用于延长电池的使用寿命的系统和方法和合并有该系统或方法的电池供电设备。在一个实施例中，系统包括：（1）电荷检测器，可操作以检测包含在电池中的电荷水平，（2）使用建模器，耦连到电荷检测器并且可操作以从电荷检测器接收数据并且开发随着时间推移的电荷水平的模型，以及（3）电荷激励器，耦连到使用建模器并且可操作以当电池中保留足够的电荷以延续直到可能开始进行完全充电时放弃对电池进行充电的机会。
【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用本申请要求由Rehbock于2013年3月28日提交的、标题为“SYSTEM AND METHODFOR EXTENDING USEFUL LIFE OF LITHIUM-1ON AND BATTERIES OF SIMILAR TYPE”、序列号为13/852,441的美国申请的优先权，其与本申请共同受让并且通过援引的方式并入本文。
本申请总地涉及电池充电电路，并且更具体地，涉及用于锂离子或相似类型电池的智能电池充电电路。
技术介绍
用来对电池充电的技术应该根据正在充电的电池的化学成分来定制。例如，铅酸电池针对过度充电具有相对高的容限并且当被维持在完全充电或接近完全充电时展示出最长的使用寿命。因此，可通过将铅酸电池连接到简单充电器来对其进行充电，该简单充电器提供恒定电压或恒定电流源。恒定电压或电流可以是脉冲的或稳定的。涓流充电器长期提供少量的但却恒定的电荷以使电池“浮动”在完全充电或接近完全充电。基于计时器的充电器或汽车交流发电机在长的但却有限的时间例如一个到数个小时期间，提供适度的电荷。高速充电器在几分钟期间提供大量电荷，但是一般要求监视电池以防止过度充电。 诸如镍镉(N1-Cd)电池的可再充电碱性和镍金属氢化物电池比铅酸电池提供更高的功率密度，但可以以与铅酸电池大致相同的方式进行充电。然而，可再充电碱性电池要求脉冲源。镍金属氢化物电池的温度可以并应该在充电期间被监视作为其充电的指示以确保其不过度充电和过热。进一步地，镍金属氢化物电池经受“记忆效应(memory effect)”,其中如果其在仅部分放电之后被重复地再充电，则其逐渐失去其最大能量容量。 锂离子或L1-1on电池甚至比镍金属氢化物电池更为功率密集并且广泛地使用在消费性电子产品(诸如平板电脑、手机和MP3播放器)、工具、电动车以及医疗、军事和航空航天应用中。最普及的化学成分是锂钴氧化物(LiCoO2)t5相似的化学成分，包括磷酸铁锂(LFP)、锂镍锰钴氧化物(NMC)、锂锰氧化物(LM0)以及钛酸锂(LTO)，倾向于使用在更敏感或奇异(exotic)的应用中。 虽然非常强劲，但是锂离子电池具有两个相当大的缺点。第一，其仅可再充电有限的次数(典型地约500到1000次)，这限制其使用寿命。第二，其经受被称作热失控的、具有破坏性和潜在危险的现象，如果其过度充电，则该现象发生。因此，在三个阶段中仔细地对锂离子电池充电。第一阶段是恒定电流阶段，其中恒定电流源连接到电池直到到达每电池元(cell)最大电压。第二阶段是平衡阶段，其中恒定电流的水平降低并且采用平衡电路来平衡在构成电池的电池元之间的电荷。第三阶段是恒定电压阶段，其中恒定电压源连接到电池，恒定电压源的电压等于每电池元最大电压乘以电池中的电池元的数目。 显而易见的是，镍金属氢化物和锂离子电池在充电方面要求一些策略。因此，已经开发出所谓的“智能”电池充电器(定义为能够通过修改其充电动作来对电池的条件进行响应)以安全并且仔细地对其进行充电，使得其使用寿命合理地尽可能的长。智能电池电荷通过不定期对其进行深度放电来减轻镍金属氢化物电池中的记忆效应，并且通过仔细地监视其温度和限制其充电电流和电压来防止锂离子电池中的热失控。现今智能电池充电器被广泛使用，并且预计只要从中获益的电池还在使用，则其就会继续保留。
技术实现思路
一方面提供了用于延长电池的使用寿命的系统和合并有该系统或方法的电池供电的设备。在一个实施例中，系统包括:(I)电荷检测器，可操作以检测包含在电池中的电荷水平，(2)使用建模器，耦连到电荷检测器并且可操作以从电荷检测器接收数据并且开发随着时间推移的电荷水平的模型以及(3)电荷激励器，耦连到使用建模器并且可操作以当电池中保留足够的电荷以延续直到可能进行完全充电时放弃对电池进行充电的机会。 另一方面提供了延长电池的使用寿命的方法。在一个实施例中，方法包括:(1)监视电池的电荷水平，(2)采用随着时间推移所监视的电池电荷水平来开发电池使用模型， (3)检测对电池进行充电的机会以及(4)采用当前电池电荷水平和电池使用模型来确定电池保留至少一些电荷直到可能的下一次完全充电的可能性。 又一方面提供了电池供电的设备。在一个实施例中，设备包括:(I)负载，(2)锂离子电池，(3)电荷检测器，可操作以检测包含在电池中的电荷水平，(4)使用建模器，耦连到电荷检测器并且可操作以从电荷检测器接收数据并且开发随着时间推移的电荷水平的模型以及(5)电荷激励器，耦连到使用建模器并且可操作以当电池中保留足够的电荷以延续直到可能进行完全充电时放弃对电池进行充电的机会，以及当电池不太可能保留至少一些电荷直到可能进行完全充电时采取机会。 【附图说明】 现在对结合附图所采取的下面的描述进行参考，其中: 图1是包含电池充电电路的电池供电的设备的高级图，该电池充电电路包括用于延长锂离子电池或相似类型电池的使用寿命的系统； 图2是用于延长锂离子电池或相似类型电池的使用寿命的系统的一个实施例的框图； 图3是针对特定示范性的一日的、使用模型和电池使用的示例的曲线图；以及 图4是用于延长锂离子电池或相似类型电池的使用寿命的系统的一个实施例的流程图。 【具体实施方式】 锂离子电池属于相似化学成分的家族，即可再充电电池，其中组I碱金属离子(通常是更活跃的金属，包括锂、钠和钾)的离子当放电时从阴极移动到阳极，并且当充电时从阳极移动回阴极。锂离子电池也属于相似类型的家族，因为其在其可再充电的次数方面受到限制。本文认识到的是，锂离子电池所属于的电池类型应视为具有与对其进行再充电相关联的“成本”;每次再充电贬低其价值并且缩短其使用寿命。 电池供电的设备(诸如平板电脑、电话、MP3播放器、工具和仪器)中的常规充电电路以典型的快速充电速率对其锂离子(或相似的)电池进行再充电，随后关闭以防止有害的过度充电。然而，当电池留在充电状态持续延长的时间段时，在甚至设备没有正被使用的情况下，常规充电电路也使电池经受反复的充电和放电循环。这表现为对可使用的充电循环的数目的特别浪费的损耗。使这个问题复杂化的是更多现代充电电路嵌入在较大系统中并且因此可被无意地唤起。仅作为一个示例，汽车可包括用于安放手机、GPS单元或MP3播放器的托架，这样其可以在驾驶时使用。不幸地是，这种托架典型地还提供电池充电功能。因此，留在托架上的设备可能不但实施有用的和所需的功能，而且无意中正对其电池进行充电。当高功率USB变得可用并且电池充电与USB集成到一起时，该问题可能变得更普遍。 如上文的
技术介绍
所述，锂离子电池仅可再充电有限的次数(典型地约500到1000次)，这限制其使用寿命。本文认识到的是，虽然谨慎地对电池进行充电的确有助于延长其使用寿命，但是存在降低电池充电的频率的某一潜在性。换句话说，本文认识到的是，对电池充电的频率加以降低会降低随着再充电、随着时间推移所引发的“成本”。 更特别地，本文认识到的是，存在机会以完全放弃不必要的充电循环。进一步认识到的是，可以采用历史的电池使用模式来做出将来的电池使用预测。本文又进一步认识到的是，将来的电池使用预测连同电池包含的电荷的当前水平的知本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于延长电池的使用寿命的系统，包括：电荷检测器，可操作以检测包含在所述电池中的电荷水平；使用建模器，耦连到所述电荷检测器并且可操作以从所述电荷检测器接收数据并且开发随着时间推移的所述电荷水平的模型；以及电荷激励器，耦连到所述使用建模器并且可操作以当在所述电池中保留足够的电荷以延续直到可能开始进行完全充电时放弃对所述电池进行充电的机会。
【技术特征摘要】
2013.03.28 US 13/852,4411.一种用于延长电池的使用寿命的系统，包括: 电荷检测器，可操作以检测包含在所述电池中的电荷水平； 使用建模器，耦连到所述电荷检测器并且可操作以从所述电荷检测器接收数据并且开发随着时间推移的所述电荷水平的模型；以及 电荷激励器，耦连到所述使用建模器并且可操作以当在所述电池中保留足够的电荷以延续直到可能开始进行完全充电时放弃对所述电池进行充电的机会。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述电荷检测器可操作以通过监视流入或流出所述电池的电流来查明所述电荷水平。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述检测器可操作以检测在至少一日期间的所述电荷水平。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述使用模型将电荷水平表示为在数日的窗口期间所平均的时间的函数。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述完全充电发生在夜晚。6.根据权利要求1所述的系统，其中所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：威廉·E·雷博克，
申请(专利权)人：辉达公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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