專利名稱：充電至第二平穩(wěn)段的多平穩(wěn)段蓄電池充電方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般而言涉及一種蓄電池充電方法和系統(tǒng)，特別是涉及一種防止蓄電池充電過量的蓄電池充電方法和系統(tǒng)。
交叉引用本發(fā)明與兩個(gè)共同未決的申請相關(guān)，其中一個(gè)專利申請題為“蓄電池充電系統(tǒng)(Battery Charging System)”，另一個(gè)專利申請題為“蓄電池充電方法和系統(tǒng)(Battery Charging Method and System)”，兩者的發(fā)明人都是Michael Cheiky和Te-Chien Felix Yang，申請的編號待定，提交日期都為2001年12月14日，在此引入該兩個(gè)申請作為參考，并且不認(rèn)為該兩個(gè)申請是相對本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。
背景技術(shù)：
用于存儲(chǔ)電能的可再充電的蓄電池、為耗盡的蓄電池充電以及使蓄電池恢復(fù)到充足電狀態(tài)的蓄電池充電器，都已經(jīng)被公眾所熟知并且是常見的。一般，蓄電池在電力全部或部分耗盡后需要充電，通過在蓄電池上施加一個(gè)電壓，電流通過蓄電池，使能量導(dǎo)入蓄電池并逆轉(zhuǎn)在蓄電池內(nèi)部產(chǎn)生化學(xué)過程，使得電能被恢復(fù)。普通的充電方法是在需要充電的蓄電池上作用一電壓源，該電壓源的電壓大于蓄電池電壓，當(dāng)蓄電池停止接受過量電流時(shí)，充電停止。上述的充電方法沒有考慮充電開始時(shí)的蓄電池的充電狀態(tài)，因此總是會(huì)對蓄電池產(chǎn)生有害影響，降低了蓄電池的性能和壽命。
需要一種使過量充電減到最小以及由此提高蓄電池的性能和壽命的蓄電池充電方法。該蓄電池充電方法應(yīng)該能夠同時(shí)對一個(gè)或多個(gè)蓄電池充電，能夠評估蓄電池的充電狀態(tài)，即，在充電周期初期蓄電池是基本上充足電了還是基本上完全耗盡了，以及能夠由此根據(jù)這種充電狀態(tài)對蓄電池充電。
蓄電池一般包括兩個(gè)或多個(gè)原電池。由不同材料制成的兩個(gè)電極相互電子絕緣，但是位于同一離子導(dǎo)電電解質(zhì)中。蓄電池過量充電可以導(dǎo)致復(fù)雜的、不希望的副反應(yīng)，尤其是當(dāng)蓄電池屬于電解質(zhì)分解的時(shí)候。電解質(zhì)分解可以導(dǎo)致氣體產(chǎn)生，氣體產(chǎn)生又導(dǎo)致蓄電池內(nèi)阻抗的增大。具有這種增大的蓄電池內(nèi)阻抗的蓄電池可以迅速偏離最佳工作狀態(tài)。此外，過量充電促進(jìn)了樹枝狀晶體的生長，這種樹枝狀晶體的生長又導(dǎo)致蓄電池短路。另一方面，當(dāng)前對蓄電池的需求日益要求更大的功率密度，從而在任何充電方案中還應(yīng)該避免充電不足。
銀基(silver-based)蓄電池一般具有高能量密度即高能量-重量與體積比、以較高耗用電流輸送能量的能力以及高可靠性，這些特性使其成為供下一代技術(shù)之用的杰出候選者，也滿足當(dāng)今能量存儲(chǔ)與傳輸要求。因此，需要一種使過量充電的有害影響降到最小的蓄電池充電方法和系統(tǒng)。
銀基蓄電池充電的特征是有兩個(gè)平穩(wěn)段，反映了銀的兩個(gè)活性氧化狀態(tài)。當(dāng)銀被轉(zhuǎn)換成一價(jià)的氧化銀(Ag2O)時(shí)第一平穩(wěn)段出現(xiàn)，而第二平穩(wěn)段反映了二價(jià)的氧化銀(AgO)的形成。將近充電的末尾，一般在最大容量的大約90％處，平穩(wěn)段轉(zhuǎn)變成陡升的曲線并且蓄電池開始被過量充電。因此，需要一種限制最大充電電壓與充電電流的蓄電池充電方法和系統(tǒng)。該蓄電池充電方法和系統(tǒng)應(yīng)該對蓄電池遞減充電，以免過快地傳送太多的能量到蓄電池中，以及由此防止對蓄電池的損壞。應(yīng)該把損壞蓄電池的放氣降到最小。
隨著更高級和更昂貴的蓄電池系統(tǒng)，例如銀基蓄電池和其它高阻抗蓄電池的出現(xiàn)，需要更先進(jìn)的、可防止過量充電和蓄電池?fù)p壞的充電方法和系統(tǒng)。尤其是對于具有高能量密度并要求長期可靠性的銀基蓄電池和其它高阻抗蓄電池，這種需要變得更為重要。這種蓄電池可以用在航天器和其它應(yīng)用中，在很長時(shí)間內(nèi)不需要替換或只需要最小限度的替換。因此，需要這樣的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法便于把這種蓄電池充電到最大容量，同時(shí)使有害影響降到最小或基本上沒有有害影響，并且使這種蓄電池的壽命達(dá)到最長。該充電方法和系統(tǒng)應(yīng)該是廉價(jià)、容易制造和使用、小而輕、耐用及長壽命的，并且能夠被用在航空航天及防衛(wèi)應(yīng)用中。
迄今已有不同的蓄電池充電方法為公眾所知。然而，在這些蓄電池充電方法和系統(tǒng)中沒有一種滿足上述這些要求。
已公開了不同的利用分路調(diào)節(jié)器的充電方法和系統(tǒng)。
美國專利第5,821,733(Turnbull)號和第5,747,964號(Turnbull)公開了可再充電蓄電池，以及用于包括多個(gè)并聯(lián)調(diào)節(jié)器的混聯(lián)原電池的蓄電池充電系統(tǒng)，該多個(gè)并聯(lián)調(diào)節(jié)器被匹配與每個(gè)原電池并聯(lián)。在充電期間每個(gè)原電池的電壓被監(jiān)測。當(dāng)某一原電池充足電了，多余的充電電流就被分流繞過該充足電的原電池，使剩余的原電池能夠繼續(xù)充電。
Turnbull顯示了其并聯(lián)調(diào)節(jié)器的不同實(shí)施例。在Turnbull實(shí)施例之一中，Turnbull僅僅顯示了每一個(gè)都與一個(gè)原電池并聯(lián)的并聯(lián)調(diào)節(jié)器。在其另一個(gè)實(shí)施例中，Turnbull使用并聯(lián)調(diào)節(jié)器和場效應(yīng)晶體管，場效應(yīng)晶體管的漏極端子和源極端子并聯(lián)跨接每個(gè)原電池。每個(gè)并聯(lián)調(diào)節(jié)器都由一個(gè)包括差動(dòng)放大器的電壓檢測電路控制，該差動(dòng)放大器檢測原電池的實(shí)際電池電壓并將其與一個(gè)位于充電電路中別處的參考電壓比較。在又一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)蓄電池充電器沒有在被使用時(shí)，Turnbull使用多個(gè)隔離開關(guān)把原電池從充電電路中斷開，以防止在充電器未被使用時(shí)蓄電池電路使原電池放電。
美國專利第5,982,144號(Johnson等人)公開了一種帶有并聯(lián)電路的、可再充電電源過量充電保護(hù)電路，當(dāng)一系列原電池中的一個(gè)電池或原電池被充電到最大電荷容量時(shí)，該并聯(lián)電路使電流分流繞過該電池或原電池。并聯(lián)電路包括跨接每個(gè)原電池的并聯(lián)調(diào)節(jié)器。
美國專利第6,025,696號(Lenhart等人)公開了一種具有一個(gè)傳感器和一個(gè)控制器的原電池旁路模塊，該傳感器用于檢測原電池的工作狀況，例如電壓或溫度，該控制器與鋰離子蓄電池的原電池并聯(lián)，然后該控制器可以被操作以轉(zhuǎn)換到導(dǎo)通模式以及由此使電流分流繞過原電池?？刂破靼ㄒ粋€(gè)限壓運(yùn)算放大器以及一個(gè)晶體管，該限壓運(yùn)算放大器用于在輸入超過預(yù)定值時(shí)發(fā)送一個(gè)電壓過量輸出信號，該晶體管具有一個(gè)允許旁路電流通過的預(yù)定的柵壓，并響應(yīng)來自該限壓運(yùn)算放大器的電壓過量輸出信號，以使電流分路繞過原電池。
美國專利第4,719,401號(Altmejd)公開了齊納二極管，每個(gè)齊納二極管都并聯(lián)跨接一系列串聯(lián)的原電池中的每個(gè)原電池。
已經(jīng)公開了不同的利用平穩(wěn)段和拐點(diǎn)的充電方法和系統(tǒng)。
美國專利No.5,642,031(Brotto)公開了一種帶有充電狀態(tài)檢測的蓄電池再充電系統(tǒng)，該蓄電池再充電系統(tǒng)起初檢測要充電的蓄電池是否已經(jīng)是或幾乎是充足電以防止過量充電。首先，通過施加一電流脈沖并隨后觀測該電流脈沖造成的電壓衰減特性來對蓄電池進(jìn)行充電狀態(tài)測試，最初幾乎充足電的蓄電池顯示出比沒有充足電的蓄電池更大的電壓衰減。該初始的充電狀態(tài)測試的結(jié)果用于確定如何最佳地結(jié)束蓄電池充電。
美國專利第4,392,101號(Saar等人)和美國專利第4,388,582號(Saar等人)公開了通過分析蓄電池的特性隨時(shí)間變化的曲線對蓄電池進(jìn)行快速充電的方法和設(shè)備，該曲線表示當(dāng)蓄電池被充電時(shí)蓄電池內(nèi)存儲(chǔ)的化學(xué)能的變化。該方法包括分析具體系列事件發(fā)生的曲線，該曲線優(yōu)選地包括一個(gè)或多個(gè)拐點(diǎn)，這些拐點(diǎn)及時(shí)的識別了快速充電速率應(yīng)該被停止的的點(diǎn)。一旦其它事件發(fā)生了，例如按時(shí)的極限值、電壓或電壓斜率、或存儲(chǔ)能量級的負(fù)變化，附加的分析方法就供充電電流的終止或控制之用。優(yōu)選地通過以下方式分析特性隨時(shí)間的變化測量特性的逐次值，計(jì)算斜率并比較逐次的斜率值，以確定在特性變化中的拐點(diǎn)和其它具有重要意義的事件。用于執(zhí)行這些方法的設(shè)備包括一個(gè)電源和一臺用于分析曲線及控制該電源的微型計(jì)算機(jī)。
Saar和Brotto顯示了一種可以被分劃為至少四個(gè)不同區(qū)域的電壓-時(shí)間曲線。區(qū)域I表示在蓄電池剛被連接在充電器上以及充電剛開始之后的充電序列(charging sequence)的開始。在充電序列通過區(qū)域I之后，充電曲線將進(jìn)入更穩(wěn)定的區(qū)域II。區(qū)域II一般是充電序列的最長區(qū)域，其特征是在蓄電池自身內(nèi)的大部分的內(nèi)部化學(xué)轉(zhuǎn)換。因此，在區(qū)域II中蓄電池的電壓基本不會(huì)增加，從而區(qū)域II表示充電曲線的平穩(wěn)區(qū)域。在區(qū)域II的末端是充電曲線的一個(gè)拐點(diǎn)，該拐點(diǎn)表示從區(qū)域II到區(qū)域III的轉(zhuǎn)變，其特征是在該拐點(diǎn)處曲線的斜率從漸減的速率轉(zhuǎn)變?yōu)闈u增的速率。區(qū)域III是蓄電池電壓開始隨時(shí)間迅速上升的區(qū)域，因此區(qū)域III表示電壓迅速上升的區(qū)域。當(dāng)蓄電池電壓通過區(qū)域III上升到滿充電狀態(tài)時(shí)，蓄電池的內(nèi)部壓力和溫度也上升了。當(dāng)蓄電池內(nèi)的溫度和壓力的影響開始占優(yōu)勢時(shí)，蓄電池電壓的上升開始逐漸減小。這種逐漸減小效應(yīng)被記為充電曲線的另一個(gè)拐點(diǎn)，其特征是電壓導(dǎo)數(shù)曲線dV/dt的急劇下降。區(qū)域IV表示在該后面的拐點(diǎn)之后且包括充電結(jié)束標(biāo)志的滿充電區(qū)域。充電電壓在該充電結(jié)束標(biāo)志處只穩(wěn)定極短時(shí)間。因此，如果繼續(xù)充電，則蓄電池內(nèi)的附加發(fā)熱將造成蓄電池電壓下降，另外還可能對蓄電池造成損壞。
美國專利第6,215,312號(Hoenig等人)公開了一種用于分析銀鋅蓄電池的方法和設(shè)備，該方法和設(shè)備對具有對應(yīng)于蓄電池充電狀態(tài)的高壓平穩(wěn)狀態(tài)與低壓平穩(wěn)狀態(tài)的蓄電池的狀況進(jìn)行診斷。
已公開了其它的快速充電設(shè)備和方法，其中一些較復(fù)雜并且是有關(guān)的。
美國專利第5,307,000號(Podrazhansky等人)公開了一種使用一序列充電和放電脈沖的方法和設(shè)備。優(yōu)選地，放電脈沖的幅度與充電脈沖的幅度近似相等，但是放電脈沖的持續(xù)時(shí)間比充電脈沖的持續(xù)時(shí)間短得多。放電脈沖造成一個(gè)負(fù)向尖峰信號，該負(fù)向尖峰信號被測量出來并促使充電停止。
美國專利第6,097,172號(Podrazhansky等人)公開了一種以這樣一種技術(shù)對電池充電的設(shè)備和方法，在該技術(shù)中充電脈沖后面接著是放電脈沖，然后是第一休止期和其它放電脈沖，后面接著是第二休止期。被挑選的一些第二休止期被及時(shí)延長，以使蓄電池平衡能夠被建立，以及使蓄電池的開路電壓能夠穩(wěn)定下來，并反映蓄電池的過量充電狀況。通過比較在不同被延長的第二休止期期間測量的開路電壓，小電壓下降被檢測出來并用于確定過量充電狀況，例如當(dāng)產(chǎn)生了氣體并影響開路電壓時(shí)。一旦檢測出過量充電，就停止對蓄電池充電。美國專利第6,232,750號(Podrazhansky等人)還公開了另一種利用兩極波形對蓄電池快速充電的蓄電池充電器。
美國專利第5,204,611號(Nor等人)和美國專利第5,396,163號(Nor等人)公開了一些電路，在這些電路中通過一個(gè)受控的電流、基本上以不超過蓄電池或原電池的電流接收能力的速率對可再充電的蓄電池和原電池進(jìn)行快速充電。在充電電流被中斷的間隙期間檢測蓄電池或原電池的無電阻終端電壓，并把該無電阻終端電壓與一個(gè)獨(dú)立的參考電壓比較，以便在參考電壓與檢測到的無電阻終端電壓之間存在差異時(shí)控制充電電流。
已公開了在充電過程中把時(shí)間用作一個(gè)因數(shù)的不同的充電方法和系統(tǒng)。
美國專利第6,137,268號(Mitchell等人)公開了一種蓄電池充電系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中電流在一個(gè)長時(shí)間段(秒)上被平均以確定最大平均充電速率。當(dāng)充電電流在該長時(shí)間段上的積分達(dá)到一個(gè)周期的設(shè)定的最大電荷值，在該固定的長時(shí)期的剩余部分電流被切斷。
美國專利第6,215,291號(Mercer)公開了一種具有帶隙參考電路的控制電路，該控制電路通過最大限度地延長高恒定充電電流作用于已放電的蓄電池上的持續(xù)時(shí)間，使蓄電池充電系統(tǒng)的充電周期縮到最短。
已公開了仍然不滿足上述要求的其它充電設(shè)備、蓄電池和方法。
美國專利第5,166,596號(Goedken)公開了一種具有幅度可變的充電電流源的蓄電池充電器。美國專利第6,222,343號(Crisp等人)公開了一種能夠?qū)Σ煌愋偷男铍姵爻潆姷男铍姵爻潆娖鳎环N用于對蓄電池充電的方法，以及一種用于操作該蓄電池充電器的軟件程序。
以下專利中的每一件都公開了不滿足上述要求的其它設(shè)備、蓄電池和方法，包括美國專利第5,387,857號(Honda等人)；美國專利第5,438,250號(Retzlaff)；美國專利第5,994,878號(Ostergaard等人)；美國專利第6,037,751號(Klang)；美國專利第5,089,765號(Yamaguchi)；美國專利第4,113,921號(Goldstein等人)；美國專利第5,049,803號(Palanisamy)；美國專利第5,160,880號(Nagai等人)；美國專利第6,124,700號(Palanisamy)；美國專利第4,745,349號(Palanisamy)；美國專利第5,721,688號(Bramwell)；美國專利第6,252,373號(Stefansson)；美國專利第5,270,635號(Hoffman等人)；美國專利第6,104,167號(Bertness等人)；美國專利第3,708,738號(Crawford等人)；英國專利第GB2178608A號(YuZhiwei)和第892,954號(Wolff)；國際專利第WO00/14848號(Simmonds)和第WO01/47086號(Gabehart等人)；法國專利第FR2683093-A1號(Michelle等人)；以及歐洲專利申請第EP1076397A1號(Klang)。
由于上述原因，需要一種使過量充電的有害影響減到最小以及由此提高蓄電池的性能和壽命的蓄電池充電方法和系統(tǒng)。該蓄電池充電方法和系統(tǒng)應(yīng)該能夠同時(shí)對一個(gè)或多個(gè)蓄電池充電，能夠評估蓄電池的充電狀態(tài)，即在充電周期初期蓄電池是基本上充足電了還是基本上完全耗盡了，以及能夠根據(jù)這種充電狀態(tài)相應(yīng)的對蓄電池充電。該充電方法和系統(tǒng)應(yīng)該限制作用于蓄電池的最大充電電壓和充電電流，并且應(yīng)該對蓄電池遞減充電，以免過快地傳送太多的能量到蓄電池中，以及由此防止對蓄電池的損壞。應(yīng)該把損壞蓄電池的放氣降到最小。隨著更高級和更昂貴的例如銀基蓄電池和其它高阻抗蓄電池這樣的蓄電池系統(tǒng)的出現(xiàn)，需要更先進(jìn)的、可防止過量充電和蓄電池?fù)p壞的充電方法和系統(tǒng)。尤其是對于具有高能量密度并要求長期可靠性的銀基蓄電池和其它高阻抗蓄電池，這種需要變得更為重要。這種蓄電池可以用在航天器和其它應(yīng)用中，在很長時(shí)間內(nèi)不需要替換或只需要最小限度的替換。因此，需要這樣的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法便于把這種蓄電池充電到最大容量，同時(shí)使有害影響減到最小或基本上沒有有害影響，并且使這種蓄電池的壽命達(dá)到最長。該充電方法和系統(tǒng)應(yīng)該是廉價(jià)、容易制造和使用、小而輕、耐用及、長壽命，以及可靠的，并且能夠被用在航空航天及防衛(wèi)應(yīng)用中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對一種使過量充電的有害影響減到最小以及由此需要提高蓄電池的性能和壽命的蓄電池充電方法和系統(tǒng)。該蓄電池充電方法和系統(tǒng)能夠同時(shí)對一個(gè)或多個(gè)蓄電池充電，能夠評估蓄電池的電荷狀態(tài)，即在充電周期初期蓄電池基本上充足電了還是基本上完全耗盡了，以及能夠根據(jù)這種充電狀態(tài)相應(yīng)的對蓄電池充電。該充電方法和系統(tǒng)限制作用于蓄電池的最大充電電壓和充電電流，并且遞減對蓄電池充電，以免過快地傳送太多的能量到蓄電池中，由此防止對蓄電池的損壞。損壞蓄電池的放氣被降到最小。隨著更高級和更昂貴的蓄電池系統(tǒng)，例如銀基蓄電池和其它高阻抗蓄電池的出現(xiàn)，需要更先進(jìn)的、可防止過量充電和蓄電池?fù)p壞的充電方法和系統(tǒng)。尤其是對于具有高能量密度并要求長期可靠性的銀基蓄電池和其它高阻抗蓄電池，這種需要變得更為重要。這種蓄電池可以用在航天器和其它應(yīng)用中，在很長時(shí)間內(nèi)不需要替換或只需要最小限度的替換。因此，需要這樣的設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法便于把這種蓄電池充電到最大容量，同時(shí)使有害影響減到最小或基本上沒有有害影響，并且使這種蓄電池的壽命達(dá)到最長。本發(fā)明的充電方法和系統(tǒng)限制作用于蓄電池的最大充電電壓和充電電流，并遞減對蓄電池充電。此外，該充電方法和系統(tǒng)是廉價(jià)、容易制造和使用、小而輕、耐用、長壽命、以及可靠的，并能夠被用在航空航天及防衛(wèi)應(yīng)用中，并且滿足上述的要求。
一種具有本發(fā)明的特征的蓄電池充電方法，包括以第一電壓為至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間；以第二電壓為該蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間；在該第二持續(xù)時(shí)間末端確定該蓄電池的充電狀態(tài)；如果該蓄電池在該第二持續(xù)時(shí)間末端沒有充分地充滿電，總的充電時(shí)間將會(huì)被評估，以確定該蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，若總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，重復(fù)以第一電壓為蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間和以第二電壓為蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間的步驟；如果在該第二持續(xù)時(shí)間末端該蓄電池完全充足電了，則停止對蓄電池充電；或是在該第二持續(xù)時(shí)間末端該總的充電時(shí)間已超出或等于第三持續(xù)時(shí)間，則停止對蓄電池充電。
一種具有本發(fā)明的特征的蓄電池充電系統(tǒng)，包括一個(gè)電流源；一個(gè)截止電壓控制器與定時(shí)器；至少一個(gè)蓄電池；相應(yīng)的電壓與電流調(diào)節(jié)器，該電壓與電流調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)作用于各個(gè)蓄電池每一個(gè)的電壓和供給各個(gè)蓄電池的電流；該截止電壓控制器與定時(shí)器通過控制電壓與電流調(diào)節(jié)器來控制電壓，并控制電壓作用于各個(gè)蓄電池的每一個(gè)的持續(xù)時(shí)間；電流檢測裝置，用于檢測通過所述蓄電池的電流，所述檢測到的電流通過所述截止電壓控制器與定時(shí)器；以及系統(tǒng)電壓與電流調(diào)節(jié)器，用于將電流從所述蓄電池分路。


按照以下的說明、附加的權(quán)利要求以及附圖，本發(fā)明的這些及其它特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解，各

如下圖1是本發(fā)明的蓄電池充電方法的步驟的示意圖；圖2是本發(fā)明的另一蓄電池充電方法的步驟的示意圖；圖3是一個(gè)蓄電池充電曲線的曲線圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一個(gè)蓄電池充電系統(tǒng)的框圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器的原理圖；
圖6是根據(jù)本發(fā)明構(gòu)造的一個(gè)系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器的原理圖；圖7是對圖5的可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器進(jìn)行校準(zhǔn)的方法的步驟的示意圖；圖8是圖1的本發(fā)明蓄電池充電方法的一個(gè)步驟的細(xì)節(jié)的示意圖；圖9是一個(gè)蓄電池在一特定充電狀態(tài)下的實(shí)際蓄電池充電曲線的曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照附圖1-9說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。在各個(gè)附圖中，相同的部件以相同的附圖標(biāo)記表示。
圖1顯示了本發(fā)明的蓄電池充電方法100的步驟。該蓄電池充電方法100開始于步驟101。在步驟102以第一電壓對要充電的蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間。然后在步驟103以第二電壓對蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間。在步驟104，在第二持續(xù)時(shí)間末端評估蓄電池以確定充電狀態(tài)，即，蓄電池是否基本上充足電了。在步驟105，如果在步驟104確定蓄電池在第二持續(xù)時(shí)間末端沒有充分地充足電，評估總的充電時(shí)間以確定蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間。如果在步驟104確定蓄電池在第二持續(xù)時(shí)間末端基本上充足電了，則停止對蓄電池充電且蓄電池充電方法100結(jié)束于步驟106。
如果在步驟105總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，則根據(jù)要求重復(fù)另一個(gè)具有步驟102、103、104、和105的充電周期108，直至在步驟105總的充電時(shí)間已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，以及/或是步驟102、103、和104被重復(fù)直至在步驟104確定蓄電池基本上充足電了。
如果在步驟105總的充電時(shí)間已經(jīng)超出或等于第三持續(xù)時(shí)間，則停止對蓄電池充電，且蓄電池充電方法100結(jié)束于步驟106。
因此，在步驟102可再次以第一電壓對蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間，并且在步驟103可再次以第二電壓對蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間。然后，在步驟104，再次評估蓄電池以確定充電狀態(tài)，即，蓄電池是否基本上充足電了。在步驟105，如果在步驟104再次確定蓄電池在第二持續(xù)時(shí)間末端沒有充分地充足電，再次評估總充電時(shí)間以確定蓄電池的總充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，并且如果在步驟104確定蓄電池在重復(fù)的第二持續(xù)時(shí)間末端基本上充足電了，則停止對蓄電池充電且蓄電池充電方法100結(jié)束于步驟106。再次在步驟105如果總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，可再次重復(fù)充電周期108，以及/或是步驟102、103、和104被重復(fù)直至在步驟104確定蓄電池基本上充足電了。
具有步驟102、103、104、和105的充電周期108可以根據(jù)需要被重復(fù)多次，直至充電時(shí)間大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，以及/或是直至在步驟102、103完成后，在步驟104確定蓄電池基本上充足電了。
圖2所示為本發(fā)明的替換的對蓄電池充電的方法110的步驟，該方法與蓄電池充電方法100基本上相同，除了在充電方法110中，在切斷源電流源之前對蓄電池設(shè)置了一個(gè)第三電壓。
該蓄電池充電方法110自步驟111開始。在步驟112，以第一電壓對蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間。然后在步驟113，以第二電壓對蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間。在步驟114，在第二持續(xù)時(shí)間末端，對蓄電池進(jìn)行評估以確定蓄電池的充電狀態(tài)，即，蓄電池是否基本上充足電了。如果在步驟114確定在第二持續(xù)時(shí)間末端蓄電池沒有充分地充滿電，則在步驟115，對總的充電時(shí)間進(jìn)行評估以確定蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間。在步驟114，如果確定在第二持續(xù)時(shí)間末端蓄電池基本上充足電了，則在步驟116對蓄電池設(shè)置一個(gè)第三電壓。接著，在步驟117，停止對蓄電池充電，即，電流源被切斷。蓄電池充電方法110結(jié)束于步驟119。
在步驟115如果總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，則根據(jù)要求可重復(fù)另一個(gè)具有步驟112、113、114、和115的充電周期118，直至在步驟115總的充電時(shí)間已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，以及/或是步驟112、113、和114被重復(fù)直至在步驟114確定蓄電池基本上充足電了。
在步驟115，如果總的充電時(shí)間超出或等于第三持續(xù)時(shí)間，則在步驟116蓄電池被設(shè)置到一個(gè)第三電壓。然后，在步驟117，停止對蓄電池充電，即，切斷電流源，且蓄電池充電方法110結(jié)束于步驟119。
因此，在步驟112可再次以第一電壓對蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間，并且在步驟113可再次以第二電壓對蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間。然后，在步驟114，再次評估蓄電池以確定充電狀態(tài)，即，蓄電池是否基本上充足電了。在步驟115，如果在步驟114再次確定蓄電池在第二持續(xù)時(shí)間末端沒有充分地充足電，則再次評估總充電時(shí)間以確定蓄電池的總的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，并且如果在步驟114確定蓄電池在重復(fù)的第二持續(xù)時(shí)間末端基本上充足電了，則在步驟116將蓄電池設(shè)置到一個(gè)第三電壓。然后，在步驟117停止對蓄電池充電，即，切斷電流源，且蓄電池充電方法110結(jié)束于步驟119。再次在步驟115，如果總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，可再次重復(fù)充電周期118，以及/或是步驟112、113、和114被重復(fù)，直至在步驟114確定蓄電池基本上充足電了。
具有步驟112、113、114、和115的充電周期118可以根據(jù)需要被重復(fù)多次，直至充電時(shí)間大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，以及/或是直至在步驟112、113完成后，在步驟114確定蓄電池基本上充足電了。
圖3顯示了銀基蓄電池的典型充電曲線202，說明了在充電期間蓄電池電壓是時(shí)間的函數(shù)，并反映了銀的兩個(gè)活性氧化狀態(tài)。銀基蓄電池一般有兩個(gè)平穩(wěn)段。當(dāng)銀被轉(zhuǎn)變成一價(jià)的氧化銀(Ag2O)時(shí)，被稱為“平穩(wěn)區(qū)域”的第一平穩(wěn)段204出現(xiàn)了，并且一般蓄電池容量每變化10％電壓變化小于4％。在該“平穩(wěn)區(qū)域”內(nèi)蓄電池中的銀被轉(zhuǎn)換成一價(jià)氧化銀。當(dāng)對蓄電池進(jìn)一步充電時(shí)，蓄電池達(dá)到表示二價(jià)氧化銀(AgO)形成的第二平穩(wěn)段206。將近充電的末尾，一般在最大容量的大約90％處，第二平穩(wěn)段206轉(zhuǎn)變成陡升的曲線207，并且蓄電池開始被過量充電?？赡艽嬖谄渌钠椒€(wěn)段，這取決于蓄電池的化學(xué)性質(zhì)及其它參數(shù)。
在此提出以下的經(jīng)驗(yàn)觀測值并將其公開為與本發(fā)明相關(guān)的和本發(fā)明的教導(dǎo)的一部分，這些經(jīng)驗(yàn)觀測值可應(yīng)用于圖1和圖2所示的本發(fā)明的蓄電池充電方法100。這些經(jīng)驗(yàn)觀測值尤其與銀基蓄電池相關(guān)。
對銀基蓄電池充電所需的總時(shí)間可被定義為Ttotal＝C/Ic，其中C為蓄電池的容量，Icc為供給蓄電池的充電電流的值?？梢园芽倳r(shí)間Ttotal定義為包括幾個(gè)持續(xù)持續(xù)時(shí)間，例如至少第一持續(xù)時(shí)間T1，以及至少第二持續(xù)時(shí)間T2，其中有對蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間T1和第二持續(xù)時(shí)間T2至少有一次或多次。第一持續(xù)時(shí)間T1可被定義為從以第一電壓充電開始的持續(xù)時(shí)間。第二持續(xù)時(shí)間T2可被定義為從第一持續(xù)時(shí)間T1末端開始而以第二電壓充電的持續(xù)時(shí)間。因此，例如，對蓄電池充電所需的總時(shí)間Ttotal等于第一持續(xù)時(shí)間T1和第二持續(xù)時(shí)間T2的總和的常數(shù)倍，其中，k可以被定義為大于或等于1的常數(shù)，所以總時(shí)間Ttotal＝k(T1+T2)。
進(jìn)一步就以上的本發(fā)明的經(jīng)驗(yàn)觀測值和教導(dǎo)而言，可以通過以下方式對蓄電池充電進(jìn)行優(yōu)化1)以第一電壓充電第一持續(xù)時(shí)間T1，該第一電壓基本上等于電壓V2(208)，該電壓V2(208)是處于第二平穩(wěn)段上并且一般在充電曲線202的陡升曲線207之前的一個(gè)電壓，持續(xù)時(shí)間T1被定義為T1＝ξ*C/IC，其中0.02＜ξ＜0.06；2)以第二電壓充電第二持續(xù)時(shí)間T2，該第二電壓基本上等于電壓V3(209)，該電壓值V3(209)是略高于第二平穩(wěn)段且一般在充電曲線202的陡升曲線207的拐點(diǎn)處，持續(xù)時(shí)間T2被定義為T2＝β*C/IC，其中3×10-5＜β＜3×10-3。
進(jìn)一步就以上的本發(fā)明的經(jīng)驗(yàn)觀測值和教導(dǎo)而言，可以通過以下方式對蓄電池充電進(jìn)行強(qiáng)化對蓄電池設(shè)置一個(gè)第三電壓，其基本上等于電壓值V1(210)，V1(210)是位于充電曲線202的第一平穩(wěn)階段204和第二平穩(wěn)階段206之間的一個(gè)電壓，此后停止對蓄電池充電。
因此，可以利用以上的公開的值針對銀鋅蓄電池對本發(fā)明的蓄電池充電方法100和110進(jìn)行優(yōu)化和強(qiáng)化。
本發(fā)明的蓄電池充電方法100和110的步驟可以由一個(gè)截止電壓控制器來控制，該截止電壓控制器可以是微控制器、計(jì)算機(jī)或其它合適的設(shè)備。
圖4顯示了作為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的蓄電池充電系統(tǒng)211的框圖，該充電系統(tǒng)不同于以上引用的、由發(fā)明人Michael Cheiky和Te-Chien Felix Yang于2001年12月＿日提交的、編號待定的、共同未決的、題為“蓄電池充電系統(tǒng)(Battery Charging System)”的申請的蓄電池充電系統(tǒng)400，即，本發(fā)明的蓄電池充電系統(tǒng)211具有電流檢測裝置212，以及系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216，該檢測裝置可以是電阻器Rs(213)，檢測從電流感應(yīng)裝置212到截止電壓控制器與定時(shí)器215的電流輸入214，該截?cái)嚯妷嚎刂破髋c定時(shí)器可以是微控制器。本發(fā)明的蓄電池充電系統(tǒng)211的每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217都可以有控制1電壓輸入218、控制2電壓輸入219，和電壓參考輸入Vcc(220)，它可以從該截止電壓控制器與定時(shí)器215得到。
本發(fā)明的蓄電池充電系統(tǒng)211在蓄電池串聯(lián)并且不把蓄電池B1(222)從蓄電池充電系統(tǒng)211斷開的同時(shí)，利用可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217以合適的電壓調(diào)節(jié)作用于每個(gè)蓄電池B1(222)上的電壓，并且對供給每個(gè)蓄電池B1(222)的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)、整形和分路。
蓄電池充電系統(tǒng)211可以有多個(gè)可被輸入到控制1電壓輸入218、控制2電壓輸入219、和電壓參考輸入Vcc(220)中的截止電壓，這取決于被選擇去調(diào)節(jié)的平穩(wěn)段的數(shù)量和要充電的蓄電池B1(222)的類型。蓄電池B1(222)可以是具有相同和/或不同特性的相同和/或不同類型的蓄電池。因此蓄電池B1(222)可以具有相同和/或不同的電氣特性、化學(xué)特性和/或物理特性。蓄電池充電系統(tǒng)211可以有多個(gè)要充電的蓄電池B1(222)和多個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217。
可以由截止電壓控制器與定時(shí)器215控制的定時(shí)器控制的開關(guān)S1(225)與電流源IC(226)、多個(gè)串聯(lián)的蓄電池B1(222)以及多個(gè)串聯(lián)的可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217串聯(lián)。與各自的蓄電池B1(222)并聯(lián)的各個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217的每一個(gè)都調(diào)節(jié)作用于各個(gè)蓄電池B1(222)的每一個(gè)上的電壓和供給各個(gè)蓄電池的每一個(gè)的電流。可以對每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217單獨(dú)編程以接受多種充電方法和過程。
電流檢測裝置212與蓄電池B1(222)串聯(lián)，用于檢測流過串聯(lián)的蓄電池B1(222)的檢測電流Is 228。當(dāng)檢測到從電流感應(yīng)裝置212到截止電壓控制器與定時(shí)器215的電流輸入214時(shí)，產(chǎn)生于電流感應(yīng)裝置212兩端的感應(yīng)電壓Vs(227)被傳遞，該電流檢測裝置可以是電阻器Rs(213)，該截?cái)嚯妷嚎刂破骱投〞r(shí)器可以是微控制器。檢測電流Is(228)可用以測量從電流源Ic(226)流出并通過蓄電池B1(222)的電流。截止電壓控制器和定時(shí)器215可以使用檢測到的電流輸入214來確定蓄電池B1(222)的充電狀態(tài)和其它蓄電池特性，并可以用來控制蓄電池充電系統(tǒng)211的操作。
當(dāng)蓄電池B1(222)接近充足電時(shí)，通過系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216電流被分路，并遠(yuǎn)離蓄電池B1(222)，因此，更進(jìn)一步減小了對蓄電池B1(222)過充電的可能性。
圖5顯示了一種典型的可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217，但也可以使用其他合適的可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器。該可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217具有多個(gè)截止電壓輸入和光隔離器，該多個(gè)截止電壓輸入顯示為控制1電壓輸入218、控制2電壓輸入219、和電壓參考輸入Vcc(220)。圖5示出了光隔離器U60(236)和U62(238)。通過簡單的只增加另外的光隔離器、適配的電阻器和分壓計(jì)，以及相應(yīng)地校準(zhǔn)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217，截止電壓的數(shù)量可以得到提高。每一個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217所用到的截止電壓的數(shù)目大于應(yīng)用于每一個(gè)可編程電壓和電流調(diào)節(jié)器217的光隔離器的數(shù)目。
由控制1電壓輸入218與電壓參考輸入Vcc(219)之間的電壓差產(chǎn)生的電流流過限流電阻R5(240)，激活光隔離器U60(236)，并使電位器電阻R3(242)與電位器電阻R2(246)的上部分244并聯(lián)。與電阻器R2(246)的上部分244的電阻值相比，電位器電阻R3(242)的電阻值較大。與可調(diào)節(jié)帶隙電壓參考二極管U1(260)耦合的有效電阻減小了，由此補(bǔ)償該可調(diào)節(jié)帶隙電壓參考二極管U1(260)的齊納參考電壓VREF(262)。同樣，由控制2電壓輸入219與電壓參考輸入Vcc(219)之間的電壓差產(chǎn)生的電流流過限流電阻R6(264)，激活光隔離器U62(238)，并使電位器電阻R4(276)與電位器電阻R2(246)的下部分244并聯(lián)。與電阻器R2(246)的下部分244的電阻值相比，電位器電阻R4(276)的電阻值較大。與可調(diào)節(jié)帶隙電壓參考二極管U1(260)耦合的有效電阻減小了，由此補(bǔ)償該可調(diào)節(jié)帶隙電壓參考二極管U1(260)的齊納參考電壓VREF(262)。因此，取決于在控制1電壓輸入218和控制2電壓輸入219的電壓值，三個(gè)截止電壓可以用于蓄電池充電系統(tǒng)211中。
取決于蓄電池充電系統(tǒng)211的需要，可以對截止電壓編程使其作為時(shí)間函數(shù)變化，或作為其它指令的結(jié)果而變化，也可把截止電壓設(shè)為固定值，或者可以手動(dòng)地改變截止電壓。例如，可以把截止電壓設(shè)置為在充電曲線202的第一平穩(wěn)段204與第二平穩(wěn)段206之間的電壓V1(210)、基本上在第二平穩(wěn)段206上且一般在充電曲線202的陡升曲線207之前的電壓V2(208)，和/或稍高于第二平穩(wěn)段且一般在充電曲線202的陡升曲線207的拐點(diǎn)處的電壓V3(209)。取決于蓄電池充電系統(tǒng)211的需要以及正在充電的蓄電池B1(222)的類型，可以把蓄電池充電系統(tǒng)211的每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217的控制1電壓輸入218處的電壓和控制2電壓輸入219處的電壓設(shè)置為不同的截止電壓。
圖6所示為一個(gè)典型的系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216，但也可使用其他合適的可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器。系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216包括電阻器R11(280)，分壓器R21(282)，晶體管Q11(284)和一個(gè)可調(diào)節(jié)帶隙電壓參考二極管U11(286)。電流Icc288從系統(tǒng)可編程電壓和電流調(diào)節(jié)器216分路，并遠(yuǎn)離蓄電池B1(222)，由此，將蓄電池B1(222)充電過量的可能性最小化。電壓VE(290)是加于串聯(lián)的電池B1(222)和電流感應(yīng)裝置212上的電壓。
在由發(fā)明人Michael Cheiky和Te-Chien Felix Yang于2001年12月＿日提交的、編號待定的、共同未決的、題為“蓄電池充電系統(tǒng)(Battery Charging System)”的專利申請中公開了圖5中所示的系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217和圖6中所示的系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216，但也可以使用其它合適的電壓與電流調(diào)節(jié)器，在此以下對其簡要概括，以幫助理解本發(fā)明的各種教導(dǎo)。
進(jìn)一步就以上的本發(fā)明的經(jīng)驗(yàn)觀測值和教導(dǎo)而言，可以通過以下方式對蓄電池充電進(jìn)行強(qiáng)化當(dāng)蓄電池B1(222)充足電時(shí)，將電流從電池B1(222)分流出來，以使電壓VE(290)被定義為VE＜＝μ*V3+η*(IC)max*Rs，其中μ是正在充電的蓄電池B1(222)的數(shù)目，(IC)max是蓄電池B1(222)完全耗盡時(shí)的充電電流，Rs是電阻器Rs(213)的值，η是一個(gè)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的值，范圍是0.50＜η＜0.70。
在蓄電池B1(222)接近充足電之前，加在電阻器Rs(213)上的檢測電壓Vs(227)實(shí)質(zhì)上是來自源電流源Ic(226)的電流的積，即，VS＝IC*RS。
現(xiàn)在，再次參照圖4-6，每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217都限制各個(gè)蓄電池B1(222)中的每一個(gè)要充電到的電壓或截止電壓，并且當(dāng)蓄電池B1(222)接近充足電時(shí)，電流從系統(tǒng)可編程電壓和電流調(diào)節(jié)器216分路出來，并遠(yuǎn)離蓄電池B1(222)，由此，進(jìn)一步將蓄電池B1(222)充電過量的可能性最小化。
圖2顯示了每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器一般被設(shè)定的電壓或截止電壓。
例如，電壓V1(210)可以是在充電曲線202的第一平穩(wěn)段204與第二平穩(wěn)段206之間的一個(gè)電壓。對于銀鋅蓄電池，電壓V1(210)一般在1.86-1.90伏的范圍內(nèi)，并且優(yōu)選地為1.87伏。對于銀鎘蓄電池，電壓V1(210)一般在1.41-1.43伏的范圍內(nèi)，但是也可使用其它合適的值。
例如，電壓V2(208)可以是在充電曲線202的第二平穩(wěn)段206上、且一般在陡升曲線207之前的一個(gè)電壓。對于銀鋅蓄電池，電壓V2(208)在1.95-2.03伏的范圍內(nèi)，且優(yōu)選地為1.97-1.98伏，然而，也可使用其它合適的值。對于銀鎘蓄電池，電壓V2(208)可以在1.45-1.55伏的范圍內(nèi)，且優(yōu)選地為1.50伏，但是也可以使用其它合適的值。
例如，電壓V3(209)可以是稍高于充電曲線202的第二平穩(wěn)段206、且一般在陡升曲線207的拐點(diǎn)處的一個(gè)電壓。對于銀鋅蓄電池，電壓V3(209)在2.03-2.10伏的范圍內(nèi)，且優(yōu)選地為2.08伏，然而，也可使用其它合適的值。對于銀鎘蓄電池，電壓V3(209)可以在1.55-1.65伏的范圍內(nèi)，但是也可以使用其它合適的值。
圖7顯示了對圖4和圖5所示的供三個(gè)截止電壓使用的每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217進(jìn)行校準(zhǔn)的方法400的步驟，即對控制1電壓輸入218、控制2電壓輸入219、電壓參考輸入VCC(220)進(jìn)行校準(zhǔn)。
校準(zhǔn)每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217的方法400開始于步驟401。在蓄電池充電系統(tǒng)211中沒有蓄電池B1(222)的情況下，通過把定時(shí)器控制的開關(guān)S1(225)設(shè)置為閉合來允許電流流通(步驟402)；然后，把控制1電壓輸入(218)處的電壓設(shè)置為例如電壓VCC(步驟403)；然后，把控制2電壓輸入(219)設(shè)置為例如接地(步驟404)；然后調(diào)節(jié)電位器R2(246)以獲得一個(gè)中等截止電壓，蓄電池B1(222)將跨接到該電壓(步驟405)；然后把控制1電壓輸入(218)處的電壓再次設(shè)置為電壓VCC(步驟406)；然后再次把控制2電壓輸入(219)設(shè)置為接地(步驟407)；然后調(diào)節(jié)電位器電阻R3(242)以獲得一個(gè)低截止電壓，蓄電池B1(222)將跨接到該電壓(步驟408)；然后把控制1電壓輸入(218)處的電壓再次設(shè)置為電壓VCC(步驟409)；然后再次把控制2電壓輸入(219)設(shè)置為接地(步驟410)；然后調(diào)節(jié)電位器電阻R4(276)以獲得一個(gè)高截止電壓，蓄電池B 1(222)將跨接到該電壓(步驟411)。校準(zhǔn)每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217的方法結(jié)束于步驟412，在此之后蓄電池B11(272)可以連接到各自的電壓與電流調(diào)節(jié)器217。
應(yīng)該注意，可以選擇的是步驟403和404可以以相反順序或幾乎同時(shí)地被執(zhí)行。同樣，可以選擇的是步驟406和407可以以相反順序或幾乎同時(shí)地被執(zhí)行，可以選擇的是步驟409和410可以以相反順序或幾乎同時(shí)地被執(zhí)行。
系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216可由以下方式校準(zhǔn)斷開電流源Ic(226)，打開定時(shí)器控制的開關(guān)S1(225)，從蓄電池充電系統(tǒng)211中斷開系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216，將電流Icc 288供給到系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216，并調(diào)節(jié)電阻R11(280)以獲得在系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216的輸出處的電壓VE(290)。接著，一旦完成對系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216的校準(zhǔn)，系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216再次與蓄電池充電系統(tǒng)211連接。
一旦完成了圖7所示的校準(zhǔn)每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217的方法400，即，完成了校準(zhǔn)每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217的控制1電壓輸入(218)、控制2電壓輸入(219)、電壓參考輸入Vcc(220)，以及完成了校準(zhǔn)系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216，就可以根據(jù)稍后概述的如圖1、2和8所示的步驟對蓄電池B1(222)進(jìn)行充電。
現(xiàn)在，再次如圖3所示，可以由截止電壓控制器與定時(shí)器215控制的定時(shí)器控制的開關(guān)S1(225)與電流源IC(226)、多個(gè)串聯(lián)的蓄電池B1(222)、以及多個(gè)串聯(lián)的可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217串聯(lián)。與各自的蓄電池B1(222)并聯(lián)的相應(yīng)的各個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217的每一個(gè)都調(diào)節(jié)作用于各個(gè)蓄電池B1(222)的每一個(gè)上的電壓和供給各個(gè)蓄電池的電流?？梢詫γ總€(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217單獨(dú)編程以接受多種充電方法和過程。因此，應(yīng)該認(rèn)識到，各個(gè)蓄電池B1(222)可以是相同的和/或不同的，即，蓄電池B1(222)可以是相同和/或不同類型的，且具有相同和/或不同的特性，并且可以利用相同和/或不同的截止電壓與充電時(shí)間進(jìn)行充電。
可以是一個(gè)微控制器的截止電壓控制器與定時(shí)器215可用于記錄蓄電池B1(222)充電所涉及的時(shí)間，可用于控制定時(shí)器控制的開關(guān)S1(225)，以及可用于控制供給可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217的截止電壓和電壓參考輸入Vcc(219)。
本發(fā)明的蓄電池充電系統(tǒng)211可以執(zhí)行對至少一個(gè)蓄電池充電的過程的步驟。圖1、2和8顯示了當(dāng)本發(fā)明的蓄電池充電方法100和蓄電池充電方法110應(yīng)用于蓄電池充電系統(tǒng)211或其它合適的蓄電池充電系統(tǒng)時(shí)該蓄電池充電方法100和蓄電池充電方法110的步驟。在圖8中，蓄電池充電方法100的某些步驟被分解為細(xì)節(jié)步驟或更小的步驟，這些細(xì)節(jié)步驟或更小的步驟可以被合并為蓄電池充電方法100的步驟和/或蓄電池充電方法110的步驟。圖8中所示步驟的頭三個(gè)數(shù)字與圖1中具有相同數(shù)字的步驟相關(guān)聯(lián)。
現(xiàn)在，蓄電池充電方法100再次開始于步驟101。在步驟101-1，在如上所述的、校準(zhǔn)了每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217、并且校準(zhǔn)了系統(tǒng)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器216之后，開啟截止電壓控制器與定時(shí)器215。在步驟101-2對截止電壓控制器與定時(shí)器215初始化。作為初始化步驟101-2的一部分，截止電壓控制器與定時(shí)器215把每個(gè)可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217的控制1電壓輸入218設(shè)置為第一截止電壓，該第一截止電壓是電壓V2(208)，該電壓是在充電曲線202的第二平穩(wěn)段處、且一般在陡升曲線207之前的一個(gè)電壓，把電壓參考輸入Vcc(219)設(shè)置到可編程電壓與電流調(diào)節(jié)器217，并啟動(dòng)在截止電壓控制器與定時(shí)器215內(nèi)的一個(gè)定時(shí)器。然后在步驟101-3，截止電壓控制器與定時(shí)器215閉合定時(shí)器控制的開關(guān)S1(225)，啟動(dòng)電流從電流源IC(226)流出，并在步驟101-4啟動(dòng)蓄電池充電系統(tǒng)211對蓄電池B1(222)充電。根據(jù)上述的本發(fā)明教導(dǎo)，以第一電壓電壓V2(208)啟動(dòng)充電。
在步驟102，以基本上等于電壓V2(208)的第一電壓對蓄電池B1(222)充電第一持續(xù)時(shí)間T1，其中電壓V2(208)是基本上在充電曲線202的第二平穩(wěn)段處、且一般是在陡升曲線207之前的一個(gè)電壓，而T1是從充電的開始算起的，且T1＝ξ*C/Ic，其中0.02＜ξ＜0.06。
然后在步驟103，以基本上等于電壓V3(209)的第二電壓對蓄電池B1(222)充電，其中電壓V3(209)是在稍高于充電曲線202的第二平穩(wěn)段、且一般是在陡升曲線207的拐點(diǎn)處的一個(gè)電壓，而T2被定義為T2＝β*C/Ic，其中3×10-5＜β＜3×10-3。在步驟104，在第二持續(xù)時(shí)間末端由截止電壓控制器與定時(shí)器215評估蓄電池以確定充電狀態(tài)，即，蓄電池是否基本上充足電了，這是通過評估來自電流檢測裝置212的檢測到的電流輸入214的值進(jìn)行的，它用以測量從電流源Ic(226)流過蓄電池B1(222)的電流。截止電壓控制器與定時(shí)器215使用檢測到的電流輸入214來確定充電狀態(tài)以及蓄電池B1(222)的其它蓄電池特性，并控制蓄電池充電系統(tǒng)211的操作。在步驟104，如果確定蓄電池在第二持續(xù)時(shí)間的末端沒有達(dá)到基本充足電的狀態(tài)，則在步驟105，由截止電壓控制器與定時(shí)器215對總的充電時(shí)間進(jìn)行評估，以確定蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間。如果在步驟104確定在第二持續(xù)時(shí)間末端蓄電池基本上充足電了，則停止對蓄電池充電且蓄電池充電方法100結(jié)束于步驟106。
在步驟105，如果總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，則根據(jù)需要重復(fù)另一個(gè)具有步驟102、103、104、和105的充電周期108，直至在步驟105總的充電時(shí)間已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，以及/或是步驟102、103、和104被再重復(fù)直至在步驟104確定蓄電池基本上充足電了。
在步驟105如果總的充電時(shí)間已經(jīng)超出或等于第三持續(xù)時(shí)間，則停止對蓄電池充電且蓄電池充電方法100結(jié)束于步驟106。
總充電時(shí)間Ttotal＝C/Icc，其中C為蓄電池的容量，Icc為供給蓄電池的充電電流的值，并且總充電時(shí)間是第一持續(xù)時(shí)間T1和第二持續(xù)時(shí)間T2的總和的常數(shù)倍，其中，k可以被定義為大于或等于1的常數(shù)，所以總時(shí)間Ttotal＝k(T1+T2)。
蓄電池充電方法110與蓄電池充電方法100基本上相同，除了對蓄電池B1(222)上設(shè)置了一個(gè)第三電壓V1(210)，該電壓V1在充電曲線202上第一平穩(wěn)段204和第二平穩(wěn)段206之間，如圖2所示，在蓄電池充電方法110中，該步驟設(shè)置在切斷電流源之前。
圖9所示的曲線顯示了典型的銀鋅蓄電池在某一特定充電狀態(tài)下的實(shí)際蓄電池充電曲線，起始于基本上充足電的狀態(tài)，并顯示了利用本發(fā)明的蓄電池充電方法100和蓄電池充電系統(tǒng)211進(jìn)行充電的結(jié)果。
因此，可以利用本發(fā)明的蓄電池充電方法100對蓄電池充電系統(tǒng)211中的每個(gè)蓄電池進(jìn)行串聯(lián)地、單獨(dú)地充電，而不需要使用多個(gè)電流源。蓄電池組通常典型地具有串聯(lián)的多個(gè)蓄電池。因此，可以把蓄電池中的所有蓄電池在串聯(lián)狀態(tài)下單獨(dú)和獨(dú)立地充電到其各自的截止電壓，從而確保平穩(wěn)的蓄電池組。
雖然已經(jīng)參照本發(fā)明的特定優(yōu)選實(shí)施例相當(dāng)詳細(xì)地說明了本發(fā)明，但是其它實(shí)施例也是可能的。因此，附加的權(quán)利要求的精神實(shí)質(zhì)和范圍不應(yīng)該受在此包含的優(yōu)選實(shí)施例說明的限制。
權(quán)利要求
1.一種為至少一個(gè)蓄電池充電的方法，包括以下步驟以第一電壓為至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間；以第二電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間；在所述第二持續(xù)時(shí)間末端確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電狀態(tài)；如果所述至少一個(gè)蓄電池在所述第二持續(xù)時(shí)間末端沒有基本上充足電，總的充電時(shí)間將會(huì)被評估，以確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，如果總的充電時(shí)間沒有超出或不等于所述第三持續(xù)時(shí)間，重復(fù)以第一電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電所述第一持續(xù)時(shí)間和以第二電壓為所述蓄電池充電所述第二持續(xù)時(shí)間的步驟；如果在第二持續(xù)時(shí)間末端所述至少一個(gè)蓄電池基本上充足電了，則停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；或如果在第二持續(xù)時(shí)間末端總的充電時(shí)間已超出或等于第三持續(xù)時(shí)間，則停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，對所述至少一個(gè)蓄電池充電所需的總時(shí)間基本上等于所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的充電電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一電壓基本上等于基本上位于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段處的電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第一電壓基本上等于基本上位于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段處的電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一電壓基本上等于位于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段處、且位于所述充電曲線的陡升曲線之前的電壓。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二電壓基本上等于稍高于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段的電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二電壓基本上等于稍高于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段、且在一陡升曲線的拐點(diǎn)處的電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量再除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的電流，所述因數(shù)在0.02和0.06之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述第一持續(xù)時(shí)間，所述因數(shù)在3×10-5與3×10-3之間。
10.一種為至少一個(gè)蓄電池充電的方法，包括以下步驟以第一電壓為至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間；以第二電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間；在所述第二持續(xù)時(shí)間末端確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電狀態(tài)；如果所述至少一個(gè)蓄電池在所述第二持續(xù)時(shí)間末端沒有基本上充足電，總的充電時(shí)間將會(huì)被評估，以確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，如果所述總的充電時(shí)間沒有超出或不等于所述第三持續(xù)時(shí)間，重復(fù)以第一電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電所述第一持續(xù)時(shí)間和以第二電壓為所述蓄電池充電所述第二持續(xù)時(shí)間的步驟；如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端所述至少一個(gè)蓄電池基本上充滿電了，將所述至少一個(gè)蓄電池設(shè)置到第三電壓，此后停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；或如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端總的充電時(shí)間已超出或等于所述第三持續(xù)時(shí)間，將所述至少一個(gè)蓄電池設(shè)置到第三電壓，此后停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，第三電壓基本上等于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第一平穩(wěn)段和第二平穩(wěn)段之間的電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，其中所述的對所述至少一個(gè)蓄電池充電的方法的步驟由一個(gè)截止電壓控制器與定時(shí)器控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述的截止電壓控制器與定時(shí)器是微控制器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述的對所述至少一個(gè)蓄電池充電的方法的步驟由微控制器控制。
15.一種為至少一個(gè)蓄電池充電的方法，包括以下步驟以第一電壓為至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間；以第二電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間；在所述第二持續(xù)時(shí)間末端確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電狀態(tài)；如果所述至少一個(gè)蓄電池在所述第二持續(xù)時(shí)間末端沒有基本上充滿電，總的充電時(shí)間將會(huì)被評估，以確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，如果總的充電時(shí)間沒有超出或不等于所述第三持續(xù)時(shí)間，重復(fù)以第一電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電所述第一持續(xù)時(shí)間和以第二電壓為蓄電池充電所述第二持續(xù)時(shí)間的步驟；如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端蓄電池基本上充足電了，停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；或如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端總的充電時(shí)間已超出或等于所述第三持續(xù)時(shí)間，停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；所述第一電壓基本上等于基本上在所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段處的電壓；所述第二電壓基本上等于稍高于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的所述第二平穩(wěn)段的電壓；所述第一持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量再除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的電流，所述因數(shù)在0.02和0.06之間；所述第二持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述第一持續(xù)時(shí)間，所述因數(shù)在3×10-5與3×10-3之間；以及所述至少一個(gè)蓄電池充電所需的總時(shí)間基本上等于所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的充電電流。
16.一種為至少一個(gè)蓄電池充電的方法，包括以下步驟以第一電壓為至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間；以第二電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間；在所述第二持續(xù)時(shí)間末端確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電狀態(tài)；如果所述至少一個(gè)蓄電池在所述第二持續(xù)時(shí)間末端沒有充分地充滿電，總的充電時(shí)間將會(huì)被評估，以確定蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，若所述總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，重復(fù)以第一電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間和以第二電壓為所述蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間的步驟；如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端所述至少一個(gè)蓄電池基本上充足電了，將所述至少一個(gè)蓄電池設(shè)置到第三電壓，此后停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；或如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端總的充電時(shí)間已超出或等于所述第三持續(xù)時(shí)間，將所述至少一個(gè)蓄電池設(shè)置到第三電壓，此后停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；所述第一電壓基本上等于基本上在所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段處的電壓；所述第二電壓基本上等于稍高于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段的電壓；所述第三電壓基本上等于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的所述第一平穩(wěn)段和所述第二平穩(wěn)段之間的電壓；所述第一持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量再除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的充電電流，所述因數(shù)在0.02和0.06之間；所述第二持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述第一持續(xù)時(shí)間，所述因數(shù)在3×10-5與3×10-3之間；以及所述至少一個(gè)蓄電池充電所需的總時(shí)間基本上等于所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的充電電流。
17.一種蓄電池充電系統(tǒng)，包括一個(gè)電流源；一個(gè)截止電壓控制器與定時(shí)器；至少一個(gè)蓄電池；對應(yīng)的電壓與電流調(diào)節(jié)器，所述電壓與電流調(diào)節(jié)器用于調(diào)節(jié)作用于所述各個(gè)蓄電池的每一個(gè)上的電壓以及供給所述各個(gè)蓄電池的每一個(gè)的電流；所述截止電壓控制器與定時(shí)器通過所述電壓與電流調(diào)節(jié)器的控制來控制所述電壓并控制作用于所述各個(gè)蓄電池的每一個(gè)上的所述電壓的持續(xù)時(shí)間；電流檢測裝置，用于檢測通過所述蓄電池的電流，所述檢測的電流傳到所述截止電壓控制器與定時(shí)器；以及系統(tǒng)電壓與電流調(diào)節(jié)器，用于將電流從所述蓄電池分路出來。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蓄電池充電系統(tǒng)，其中，所述的蓄電池充電系統(tǒng)執(zhí)行為所述至少一個(gè)蓄電池充電的過程的步驟。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蓄電池充電系統(tǒng)，其中，所述截止電壓控制器與定時(shí)器控制所述至少一個(gè)蓄電池充電的過程的步驟。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蓄電池充電系統(tǒng)，其中，所述的蓄電池充電系統(tǒng)執(zhí)行為所述至少一個(gè)蓄電池充電的過程的步驟包括以下步驟以第一電壓為至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間；以第二電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間；在所述第二持續(xù)時(shí)間末端確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電狀態(tài)；如果所述至少一個(gè)蓄電池在所述第二持續(xù)時(shí)間末端沒有基本上充滿電，總的充電時(shí)間將會(huì)被評估，以確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，若所述總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，重復(fù)以所述第一電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電所述第一持續(xù)時(shí)間和以所述第二電壓為所述蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間的步驟；如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端所述至少一個(gè)蓄電池基本上充足電了，則停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；或如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端所述總的充電時(shí)間已超出或等于第三持續(xù)時(shí)間，則停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；所述第一電壓基本上等于基本上在所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段處的電壓；所述第二電壓基本上等于稍高于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段的電壓；所述第一持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量再除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的充電電流，所述因數(shù)在0.02和0.06之間；所述第二持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述第一持續(xù)時(shí)間，所述因數(shù)在3×10-5與3×10-3之間；以及所述至少一個(gè)蓄電池充電所需的總時(shí)間基本上等于所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的充電電流。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蓄電池充電系統(tǒng)，其中，所述的蓄電池充電系統(tǒng)執(zhí)行為所述至少一個(gè)蓄電池充電的過程的步驟包括以下步驟以第一電壓為至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間；以第二電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間；在所述第二持續(xù)時(shí)間末端確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電狀態(tài)；如果所述至少一個(gè)蓄電池在所述第二持續(xù)時(shí)間末端沒有基本上充足電，總的充電時(shí)間將會(huì)被評估，以確定所述至少一個(gè)蓄電池的充電時(shí)間是否已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，若所述總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，重復(fù)以第一電壓為所述至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間和以第二電壓為所述蓄電池充電在第二持續(xù)時(shí)間的步驟；如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端蓄電池基本上充足電了，將所述至少一個(gè)蓄電池設(shè)置到第三電壓，此后停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；或如果在所述第二持續(xù)時(shí)間末端所述總的充電時(shí)間已超出或等于所述第三持續(xù)時(shí)間，將所述至少一個(gè)蓄電池設(shè)置到第三電壓，此后停止對所述至少一個(gè)蓄電池充電；所述第一電壓基本上等于基本上在所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的第二平穩(wěn)段處的電壓；所述第二電壓基本上等于稍高于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲的所述第二平穩(wěn)段的電壓；所述第三電壓基本上等于所述至少一個(gè)蓄電池的充電曲線的所述第一平穩(wěn)段和所述第二平穩(wěn)段之間的電壓；所述第一持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量再除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的充電電流，所述因數(shù)在0.02和0.06之間；所述第二持續(xù)時(shí)間基本上等于一因數(shù)乘以所述第一持續(xù)時(shí)間，所述因數(shù)在3×10-5與3×10-3之間；以及所述至少一個(gè)蓄電池充電所需的總時(shí)間基本上等于所述至少一個(gè)蓄電池的蓄電池容量除以供給所述至少一個(gè)蓄電池的充電電流。
全文摘要
一種蓄電池充電方法和系統(tǒng)，該蓄電池充電方法包括以第一電壓對至少一個(gè)蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間；以第二電壓對蓄電池(222)充電第二持續(xù)時(shí)間；在第二持續(xù)時(shí)間末端確定蓄電池的充電狀態(tài)；如果蓄電池在第二持續(xù)時(shí)間末端沒有充足電，總的充電時(shí)間將會(huì)被評估，以確定是否蓄電池的充電時(shí)間已大于或等于第三持續(xù)時(shí)間，若總的充電時(shí)間沒有超出或不等于第三持續(xù)時(shí)間，重復(fù)以第一電壓值對蓄電池充電第一持續(xù)時(shí)間，和以第二電壓為蓄電池充電第二持續(xù)時(shí)間的步驟。該蓄電池充電系統(tǒng)(211)包括一個(gè)電流源；一個(gè)截止電壓控制器與定時(shí)器；至少一個(gè)蓄電池；對應(yīng)的電壓與電流調(diào)節(jié)器；以及一個(gè)系統(tǒng)電壓與電流調(diào)節(jié)器(217)，用于將電流從所述蓄電池分路出來。
文檔編號H01M10/46GK1539177SQ02815543
公開日2004年10月20日 申請日期2002年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月14日
發(fā)明者邁克爾·謝凱, 特－希恩·F·揚(yáng), 邁克爾 謝凱, 鰲 揚(yáng) 申請人:鋅矩陣動(dòng)力公司