锂离子电池充电控制的制作方法_3

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于模型,模型可以是取决于一个或多个变 量(例如周期数、周期持续时间、温度、相对于时间的温度、放电速率、充电速率、放电时间、 充电时间、设备操作特性、设备条件特性等)的方程,如线性方程或非线性方程。
[0055] 图3示出了可以通过一个或多个锂离子电池供电的设备300的一些示例。例如, 手机、平板电脑、照相机、GPS设备、笔记本电脑、或可以通过一个或多个锂离子电池供电的 其他设备。关于其他设备,设备可以是电动车辆或混合动力车辆的电动机。设备可以是汽 车、玩具、远程控制设备(例如炸弹监听器、无人飞机等)等。设备可以包括一个更多个处理 器302、存储器304、一个或多个网络接口 306、一个或多个显示器308以及,作为电源的一个 或多个锂离子电池310。
[0056] 设备可以包括或可操作地连接到电源电池电路系统312。电源电池电路系统312 包括用于给一个或多个电源电池如一个或多个锂离子电池充电的电路系统。电源电池电路 系统312可以被设置有充电器电路系统320、电池组电路系统330或电池组电路系统和主电 路系统340。作为示例,充电器电路系统320可以包括用于连接到电网的一个或多个电网 电源电路系统322、用于连接到燃料动力电力发电机(例如油、乙醇、太阳、气体等)的燃料发 电机电路系统324、以及用于连接到机械装置如风力发电机、再生发电机(例如当在再生制 动中)、振动发电机(例如当在手动致动的发电机)、或其他发电机(例如曲柄等)的机械发电 机电路系统326。作为示例,电池组电路系统330可以包括在电池组内部或者在电池组外部 的一个或多个电路系统。作为示例,电池组电路系统和主电路系统340可以包括用于经由 1线、2线等进行通信的一个或多个数字通信电路系统342,无线数字通信电路系统344,以 及模拟通信电路系统346 (例如有线、无线或两者)。
[0057] 图4示出了智能蓄电池系统(SBS)400的示例。SBS400包括智能蓄电池410、AC-DC (交流-直流)转换器407、智能蓄电池充电器440、总线450、系统电源460、系统功率控制器 470、以及系统主机480。智能蓄电池充电器440包括可以给智能蓄电池410提供充电电流 和充电电压的充电电路系统。
[0058] 在图4的示例中,系统主机480可以包括与总线450可操作的电路系统,其允许从 智能蓄电池410的电路系统中接收信号,信号被发送到智能蓄电池410的电路系统,信号被 发送到智能蓄电池充电器440等。作为示例,系统主机480可以包括SMBus主机(例如"2 线")或所谓的"1线"主机,其能够从智能蓄电池410的电路系统中请求信息,接收信息以 响应请求、以及将接收到的信息发送给主机的适当的电路系统。
[0059] 在图4的示例中,智能蓄电池充电器440可以从到总线450的连接和标识为"T" 的连接接收信息。这种信息可以包括来自智能蓄电池410的事件,例如,在智能蓄电池410 中的电路系统何时检测到事件并且响应于检测到的事件将信号发送给总线450。经由"T" 连接接收到的信息可能会涉及智能蓄电池410的温度。关于事件的类型,事件可以是对于 超过一个或多个存储在存储器中或者在智能蓄电池410的电路系统内的极限的充电条件 或温度条件的警报。
[0060] 系统主机480到智能蓄电池410通信的示例可以包括关于剩余寿命、充电时间(例 如智能蓄电池410充电需要多久)、实时功率需求、蓄电池制造、电子冲压等的信息。
[0061] 例如,在操作系统(例如,或者管理程序)控制下的系统主机480可以用作管理可以 经由总线450通信的真实设备和虚拟设备两者。除了智能蓄电池410,例如,这种设备可以 包括对比度/背光控制器和温度传感器。
[0062] 关于智能蓄电池410,其可以包括智能蓄电池电路系统415和一个或多个电池 420。如图4中的示例所示,一个或多个电池420包括阴极422,阳极423,阴极接线片424、 阳极接线片425、绝缘体428、以及封装件430。作为示例,一个电子设备300可以通过电连 接到接线片424和425由蓄电池410 (例如容纳在封装件430中)供电。
[0063] 作为示例,这种智能蓄电池可以包括一个或多个参考电极。例如,这样的一个电极 或多个电极可以通过经由参考电极接线片提供关于阴极422 (例如正电极)和阳极423 (例 如负电极)的电位测量结果。参考电极接线片可以与阴极接线片424和阳极接线片425设 置在封装件430的相同端或者参考电极接线片可以被定位在任何位置(例如可选地在封装 件430的表面上的表面电极)。作为示例,参考电极可以连接到智能蓄电池电路系统415以 便允许智能蓄电池电路系统415测量相对于参考电极的一个或多个电位。
[0064] 图5示出了智能蓄电池电路系统515的示例,其可以适合用作图4中的智能电池 电路系统415。在图5的示例中,智能蓄电池电路系统515包括模拟前端(AFE)520和微处 理器单元(MPU) 530以及用于正连接(+ )、负连接(-)、时钟连接、数据连接和温度信号连接 (T)的连接接口。在图5的示例中,例如,AFE520被配置为根据由MPU530提供的信息(例如 经由管脚VI、V2、V3)给三个电池505充电。
[0065] 在图5的示例中,MPU530可以包括各种电路、模块等。例如,MPU530可以包括故障 安全保护电路系统、预充电控制电路系统、温度电路系统、电源管理电路系统、时钟电路系 统、闪存、电池平衡和控制电路系统、系统接口、SBS数据电路系统、与AFE520通信的RAM、过 充保护电路系统、过压保护电路系统、欠压保护电路系统、电池组电压测量电路系统、欠压 功率模式电路系统以及阻抗跟踪和数据记录电路系统。
[0066] 作为示例,智能蓄电池电路系统515可以包括电连接到智能蓄电池的参考电极的 接口。图5示出了用于参考电极501的一些连接示例,其可以提供用于阴极电极(例如正电 极)的连接、用于阳极电极(例如负电极)的连接或者用于阴极电极和阳极电极的连接的结 合。在图5的示例中,智能蓄电池电路系统515还可以包括用于连接到三个电池505的中 一个或多个电池的参考电极的包括一个或多个端子(例如一个或多个管脚)的AFE。
[0067] 作为示例,MPU530可以提供使用一个或多个电池的一个或多个参考电极的电位测 量。在这种示例中,MPU530可以与AFE520通信以执行这种电位测量。作为示例,MPU530可 以经由数据连接提供一个或多个电位测量结果的传送或者至少部分基于此的信息。如关于 图4所提到的,这种数据连接可以是总线连接到主机系统(例如主机设备)。因此,智能蓄电 池电路系统515可以提供至少部分基于使用一个或多个电池的一个或多个参考电极所获 得的一个或多个电位测量结果的控制。
[0068] 图6示出了包括主机602和智能蓄电池610的装置600的示例。在图6的示例中, 主机602包括操作系统604 (例如使用一个或多个处理器和存储器可执行的)、高级配置以 及功率接口嵌入式控制器(ACPIEC) 680和ACPI层690。
[0069]ACPI层690可以被设置为基于软件的接口,其定义用于硬件和操作系统的电源管 理和配置机制。ACPI层690可以提供电源管理如受操作系统控制的电源管理(OSPM)。ACPI 层690可以根据状态(例如作为状态机)进行操作。ACPI层690可以根据一个或多个策略 (例如由策略管理器设置)进行操作,该一个或多个策略例如给一个或多个状态提供规则以 及提供与一个或多个设备驱动器的相互作用,以提供与一个或多个设备(例如包括智能蓄 电池)有关的命令、指示等。这种方法可以例如根据一个或多个策略提供相关信息导致状态 的变化的状态机。
[0070] 对于嵌入式控制器(EC)680,其可以提供各种装置(例如人机交互装置)的控制、一 个或多个后台任务等。例如,EC680可以是笔记本电脑的电路系统,其管理穿过外围设备、 内置设备或其他设备的一个或多个总线的业务量。EC680可以根据固件操作,其与特定的 BIOS相关。作为示例,EC固件可以通过经由网络连接传送的信息被改变(例如升级等)、通 过计算机可读存储介质被下载等。
[0071] 作为示例,EC可以是H8S系列EC如H8S/2140B组的H8S/2161BV(例如由Renesas ElectronicsCorporation,加利福尼亚圣克拉拉销售)。作为示例,EC可以被安装在计算 机的主板上并且包括电源管理的功能(例如蓄电池充电器、智能蓄电池、一个或多个冷却风 扇等)。作为示例,通过低管脚数(LPC)主机在芯片组和EC之间可以发生通信。作为示例, 通过I2C总线(例如SMBus)在EC和设备之间可以发生通信。
[0072] 所谓的SMBus控制方法接口(CMI)允许EC通过ACPI层作用,例如,通过ACPI控制 方法作用,其中驱动器允许通过操作系统、系统软件(例如管理程序或其他)、用户程序等使 用SMBusCMI对象。作为示例,SMBusCMI可以允许通过基于EC或非基于EC的SMBus主 机控制器硬件的设备控制。
[0073] 图6也示出了具有一些额外细节如用于连接到给智能蓄电池610充电的电源(例 如AC/DC电力适配器、DC/DC电力适配器等)以及用于连接到智能蓄电池610 (例如插在设 备的凹处或插座中)的物理接口的装置600的图。如图所示,ACPIEC680可以包括EC电路 系统和总线主机。EC电路系统可以包括数据寄存器、控制和状态电路系统,同时总线主机经 由智能蓄电池610的接口提供通信(参见,例如在图5的示例中的MPU530的数据线和数据 连接器)。
[0074] 作为示例,装置600可以被配置为实施如图2的方法230的方法。例如,在装置 600中的一个或多个部件可以提供用于管理智能蓄电池610的一个或多个电池的充电。在 装置600中,主机602可以经由ACPIEC680的总线主机与智能蓄电池610进行通信,其中 智能蓄电池610例如包括MPU和AFE如图5中的MPU530和AFE520。作为示例,装置600可 以被配置为实施图10中的图1010和1030中所示的(例如或本文中描述的)一个或多个方 法。
[0075] 图7示出了包括电路系统715和一个或多个电池705的装置700的示例。在图7 的示例中,字母A、B、C、D和E标识可以给一个或多个电池705的充电提供控制的电路系统 715的特定的部分。此外,其中一个或多个电池705包括一个或多个参考电极,电路系统715 可以包括用于连接到一个或多个参考电极的一个或多个连接器。在这样的示例中,经由一 个或多个连接器提供的信号可以给一个或多个电池705的充电提供控制。
[0076] 对于点A,电路系统可以被设置为改变用作开始再充电过程的恒定电压(CV)阶段 的比较器处的VKrf信号。进而,提供给其他电路系统的信号可以改变一个或多个电池705的 再充电过程。
[0077] 对于点B,例如电路系统可以被设置为追踪与一个或多个电池705的再充电有密 切关系的一个或多个参数。作为示例,考虑追踪充电周期(例如再充电周期)的数量的计数 器。随着充电周期数量的增加,电路系统可以改变再充电过程(例如,可选
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