用于为银锌蓄电池充电的充电器及方法

专利名称：用于为银锌蓄电池充电的充电器及方法
技术领域：
本发明涉及一种用于给蓄电池再充电的设备及一种用于给所述蓄电池充电的方法。
背景技术：
可再充电蓄电池在所属技术中为已知的且通常用于(例如)便携式电子装置中。 虽然常规的可再充电蓄电池为有用的，但易于对用于给所述蓄电池再充电的系统及方法做 出可增强或改进其使用寿命、搁置寿命及/或性能的改进。因此，所属技术中需要对用于给 蓄电池再充电的经改进的设备及用于给所述蓄电池充电的方法的开发。

发明内容
本发明提供一种锌碱性可再充电蓄电池组，其包括连接到再充电管理电路的多个 电化学电池，其中所述电化学电池中的每一者包括碱性电解液、阳极及阴极，所述碱性电解 液包括金属氢氧化物水溶液，所述阳极包括锌，所述阴极包括银、银的氧化物、银金属或其 组合；且连接到所述多个电化学电池的所述再充电管理电路包含处理器、连接到所述处理 器的第一电压检测器/控制器、连接到所述处理器的第二电压检测器/控制器及连接到所 述处理器的电流传感器，其中所述第一电压检测器/控制器、所述第二电压检测器/控制器 及电流传感器均连接到所述多个电化学电池。本发明的蓄电池组包含其中所述多个电化学电池进一步包括第一排电池及第二 排电池的那些蓄电池组，所述第一排电池包括三个电化学电池，所述第二排电池包括三个 电化学电池，其中所述电流传感器连接到所述第一排电池及所述第二排电池两者，所述第 一电压检测器/控制器连接到所述第一排电池，且所述第二电压检测器/控制器连接到所 述第二排电池。在其它实例性蓄电池组中，所述再充电管理电路进一步包括连接到所述第一电压 检测器/控制器及所述处理器的充电场效应晶体管以及连接到所述第二电压检测器/控 制器及所述处理器的放电场效应晶体管。所述再充电管理电路可界定接口的第一端，所述 第一端包括从所述充电场效应晶体管延伸的至少一个第一节点、从所述放电场效应晶体管 延伸的至少一个第二节点及从所述处理器延伸的串行通信总线。且所述第一节点及所述 第二节点可界定用于将所述再充电管理电路连接到外部装置的AC/DC转换器的构件，所述 AC/DC转换器耦合到电源；且所述串行通信总线可界定用于将所述再充电管理电路连接到 所述外部装置的主机控制器的构件。此外，所述再充电管理电路可界定用于检测所述多个 电化学电池中的至少一个电池的最大电压的构件、用于检测所述电池的最大充电容量的构件、用于在已将所述电池充电到大约所述最大电压时减小施加到所述电池的恒定电流的构件及/或用于在已将所述电池充电到大约所述最大充电容量时停止施加到所述电池的所 述恒定电流的构件。在其它蓄电池组中，用于检测所述多个电化学电池中的至少一个电池 的所述最大电压的实例性构件包括所述第一电压检测器/控制器及所述第二电压检测器/ 控制器中的一者或一者以上，且用于检测所述电池的所述最大充电容量的实例性构件包括 所述电流传感器。本发明的其它蓄电池组包括任选壳体及从所述壳体延伸的输入装置，其中所述输 入装置连接到所述处理器，且所述多个电化学电池中的至少一个电池的预置最大充电电压 及所述电池的预置最大充电容量被编程到所述处理器及所述串行通信总线中的一者或一 者以上中。实例性输入装置包含二进制控制器，其中所述二进制控制器包括按钮、触摸板、 鼠标、控制杆、键盘、操纵杆或轨迹球。此外，所述输入装置可界定用于操纵所述多个电化学 电池中的至少一个电池的所述预置最大电压及所述电池的所述预置最大充电容量中的一 者或一者以上的构件。本发明的另一方面提供一种用于给锌碱性可再充电蓄电池组充电的系统，其包 括主机装置，其包括AC/DC转换器及主机控制器；及壳体，其在接口处以可拆卸方式耦合 到所述主机装置，其中所述壳体包括多个电化学电池，其中每一电化学电池包括碱性电解 液、阳极及阴极，其中所述阳极包括锌，所述阴极包括银、银的氧化物、银金属或其任一组 合，且所述碱性电解液包括碱金属的氢氧化物水溶液；及再充电管理电路，其与所述主机装 置或所述壳体中的一者相关联，其中所述再充电管理电路连接到所述多个电化学电池，且 所述再充电管理电路包括处理器、连接到所述处理器的第一电压检测器/控制器、连接到 所述处理器的第二电压检测器/控制器及连接到所述处理器的电流传感器，其中所述第一 电压检测器/控制器、所述第二电压检测器/控制器及电流传感器均连接到所述多个电化 学电池。在数个实施例中，所述多个电化学电池包括第一排电化学电池及第二排电化学电 池，所述第一排电化学电池包括三个电化学电池，所述第二排电化学电池包括三个电化学 电池，其中所述电流传感器连接到所述第一排电池及所述第二排电池两者，所述第一电压 检测器/控制器连接到所述第一排电池，且所述第二电压检测器/控制器连接到所述第二 排电池。 在其它实施例中，所述再充电管理电路进一步包括连接到所述第一电压检测器/ 控制器及所述处理器的充电场效应晶体管以及连接到所述第二电压检测器/控制器及所 述处理器的放电场效应晶体管。此外，所述再充电管理电路可安置于所述壳体内且界定接 口的第一端，所述第一端包括从所述充电场效应晶体管延伸的至少一个第一节点、从所述 放电场效应晶体管延伸的至少一个第二节点及从所述处理器延伸的串行通信总线。在数个 实例中，所述第一节点及所述第二节点界定用于将所述再充电管理电路连接到外部装置的 AC/DC转换器的构件，所述AC/DC转换器耦合到电源，其中所述串行通信总线界定用于将所 述再充电管理电路连接到所述外部装置的主机控制器的构件。 在其它实施例中，所述再充电管理电路界定用于检测所述多个电化学电池中的至 少一个电池的最大电压的构件、用于检测所述电池的最大充电容量的构件、用于在已将所 述电池充电到大约所述最大电压时减小施加到所述电池的恒定电流的构件及用于在已将所述电池充电到大约所述最大充电容量时停止施加到所述电池的所述恒定电流的构件。所 述用于检测所述多个电化学电池中的所述电池的所述最大电压的构件可包括所述第一电 压检测器/控制器及所述第二电压检测器/控制器中的一者或一者以上，其中用于检测所 述电池的最大充电容量的构件包括所述电流传感器。本发明的其它蓄电池组进一步包括输入装置，其从所述主机装置的所述主机控制 器及所述壳体的所述处理器中的一者或一者以上延伸，其中所述多个电化学电池中的至少 一个电池的预置最大充电电压及所述电池的预置最大充电容量被编程到所述处理器及所 述串行通信总线中的一者或一者以上中。数个输入装置包含二进制控制器，其中所述二进 制控制器包含按钮、触摸板、鼠标、控制杆、键盘、操纵杆或轨迹球。所述输入装置可界定用 于操纵所述多个电化学电池中的至少一个电池的所述预置最大电压及所述电池的所述预 置最大充电容量中的一者或一者以上的构件。实例性主机装置包含桌上型计算机工作站、 膝上型计算机工作站、便携式音乐播放器、便携式视频播放器、蜂窝式电话、数码相机、全球 定位系统装置中的一者或一者以上。
本发明的另一方面提供一种用于给锌碱性可再充电蓄电池组充电的方法，其包括 以下步骤提供多个电化学电池，其中每一电池包括碱性电解液、阳极及阴极，其中所述阳 极包括锌，所述阴极包括银、银的氧化物、银金属或其任一组合，且所述碱性电解液包括碱 金属的氢氧化物水溶液；提供连接到所述多个电化学电池的再充电管理电路，其中所述再 充电管理电路经提供以用于检测所述多个电化学电池中的至少一个电池的电压、检测所述 电池的充电容量、在已将所述电池充电到大约最大电压时减小施加到所述电池的恒定电流 及在已将所述电池充电到大约最大容量时停止施加到所述电池的所述恒定电流。本发明的数个方法任选地包含额外步骤，例如，在所述减小恒定电流步骤之后且 在所述停止所述恒定电流步骤之前，所述方法进一步包括以下步骤确定所述所检测的电 压是否等于或大于所述最大电压，且如果所述所检测的电压等于或大于所述最大电压，那 么进一步减小施加到所述多个电化学电池中的所述至少一个电池的所述恒定电流；进一步 检测所述电池的所述充电容量以确定是否已将所述电池充电到大约最大容量；及循环所述 确定步骤及所述进一步检测步骤，直到已将所述电池的所述充电容量充电到大约所述最大 容量，且在将所述电池充电到大约所述最大容量之后，使所述方法前进到所述停止步骤。其 它步骤包含提供用于准许所述再充电管理电路与主机装置介接的接口 ；及界定所述再充电 管理电路以包含所述接口的第一端，其中所述接口的所述第一端包括一个或一个以上节 点，其从所述再充电管理电路延伸以用于将所述再充电管理电路与所述主机装置的AC/DC 转换器介接；及至少一串行通信总线，其从所述再充电管理电路延伸以用于将所述再充电 管理电路与所述主机装置的主机控制器介接。数个方法还包含提供输入装置，所述输入装 置连接到所述再充电管理电路以用于操纵所述多个电化学电池中的至少一个电池的所述 最大容量。本发明的另一方面提供一种用于给锌碱性可再充电蓄电池组充电的方法，其包括 以下步骤提供多个电化学电池，其中每一电化学电池包括碱性电解液、阳极及阴极，其中 所述阳极包括锌，所述阴极包括银、银的氧化物、银金属或其任一组合，且所述碱性电解液 包含碱金属的氢氧化物水溶液；提供所述多个电化学电池中的至少一个电池的用户界定的 目标容量；测量至少一个电化学电池的开路电压；确定所述开路电压是大于还是小于开路电压值；及计算用于给所述电化学电池充电的时间周期；以及根据所述所提供的用户界定 的目标容量限定所述电化学电池的充电周期。在数个方法中，开路阈值电压值为约1.7V。 在其它方法中，所述电压阈值为约1.9V。数个方法进一步包括以下步骤向所述电化学电池施加充电电流；及确定用于使所述电池达到电压阈值的时间量。其它方法进一步包括以下步骤通过利用第一方程式及 第二方程式中的一者计算所述电化学电池的放电深度，其中如果所述所确定的开路电压大 于阈值开路电压值，那么利用所述第一方程式，且如果所述所确定的开路电压小于所述阈 值开路电压值，那么利用所述第二方程式。适用于本方法的其它步骤包含通过利用所述所 计算的放电深度、所述所确定的时间量、及所述所施加的充电电流来计算所述多个电化学 电池中的至少一个电化学电池的充电状态。可通过利用所述所提供的用户界定的目标容 量、所述所计算的充电状态及所述所施加的充电电流来实施所述计算所述时间周期步骤。


现在将参照附图以举例说明方式描述本发明，附图中图1为根据本发明实例性实施例耦合到主机装置的可再充电蓄电池组的示意图；图2为根据本发明实例性实施例用于给图1的可再充电蓄电池组充电的算法的逻 辑流程图；图3为描绘根据本发明实例性实施例的可再充电蓄电池组的标称电压及电流充 电特性的图形；图4为根据本发明实例性实施例用于给图1的可再充电蓄电池组充电的算法的逻 辑流程图；图5为根据本发明实例性实施例耦合到主机装置的可再充电蓄电池组的示意图；图6为根据本发明实例性实施例耦合到主机装置的可再充电蓄电池组的示意图；图7为根据本发明实例性实施例耦合到主机装置的可再充电蓄电池组的示意图；图8为根据本发明实例性实施例耦合到主机装置的可再充电蓄电池组的示意图；图9为根据本发明实例性实施例耦合到主机装置的可再充电蓄电池组的示意图；图10为描绘根据本发明实例性实施例的可再充电蓄电池组的充电及放电曲线的 图形说明；图11为根据本发明实例性实施例用于给可再充电蓄电池组充电的算法的流程 图；图12为根据本发明实例性实施例的多个可再充电蓄电池组的多个充电曲线的曲 线图，每一可再充电蓄电池组包含约10%的剩余电荷到约100%的剩余电荷；图13为根据本发明实例性实施例的多个可再充电蓄电池组的多个充电曲线的曲 线图，每一可再充电蓄电池组包含约50%的剩余电荷到约100%的剩余电荷；图14为根据本发明实例性实施例的多个可再充电蓄电池组的多个充电曲线的曲 线图，每一可再充电蓄电池组包含约10%的剩余电荷到约40%的剩余电荷；图15为根据本发明实例性实施例的根据图12的曲线图横越1. 9V电压阈值所需 要的时间量的曲线图；图16为根据本发明实例性实施例图15中所绘制的曲线的一部分；
图17为根据本发明实例性实施例图15中所绘制的曲线的一部分；且图18为根据本发明实例性实施例包含与图12到17的曲线图相关的数据的表。
具体实施例方式所述各解说明根据本发明实施例的可再充电蓄电池及用于给 所述可再充电 蓄电池充电的方法的实例性实施例。基于前文，通常理解，本文中所使用的命名法仅出于方 便性目的且用于描述本发明的术语应被赋予所属领域的技术人员所理解的最广泛的意义。参照图1，通常以10显示根据本发明实例性实施例的蓄电池组。蓄电池组10可以 可拆卸方式耦合到根据本发明实例性实施例通常以75显示的主机装置并为其提供电力。在一实施例中，蓄电池组10具有介于所述蓄电池组的额定容量的约0%与约 100%的范围之间的充电容量。当称蓄电池组10被完全充电时，所述充电容量可以处于或 大约100%。在将蓄电池组10耦合到主机装置75且为其提供电力之后，蓄电池组10的充 电容量可耗尽或减小到小于其额定容量的大约100%。可通过给蓄电池组10再充电将蓄电 池组10的充电容量从耗尽的或减小的充电容量再补充回到任一所需的充电容量；如此，蓄 电池组10可称为可再充电蓄电池组10。在一实施例中，出于给可再充电蓄电池组10再充电的目的，可将能量递送到可再 充电蓄电池组10。在前述揭示内容中更详细地解释用于给可再充电蓄电池组10充电的方 法。在一实施例中，可再充电蓄电池组10可包含本体或壳体12。此本体/壳体12可 为刚性的。安置于壳体12内的可以是多个电池14。在一实施例中，多个电池14中的每一 电池14a到14f可称为电化学电池、电流电化学电池等。在一实施例中，电化学电池为具有两个电极(即，阳极及阴极)以及电解液(即， 起促进电子及阳离子的迁移作用的导电介质的作用的物质)的电池。电解液可包含材料混 合物，例如碱性剂的水溶液。一些电解液还可包括添加剂，例如包含硼酸盐、磷酸盐等的缓 冲液。在一实施例中，将了解，一些电化学电池(例如金属-空气电池)不限于包含两个电 极且可包含(例如)三个电极，其中空气电极为分裂式(即，空气电极还原氧且在放电时释 放氧)。在一实施例中，多个电池14中的每一电池14a到14f包含具有包括以下各项的阴 极的至少一个电化学电池(a)银，(b)银的氧化物，(c)银金属，或其任一组合。在一实施 例中，多个电池14中的每一电池14a到14f包含具有包括锌的阳极的至少一个电化学电 池。在一实施例中，多个电池14中的每一电池14a到14f包含包括碱性金属的氢氧化物水 溶液的碱性电解液。在一实施例中，所述电解液可包括Li0H、Na0H、K0H、Cs0H、Rb0H或其任 一组合。在一实施例中，多个电池14可以任一所需方式布置以界定一个或一个以上排的 电池16a、16b。在一实施例中，多个电池14可分组成第一排电池16a及第二排电池16b。在 一实施例中，第一排电池及第二排电池16a、16b中的每一者均可包含分别以14a到14c及 14d到14f显示的串联布置的三个电池。虽然多个电池14经分组以包含各自具有三个电池 14a到14c、14d到14f的两排电池16a、16b，但应了解多个电池14不限于包含特定布置或 特定数目的电池排16a、16b或特定数目的个别电池14a到14c、14d到14f且可在任何所需数目的电池排16a、16b具有任何量的个别电池群组14a到14c、14d到14f的情况下实践本 发明。在一实施例中，以可控制方式给多个电池14再充电。在一实施例中，可再充电蓄 电池组10可包含根据本发明实施例通常以18显示的再充电管理电路。在一实施例中，多 个电池14通过一个或一个以上节点20a到20c连接到再充电管理电路18。在一实施例中，可再充电蓄电池组10在接口 22处以可拆卸方式耦合到主机装置 75。在一实施例中，可再充电蓄电池组10可包含从再充电管理电路18延伸以界定接口 22 的第一端26的一个或一个以上节点24a到24c。通常以 77显示通向主机装置75的电路 79的接口 22的第二端。在一实施例中，主机装置75的电路79可连接到根据本发明实施例 通常以AC显示的主电力系统。在一实施例中，再充电管理电路18具有实施(例如)图2中显示的新颖充电算法 S. 100的能力。参照图2，算法S. 100包含在步骤S. 101处检测可再充电蓄电池组10的开 路最大电压的步骤。在一实施例中，多个电池14可包含锌-氧化银电池；如此，最大电压可 小于大约3. OV。如本文中所使用，“最大电压”、“最大充电电压”、“开路最大电压”及“开路电压阈 值”可互换使用且指代可给电化学电池充电的最大电压。在数个实例中，‘最大电压’可等 于“额定电压”(其为可在不影响电化学电池的既定效用的情况下给所述电池充电的最大 电压)，或者最大电压可由蓄电池用户选择。举例来说，在适用于便携式电子装置中的数个 银_锌电化学电池中，最大电压小于大约3. OV (例如，小于大约2. 8V,小于大约2. 5V，大约 2. 3V或者小于或大约2. 0V)。在其它蓄电池(例如，适用于便携式电子装置中的锂离子蓄 电池)中，最大电压小于大约15. OV (例如，小于大约13. OV或大约12. 6V或更小)。蓄电池 的最大电压可根据构成蓄电池的有用寿命、蓄电池的搁置寿命、蓄电池的电力要求、蓄电池 中电极的配置及蓄电池中所使用的活性材料的量的充电循环的数目而变化。算法S. 100还包含在步骤S. 102处用大致恒定的电流给可再充电蓄电池组10充 电。参照图3，在一实施例中，最大电压可为大约等于1.95V且恒定电流可为大约0.3A，此 通常以图形的区段Al显示。在一实施例中，图形的区段Al可称为算法S. 100的“恒定电 流”模式。如本文中所使用，“恒定电流”或“恒定充电电流”指代到蓄电池电极的正电荷的流 率。恒定电流为正电荷的大致恒定的流率。举例来说，恒定电流可意指正电荷的流率变化 不会多于10% (例如，多于5%，多于2%，多于1%，或多于0.5% )。举例来说，恒定电流 可为(例如)0.5士0.05安。参照图2，在步骤S. 102之后，算法S. 100包含在步骤S. 103处监视可再充电蓄电 池组10以检测可再充电蓄电池组10的充电容量(即，充电状态)及电压并在步骤S. 104 处当将可再充电蓄电池组10充电到大约其最大电压时减小恒定电流。参照图3，恒定电流 可连续地或以大约(例如)ImA到大约120mA的递增步长减小，此通常以图形的区段A2显 示。在一实施例中，如果主机装置75包含(例如)膝上型计算机工作站，那么恒定电流可 连续地或逐步地(例如大约IOOmA的步长)减小。在一实施例中，图形的区段A2可称为算 法S. 100的“恒定电压”模式。参照图2，在步骤S. 104之后，算法S. 100包含在步骤S. 105处向所述蓄电池组施加当前经调整的恒定电流并在步骤S. 106处确定是否已将可再充电蓄电池组10充电到其 最大容量。一旦达到了可再充电蓄电池组10的最大容量，算法S. 100即包含在步骤S. 109 处步骤停止恒定电流，此通常以图3的图形的区段A3显示。一种确定是否已达到组10的 最大容量的方法为移除充电电流并监视蓄电池的开路电压。如果开路电压保持高于预定最 大电压达预定时间周期，那么已将蓄电池充电到其最大容量。如本文中所使用，“最大容量”及“最大充电容量”可互换使用且指代在至少一个充 电循环中可将蓄电池充电到的最大电能容量。最大容量的值为大约OAh (安培/小时或安/ 时)到小于蓄电池的理论容量的容量的范围中的值。最大容量可由蓄电池制造商确定，或 在一些情形中，其可由用户(例如，人、软件或固件)确定。在步骤S. 104处，将了解，短语“大约其最大电压”可意指在(例如)囊括最大电 压的电压范围内的电压。在一实施例中，囊括最大电压的范围可包含大致等于但略小于最 大电压的电压下限及大致等于但略大于最大电压的电压上限。因此，将了解，算法S. 100还 可包含步骤S. 107及S. 108以确定可再充电蓄电池组10的所检测到的电压(在一实施例 中)是否在所述电压范围内。如此，如果确定已将可再充电蓄电池组10的电压充电到在 (例如)所述电压范围内的电压(即，在步骤S. 107处)，那么可进一步减小恒定电流(即， 在步骤S. 108处)以将所述电压减小到低于(例如)所述电压范围的电压下限的值。将了 解，可循环步骤S. 105到S. 08以进一步调整电压及恒定电流直到在步骤S. 106处将可再充 电蓄电池组10充电到大约最大容量，其中退出所述循环以在步骤S. 109处停止所述恒定电 流。然而，将了解，再充电管理电路18不限于算法S. 100。在一实施例中，再充电管理电路 18可包含根据本发明实例性实施例在图4中通常以S. 200显示的替代新颖算法。在一实施 例中，算法S. 200包含步骤S. 201到S. 209。然而，不是如步骤S. 107处所描述的对为大约 最大电压的电压进行监视，而是步骤S. 207对大约等于或超过可再充电蓄电池组10的最大 电压的电压进行监视。参照图4，步骤S. 207 (在步骤S. 206之后)确定可再充电蓄电池组10的电压电平 是否等于或超过可再充电蓄电池组10的最大电压。如果所述电压等于或超过可再充电蓄 电池组10的最大电压，那么使算法S. 200前进到步骤S. 208，使得进一步减小恒定电流以减 小可再充电蓄电池组10的电压。接着，在步骤S. 208之后，使算法S. 200返回到其中向可 再充电蓄电池组10施加进一步减小的恒定电流的步骤S. 205。接着，使算法S. 200从步骤 S. 205前进到步骤S. 206。在一实施例中，将了解，将循环步骤S. 206到S. 207直到可再充电蓄电池组10的电压小于但大约等于可再充电蓄电池组10的最大电压。因此，在一实施例中，可一次或一 次以上减小所述恒定电流直到所述电压大致等于但略小于所述最大电压。一旦如上所描述 循环算法S. 200且当将可再充电蓄电池组10充电到大约最大容量，即使算法S. 200前进到 其中停止减小的/进一步减小的恒定电流的步骤S. 209。虽然以上将数个算法S. 100,S. 200描述为包含多个步骤S. 101到S. 109及S. 201 到S. 209，但将了解算法S. 100,S. 200不限于以上所描述的步骤。在一实施例中，举例来说， 可包含一个或一个以上额外步骤以进一步增加可再充电蓄电池组10的寿命、效率等。举例 来说，当可再充电蓄电池组10包括多个电池14时，算法S. 100,S. 200可包括通过分路多个 电池14中已被充电到最大电压的一个或一个以上电池14a到14f的电流来使多个电池14中的每一电池14a到14f平衡的额外步骤。因此，将了解，可在不背离与每一算法S. 100、 S. 200相关联的广泛概念的情况下为每一算法S. 100、S. 200提供额外步骤。参照图5，显示根据本发明实施例的可再充电蓄电池组10的示意图。在一实施例 中，再充电管理电路18可包含处理器28。在一实施例中，处理器28可包含通常以30显示 的存储器。在一实施例中，处理器28可包含用于执行以上所描述的算法S. 100,S. 200中的 一者或一者以上的逻辑。
器32可通过 一个或一个以上节点34连接到处理器28。在一实施例中，电流传感器32可通过一个或一 个以上节点20a连接到第一及第二排电池16a、16b中的每一者。在一实施例中，再充电管理电路18可包含第一电压检测器/控制器电路36。第一 电压检测器/控制器电路36可通过一个或一个以上节点38连接到处理器28。在一实施 例中，第一电压检测器/控制器电路36可通过一个或一个以上节点20b连接到第一排电池 16a。在一实施例中，电压检测器/控制器电路36测量多个电化学电池14中的电池14a到 14c中的一者或一者以上的电压并将来自电池14a到14c中的一者或一者以上的电压信息 传递到处理器28。 在一实施例中，再充电管理电路18可包含第二电压检测器/控制器电路40。第二 电压检测器/控制器电路40可通过一个或一个以上节点42连接到处理器28。在一实施 例中，第二电压检测器/控制器电路40可通过一个或一个以上节点20c连接到第二排电池 16b。在一实施例中，电压检测器/控制器电路40确定多个电化学电池14中的电池14d到 14f中的一者或一者以上的电压并将来自电池14d到14f中的一者或一者以上的电压信息 传递到处理器28。在一实施例中，再充电管理电路18可包含充电场效应晶体管(FET) 44及放电FET 46。在一实施例中，第一电压检测器/控制器36及第二电压检测器/控制器40两者分别 借助每一 FET的节点48及50连接到充电FET 44及放电FET 46。在一实施例中，充电及放 电FET 46,50中的每一者可通过一个或一个以上节点52、54连接到处理器28。在功能上， 如果检测到错误/故障状况(例如，过电压、过电流等)，那么第一或第二电压检测器/控制 器36、40或处理器28将关断充电及放电FET 44,46两者以防止对可再充电蓄电池组10的 损坏。将了解，在一实施例中，处理器28以及第一及第二电压检测器/控制器36、40中的 一者或一者以上可通过关断充电及放电FET 44、46两者而工作；然而，将了解，在一实施例 中，处理器28可通过导通充电及放电FET44、46两者而工作。在一实施例中，可借助采用模 拟或数字技术的离散组件或集成电路来实施第一及第二电压检测器/控制器36、40。在一实施例中，一个或一个以上节点24a从充电FET 44延伸以界定接口 22的第 一端26的一部分。在一实施例中，一个或一个以上节点24b从放电FET 46延伸以界定接 口 22的第一端26的一部分。在一实施例中，一个或一个以上节点24a、24b连接到主机装 置75的电路79的AC/DC转换器81。AC/DC转换器81连接到主电力系统AC。在一实施例中，一个或一个以上节点24c从处理器28延伸以界定接口 22的第一 端26的一部分。在一实施例中，一个或一个以上节点24c可包含连接到主机装置75的电 路79的主机控制器83的串行通信总线。在一实施例中，处理器28可包含依从TEXAS INSTRUMENTS SBS的气压计IC (部件号BQ2084-DBT)，其适于与第一及第二电压检测器/控制器36、40 —起使用。在功 能上，处理器28监视多个电池14的容量及其它参数并经由串行通信总线24c将这些性质 传递到主机控制器83。可以多个电池14的性质(例如，其最大电压、最大充电电流、最大容 量等)编程处理器28的存储器30。在一实施例中，第一及第二电压检测器/控制器36、40可包含 TEXAS INSTRUMENTS 保护模拟前端IC(部件号BQ29312)，其与充电及放电FET 44,46 以及电流传感器32协作地操作。在一实施例中，充电及放电FET 44、46可包含可从国际整 流器公司(International Rectifier Company)购得的电晶体开关(部件号IRF7328)。在 一实施例中，电流传感器32可包含感测电阻器、库仑计数器等。在一实施例中，当起始用于给可再充电蓄电池组10再充电的充电循环时，处理器 28将最大充电容量传递到主机控制器83。在将可再充电蓄电池组10与主机装置75介接 之前，主机控制器83不具有关于可再充电蓄电池组10的特性的数据。举例来说，如果所述 可再充电蓄电池组包含如上所描述的多个银-锌电化学电池14，处理器28将把关于多个 银-锌电化学电池14的状态信息及其它蓄电池规格(统称为“元数据”，例如最大充电容 量、充电电流、充电状态等)传递到主机装置75。因此，主机控制器83又可将所述元数据传 递到主机装置75的中央处理单元(未显示)以接通/断开再充电管理电路18并确定可再 充电蓄电池组10是否为可与主机装置75介接的已认可的型号/类型。如上所描述，可以 在主机控制器83不提供最大容量时使用的默认最大容量来编程处理器28。在一实施例中，可以多个电池14中的每一电池14a到14f的最大电压编程第一及 第二电压检测器/控制器36、40。在一实施例中，未经调节的充电电流从主电力系统AC流 动到AC/DC转换器81，所述AC/DC转换器将DC电流提供到第一及第二电压检测器/控制 器36、40。在一实施例中，当将给多个电化学电池14中的一者或一者以上充电时，充电FET 44,46由处理器28 (借助节点48、50)导通，且在一实施例中，当完成充电循环时，处理器28 将关断充电FET 44、46。在一实施例中，处理器28及电压检测器/控制器36、40两者可在 任何时间关断充电及放电FET 44、46，例如，当发生错误/故障状况时。在一实施例中，在电池14a到14f正充电时，第一及第二电压检测器/控制器36、 40监视多个电池14中的每一电池14a到14f中的电压(即，在一实施例中，电压监视器包 括第一及第二电压检测器/控制器36、40)。在一实施例中，当将一个或一个以上电池14a 到14f但少于所有电池14a到14f充电到其最大电压阈值时，处理器28借助电压检测器 /控制器36、40啮合旁路，所述旁路使电流转向远离具有最大电压的一个或一个以上电池 14a到14f而具有小于最大电压的电压的一个或一个以上电池14a到14f继续充电。在一 实施例中，当电池14a到14f中的每一者被充电到其最大电压但保持小于最大容量时，第一 及第二电压检测器/控制器36、40减小充电电流以影响电压降且继续给多个电池14充电。在一实施例中，电流传感器32检测蓄电池电流，所述信息由处理器28读取。在一 实施例中，将所述蓄电池电流信息编码成电模拟信号。在一实施例中，所述蓄电池电流由处 理器28读取，其中处理器28将所述电流对时间积分以确定总库仑。又可使用总库仑来确 定是否/何时将多个电池14充电到其最大容量。在达到最大容量之后，处理器28啮合充 电及放电FET 44,46以停止流动到多个电池14的电流。在一实施例中，电流传感器32为 高精度低欧姆电阻器。
将了解，与可再充电蓄电池组10相关联的再充电管理电路18适用于给任一适合 蓄电池(例如，具有通信总线的辅助蓄电池)充电或再充电。在一实施例中，所述通信总线 可附接到所述蓄电池。在一实施例中，主机控制器83或处理器28可将例如蓄电池的最大 电压及/或最大容量等信息存储于软件及/或固件中。在一实施例中，还可以包含例如充 电电流值、充电循环中发生的每一递增电流减小的一个或一个以上数量值及描述蓄电池的 物理性质的其它信息等信息来编程主机控制器83或处理器28。在一实施例中，为起始蓄电 池的充电，再充电管理电路18读取存储于主机控制器83或处理器28中的包含至少最大电 压的信息。在一实施例中，再充电管理电路18结合上述充电算法中的任一者使用至少最大电压，且再充电管理电路18根据所述充电算法(例如，图2及4中的S. 100或S. 200)使用 其电压监视器、容量监视器及电压检测器/控制器来实施蓄电池充电或再充电。在此类蓄 电池管理系统中，所述电压监视器及所述容量监视器与所述电压检测器/控制器通信。虽然已将再充电管理电路18描述为与可再充电蓄电池组10相关联，但将了解以 上揭示内容图解说明可再充电蓄电池组10的实施方案的实施例。在替代实施例中，再充电 管理电路18可与独立蓄电池充电器装置、主机装置75等相关联。参照图6，以100显示根据本发明实施例的可再充电蓄电池组。在一实施例中，可 再充电蓄电池组100以大致类似于以上所描述的可再充电蓄电池组10的方式操作。然而， 可再充电蓄电池组100因包含通常以102显示的输入装置而不同于可再充电蓄电池组10。 参照图7，输入装置102可通过节点104连接到处理器28，在一实施例中，输入装置102可包含按钮、触摸板、鼠标、控制杆、键盘、操纵杆、轨 迹球或允许用户操纵再充电管理电路18的算法S. 100,S. 200的类似装置。在一实施例中， 算法S. 100、S. 200的操纵可包含对最大容量设置的调整。在一实施例中，可再充电蓄电池装置10、100的最大容量可由制造商根据行业标 准选择及设置。因此，如果用户希望通过不将可再充电蓄电池组100充电到制造商的最大 容量设置而延长可再充电蓄电池组100的寿命，那么所述用户可通过借助输入装置102操 纵算法S. 100、S. 200来选择性地减小最大容量设置。在替代实施例中，将了解，算法S. 100、S. 200的操纵不限于从可再充电蓄电池组 100延伸的输入装置102 ；在一实施例中，输入装置85可与主机装置75 —起提供。在一实 施例中，主机装置75的输入装置85可连接到主机控制器83。或者，在一实施例中，算法 S. 100、S. 200的操纵可由软件、固件等选择。参照图8，主机装置75可包含桌上型计算机工作站。在一实施例中，可再充电蓄电 池组10、100可经由以上所描述的接口 22连接到桌上型计算机工作站75。在一实施例中， 桌上型计算机工作站75的输入装置85可包含键盘87等。在一实施例中，可在桌上型计算 机工作站75的监视器89上显示最大容量设置的操纵。参照图9，在替代实施例中，主机装置75可包含膝上型计算机工作站。在一实施例 中，可再充电蓄电池组10、100可安置于膝上型计算机工作站75的蓄电池腔内。在一实施 例中，输入装置102可从可再充电蓄电池组100延伸，从而接近膝上型计算机工作站75的 侧91。如以上所类似描述，膝上型计算机工作站75的输入装置85可包含包括键盘、鼠标触 摸板87等的输入装置85。在一实施例中，可在膝上型计算机工作站75的监视器89上显示 最大容量设置的操纵。
参照图10，显示描绘根据本发明实例性实施例的可再充电蓄电池组100的充电及放电曲线的图形。在一实施例中，通常以I显示电流曲线，通常以V显示电压曲线，通常以 C显示充电曲线。在一实施例中，图10的图形以Bi、B2及B3图解说明根据本发明实施例 的三个充电-放电循环。在一实施例中，根据电流曲线I，每一充电-放电循环Bl到B3包含与大约0. 3A的 恒定充电电流及大约-0. 4A的恒定放电电流相关联的子部分。在一实施例中，当恒定电流 曲线I为高(B卩，大约0. 3A)时，充电曲线C由正斜率界定，且当恒定电流曲线I为低(即， 大约-0.4A)时，充电曲线C由负斜率界定。在一实施例中，电流曲线I为高的时间周期可由用户通过使用以上所描述的输入 装置85、102来控制。因此，如第一充电-放电循环Bl中所见，用户可借助输入装置85、102 将充电周期设置成达大约三个小时(即，小时167到小时171)；如此，当主机装置75由用户 启动以供使用时，给可再充电蓄电池组100放电的时间周期为大约三个小时(即，小时171 到小时174)。参照第二充电-放电循环B2，用户希望实现对主机装置75的较大周期的使用；如 此，用户将充电周期设置成达大约六个小时(即，小时174到小时180)。由于给可再充电蓄 电池组100充电达比充电-放电循环Bl中长的时间周期，用户能够提高可再充电蓄电池组 100的容量且因此增加可用于操作主机装置75的电力量。如所图解说明，给可再充电蓄电 池组100充电大约六个小时的净结果会产生大约四个小时(S卩，小时180到小时184)的主 机装置75的可用电力。虽然上述实施例图解说明桌上型或膝上型计算机工作站作为主机装置75，但将了 解主机装置75不限于桌上型或膝上型计算机工作站。在一实施例中，主机装置75可包含 (例如)便携式音乐播放器、便携式视频播放器、蜂窝式电话、数码相机、全球定位系统装置 或其任一组合。现在参照图11到20，描述根据本发明实施例用于给可再充电蓄电池组10、100充 电的方法。所述方法通常防止响应于由用户通过(例如)输入装置85、102中的一者或一 者以上键入的所需目标容量(Ct)而使可再充电蓄电池组100过度充电。因此，所述方法通 常(a)确定蓄电池中存在的电荷量，(b)接收由用户键入的所需目标容量(Ct),及(c)确定 给可再充电蓄电池组100充电所需要的剩余充电时间量(、)。在一实施例中，图11处通常以S. 300显示根据本发明实施例的算法。在一实施例 中，算法S. 300通过以下步骤而与给可再充电蓄电池组10、100充电有关a)在步骤S. 301 到S. 306处确定将蓄电池放电到的当前程度(即，放电深度(DOD))，b)在步骤S. 307处计 算充电状态(S0C)，及c)在步骤S. 308处通过接收作为可(例如)通过输入装置85、102提 供的用户界定的输入的目标容量根据所述SOC计算剩余充电时间。在步骤S. 301处，测量时间0. 00小时处的开路电压(OCV)。根据剩余电荷量[即， 放电深度(DOD)]，可再充电蓄电池组100中的每一电池在名义上可为两个可能电压(例如， 1.6V OCV或1.86V 0CV)中的一者。将了解，在一实施例中，由于可再充电蓄电池组10可 包含串联连接的多个电化学电池14，因此可根据可再充电蓄电池组10的设计中包含多个 电化学电池14中的多少个电池14a到14f而以对应方式个别地或加合地检测多个1. 6V及 186V 的 OCV。
参照图12，解释OCV与SOC之间的关系。在一实施例中，多个SOC曲线显示于图 12中且是基于跨越多个银-锌电池14存在的相应0CV。所属领域的技术人员将了解，多个 银-锌电池14的化学性质(S卩，氧化银状态)取决于S0C。举例来说，具有较高SOC电荷电 平的多个银-锌电池14被称为处于具有大约1.86V的OCV的AgO氧化银状态中。相反地， 当多个银_锌电池14具有较低SOC电荷电平时，其被称为处于具有大约1. 6V的OCV的A&0 氧化银状态中(即，较深DOD导致较低S0C，因为可再充电蓄电池组10中留下较少电荷)。 在一实施例中，通常以“群组Ι-AgO”显示具有大约1. 86V的OCV的第一曲线群组。在一实 施例中，通常以“群组2-Ag20”显示具有大约1. 6V的OCV的第二曲线群组。一旦确定了 0CV，算法S. 300就前进到其中向可再充电蓄电池组100施加充电电 流(i。)的步骤S. 302。电流传感器32可以是无源电流传感器或其可以是在步骤S. 303处 测量电流或库仑计数的有源装置。
在于步骤S. 302到S. 303处施加充电电流(i。)并监视电压之后，处理器28在步骤 S. 304处监视将可再充电蓄电池组100再充电到每电池约1. 9V的最大电压所花费的时间 (tc)。参照图13，“群组2”曲线各自根据DOD而在不同时间周期处横越1.9V0CV阈值。类 似地，参照图14，“群组1”曲线各自在不同时间周期处横越1.9V OCV阈值。此外，将了解， 当与“群组2”曲线的特性相比时，“群组1”曲线不包含极化峰值PP。可根据从图15处所示的“校验标记”曲线图外推的两个线性方程式确定使可再充 电蓄电池组100达到1. 9V阈值所需要的时间量。在一实施例中，“校验标记”曲线图包含负 斜率部分NS及正斜率部分PS。在一实施例中，负斜率部分NS通常与“群组1”曲线相关联 且正斜率部分PS通常与“群组2”曲线相关联。在一实施例中，如图16中所见，负斜率部分 NS通常由以下所示的方程式(1)界定，且在一实施例中，如图17中所见，正斜率部分PS通 常由以下所示的方程式(2)界定。y = -47. 01x+19. 50 (1)y = 130. 2χ_59· 38 (2)参照图15及18，当先前已将可再充电蓄电池组100放电约10%时，在可再充电蓄 电池组100达到1. 9V的最大电荷之前需要约14. 5分钟。根据“校验标记”曲线，当先前将 可再充电蓄电池组100放电到约40%时，用以达到1. 9V的最大电荷的时间量减小到大约 0.5分钟。当先前将可再充电蓄电池组100放电到约100%时，所述时间量增加到高达约 71. 5分钟。接下来，在步骤S. 305处，通过确定根据步骤S. 301确定的OCV是否小于或大于 (例如)1. 7V来起始用于计算DOD的程序。将了解，1. 7V的值是出于分析多个银_锌电池 14的目的而选择且所述值可针对具有不同于银-锌的化学性质的多个电池14而不同。然 而，即使开始电压可针对不同化学性质的蓄电池而不同，但本文中所揭示的方法及系统可 直接应用于非银-锌蓄电池化学性质。举例来说，如果OCV被确定为大于1. 7V(即，约1. 86V)，那么使算法S. 300前进到 步骤S. 306a以根据以下所示的方程式(3)计算具有AgO氧化银状态的多个银-锌电池的 D0D。相反地，举例来说，如果OCV被确定为小于1. 7V( S卩，约1. 6V)，那么使算法S. 300前进 到步骤S. 306b以根据以下所示的方程式(4)计算具有Ag2O氧化银状态的多个银-锌电池 的 D0D。
DOD > L 7V = - (tc-20) /47 (3)D0D<17V =-(tc_60)/130 (4)在于步骤S. 306a、S. 306b中的任一者处计算DOD之后，使算法S. 300前进到其中 计算SOC的步骤S. 307。在一实施例中，SOC通常由以下方程式(5)界定，所述方程式包含 来自步骤S. 302的所施加的充电电流(i。)、来自步骤S. 3. 04的达到1. 9V阈值所需要的时 间量及根据步骤S. 306a/S. 306b计算的DOD。SOC = (1-D0D)+tc*ic (5)一旦在步骤S. 307处计算了 S0C，即使算法S. 300前进到其中根据以下方程式(6) 计算达到最大容量之前的剩余充电时间(、)的步骤S. 308。在一实施例中，根据通过输入 装置85、102中的一者或一者以上键入的用户界定的目标容量(Ct)且利用在步骤S. 307处 计算的SOC连同来自步骤S. 302的所施加的充电电流(i。)来确定达到最大容量之前的剩 余充电时间(t》。t = Ct* [(1-S0C)/ij (6)将了解，算法S. 300通过确定达到最大容量之前的剩余充电时间(t,)而防止可再充电蓄电池组100被过度充电。通过确定达到最大容量之前的剩余充电时间(、)，可停止 充电电流(i。)且可延长可再充电蓄电池组100的寿命。其它实施例已出于使读者熟悉本发明新颖方面的目的论述了本文中所揭示的实施例。虽然已 显示并描述了本发明的优选实施例，但所属领域的技术人员可在不必背离以上权利要求书 中所描述的本发明精神及范围的情况下做出许多改变、修改及替代。
权利要求
一种锌碱性可再充电蓄电池组，其包括多个电化学电池，其中每一电池包括碱性电解液、阳极及阴极，其中所述阳极包括锌，所述阴极包括银、银的氧化物、银金属或其任一组合，且所述碱性电解液包括碱金属的氢氧化物水溶液；以及再充电管理电路，其连接到所述多个电化学电池，其中所述再充电管理电路包括处理器，第一电压检测器/控制器，其连接到所述处理器，第二电压检测器/控制器，其连接到所述处理器，以及电流传感器，其连接到所述处理器，其中所述第一电压检测器/控制器、所述第二电压检测器/控制器及所述电流传感器均连接到所述电化学电池。
2.根据权利要求1所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述多个电化学电池进一步 包括第一排电池及第二排电池，所述第一排电池包括三个电化学电池，所述第二排电池包 括三个电化学电池，其中所述电流传感器连接到所述第一排电池及所述第二排电池两者， 所述第一电压检测器/控制器连接到所述第一排电池，且所述第二电压检测器/控制器连 接到所述第二排电池。
3.根据权利要求1所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述再充电管理电路进一步包括充电场效应晶体管，其连接到所述第一电压检测器/控制器及所述处理器，以及放电场效应晶体管，其连接到所述第二电压检测器/控制器及所述处理器。
4.根据权利要求3所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述再充电管理电路界定接 口的第一端，所述第一端包括至少一个第一节点，其从所述充电场效应晶体管延伸，至少一个第二节点，其从所述放电场效应晶体管延伸，以及串行通信总线，其从所述处理器延伸。
5.根据权利要求4所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述第一节点及所述第二节 点界定用于将所述再充电管理电路连接到外部装置的AC/DC转换器的构件，所述AC/DC转 换器耦合到电源；且所述串行通信总线界定用于将所述再充电管理电路连接到所述外部装置的主机控制 器的构件。
6.根据权利要求4所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述再充电管理电路界定用于检测所述多个电化学电池中的至少一个电池的最大电压的构件，用于检测所述电池的最大充电容量的构件，用于在已将所述电池充电到大约所述最大电压时减小施加到所述电池的恒定电流的 构件，以及用于在已将所述电池充电到大约所述最大充电容量时停止施加到所述电池的所述恒 定电流的构件。
7.根据权利要求6所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中用于检测所述多个电化学电 池中的至少一个电池的所述最大电压的构件包括所述第一电压检测器/控制器及所述第 二电压检测器/控制器中的一者或一者以上，且用于检测所述电池的所述最大充电容量的构件包括所述电流传感器。
8.根据权利要求4所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其进一步包括 壳体，以及输入装置，其从所述壳体延伸，其中所述输入装置连接到所述处理器，且所述多个电化 学电池中的至少一个电池的预置最大充电电压及所述电池的预置最大充电容量被编程到 所述处理器及所述串行通信总线中的一者或一者以上中。
9.根据权利要求8所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述输入装置为二进制控制 器，其中所述二进制控制器包括按钮、触摸板、鼠标、控制杆、键盘、操纵杆或轨迹球。
10.根据权利要求8所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述输入装置界定 用于操纵所述多个电化学电池中的至少一个电池的所述预置最大电压及所述电池的所述预置最大充电容量中的一者或一者以上的构件。
11.一种用于给锌碱性可再充电蓄电池组充电的系统，其包括 主机装置，其包括AC/DC转换器及主机控制器；以及壳体，其在接口处以可拆卸方式耦合到所述主机装置，其中所述壳体包括 多个电化学电池，其中每一电化学电池包括碱性电解液、阳极及阴极，其中所述阳极包 括锌，所述阴极包括银、银的氧化物、银金属或其任一组合，且所述碱性电解液包括碱金属 的氢氧化物水溶液；以及再充电管理电路，其与所述主机装置或所述壳体中的一者相关联，其中所述再充电管 理电路连接到所述多个电化学电池，且所述再充电管理电路包括 处理器，第一电压检测器/控制器，其连接到所述处理器，第二电压检测器/控制器，其连接到所述处理器，以及电流传感器，其连接到所述处理器，其中所述第一电压检测器/控制器、所述第二电压检测器/控制器及电流传感器均连接到所述多个电化学电池。
12.根据权利要求11所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述多个电化学电池包括 第一排电化学电池，其包括三个电化学电池，以及第二排电化学电池，其包括三个电化学电池，其中所述电流传感器连接到所述第一排 电池及所述第二排电池两者，所述第一电压检测器/控制器连接到所述第一排电池，且所 述第二电压检测器/控制器连接到所述第二排电池。
13.根据权利要求11所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述再充电管理电路进一 步包括充电场效应晶体管，其连接到所述第一电压检测器/控制器及所述处理器，以及 放电场效应晶体管，其连接到所述第二电压检测器/控制器及所述处理器。
14.根据权利要求13所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述再充电管理电路安置 于所述壳体内且界定接口的第一端，所述第一端包括至少一个第一节点，其从所述充电场效应晶体管延伸， 至少一个第二节点，其从所述放电场效应晶体管延伸，以及 串行通信总线，其从所述处理器延伸。
15.根据权利要求14所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述第一节点及所述第二 节点界定用于将所述再充电管理电路连接到外部装置的AC/DC转换器的构件，所述AC/DC转换 器耦合到电源，其中所述串行通信总线界定用于将所述再充电管理电路连接到所述外部装置的主机控制器的构件。
16.根据权利要求14所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述再充电管理电路界定用于检测所述多个电化学电池中的至少一个电池的最大电压的构件，用于检测所述电池的最大充电容量的构件，用于在已将所述电池充电到大约所述最大电压时减小施加到所述电池的恒定电流的 构件，以及用于在已将所述电池充电到大约所述最大充电容量时停止施加到所述电池的所述恒 定电流的构件。
17.根据权利要求16所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中用于检测所述多个电化学 电池中的所述电池的所述最大电压的构件包括所述第一电压检测器/控制器及所述第二 电压检测器/控制器中的一者或一者以上，其中用于检测所述电池的最大充电容量的构件 包括所述电流传感器。
18.根据权利要求14所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其进一步包括输入装置，其从所述主机装置的所述主机控制器及所述壳体的所述处理器中的一者或 一者以上延伸，其中所述多个电化学电池中的至少一个电池的预置最大充电电压及所述电 池的预置最大充电容量被编程到所述处理器及所述串行通信总线中的一者或一者以上中。
19.根据权利要求18所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述输入装置为二进制控 制器，其中所述二进制控制器包含按钮、触摸板、鼠标、控制杆、键盘、操纵杆或轨迹球。
20.根据权利要求18所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述输入装置界定用于操纵所述多个电化学电池中的至少一个电池的所述预置最大电压及所述电池的所述预置最大充电容量中的一者或一者以上的构件。
21.根据权利要求18所述的锌碱性可再充电蓄电池组，其中所述主机装置包含桌上型 计算机工作站、膝上型计算机工作站、便携式音乐播放器、便携式视频播放器、蜂窝式电话、 数码相机及全球定位系统装置中的一者或一者以上。
22.一种用于给锌碱性可再充电蓄电池组充电的方法，其包括以下步骤提供多个电化学电池，其中每一电池包括碱性电解液、阳极及阴极，其中所述阳极包括 锌，所述阴极包括银、银的氧化物、银金属或其任一组合，且所述碱性电解液包括碱金属的 氢氧化物水溶液；提供连接到所述多个电化学电池的再充电管理电路，其中所述再充电管理电路经提供 以用于检测所述多个电化学电池中的至少一个电池的电压，检测所述电池的充电容量，在已将所述电池充电到大约最大电压时，减小施加到所述电池的恒定电流，以及在已将所述电池充电到大约最大容量时，停止施加到所述电池的所述恒定电流。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，在所述减小恒定电流步骤之后且在所述停止所述恒定电流步骤之前，所述方法进一步包括以下步骤确定所述所检测的电压是否等于或大于所述最大电压，且如果所述所检测的电压等于 或大于所述最大电压，那么进一步减小施加到所述多个电化学电池中的所述至少一个电池 的所述恒定电流；进一步检测所述电池的所述充电容量以确定是否已将所述电池充电到大约最大容量；以及循环所述确定步骤及所述进一步检测步骤，直到已将所述电池的所述充电容量充电到 大约所述最大容量为止，且在将所述电池充电到大约所述最大容量之后，使所述方法前进 到所述停止步骤。
24.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括以下步骤 提供用于准许所述再充电管理电路与主机装置介接的接口 ；以及界定所述再充电管理电路以包含所述接口的第一端，其中所述接口的所述第一端包括 一个或一个以上节点，其从所述再充电管理电路延伸以用于将所述再充电管理电路与 所述主机装置的AC/DC转换器介接，以及至少一串行通信总线，其从所述再充电管理电路延伸以用于将所述再充电管理电路与 所述主机装置的主机控制器介接。
25.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括以下步骤提供输入装置，所述输入装置连接到所述再充电管理电路以用于操纵所述多个电化学 电池中的至少一个电池的所述最大容量。
26.一种用于给锌碱性可再充电蓄电池组充电的方法，其包括以下步骤提供多个电化学电池，其中每一电化学电池包括碱性电解液、阳极及阴极，其中所述阳 极包括锌，所述阴极包括银、银的氧化物、银金属或其任一组合，且所述碱性电解液包含碱 金属的氢氧化物水溶液；提供所述多个电化学电池中的至少一个电池的用户界定的目标容量；测量至少一个电化学电池的开路电压；确定所述开路电压是大于还是小于开路电压阈值；以及计算用于给所述电化学电池充电的时间周期；以及根据所述所提供的用户界定的目标容量限定所述电化学电池的充电周期。
27.根据权利要求26所述的方法，其中所述开路电压阈值为约1.7V。
28.根据权利要求26所述的方法，其进一步包括以下步骤 向所述电化学电池施加充电电流；以及确定用于使所述电池达到电压阈值的时间量。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述开路电压阈值为约1.9V。
30.根据权利要求28所述的方法，其进一步包含以下步骤通过利用第一方程式及第二方程式中的一者计算所述电化学电池的放电深度，其中如 果所述所确定的开路电压大于开路阈值电压值，那么利用所述第一方程式，且如果所述所 确定的开路电压小于所述开路阈值电压值，那么利用所述第二方程式。
31.根据权利要求30所述的方法，其进一步包括以下步骤通过利用以下各项计算所述多个电化学电池中的至少一个电化学电池的充电状态所述所计算的放电深度， 所述所确定的时间量，以及 所述所施加的充电电流。
32.根据权利要求31所述的方法，其中通过利用以下各项实施所述计算所述时间周期步骤所述所提供的用户界定的目标容量， 所述所计算的充电状态，以及 所述所施加的充电电流。
全文摘要
本发明揭示一种锌碱性可再充电蓄电池组。所述锌碱性可再充电蓄电池组包含壳体以及再充电管理电路，所述壳体包含多个电化学电池。所述多个电化学电池中的每一电池包含碱性电解液、阳极及阴极。所述阳极包括锌。所述阴极包括银、银的氧化物、银金属或所述银、所述银的氧化物及所述银金属的组合。所述碱性电解液包含碱金属的氢氧化物水溶液。所述再充电管理电路连接到所述多个电化学电池。所述再充电管理电路包含处理器；第一电压检测器/控制器，其连接到所述处理器；第二电压检测器/控制器，其连接到所述处理器；以及电流传感器，其连接到所述处理器。所述第一电压检测器/控制器、所述第二电压检测器/控制器及电流传感器均连接到所述多个电化学电池。本发明还揭示一种用于给锌碱性可再充电蓄电池组充电的系统。本发明还揭示一种用于给所述可再充电蓄电池组充电的方法。
文档编号H01M10/46GK101828297SQ200880112217
公开日2010年9月8日 申请日期2008年10月20日 优先权日2007年10月19日
发明者特洛伊·伦肯, 蒂姆·鲍尔斯, 黄碧莹 申请人:Z动力能源公司