TW202418703A - 智慧電池 - Google Patents

Abstract

本揭露內容的態樣涉及用於行動裝置的智慧電池，或在其他方面，納入較為複雜的充電(且在一些情況為放電)技術來提供整合智能，其可能涉及處理能力及/或記憶體，以利於相較於其他充電方案為複雜且更有效的充電技術。上述充電技術的裨益包括較快的充電速率、較慢的電池老化、加強的容量、加強的容量維持、改良的溫度操作、及/或其他者。甚者，整合智能可利於用於行動裝置的新電池排列之調適，習用而言，行動裝置僅可用針對其所設計的電池來操作，並未保留對於升級電池技術的任何選項。在一個實施中，智慧電池模組被提供有某種形式的整合智能，其中充電電路的功能單元被定位在行動裝置與電池單元本身之間。

Description

智慧電池

本發明的實施例概括關於用於將電池充電或放電之系統及方法，且更明確為關於運用具有用於操作複雜電池充電技術的整合智能之電池模組的行動系統。 ［相關申請案之交互參照］

此申請案關於在西元2022年7月26日提出之標題為“智慧電池”的美國專利申請案第63/392,398號且按照美國專利法35 U.S.C. §119(e) \來主張其優先權，出於所有目的其整體內容以參照方式納入本文。

範圍從手機到動力工具之電池供電式的行動裝置典型具有某種形式的習用充電排列，其中在裝置中的電池藉由外部電力調節構件來充電。上述充電典型藉由恆定電流、恆定電壓(constant current, constant voltage；CCCV)方案所作成。按照CCCV方案，電池以恆定DC電流來充電且隨著電池電壓將近充電結束而提高，電壓接著藉由降低電流來保持恆定而直到較低電流極限為達到以示意充電的結束。具有電力調節電路的外部裝置，典型在殼體中而具有對於牆壁插座的連接以及具有用於裝置之適當電源插頭的電源線，提供電力以供在行動裝置的電池之充電電流。所述充電方法典型為相對簡單，僅需要監測電壓及控制電流。

除了其他之外，考慮到這些觀察，本揭露內容的態樣被構想出。

本揭露內容的一個態樣關於一種系統，包含計算裝置及其和所述計算裝置連通且將電力訊號提供到計算裝置之電池模組。電池模組包含電池及符合電池充電控制指令以將電池充電之處理配置，其中所述電池充電控制指令致使包含至少一個開關與可實施耦接於至少一個開關的至少一個電感器之所述計算裝置的切換電路產生用於將電池充電之充電訊號，其中所產生的充電訊號包括至少一個諧波調諧態樣(harmonically tuned aspect)。

本揭露內容的另一個態樣關於一種用於將電化學裝置充電之方法。所述方法包括由電池模組的處理裝置來確定將所述電池模組的電池充電的充電訊號之操作，電池模組與其和電池模組分開之計算裝置為連通且由所述電池提供電力訊號以對計算裝置供電，以及將電池充電控制指令傳送到計算裝置的切換電路，所述切換電路包含至少一個開關與可實施耦接於至少一個開關的至少一個電感器，電池充電控制指令致使所述切換電路產生將電池模組的電池充電之充電訊號，其中所產生的充電訊號包括至少一個諧波調諧態樣。

本揭露內容的又另一個態樣關於一種電池模組，其包含電池殼體，其包含電池及符合電池充電控制指令以將電池充電之處理配置，該電池充電指令透過包含至少一個開關與可實施耦接於至少一個開關的至少一個電感器之切換電路的控制來產生充電訊號，其中所產生的充電訊號包括至少一個諧波調諧態樣。

本揭露內容的態樣涉及用於電池供電式裝置的智慧電池，諸如：行動電話、動力工具與無數其他電池供電式裝置，其中較複雜的充電(且在一些情況為放電)技術被部署且將裨益於包括整合智能之電池，整合智能可能涉及處理能力及/或記憶體，以利於相較於CCCV方案為複雜且更有效的充電技術。上述充電技術的裨益包括較快的充電速率、較慢的電池老化、加強的容量、加強的容量維持、改良的溫度操作、及/或其他者。甚者，整合智能可利於用於電池供電式裝置的新電池排列之調適，習用而言，所述裝置僅可用針對其所設計的電池來操作，並未保留對於升級電池技術的任何選項。這些與其他優點將由隨後論述而瞭解。

各種可能的智慧電池配置被提出。和各個可能配置相符的是各種功能單元。在各種實施例之間的一個差異涉及那些功能單元被定位在行動電池供電式裝置與電池單元其本身之間，所述裝置在一些實施例被論述為行動電話，但可能為充電式電池所供電之任何數目個不同形式的裝置，所述電池單元有時在本文稱作為智慧電池。如所指出，本文論述之智慧電池模組的態樣涉及有某種形式的整合智能之電池。

在此技術及本文的術語“電池(battery)”可用各種方式來使用且可指稱具有由電解質所分開的陽極與陰極之個別的電池(cell)以及用各種排列所連接的大量上述電池。再者，術語“充電”與“再充電”在本文為同義詞性質所使用。電池(battery)或電池組(battery cell)是某種形式的電化學裝置。電池概括包含相反電荷源與由離子導電障壁所分開的第一電極層之重複單元，所述障壁經常為飽和於電解質的液體或聚合物薄膜，但亦可為固體電解質。這些層被作成薄，故多個單元可佔用電池的容積，提高具有各個堆疊單元之電池的可用電力。雖然許多實例被論述於本文為可應用於某種電池，應理解的是所述系統與方法可應用於許多不同型式的電池，其範圍從個別電池到涉及電池的不同可能互連之電池，諸如以並聯、串聯、與並串聯耦接的電池。舉例來說，本文論述的系統與方法可應用於電池包(pack)，其包含排列以提供界定包裝電壓、輸出電流、及/或容量之諸多電池。甚者，本文論述的實施可應用於不同型式的電化學裝置，諸如各種不同型式的鋰電池，包括而不限於鋰金屬與鋰離子電池、鉛酸電池、各種型式的鎳電池、及固態電池，列舉一些例子而言。在本文論述的各種實施亦可應用於不同結構的電池排列，諸如圓柱形電池(cylinder cell)、軟包電池(pouch cell)、與方形電池(prismatic cell)。

首先參考圖1，由智慧電池模組102所供電之一種裝置100被說明於充電/放電配置。在一個實例，所述裝置為行動電話或平板電腦，但由充電式電池所供電的其他裝置亦為思及。裝置100包括用於將電力提供到裝置之電源供應器單元104 (例如：USB-C電力傳送單元)、降壓切換單元106、系統與電力管理單元108、及過度充電/過度放電保護單元110。電池模組102包括電池112及處理裝置及/或電池測量單元114，其在一些實施可被提供在具有微控制器及電壓與電流感測器的積體電路上。所述電池模組可為獨立式裝置，其可包括某種形式的殼體、以及電池112與處理裝置114。如下文所指出，處理裝置114可包括某種形式的處理單元及/或電腦記憶體。

如將由隨後論述所理解，各種操作單元和各種排列相符。在一個實例中，裝置100的電源供應器104可實施和降壓切換電路106耦接。習用的行動裝置典型包括電源供應器，其可為任何形式的標準電源供應器，諸如符合通用序列匯流排(Universal Serial Bus；USB)標準者，諸如USB-C與USB-C PD，以及任何其他可能形式的電源供應器。其他形式的電源供應器亦為可能，諸如無線Qi型的充電器。諸如在其中來自電源供應器的電壓/電流被調節之一些可能實施，電源供應器104可和降壓轉換器106耦接以降低來自電源供應器的電壓且亦可能調整可用於充電的電流。

儘管降壓轉換器被論述於本文，亦可能存在升壓或降壓/升壓、或其他形式的電力轉換。參考降壓轉換器106的實例，本系統可涉及專用的降壓轉換器或可利用裝置100的習用降壓轉換器，其亦可能用於其他目的且用於根據本文論述之充電。

儘管各種可能的電力轉換拓撲型態為可能，在參考圖4A的一個實例中，降壓切換單元106包含可實施耦接在電源供應器418與電感器416之間的開關。在圖示的實例中，降壓配置包括第一、上方電晶體412與第二、下方電晶體414。概括而言，電晶體412、414可為任何型式的電晶體，例如：FET或尤其是MOSFET、GaN FET、碳化矽基的FET，或任何型式的可控制切換元件。第一切換元件412被連接到電源軌道(power rail)且因而在充電期間連接到電源供應器418 (例如：電源供應器104)。第一電晶體412的汲極和第二電晶體的源極被耦接在節點436。個別電晶體412、414的閘極包括控制線430與432。在替代排列，第二、下方電晶體414可用二極體或電容器或其他元件來代替。如此，在一些實施，僅有上方的第一電晶體412被包括在降壓電路。在還有其他排列，上方的第一電晶體412可用另一個元件來代替，俾使僅有下方電晶體414被包括，諸如在升壓轉換器電路。透過經由控制線430與432到閘極或個別閘極的控制脈衝寬度調變(pulse width modulated；PWM)訊號(例如：圖1的充電器IC/MCU 114所產生的PWM訊號)，系統可界定在節點436之一連串的脈衝而被施加到電感器416，其獨自或是結合其他元件可使施加到電池(例如：圖1的電池112)的充電訊號成形。

在圖1-3的實例中，電池模組(102、202、302)包括電池112與處理器114。處理器可為微控制器單元(microcontroller unit；MCU)。在一個實例中，MCU 114被提供在積體電路(integrated circuit；IC)。在和電池模組為整合，MCU 114被預先裝載或預先配置有特定電池充電演算法。IC 114亦可包括電池感測以得到對於電池的電池電壓及/或電流。MCU 114的充電演算法可能存在於電腦可執行指令或者是基於測量的電池電壓與電流而配置以產生用於模組的特定電池型式之成形充電訊號。充電演算法亦可考量溫度與電池壽命。

在各種態樣且現在參考圖5A，由執行在MCU 114的充電演算法所界定的充電訊號500可包括成形前導邊緣510、主體部分520與休止部分530。在一個實施，前導邊緣510的形狀可為基於諸如相對低阻抗諧波頻率、最小電鍍(minimal plating)、其組合、或其他方面的電池特性所選擇的頻率之正弦波(其部分)者。甚者，針對於各種理由，充電訊號的一個或多個頻率分量可能和最低頻率不相符。舉例來說，就將前導邊緣510成形而言，所述成形前導邊緣可能歸因於時序、運用的成形電路、等等而不對應於目標頻率。在一些情況下，諸如能量轉移、溫度、與其他問題之其他因素可能在選擇諧波起作用以包括或排除於充電訊號且可能要求不同於和最低阻抗關聯的諧波之諧波被利用。再者，充電訊號的頻率分量可設定在最小阻抗或接近最小阻抗，高於或低於或是二者，視實施而定。因此，頻率不必被嚴格設定在最小阻抗。

在其他實施，前導邊緣510可包含對於基於諸如相對低阻抗諧波頻率、最小電鍍、其組合、或其他方面的電池特性之選擇頻率的片段線性近似。成形前導邊緣510隨後為相對穩定的充電電流(例如：主體部分520)，其終止在下降邊緣540。儘管並未圖示，在一些實施例中，下降邊緣540可隨後為加熱部分，其可為休止期間530的一部分或可被納入到休止期間。在一些實例中，加熱部分為正弦波或其近似者。正弦波或其他非方波脈衝部分可包括負部分(負、反極性的電壓)與正部分(正電壓)。正弦波亦可位在非零的DC偏移之上，俾使並無負的進行部分。然而，在圖5A與5B的實例，主體部分520隨後為休止期間530。休止期間530可為零電流或可為小於主體部分520的實質DC電流之非零DC電流。主體部分520的峰值電流可在電池規格的最大額定電流到所述最大額定電流的倍數之範圍中，視電池型式而定且休止電流在0 A到最大額定電流的範圍中。在特定實例中，主體部分520的峰值電流可在10 A到60 A的範圍中，視電池型式而定且休止電流在0 A到10 A的範圍中。針對於峰值電流、休止電流的值、以及其他值可能變化，如在本文別處所指出，視溫度、電池型式、電路能力、充電狀態、與其他電池相關因素而定。在此實例中，若非零、休止電流可為小於若參考習用CCCV充電參數的指定充電電流。

應指出的是，充電訊號可能或可能不包括休止期間。前導邊緣可為大約正弦波的最前面90度之形式或可用其他方式近似成形為上述正弦部分的形狀。再者，如所指出且如在圖5B所示，成形前導邊緣可由線性段所形成，其聚集近似於正弦波的前導邊緣510。在所述排列中，第一線性段510A相對慢地提高電壓，相較於方波脈衝，舉例來說，其中在電壓有大約90度的立即陡峭增高。隨後的線性段510B-510E是線性近似於成形前導邊緣，其被包括/保留在第一充電訊號期間以供比較且未包括在第二充電訊號期間。為了比較目的，圖5B的休止期間530是比圖5A的休止期間為相對較短。包含前導邊緣510期間與主體520期間二者之二個充電訊號的整體充電期間在圖5B亦為相對較長，相較於圖5A，再次為了比較。降壓或升壓電路可產生所述線性近似。

參考回到圖1-4A，充電器IC/MCU 114的充電演算法可將控制訊號送到降壓切換單元106以在節點236產生一連串的脈衝來產生上述充電訊號。如可看出，儘管系統可產生將呈現如同固定電流、固定電壓型式的訊號之充電訊號，系統被特別排列以產生成形充電訊號，其一個實例參考圖5而顯示及論述，且其並非上述CCCV型式的訊號。

在一個實例中，降壓單元106的充電訊號輸出(例如：在電感器416的訊號)被路由通過OCP/ODP保護電路110。OCP是過度充電保護且ODP是過度放電保護。在諸多情形，過度充電與過度放電保護可被提供，其保護實質防止將電池過度充電或過度放電。過度充電被典型定義為基於在充電期間不能超過的電池電壓，且過度放電被典型定義為電池被防止放電低於的較低電池電壓。只要電池電壓在上與下臨限之間，電池可充電或放電(例如：將電力提供到行動裝置)。

圖4B是涉及“背靠背(back-to-back)”連接的二個FET 450、452之OCP/ODP電路110的一個實例，其中一個FET被控制以阻斷高於電壓上限的充電電流且另一個FET被控制以阻斷低於電壓下限的放電。在操作時，OCP與ODP電晶體450、452二者均為接通而允許電流朝任一方向流到電池454。當OCP電晶體450為切斷(OFF)且ODP電晶體452為接通(ON)，充電電流被並聯連接到OCP電晶體的二極體456所阻斷，防止充電。在OCP電晶體450為ON且ODP電晶體452為OFF之情況，放電電流被並聯連接到ODP電晶體的二極體458所阻斷，防止放電。最後，當電晶體450、452二者均為切斷，則並無電流將流入或流出電池。

行動裝置100亦可包括各種的習用系統108構件，其就行動電話或平板電腦而言可包括無線電通訊單元、WiFi通訊單元、中央處理單元、圖像處理單元、各種形式的記憶體、系統匯流排與許多其他相關或獨特功能方塊，視任何既定實施而定。行動裝置100亦可包括電力管理IC (power management IC；PMIC)，其可包括將電力提供到各種系統構件之DC/DC轉換器與其他構件。

系統單元108且尤其是PMIC可和電池模組102的充電器MCU/IC 114連通。在一些情況下，來自系統/PMIC 108或其他系統構件的致能訊號可告知充電器MCU 114的是，行動裝置100被插接且可接受充電或指示或起始一些其他操作。

為了比較，圖1的實施例具有在電池模組102的充電器MCU 114與電池112且其他功能單元被提供在行動裝置。在圖2，OCP/ODP保護單元110是位在電池模組202而非為行動裝置200。在圖3，電池模組302亦包括降壓轉換器單元106。概括而言，OCP/ODP保護單元110可被實施或包括在行動裝置100或電池模組102。舉例來說，OCP/ODP保護單元110或電路可被包括在行動裝置100的印刷電路板上、在電池模組102的充電器IC/MCU 114之內、且/或整合到本文所論述的模組或單元之任一者。同理，降壓切換電路106的全部或一部分可被納入到行動裝置100或電池模組102或整合到本文所論述的功能單元之任一者。在一個實例中，充電器IC/MCU 114可利用行動裝置100的現有電路或構件作為降壓切換電路106的全部或一部分。在此實例中，電池模組102可包括降壓切換電路106的其他部分，俾使所述電路被分配在行動裝置100與電池模組之間。在本文所述的其他模組亦可被共用在行動裝置100與電池模組102之間。舉例來說，OCP/ODP保護單元110亦可實施或包括在二個裝置且/或包括在所述的其他模組。

在許多情形，降壓轉換器106接收來自電源供應器104的電力，其電力被轉換為充電訊號。充電訊號可被路由通過OCP/ODP 110，其可能或可能不讓其通過，視電池112的電壓條件而定。充電器MCU 114提供指令以供產生到降壓轉換器106的PWM訊號或直接提供PWM訊號以產生充電訊號。在一些情況下，充電器MCU 114可直接將控制訊號提供到降壓轉換器106以產生成形充電訊號，諸如藉由經由在圖4A所示的電路之控制線430與432來將PWM訊號提供到閘極或個別閘極。在其他情況下，充電器MCU 114可將指令提供到計算裝置系統控制器108以指示系統控制器來產生用以控制降壓轉換器106的PWM訊號。因此，充電器MCU 114可本身控制降壓轉換器106的成形輸出以供將電池112充電或可將指令提供到計算裝置的系統控制器108以控制降壓轉換器的成形輸出。概括而言，計算裝置或電池模組的構件之任一者可接收來自充電MCU 114的指令以產生到降壓轉換器106的PWM控制訊號以供產生成形充電訊號。

為了確定用於產生到降壓轉換器106的PWM控制訊號之指令，充電器IC測量或接收電池參數的測量。電池參數可為電壓及/或電流。在一些情 況下，針對於充電器處理單元的充電演算法而言可能調整充電訊號以適用於即時的電池條件，其包括可為離散測量或連續測量的電壓、可為離散測量或連續測量的電流、與溫度等等。出於各種測量，其他參數可被確定或導出且亦由充電演算法所使用。舉例來說，阻抗可被產生且系統可至少部份基於其而選擇充電訊號。

圖6與7說明替代的智慧電池排列602、702，其和由個別智慧電池的電池112所供電之行動裝置600、700為耦接。在圖6與7，充電頭腦114 (例如：MCU)存在於行動裝置上。充電IC 114可為專用單元或可包括其他習用功能以及電池充電控制指令。電池模組602、702包括記憶體元件604、704，其包括電池型式識別符號及/或充電控制資訊之一者或多者。電池識別符號包括關於電池型式的資訊。充電控制資訊可包括可由OCP/ODP保護單元110所引用的電池電壓上限與下限、電池充電參數、及/或可上傳至MCU或由MCU所引用以控制充電之用於電池的電池充電演算法。記憶體604、704可為相對小(例如：2K)的可程式唯讀記憶體或其他型式的記憶體。

在一些實例中，電池充電演算法可能對於特定電池型式為獨特。在一個實例中，MCU 114被預先載有電池充電演算法且經儲存在記憶體604、704的電池型式識別符號作用以驗證電池型式且藉由充電演算法致能充電。在另一個實例中，充電演算法可包括藉由儲存在電池模組記憶體604、704的資訊來設定之一個或多個變數。如此，可變元件被設定有特定電池型式的資訊且充電可因此進行。在另一個實例，行動裝置600、700可請求更新，諸如典型可能以軟體更新或應用程式更新而發生，基於電池模組602、702的電池型式驗證而更新充電演算法。

在圖6與7所示的系統包括上述的各種其他功能單元，差異在於，在圖6所示的實施例中，OCP/ODP保護單元110是位在電池模組602而其在圖7為位在行動裝置700。

參考圖8，電腦系統800包括在電池模組或行動裝置所可能涉及的各種處理構件。系統800可為能夠執行電腦程式產品以執行電腦處理之計算系統。資料與程式檔案可被輸入到電腦系統800，其讀取檔案且執行在其中的程式。電腦系統800的一些元件被顯示在圖8，包括一個或多個硬體處理器802、一個或多個資料儲存裝置804、一個或多個記憶體裝置806、及/或一個或多個埠808-812。此外，熟習此技術人士所將理解的其他元件可被包括在電腦系統800而未明確描繪於圖8或進一步論述於本文。電腦系統800的各種元件可藉由一個或多個通訊匯流排、點對點的通訊路徑、或其他未明確描繪於圖8的通訊方式而彼此連通。同理，在各種實施，在所述系統所揭示的各種元件可能包括或不包括在任何既定實施。

處理器802可包括例如中央處理單元(central processing unit；CPU)、微處理器、微控制器、數位訊號處理器(digital signal processor；DSP)、及/或一個或多個內部階層的快取記憶體。可能有一個或多個處理器802，俾使處理器802包含單一個中央處理單元、或能夠彼此並行執行指令且實行操作之複數個處理單元，通常稱作為並行處理環境。

各種可能組合的目前所述技術可至少部分為以在資料儲存裝置804所儲存、在記憶體裝置806所儲存、且/或經由埠808-812的一者或多者所連通之軟體來實施，因而將在圖8的電腦系統800轉變為用於實施本文所述的操作之專用機器。

一個或多個資料儲存裝置804可包括任何非揮發性資料儲存裝置，其能夠儲存在計算系統800所產生或運用的資料，諸如用於實行電腦處理的電腦可執行指令。一個或多個記憶體裝置806可包括揮發性記憶體(例如：動態隨機存取記憶體(dynamic random-access memory；DRAM)、靜態隨機存取記憶體(static random-access memory；SRAM)、等等)及/或非揮發性記憶體(例如：唯讀記憶體(read-only memory；ROM)、快閃記憶體、等等)。

含有用以實施根據目前所述技術的系統與方法的機制之電腦程式產品可存在於資料儲存裝置804及/或記憶體裝置806，其可被稱作為機器可讀取媒體。將理解的是，機器可讀取媒體可包括任何有形的非暫時媒體，其能夠儲存或編碼指令來實行本揭露內容的操作之任一者或多者以供機器執行或其能夠儲存或編碼上述指令所利用或關聯的資料結構及/或模組。機器可讀取媒體可包括儲存一個或多個可執行指令或資料結構之單一個媒體或多個媒體(例如：集中或分散的資料庫、及/或關聯的快取記憶體與伺服器)。

在一些實施，電腦系統800包括一個或多個埠，諸如輸入/輸出(input/output；I/O)埠808、通訊埠810、與子系統埠812，用於和其他計算、網路、或載具裝置連通。將理解的是，埠808-812可被結合或分離且更多或更少個埠可被包括在電腦系統800。I/O埠808可被連接到I/O裝置或其他裝置，藉由其，資訊被輸入到計算系統800或從計算系統800所輸出。上述I/O裝置可包括而不限於一個或多個輸入裝置、輸出裝置、及/或環境換能器裝置。

在一個實施，輸入裝置將諸如人聲、身體移動、身體碰觸或壓力、及/或類似者之人力產生的訊號轉換成為電氣訊號而作為經由I/O埠808進入計算系統800的輸入資料。在一些實例中，上述輸入可能不同於關於前述圖式所論述的各種系統與方法。同理，輸出裝置可將經由I/O埠808從計算系統800所接收的電氣訊號轉換成為可由在本文所論述的各種方法與系統所感測或使用的訊號。輸入裝置可為文數字輸入裝置，其包括文數字與其他鍵以經由I/O埠808而將通訊資訊及/或命令選擇傳遞到處理器802。

環境換能器裝置將一個形式的能量或訊號轉換成為另一者，用於經由I/O埠808而輸入到計算系統800或從計算系統800所輸出。舉例來說，在計算系統800所產生的電氣訊號可被轉換為另一個型式的訊號，且/或反之亦然。在一個實施，環境換能器裝置感測在計算系統800本地或遠距的環境之特性或態樣，諸如電池電壓、開路電池電壓、充電電流、電池溫度、光線、聲音、溫度、壓力、磁場、電場、化學性質、及/或類似者。

在一個實施，通訊埠810可被連接到網路，藉由其，電腦系統800可接收用於執行本文所闡述的方法與系統之網路資料以及傳送因此確定的資訊與網路配置變化。舉例來說，充電協定可更新，電池測量或計算資料和外部系統共用、等等。通訊埠810將電腦系統800連接到一個或多個通訊介面裝置，其配置以藉由一個或多個有線或無線通訊網路或連接在計算系統800與其他裝置之間傳送及/或接收資訊。所述網路或連接的實例包括而不限於通用序列匯流排(USB)、乙太網路(Ethernet)、Wi-Fi、藍牙(Bluetooth ^®)、近場通訊(NFC, Near Field Communication)、長期演進(Long-Term Evolution；LTE)、等等。一個或多個上述通訊介面裝置可經由通訊埠810被利用和一個或多個機器連通，直接透過點對點通訊路徑、透過廣域網路(wide area network；WAN)(例如：網際網路)、透過區域網路(local area network；LAN)、透過蜂巢式(例如：第三代(3G)、第四代(4G)、第五代(5G))網路、或是透過另一種通訊方式。

電腦系統800可包括子系統埠812，用於和關於根據本文所述方法及系統來充電之裝置的一個或多個系統連通以控制其操作且/或在電腦系統800與裝置的一個或多個子系統之間交換資訊。載具之所述子系統的實例包括而不限於馬達控制器與系統、電池控制系統、與其他者。

在圖8所提出的系統僅為可根據本揭露內容的態樣所運用或配置之電腦系統的一個可能實例。將理解的是，儲存用於在電腦系統上實施目前揭示技術的電腦可執行指令之其他非暫時的有形電腦可讀取儲存媒體可被利用。

本揭露內容的實施例包括各種步驟，其被描述在此說明書。所述步驟可由硬體構件來實行或可能以機器可執行指令來實施，其可用於使用指令來程式設計的通用或專用處理器實行所述步驟。替代而言，所述步驟可由硬體、軟體及/或韌體之組合來實行。

各種修改與附加可在沒有偏離本發明範疇之情況下而對於論述的示範實施例來作成。舉例來說，儘管上述的實施例(亦稱作為實施或實例)提到特定特徵，本發明範疇亦包括具有不同組合的特徵之實施例與不包括所有上述特徵之實施例。是以，本發明範疇有意涵蓋所有上述替代、修改、與變化以及其所有等效者。

儘管特定實施被論述，應瞭解的是，此僅是為了說明目的所作成。熟習相關技術人士將認知的是，其他構件與配置可在沒有脫離本揭露內容精神與範疇之情況下而使用。因此，下述之描述與圖式為說明性質且並非理解為限制。諸多特定細節被描述以提供本揭露內容的徹底瞭解。然而，在某些情況，眾所周知或習用的細節並未描述以避免使描述混淆。對於在本揭露內容中的一個實施例或實施例之參考可為對於同個實施例或任何實施例之參考；且，上述參考意指所述實施例的至少一者。

對於“一個實施例(one embodiment)”或“實施例(an embodiment)”之參考意指的是，關連於實施例所述的特定特點、結構、或特徵被包括在本揭露內容的至少一個實施例中。在本說明書不同地方之片語“在一個實施例(in one embodiment)”、或類似於“在一個實例(in one example)”或“在一個例子(in one instance)”的出現不必均為指稱同個實施例，個別或替代實施例也不互相排斥其他實施例。甚者，各種特徵被描述，其可能由一些實施例而非由其他者所呈現。

在此說明書所使用的術語概括具有其在此技藝中、在本揭露內容的背景下、且在各個術語被使用的特定背景下之通常意義。替代用語與同義字可被用於本文所論述的術語之任一者或多者，且無論某個術語是否被闡述或論述於本文不應賦予特別重要性。在一些情形，對於某些術語的同義字被提供。一個或多個同義字之列舉並不排除其他同義字之使用。包括本文論述的任何術語的實例之在此說明書任何地方的實例之使用僅為說明性質且無意進而限制本揭露內容或任何實例術語的範疇或意義。同理，本揭露內容不受限於在此說明書給出的各種實施例。

無意限制本揭露內容的範疇，根據本揭露內容的實施例之器具、裝置、方法的實例與其相關結果被提供於後。注意，標題或副標題可為了讀者的方便而使用在實例中，其絕不應限制本揭露內容的範疇。除非另為界定，本文所使用的技術與科學術語具有如在本揭露內容關於的技藝之一般技術人士所通常瞭解的意義。在衝突的情況下，以本文件（包括定義）為準。

本揭露內容的另外特點與優點將陳述在隨後說明，且部分由所述說明而將為顯明，或可藉由本文所揭示的原理之實行所得知。本揭露內容的特點與優點可藉由在隨附申請專利範圍所特別指出的器具與組合所實現及得到。本揭露內容的這些與其他特點將由隨後說明與隨附申請專利範圍而為更完整明顯或可由本文所陳述的原理之實行所得知。

100:裝置 102:智慧電池模組 104:電源供應器單元 106:降壓切換單元 108:系統與電力管理單元 110:過度充電/過度放電保護單元 112:電池 114:處理裝置及/或電池測量單元 200:行動裝置 202:電池模組 300:行動裝置 302:電池模組 412、414:電晶體 416:電感器 418:電源供應器 430、432:控制線 436:節點 450:OCP電晶體 452:ODP電晶體 454:電池 456、458:二極體 500:充電訊號 510:前導邊緣 510A-510E:線性段 520:主體部分 530:休止部分 540:下降邊緣 600:行動裝置 602:智慧電池排列(模組) 604:記憶體元件 700:行動裝置 702:智慧電池排列(模組) 704:記憶體元件 800:電腦系統 802:硬體處理器 804:資料儲存裝置 806:記憶體裝置 808:輸入/輸出(I/O)埠 810:通訊埠 812:子系統埠

[圖1]是根據一些實施例之智慧電池模組所供電的行動裝置之第一實例的說明圖。

[圖2]是根據一些實施例之智慧電池模組所供電的行動裝置之第二實例的說明圖。

[圖3]是根據一些實施例之智慧電池模組所供電的行動裝置之第三實例的說明圖。

[圖4A]是說明根據一些實施例之利用降壓切換單位(buck switching unit)來用於電力轉換之電路的示意圖。

[圖4B]是說明根據一些實施例之利用“背靠背”配置所連接的二個FET來用於電力轉換之電路的示意圖。

[圖5A]是根據一些實施例之電池充電電路所產生之一連串成形充電訊號的訊號圖。

[圖5B]是根據一些實施例之電池充電電路所產生之一連串成形充電訊號的訊號圖，成形充電訊號包括具有近似非線性成形前導邊緣的線性片段之成形前導邊緣。

[圖6]是根據一些實施例之具有記憶體驗證模組的第一智慧電池排列的說明圖。

[圖7]是根據一些實施例之具有記憶體驗證模組的第二智慧電池排列的說明圖。

[圖8]是說明可用於實施本揭露內容的實施例之計算系統的實例的示意圖。

100:裝置

102:智慧電池模組

104:電源供應器單元

106:降壓切換單元

108:系統與電力管理單元

110:過度充電/過度放電保護單元

112:電池

114:處理裝置及/或電池測量單元

Claims (20)

1. 一種系統，其包含： 計算裝置；及 電池模組，其和所述計算裝置連通且將電力訊號提供到所述計算裝置，所述電池模組包含： 電池；及 符合電池充電控制指令以將所述電池充電之處理配置，其中所述電池充電控制指令致使包含至少一個開關與可實施耦接於所述至少一個開關的至少一個電感器之所述計算裝置的切換電路產生用於將所述電池充電之充電訊號，其中產生的所述充電訊號包括至少一個諧波調諧態樣。
2. 如請求項1之系統，其中所述處理配置包含配置以執行所述電池充電控制指令之控制器。
3. 如請求項2之系統，其中所述控制器是微控制器。
4. 如請求項1之系統，其中所述處理配置包含儲存用於所述電池充電控制指令以產生用於所述電池之所述充電訊號的資訊之記憶體。
5. 如請求項1之系統，其中所述電池模組更包含過度充電/過度放電保護電路，其包含串聯連接的第一切換裝置與第二切換裝置以控制對於所述電池之充電訊號。
6. 如請求項5之系統，其中所述第一切換裝置與所述第二切換裝置進而控制來自所述電池之放電訊號。
7. 如請求項5之系統，其中所述過度充電/過度放電保護電路的至少一部分被包括在由所述電池所供電之計算裝置。
8. 如請求項1之系統，其中所述切換電路的至少一部分被包括在所述電池殼體。
9. 如請求項1之系統，其中所述電池將電力提供到計算裝置且所述切換電路的至少一部分被包括在由所述電池所供電之計算裝置。
10. 如請求項1之系統，其中所述充電訊號的所述至少一個諧波調諧態樣包含和所述電池所供電之計算裝置的阻抗值有關聯的諧波。
11. 如請求項1之系統，其中所述充電訊號的所述至少一個諧波調諧態樣包含非線性前導邊緣。
12. 如請求項11之系統，其中所述非線性前導邊緣包含正弦波的一部分之一個或多個線性近似者。
13. 如請求項11之系統，其中所述充電訊號更包含主體部分，其包含接在所述非線性前導邊緣之後的第一非正弦波充電電流。
14. 如請求項13之系統，其中所述充電訊號更包含休止部分，其包含接在所述主體部分之後的第二非正弦波充電電流，所述第二非正弦波充電電流小於所述第一非正弦波充電電流。
15. 一種用於將電化學裝置充電之方法，其包含： 由電池模組的處理裝置來確定將所述電池模組的電池充電之充電訊號，所述電池模組與其和所述電池模組分開之計算裝置為連通且由所述電池提供電力訊號以對所述計算裝置供電；及 將電池充電控制指令傳送到計算裝置的切換電路，所述切換電路包含至少一個開關與可實施耦接於所述至少一個開關的至少一個電感器，所述電池充電控制指令致使所述切換電路產生將所述電池模組的所述電池充電之所述充電訊號，其中產生的所述充電訊號包括至少一個諧波調諧態樣。
16. 如請求項15之方法，其更包含： 由包含串聯連接的第一切換裝置與第二切換裝置之過度充電/過度放電保護電路來控制對於所述電池之充電訊號。
17. 如請求項16之方法，其中所述第一切換裝置與所述第二切換裝置進而控制來自所述電池之放電訊號。
18. 如請求項16之方法，其中所述過度充電/過度放電保護電路的至少一部分被包括在由所述電池所供電之所述計算裝置。
19. 如請求項15之方法，其中所述切換電路的至少一部分被包括在所述電池模組。
20. 一種電池模組，其包含： 電池殼體，其包含電池及符合電池充電控制指令以將所述電池充電之處理配置，藉由透過包含至少一個開關與可實施耦接於所述至少一個開關的至少一個電感器之切換電路的控制來產生充電訊號，其中產生的所述充電訊號包括至少一個諧波調諧態樣。

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