电池管理1108可以与本文描述和/或图示的任何控制器相同或相似(例如，可以与控制器706、控制器812、控制器912等相同或相似)。
在一些实施例中，诸如电池单元1102A、1102B、……、1102Z中的任一个之类的电池单元会随着时间而退化，并且可能需要在电池变得不安全之前被关闭。在一些实施例中，如果系统1100是用于消费类电子产品的电池组(例如，用于诸如个人计算机之类的消费类电子产品的锂离子电池组)，则系统1100可以包括两个或三个电池单元。在一些实施例中，如果系统1100是用于诸如服务器之类的固定计算设备的电池组(例如，用于诸如服务器之类的固定计算设备的锂离子电池组)，则系统1100可以包括数十个电池单元。在一些实施例中，系统1100可以包括任意数量的电池单元1102A、1102B、……、1102Z。
在一些实施例中，每个电池单元1102A、1102B、……、1102Z可以被单独地监视，以检测个体电池单元的退化。在一些实施例中，每个电池单元1102A、1102B、……、1102Z在其电流路径中包括各自的相应场效应晶体管(FET)1112A、1112B、……、1112Z。可以为每个电池单元1102A、1102B、……、1102Z计算电池阻抗，并且相应的FET 1112A、1112B、……、1112Z可以被关闭以从电池组安全地电移除(和/或电分离)退化的电池单元1102A、1102B、……、1102Z。例如，如果电池单元由于电池单元的退化而具有超过安全阈值的高阻抗(例如，如果电池单元具有两倍于原始阻抗的阻抗)，则可以实现这一点。
在一些实施例中，电池组1100(和/或电池管理器1108)周期性地(和/或在持续变化的基础上)确定(例如，在电池充电期间和/或在电池放电期间)任何已经退化的电池单元1102A、1102B、……、1102Z(例如，通过测量每个电池单元的阻抗并将阻抗与安全阈值阻抗进行比较)。该确定可以使用任何周期来周期性地实现(例如，在一些实施例中可以每周或每月实现，但不限于特定周期)。例如，在一些实施例中，它可以更频繁或更不频繁地实现，或者在恒定的基础上实现。
例如，在一些实施例中，为了确定退化电池单元，电池管理器1108导通一个单元的FET(例如，如图11所示，导通FET 1112A)，并截止所有其他单元的FET(例如，如图11所示，截止FET 1112B、……、1112Z)。电池管理器1108然后在放电和/或充电期间监视电压变化dV(dV＝dI*R)，其中dI是电流变化，R是电池的阻抗(Rbat)和FET的阻抗(RFET)。由于dI由电池管理1108监视，并且FET的阻抗(RFET)是已知的，所以电池阻抗(Rbat)可以通过Rbat＝dV/dI-RFET计算。然后下一个单元的FET被导通，所有其他FET被截止，相同方式计算该下一个单元的阻抗以。然后对所有电池单元重复该过程，以确定应通过截止相应FET从电池组电移除(和/或电分离)哪些电池单元(如果有的话)。
系统1100可以安全地用于使用具有少量电池单元1102A、1102B、……、1102Z的电池组的系统中，并且也可以安全地用于使用具有更大数量电池单元1102A、1102B、……、1102Z的电池组的系统中(例如，在具有许多并联连接的电池单元的系统中，比如在用于支持更高峰值负载的固定计算系统中的电池组中，或在具有许多用于其他实施方式(例如，电动汽车电池组)的电池单元的系统中)。
图12图示了系统1200。在一些实施例中，图12图示了电池组电路1200和/或电池模块1200。在一些实施例中，系统1200可以是锂离子电池组1200和/或锂离子电池模块1200。在一些实施例中，系统1200包括多个以并联方式耦合的电池单元1202A、1202B、……、1202Z，电阻器1204，电池管理1208(例如，电池管理集成电路1208)，以及分别连接在相应一个电池单元的电流路径中的多个晶体管1212A、1212B、……、1212Z(例如，场效应晶体管、FET、开关、继电器等)。在一些实施例中，电池单元1202A、1202B、……、1202Z可以包括任何数量的电池单元。在一些实施例中，电池单元1202A、1202B、……、1202Z可以用于支持峰值负载。在一些实施例中，系统1200(和/或电池组电路1200)的部分或全部可以包括在本文描述和/或图示的其他电池中(例如，可以包括在电池702、电池806、电池906等中)。在一些实施例中，本文描述和/或图示的任何电池可以与系统1200相同或相似。在一些实施例中，电池管理1208可以是实现本文描述的任何技术的控制器。在一些实施例中，电池管理1208可以与本文描述和/或图示的任何控制器相同或相似(例如，可以与控制器706、控制器812、控制器912等相同或相似)。
在一些实施例中，诸如电池单元1202A、1202B、……、1202Z中的任一个之类的电池单元会随着时间而退化，并且可能需要在电池变得不安全之前被关闭。在一些实施例中，如果系统1200是用于消费类电子产品的电池组(例如，用于诸如个人计算机之类的消费类电子产品的锂离子电池组)，则系统1200可以包括两个或三个电池单元。在一些实施例中，如果系统1200是用于诸如服务器之类的固定计算设备的电池组(例如，用于诸如服务器之类的固定计算设备的锂离子电池组)，则系统1200可以包括数十个电池单元。在一些实施例中，系统1200可以包括任何数量的电池单元1202A、1202B、……、1202Z。
在一些实施例中，每个电池单元1202A、1202B、……、1202Z可以被单独监视，以检测个体电池单元的退化。在一些实施例中，每个电池单元1202A、1202B、……、1202Z在其电流路径中包括各自的相应场效应晶体管(FET)1212A、1212B、……、1212Z。可以为每个电池单元1202A、1202B、……、1202Z计算电池阻抗，并且可以截止相应的FET1212A、1212B、……、1212Z以从电池电池组中安全地电移除(和/或电分离)退化的电池单元1202A、1202B、……、1202Z。例如，如果电池单元由于该电池单元的退化而具有超过安全阈值的高阻抗(例如，如果电池单元具有两倍于原始阻抗的阻抗)，则可以实现这一点。
在一些实施例中，电池组1200(和/或电池管理器1208)周期性地(和/或在持续变化的基础上)确定(例如，在电池充电期间和/或在电池放电期间)任何已经退化的电池单元1202A、1202B、……1202Z(例如，通过测量每个电池单元的阻抗并将阻抗与安全阈值阻抗进行比较)。该确定可以使用任何周期来周期性地实现(例如，在一些实施例中可以每周或每月实现，但不限于特定周期)。例如，在一些实施例中，它可以更频繁或更不频繁地实现，或者在恒定的基础上实现。
例如，在一些实施例中，为了确定退化电池单元，当所有FET1212A、1212B、……、1212Z都导通时，电池管理1208监视每个FET的电压降(例如，电压降VFET1、VFET2、……、VFETZ)。在一些实施例中，当所有FET 1212A、1212B、……、1212Z都导通时，电池管理1208在电池放电期间放电和/或电池充电期间监视每个FET的电压降(例如，电压降VFET1、VFET2、……、VFETZ)。电池单元1202A、1202B、……、1202Z中的每一个的电池阻抗(Rbat1、Rbat2、……、Rbatz)可以由电池管理器1208例如使用以下等式1-5计算，其中FET阻抗(RFET1、RFET2、……、RFETZ)是已知的，并且其中每个FET的电压降(VFETX)、电流变化期间(dItotal)的总电压变化(dVtotal)，以及每个电池的电流(I1、I2、……、IZ)都可以由电池管理器1208监视。
VFETX＝IX＊RFETX (X＝1，2，...，Z) (等式1)
dVtotal＝dItotal＊Rtotal (等式2)
1/Rtotal＝1/R1+1/R2+...+1/RZ (等式3)
RX＝RbatX+RFETX (X＝1，2，...，Z) (等式4)
I1R1＝I2R2＝...＝IZRZ (等式5)
系统1200可以安全地用于使用具有少量电池单元1202A、1202B、……、1202Z的电池组的系统中，并且也可以安全地用于使用具有大量电池单元1202A、1202B、……、1202Z的电池组的系统中(例如，在具有许多并联连接的电池单元的系统中，比如在用于支持更高峰值负载的固定计算系统中的电池组中，或在具有许多用于其他实施方式(例如，电动汽车电池组)的电池单元的系统中)。
在一些实施例中，可为每个单独的电池单元确定电池阻抗。可以通过将所确定的电池单元的阻抗与安全阈值阻抗进行比较来检测退化的电池单元。以此方式，可以识别不安全的电池单元。不安全电池单元可以从电池组电移除(和/或电分离)(例如，通过截止诸如FET之类的晶体管或断开不安全的电池单元的电流路径中的开关)。在一些实施例中，可以避免不安全情况，同时将退化的电池单元与电池(或电池组)电断开，同时仍允许地安全使用电池(或电池组)的其余部分。这可以帮助延长电池(或电池组)的平均初次出故障时间，并且可以降低电池(或电池组)的拥有成本。
在一些实施例中，可以实现退化电池单元的检测和/或分离(例如，在电池充电期间和/或在电池放电期间)。这可以在持续变化和/或定期基础上实现。在一些实施例中，可以向用户提供一个或多个特定的个体电池单元已经退化、已经从其他电池单元电移除(或分离)和/或需要更换的通知。在一些实施例中，控制器(例如，电池管理器1008、1108和/或1208的电池管理控制器)可以用于选择性地控制电池组中的哪些电池单元与电池组中的另一个电池单元电连接，电池组中的哪些电池单元不与电池组中的另一个电池单元电连接(例如，选择性地控制电池组中的哪些电池单元彼此并联连接)。
在一些实施例中，退化电池单元的检测和/或分离可以在系统的存储空间或电池组中实现。尽管在本文中将其图示为包括在电池组的电池管理中，但是例如也可以在其他地方实现。例如，在一些实施例中，退化电池单元的检测和/或分离可以在例如控制本文所示和/或描述的任何系统的远程系统中实现。
在一些实施例中，退化电池单元的检测和/或分离可以使用来自电池组中的集成电路(IC)的信息(例如，来自电量计量IC)，和/或可以使用来自远程系统或本地系统等的信息。在一些实施例中，退化电池单元的检测和/或分离可以在嵌入式固件、现场可编程门阵列(FPGA)、分立专用集成电路(ASIC)等中实现。
在一些实施例中，退化电池单元的检测和/或分离可以在包括能量存储设备(例如，电池、锂离子电池等)的任何系统中实现。在一些实施例中，退化电池单元的检测和/或分离可以在固定系统、服务器、汽车、机器人和/或医疗设备及其他中实现。
在一些实施例中，退化电池单元的检测和/或分离可以使用包括欧姆部分和/或极化部分的阻抗来实现。
在一些实施例中，退化电池单元的检测和/或分离在本文中已经被描述和/或图示为用1SxP电池实现。然而，在一些实施例中，退化电池单元的检测和/或分离可以用例如多SxP电池来实现。
在一些实施例中，可以实现退化电池单元的检测和/或分离，其中隔离开关、晶体管、FET等被连接到电池负极或电池正极(例如，以电移除和/或分离退化的电池单元)。
在一些实施例中，例如，本文描述的技术可以在系统、系统的存储空间、控制器、计算系统中的控制器的存储空间和/或电池组中实现。在一些实施例中，本文描述的技术可以在远离系统负载的远程系统中实现。此种远程系统可以向数据中心发送充电电压控制以据此为电池充电。远程系统可以在位于现场的主机中，也可以在任何远程位置。在一些实施例中，可以基于来自远程集成电路(IC)、电池组和/或来自电池组的IC(例如，在电量计量IC中)的信息来实现本文描述的技术。
在一些实施例中，本文示出并描述了使用一个电池的实施方式。然而，在一些实施例中，本文使用的电池可以包括一个电池、多个并联连接的电池、多个串联连接的电池、一个或多个1S电池、一个或多个2S电池、一个或多个其他多S电池等。在一些实施例中，本文使用的电池可以是具有LiCoO2正极和石墨负极的锂离子电池。在一些实施例中，如本文所用的电池适用于其他化学物质。
在一些实施例中，本文图示和/或描述的技术可以在系统的存储空间中实现。在一些实施例中，本文图示和/或描述的技术可以在电池组中实现。在一些实施例中，本文图示和/或描述的技术可以在控制具有电池的系统的远程系统中实现，包括本文描述和/或图示的任何系统。
在一些实施例中，本文图示和/或描述的技术可以是基于来自电池组中的集成电路(IC)的信息(例如，来自电量计量IC)。
在一些实施例中，本文图示和/或描述的技术可以以硬件、软件、以固件、和/或以硬件、软件和/或固件的任何组合来实现。在一些实施例中，本文图示和/或描述的技术可以在一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)设备、专用集成电路(ASIC)等中和/或在其他设备中实现。
在一些实施例中，本文图示和/或描述的系统可以是固定系统。在一些实施例中，本文图示和/或描述的系统可以是便携式系统。在一些实施例中，本文图示和/或描述的系统可以包括在汽车、机器人、医疗设备和/或其他系统中。在一些实施例中，本文图示和/或描述的系统可以包括在具有能量存储设备和/或电池的任何系统中。
一些实施例涉及使用1S电池。一些实施例涉及多S电池(例如，2S电池、4S电池等)。
在一些实施例中，电池可以是锂离子电池(例如，具有LiCoO2正极和石墨负极的锂离子电池)。在一些实施例中，电池可以是具有其他化学物质的电池。
图13是根据一些实施例的计算设备1300的示例的框图。在一些实施例中，计算设备1300可以是包括系统700、系统800、系统900、系统1000、系统1100和/或系统1200的一个或多个元件的计算设备。例如，在一些实施例中，计算设备1300可以实现本文图示和/或描述的任何技术。在一些实施例中，计算设备1300的一个或多个元件可以包括在控制器706、控制器812、控制器912、电池管理1008、电池管理1108和/或电池管理1208等中。在一些实施例中，计算设备1300可以实现流程600。在一些实施例中，计算设备1300可以提供本文图示和/或描述的任何技术或功能。
在一些实施例中，计算设备1300的功能可以包括例如退化电池单元的检测和/或分离、具有锂电镀检测和/或避免的快速电池充电，和/或根据一些实施例的本文描述和/或图示的任何其他技术等。在一些实施例中，任何一幅或多幅图中图示的流程、电路或系统的任何部分以及本文图示和/或描述的任何实施例可以被包括在计算设备1300中或由计算设备1300实现。计算设备1300可以是例如计算设备、控制器、控制单元、专用控制器和/或嵌入式控制器等。
计算设备1300可以包括适于执行存储的指令(例如，指令1303)的处理器1302，以及存储可由处理器1302执行的指令1305的存储器设备1304(或存储装置1304)。处理器1302可以是单核处理器、多核处理器、计算集群或任何数量的其他配置。例如，处理器1302可以是英特尔
Figure BDA0003374021310000251
处理器，例如英特尔
Figure BDA0003374021310000252
赛扬、奔腾、酷睿、酷睿i3、酷睿i5或酷睿i7处理器。在一些实施例中，处理器1302可以是基于英特尔
Figure BDA0003374021310000253
x86的处理器。在一些实施例中，处理器1302可以是基于ARM的处理器。存储器设备1304可以是存储器设备或存储设备，并且可以包括易失性存储装置、非易失性存储装置、随机存取存储器、只读存储器、闪存或任何其他合适的存储器或存储系统。由处理器1302执行的指令还可以用于实现退化电池单元的检测和/或分离，和/或具有锂电镀检测和/或避免的快速电池充电、和/或如本说明书中图示和/或描述的任何其他技术等。在一些实施例中，处理器1302可以包括与例如本公开中的各种控制器或代理相同或相似的特征或功能。
处理器1302还可以通过系统互连1306(例如，
Figure BDA0003374021310000254
PCI-
Figure BDA0003374021310000255
NuBus等)链接到适于将计算设备1300连接到显示设备1310的显示接口1308。显示设备1310可以包括显示控制器1330。显示设备1310还可以包括作为计算设备1300的内置组件的显示屏。显示设备还可以包括从外部连接到计算设备1300的计算机监视器、电视或投影仪及其他。在一些实施例中，计算设备1300不包括显示接口或显示设备。
在一些实施例中，显示接口1308可以包括任何合适的图形处理单元、发射器、端口、物理互连等。在一些示例中，显示接口1308可以实现任何合适的协议以将数据发送到显示设备1310。例如，显示接口1308可以使用高清晰度多媒体接口(HDMI)协议、DisplayPort(显示端口)协议或、一些其他协议或通信链路等来发送数据。
此外，网络接口控制器(本文也称为NIC)1312可以适于通过系统互连1306将计算设备1300连接到网络(未描绘)。网络(未描绘)可以是蜂窝网络、无线电网络、广域网(WAN)、局域网(LAN)或互联网等。
处理器1302可以通过系统互连1306连接到输入/输出(I/O)设备接口1314，该输入/输出(I/O)设备接口1314适于将计算主机设备1300连接到一个或多个I/O设备1316。I/O设备1316可以包括例如键盘或指点设备，其中指点设备可以包括触摸板或触摸屏等。I/O设备1316可以是计算设备1300的内置组件，或者可以是从外部连接到计算设备1300的设备。
在一些实施例中，处理器1302还可以通过系统互连1306链接到存储设备1318，该存储设备1318可以包括硬盘驱动器、固态驱动器(SSD)、磁驱动器、光驱、USB闪存驱动器、驱动器阵列或任何其他类型的存储装置，包括它们的组合。在一些实施例中，存储设备1318可以包括可以由处理器1302使用来实现本文图示和/或描述的任何技术的任何合适的应用。在一些实施例中，存储器1318存储可以由处理器1302执行的指令1319。在一些实施例中，存储设备1318可以包括基本输入/输出系统(BIOS)。
在一些实施例中，提供了电力设备1322。例如，在一些实施例中，电力设备1322可以提供峰值电力支持、电池充电终止电压调节、充电、供电、电力供应、电力输送、电力管理、峰值电力管理、欠压保护、电力控制、电压调节、电力生成、电压生成、电力保护和/或电压保护等。电力设备1322还可以包括本文图示和/或描述的任何技术，包括例如退化电池单元的检测和/或分离，和/或具有锂电镀检测和/或避免的快速电池充电，和/或任何其他技术。在一些实施例中，电力设备1322可以包括一个或多个电源，例如一个或多个电力供应单元(PSU)。在一些实施例中，电力设备1322可以是系统1300的一部分，并且在一些实施例中，电力设备1322可以在系统1300的其余部分外部。在一些实施例中，电力设备1322可以提供峰值供电支持、电池充电终止电压调节、充电、放电、供电、电力供应、电力输送、电力管理、峰值电力管理、欠压保护、电力控制、电压调节、电力生成、电压生成、电力保护或电压保护、电力控制、电力调节或任何其他技术(比如本文图示和/或描述的那些技术)中的任一者。例如，在一些实施例中，电力设备1322可以提供任何参考本文任何附图所描述或图示的技术，包括退化电池单元的检测和/或分离，和/或具有锂电镀检测和/或避免的快速电池充电，和/或任何其他技术。
图13还图示了系统组件1324。在一些实施例中，系统组件1324可以包括显示器、相机、音频、存储装置、调制解调器或存储器组件、或任何附加系统组件中的任何一个。在一些实施例中，系统组件1324可以包括可以根据如本文图示和/或描述的一些实施例对其实现电力、电压、电力管理等的任何系统组件。
应当理解，图13的框图并不旨在指示计算设备1300要在所有实施例中包括图13中所示的所有组件。相反，计算设备1300可以包括比图13中图示的更少的组件或在图13中未图示的附加组件(例如，附加存储器组件、嵌入式控制器、附加模块、附加网络接口等)。此外，电力设备1322的任何功能可以部分地或完全地在硬件或处理器(诸如处理器1302)中实现。例如，该功能可以用专用集成电路实现，可以是在嵌入式控制器中实现的逻辑或是在处理器1302中实现的逻辑中，等等。在一些实施例中，电力设备1322的功能可以用逻辑来实现，其中，如本文所提到的，逻辑可以包括任何合适的硬件(例如，处理器及其他)、软件(例如，应用及其他)、固件、或硬件，软件或固件的任何合适的组合。在一些实施例中，电力设备1322可以用集成电路来实现。
图14是一个或多个处理器1402和一种或多种有形非暂态计算机可读介质1400的示例的框图，用于退化电池单元的检测和/或分离，和/或具有锂电镀检测和/或避免的快速电池充电，和/或任何其他技术等。一种或多种有形非暂态计算机可读介质1400可以由(一个或多个)处理器1402通过计算机互连1404访问。此外，一种或多种有形的非暂态计算机可读介质1400可以包括指令(或代码)1406以指导(一个或多个)处理器1402执行如本文图示和/或描述的操作。在一些实施例中，处理器1402是一个或多个处理器。在一些实施例中，(一个或多个)处理器1402可以执行一些或全部相同或相似的功能，这些功能可以由本文图示和/或描述的其他元件使用介质1400上包括的指令(代码)1406执行(例如，参考图1-图13中的任一个图示和/或描述的功能或技术中的一些或全部)。在一些实施例中，一个或多个处理器1402可以包括与例如本公开中图示和/或描述的各种控制器、单元或代理等相同或相似的特征或功能。在一些实施例中，一个或多个处理器1402、互连1404和/或介质1400可以包括在计算设备1300中。
本说明书中讨论的各种组件可以使用软件组件实现。这些软件组件可以存储在一个或多个有形非暂态计算机可读介质1400上，如图14所示。例如，退化电池单元的检测和/或分离，和/或具有锂电镀检测和/或避免的快速电池充电，和/或任何其他技术等可以适于指导(一个或多个)处理器1402执行本说明书中和/或参考附图描述的任何操作中的一个或多个。
应当理解，任何合适数量的软件组件可以包括在一个或多个有形的非暂态计算机可读介质1400内。此外，取决于特定应用，图14中示出或未示出的任何数量的附加软件组件可以包括在一个或多个有形非暂态计算机可读介质1400内。
本文描述的各种技术和/或操作(例如，参考图1-图13中的任何一个或多个)可以由控制单元执行，该控制单元包括一个或多个处理器、监视逻辑、控制逻辑、软件、固件、代理、控制器、逻辑软件代理、系统代理和/或其他模块。例如，在一些实施例中，本文图示和/或描述的一些或全部技术和/或操作可以由系统代理来实现。由于可以用于执行这些功能的模块及其配置的多样性，以及它们在系统中和/或在不同系统中的分布，它们在图中的可能位置并未全部明确示出。
在一些实施例中，可以组合本文图示和/或描述的任何技术。例如，在一些实施例中，本文描述的任何技术可以被组合和实现在同一系统、方法、计算设备、存储在一种或多种介质上的指令等中。例如，在一些实施例中，如本文所描述和/或图示的与退化电池单元的检测和/或分离相关的技术可以与和如本文所描述和/或图示的快速电池充电和/或锂电镀避免和/或检测有关的技术组合。例如，可以将如下技术组合到同一系统、处理器、控制器、检测器、电池管理器等：任意技术，包括但不限于与本文描述和/或图示的退化电池单元的检测和/或分离有关的技术；与如本文描述和/或图示的快速电池充电和/或锂电镀避免和/或检测有关的技术；由系统/电路700、800、900、1000、1100、1200、1300和/或1400(包括但不限于检测器704、控制器706、充电器/放电器708、控制器812、检测器814、微控制器/处理器820、电池充电器824、电池放电器826、能量存储充电/放电828、充电器908、放电器910、控制器912、检测器914、电池管理器1008、电池管理器1108、电池管理器1208、处理器1302、电力设备1322、处理器1402等)中的任一个实现的控制、检测、监视、充电、放电、电池管理等技术。此外，在一些实施例中，本文描述和/或图示的电池的任何部分(例如，电池100、电池200、电池702、电池806、电池906、电池单元1002A、电池单元1002B、……、电池单元1002Z、电池单元1102A、电池单元1102B、……、电池单元1102Z、电池单元1202A、电池单元1202B、……、电池单元1202Z)可以是可互换的和/或可以彼此相同或相似。例如，电池100、电池200、电池702、电池806和/或电池906中的任一个或全部可以用作电池单元1002A、电池单元1002B、……、电池单元1002Z、电池单元1102A、电池单元1102B、……、电池单元1102Z、电池单元1202A、电池单元1202B、……和/或电池单元1202Z的一部分或全部。类似地，电池单元1002A、电池单元1002B、……、电池单元1002Z、电池单元1102A、电池单元1102B、……、电池单元1102Z、电池单元1202A、电池单元1202B、……、和/或电池单元1202Z中的任一个或全部可以用作电池100、电池200、电池702、电池806、和/或电池906中的任一个或全部的一部分。在一些实施例中，本文描述和/或图示的电池的任一个或全部的任一部分(例如，电池100、电池200、电池702、电池806、电池906、电池单元1002A、电池单元1002B、……、电池单元1002Z、电池单元1102A、电池单元1102B、……、电池单元1102Z、电池单元1202A、电池单元1202B、……、电池单元1202Z)可以包括在计算设备1300中或附连到计算设备1300(例如，可以包括在电力设备1322中)。
说明书中对所公开主题的“一个实施例”或“一实施例”或“一些实施例”的引用意指结合该实施例描述的特定特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施例中。因此，短语“在一个实施例中”或“在一些实施例中”可以出现在整个说明书中各种地方，但是该短语不一定指代相同的一个或多个实施例。
示例1，在一些示例中，一种装置包括控制器，该控制器用于：在电池的恒流充电期间监视电池的电压；并且基于在电池的恒流充电期间监视的电池的电压的变化率来检测电池的锂电镀。
示例2包括示例1的主题。控制器用于：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池进行充电的充电电流。
示例3包括示例1-2中任一个的主题。所监视的电池的电压是电池的开路电压。
示例4包括示例1-3中任一个的主题。变化率是(或包括)所监视电压相对于电池的充电状态的变化率。
示例5包括示例1-4中任一个的主题。变化率是(或包括)所监视电压相对于充电容量的变化率。
示例6包括示例1-5中任一个的主题。控制器用于控制充电电流以使电池保持在允许的操作温度内。
示例7，在一些示例中，系统包括：充电器，该充电器使用恒流充电为电池充电；以及控制器，该控制器用于在电池的恒流充电期间监视电池的电压并且基于在电池的恒流充电期间监视的电池的电压的变化率来检测电池的锂电镀。
示例8包括示例7的主题。控制器用于：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池进行充电的充电电流。
示例9包括示例7-8中任一个的主题。所监视的电池的电压是电池的开路电压。
示例10包括示例7-9中任一个的主题。变化率是所监视电压相对于电池的充电状态的变化率。
示例11包括示例7-10中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
示例12包括示例7-11中任一个的主题。控制器用于控制充电电流以使电池保持在允许的操作温度内。
示例13，在一些示例中，一种方法包括：在电池的恒流充电期间监视电池的电压；并且基于在电池的恒流充电期间监视的电池的电压的变化率来检测电池的锂电镀。
示例14包括示例13的主题。该方法包括：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池进行充电的充电电流。
示例15包括示例13-14中任一个的主题。所监视的电池的电压是电池的开路电压。
示例16包括示例13-15中任一个的主题。变化率是所监视电压相对于电池的充电状态的变化率。
示例17包括示例13-16中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
示例18包括示例13-17中任一个的主题。该方法包括控制充电电流以使电池保持在允许的操作温度内。
示例19在一些示例中，一种或多种有形非暂态机器可读介质，包括多个指令，该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：在电池的恒流充电期间监视电池的电压；并且基于在电池的恒流充电期间监视的电池的电压的变化率来检测电池的锂电镀。
示例20包括示例19的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池进行充电的充电电流。
示例21包括示例19-20中任一个的主题。所监视的电池的电压是电池的开路电压。
示例22包括示例19-21中任一个的主题。变化率是所监视电压相对于电池的充电状态的变化率。
示例23包括示例19-22中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
示例24包括示例19-23中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：控制充电电流以使电池保持在允许的操作温度内。
示例25在一些示例中，电池模块包括：并联连接的多个电池单元；以及控制器，用于确定多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；并且基于多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系(联系)(例如，如下关系：多个电池单元中的一个电池单元的阻抗等于和/或超过阈值阻抗)，将多个电池单元中的该一个电池单元与多个电池单元断开。
示例26包括示例25的主题。针对每个电池单元，电池模块包括连接在该电池单元的电流路径中的相应的开关。控制器用于选择性地接通和关断开关。
示例27包括示例25-26中任一个的主题。控制器用于通过控制所述相应的开关来选择性地将每个电池单元与所述多个电池单元连接和断开。
示例28包括示例25-27中任一个的主题。每个开关是(或包括)场效应晶体管。
示例29包括示例25-28中任一个的主题。针对每个电池单元，控制器用于开启该电池单元并关闭其他电池单元，并且在该电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定该电池单元的阻抗。
示例30包括示例25-29中任一个的主题。控制器用于：当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定跨该场效应晶体管和该电池单元的电压降；当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定流过该电池单元的电流；并且基于所确定的电压降、基于所确定的电流、并且基于该场效应晶体管的阻抗，确定该电池单元的阻抗。
示例31包括示例25-30中任一个的主题。控制器用于监视每个场效应晶体管的电压降；并且基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定该电池单元的阻抗。
示例32在一些示例中，一种方法包括：确定彼此并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；以及基于多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系(例如，如下关系：多个电池单元中的一个电池单元的阻抗等于和/或超过阈值阻抗)，将多个电池单元中的该一个电池单元与多个电池单元断开。
示例33包括示例32的主题。该方法包括：针对每个电池单元，选择性地接通和选择性地关断耦合在具有该电池单元的电流路径中的相应的开关，以将该电池单元与其他电池单元连接和断开。
示例34包括示例32-33中任一个的主题。该方法包括：通过控制相应的开关将每个电池单元与多个电池单元选择性地连接和选择性地断开。
示例35包括示例32-34中任一个的主题。每个开关是(和/或包括)场效应晶体管。
示例36包括示例32-35中任一个的主题。该方法包括：针对每个电池单元，开启该电池单元并关闭其他电池单元，并且在该电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定该电池单元的阻抗。
示例37包括示例32-36中任一个的主题。该方法包括：当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定跨该场效应晶体管和该电池单元的电压降；当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定流过该电池单元的电流；并且基于所确定的电压降、基于所确定的电流、并且基于该场效应晶体管的阻抗，确定该电池单元的阻抗。
示例38包括示例32-37中任一个的主题。该方法包括监视每个场效应晶体管的电压降；并且基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定该电池单元的阻抗。
示例39，在一些示例中，一种或多种有形非暂态机器可读介质，包括多个指令，该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得至少一个处理器：确定彼此并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；以及基于多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系(例如，如下关系：多个电池单元中的一个电池单元的阻抗等于和/或超过阈值阻抗)，将多个电池单元中的该一个电池单元与多个电池单元断开。
示例40包括示例39的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：针对每个电池单元，选择性地接通和关断耦合在具有该电池单元的电流路径中的相应的开关，以将该电池单元与其他电池单元连接和断开。
示例41包括示例39-40中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：通过控制相应的开关将每个电池单元与多个电池单元选择性地连接和选择性地断开。
示例42包括示例39-41中任一个的主题。每个开关是(和/或包括)场效应晶体管。
示例43包括示例39-42中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：针对每个电池单元，开启该电池单元并关闭其他电池单元，并且在该电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定该电池单元的阻抗。
示例44包括示例39-43中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定跨该场效应晶体管和该电池单元的电压降；当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定流过该电池单元的电流；并且基于所确定的电压降、基于所确定的电流、并且基于该场效应晶体管的阻抗，确定该电池单元的阻抗。
示例45包括示例39-44中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：监视每个场效应晶体管的电压降；并且基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定该电池单元的阻抗。
示例46包括示例25-31中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于：在电池(和/或一个或多个电池单元)的恒流充电期间监视电池(和/或一个或多个电池单元)的电压；并且基于在电池(和/或一个或多个电池单元)的恒流充电期间监视的电池(和/或一个或多个电池单元)的电压的变化率来检测电池(和/或一个或多个电池单元)的锂电镀。
示例47包括示例46的主题。控制器(和/或第二控制器)用于：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池(和/或一个或多个电池单元)进行充电的充电电流。
示例48包括示例46-47中任一个的主题。所监视的电池的电压是电池(和/或一个或多个电池单元)的开路电压。
示例49包括示例46-48中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于电池(和/或一个或多个电池单元)的充电状态的变化率。
示例50包括示例46-49中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
示例51包括示例46-50中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于控制充电电流以使电池(和/或一个或多个电池单元)保持在允许的操作温度内。
示例52包括示例25-31中任一个的主题。电池模块包括：充电器，用于使用恒流充电为电池(和/或一个或多个电池单元)充电；以及控制器(和/或第二控制器)，用于在电池(和/或一个或多个电池单元)的恒流充电期间监视电池(和/或一个或多个电池单元)的电压；并且基于在电池(和/或一个或多个电池单元)的恒流充电期间监视的电池(和/或一个或多个电池单元)的电压的变化率来检测电池(和/或一个或多个电池单元)的锂电镀。
示例53包括示例52的主题。控制器(和/或第二控制器)用于：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池(和/或一个或多个电池单元)进行充电的充电电流。
示例54包括示例52-53中任一个的主题。所监视的电池(和/或一个或多个电池单元)的电压是电池(和/或一个或多个电池单元)的开路电压。
示例55包括示例52-54中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于电池(和/或一个或多个电池单元)的充电状态的变化率。
示例56包括示例52-55中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
示例57包括示例52-56中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于控制充电电流以使电池(和/或一个或多个电池单元)保持在允许的操作温度内。
示例58包括示例32-38中任一个的主题。该方法包括：在电池的恒流充电期间监视电池的电压；并且基于在电池的恒流充电期间监视的电池的电压的变化率来检测电池的锂电镀。
示例59包括示例58的主题。该方法包括：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池进行充电的充电电流。
示例60包括示例58-59中任一个的主题。所监视的电池的电压是电池的开路电压。
示例61包括示例58-60中任一个的主题。变化率是所监视电压相对于电池的充电状态的变化率。
示例62包括示例58-61中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
示例63包括示例58-62中任一个的主题。该方法包括控制充电电流以使电池保持在允许的操作温度内。
示例64包括示例39-45中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：在电池的恒流充电期间监视电池的电压；并且基于在电池的恒流充电期间监视的电池的电压的变化率来检测电池的锂电镀。
示例65包括示例64的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池进行充电的充电电流。
示例66包括示例64-65中任一个的主题。所监视的电池的电压是电池的开路电压。
示例67包括示例64-66中任一个的主题。变化率是所监视电压相对于电池的充电状态的变化率。
示例68包括示例64-67中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
示例69包括示例64-68中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：控制充电电流以使电池保持在允许的操作温度内。
示例70包括示例1-12中任一个的主题。电池是电池模块(和/或被包括在其中)，该电池模块包括：并联连接的多个电池单元；以及控制器(和/或第二控制器)，用于确定多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；并且基于多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将多个电池单元中的该一个电池单元与多个电池单元断开。
示例71包括示例70的主题。针对每个电池单元，相应的开关被连接在该电池单元的电流路径中，并且控制器(和/或第二控制器)用于选择性地接通和关断该开关。
示例72包括示例70-71中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于通过控制相应的开关选择性地将每个电池单元与多个电池单元连接和断开。
示例73包括示例70-72中任一个的主题。每个开关是(和/或包括)场效应晶体管。
示例74包括示例70-73中任一个的主题。针对每个电池单元，控制器(和/或第二控制器)用于开启该电池单元并关闭其他电池单元，并且在该电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定该电池单元的阻抗。
示例75包括示例70-74中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于：当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定跨该场效应晶体管和该电池单元的电压降；当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定流过该电池单元的电流；并且基于所确定的电压降、基于所确定的电流、并且基于该场效应晶体管的阻抗，确定该电池单元的阻抗。
示例76包括示例70-75中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于监视每个场效应晶体管的电压降；并且基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定该电池单元的阻抗。
示例77包括示例13-18中任一个的主题。该方法包括：确定彼此并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；以及基于多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将多个电池单元中的该一个电池单元与多个电池单元断开。
示例78包括示例77的主题。该方法包括，针对每个电池单元，选择性地接通和选择性地关断耦合在具有该电池单元的电流路径中的相应的开关，以将该电池单元与其他电池单元连接和断开。
示例79包括示例77-78中任一个的主题。该方法包括：通过控制相应的开关将每个电池单元与多个电池单元选择性地连接和选择性地断开。
示例80包括示例77-79中任一个的主题。每个开关是(和/或包括)场效应晶体管。
示例81包括示例77-80中任一个的主题。该方法包括：针对每个电池单元，开启该电池单元并关闭其他电池单元，并且在该电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定该电池单元的阻抗。
示例82包括示例77-81中任一个的主题。该方法包括：当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定跨该场效应晶体管和该电池单元的电压降；当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定流过该电池单元的电流；并且基于所确定的电压降、基于所确定的电流、并且基于该场效应晶体管的阻抗，确定该电池单元的阻抗。
示例83包括示例77-82中任一个的主题。该方法包括：监视每个场效应晶体管的电压降；并且基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定该电池单元的阻抗。
示例84包括示例19-24中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得至少一个处理器：确定彼此并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；以及基于多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将多个电池单元中的该一个电池单元与多个电池单元断开。
示例85包括示例84的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：针对每个电池单元，选择性地接通和选择性地关断耦合在具有该电池单元的电流路径中的相应的开关，以将该电池单元与其他电池单元连接和断开。
示例86包括示例84-85中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：通过控制相应的开关选择性地将每个电池单元与多个电池单元连接和断开。
示例87包括示例84-86中任一个的主题。每个开关是(和/或包括)场效应晶体管。
示例88包括示例84-87中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：针对每个电池单元，开启该电池单元并关闭其他电池单元，并且在该电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定该电池单元的阻抗。
示例89包括示例84-88中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定跨该场效应晶体管和该电池单元的电压降；当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定流过该电池单元的电流；并且基于所确定的电压降、基于所确定的电流、并且基于该场效应晶体管的阻抗，确定该电池单元的阻抗。
示例90包括示例84-89中任一个的主题。该多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得该至少一个处理器：监视每个场效应晶体管的电压降；并且基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定该电池单元的阻抗。
示例91在一些示例中，一种装置包括：检测器和/或控制器；该控制器用于确定并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；以及基于多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将多个电池单元中的该一个电池单元与多个电池单元断开。
示例92包括示例91的主题。针对每个电池单元，相应的开关被连接在该电池单元的电流路径中，并且控制器用于选择性地接通和关断该开关。
示例93包括示例91-92中任一个的主题。控制器用于通过控制相应的开关选择性地将每个电池单元与多个电池单元连接和断开。
示例94包括示例91-93中任一个的主题。每个开关是(和/或包括)场效应晶体管。
示例95包括示例91-94中任一个的主题。针对每个电池单元，控制器用于开启该电池单元并关闭其他电池单元，并且在该电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定该电池单元的阻抗。
示例96包括示例94的主题。控制器用于：当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定跨该场效应晶体管和该电池单元的电压降；当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定流过该电池单元的电流；并且基于所确定的电压降、基于所确定的电流、并且基于该场效应晶体管的阻抗，确定该电池单元的阻抗。
示例97包括示例94或96中任一个的主题。控制器用于监视每个场效应晶体管的电压降；并且基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定该电池单元的阻抗。
示例98包括示例1-12中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于确定并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；以及基于多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将多个电池单元中的该一个电池单元与多个电池单元断开。
示例99包括示例98的主题。针对每个电池单元，相应的开关被连接在电池单元的电流路径中，并且控制器(和/或第二控制器)用于选择性地接通和关断该开关。
示例100包括示例99的主题。控制器(和/或第二控制器)用于通过控制相应的开关选择性地将每个电池单元与多个电池单元连接和断开。
示例101包括示例99-100中任一个的主题。每个开关是场效应晶体管和/或包括场效应晶体管。
示例102包括示例98-101中任一个的主题。针对每个电池单元，控制器(和/或第二控制器)用于开启该电池单元并关闭其他电池单元，并且在该电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定该电池单元的阻抗。
示例103包括示例101中任一示例的主题。控制器(和/或第二控制器)用于：当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定跨该场效应晶体管和该电池单元的电压降；当电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定流过该电池单元的电流；并且基于所确定的电压降、基于所确定的电流、并且基于该场效应晶体管的阻抗，确定该电池单元的阻抗。
示例104包括示例101或103中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于监视每个场效应晶体管的电压降；并且基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定该电池单元的阻抗。
示例105包括示例91-97中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于：在电池(和/或一个或多个电池单元)的恒流充电期间监视电池(和/或一个或多个电池单元)的电压；并且基于在电池(和/或一个或多个电池单元)的恒流充电期间监视的电池(和/或一个或多个电池单元)的电压的变化率来检测该电池(和/或一个或多个电池单元)的锂电镀。
示例106包括示例105的主题。控制器(和/或第二控制器)用于：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池(和/或一个或多个电池单元)进行充电的充电电流。
示例107包括示例105-106中任一个的主题。所监视的电池的电压是电池(和/或一个或多个电池单元)的开路电压。
示例108包括示例105-107中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于电池(和/或一个或多个电池单元)的充电状态的变化率。
示例109包括示例105-108中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
示例110包括示例105-109中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于控制充电电流以使电池(和/或一个或多个电池单元)保持在允许的操作温度内。
示例111包括示例91-97中任一个的主题。该装置包括使用恒流充电为电池(和/或一个或多个电池单元)充电的充电器。控制器(和/或第二控制器)用于：在电池(和/或一个或多个电池单元)的恒流充电期间监视电池(和/或一个或多个电池单元)的电压；并且基于在电池(和/或一个或多个电池单元)的恒流充电期间监视的电池(和/或一个或多个电池单元)的电压的变化率来检测该电池(和/或一个或多个电池单元)的锂电镀。
示例112包括示例111的主题。控制器(和/或第二控制器)用于：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对电池(和/或一个或多个电池单元)进行充电的充电电流。
示例113包括示例111-112中任一个的主题。所监视的电池(和/或一个或多个电池单元)的电压是电池(和/或一个或多个电池单元)的开路电压。
示例114包括示例111-113中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于电池(和/或一个或多个电池单元)的充电状态的变化率。
示例115包括示例111-114中任一个的主题。变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
示例116包括示例111-115中任一个的主题。控制器(和/或第二控制器)用于控制充电电流以使电池(和/或一个或多个电池单元)保持在允许的操作温度内。
示例117，在一些示例中，机器可读存储装置包括机器可读指令，这些指令在被执行时，实现如任何其他示例中的方法或装置。
示例118，在一些示例中，一个或多个机器可读介质包括代码，该代码在被执行时，使得机器执行任何其他示例的方法。
示例119，在一些示例中，一种装置包括用于执行如任何其他示例中的方法的组件。
示例120，在一些示例中，一种装置包括控制单元(和/或控制器)。该装置和/或控制单元和/或控制器包括用于执行如任何其他示例中的方法的组件。
尽管参考附图中的电路图、流程图、方框图描述了所公开主题的示例实施例和示例，但是本领域的普通技术人员将容易理解，可以替代地使用实现所公开的主题的许多其他方式。例如，图中的元件的布置、或者图中块的执行顺序可以改变，或者电路图中的一些电路元件，以及所描述的框图/流程图中的块可以被改变、删除或组合。图示或描述的任何元素都可以被改变、删除或组合。
在前面的描述中，已经描述了所公开主题的各个方面。出于说明的目的，阐述了具体数字、系统和配置以提供对主题的透彻理解。然而，对于受益于本公开的本领域技术人员而言显而易见的是，可以在没有具体细节的情况下实践该主题。在其他情况下，众所周知的特征、组件或模块被省略、简化、组合或拆分，以免混淆所公开的主题。
所公开主题的各种实施例可以以硬件、固件、软件或其组合来实现，并且可以通过参考或结合程序代码来描述，比如指令，功能，过程，数据结构，逻辑，应用程序，用于设计的模拟、仿真和制造的设计表示或格式，它们当被机器访问时使得机器执行任务、定义抽象数据类型或低级硬件上下文、或产生结果。
程序代码可以使用硬件描述语言或另一种功能描述语言来表示硬件，其本质上提供了设计硬件预期如何执行的模型。程序代码可以是汇编语言或机器语言或硬件定义语言，或者是可以编译或解释的数据。此外，在本领域中，以一种或另一种形式将软件称为采取动作或导致结果是很常见的。此种表达仅仅是陈述由处理系统执行程序代码的一种速记方式，由处理系统执行程序代码使得处理器执行动作或产生结果。
程序代码可以存储在例如一个或多个易失性或非易失性存储设备中，例如存储设备或相关联的机器可读或机器可访问介质，包括固态存储器、硬盘驱动器、软盘、光存储装置、磁带、闪存、记忆棒、数字视频磁盘、数字多功能盘(DVD)等，以及更奇特的介质，比如机器可访问的生物状态保存存储装置。机器可读介质可以包括用于以机器可读的形式存储、传输或接收信息的任何有形机制，例如天线、光纤、通信接口等。程序代码可以以数据包、串行数据、并行数据等的形式传输，并且可以以压缩或加密格式使用。
程序代码可以在可编程机器上执行的程序中实现，比如移动或固定计算机、个人数字助理、机顶盒、蜂窝电话和寻呼机、以及其他电子设备，它们每一者都包括处理器、处理器可读取的易失性或非易失性存储器、至少一个输入设备或一个或多个输出设备。程序代码可以应用于使用输入设备键入的数据以执行所描述的实施例并生成输出信息。输出信息可以应用于一个或多个输出设备。本领域的普通技术人员可以理解，所公开的主题的实施例可以用各种计算机系统配置来实践，包括多处理器或多核处理器系统、小型计算机、大型计算机、以及可嵌入到几乎任何设备中的处理器。还可以在分布式计算环境中实践所公开主题的实施例，其中任务可以由通过通信网络链接的远程处理设备来执行。
虽然操作可以被描述为顺序过程，但一些操作实际上可以并行、并发或在分布式环境中执行，并且存储在本地或远程的程序代码用于由单处理器或多处理器机器访问。此外，在一些实施例中，可以在不脱离所公开主题的精神的情况下重新排列操作的顺序。程序代码可由嵌入式控制器使用或与嵌入式控制器结合使用。
虽然已经参考说明性实施例描述了所公开的主题，但是该描述并不旨在被解释为限制性的。对所公开的主题所属领域的技术人员显而易见的示例性实施例以及本主题的其他实施例的各种修改被认为落入所公开主题的范围内。例如，在每个示出的实施例和每个描述的实施例中，应当理解的是，附图的图示和本文的描述并不旨在表明所示出或描述的设备包括特定图中或参考特定数字示出或描述的所有组件。此外，每个元件都可以用逻辑来实现，其中，如本文所提及的，例如，逻辑可以包括任何合适的硬件(例如，处理器等)、软件(例如，应用程序等)、固件或硬件、软件和固件的任何适当组合。

Claims (25)

1.一种装置，包括：
控制器，用于：
在电池的恒流充电期间监视所述电池的电压；并且
基于在所述电池的恒流充电期间监视的所述电池的电压的变化率来检测所述电池的锂电镀。
2.根据权利要求1所述的装置，所述控制器用于：如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对所述电池进行充电的充电电流。
3.根据权利要求1所述的装置，其中，所监视的所述电池的电压是所述电池的开路电压。
4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述变化率是所监视的电压相对于所述电池的充电状态的变化率。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述变化率是所监视的电压相对于充电容量的变化率。
6.根据权利要求1所述的装置，所述控制器控制充电电流以使所述电池保持在允许的操作温度内。
7.根据权利要求1到6中任一项所述的装置，包括控制器，用于：
确定并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；并且
基于所述多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将所述多个电池单元中的所述一个电池单元从所述多个电池单元断开。
8.一种方法，包括：
在电池的恒流充电期间监视所述电池的电压；并且
基于在所述电池的恒流充电期间监视的所述电池的电压的变化率来检测所述电池的锂电镀。
9.根据权利要求8所述的方法，包括：
如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对所述电池进行充电的充电电流。
10.一种或多种有形非暂态机器可读介质，包括多个指令，所述多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得所述至少一个处理器：
在电池的恒流充电期间监视所述电池的电压；并且
基于在所述电池的恒流充电期间监视的所述电池的电压的变化率来检测所述电池的锂电镀。
11.根据权利要求10所述的一种或多种有形非暂态机器可读介质，包括多个指令，所述多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使所述至少一个处理器：
如果检测到锂电镀，则减小或停止用于对所述电池进行充电的充电电流。
12.一种装置，包括：
控制器，用于：
确定并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；并且
基于所述多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将所述多个电池单元中的所述一个电池单元与所述多个电池单元断开。
13.根据权利要求12所述的装置，针对每个电池单元，包括：连接在该电池单元的电流路径中的相应的开关，所述控制器用于选择性地接通和关断所述开关。
14.根据权利要求13所述的装置，所述控制器用于通过控制所述相应的开关来选择性地将每个电池单元与所述多个电池单元连接和断开。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，每个开关包括场效应晶体管。
16.根据权利要求15所述的装置，所述控制器用于：
当所述电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定跨该场效应晶体管和该电池单元的电压降；
当所述电池单元中的一个电池单元的场效应晶体管导通而其他电池单元的场效应晶体管截止时，确定流过该电池单元的电流；并且
基于所确定的电压降、基于所确定的电流、并且基于该场效应晶体管的阻抗，确定该电池单元的阻抗。
17.根据权利要求15所述的装置，所述控制器用于：
监视每个场效应晶体管的电压降；并且
基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定所述电池单元的阻抗。
18.根据权利要求12到17中任一项所述的装置，针对每个电池单元，所述控制器用于：
开启所述电池单元而关闭其他电池单元；并且
在所述电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定所述电池单元的阻抗。
19.一种方法，包括：
确定彼此并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；以及
基于所述多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将所述多个电池单元中的所述一个电池单元与所述多个电池单元断开。
20.根据权利要求19所述的方法，包括：针对每个电池单元，
开启所述电池单元并关闭其他电池单元；以及
在所述电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定所述电池单元的阻抗。
21.根据权利要求19到20中任一项所述的方法，包括：针对每个电池单元，
监视所述电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降；以及
基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定所述电池单元的阻抗。
22.一种或多种有形非暂态机器可读介质，包括多个指令，所述多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得所述至少一个处理器：
确定彼此并联连接的多个电池单元中的每个电池单元的阻抗；以及
基于所述多个电池单元中的一个电池单元的阻抗与阈值阻抗的关系，将所述多个电池单元中的所述一个电池单元与所述多个电池单元断开。
23.根据权利要求22所述的一种或多种有形非暂态机器可读介质，包括多个指令，所述多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得所述至少一个处理器：针对每个电池单元，选择性地导通和截止耦合在具有该电池单元的电流路径中的相应场效应晶体管，以将所述电池单元与其他电池单元连接和断开。
24.根据权利要求23所述的一种或多种有形非暂态机器可读介质，包括多个指令，所述多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得所述至少一个处理器：
监视每个场效应晶体管的电压降；以及
基于所监视的在所述多个电池单元中的每个电池单元的电流路径中的场效应晶体管的电压降，确定所述电池单元的阻抗。
25.根据权利要求22到24中任一项所述的一种或多种有形非暂态机器可读介质，包括多个指令，所述多个指令响应于在至少一个处理器上被执行而使得所述至少一个处理器：针对每个电池单元，
开启所述电池单元并关闭其他电池单元；并且
在所述电池单元开启而其他电池单元关闭时，确定所述电池单元的阻抗。
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