[发明专利]电池热加速机制

说明书

技术领域

本公开涉及电池，并且更具体地涉及与电池充电有关的技术和电路。

背景技术

电池被用于许多不同的电气或电子设备中。在一些示例中，电池可以是可再充电的。因此，用于对这样的电池充电的系统，在一些情况下，用于对这样的电池更快速地充电的系统可能是有用的。例如，移动电话、平板电脑和其它电气或电子设备通常会变得更复杂。因此，在许多情况下，这些设备正在使用更多的功率并且正在运行要求更多功率的应用。在一些情况下，为了提供更多的功率，这样的设备内的电池通常变得越来越大。随着电池尺寸的增大，充电可能花费更长时间。因此，提高充电速度以使得设备可以被快速充电可能是重要的。

对电池充电可能导致电池发热。例如，在高温下，阴极材料可能潜在地释放氧气，其能够消耗电解质并且导致失控(runaway)反应。阴极可以包括层状LiCoO₂、LiNiO₂和LiMn₂O₄，其当在高氧化充电状态下被加热时可能遇氧分解。通常，从阴极放电相比于氧释放相对稳定。因此，从阴极放电可能通常受到较少的关注。

发明内容

一般而言，描述了技术和电路，其可以使用电池温度变化的加速变化来停止与电池相关联的电流流动(例如到电池的充电电流、从电池供给的电流或者两者)以防止进一步的热升温而保护系统和用户免于热失控。

在一些示例中，本公开涉及基于处理器的方法，该方法可以从电池上的温度传感器读取温度数据。用于实施该方法的指令可以存储在例如固件或存储器上，或者可以利用数字逻辑或者一个或多个处理器和数字逻辑的一些组合来实施该方法，上述处理器和数字逻辑可以被用于处理温度数据(诸如温度、温度变化、温度变化的加速或者其它依赖于温度的因素)以考虑热失控的特征，并且在一些示例中提供对充电期间温度加速的早期检测并因此停止对电池充电以允许电池冷却。

在一个示例中，本公开涉及一种电池支持装置，该装置包括：温度测量装置；被耦合至温度测量装置的控制器，控制器被配置为确定温度的加速变化；以及被耦合至控制器的开关，被配置为当测量到温度加速的变化时断开与电池相关联的电流。

在另一个示例中，本公开涉及一种包括电池支持装置和电池的电池支持系统，电池支持装置包括：温度测量装置；被耦合至温度测量装置的控制器，控制器被配置为确定温度的加速变化；以及被耦合至控制器的开关，被配置为当测量到温度加速的变化时断开与电池相关联的电流。电池被耦合至电池充电器并且被配置为由电池充电器充电。

在另一个示例中，本公开涉及一种对电池充电的方法，该方法包括：测量温度；确定温度变化的加速；以及当测量到温度的加速的变化时停止充电电流。

一个或多个示例的细节在以下附图和描述中被阐述。本公开的其他特征、目的和优点从说明书和附图以及权利要求书中将变得显而易见。

附图说明

图1是图示对于根据本公开的一个或多个方面的可以被充电的电池而言在电池外部的温度传感器和电池内部的温度传感器之间的示例温差的曲线图。

图2是图示电池充电的示例热失控场景的一系列曲线图。

图3是图示根据本公开的一个或多个方面的示例电池系统的框图。

图4是图示根据本公开的一个或多个方面的示例充电电路的框图。

图5是图示根据本公开的一个或多个方面的温度和充电电流随时间的示例的曲线图。

图6是图示根据本公开的一个或多个方面的温度和充电电流随时间的另一示例的另一曲线图。

图7是图示根据本公开的一个或多个方面的温度和充电电流随时间的另一示例的另一曲线图。

图8A和图8B是图示根据本公开的一个或多个方面的平均电流和温度分别随时间的示例的曲线图。

图9是图示根据本公开的一个或多个方面的用于对电池充电的示例方法的流程图。

具体实施方式

关于电池故障的一些监测和预防机制包括过压保护、欠压保护、过充电保护和过电流保护。这些或其他监测和预防机制可以被用于电池供电的电子设备中，以保护电池免受这些故障。例如，保护关机和电池充电百分比测量可以被用于欠压和过充电保护。电池的充电状态和绝对温度也可以被用于确定电池的充电电流。例如，可以通过测量例如当电流小于电池的额定电流的一小部分时电池的电压并且计算随时间所使用的充电电流来确定充电状态。一些现有系统在比可能被用作主要机制的充电电流低得多的充电电流下对电池充电，以避免热失控。