专利名称：用于检测电池或电容串联组中的电池单元充电状态和放电状态的散度的方法
技术领域：
与本发明相一致的实施例涉及用于检测电池单元或电容电池的串联组或“包” 的充电状态(SOC)或放电状态(SOD)的散度的装置和方法，并且更具体地涉及用于检测 锂离子电池单元组的SOC和SOD的散度的装置和方法。
背景技术：
目前的便携式电子设备几乎都要专门依赖于可再充电的锂离子电池作为电源。 这就刺激了对于提高其能量存储能力、功率容量、循环寿命和安全特性以及降低其成本 的持续努力。锂离子电池或锂离子电池单元是指一种可再充电的电池，具有能够以高于 锂金属的锂化学电势存储大量锂的阳极。作为示例，考虑由串联连接在一起的多个锂电池单元构成的电池组。如果其中 一个电池单元两端的电压在放电期间下降到预定的阈值以下(例如1.5伏)或者在充电期 间上升到预定的阈值以上(例如3.9伏)，那么锂电池组的寿命就会下降。为此，现有技 术中通常都要小心地监测电池单元的电压并采取措施将电池单元的电压保持在特定的范 围内。使事情进一步复杂化的是锂电池单元中的制造缺陷导致部分电池单元不能与其 他看上去相同的电池单元保持一样多的电荷。由此，在将多个锂电池单元串联连接在一 起时，有缺陷的电池单元就会比其他电池单元放电更快并且在放电期间更快地达到上述 的下限阈值。类似地，这样的有缺陷的电池单元在充电期间经常会最先触及上限阈值。 除非是在工作期间对电量进行再平衡，否则电池单元之间的这种不平衡就会限制电池组 的有效工作范围。在锂离子电池内部，有很多离子会随着电池单元充电状态的改变而在电池单元 中四处迁移。例如，如现有技术中已知的，离子在满SOC状态下会被存储在晶格结构的 特定位置内。随着SOC耗尽或者电池单元释放能量，电池单元内的离子会移动到电池 单元内不同位置处的不同晶格结构中。由负载造成的电子流能够使离子在电池单元内移 动。在锂离子电池单元的串联结构(例如在电池组)中，离子迁移在每一个个体电池单 元中都会发生。如果电池组内的个体电池单元即将耗尽，也就是没有更多的离子移动到 放电晶格结构，那么就会在该电池单元上建立电压，从而有可能对电池单元或电池组造 成不可修复的损伤。锂离子电池与镍金属氢化物电池或镍镉电池不同，其并不是自然平衡的。因 此，包括锂离子电池单元的电池组的SOC管理通常都需要考虑每一个体电池单元内的SOC0现有技术中的系统包括用于确保每一个电池单元都具有相似离子量的平衡机构。作为可选方案，已经尝试用相同的电池单元来小心谨慎地制造电池以使得每一个电池单 元同时达到SOC和SOD。但是，现有技术方法的缺点在于，生产商必须要承担额外成本 以确保精确的质量控制和监测每个个体电池单元。在为了获得比单个电池单元能够提供的更高的电压而将锂离子电池或电容或其 他的电化学发电设备(例如既包括容性蓄能元件也包括感性蓄能元件的混合设备或“非 对称”设备)连接为串联组时，该组的反复充电和放电就可能导致电池单元变得“失 衡”，从而使得电池单元的充电状态沿着该组有所不同。失衡状态可能是由于电池单元 工作循环中容量衰减速率的不同，或者是由于导致容量衰减速率不同的阻抗变化以及其 他原因引起的。所述组在开始时可能就由于串联组内的电池单元在组装该组时的容量或 充电状态的变化而没有完全平衡。这样的电池组有多种应用，包括但不限于电动工具、 仪表电池、电动车辆的电池以及用于后备电源的电池。失衡的串联组(例如在此介绍的)会由于若干理由而不受欢迎。在串联组充 电时，较低容量或较高SOC的电池单元在该组被充电至特定的电池组电压时会被过度充 电，导致电池组的过早故障或不安全状态(例如电池单元泄气或过热或爆炸)。同样的情 况在失衡的组放电时也会出现。在极端情况下，失衡电池组的放电可以将某些电池单元 变为“电压反向”，此时电池单元的极性与其正常使用时相反。在锂离子电池单元中， 这可能会导致负电流集电极的溶解，造成故障或者生成气体造成电池单元的机械破裂。 现有技术中用于避免失衡组相关问题的方法是监测并平衡个体电池单元，这需要额外的 控制电路并且增加了电池结构的成本和复杂性。
发明内容
电池单元组的非限制性示例包括锂离子电池，使用LiMPO4作为正极，其中M包 括Fe，Mn或Co中的一种或多种，或者使用LiMn2O4尖晶石作为正极，或者使用Li4Ti5O12 作为负极，作为锂存储材料的这些化合物类型在达到满SOC时表现出电池单元电压的快 速上升，或者在达到满SOD时表现出电池单元电压的快速下降。通常这是由于在大范围 的SOC上存在由两相反应(由于插入或去除锂)造成的恒定电压的结果。根据本发明的一方面，在达到充电和放电限制时对特定电池单元化学反应电压 中的特征变化进行利用，目的是为了检测一个或多个失衡电池单元的存在，以及在这些 输入的基础上调节充电或放电协议，以避免过度充电或者过度放电、避免不安全状态或 者延长电池组的寿命。根据另一方面，电压监测和控制被包括在电池组的设计中，或者 被包括在用于电池组的充电器中。充电器可以执行充电以及放电功能并因此可以用作用 于诊断电池组中电池单元串联组状态的装置。串联连接的电池单元数量可以是少至两 个，或者多至十个或二十个或者甚至是更大的数量，与任意单个电池单元响应的陡度相 比，电池单元数量的上限由测量串联电压的精度限定。根据一方面，以恒定的电流对电池单元的串联组进行充电，并且该组的电压和 时间响应V(t)或者电压的一阶时间导数dV/dt或者电压的二阶时间导数d2V/dt2被用于识 别一个或多个失衡电池单元的存在。在进一步的实施例中，dv/dSOC被用于检测失衡电 池单元的存在和终止充电。
在某些情况下，电池单元在充电或放电期间可以表现出多个电压阶梯。在此情 况下即使是电池组充电或放电过程中出现了其他的中间电压阶梯也可以使用检测方案。 例如，在电池化学反应固有地具有这样的阶梯时，电池组电压将会在电压中表现出特征 阶梯。通过施加绝对电池组电压必须高于(低于)特定的充电(放电)值的附加条件， 就可以只在电池组接近于充电的顶部(底部)时施加限流操作。在示意性实施例中，提供了一种用于给电池充电的系统，其包括具有至少两个 锂离子电池单元的电池组。提供控制器以基于表示电池组整体的dV/dSOC的计算值来检 测电池组的电压相对于充电状态的变化率(dV/dSOC)，从而在dV/dSOC达到预定值时终 止充电。根据一方面，电池组由串联连接的至少两个锂离子电池单元构成。在一方面中，电池组可以是包括η节串联CnS)的组中的一种，其中η至少为二并且不超过十。至 少两个锂离子电池单元可以包括LiFei_yMnyP04，其中y代表Mn的不同浓度。控制器可以包括终止充电的微处理器。在其他方面中，控制器包括模拟电路。在进一步的示意性方面中，微处理器被耦合至充电器内的指示灯，其中该灯给 用户指示电池组的充电状态。在一方面中，控制器被设置用于检测电池组内部组件的温度，并且如果温度超 过预定的阈值就终止充电。温度可以通过热敏电阻进行检测。在一个示意性实施例中，提供了一种电池充电器，其包括具有锂离子电池单元 的电池组。包括电路，基于电池组整体的一个dV/dSOC的监测来确定电池组的电压相对 于电池组充电状态的变化率(dV/dSOC)。提供感测电路以在已达到预定的dV/dSOC时 终止电池组的充电。在一方面中，充电器包括能够从AC或DC电源接受输入电压的稳压开关电源。在另一方面中，电源由微处理器控制。微处理器可以根据电池组的电压和电流 的读数来终止充电。在另一方面中，提供温度感测电路以监测电池组和充电器中的至少一个的温 度。在另一方面中，电压感测电路包括数字或模拟转换电路中的至少一种。在另一方 面中，微处理器被耦合至电压感测电路以确定电池组内至少一个锂离子电池单元的dV/ dSOC。在一方面中，电池组的充电在至少一个锂离子电池单元的dV/dSOC超过预定速 率的条件下由微处理器终止。在另一示意性方面中，提供了一种方法以“平滑”电压-容量曲线，在此情 况下电池化学反应固有地具有多个电压阶梯，但是在出现电压阶梯时的容量可以有所改 变。作为非限制性示例，橄榄石型正极LiMPO4或其掺有杂质或改性的组分经常就是充 电和放电曲线表现出不同的电压阶梯的情况，此时M包括多种过渡金属例如Fe，Mn, Ni 或Co中的一种或多种。在特定组分被用于电池或电池组中时，随着放电，放电电压可能 会经历阶梯式的表现，其中电压会随着电池或电池组经过特定的充电状态而相对快速地 下降。这可能是不利的，因为电池功率在该充电状态下也会相应地下降；例如，电动工 具使用者可能会在该电池组容量处在放电期间注意到功率的下降。进一步的示意性实施例提供了一种方法，给至少两个或多个锂离子电池单元的电池组充电；并基于表示电池组整体的dV/dSOC的计算来检测电压相对于充电状态的变 化率(dV/dSOC)。该方法进一步包括将检测到的dV/dSOC和与电池组相关联的预定dV/ dSOC相比较；并基于该比较终止电池组的充电。在一方面 中，执行dV/dSOC的检测，而无需基于逐个电池单元地单独检测dV/ dSOC。在另一方面中，如果检测到的dV/dSOC等于或者超过预定的dV/dSOC，那么终 止电池组的充电。在另一方面中，该方法包括检测电池组的温度并基于温度读数终止充电。根据另一方面，提供了一种用于缓和突发的电压阶梯并获得更为连续的放电电 压的方法。以LiFei_yMnyP04组分为例，随着Mn(y)的量的增加，更大比例的电池单元 容量位于较高的电压平台上， 4.0V，而较小比例的电池单元容量位于较低的电压平台 上， 3.45V(相对于Li/Li+测量的电压)。单组分y因此可以在由y值确定的容量下具 有相对陡的阶梯下降。为了 “平滑”放电期间的电压，在制造电极和电池单元时将y方 面变化的粉末混合在一起。可以通过有意地引入“不均勻性”以使得正极材料的颗粒在 y方面有所不同而在一次烧成的粉末中产生不同的y。或者，可以将其中每一种粉末都具 有单一y值的均勻粉末混合在一起并随后在电极中使用。例如，可以分别合成并混合y =0.6，0.5和0.4的粉末。最后，即可制得多个电池单元，每一个都具有不同的y值，并 一起用于电池组中以提供更加平滑的电压响应。电压响应的平滑在高放电倍率期间特别 有效。
根据以下结合附图进行的说明，本发明非限制性实施例的其他应用将变得显而 易见。图1 (a)是根据本发明的示意性的一方面示出了从 85% SOC充电到满SOC的 平衡电池组的曲线图。图1(b)是根据本发明的示意性的一方面示出了从 85% SOC充电到满SOC的 平衡电池组的曲线图。图2(a)是根据本发明的示意性的一方面，示出了具有处于90% SOC的一个电池 单元、处于85% SOC的一个电池单元和处于80% SOC的三个电池单元的不平衡电池组 的曲线图，示出了总体的电池组电压和个体的电池单元电压。图2 (b)是根据本发明的示意性的一方面示出了具有处于90 % SOC的一个电池单 元、处于85% SOC的一个电池单元和处于80% SOC的三个电池单元的不平衡电池组的 曲线图，说明了个体的电池单元电压。图3 (a)是根据本发明的示意性的一方面示出了具有处于90 % SOC的一个电池单 元和处于80% SOC的四个电池单元的不平衡电池组的曲线图，说明了总体的电池组电压 和个体的电池单元电压。图3 (b)是根据本发明的示意性的一方面示出了具有处于90 % SOC的一个电池单 元和处于80% SOC的四个电池单元的不平衡电池组的曲线图，说明了个体的电池单元电压。图4是根据本发明的示意性的一方面示出了电池组和电池充电器的示意图。
图5是根据本发明的示意性的一方面示出了电池组以及包含的个体电池单元的 充电电压和电流相对于时间的曲线图。
具体实施方式
本发明的说明性、非限制性实施例克服了上述的缺点和其他缺点。而且，本发 明并不是必须要克服上述的缺点和其他缺点，并且本发明的说明性、非限制性实施例可 能并未克服其中的任意缺点。
与本发明相一致的示意性实施例提供了用于监测锂离子电池的SOC和SOD的装 置和方法。在一个实施例中，用于电池组内每一个电池单元的分离的硬线连接不必为了 检测SOC和SOD而监测个体电池单元的电压。以这样的方式监测电池组电压没有个 体电池单元被过度充电，同时提供充分充电的电池。因此，与现有技术中的锂离子电池 充电器不同，充电器不需要为每一个电池单元提供单独的监测硬件用于确定接近了过度 充电或过度放电的状态。充电器可以基于电池组内根据对于整个电池组的dV/dt或dV/ dSOC监测至少有一个电池单元已经达到阈值而终止充电。例如，监测代表整个电池组的 一个dV/dt或dV/dSOC以提供整体的电池组的变化率。
图1 (a)示出了包括五个APRNifflophosphate电池单元(5slp结构)串联组的平衡 良好的电池组的充电电压V(t)、5个个体电池单元的电压响应以及电池组电压的导数dV/ dt。在首先将每一个电池单元充电4.2V之后，以恒定的1.5A电流对电池组进行充电， 然后，在将各电池单元加入串联之前将每个电池单元放电至85% SOC0图1(b)以扩展 的比例示出了个体电池单元电压，其中可以看出电池单元非常接近地在其电压-时间响 应方面匹配，并且还可以看出该特定的电池化学反应直到接近完全充电之前都表现出相 对恒定的电压。可以观察到电池组电压、个体电池单元电压以及电压相对于时间全都在 将要到达满SOC状态时急速上升。这种读数上升的出现是由于需要更多的能量将个体电 池单元内的离子移动到其初始的满充电状态并且能够被用于确定充分的S0C。尽管附图 表示的是S0C，但是应该理解公开的实施例也可以类似地应用于监测SOD。图1 (a)和 1 (b)还示出了相对于SOC百分比的dV/dSOC。
在图2(a)和2(b)中，示出了用于不平衡电池组的对应数据，其中一个电池单 元处于90%SC)C、一个电池单元处于85% SOC还有三个电池单元处于80% S0C。在 图3(a)和3(b)中，示出了用于不平衡电池组的对应数据，其中相对于其他四个电池失衡 的一个电池单元处于90% SOC而另外四个电池单元处于80% S0C。 图2 (a)-3(b)还示 出了相对于SOC百分比的dV/dSOC。图2(a)-3(b)表示串联组，其中两个电池单元相 对于其他三个失衡，并且将会更快地到达其满充电状态。这可能是由于这两个电池单元 的SOC相对于另外三个的漂移。容量损失或漂移可能会在锂离子电池单元的寿命内自 然地发生。例如，锂离子电池可能会由于电池单元中温度条件的变化而损失离子。图 1(a)-3(b)表示的是用于说明性目的的个体电压。如下所述，本发明的示意性实施例并不 单独计算用于个体电池单元的电压。
根据本发明的示意性的一方面，可以用高精度和准确度测量电池组电压相对于 充电状态的变化率dV/dSOC，并且能够被用于确定在何时会有任意一个电池单元接近满 S0C。而且，电池组dV/dSOC的限制值可以被用于确定电池组在何时被完全充电。例如，可以利用大于约0.008V/sec的dV/dt结束充电的切断对Mlp的APR电池单元组进行 充电。使用该切断值既能完全充电电池组，又可以防止任意电池单元在其失衡时进入过 度充电状态。类似地，在监测dV/dSOC时可以提供预定的切断。
在另一示意性的方面中，高于某一限制值的dV/dSOC表明至少有一个电池单元 正在达到其充电限制。一种示意性的检测方法可以包括检测dV/dSOC何时大于特定值 X，表明至少有一个电池单元正在达到其充电限制。特定值χ可以包括一个数值范围，该 范围足以检测到何时由一个电池单元导致的dV/dSOC已经达到阈值量，同时还包括了多 个电池单元同时获得增加的dV/dSOC的情况。作为示例，dV/dSOC阈值可以基于90% 或更大的S0C。如果多于一个电池单元具有dV/dSOC的足够的增量，那么电池组的SOC 就会更加快速地达到峰值。如果只有一个电池单元具有dV/dSOC的增加，那么电池组 的SOC会达到峰值，但是不会太快。示意性实施例设置的阈值检测dV/dSOC中表明即 使只有一个电池单元到达阈值时的增量，以使充电停止，或者如果检测到SOD就停止放 电。这就可以防止一个电池单元被过度充电或过度放电并损坏。
为了更加充分地给电池组充电，可以期望使用更加复杂的V、dV/dt和d2V/dt2 的函数来检测何时结束充电。而且，由于在恒定电流条件下dV/dt类似于dV/dSOC， 因此在使用状态下使电流波动也是可行的。可以通过测量以及将电流对时间积分以确定 dV/dSOC，目的是为了准确地确定SOC和dV/dSOC。对于恒定电流，dv/dt与dV/dSOC 成比例。在电流变化时，dv/dt = di/dt*R+dv/dSOC。在一个示意性实施例中，dV/dt 可以在已知di/dt为零时使用。dV/dSOC和dv/dt之间的关系式是dv/dt = i*dv/dS0C。 在高SOC时，dV/dSOC沿正向快速变化，而在低SOC时，dV/dSOC沿负向快速变化。
根据本发明的一个示意性实施例，一种电池充电器产品包括稳压开关电源， 其能够从电源(例如AC或DC电源)接受输入电压，并给一个或多个电池(例如 Nanophosphate电池单元的串联组)充电。电源由微处理器控制，该微处理器监测充电器 (和/或电池组)内的电气和温度状态，检测故障状态并显示充电器状态和充电进程。微 处理器仅监测电池组的串联电压和电流以确定在再充电阶段期间何时终止充电。
充电器被设计为以尽可能少的人工干预即可轻易操作，但是对于给nS(串联)的 电池组充电来说也是足够通用的，其中η大于1并且例如在1到100之间，并且可以在1 到20之间，或者可以在1到10之间。例如，很多电动工具包使用&，5s, 6s或IOs的 电池组。充电器首先在主输出端上感测电池电压。为电池施加小电力负载以1)如有 必要则降低电池组上的峰值电荷和2)确定电池的阻抗。然后驱动电池组达到略高的电压 以将充电电流保持在稳定速率。在检测到结束充电的条件(例如速率dV/dt或dv/dSOC 迅速上升)时，即可终止再充电循环。
指示灯可以在充电过程期间点亮以指示正在充电、充电完成和错误模式。另 外，充电器监测温度和电压并采取措施以防止损坏自身和电池组。输入可以连接至标准 电源插口例如AC通用插座。电池可以通过与用于给电池组放电相同的连接(也就是设 备专门设计的供电连接)被连接至输出。在本发明的示意性的一方面中，也可以使用温 度传感器来监测电池组内电池单元的大致温度。
图4示出了电池的充电连接和可选的温度感测。充电器400被连接至AC或DC 电源430。这使充电器400能够对包括多个电池单元的电池组410充电。充电器400可以包括温度传感器420。温度传感器420具有感测电池组410或充电器400温度的能力。 传感器420在达到预定的最大温度时指示充电器400终止充电。充电器400内还包括微 处理器450，其基于整体地表示电池组的dV/dSOC的测量值、基于来自测量电压的传感 器470以及来自提供电流读数的传感器490的输入来检测电池组的电压相对于充电状态的 变化率(dV/dSOC)。测量值表示的是整个电池组而不是个体电池单元。例如，在示意 性实施例中，并未提供硬件或其他装置用于每一个个体电池单元以单独监测每一个电池 单元的dV/dSOC。相反，计算代表作为整体的电池组410内的全部电池单元的一个dV/ dSOC值。传感器490将进入电池内的电流值转化为能够由微处理器450读取的信号。 传感器490可以是但并不局限于霍尔效应传感器或设置用于读取进入电池的电流的分流 电阻。该电流值被用于确定dV/dSOC的计算值。
在一个示意性实施例中，包括微处理器的电池管理器负责计算dV/dSOC。在达 到预定的dV/dSOC时，电池管理器指示辅助设备停止电池组的充电或放电。
在一个示意性实施例中，充电器的微处理器450每毫秒采样一次充电器的输出 电压和电流。充电器和电池组内的温度也可以例如每200毫秒采样一次。充电器通常输 出的充电电压都略高于测量到的电池组电压，但是要高到足以驱动电池组电流达到固定 的变化率(例如1C)。但是，如果感测到电池组内的其中一个电池单元处于或者高于预 定的SOC阈值范围、100% SOC或者其他的预定标准，那么就停止给电池组提供电压和 电流。
由于电池组内任意一个串联电池单元的dV/dSOC在接近充电循环终点时都会 上升，因此整个电池组的dV/dSOC也会上升。因此可以通过测量串联电池组电压的 dV/dSOC来检测充电状态的终点，而无需个别地和单独地测量每一个电池单元的dV/ dSOC。参照图5，在有单个电池单元接近其最大SOC时，dV/dSOC的变化率就会迅速上升。
可以通过以固定的时间间隔获取电压样本并进行减法和除法运算来测量dV/dt 的变化率。在初始时刻tl采样第一电压VI，并在第二时刻t2采样第二电压V2。dV/dt 就等于(v2-vl)/(t2-tl)。为了计算dV/dSOC，在初始时刻tl采样第一电压vl和第一 电流il，并在第二时刻t2采样第二电压V2和第二电流i2。dV/dSOC就等于dv/dt再除 以(il+i2)/2。电压样本可以由与内部(自身)或外部的模数转换电路相耦合的微处理器 450获取。微处理器450根据采样电压的数字表示来计算dV/dSOC。在计算出的变化率 dV/dSOC高于预定的阈值时，微处理器即可终止充电动作。根据示意性的另一方面，这 也可以通过使用电容或电感、电阻的组合的模拟电路以及用于进行微分的模拟调节电路 实现。模拟电路输出与电池组电压的dV/dSOC成比例的信号。该信号与固定的参考电 压相比较并在其超过该参考电压时触发充电终止条件。充电器的微处理器根据其是否正 在给电池充电来点亮“正在充电”和“已充电”指示灯。
在一个示意性实施例中，充电器每秒钟监测其内部最热功率组件附近的位置五 次。在该温度超过预设限制时，充电器停止输出电流，直到温度下降至低于限制为止。 充电器监测输入电压并且如果输入电压超出范围将会切断充电电流。充电器监测用于终 止充电的拐点dV/dSOC，并且如果检测到状况就终止充电。但是，如果出于某种原因， 输出电压失控上升到高于安全工作点(最大额定电池电压)，那么充电器会切断输出电流。
在一个可选实施例中，充电器可选地利用热敏电阻或类似装置测量电池组内的 温度以检测电池组内的高温。该高温条件也可以促使充电器切断其充电电流。
提供示意性实施例的上述说明是为了使本领域技术人员能够实现并使用本发 明。而且，对这些实施例的各种修改对本领域技术人员来说是显而易见的，并且本文中 定义的通用原理和具体示例无需使用创造性的劳动即可应用于其他的实施例。因此，本 发明不应理解为受限于本文中介绍的实施例，而应符合由权利要求及其等价形式的限定 所定义的最宽泛的范围。
权利要求
1.一种用于给电池充电的系统，包括具有至少两个锂离子电池单元的电池组；控制器，基于代表电池组整体的计算的dV/dSOC来检测电池组的电压相对于充电状 态的变化率dV/dSOC，无需基于逐个电池单元地单独计算dV/dSOC ；其中在dV/dSOC达到预定值时终止充电。
2.如权利要求2所述的系统，其中所述电池组由串联连接的至少两个锂离子电池单元 构成。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述电池组是包括η节串联nS的组中的一个，其 中η至少为二并且不超过十。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括终止充电的微处理器。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器包括模拟电路。
6.如权利要求4所述的系统，其中所述微处理器是电池管理器。
7.如权利要求1所述的系统，其中dV/dSOC表示至少一个电池单元在电池单元中的 另一个之前达到预定值。
8.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被设置用于检测电池组内部组件的温 度，并且如果该温度超过预定的阈值就终止充电。
9.如权利要求8所述的系统，其中通过热敏电阻检测温度。
10.如权利要求1所述的系统，其中至少两个锂离子电池单元包括LiFei_yMnyP04，其 中y代表Mn的各种浓度。
11.一种电池充电器，包括包括锂离子电池单元的电池组；电路，所述电路基于表示电池组整体的dV/dSOC的计算来确定电池组的电压相对于 电池组充电状态的变化率dV/dSOC，无需基于逐个电池单元地单独计算dV/dSOC;以及其中在已达到预定的dV/dSOC时终止电池组的充电。
12.如权利要求11所述的电池充电器，其中所述充电器包括能够从AC或DC电源接 受输入电压的稳压开关电源。
13.如权利要求12所述的电池充电器，其中所述电源由微处理器控制。
14.如权利要求13所述的电池充电器，其中所述微处理器根据电池组的电压和电流的 读数来终止充电。
15.如权利要求11所述的电池充电器，进一步包括温度感测电路以监测电池组和充电 器中至少一个的温度。
16.如权利要求13所述的电池充电器，其中所述电压感测电路包括数字或模拟转换电 路中的至少一种。
17.如权利要求13所述的电池充电器，其中所述微处理器被耦合至电压感测电路以确 定电池组整体的串联电压。
18.如权利要求17所述的电池充电器，其中所述电池组的充电在至少一个锂离子电池 单元的dV/dSOC超过预定速率的条件下由所述微处理器终止。
19.如权利要求17所述的电池充电器，进一步包括温度感测电路以在确定所述电池组 的温度超过预定值时终止所述电池组的充电。
20.—种给电池组充电的方法，包括提供至少两个或更多个锂离子电池单元的电池组；基于表示电池组整体的计算的dV/dSOC来检测电压相对于充电状态的变化率dV/ dSOC，无需基于逐个电池单元地单独检测dV/dSOC ；将检测到的dV/dSOC和与所述电池组相关联的预定dV/dSOC相比较；以及 基于该比较终止所述电池组的充电。
21.如权利要求20所述的方法，其中如果检测到的dV/dSOC等于或者超过预定的 dV/dSOC，则终止所述电池组的充电。
22.如权利要求20所述的方法，进一步包括检测所述电池组的温度。
23.如权利要求22所述的方法，其中基于温度读数终止充电。
全文摘要
一种用于给电池充电的系统，包括具有至少两个锂离子电池的电池组。控制器基于将电池组作为整体表示的dV/dSOC计算值来检测电池组的电压相对于充电状态的变化率(dV/dSOC)，无需基于逐个电池单元地单独计算dV/dSOC。在dV/dSOC达到预定值时终止充电。
文档编号H02J7/04GK102027655SQ200980116991
公开日2011年4月20日 申请日期2009年3月31日 优先权日2008年3月31日
发明者C·M·霍夫 申请人:A123系统公司